机械制造技术PPT课件第二章金属切削基本原理.ppt
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1、机械制造技术基础机械制造技术基础第二章第二章金属切削基本原理金属切削基本原理机械制造技术基础机械制造技术基础金属切削基本原理金属切削基本原理2.1 2.1 金属切削过程金属切削过程2.2 2.2 切削力切削力2.3 2.3 切削热与切削温度切削热与切削温度2.4 2.4 刀具磨损与刀具耐用度刀具磨损与刀具耐用度2.5 2.5 刀具几何参数与切削用量的选择刀具几何参数与切削用量的选择2.6 2.6 磨削机理磨削机理机械制造技术基础机械制造技术基础2.1金属切削过程金属切削过程机械制造技术基础机械制造技术基础2.1.1 2.1.1 切屑的形成与切屑变形切屑的形成与切屑变形2.1.2 2.1.2 切
2、屑的类型切屑的类型2.1.3 2.1.3 影响切屑变形的因素影响切屑变形的因素2.1 金属切削过程金属切削过程机械制造技术基础机械制造技术基础 切屑根部金相照片切屑根部金相照片M刀具切屑切屑OA终滑移线始滑移线:=s剪切角金属切削变形过程金属切削变形过程机械制造技术基础机械制造技术基础切削变形实验设备与录像装置切削变形实验设备与录像装置机械制造技术基础机械制造技术基础2.1.1 切屑的形成与切削变形切屑的形成与切削变形 切屑的形成过程及变形区的划分切屑的形成过程及变形区的划分I 变形区变形区推挤、晶粒拉长、剪切滑移,塑性变形推挤、晶粒拉长、剪切滑移,塑性变形II 变形区变形区切屑流出,受挤压,
3、剧烈摩擦切屑流出,受挤压,剧烈摩擦III 变形区变形区挤压、摩擦,金属回弹,产生残留应力挤压、摩擦,金属回弹,产生残留应力机械制造技术基础机械制造技术基础第一变形区金属的剪切滑移第一变形区金属的剪切滑移 用相对滑移用相对滑移来衡量变形程度来衡量变形程度 剪切滑移剪切滑移剪切面剪切面OA、OM剪切角剪切角:剪切面和切削速度剪切面和切削速度方向之间的夹角方向之间的夹角机械制造技术基础机械制造技术基础变形系数变形系数切屑变厚变短切屑变厚变短机械制造技术基础机械制造技术基础前刀面的挤压摩擦与前刀面的挤压摩擦与积屑瘤积屑瘤粘结区的摩擦粘结区的摩擦为金属间的内摩擦为金属间的内摩擦滑动区的摩擦滑动区的摩擦为
4、外摩擦为外摩擦机械制造技术基础机械制造技术基础积屑瘤积屑瘤积聚、滞留、粘结、产生、成长、脱落积聚、滞留、粘结、产生、成长、脱落 作用:作用:保护切削刃,增大前角保护切削刃,增大前角影响工件尺寸精度影响工件尺寸精度使表面粗糙度值变大,振动使表面粗糙度值变大,振动措施:措施:高速切削高速切削大前角大前角小进给小进给切削液切削液机械制造技术基础机械制造技术基础积屑瘤积屑瘤切屑刀具积屑瘤RealReal机械制造技术基础机械制造技术基础已加工表面变形与加工硬化已加工表面变形与加工硬化挤压摩擦回弹挤压摩擦回弹加工硬化加工硬化冷硬、显微裂纹、残余应力冷硬、显微裂纹、残余应力鳞刺鳞刺机械制造技术基础机械制造技
5、术基础2.1.2 切屑的类型切屑的类型带状切屑带状切屑挤裂切屑挤裂切屑(节状切屑节状切屑)机械制造技术基础机械制造技术基础2.1.2 切屑的类型切屑的类型单元切屑单元切屑(粒状切屑粒状切屑)崩碎切屑崩碎切屑机械制造技术基础机械制造技术基础切屑的类型切屑的类型机械制造技术基础机械制造技术基础形成条件影响名称简图形态变形带状,底面光滑,背面呈毛茸状节状,底面光滑有裂纹,背面呈锯齿状粒状不规则块状颗粒剪切滑移尚未达达到到断裂程度局部剪切应力达到断裂强度剪切应力完全达到断裂强度未经塑性变形即被挤裂加工塑性材料,切削速度较高,进给量较小,刀具前角较大加工塑性材料,切削速度较低,进给量较大,刀具前角较小工
6、件材料硬度较高,韧性较低,切削速度很低加工硬脆材料,刀具前角较小切削过程平稳,表面粗糙度小,妨碍切削工作,应设法断屑切削过程欠平稳,表面粗糙度欠佳切削力波动较大,切削过程不平稳,表面粗糙度不佳切削力波动大,有冲击,表面粗糙度恶劣,易崩刀带状切屑挤裂切屑单元切屑崩碎切屑 切屑类型及形成条件切屑类型及形成条件机械制造技术基础机械制造技术基础切屑可控性切屑可控性 指标:指标:不妨碍正常的加工不妨碍正常的加工 不影响操作者的安全不影响操作者的安全 易于清理、存放和搬运易于清理、存放和搬运 国际标准化组织(国际标准化组织(ISOISO)切屑分类标准切屑分类标准 切屑的卷曲断屑的产生机械制造技术基础机械制
7、造技术基础2.1.3 影响切削变形的因素影响切削变形的因素 工件材料工件材料 塑性大,强度硬度低,屈服极限低塑性大,强度硬度低,屈服极限低切屑变形大切屑变形大 机械制造技术基础机械制造技术基础2.1.3 影响切削变形的因素影响切削变形的因素 工件材料工件材料 刀具前角刀具前角 前角大,刃锋利,挤压小,剪切角大前角大,刃锋利,挤压小,剪切角大切屑变形小切屑变形小 机械制造技术基础机械制造技术基础2.1.3 影响切削变形的因素影响切削变形的因素 工件材料工件材料 刀具前角刀具前角 切削用量切削用量 切削速度切削速度 影响积屑瘤和切削温度影响积屑瘤和切削温度呈波形变化呈波形变化进给量进给量 进给量越
8、大进给量越大切屑变形小切屑变形小 机械制造技术基础机械制造技术基础2.2切削力切削力机械制造技术基础机械制造技术基础2.2.1 2.2.1 切削力的来源与分解切削力的来源与分解2.2.2 2.2.2 切削力测定和切削力实验公式切削力测定和切削力实验公式2.2.3 2.2.3 单位切削力、切削功率单位切削力、切削功率2.2.4 2.2.4 影响切削力的因素影响切削力的因素2.2 切削力切削力机械制造技术基础机械制造技术基础切削力的来源及分解切削力的来源及分解 切削力的来源切削力的来源 机械制造技术基础机械制造技术基础切削力的分解切削力的分解 rFcFFpFf pFfFf pFf pfvF 切削合
9、力Fc主切削力Fp吃刀抗力Ff进给抗力机械制造技术基础机械制造技术基础2.2.2 切削力测定和切削力实验公式切削力测定和切削力实验公式 切削力的测量原理切削力的测量原理 电阻应变片式测力仪电阻应变片式测力仪 电桥平衡电桥平衡 电参数电参数切削力切削力 机械制造技术基础机械制造技术基础计算切削力的经验公式计算切削力的经验公式 机械制造技术基础机械制造技术基础2.2.3 单位切削力、切削功率单位切削力、切削功率 单位切削力单位切削力 切除单位切削层面积所产生的主切削力切除单位切削层面积所产生的主切削力 p p 机械制造技术基础机械制造技术基础切削功率切削功率切削过程中所消耗的功率切削过程中所消耗的
10、功率校验和选取机床电机的依据校验和选取机床电机的依据 机械制造技术基础机械制造技术基础2.2.4 影响影响切削力的因素切削力的因素工件材料工件材料强度、硬度、强度、硬度、塑性大塑性大切削力大切削力大 铸铁铸铁切削力小切削力小切削用量切削用量背吃刀量影响大,进给量影响较大背吃刀量影响大,进给量影响较大 切削速度切削速度无明显影响无明显影响刀具几何参数刀具几何参数前角前角增大增大切削力减小切削力减小主偏角主偏角r r大小大小F Fp p、F Ff f的比值的比值刀具磨损刀具磨损刀具材料及切削液刀具材料及切削液机械制造技术基础机械制造技术基础2.3切削热与切削温度切削热与切削温度机械制造技术基础机械
11、制造技术基础2.3.1 2.3.1 切削热的来源与传导切削热的来源与传导2.3.2 2.3.2 切削温度切削温度2.3.3 2.3.3 影响切削温度的因素影响切削温度的因素2.3.4 2.3.4 切削切削液2.3 切削热与切削温度切削热与切削温度 机械制造技术基础机械制造技术基础2.3.1 切削热的来源与传导切削热的来源与传导 来源:来源:弹性、塑性变形功,摩擦功弹性、塑性变形功,摩擦功Q QF Fc c v vC C 传导:传导:切屑、刀具、工件、介质切屑、刀具、工件、介质车:车:50508686切屑,切屑,10104040车刀车刀 3 39 9工件,工件,1 1 空气空气 钻:钻:2828
12、切屑,切屑,14145 5刀具刀具 52 525 5工件,工件,5 5介质介质 磨:磨:4 4磨屑,磨屑,1212砂轮,砂轮,8484工件工件 机械制造技术基础机械制造技术基础2.3.2 切削温度切削温度切屑与前刀面接触区域的平均温度切屑与前刀面接触区域的平均温度机械制造技术基础机械制造技术基础二维切削中二维切削中的温度分布的温度分布750刀具 工件材料:低碳易切钢;刀具:o=30,o=7;切削用量:ap=0.6mm,vc=0.38m/s;切削条件:干切削,机械制造技术基础机械制造技术基础2.3.3 影响影响切削温度的因素切削温度的因素切削用量切削用量 v v 大,大,f f 中,中,a ap
13、 p 小小刀具几何参数刀具几何参数 前角前角大大 切削温度低切削温度低刀具磨损刀具磨损主偏角主偏角r r大大 切削温度高切削温度高硬度强度高,导热系数小硬度强度高,导热系数小切削温度高切削温度高 脆性材料脆性材料 切削温度低切削温度低工件材料工件材料 切削液切削液机械制造技术基础机械制造技术基础2.3.4 切削液切削液切削液的作用切削液的作用 冷却作用冷却作用润滑作用润滑作用清洗与防锈作用清洗与防锈作用机械制造技术基础机械制造技术基础常用切削液及其选用常用切削液及其选用水溶液水溶液=水水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂防锈剂、清洗剂、油性添加剂乳化液乳化液=乳化油乳化油+水水切削油切削油车削、钻削
14、、攻螺纹车削、钻削、攻螺纹=矿物油、矿物油、+动植物油动植物油极压切削油极压切削油滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工磨削、粗加工磨削、粗加工=切削油切削油+硫、氯和磷极压添加剂硫、氯和磷极压添加剂难加工材料的精加工难加工材料的精加工机械制造技术基础机械制造技术基础2.4刀具磨损与刀具耐用度刀具磨损与刀具耐用度机械制造技术基础机械制造技术基础2.2.4.1 4.1 刀具磨损刀具磨损2.2.4.2 4.2 刀具耐用度刀具耐用度2.4 刀具磨损与刀具耐用度刀具磨损与刀具耐用度机械制造技术基础机械制造技术基础2.4.1 刀具磨损刀具磨损 刀具磨损的形式刀具磨损的形式非正常破损
15、:非正常破损:卷刃、裂纹、崩刀、破裂卷刃、裂纹、崩刀、破裂正常磨损:正常磨损:前刀面磨损前刀面磨损后刀后刀面磨损面磨损月牙洼宽度月牙洼宽度KBKB和深度和深度KTKT平均磨损值平均磨损值VBVB前后刀面同时磨损前后刀面同时磨损机械制造技术基础机械制造技术基础刀具磨损原因刀具磨损原因 磨料磨损磨料磨损 硬质点及积屑瘤硬质点及积屑瘤滑擦滑擦划出沟纹划出沟纹 粘结磨损粘结磨损 压力、摩擦压力、摩擦粘结、冷焊粘结、冷焊被带走被带走 扩散磨损扩散磨损 相变磨损相变磨损 改变成分结构改变成分结构表层变脆弱表层变脆弱磨损磨损 温度升高,金相组织变化温度升高,金相组织变化磨损磨损 氧化磨损氧化磨损 高温高温氧
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- 机械制造 技术 PPT 课件 第二 金属 切削 基本原理
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