机械制造基础电子教案 第5章 金属切削机床的基础知识

教案第__9_次课授课内容第4章金属切削基础知识3金属切削过程第5章金属切削机床的基础知识1机床的类型和基本构造2机床的传动目的要求认识切削过程中产生的诸多物理现象，掌握切削过程的基本规律并能运用这些规律为切削加工服务；使学生掌握机床的基本构造和机床的传动系统组成及工作原理重点难点切削过程中的物理现象、机床的机械传动系统组成及工作原理课型课堂讲授计划学时3课前准备板书设计1（多媒体提纲）§4-3金属切削过程中的物理现象一、切屑形成过程及切屑种类二、积屑瘤三、切屑力和切削功率四、切削热和切削温度五、刀具磨损和刀具耐用度第5章金属切削机床的基础知识§5-1机床的类型和基本构造一、机床的类型二、机床的基本构造§5-2机床的传动一、机床的机械传动1.常用传动付及其传动关系2.机床常用的变速机构3.卧式车床传动简介二、机床的液压传动课堂小结作业、思考课后小结备课纸§1-3金属切削过程oMoM切屑形成过程塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。切屑形成过程：弹性变形——塑性变形——挤裂——切离——切屑切屑种类带状切屑加工塑性金属材料，当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般常得这类切屑。节状切屑多在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。崩碎切屑加工脆性材料，特别是当切削厚度较大时常得到这种切屑。二、积屑瘤积屑瘤的形成在切削速度不高而又能形成带状切屑的情况下，加工一般钢料或铝合金等塑性材料时，常在前刀面处粘着一块剖面呈三角状的硬块，这块粘附在前刀面上的金属硬块称为积屑瘤。积屑瘤对切削加工的影响有利面：①使g0增大，使切削过程变得轻快。②可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。不利面：①积屑瘤不稳定，易引起振动，使Ra增大。②会引起ap的变化，使加工精度降低。所以：粗加工时可以利用，精加工时应尽量避免。积屑瘤的控制产生积屑瘤最主要的因素是工件材料和切削速度。(1)塑性变形较大，容易产生积屑瘤；塑性较小，硬度高的材料，不易产生积屑瘤，或所产生积屑瘤的高度相对较小，切削脆性材料时所形成的崩碎切屑不与前面剧烈摩擦，因此一般不产生积屑瘤。第1页备课纸（2）Vc<5m/min不会产生积屑瘤Vc=5-5m/min容易产生积屑瘤Vc>100m/min不会产生积屑瘤避免积屑瘤产生的措施：（1）正确选择切削速度，使切削速度避开产生积屑瘤的区域。（2）使用润滑性能好的切削液，目的在于减小切屑底层材料与刀具前刀面间的摩擦。（3）增大刀具前角，减小刀具前刀面与切屑之间的压力。（4）适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。三、切屑力和切削功率1.切削力的构成与分解刀具与工件的摩擦力刀具与切屑的摩擦力刀具与工件的摩擦力刀具与切屑的摩擦力弹性变形塑性变形材料的变形抗力切削力的构成2)切削力的分解（1）切削力Fc主切削力消耗的功率占总功率的95%以上。是计算机床动力及主要传动零件强度和刚度的依据。（2）进给力Ff（3）背向力Fp这三个切削分力与总切削力F有如下关系：F＝F＋F＋F2.切削力的估算用经验公式估算：CFC—与工件材料和刀具材料有关的系数；ap—背吃力刀量mm；f—进给量。XFc，YFc—指数；第2页备课纸KFC—与切削用量、刀具角度、刀具磨损及切削液有关的修正系数可见，工件材料和刀具材料对切削力的影响最大，切削用量中aP对切削力的影响比f的影响大。3.切削功率背向力FP不做功，进给力Ff消耗功率很小（总功率的1~5%）Pm=FCVC×10-3KW（Fc单位用N，Vc单位用m/s）考虑机床传动效率一般=0.75~0.85，故机床电机功率PE的计算公式为PE>Pm/m四、切削热和切削温度1.切削热的产生、传出及对加工的影响（1）切屑变形所产生的热量，是切削热的主要来源（2）切屑与刀具前刀面之间的摩擦所产生的热量（3）工件与刀具后刀面之间的摩擦所产生的热量2.切削温度及其影响因素五、刀具磨损和刀具耐用度1.刀具磨损的形式（1）前刀面磨损前刀面磨损是指切屑沿前刀面流出时，在刀具前刀面上经常会磨出一个月牙洼。切削塑性材料时，当切削速度较高，切削厚度较大时较容易产生前刀面的磨损。前刀面磨损量的大小，用月牙洼的宽度KB和深度KT来表示。图刀具磨损形式第3页备课纸（2）后刀面磨损在切削刃参加切削工作的各点上，一般后刀面磨损是不均匀的。在后刀面磨损带中间部位的B区上，磨损比较均匀，平均磨损带宽度以VB表示，而最大磨损带宽度以VBmax表示。加工脆性材料时，由于形成崩碎切屑，一般出现后刀面的磨损；切削塑性材料时，当切削速度较低，切削厚度较薄时较容易产生后刀面的磨损。（3）前后刀面同时磨损以中等Vc中等切削厚度切塑性材料。2.刀具磨损过程初期磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段所以：应在刀具正常磨损阶段后期，急剧磨损阶段之前刃磨刀具。3.刀具耐用度所谓刀具耐用度（又称刀具寿命）是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间，以T表示，单位为分钟。一把新刀从开始投入切削到报废为止总的实际切削时间，称为刀具总寿命。因此刀具总寿命等于这把刀的刃磨次数（包括新刀开刃）乘以刀具耐用度。影响刀具耐用度的因素：①工件材料和刀具材料影响刀具耐用度②切削用量影响刀具耐用度vc,f,ap愈大，刀具磨损加剧，影响程度vc>f>ap所以：为了提高刀具耐用度，在选择切削用量时，应选尽可能大的背吃刀量ap，其次是尽可能大的进给量f，最后是切削速度vc。第4页备课纸第五篇切削加工§2-1机床的类型和基本构造一、机床的类型金属切削机床：通用机床、专用机床、组合机床。机床型号及其表示方法： 机床类别代号＋通用特性代号＋组别代号＋型别代号＋主参数代号＋重大改进号。型号中的代号及其含义：机床的类别代号：用汉语拼音字母（大写）表示。类别：车床钻床镗床磨床铣床刨插床齿轮加工机床代号：CZTM、2M、3MXBY机床的通用特性代号：用汉语拼音字母（大写）表示。特性：高精度精密自动半自动万能数字程序控制轻型 代号：GMZBWKQ主别代号：第一组数字表示组别、第二组数字表示型号。主要参数代号： 主参数是代表机床规格大小的一种参数。通常用主参数的折算值（1/1或1/10）来表示。重大改进号：当机床的性能和结构有重大改进时，用改进的次序。分别用汉语拼音“A、B、C….”表示。二、机床的基本构造主传动部件进给传动部件工件安装装置刀具安装装置支承件动力源第5页备课纸§2-2机床的传动一、机床的机械传动机床上常用的传动副及其传动关系带传动其传动比：i＝＝特点：传动平稳，轴间距离大，过载时皮带打滑，不会引起机器损坏，但传动比不精确，传动效率低。齿轮传动其传动比：i＝＝特点：传动比精确，传力大，效率高，但制造复杂，传动噪声大。蜗杆传动其传动比：i＝＝K－为蜗杆的螺纹头数；Z－为蜗轮的齿数。特点：可获得较大的降速比，传动平稳，无噪声。只能由蜗杆传动蜗轮。齿轮齿条传动齿条的移动速度：V＝mm/sz－齿轮齿数n－齿条转速m－齿轮、齿条模数特点：传动效率高，但制造精度不高时传动平稳性和准确性较差。第6页备课纸螺杆传动旋转运动→直线运动V＝mm/s多头螺杆传动时：V＝mm/s传动链及其传动比：例传动链分析传动链的传动比等于链中各传动付传动比的乘积机床常用的变速机构滑