机械制造技术基础吉卫喜主编ch南林大PPT课件.ppt

1 第2章金属切削过程及其控制 本章重点 1 切削加工的运动分析及切削要素 重点内容是切削三要素2 金属切削刀具 重点 难点是刀具标注角度参考系及标注角度 安排一次刀具几何角度测量实验 3 切削过程中的物理现象 重点内容是三个变形区的变形特点及对切削过程的影响 4 磨削 学时 8实验 2 2 2 1金属切削基本知识 金属切削加工 利用刀具切除被加工零件多余的材料 形成已加工表面 1 1 mpg金属切削加工的目的 使被加工零件的尺寸精度 形状和位置精度 表面质量达到设计与使用要求两个基本条件 切削运动刀具是机械制造工业中最基本的加工方法 在国民经济中占有重要地位 3 2 1金属切削基本知识 2 1 1零件表面的形成1被加工工件的表面形状2工件表面的形成原理3工件表面的成形运动工件和刀具作相对运动形成 4 5 6 图1 2组成工件轮廓的几何表面 7 8 2 1金属切削基本知识 2 1 2切削运动及切削加工过程中的工件表面切削运动主运动进给运动 9 1 主运动 刀具与工件之间主要的相对运动使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料使被切削层转变为切屑 从而形成工件的新表面 切削运动中 主运动速度最高 消耗功率最大 一般只有一个 主运动方向 切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向切削速度vc 切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度 10 2 进给运动 刀具与工件之间附加的相对运动配合主运动依次地或连续不断地切除切屑速度低 消耗功率小 一般有一个或多个可由刀具完成 车削 工件完成 铣削 可以是间歇的 刨削 连续的 车削进给运动方向 切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给方向 进给速度vf 切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度 11 12 各种切削加工的运动形式 刨削 主运动 刨刀的直线运动进给运动 工件移动钻削 主运动 钻头旋转进给运动 钻头轴向移动插齿 主运动 插齿刀上下运动进给运动 工件分度运动等车外圆 主运动 工件高速旋转进给运动 车刀轴向运动 13 各种切削加工的运动形式 磨外圆 主运动 砂轮旋转进给运动 工件转动 砂轮轴向移动铣平面 主运动 铣刀旋转进给运动 工件移动镗孔 主运动 刀具旋转 绕工件轴线 进给运动 刀具径向移动 2 1金属切削基本知识 2 切削加工过程中的工件表面待加工面过渡面已加工面 14 15 切削加工过程中的工件表面 1 待加工表面 工件上有待切除的表面 2 已加工表面 经刀具切削后产生的新表面 3 过渡表面 或称切削表面 切削刃正在切削的表面它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面 2 1金属切削基本知识 3 切削要素 切削过程的切削用量要素和在切削过程中由余量变成切屑的切削层参数 16 17 切削要素 切削用量三要素 切削速度vc 主运动速度 进给量f 切削深度ap 背吃刀量 切削层几何参数 切削层公称厚度hd切削层公称宽度bD切削层公称横截面积AD 18 1 切削速度VC m min指主运动的线速度 以车削为例 n 工件或刀具的转速 n 为r mind 工件或刀具观察点的旋转直径 d 为mm一般取dw m min 19 2 进给量f 指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量主运动是回转运动时 进给量指工件或刀具每回转一周 两者沿进给方向的相对位移量 单位为mm r当主运动是直线运动时 进给量指刀具或工件每往复直线运动一次 两者沿进给方向的相对位移量 单位为mm 双行程或mm 单行程对于多齿的旋转刀具 如铣刀 切齿刀 常用每齿进给量fz 单位为mm z或mm 齿 它与进给量f的关系为f zfz 20 进给量是进给运动的单位量 车削时进给量f是取工件每旋转一周的时间内 工件与刀具相对位移量 mm min vf 进给运动速度多齿刀具有每齿进给量 21 3 背吃刀量ap 工件待加工表面与加工表面之间的垂直距离在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的吃刀量一般称为切削深度 单位为mm dw 待加工表面直径dm 已加工表面直径 22 4 切削时间tm 切削时间是反映切削效率高低的一种指标车外圆时切削时间tm可由下式计算L 刀具行程长度A 半径方向加工余量 23 提高切削用理ap f Vf中任何一个要素 都可缩短切削时间 提高生产效率 24 5 金属切除率QZ 在金属切削过程中 切削用量三要素选配的大小 将影响切削效率的高低 通常用三要素的乘积作为衡量指标 称为材料切除率 每分钟切下工件材料的体积是衡量切削效率高低的另一种指标 mm3 min 25 2 切削层参数 切削层是指工件上正在被刀具切削刃切削着的一层金属切削层参数 基面中测量的切削层长度 宽度和面积 它们与切削用量f ap有关 26 切削层参数 27 切削层参数 1 切削层公称厚度hD 垂直于正在加工的表面 过渡表面 度量的切削层参数 2 切削层公称宽度bD 平行于正在加工的表面 过渡表面 度量的切削层参数 3 切削层公称横截面积AD 在切削层参数平面内度量的横截面积 28 切削层几何参数 hd f sin rbD ap sin rAD hd bD f ap 动画 29 下图为车削工件端面的示意图 图上标注的主运动是 进给运动是 加工 过渡 表面是 已加工表面是 切削速度是 进给量是 吃刀量是 2 1 2刀具结构与几何角度 1 刀具结构及其几何形状刀具的组成 刀面刀头 切削部分刀刃刀尖刀杆 用于装夹 30 1 2 1刀具切削部分的基本定义 1 前刀面 2 后刀面 3 副后刀面 4 主切削刃 5 副切削刃 6 刀尖 1 5 swf 31 实际使用的刀具切削部分放大形状 32 33 2 刀具角度 标注角度 标注坐标系 静态参考系它是刀具设计计算 绘图标注 刃磨测量角度时基准 两个假定条件 假定运动条件假定安装条件工作角度 工作坐标系 动态参考系它是确定刀具切削运动中角度的基准 34 1 刀具标注角度 静止 参考系 基面Pr 过切削刃选定点垂直于主运动方向的平面 切削平面Ps 过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面 正交平面P0 过切削刃上选定点并同时垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面 35 1 6 swf 36 2 刀具的标注角度 是在刀具设计图上予以标注的角度 是制造和刃磨刀具所需要的 37 2 刀具的标注角度 在正交平面内标注的角度 1 前角 0 2 后角 0 3 楔角 0在切削平面内标注的角度刃倾角 s在基面内标注的角度 1 主偏角 r 2 副偏角 r 3 刀尖角 s 1 7 swf 38 前角 后