机械制造工程学3教案.pptx
《机械制造工程学3教案.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械制造工程学3教案.pptx(63页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、会计学1机械制造工程学机械制造工程学3 1.第一变形区第一变形区 从从OA线开始发生塑性变形,到线开始发生塑性变形,到OM线金属晶粒的剪切滑移基本完线金属晶粒的剪切滑移基本完成,这一区域称为成,这一区域称为第一变形区第一变形区()。剪切滑移剪切滑移第一变形区特征:第一变形区特征:被切削金属的某一点在切削过程中流动的轨迹-流线第1页/共63页2.第二变形区第二变形区3.第三变形区第三变形区 切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦,使靠近前刀面处的切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦,使靠近前刀面处的金属纤维化,其方向基本上和前刀面相平行金属纤维化,其方向基本上和前刀面相平行。这
2、部分叫第二变形区(。这部分叫第二变形区()。)。已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹,造成纤维已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹,造成纤维化与加工硬化。这一部分的格子线变形也是较密集的,称为第三变形区(化与加工硬化。这一部分的格子线变形也是较密集的,称为第三变形区()。)。第2页/共63页二、切屑类型二、切屑类型 前三种是切前三种是切塑性材料塑性材料时时切脆性材料脆性材料时vf ap0 0 1、带状切屑、带状切屑2、节状切屑、节状切屑3、粒状切屑、粒状切屑(单元切削)4、崩碎切屑、崩碎切屑第3页/共63页1.带状切屑带状切屑2.管状切屑管状切屑3.盘旋状切
3、屑盘旋状切屑4.外形螺旋切屑外形螺旋切屑5.锥形螺旋切屑锥形螺旋切屑6.弧形切屑弧形切屑7.单元切屑单元切屑8.针形切屑针形切屑第4页/共63页acach一、切屑变形程度的表示方法一、切屑变形程度的表示方法实验表明:实验前 Lc,ac 实验后 Lch,ach切屑厚度变形系数切屑厚度变形系数a切屑长度变形系数切屑长度变形系数l 1 用变形系数用变形系数 表示切屑变形程度表示切屑变形程度有三种表示方法有三种表示方法愈大,变形愈严重愈大,变形愈严重acachLC第二节第二节切屑变形及基本规律切屑变形及基本规律第5页/共63页 用剪切角用剪切角表示切屑变形程度表示切屑变形程度剪切角剪切角:把第一变形区
4、看成是受压缩的一个剪切面OM 剪切面OM与切削速度之间的夹角。achac剪切角剪切角愈大:愈大:剪切面积愈小,切削力愈小,切屑变形愈小。剪切面积愈小,切削力愈小,切屑变形愈小。剪切角剪切角愈小:愈小:剪切面积愈大,切削力愈大,切屑变形愈大。剪切面积愈大,切削力愈大,切屑变形愈大。第6页/共63页 用相对滑移用相对滑移表示切屑变形程度表示切屑变形程度SSYYSSYYacachK=又又 第7页/共63页 变形系数变形系数 剪应变。剪应变。0 0=-15=-150 00 0=15=150 00 0=0=0 当当 =1.5 ,在一定程度上在一定程度上 可以反应可以反应。当当 =1 ac=ach 剪应变
5、并不等于零,但切屑有变形。剪应变并不等于零,但切屑有变形。当当0=-1530,0当当 1.2 时,不能用时,不能用 表示变形程度。表示变形程度。24变形系数变形系数剪应变剪应变讨论:讨论:第8页/共63页FnsFsFnFf0 0=-0 0作用在切屑上的力Fs 剪切面上的剪切力剪切面上的剪切力Fns 剪切面上的正压力剪切面上的正压力Ff 前刀面上的摩擦力前刀面上的摩擦力Fn 前刀面上的正压力前刀面上的正压力Fr 合力合力剪切角剪切角前角前角0 0作用角作用角:合力与速度方向的夹角合力与速度方向的夹角摩擦角摩擦角二、剪切角计算公式二、剪切角计算公式第9页/共63页FrFsFnsFyFzFfFn0
6、0-0 0直角自由切削时力与角度的关系Fs 剪切面上的剪切力剪切面上的剪切力Fns 剪切面上的正压力剪切面上的正压力Fz 作用在工件上的水平力作用在工件上的水平力Fy 作用在工件上的垂直力作用在工件上的垂直力Ff 前刀面上的摩擦力前刀面上的摩擦力Fn 前刀面上的正压力前刀面上的正压力Fr 合力合力根据材料力学理论:根据材料力学理论:Fr 与 Fs之间的角度应为45+-0 0=/4/4或或 =/4-+0 0剪切角计算公式剪切角计算公式第10页/共63页(1)当前角)当前角0增大时,增大时,角随之增大,变形减小。角随之增大,变形减小。增大增大0,有利于切削。,有利于切削。剪切角剪切角 =/4-+0
7、 0(2)当摩擦角)当摩擦角减小时,减小时,角随之增大,变形减小。角随之增大,变形减小。添加切削液添加切削液减少磨擦减少磨擦减少减少 增大增大变形减小变形减小有利于切削。有利于切削。第11页/共63页三、前刀面上摩擦特点三、前刀面上摩擦特点在内摩擦区内的摩擦系数在内摩擦区内的摩擦系数:前刀面上的摩擦前刀面上的摩擦前区前区:属于紧密型紧密型接触,不服从古典摩擦法则.(变数)后区后区:属于峰点型峰点型接触,服从古典摩擦法则.(定数)结论结论:在一般切削条件下,来自前区的摩擦力占全部摩擦力的85.因此,切削时前刀面的摩擦,由前区起主要作用属于紧密型紧密型接触区为主的摩擦力.:工件材料剪切屈服强度:前
8、刀面内摩擦部分的平均正应力第12页/共63页影响前刀面摩擦系数的主要因素:影响前刀面摩擦系数的主要因素:1.工件材料:工件材料:2.切削厚度:切削厚度:3.切削速度:切削速度:4.刀具前角:刀具前角:b b,HB HB ,其他不变,温度,其他不变,温度 摩擦系数摩擦系数hD ,正压力,正压力Fn ,摩擦系数摩擦系数 0 0=40=400 00 0=30=300 00 0=20=200 00 0=10=100 0v0 00r rn摩擦系数摩擦系数第13页/共63页四、积屑瘤四、积屑瘤1.积屑瘤现象积屑瘤现象:切削钢、球墨铸铁、铝合金等塑性塑性金属时,在切削速度不高,而又能形成带状切削的情况下,常
9、常有一些从切 屑和工件上来的金属冷焊冷焊(粘结)并沉积在前刀面上,形成硬度很高的楔块楔块,它能够代替刀面和切削刃进行切削,这一硬块称为积屑瘤.在形成积屑瘤的条件下,开始切削后,只经过很短的切削行程积屑瘤便出现,继而长大。Building Up Edge-BUE第14页/共63页积屑瘤外形尺寸积屑瘤外形尺寸加工条件:工件加工条件:工件45钢、刀具钢、刀具W18Cr4V、0 0=10=10、Vc=20mminVc=20mmin、f=0.23mmrf=0.23mmr第15页/共63页 结论结论:积屑瘤对粗加工是有利的。对于精加工则相反,精加工要求较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度,可是积屑瘤降低尺寸精
10、度和增大已加工表面粗糙度。所以,积屑瘤对精加工是不利的。刀屑因摩擦而导致的冷焊冷焊是积屑瘤的成因。虽然刀屑的冷焊是积屑瘤的成因,但是仍须同时存在适当的切削温度温度,积屑瘤才得以形成。2.积屑瘤对切削过程的积屑瘤对切削过程的影响影响:1)保护刀具)保护刀具3.积屑瘤的积屑瘤的成因成因:2)增大前角)增大前角3)增大切削厚度)增大切削厚度4)增大已加工表面粗糙度)增大已加工表面粗糙度0e0e第16页/共63页4.抑制或消除积屑瘤的抑制或消除积屑瘤的措施措施:1)高速或低速切削)高速或低速切削2)减小进给量、增大刀具前角、提高刃磨质量、合理选切削液)减小进给量、增大刀具前角、提高刃磨质量、合理选切削
11、液3)合理调整各切削参数值,防止形成中温区域。)合理调整各切削参数值,防止形成中温区域。第17页/共63页第三节第三节 切削力切削力切削力切削热,刀具摩磨损,使用寿命,加工精度,已加工表面质量.切削力切削功率,切削用量,监控切削状态,设计和使用机床,刀具,夹具的依据。二是刀具与切屑、工件表面间的二是刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力摩擦阻力。一、切削力的来源、合力及分力一、切削力的来源、合力及分力刀具工件材料弹性变形+塑性变形切削力的来源来源有两方面:一是切削层金属、切屑和工件表层金属的一是切削层金属、切屑和工件表层金属的弹性变形、塑性变形弹性变形、塑性变形所产生的所产生的抗力抗力;第18页/共
12、63页FzFyFxFxFyFzFyFxFz第19页/共63页进给抗力进给抗力Fx在基面内在基面内,并与进给方向并与进给方向(即工件轴线方向即工件轴线方向)相平行相平行。三个分力的作用:三个分力的作用:进给抗力进给抗力FX(Ff)计算和检验进给机构的主要依据计算和检验进给机构的主要依据二、切削力合成、分解和切削功率二、切削力合成、分解和切削功率三个分力:三个分力:Fz(Fc)Fy(Fp)Fx(Ff)主切削力主切削力Fz它垂直于基面它垂直于基面,与切削速度与切削速度Vc方向一致方向一致,又称为切向力又称为切向力;背向抗力背向抗力Fy它在基面内它在基面内,并与进给方向并与进给方向(即工件轴线方向即工
13、件轴线方向)相垂直相垂直;主切削力主切削力FZ(Fc)设计、选择机床、刀具、夹具和切削用量的依据设计、选择机床、刀具、夹具和切削用量的依据背向抗力背向抗力FY(Fp)影响加工精度,引起切削振动的主要因素影响加工精度,引起切削振动的主要因素合力:合力:第20页/共63页切削功率:切削功率:FZ-主切削力(主切削力(N)V-切削速度切削速度(m/s)FX-进给力(进给力(N)nW-工件转速工件转速(r/s)切削功率简化公式:切削功率简化公式:f-进给量(进给量(mm/r)第21页/共63页三、切削力的经验公式三、切削力的经验公式(实验公式)实验原理:实验原理:第22页/共63页电阻应变片式三向车削
14、测力仪电阻应变片式三向车削测力仪压电晶体三向测力仪压电晶体三向测力仪第23页/共63页1.切削力的指数公式:-切削条件系数切削条件系数-背吃刀量指数背吃刀量指数-进给量指数进给量指数-切削速度指数切削速度指数-各种因素对切削力的修正系数的总和各种因素对切削力的修正系数的总和P46表表3-1P46表表3-1P46表表3-1P46表表3-1P49表表3-2第24页/共63页2.单位切削力单位切削力kc单位切削力kc是指单位切削面积上的切削力-切削面积切削面积(mm2)-背吃刀量背吃刀量(切削深度切削深度)(mm)-进给量进给量(mm/r)可查表可查表3-1P46第25页/共63页3.切削功率切削功
15、率PC(kW)Kc-单位切削力单位切削力N/mm2Vc-切削速度切削速度m/minFc-切削力切削力Napf-切削面积切削面积mm2第26页/共63页用用YT15硬质合金车刀纵车硬质合金车刀纵车b=650MPa的热轧钢外圆的热轧钢外圆,切削速度切削速度vc=100m/min,背吃刀量背吃刀量(切削深度切削深度)ap=4mm,进给量进给量f=0.3mm/r,车刀几何参数,车刀几何参数0=10、r=75、s=0、r=0.5mm,求切削分力求切削分力FC、Ff、Fp。例:例:解:解:Fc=377740.3100-0.1510.92=2089(N)Fc=2795410.30.75100-0.1510.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械制造 工程学 教案
限制150内