1.1金属切削原理及刀具.ppt

培训要求：金属切削过程是刀具从工件中去除多馀的金属，为工件提供指定的加工精度和表面质量。因此，为了生产质量、效率、低成本，必须重视对金属切削过程的研究。教学重点：基本定义介绍了金属切削过程的一些基本概念，包括切削运动、切削用量、参考系统(主截面参考系统、垂直截面参考系统、进给回平面参考系统)、刀具尺寸角度、切削层参数等。工具材料介绍了工具材料必须具备的性能(硬度、耐磨性、强度、韧性、耐热性、技术、经济性)。两种常用工具材料(高速钢、硬质合金)和其他工具材料(涂层、陶瓷、人造金刚石和立方氮化硼)。内容摘要，1.1基本上是金属切削过程，即金属切削过程，是刀具与工件交互的过程。刀具从工件中去除多馀(或保留的)金属，并以高工作效率和低成本为前提，获得工件符合技术要求的形状、位置、尺寸精度和表面质量。切削运动必须具有工件和刀具之间的相对运动，即金属加工刀具执行的切削运动，才能实现加工过程。构成机械加工过程系统的工艺系统机器、夹具、刀具和工件，用于研究加工系统运动状态下的各种现象和规律。预设定义、1.1切削运动和切削使用必须在刀具和工件之间完成特定切削运动，才能在金属切削期间从工件切削某些金属。与外部圆形车削一样，工件是旋转运动，刀具以连续的纵向直线运动形成工件的外部圆柱曲面。在新面形成过程中，工件有基本定义，待加工表面：金属层要加工的表面；加工曲面：切削刃被修剪的曲面。加工的曲面：某些金属形成的新曲面被修剪。这些定义也适用于其他切削。图中分别显示了车削、包装、钻孔、铣削和镗孔时的切削运动。切削运动和切削使用、1.1.1切削运动金属加工机床的缺省运动包括直线运动和旋转运动。工件相对于刀具的运动可分为切削的主运动和进给运动。如图所示。(1)主运动：切割金属所需的最重要的动作。特点：一般速度最高，机床功耗最高。机器只有一个主运动。例如，车削、镗孔的主要运动是工件相对于刀具的旋转运动，过切是刀具相对于工件的直线运动。(2)进给运动：将新金属继续投入切削的运动。使切削连续或重复进行，切削的图层以形成加工曲面。特征：机床的进给运动可以是一种、多种配置，通常功耗低，进给运动可以是连续运动，也可以是间歇性运动。切削运动和切削使用、(3)合成运动和合成切削速度ve主运动VC和进给运动VF可分别由刀具或工件完成或由刀具单独完成。主运动和进给运动可以同时(车削、铣削等)或交替(过切等)。当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削边上相对于工件的点的运动称为合成切削运动。合成速度向量是主运动速度和进给运动速度的向量，以及：ve=vcvf，切削运动，1.1.1.2切削量3元素切削时的适当切削速度VC，进给f(或进给率值vf)，选取适当后刀值AP的其他工件材料，刀具材料和其他技术经济需求进行切削。Vc、f、AP称为切削量3因子。(1)切削速度大多数切削主要运动使用旋转运动。旋转体(刀具或工件)外部圆或内部孔中某一点的切削速度以样式d工件或刀具上某一点的旋转直径(mm)计算。N工件或刀具的速度(r/s或r/min)。、切削运动和切削量；在生产中，磨削速度单位为米/秒(m/s)，其它加工的切削速度单位为米/分钟(m/min)，习惯性地进行处理。如果旋转速度n的值恒定，则切削刃的每个点处的切削速度都不同。在计算时应考虑诸如刀具磨损和加工表面质量等因素，以达到最大切削速度。例如：对于外部圆形车削，在要加工的曲面上计算速度(用公式取代dw)；对于内部孔车削，在加工的曲面上计算速度(用公式取代DM)；对于钻孔，在钻孔的外径上计算速度。(2)进给率、进给率和每齿进给率是单位时间的进给率，单位为mm/s(mm/min)。进给是工件或刀具沿进给运动方向(车削、钻孔、铰孔)旋转的相对偏移，单位为mm/r。切削量3元素、平面、插入等主要运动为往复直线运动的加工无法规定进给率，但必须以mm/d.st (mm/双冲程)为单位指定间歇进给率。在处理多刀片切削刀具(铣削刀具、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等)时，还要指定每个刀具齿的进给率，即mm/Z(毫米/齿)。显然，mm/s或mm/min (3)后加工量车削和过切情况下，后加工量AP是工件上加工曲面和待加工曲面之间的垂直距离(mm)。即可从workspace页面中移除物件。切削的三个元素，外部圆柱曲面车削的后刀量可用以下格式计算：dm钻孔的表面直径(mm)；Dw-要加工的曲面直径(mm)。1.1.2刀具切削部分的基本定义1.1.2.1刀具切削部分的组成部分，金属切削刀具切削部分的几何和参数都是公用的。也就是说，无论刀具结构复杂与否，其切削部分几乎总是圆形车削刀具的大部分切削部分的基本形状。切削量3元素，ISO(国际标准化组织)是确定金属切削刀具工作部分几何形状的通用术语，基于车削刀具切削部分。刀具切削部分的组成部分(图1、2)及其定义和说明如下：(1)前加工平面直接作用于被切削的金属层，控制锯屑排出的加工面。根据前曲面与主切削边和次切削边相邻的情况，分为以下几个部分：主前加工面：与主切削边相邻的主前加工面称为。次要前曲面：与次要切削边相邻的次要前曲面称为。(2)背面曲面被分割为主要背面曲面和次要背面曲面。后刀具面(tool side of network):表示与工件加工曲面交互并面对面的加工面。背后曲面：与工件的加工曲面交互并相对的加工曲面。刀具切削部分的组成部分，(3)切削刃：切削刃是直接从具有主切削刃和辅助切削刃的前曲面切削的前缘。主切削刃：表示与前曲面和主后曲面相交的前边，以完成主切削或曲面成型操作。辅助切削刃(secondary cutting lane):表示前曲面和辅助后曲面相交的前边。此边与主切削刃一起形成，以完成切削操作并最终加工曲面。(4)刀具刀尖是主切削刃和辅助切削刃的连接部分。为了加强刀尖，许多工具在刀尖上研磨直线或圆弧转换刀片。作为刀具切削部分组成部分的1.1.2.2刀具尺寸角度的参照系统必须首先创建参照系统，以确定刀具前、后和切削刃的位置。定义和规定刀具角度的一组基准坐标平面。这允许您以刀具前、后和切削刃相对于每个基准平面的角度表示空间中的位置。这些角度是刀具切削部分的几何角度。操作角度：刀具角度，即刀具使用的“使用”(inuse)角度，通过将刀具与工件和切削运动连接确定。刀具尺寸角度参照系统：刀具在使用前总是能知道安装哪些机器和哪些切削运动，因此，也可以事先指定确定刀具尺寸角度参照系统(称为停止参照系统)所需的工作条件。，刀具尺寸角度的参照系统，确定刀具尺寸角度参照系统的方法：假定运动条件：首先给出刀具的假设主运动方向和假设进给方向。其次，假定进给率值较小，可以使用主运动向量近似值代替合成速度向量。然后使用平行于主运动方向并垂直于主运动方向的坐标平面构建参照系统。假定安装条件：为了便于制造、锐化和测量，假定每个参考系统的平面与刀具平行或垂直的平面或轴，例如车削刀具底部、刀具条轴、铣削刀具、钻孔轴等。还可以假定刀具安装为与参照系统的平面完全平行或垂直。注意：静止系统本质上不是静态的，刀具仍是连接到工件和运动的特定参照系统。刀具尺寸角度参考系统中的刀具角度称为尺寸角度。刀具尺寸角度的参照系统由基准、切削平面、主截面等平面组成，如右侧动画中所示。刀具标注角度的参照系统，(1)基础Pr通过切削刃选取点，垂直于假定主运动方向的平面。通常，底座必须是与刀具平行或垂直的安装位置平面或轴之一，以便于制造、锐化和测量。例如，图标是常规车削刀具或刨刀刀具库，与刀具底部平行。旋转类型的刀具(如钻孔、铣削刀具和攻丝)是刀具的轴横截面，因为切削刃点的旋转运动(即主运动)方向通过该点，垂直于包含刀具旋转轴的平面。刀具尺寸角度的参照系统，(2)切削平面Ps通过切削刃的选定点，与主切削边相切，垂直于基础平面。也就是说，由主切削刃和切削速度方向组成的平面。基础和加工平面非常重要。这两个平面构成了各种刀具尺寸角度参照系统，如下所述的部分。如果不知道底座和切削平面，可以说不知道刀具。(3)主截面Po和主截面参照系统主截面是通过切削刃选取的点，垂直于基础和切削平面。因此，预设横截面垂直于预设切削刃投影。Pr-Ps-Po构成正交主截面参考系统。(4)法向截面Pn和法向截面参照系统横截面是通过切削边选取的点与切削边垂直的平面。Pr-Ps-Pn配置方法截面参考系统。刀具尺寸角度的参照系统，右图表示由Po-Pr-Ps构成的正交主截面参照系统，Po-Pr-Ps是当前生产中最常用的刀具尺寸角度参照系统。图中还显示了由Pn-Pr-Ps组成的垂直剖面参考系统。实际使用时，通常单独使用参考系统。、刀具标注角度参照系统，(5)进给截面Pf和后平面Pp及其配置的进给，后平面参照系统进给截面Pf是通过与进给运动方向平行且垂直于基础Pr的切削边选取的点。安装位置平面或与刀具平行或垂直的轴，通常用于简化制造、锐化和测量。后平面Pp是通过切削刃选取点时与Pr和Pf垂直的平面。常规车削刀具和刨刀的Pf垂直于杆轴。钻孔、胸针、表面车削刀具、切削等Pf与刀具轴平行。铣削刀具的Pf垂直于铣削刀具轴。配置输送到Pr-Pf-Pp、后平面参照系统，如图所示。、刀具尺寸角度的参照系统、1.1.2.3刀具操作角度的参照系统是先前刀具尺寸角度参照系统，在定义基准时只考虑主运动，不考虑进给运动(即，由估计运动条件确定的参照系统)。但是，这些参照是实际使用刀具时确定的刀具角度，通常不能准确反映切削的实际情况。仅当使用复合切削运动方向确定参照系统时，它才与切削加工的实际值一致。下图中显示的三个刀具具有相同的尺寸角度，但由于复合切削运动的方向不同，因此刀具切削部分的缺省定义、(b)、(a)、(c)、(a)、图、(a)、刀具后加工面和工件加工曲面之间具有适当间隙的切削是正常的。图(b)，刀具的等值线位于加工曲面上，切削刃未切入，切削条件损坏。在这种情况下，只考虑主运动的假设条件不合适，还必须考虑进给运动速度的影响。也就是说，为了确定刀具的工作角度，还必须考虑复合切削运动方向的参照系统。图(c)，刀具背面曲面与加工曲面完全接触时发生了严重摩擦。同样，刀具的实际安装位置也会影响工作角度的大小。只有使用刀具工作角度的参考系统才能反映加工的实际情况。刀具工作角度的参考系统、刀具工作角度参考系统：刀具切削时定义几何参数的参考系统。此参照系统考虑切削运动和实际安装对几何参数的影响。刀具操作角度参照与尺寸角度参照系统的唯一区别是，用ve替换VC，用实际进给运动方向替换假设进给运动方向。1.1.2.4刀具的尺寸角度刀具尺寸角度：由刀具尺寸角度参考系统确定的切削刃和加工面的位置角度，称为刀具尺寸角度。附注：定义的刀具角度必须表示切削边上所选点的角度，因为刀具角度的参照系统可能会沿切削刃变更。指示刀尖与切削刃相邻的点的角度(除非特别标记)。如果切削边是曲线，或前后切削平面是曲面，则定义刀具角度时，必须使用通过切削边(而不是曲线边或曲面)选取的点的相切或相切平面。刀具的尺寸角度、主截面参照系统的尺寸角度名称、符号和定义如下：刀具的尺寸角度，前角度o:前和基础之间的角度(在主截面中测量)。嗅觉o:后加工平面和加工平面之间的角度(在主截面上测量)；主偏转角r:在基座上测量的主切削刃和进给运动方向的角度；角倾斜s:在加工平面上测量的主切削刃和基座之间的角度。上述四个角度可用于确定车削刀具的主切削刃以及前后刀具曲面的位置。o，s确定前刀面的位置，r，o确定后刀面的位置，r，s确定主切削刃的位置。同样，在空间中，辅助切削刃和相关前后刀具的位置需要四个角度：二次角度r 、二次角度s 、二次前角度o 、二次后角度o 。车削刀具辅助切削刃与主切削刃一起在同一前刀面上确定了伽马和s后，确定了前刀面的位置，伽玛和s 的两个角度可以转换为伽玛和s，r，等角度，这称为导出角度。如、刀具的尺寸角度、由上而下分析所示，外部圆环线只有3个刀具面、2个切削刃和6个所需尺寸的独立角度。另外，根据分析刀具的需要，指定定义如下的名称和可变角度：楔形角度o:在主横截面中测量的前后曲面之间的角度；刀尖角度r:在底部测量的主切削刃和辅助切削刃之间的角度。前角度，正负刀片角度规定：在主横截面中，前刀面与基座平行时，前角度为零。如果前刀面和加工平面之间的角度小于90，则前角度为正。如果大于90，则前角度为负值。如果、刀具的尺寸角度、后角度和基本角度小于，则后角度为正值。大于90的话，嗅觉是负值。加工时，后拐角通常不选择负值。考虑到刀具的尺寸角度、影响锯屑方向的倾斜角的正负、1.1.3刀具工作角度合成运动和实际安装，刀具的参考系统将发生变化。根据切削操作的实际情况，由刀具操作角度参考系统确定的角度称为操作角度。一般进给速度比主要运动速度小得多，因此在一般安装条件下，刀具的工作角度几乎等于尺寸角度(误差不超过l%)。因此，在大多数情况下，无需计算普通汽车、镗孔、端面铣削、主铣削等工作角度。只有在角度变化值很大的情况下(例如汽车螺纹或螺钉、铲袋和钻孔)，在研究钻孔中心附近的切削条件或刀具的特殊安装时，才需要计算工作角度。1.1.3.1进给运动如何影响操作角度(1)横移，例如，车削刀具主切削刃的选取点相对于工件的运动轨迹是圆周，切削平面Ps是通