数控加工工艺课程辅导1gfxm.docx

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1、数控加工工工艺课课程辅导导1第1章 数控加加工的切切削基础础1.1 数控加加工工艺艺系统概概述本节节一般了了解即可可。1.2 刀具具几何角角度及切切削要素素的基本本定义本节是本本章学习习的难点点，要求求空间想想象能力力及工程程制图基基础较高高。1.2.1 切削运运动和切切削用量量主运动（vc）：车削时工件的旋转运动，铣削时刀具的旋转运动等。一般来说，主运动的切削速度最高，消耗的机床功率也最大。单位：m/min进给运动动（vf）：刀具具与工件件间附加加的相对对运动，可可以是连连续的运运动，也也可以是是间断运运动。单单位：mmm/mmin合成切削削运动（ve）：主运动和进给运动合成，ve=vc+v

2、f。切削用量量三要素素：切削削速度、进进给量和和背吃刀刀量（切切削深度度）回转主运运动线速速度vC（m/minn）的计计算公式式：vC=dnn/10000车削时的的进给速速度vf：vf=nf铣削时的的进给速速度vf：vf=nZffZ注意：编程时时S指令令后数字字为主运运动转速速（n）、FF指令后后数字为为vf的大小小。切削用用量手册册通常给给出vC、f、fZ值，编编程时需需要换算算成n（SS指令值值）和vvf（F指指令值）。1.2.2 刀具切切削部分分的几何何形状和和角度1、度量量刀具角角度的参参考系（由由三个互互相垂直直的坐标标平面组组成）静止参参考系：用于定定义刀具具在设计计、制造造、刃磨

3、磨和测量量时刀具具几何参参数（标标注角度度）的参参考系。坐坐标平面面（基面面pr 、切切削平面面ps 、正正交平面面po 、假假定工作作平面ppf 、背背平面ppp 等）的的概念及及其位置置要清楚楚。prvC，车刀基基面平行行于安装装底面、回回转刀具具基面过过轴线。工作参参考系：考虑切切削运动动和实际际安装情情况对刀刀具几何何参数（工工作角度度）的影影响。与与静止参参考系的的区别在在于假定定主运动动方向vvc换成实实际工作作主运动动方向vve，相应应的坐标标平面为为工作基基面pre 、工工作切削削平面ppse 、工工作正交交平面ppoe2、正交交平面参参考系标标注角度度（考核核点）正交交平面中

4、中测量的的角度（剖剖视图）：前角（gg）、后后角（aa）基面面中测量量的角度度（俯视视图）：主偏角角（kr）、副副偏角（kr）切削削平面中中测量的的角度（向向视图）：刃倾角角l副正正交平面面中测量量的角度度（剖视视图）：副后角角（a）3、刀具具工作角角度（考考核点）横车外外圆（切切断）工工作角度度变化从外外圆刀中中心，前前角增大大、后角角减小，最最后由后后刀面挤挤断工件件。刀尖安安装高低低工作角角度变化化（车外外圆）刀尖尖高：前前角增大大、后角角减小。车车细长轴轴时可增增加阻尼尼，减小小振动。刀尖尖低：前前角减小小、后角角增大。刀尖安安装高低低工作角角度变化化（车内内孔）与相反。1.3 金属切

5、切削过程程的基本本理论及及规律本节是本本章教学学重点之之一。1.3.1 切削过过程中的的变形金属属切削过过程实质质上是被被切削金金属层在在刀具偏偏挤压作作用下产产生剪切切滑移的的塑性变变形过程程。切削削过程的的塑性变变形划分分为三个个变形区区： 第变形区区（剪切切滑移变变形）、第第变形区区（前刀刀面挤压压摩擦变变形）、第第变形区区（后刀刀面挤压压摩擦变变形）。1.3.2 积屑瘤瘤与鳞刺刺1、积屑屑瘤形成成条件中速速切削塑塑性金属属材料。2、抑制制积屑瘤瘤的措施施积屑屑瘤虽能能保护刀刀尖，但但不稳定定，会影影响加工工精度，需需要采取取措施抑抑制：采用高高速切削削是抑制制积屑瘤瘤的基本本措施（最最

6、有效）；增大进进给量；增大刀刀具前角角；采用润润滑性能能良好的的切削液液。1.3.3 影影响切屑屑变形的的因素工件材材料 工件材材料强度度和硬度度越高，变变形系数数越小；而塑性性大的金金属材料料变形大大，塑性性小的金金属材料料变形小小。刀具前前角 前角越越大，变变形系数数越小。切削速速度 切削速速度对切切屑变形形系数的的影响与与积屑瘤瘤的产生生、消退退有关，高高速切削削变形系系数小。切削厚厚度 切削厚厚度增加加，切屑屑变形系系数减小小1.3.4 切削力力考核点：(11) 切切削力的的来源及及分解切削削力的来来源：三三个变形形区内产产生的弹弹性变形形抗力和和塑性变变形抗力力；切屑屑、工件件与刀具

7、具间的摩摩擦力。主切削削力FC 垂垂直于基基面，与与切削速速度方向向一致（Y方向）。功率消耗最大，是计算刀具强度、机床切削功率的主要依据。背向力力FP X方向分分力，是是验算工工艺系统统刚度的的主要依依据。进给抗抗力Ff ZZ方向分分力，是是机床进进给机构构强度和和刚度设设计、校校验的主主要依据据。（22）影响响切削力力的主要要因素工件材材料的影影响 工件材材料的强强度、硬硬度越高高，剪切切屈服强强度越高高，切削削力就越越大。强强度、硬硬度相近近的材料料，塑性性、韧性性越大，则则切削力力越大。切削用用量的影影响 背吃吃刀量最最大、进进给量次次之、切切削速度度最小。刀具几几何角度度的影响响 前前

8、角gOO增大，变变形减小小，切削削力减小小；主偏偏角Kr增大，FFP减小、FFf增大；刃倾角角lS减小，FFP增大、FFf减小，对对主切削削力FC的影响响不显著著。1.3.5 切削热热与切削削温度考核点：1、切切削热的的来源：切削层层金属的的弹、塑塑性变形形和刀具具与切屑屑、工件件之间的的摩擦。2、切切削温度度通常是是指切屑屑和刀具具前面接接触区的的平均温温度。3、影影响切削削温度的的主要因因素切削用用量：切切削速度度最明显显，进给给量次之之，背吃吃刀量最最小刀具几几何参数数刀具几几何参数数：前角角增大，切切削温度度降低，但但前角太太大，刀刀具散热热体积变变小，温温度反而而上升；主偏角角增大，

9、散散热条件件变差，切切削温度度上升。1.3.6 刀具磨磨损和耐耐用度考核点：1、刀刀具的磨磨钝标准准 根根据加工工要求规规定的主主后刀面面中间部部分的平平均磨损损量VBB作为磨磨钝标准准。2、刀刀具耐用用度的概概念 刀具从从刃磨后后（或新新切削刃刃转位后后）开始始切削，一一直到磨磨损量达达到磨钝钝标准为为止所经经过的总总切削时时间。3、影影响刀具具耐用度度的因素素a. 切削削用量：vc最大、ff次之、aaP最小。b. 刀具具几何参参数：前前角gOO增大，刀刀具耐用用度提高高；但前前角太大大，刀具具强度降降低，散散热变差差，刀具具耐用度度反而降降低了。主主偏角减减小，刀刀尖强度度提高，散散热条件

10、件改善，刀刀具耐用用度提高高；但是是主偏角角kr太小，FFP增大，当当工艺系系统刚性性较差时时，易引引起振动动。4、合合理刀具具耐用度度的确定定原则是是提高生生产效率率和降低低加工成成本。1.4 金属切切削过程程基本规规律的应应用本节是本本章学习习的重点点之一。1.4.1 切切屑的种种类及其其控制考核点：（11）切屑屑的种类类切屑屑的形态态是可以以随切削削条件的的改变而而转化的的。从加加工过程程的平稳稳性、保保证加工工精度和和加工表表面质量量考虑，带带状切屑屑是较好好的切屑屑类型。 （22）切屑屑的流向向、卷曲曲和折断断斜角切切削时，切切屑的流流向受刃刃倾角lls影响。前角一一定时，卷卷屑槽宽

11、宽度越小小，则切切屑的卷卷曲半径径越小，切切屑易卷卷曲、折折断。1.4.2 金金属材料料的切削削加工性性考核点：（11）金属属材料切切削加工工性的概概念金属属材料切切削加工工的难易易程度称称为材料料的切削削加工性性。良好好的切削削加工性性能是指指：刀具具耐用度度较高或或在一定定耐用度度下的切切削速度度vc较高、切切削力较较小、切切削温度度较低、容容易获得得较好的的表面质质量和切切屑形状状容易控控制或容容易断屑屑。（22）衡量量金属材材料切削削加工性性的指标标切削速速度指标标vcTvcT的的含义是是当刀具具耐用度度为T时，切切削某种种材料允允许达到到的切削削速度。相对加加工性指指标Kr以正正火状

12、态态45钢钢的vc600为基准准，记作作（vc600）j其它材材料的vvc600与（vc600）j的比值值Kr称为该该材料的的相对加加工性。1.4.3 切削用用量与切切削液的的合理选选择考核点：粗加工工时切削削用量的的选择原原则：首首先选取取尽可能能大的背背吃刀量量；其次次要根据据机床动动力和刚刚性的限限制条件件等，选选取尽可可能大的的进给量量；最后后根据刀刀具耐用用度确定定最佳的的切削速速度。精加工工时切削削用量的的选择原原则：首首先根据据粗加工工后的余余量确定定背吃刀刀量；其其次根据据已加工工表面的的粗糙度度要求，选选取较小小的进给给量；最最后在保保证刀具具耐用度度的前提提下，尽尽可能选选取较高高的切削削速度。1.5 刀具具几何参参数的合合理选择择考核点：（11）合理理前角的的选择原原则（22）合理理后角的的选择原原则（33）主偏偏角及副副偏角的的选择功用用：主要要影响刀刀具耐用用度、已已加工表表面粗糙糙度及切切削力的的大小。主偏偏角及副副偏角的的大小选选择还受受工件轮轮廓形状状的影响响。（44）合理理刃倾角角的选择择原则