机械制造技术基础3

第三章切削和磨削原理，本章的主要内容、特点和学习要求1，主要内容切削工艺、切削力、切削热、刀具磨损、切削条件选择等2，特点说明了加工过程中出现的现象，并讨论了其控制方法。3，要求：1)了解芯片的类型和控制。2)了解芯片肿瘤的条件、优缺点和控制。3)了解磨削原理。4)了解如何提高材料可加工性。5)熟悉切削力、切削力的影响因素及控制。6)熟悉刀具磨损形式、原因和磨损过程。7)掌握刀具角度和切削量的合理选择。第一个刀路刀路是一个完整的过程，直到刀具从工件的曲面中切削多馀材料，从芯片形成开始形成加工曲面为止。首先，芯片形成过程是由刀具前刀面的推拉使工件材料塑性变形，沿特定斜剪切滑移形成。第二，芯片类型和芯片控制1。4个： (1)带状芯片形成条件塑料金属材料的加工、小进给量、高切削速度、高刀具前角。特征：切削过程稳定，切削力波动小，加工表面粗糙度值小。(2)芯片形成条件：塑料金属材料加工，进给速度，切削速度低。特征：芯片的外部弧面呈锯齿状，内部弧面有时有裂纹。(3)粒状芯片形成条件：塑料金属材料加工，进给率，低切削速度，小刀具前角。上述三种芯片都是在加工塑料金属材料时获得的，可通过改变切削条件相互转换。(4)衰变芯片形成条件：脆性金属材料加工。进给率越大，得到的就越容易。2，芯片控制可根据形成条件进行控制。切削量3元素，刀具角度等。目的：加工过程正常进行，为了保证加工面的质量，锯屑必须晒干并切割。第三，芯片肿瘤定义：切割塑料金属材料时，从芯片和工件的金属粘合层堆积在前刀面，形成高硬度的楔。原因：芯片和工件强摩擦，摩擦芯片内部的分子结合力。优点和缺点：保护刀片，提高前角度。但是，它现在消失了，因此降低了加工精度。粗加工时使用，完成后避免。首先更改切削速度。第二，使用切削液；为了提高硬度和减少塑料，进行精火处理的塑料高材料。如果切削速度大小对芯片肿瘤的影响很小，那么芯片和前表面的摩擦小，芯片内部分子的结合力大，不会产生芯片肿瘤。切削速度高，芯片底部的金属稍微熔化，摩擦小，因此不会产生芯片肿瘤。切削速度不高或低的话，切削温度高，摩擦大，锯屑和前刀面的摩擦阻力大于芯片内部分子结合力，从而产生芯片肿瘤。第四，加工硬化-切削塑料材料时，加工面的硬度高于工件材料的原始硬度。优点和缺点：提高了工件的耐磨性，但提高了表面层的脆性，减少了抗冲击能力，使后续加工(如刀具磨损加速)面临困难。加工硬化显示方法加工硬化以硬化程度和深度表示。硬化程度n: n=(h/h0) 100% h0-基座的显微硬度(HV)；H-硬化层的显微硬度(HV)。选择加工硬化的影响因素和控制措施大前后角；后角度越大，工件与后曲面之间的摩擦越小，加工硬化程度和硬化层深度都越小。合理确定后刀表面磨损VB值；提高刀具锐化质量。合理选择切削量，并选择尽可能高的切削速度和较小的进给速度。使用性能好的切削油。第2节切削力1，切削力源和分解克服材料的变形阻力，克服锯屑与前、工件和后曲面之间的摩擦阻力，合力-。切削力的分解：主切削力Fz:切向力。Fz用于刀具强度计算、机床零件设计和机床功率确定。吃刀阻力Fy:半径阻力。Fy用于计算与加工精度相关的工件变形和刀具、机械零件的强度等。通路阻力Fx:轴阻力。Fx用于计算进给功率和设计机械进给机构等。影响切削力的主要因素工件材料的影响工件材料的强度、硬度越高，切削力越大。在刀具几何角度的影响中，前角度对切削力的影响最大。增加前角度，芯片变形少，切削力小。当影响切削量的切削深度增加时，切削力成正比增加。进给率增加时，切削力增加。通常，切削速度增加时，切削力增加。刀具材料的影响：刀具材料和工件材料之间的兼容性和摩擦。影响切削力大小顺序：按立方碳化硼、陶瓷、涂层、硬质合金、高速钢刀具顺序依次增加切削力。切削油的影响切削油具有降低切削力的润滑效果。切削液的主要类型：水溶液冷却、粗加工。乳液润滑基础，整理。切削油润滑效果好。第二，切削功率Pc在切削过程中消耗的功率称为工作功率。工作功率分为两部分。(1)主运动消耗的动力，称为切削功率。(2)通过进给动作消耗的电力称为供给功率。进给功率可以忽略，因为相对切削功率太小。因此，工作功率将替换为切削功率。在电脑床电机功率Pm中，必须考虑机床的传输效率。Pm PC/ m、第iii节切削热和切削温度的影响：影响工件材料的性能；前刀面的摩擦系数和切削力的大小；刀具磨损和寿命；加工表面质量；工艺系统的热变形和加工精度。首先，产生切削热和传导切削力-热。切削热发生在芯片变形操作、芯片和前、工件与后曲面之间的摩擦中。芯片变形对塑料金属材料加工热；加工易碎的金属材料，背面刀面之间的摩擦。将切割过程消耗的98%-99%的能量转换为热量。第二，切削温度切削温度-芯片、工件和刀具接触面的平均温度。切削列的生成和发射条件决定。影响切削温度的因素：所有增加切削力的因素都会提高切削温度。有利于切削热释放的因素降低了切削温度。倒入足够的切削液会降低切削温度。切削液的类型和选择：水溶液冷却，粗加工。乳液润滑基础，整理。切削油润滑效果好。加工铸铁和铝合金时一般不使用切削液。4节刀具磨损1、刀具磨损形式1、前磨损2、后磨损3、边界磨损、2、刀具磨损原因1、磨料磨损工件材料中的杂质、碳化物、氧化物等硬点在刀具表面绘制沟槽进行磨损。在各种切削速度下，刀具上有磨料磨损。磨料磨损机制、示意图磨损过程图、磨料磨损的表面特性、擦伤或犁皱形成的沟槽。图示磨料磨损表面形态，2，粘合磨损工具和工件材料接触原子间距离时发生的耦合现象，又名冷焊。工具和工件材料的硬度比越小，相互之间的亲和力越大，粘结磨损就越严重。粘合磨损表面特性，图Al-Sn合金套筒的粘合磨损，机器表面不同大小的疤痕。扩散磨损，高温使刀具接触工件切割的新鲜表面，化学活性大，工具和工件材料的化学元素有可能相互扩散，从而改变两者之间的化学成分，削弱刀具材料的性能，加快磨损过程。化学磨损，热电磨损等。第三，刀具磨损过程中的刀具磨损分为4个阶段，刀具寿命1，刀具钝性标准刀具磨损磨损达到一定限度后不能使用。这个限制是迟钝的标准。2、刀具寿命(耐久性)锐化后到钝边标准的切削时间。对于刀具总寿命重新研磨刀具，刀具从第一次使用到报废的总切削时间。第五，在刀具磨损检测自动化过程中，要及时监控和监控刀具。主要方法包括联机、脱机、实时和非实时。1，通常的方法是记录每把刀的实际切削时间，并与刀具寿命(耐久性)进行比较，达到规定的耐久性值后，发送信号更换刀。2，切削力检测方法与常规切削不同，刀具磨损时切削力突然增加。切削力的变化宽度可确定刀具的磨损程度。检测方法：力传感器放在杆上效果好，但经常更换工具很难实现结构。称重传感器对主轴前轴承运行良好，无论刀具频繁更换。3，声发射方法正常切割时声发射信号小，连续，磨损后声发射信号增加。第5节金属加工条件的合理选择1，工件加工材料的可加工性材料可加工性-指示容易加工成合适零件的程度。相同的零件，使用的材料不同，容易加工成合格零件的程度也不同。路径：调整化学成分热处理，第二，提高刀具几何参数的合理选择1，前角度(前角度和基座之间的角度)。前角度的影响增加前角度会使主切削刃变得尖锐。但是太大了，刀刃很虚弱。前角度的选择生产中，根据工件材料、刀具材料和加工要求选择前角度。前角度选择原理工件材料的强度，高硬度，选择较小的前角度。选取较小的前角度，例如粗加工。折绕会选取较大的前角度。加工塑料材料时，请使用较大的前角度。对于成型刀具或不应经常更换的刀具，请选取较小的前角度。2，后角度-主要后平面和加工平面之间的角度。减少影响刀具和主后刀具面与工件之间的摩擦。但是，它太大，刀具强度降低。为确保刀具强度，选择了粗加工和冲击载荷的刀具的嗅觉。必须选择较小的后角度。收尾要选择较小的嗅觉，以减少后刀面的磨损。3，主偏折主偏折-主切削刃和进给方向投影到基座的角度。主偏角的影响减小了主偏角，切削刃参与了工作长度，冷却区域增加，从而提高了刀具寿命。但是，减小主偏角会增加径向力，并增加工件的变形程度。加工主偏角选择刚度低的工件时，经常使用较大的主偏角，以防止工件发生变形和振动。4，二次偏折-二次切削刃和进给相反方向投影到底座的角度。影响较小的偏角可以减少粗糙度。但是，偏移太小，低音炮和加工面之间的摩擦增加。5，倾斜角-主切削刃和基本角度。影响芯片移除的方向。倾角为负时，芯片流在加工表面，易于刮削加工表面。倾斜角是定时，芯片流向待加工的表面。切削力。通常，倾斜角度为正时，切削力较小。叶片倾角为负时，切削力较大。选择“:清除”、“正数”或“0”。第三，合理选择切削使用的切削速度、进给量和切削深度称为切削量3因素。原则：粗加工在确保适当刀具耐久性的同时，首先选择大切削深度，然后采取较大的进给速度，最后采取适当的切削速度。确保精加工时的加工精度和表面粗糙度。取较小的进给和切削深度，取较高或较低的切削速度。芯片肿瘤定义：切割塑料金属材料时，从芯片和工件的金属粘合层积累在正面，形成高硬度的楔。如果切削速度大小对芯片肿瘤的影响很小，那么芯片和前表面的摩擦小，芯片内部分子的结合力大，不会产生芯片肿瘤。切削速度高，芯片底部的金属稍微熔化，摩擦小，因此不会产生芯片肿瘤。切削速度不高或低的话，切削温度高，摩擦大，锯屑和前刀面的摩擦阻力大于芯片内部分子结合力，从而产生芯片肿瘤。第四，切削液的合理选择根据工件材料、刀具材料和加工要求进行。(1)在工件材料中切削塑料材料(如钢)时使用切削油。切削铸铁等脆性材料时不使用切削油。(2)刀具材料高速钢刀具耐热性差，使用切削油。硬质合金刀具耐热性好，一般不使用切削油。(3)加工需要钻孔等加工，摩擦严重，使用切削油。粗加工是以冷却为基础的切削油，精加工用润滑为基础的切削油。切削液的主要类型：水溶液冷却、粗加工。乳液润滑基础，整理。切削油润滑效果好。6部分磨削原理，磨削不仅可用于精加工，还可用于粗加工毛皮剥皮加工，具有较高的生产率和优良的经济性。磨削精度通常大于IT5-IT6或IT5级，表面粗糙度可达Rz0.2-0.04微米。磨削被越来越广泛地使用。原因：高强度和难切削材料的广泛应用。零件精度要求的持续增加。一、与车轮-磨料一起烧结的多孔筛。每个磨粒对应于一个齿，整个磨轮对应于无数个齿的铣刀。砂轮特性：1，磨料-切削工作材料。常用氧化物、碳化物和高硬磨料三类。2，粒度-磨料颗粒的大小。粒子编号越大，粒子越小。粒度选择与加工曲面的粗糙度、生产率等有关。粗磨，研磨剩馀量，粗粒选择。在精细研磨和成型时，选择微小的研磨粒子，以减少工件的表面粗糙度。3、组合搜索陶瓷结合性能稳定，不怕油、酸、碱腐蚀。适用于齿轮、螺杆研磨等。树脂结合强度高，可制成薄板砂轮磨齿罐。橡胶键比树脂键强度和弹性高，能制造非常薄的砂轮。金属接合切削用于制造金刚石砂轮和磨料。(4)硬度车轮表面的粒子容易被外力落下的程度。容易剥落意味着砂轮的硬度脆弱，反之则坚硬。因此，相同的磨料可以用不同硬度的砂轮制成。砂轮硬度