机械制造技术基础课件

第三章金属切削工艺和控制，1，切削工艺和芯片类型，2，切削力3，切削热量，切削温度和切削油4，刀具磨损和刀具耐久性5，加工量的合理选择6，磨削工艺和磨削机理，1，切削工艺和芯片类型，图3-4切削变形实验设备和视频设备，图3-4，芯片根金相照片，1，芯片成型工艺和切削变形区域分割，金属切削过程的滑移线和流线图，I变形区域：即剪切变形区域，金属剪切滑动，成为芯片。金属切削过程的塑性变形主要集中在这一领域。切削部分的三个变形区域，变形区域：加工面被后刀面挤压和摩擦，产生变形。这个区域的变形是加工的表面处理硬化和纤维化的主要原因。变形区：前刀面附近，切口排出时前刀面挤压和摩擦导致前刀面附近的金属纤维化。这个变形区的变形是正面磨损和芯片肿瘤的主要原因。粒子滑动图，2，应变程度表示法，(1)应变系数 h，厚度应变系数，长度应变系数，应变系数Ah的计算，3，芯片肿瘤的形成及其对切削过程的影响，形成前提条件：(1)工件材料的塑性；(2)切削速度；(1)新鲜表面(2)在温度和压力下，保持层(3)保持层分离(4)生成新的保持层(5)生成碎屑，去除屑瘤生成过程，影响碎屑物种形成的因素，工件材料的特性，切削区域的温度分布和压力分布切削区域的温度和压力很低，不会产生芯片肿瘤，温度太高，很难产生芯片肿瘤。芯片肿瘤的高度和速度的关系，芯片肿瘤对切口的影响，(1)切削层厚度的变化，(2)加工层厚度的变化，(3)增加加工面粗糙度，(4)影响刀具寿命，控制芯片肿瘤的措施，(1)正确选择切削速度，(2)润滑性能优良的切削，4，芯片类型和控制，带状芯片，挤压芯片，单位芯片，崩溃，易碎材质不稳定，表面粗糙度， 0AC，带状芯片，0 0-v-AC-8590-v-v-v-v-v-v-v局部剪切应力达到破坏强度，切削不均匀，切削力不变便于清理、保管和处理；2；切削力；1；切削力的来源；切削力和分解；切削力；2；切削力测量；3；切削力计算和经验公式；4；影响切削力的因素；1；切削力的来源；切削力和分解；以及，机床-工件-夹具-刀具构成的工艺系统刚度不足时，振动的主要因素。确认机床进给系统的主要零点，零件强度和刚度的基础。(3)切削功率，在Fzvc10-3(KW)周运动中消耗的功率约占总切削功率的95%。10-3(KW)进料运动消耗的功率，约占总功率的5%。总耗电量：Pm=(Fzvc，)10-3，相切抗力方向没有位移，因此不会消耗电力。机床电机功率：PEPm/m，m 3354机床传输效率，一般为0.750.85。，2，利用切削力测量、测功机直接测量、机床功率测量，利用计算机对切削力进行辅助测试。(1)动力系统必须具备的性能，足够的刚度；高固有频率；充分的灵敏度；各力之间的相互干涉必须很小。测力计的输出不应受力作用点位置变化的影响。测功机的输出应该是线性和小歇斯底里的好。(2)测力计的分类按工作原理划分：1)机器测力计2)液压测力计3)电力测力计：电阻应变；感应电容压电、测力仪直接测量、(3)电阻应变计工作原理、传感器、桥式电路、应变计、3、切削力计算和经验公式、两类：一类是指数公式；一个按单位切削力计算。(1)计算切削力的指数公式，对于样式：CFz，CFy，CFx与加工的金属材料和切削条件相关的系数；XFz、xFy、xFx百刀AP的影响指数；Yyyz，yFx转移f的影响指数；NFz，nFy，nFx切削速度v的影响指数；KFz、KFy、KFx计算条件不同于实验条件的总修正系数。(2)以单位切削力计算主切削力。单位切削力以p(N/mm2)表示单位切削力的主切削力：p=，=，=，(N/mm2)，FZ=papfkfpkvfzfy=papfkfpkvfz(fy)KvFz切削速度改变时主切削力的修正系数；Fy/Fz，Fx/Fz如果主偏转不同，则为Fy，Fx与Fz的比率；KFz，KFy，KFx刀具几何参数与切削力的修正系数不同时，为4，影响切削力的因素，切削深度与切削力几乎成正比；供应增加，切削力增加，但不成比例。切削速度对切削力有复杂影响，对刀具几何角度没有影响；前角度gamma 0增加时切削力下降，主偏角r，叶片倾角s对主切削力影响不大，对刀阻力和进给阻力有显着影响(r，s 8854 FP3354 FPFf)切削油：具有减少切削力的润滑效果。刀具磨损：增加切削力，对刀阻力Fp影响最大；3，切削热，切削温度和切削油，1，切削热生成和传导2，切削温度测量3，影响切削温度的因素4，切削油，1，切削热生成和传导(1)切削热生成，切削工艺变形和通过摩擦转换为切削热，主要来源Q=Qp目前常用的热电偶方法简单、可靠、使用方便。用热电偶法测量切削温度的方法有自然热电偶和人工热电偶。自然热电偶方法，工件和刀具材料不同，构成热电偶极，在切削时工具和工件接触的高温下产生温差电位，用电位器测量切削区域的平均温度。不同材料，互绝缘导线，作为热电偶阳极。您可以量测刀具或工件的指定点温度、可量测的最大温度和温度分布栏位。3、影响切削温度的主要因素、切削量的影响、用自然热电偶法测量的theta 的前刀面接触区域平均温度(c)；与C工件、刀具材料和其他切削参数相关的切削温度系数；Z、ys、xs3354 VC、f、AP的指数。切削速度对切削温度影响最大，进给速度影响如下，切削深度的影响最小。，刀具几何参数的影响，工件材料的影响，工件材料的机械特性，切削温度，工件材料的热导率，切削温度，刀具磨损的影响，冷却剂的影响，4，切削液，(1)机构冷却作用润滑清洗作用防锈效果，(2) 异常磨损、破损(裂纹、倒塌、破损等)、刀片(刀片塑性变形)、1、刀具磨损形式及其原因、(1)刀具磨损形式、正常磨损、全刀面磨损、形式：新月成型条件：加工加工脆性材料的影响：切削力切削温度产生振动，加工质量降低，边界磨损，(2)刀具磨损的原因，刀具磨损结合了机械、热和化学三种效果，结果1)磨料磨损2)结合磨损3)相变磨损4)扩散磨损5 切削金属材料时，2、刀具磨损过程和钝性标准、粗加工和半精加工在正常磨损阶段结束时使用磨损量VB作为磨削钝性标准，即经济磨损极限。精加工钝标准小值，即工艺磨损极限。刀具的径向磨损量表示为自动生产的精加工刀具，3，刀具耐久性及其经验公式，刀具寿命(耐久性)概念，刀具从切削开始到磨损程度钝的标准切削时间为t。刀具总寿命从切削开始到报废的总切削时间，包括多次重新切削。v是最重要的影响。f阶Ap影响最小。用硬质合金刀具切削碳钢(b=0.763GPa)时，不同刀具材料寿命(耐久性)比较，格式to，TM，ta，TC分别为工艺时间、基本时间、辅助时间和刀具交换时间。t是刀具寿命。f，AP设为常数：缩短作业时间的刀具寿命。对于车削，作业时间：由下而上(4-14)、t的进退刀及0设定为，最大生产力刀具寿命为、(3-16)、(3-17)、4、刀具耐用度选取、C0作业成本。M工序单位时间内共享的工厂总支出；Ct刀具成本；Tm、ta、TC和T的含义相同。将工艺成本降至最低的刀具寿命。以车削为例，工序成本保持、f、AP为常数，以相同的方式使用经济寿命、“3.6切削量选择”(DeterminetheCuttingParameters)、一个、切削量对切削的影响、一个、对加工质量的影响2、对生产效率的影响，机器的切削效率可以在单位时间内用切除的材料体积Q(mm3/min)表示：切削用量3因素对切削效率影响的权重相同。3，对刀具寿命的影响，v最重要的影响；f阶Ap影响最小。第二，选择切削量的原则，(1)粗加工阶段选择切削量的原则，(2)精加工阶段选择切削量的原则，首先选择尽可能多的背摄入量AP，然后选择尽可能多的进给f，最后根据刀具的耐久性确定合理的切削速度VC。选择更高的切削速度VC、尽可能大的背摄入量AP和较小的进给f。合理的切削用量。也就是说，通过保证加工质量，可以获得高生产效率和低生产成本的切削量。，3，选取切削的三个元素，1。百刀AP的选择根据处理毛利确定，2 .进给f的选择，粗加工时保持半精加工和精加工毛利，但尽可能去除整个毛利，如果剩馀量太大，分成两次或多次走刀，两次走刀中第一次走刀的切削深度取单边毛利的2/3到3/4。半精加工时通常为ap=0.5到2mm，精加工时通常为ap=0.1到0.4mm，粗加工时根据工艺系统强度和刚度条件确定(计算或检查表)精加工和半精加工时根据加工表面粗糙度和加工精度的要求确定(计算或检查表)，表3切削速度VC精加工时机器功率充足，切削速度主要受刀具耐久性的限制。(1)使用公式计算切削速度，(2)使用表方法确定切削速度，粗加工的切削速度通常选择为小于精加工，刀具材料的切削性能越好，选择的切削速度越高。硬质合金可转位车刀的切削速度明显高于焊接车刀的切削速度。工件材料的可加工性越低，切削速度越低。在决定切削速度时，还应考虑以下内容：整理时生成碎屑肿瘤的速度区域应尽量避免；间歇切削要适当地降低切削速度。在容易发生振动的情况下，机床主轴转速应选择能够进行稳定切削的速度区域进行。加工大型、细长、薄皮革、铸造、锻造外皮的工件时，应选择低切削速度。4 .机械功率验证(仅限粗加工)，中间P机床电动机功率(kw)；3354机床传输效率；Fc主切削力(n)。可以从导出：示例：3-1毛坯如图所示，毛坯：直径d=50mm，材料45钢，b=0.637 GPA；加工要求：外圆到44，表面粗糙度为ra 3.2m；工具：焊接硬质合金外部圆形车削刀具，刀片材料为YT15，杆截面尺寸为16mm25mm；刀具切削部分几何参数：尝试此车削过程的切削量。第四，如何提高切削用量，1 .开发和使用新的刀具材料，提高刀具的耐久性，提高切削速度；2.进行工具改革，增加转移和百刀的数量。3 .改善机器，使其具有足够的刚度。3.6研磨工艺及研磨机制，以磨料为主制造的一种切削工具。它是用结合剂或粘结剂，将许多微小、坚硬、不规则形式的磨料颗粒按照特定要求粘合而成的。主要起到粘接作用的切削，主要是头屑和冷却，磨削是利用磨料进行切削作用，消除工件表面过多层，使工件表面质量符合预期要求的加工方法。执行研磨的机器叫做研磨机。磨料简介：一，砂轮特性，1。决定砂轮特性的5个因素，1)抛光，2)粒度，筛选方法分类，粒度编号共27个。使用水压根据不同的沉降速度分类，共14次。3)结合剂，表3-12结合剂的种类和适用范围，4)硬度，工作时外力作用下磨料颗粒的剥离难度。19级，ABCDEFGHJKLMNPQRSTY超软中硬超级硬，5)规定组织表示磨