第05讲 金属切削规律应用.ppt

1、第五讲金属切削规律的应用，浙江机械工程与现代制造工程研究所，金属切削规律的应用，刀具合理几何参数的选择工具几何参数内容及选择原则前刀形状的选择后角和辅助后角的选择主要偏角，副偏角和刀尖形状的选择，合理的刀具耐久性的选择，合理的切削使用选择补充材料，刀具几何参数选择的意义，在切削过程中作为工具必须具有一定的切削性能，才能从工件中去除多馀的金属一般而言，刀具材料、刀具结构选取后，刀具切削部分的几何参数将成为最重要的元素。刀具切削部分的几何参数可以看到选择刀具的几何参数的好坏，直接影响刀具切削性能的发挥。切削力的大小、切削温度、筹码破损或连接、加工质量、刀具的耐久性、生产率和成本、刀具几何参数主要内

2、容后刀面的双锐化等刨花的变形、卷曲、折断以直接影响切削力、切削热、刀具磨损和耐久性的角度为主切削刃的前角度、后角度、主偏角、主偏角、主偏角，刀具合理的几何参数概念，刀具切削部分几何参数选择的起点是确定加工质量、刀具耐久性、生产率、成本是主要的。必须根据特定情况(如粗加工)进行分析。主要是提高生产率和刀具耐久性。保证精加工，加工质量。刀具的合理几何参数定义：在确保加工质量的同时，可满足刀具耐久性、生产率、加工成本低的刀具几何参数刀具的合理几何参数选择问题(多目标、多参数最优化)。本质上是多元函数解决目标计算最佳值的问题。(科学)由于影响切削加工效果的因素很多，因素徐璐相互作用，因此制作数学模型更

3、加困难。实用的最优化或最优化操作只有在固定了几个茄子元素后，才能更改少量参数值，获得实验数据，并用适当的方法(方差分析、回归分析等)进行处理，达到最佳效果。(工程)、刀具合理几何参数选择的一般原则、工件实际情况工件材料的化学成分、制造方法、热处理、物理和机械性能坯件表面情况、工件的形状、尺寸、精度和表面质量要求必须考虑刀具材料和刀具结构刀具材料的化学成分、物理和机械性能刀具的结构类型。整体式、焊接式、机械夹等必须考虑各几何参数之间关系刀具的刀片、刀片区域、刀具面和角度之间的相互关系，综合考虑相互作用和影响。应分别确定合理的值，考虑特定的加工条件，考虑机械、夹具、工艺系统刚度和功率大小、切削用量

4、、切削液性能等。注重确保粗加工时刀具的最大耐久性。收尾时主要考虑质量保证。考虑自动线、刀具操作的稳定性。机器的刚度和动力不足时，刀具必须尖锐，减少切削力，选择刀具的合理几何参数，合理选择刀具几何参数的起点是质量(精加工)、提高刀具耐久性、提高生产率(粗加工和半精加工)、降低生产成本(全部考虑)。介绍时可以按参数介绍，但是几何参数是统一的整体，每个参数都徐璐连接，因此根据情况需要综合考虑。、前角度的功能、前角度o:前面与基础之间的角度前角度会影响头强度、热体积和热传导区域，以及切削变形、切削力、切削温度和切削功率。还影响了筹码形态和筹码效果、加工质量，影响了刀具耐久性和切削效率。影响切削变形。前

5、角度变尖，塑性变形，影响刀具耐久性：前角度时间：前角度增加切削力减小，温度降低，耐久性增加前角度增大时：前角度越大，头强度越小，冷却条件下降，耐久性越低，屑形态和碎屑效果影响。减小前角会增大碎屑的变形，碎屑容易弯曲和断裂，影响加工表面的质量。增加前角度可减小塑料变形，加工硬化小，振动小，有利于表面质量，增加或减少适当前角度的概念，增加或减少前角度的概念切削热生成和热条件：增加前角度可减少切削热生成，但减少头热面积和允许的热体积。在某些条件下，前边缘具有合理的最大值。徐璐对于不同的刀具材料，每个都有对应于刀具最大耐久性的前角度。这称为合理的前角度opt。合理的前向角度选择原则，刀具材料：前向角度

6、大，头部以弯曲应力为主，前向角度时间，头部压缩应力为主，因此弯曲强度低，韧性低，避免冲击，容易倒塌的刀具(如硬质合金刀具)采取较小的前向角度(-5o15o)加工材料：加工塑料材料，进口大前角；加工脆性材料，前角度对变形影响不大，切削力集中在切削刃附近，采取小的前角度，防止倒塌。工件的强度、硬度、切削力和温度越高，为了确保切削强度和增加热面积，采取较小的前角度，特别是在硬的情况下，可能为负值。粗加工：加工裕量，刀具承受冲击负载，并取得较小的前角度。工艺系统：在刚度低、振动、机械功率不足的情况下，采用大前角，采用低切削力的数控机床，自动生产线：保证刀具尺寸公差范围内的耐久性(尺寸)和工作稳定性，采

7、用小前缘整形工具。采取较小的前角度加工其他材料，以避免影响刀片形状，根据刀具合理的前角度加工其他刀具材料，常用于精加工、头屑、头屑性能下降。2 .具有倒角正向角的平面形沿切削刃研磨窄负倒角。提高了刀刃强度。用于陶瓷、硬质合金等脆性刀具，可用于切割。负倒角宽度B1=(0.30.8) F .粗加工采用较大值，精加工采用较小值。负倒角前角度01=-5 -10(硬质合金)。3 .正前角度曲面是通过沿倒角边研磨曲面而形成的。表面起屑作用，增加前角度，改善切削条件。用于粗加工、半精加工塑料材料。4 .负前角单平面硬质合金、陶瓷刀具切削高强度、高硬度或硬化钢，或经皮材料和冲击粗加工等。特征：抗冲击。5 .负

8、前角度双平面类型充分利用刀片材质，以在磨损发生在前后刀面时减少前刀的锐化区域。可用于强力切削的足够切削强度。后角度的功能，后角度0:后面与加工平面之间的角度后角度影响加工曲面的质量、刀具耐用性、曲面质量、生产率减少后刀具面与加工曲面之间的摩擦。后角度越小，摩擦长度越大，磨损越严重。增加后角，减少摩擦，提高表面质量和刀具耐久性，切削刃钝圆半径值越小，切削刃越锋利，同一磨标准VB下，后角大的刀具从鞋到磨，研磨金属体积越大，刀具的耐久性就越高。但是，如果刀具径向磨损值NB增加，工件的尺寸精度要求高，则渡边杏使用大后角。(P81图3-49)增加后角度会减弱切削刃和刀头的强度，减少散热面积和体积。而且N

9、B在一定时间内磨损量小，刀具耐久性低。，从刀具耐用性的角度来看，合理后角度的概念：在特定条件下，始终具有与最大刀具耐用性相对应的后角度(称为合理后角度opt)。说明：由于刀具角度之间的相互连接和交互(如前角度变化)，刀具的合理后角度值会相应地发生变化。研究表明，确保刀具最高耐久性的合理后角度值主要取决于切削厚度ac(ac=f * sin kr)，还与刀具材料、刀具前角度等其他条件相关。合理的后角选择，切削厚度：切削厚度很小，采用大后角减少后刀面的磨损。切削厚度大，前刀面月牙凹陷磨损严重，减少后角可以弥补。精加工：切削力不大，为了提高加工表面的质量，必须减少后刀的磨损，需要采取大的后角(8o12

10、O)。粗加工：切削力大，冲击大，必须采取小的后角(6O)提高强度。工件材料：硬度、强度高时，采取小后角，确保切削刃强度。塑性大，加工硬化严重时，为了减少后刀面的摩擦，提高加工表面的质量，大幅度采取后刀角。工艺系统：在刚度差异、振动容易的情况下，应适当减小后角度，制动具有尺寸精度要求的刀具，并应使用较小的后角度，以减少再抛光后刀具尺寸的变化。辅助嗅觉0通常与嗅觉0相同，但剪切刀的主要偏角和辅助偏角、主要偏角Kr:主要切削刃的基准投影和进给方向的角度辅助偏角Kr:辅助切削刃的基准投影和进给方向的角度主要偏角和辅助偏角的共同功能是合理划分刀具的每个切削刃。选择合理的主偏角、辅助偏角和其他切削边偏角，

11、可以提高加工表面的质量，提高刀具的耐久性和生产率。主偏角和次偏角的作用影响加工曲面剩余区域的高度。减少主偏角和次偏角可以减少加工表面粗糙度。特别是辅助偏角对加工表面粗糙度的影响更大。影响切削层的形状：主偏角直接影响切削刃工作长度和单位长度切削刃的切削载荷。主偏角增加、切削宽度减少、切削厚度增加、切削刃单位长度的载荷增加(P82，图354)。因此，主偏角直接影响刀具的磨损和耐久性。、kr、kr、KR、主偏转和辅助偏转的作用影响三个茄子切削分力的大小和比例关系。增加主偏角可以减小主切削力Fz和切割深度阻力(Fy=FNcosKr)。同样，增加辅助偏角可以减少切割深度阻力Fy，有助于减少工艺系统的弹性

12、变形和振动。主偏折和次偏折决定刀尖角度。(三个角度之和为180o)直接影响刀尖强度、热传导面积和容热体积。主偏角影响头屑效果和头屑方向。增加主偏角，头屑变窄，变厚，容易折断。对于孔加工刀具，增加主偏角有助于沿轴平稳地排出头屑。合理的主偏角选择，粗加工和半精加工：硬质合金线刀通常采用大主偏角减少振动，提高刀具耐久性，切割碎屑，采用更大的切削深度。非常坚硬的材料加工：必须采取小的主偏角，以减少单位长度切削刃的负荷，提高刀具耐久性。工艺系统刚度：刚度好时，减小主偏角可以提高刀具的耐久性。刚度不足时，必须采取大的主偏角以减少抗剪Fy减少振动(例如细长轴车削)。合理的辅助偏角选择，辅助偏角选择必须首先满

13、足加工表面质量要求，并考虑尖端强度、导热性和允许的热要求。通常，辅助偏角可以通过较小的值(5o10o)提高表面质量粗加工，而不会引起振动。考虑到刀尖强度、冷却条件等，辅助偏角不应太大。10牙齿很好。精加工刀片的长度必须略大于进给速度(P83图3-55)。工件材料：加工高强度、高硬度或非连续切削时，应使用较小的辅助偏角(4o6o)提高刀尖强度，切削刀具、槽铣削等。头部强度和再研磨后，只能采取较小的辅助偏角(1o2o)、角倾角的功能、角倾角S:主切削，以确保头部宽度的变化较小。S0刀尖高度，刀片低，碎屑流到要加工的表面；S0尖端低，刀刃高，碎屑流向加工表面，因此加工表面容易刮伤。通常，在精加工时，

14、对于s=50左右、s离散切削此外，在-s中，刀尖强度和冷却条件也很好。影响切削刃的锋利度。s 0表示实际前角度更大，实际钝圆半径更小，因此刀刃很锋利。大刃倾斜切削时可以切割薄金属层，这对微量停车、情报、政败非常有利。，影响切入式切除的平滑度。s=0时，切削刃同时陷入，冲击很大。在S 0处，切削刃逐渐插入工件，冲击较小。影响切削刃操作的长度。s 0表示切削刃的实际工作长度增加，每个单位长度的负载减少，有助于延长刀具耐久性。影响三个茄子切削分力之间的比率。例如，如果S从10更改为-45，则进给阻力下降三分之一，切削深度阻力增加两倍，主切削力基本保持不变。负刃倾角增加切削深度阻力，使工件变形，产生振

15、动。合理的刀片倾斜选择，普通钢和灰铸铁加工，粗汽车：0o -5o，停车：0o 5o；有冲击载荷时：-5o -15o，冲击较大时，尤其是大倾角的负值，可以是更大的强力切削刨。倾角：-10o-20o车削钢，倾角：-5o-12o工艺系统刚度不足时，尽量不使用负倾角的微量停车，信息环强度差，冷却状态差，切削力和切削热集中，切削速度高，易磨损尖端直接影响加工表面的形成过程刀具耐久性和加工表面质量的要求必须从特定的加工条件出发。粗加工通常侧重于强化刀尖以提高刀具的耐久性，在精加工时考虑曲面质量，合理的刀尖圆弧半径，刀尖形状的主要参数是刀尖圆弧半径，其大小直接影响加工表面残留高度，并影响切削层的形状、大小、

16、切削温度和刀具耐久性。高速钢车刀：13mm硬质合金和陶瓷车刀：0.5 1.5mm钻石车刀：1mm立方氮化硼车刀：0.4mm，应用金属切削法合理的刀具耐久性是确定t的最优化值。最优化目标主要有三个。确保加工生产率最高的刀具耐久性确保加工成本最低的刀具耐久性确保加工利润率最高的刀具耐久性、刀具耐久性与切削用量的关系、刀具耐久性与各个切削用量因素(ABC为系数)的关系、刀具、材料切削条件相关：刀具耐用性与切削速度的关系： (乘积为常数)刀具耐用性与进给量的关系：刀具耐用性与切削深度的关系CT刀具耐久性系数，m、n、p金志洙，分别表示v。Ap对T的影响是切削3元素的金志洙值与刀具耐用性的乘积是常量和反比：即，确