金属切削的基础知识.pptx

1第一章 金属切削的基础知识1 切削运动及切削要素一.零件表面的形成及切削要素*表面形成的几何原理：任何表面都可以看作是一条线（母线）沿着另一条线（导线）运动的轨迹。母线导线第1页/共44页2导线母线柱面的形成第2页/共44页3机床的表面成形运动就是基于“表面形成”原理而设计的。只是机床的运动多数是复合运动的分运动，因此，多数是简单运动如：旋转运动（圆）、直线运动。切削运动-形成加工表面的运动。按其在切削中的作用，分为主运动和进给运动。主运动-切下切屑最基本的运动。或：消耗功率最多的运动。进给运动-使金属层不断投入切削，从而加工出完整表面所需的运动。第3页/共44页4二.切削用量切削三要素-切削速度、进给量和切削深度。1.切削速度-在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的位移。（m/min）对于旋转主运动-直线主运动-第4页/共44页5主运动进给运动第5页/共44页62.进给量f-工件或刀具运动在一个工作循环（或单位时间）内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。第6页/共44页73.切削深度p-待加工表面与已加工表面间的垂直距离。（mm）dwdmap第7页/共44页8三.切削层几何参数切削层-指工件上正被切削刃切削的一层材料，即两个相邻加工表面之间的那层材料。已加待fapacaw第8页/共44页91.切削厚度 acfapacaw3.切削面积Ac2.切削宽度 aw第9页/共44页10第10页/共44页112 刀具材料及刀具构造一.刀具材料1.对刀具材料的基本要求：第11页/共44页12制造刀具的难易程度第12页/共44页132.常用的刀具材料w18cr4vYG类、YT类Al2O3第13页/共44页14第14页/共44页15二.刀具角度刀具的种类很多，但切削部分的结构要素和几何角度，都有一个共同的特征-每个切削部分都相当于一把刨刀的刀头。如图1-3 刀具的切削部分第15页/共44页16刨削平面第16页/共44页171.车刀切削部分的组成三面两刃一尖第17页/共44页18 第18页/共44页19（1）辅助平面-为确定刀具的几何角度而建立的坐标平面直角坐标系。基面-通过主切削刃上某一点，与该点切削速度方向垂直的平面。切削平面-通过主切削刃上某一点，与该点加工表面相切且包含切削速度的平面。主剖面-通过主切削刃上某一点，与主切削刃在基面上投影垂直的平面。2.车刀切削部分的主要角度第19页/共44页20由此三个平面构成直角坐标系！第20页/共44页21XZYXYO基面-XOY主剖面-XOZ切削平面-YOZ第21页/共44页22（2）标注角度dwdm主剖面基面切削平面K基面第22页/共44页23刃倾角第23页/共44页24标注前角的基准面！第24页/共44页25三.刀具结构 车刀、铣刀滚刀、钻头.车刀、刨刀车刀优点？第25页/共44页26硬质合金刀片！第26页/共44页27第27页/共44页28塑性变形弹性变形3 金属切削过程一.切屑形成过程及切屑种类1.切屑形成过程刀刃切削层挤压撕裂形成切屑从前刀面流出第28页/共44页29切屑的变形切屑的变形程度反映了切削力、切削热的大小！也反映出切削表面的粗糙度！第29页/共44页30变形系数-切削力切削温度Ra第30页/共44页312.切屑的种类-带状切屑节状切屑崩碎切屑第31页/共44页32积屑瘤切削现象二.积屑瘤第32页/共44页33积屑瘤-在切削过程中，粘着在前刀面上切削刃附近的一小块金属。1.积屑瘤的形成其形成机理与摩擦焊相似，即前刀面与切屑的相对摩擦运动造成的局部高温高压符合焊接条件，因而产生积屑瘤。V5-50m/min第33页/共44页34积屑瘤使刀具实际工作前角增大！积屑瘤是在不断的产生脱落循环进行，将影响加工的尺寸精度和表面粗糙度！第34页/共44页352.积屑瘤对切削加工的影响粗加工时产生积屑瘤使刀具的实际工作前角增大（更锋利），使切削轻快，同时高硬度的积屑瘤又起到保护切削刃的作用。所以，粗加工希望产生积屑瘤！对于精加工，则不希望产生积屑瘤。因为积屑瘤的产生消失在不断的循环，使切削深度不断发生变化而影响尺寸精；并使切削力不断的变化而引起振动，影响表面粗糙度。第35页/共44页36三.切削力和切削功率1.切削力的构成与分解切削力FR-在切削过程中，刀具对工件的作用力。包括：变形抗力、摩擦力等。（1）主切削力FZ-FR在切削速度方向的分力。它所消耗的功率约占总功率的90%以上。（2）进给抗力FX-FR在进给方向的分力。（3）径向力FY-FR在切削深度方向的分力第36页/共44页37三个分力第37页/共44页382.切削力的估算-经验公式3.切削功率上述公式中的各项系数与刀具的几何参数、材料及工件的材料有关。第38页/共44页39四.切削热和切削温度1.切削热的产生、传出及对加工的影响产生-如图；传出-由切屑、刀具、工件和空气传出。对加工的影响-使工件受热膨胀，影响尺寸精度；刀具受热后，强度降低、磨损加剧。2.切削温度及其影响因素切削温度-指切削区的平均温度。第39页/共44页4050%80%3%9%4010%第40页/共44页41其影响因素主要包括：切削用量、工件材料、刀具材料及几何参数等。VT f,ap T 工件HB T 五.刀具磨损和耐用度1.刀具磨损过程-如图2.影响刀具磨损的因素与影响切削温度的因素基本相同。3.刀具耐用度-指刀具容许的磨损限度，通常用后刀面的磨损程度作标准。第41页/共44页42第42页/共44页43刀具磨损过程第43页/共44页44感谢您的观看！第44页/共44页