金属切削加工的基本概念优秀PPT.ppt
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1、金属切削加工的基本概念第一页,本课件共有75页l毛坯精度低、表面粗糙度值大,不能满足毛坯精度低、表面粗糙度值大,不能满足零件的使用性能要求,必须进行切削加工零件的使用性能要求,必须进行切削加工才能成为零件。才能成为零件。l金属切削加工是通过刀具与工件间的相金属切削加工是通过刀具与工件间的相对运动,从毛坯上切除多余的金属,从对运动,从毛坯上切除多余的金属,从而获得合格零件的一种机械加工方法。而获得合格零件的一种机械加工方法。第二页,本课件共有75页l切削加工的基本形式有车削、铣削、切削加工的基本形式有车削、铣削、钻削、镗削、刨削、拉削、磨削等。钻削、镗削、刨削、拉削、磨削等。钳工也属于金属切削加
2、工。钳工也属于金属切削加工。l基本形式有:錾削、锉削、锯削、刮基本形式有:錾削、锉削、锯削、刮削、以及钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺削、以及钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹等。纹等。第三页,本课件共有75页1切削运动和工件加工表面为了切除工件上多余的金属,以获得形为了切除工件上多余的金属,以获得形状、尺寸、位置精度和表面质量都符合状、尺寸、位置精度和表面质量都符合要求的工件,除必须使用切削刀具外,要求的工件,除必须使用切削刀具外,刀具与工件间必须作相对运动刀具与工件间必须作相对运动切削运切削运动。动。根据切削过程中所起的作用,分为主运动根据切削过程中所起的作用,分为主运动和进给运动和进给运动一一 切削运动
3、与切削要素切削运动与切削要素第四页,本课件共有75页切削切削运动运动和和加工加工表面表面第五页,本课件共有75页主运动切除工件多余金属、形成工切除工件多余金属、形成工件新表面所必不可少的基本运动件新表面所必不可少的基本运动主运动的特征:速度最高速度最高消耗功率最大消耗功率最大必有且只有一个必有且只有一个形式为旋转或直线往复形式为旋转或直线往复第六页,本课件共有75页切削刃上各点的主运动速度的大小切削刃上各点的主运动速度的大小和方向都不一定相同。为了分析运和方向都不一定相同。为了分析运动,必须确定一个选定点。动,必须确定一个选定点。选定点为便于分析运动而选取的为便于分析运动而选取的合适点合适点第
4、七页,本课件共有75页切削切削运动运动及选及选定点定点第八页,本课件共有75页切削速度切切削削刃刃上上选选取取点点相相对对于于工工件的主运动的瞬时速度。用矢量件的主运动的瞬时速度。用矢量vc表示表示车车削削主主运运动动是是工工件件的的旋旋转转运运动动;铣铣削削和和钻钻削削运运动动是是刀刀具具的的旋旋转转运运动动;磨磨削削主主运运动动是是砂砂轮轮的的旋旋转转运运动动;刨刨削削主主运运动动是是刀刀具具(牛头刨床)或或工工件件(龙龙门门刨刨床)床)的往复直线运动等的往复直线运动等第九页,本课件共有75页进给运动使新的切削层金属间断使新的切削层金属间断或连续投入切削的运动或连续投入切削的运动进给运动的
5、特征速度较低耗功较少有0 n 个可以连续,也可以步进形式为旋转或直线往复第十页,本课件共有75页进给速度切切削削刃刃上上选选取取点点相相对对于于工工件件的的进进给给运运动动的的瞬瞬时时速速度度。用用矢矢量量vf 表表示示车车削削进进给给运运动动是是刀刀具具的的移移动动;铣铣削削进进给给运运动动是是工工件件的的移移动动;钻钻削削进进给给运运动动是是钻钻头头沿沿其其轴轴线线方方向向的的移移动动;内内、外外圆圆磨磨削削进进给给运运动动是是工工件件的的旋旋转转运运动动和和移移动动 以以及及砂砂轮轮的的横向进给等横向进给等第十一页,本课件共有75页切削加工过程中的辅助运动切入运动切入运动空程运动空程运动
6、分度转位运动分度转位运动送夹料运动送夹料运动机床控制运动等机床控制运动等第十二页,本课件共有75页l 合成切削运动合成切削运动l合成切削运动合成切削运动主运动和进给运动的合成运动l合成切削运动的合成切削运动的 瞬时速度用矢量瞬时速度用矢量 ve 表示表示lve=vc+vf 注意:刀刃上刀刃上 各点各点 ve 不等不等合成合成切削切削运动运动第十三页,本课件共有75页工作平面vc 和和 vf 所所在的平面,以在的平面,以Pfe 表示表示合成切削速度角在工作平面内,同一在工作平面内,同一瞬时主运动方向与合瞬时主运动方向与合成切削运动方向之间成切削运动方向之间的夹角,以的夹角,以表示表示合成切削速合
7、成切削速度角度角第十四页,本课件共有75页l 工件上的加工表面切削加工过程中,工件上形成三个不断变切削加工过程中,工件上形成三个不断变化的表面化的表面待加工表面工工件件有有待待切切除除金金属属层层的的表面表面过渡表面主主切切削削刃刃正正在在切切削削着着的的表表面面已加工表面工工件件经经刀刀具具切切除除多多余余金金属层后形成的新表面属层后形成的新表面第十五页,本课件共有75页2切削要素切削要素切削用量三要素切削速度:这是主运动的线速度,单位这是主运动的线速度,单位为为 m/s或或m/min。主运动是旋转运动时,。主运动是旋转运动时,切削速度计算公式如下:切削速度计算公式如下:l l 切削要素包括
8、切削用量和切削层横截面要素切削要素包括切削用量和切削层横截面要素在生产中,磨削速度用在生产中,磨削速度用m/s,其他加工的,其他加工的切削速度习惯用切削速度习惯用m/min。第十六页,本课件共有75页背吃刀量asp:工件已加工表面和待加工工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离表面之间的垂直距离(主切削刃与工件过渡表面的瞬时接触长度在垂主切削刃与工件过渡表面的瞬时接触长度在垂直于基点工作平面的方向上测量的大小直于基点工作平面的方向上测量的大小)车削:车削:钻孔:钻孔:进给量:工件或刀具每转一周,刀具沿工件或刀具每转一周,刀具沿进给方向与工件的相对位移。单位是进给方向与工件的相对位移。单位是mm
9、/r。第十七页,本课件共有75页切削层横截面三要素切削层指刀具与工件相对移动一指刀具与工件相对移动一个进给量时,相邻两个加工表面之间个进给量时,相邻两个加工表面之间的金属层的金属层切削层横截面要素切削层横截面尺寸切削层横截面尺寸第十八页,本课件共有75页切削层公称宽度bD:刀具主切削刃与工刀具主切削刃与工件的接触长度件的接触长度(切削刃上两个极限点间(切削刃上两个极限点间的距离)的距离)第十九页,本课件共有75页切削层公称厚度hD:刀具或工件每移动一刀具或工件每移动一个进给量个进给量 时,刀具主切削刃相邻的两个时,刀具主切削刃相邻的两个位置之间的垂直距离位置之间的垂直距离切削层公称横截面积AD
10、:切削层横截面的切削层横截面的面积面积第二十页,本课件共有75页1刀具切削部分的结构要素任何刀具都由切削部分和夹持部分组成任何刀具都由切削部分和夹持部分组成 刀具切削部分刀具切削部分 的结构要素有的结构要素有 三面二刃一尖三面二刃一尖二二 刀具切削部分基本定义刀具切削部分基本定义第二十一页,本课件共有75页前面前面(A):切屑流经的刀面切屑流经的刀面主后面主后面(A):和工件过渡表面相对的:和工件过渡表面相对的刀面刀面副后面副后面(A):和:和工件已加工表面相对工件已加工表面相对的刀面的刀面主切削刃主切削刃(S):前面与主后面的交线:前面与主后面的交线副切削刃副切削刃(S):前面与副后面的交线
11、:前面与副后面的交线刀尖:主切削刃和副切削刃的交点或连刀尖:主切削刃和副切削刃的交点或连接部位接部位第二十二页,本课件共有75页刀尖的形状刀尖的形状第二十三页,本课件共有75页2刀具角度的参考系为了确定和测量各刀刃、各刀面的为了确定和测量各刀刃、各刀面的空间相对位置,必须建立用以度量空间相对位置,必须建立用以度量各刀刃、各刀面空间位置的参考系各刀刃、各刀面空间位置的参考系建建立立参参考考系系,必必须须与与切切削削运运动动相相联联系系,应应反反映映刀刀具具角角度度对对切切削削过过程程的的影影响响。参参考考系系平平面面与与刀刀具具安安装装平平面面应平行或垂直,以便于测量应平行或垂直,以便于测量第二
12、十四页,本课件共有75页用来确定刀具几何角度的参考系有两用来确定刀具几何角度的参考系有两类:一类称为类:一类称为刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系,即静止参考系;另一类称为即静止参考系;另一类称为刀具工作刀具工作角度参考系角度参考系,它是确定刀具在切削运动,它是确定刀具在切削运动中有效工作角度的参考系中有效工作角度的参考系它们的它们的区别在于区别在于:前者由主运动方向确:前者由主运动方向确定,而后者则由合成切削运动方向确定定,而后者则由合成切削运动方向确定第二十五页,本课件共有75页l 宽刃刨刀的静止参考系第二十六页,本课件共有75页宽刃刨削的特点:刀刃为直线刀刃为直线刀刃长度大于工件宽度刀
13、刃长度大于工件宽度前面和后面均为平面前面和后面均为平面无进给运动无进给运动(只有主运动只有主运动)第二十七页,本课件共有75页选取参考平面:过过主主切切削削刃刃,取取平平行行于于切切削削速速度度方方向向并并切切于于工件过渡表面的平面为切削平面(工件过渡表面的平面为切削平面(ps)过主切削刃,取垂直于切削速度方向的平面过主切削刃,取垂直于切削速度方向的平面为基面(为基面(pr)取垂直于主切削刃的平面为取垂直于主切削刃的平面为po-po截面(截面(又又称正交平面称正交平面)pr-po-ps便组成了测量宽刃刨刀角度的静止参便组成了测量宽刃刨刀角度的静止参考系考系第二十八页,本课件共有75页l 车刀的
14、静止参考系车削的特点:切削部分比刨刀复杂切削部分比刨刀复杂车削有进给运动车削有进给运动主切削刃不一定水平主切削刃不一定水平主切削刃各点切削速度不等主切削刃各点切削速度不等第二十九页,本课件共有75页建立车刀静止参考系的假设不考虑进给运动的影响不考虑进给运动的影响车刀安装绝对正确车刀安装绝对正确刀刃选定点的切削速度方向与刀刃选定点的切削速度方向与刀刃各处的平行刀刃各处的平行第三十页,本课件共有75页建立参考平面建立参考平面第三十一页,本课件共有75页第三十二页,本课件共有75页第三十三页,本课件共有75页切削平面切削平面(ps):过刀刃上选定点,:过刀刃上选定点,包含该点假定主运动方向和刀刃的包
15、含该点假定主运动方向和刀刃的平面平面基面基面(pr):过刀刃上选定点,垂直:过刀刃上选定点,垂直该点假定主运动方向的平面该点假定主运动方向的平面po-po截面(又称正交平面):过刀刃截面(又称正交平面):过刀刃上选定点,既垂直于切削平面,又垂上选定点,既垂直于切削平面,又垂直于基面的平面直于基面的平面第三十四页,本课件共有75页由此得到:ps pr;ps po-po;pr po-po ps pr,pr安装底面(基于安装底面(基于3点假点假设)设)主切削刃、副切削刃各有一个切主切削刃、副切削刃各有一个切削平面和基面削平面和基面第三十五页,本课件共有75页3刀具的标注角度(静态角度)刀具在设计、制
16、造、刃磨和测量时,刀具在设计、制造、刃磨和测量时,都是用刀具静止参考系中的几何角都是用刀具静止参考系中的几何角度来标明切削刃和刀面的空间位置度来标明切削刃和刀面的空间位置的,故这些角度称为刀具的标注角的,故这些角度称为刀具的标注角度度(静态角度)。重点介绍重点介绍10个,常用的有个,常用的有6个个(打者)第三十六页,本课件共有75页车刀的标注角度车刀的标注角度第三十七页,本课件共有75页车刀的车刀的标注角度标注角度第三十八页,本课件共有75页第三十九页,本课件共有75页在基面中测量的角度:主主偏偏角角kr:主主切切削削刃刃在在基基面面上上的的投投影影与与进给运动方向之间的夹角进给运动方向之间的
17、夹角 副副偏偏角角kr:副副切切削削刃刃在在基基面面上上投投影影与与进进给给运运动动反反方方向向之之间间的的夹夹角角(也也有有的的定定义义为为副副切切削削刃刃在在基基面面上上投投影影与与已已加加工工表面之间的夹角)表面之间的夹角)刀刀尖尖角角r:主主切切削削刃刃、副副切切削削刃刃在在基基面面上投影的夹角上投影的夹角由上可知:由上可知:kr+kr+r=180第四十页,本课件共有75页在po-po截面中测量的角度:前角前角o:基面与前面之间的夹角:基面与前面之间的夹角 规定:前面低于基面时,前面低于基面时,o 0;前面高于基面时,前面高于基面时,o 0。主主后后角角o:后后面面与与切切削削平平面面
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