第11.1-2章金属切削加工的基础知识.ppt

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1、金属工艺学金属工艺学课件课件金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具Principle of Metal CuttingPrinciple of Metal Cutting and Cutting Tools and Cutting Tools第第11 11章章 金属切削加工的基础知识金属切削加工的基础知识金属工艺学金属工艺学课件课件主要内容主要内容q切削运动切削运动q切削要素切削要素q刀具材料刀具材料q刀具几何参数刀具几何参数金属工艺学金属工艺学课件课件什么叫做金属切削加工什么叫做金属切削加工？q金属切削加工金属切削加工 在在机机床床上上，用用金金属属切切削削

2、刀刀具具，通通过过刀刀具具与与工工件件之之间间的的相相对对运运动动，从从工工件件上上切切除除多多余余的的金金属属，从从而而获获得得在在形形状状、尺尺寸寸精精度度、表表面面质质量量上都符合预定要求的加工工艺。上都符合预定要求的加工工艺。q切削加工工艺系统切削加工工艺系统机床、夹具、刀具、工件机床、夹具、刀具、工件q金属切削加工方法金属切削加工方法 车车、铣铣、铇铇、钻钻、磨磨、镗镗、拉拉、插插、铰铰、扩扩、刮等。刮等。金属工艺学金属工艺学课件课件 金属工艺学金属工艺学课件课件11-1 切削运动和切削要素切削运动和切削要素q切削运动切削运动q切削三要素切削三要素 金属工艺学金属工艺学课件课件一、切

3、削运动一、切削运动q切削运动切削运动加工过程中工件与刀具间的相加工过程中工件与刀具间的相对运动，从而切除多余金属，使工件获得所对运动，从而切除多余金属，使工件获得所需要求的形状和精度需要求的形状和精度q切削运动包括切削运动包括主运动主运动和和进给运动进给运动金属工艺学金属工艺学课件课件1 1、主运动、主运动q主运动：主运动：主运主运动动是切下切屑所需要的最是切下切屑所需要的最基本的运基本的运动动。它可以是旋。它可以是旋转转运运动动，也可以是，也可以是直直线线运运动动。它可由工件完成，也可由刀具完。它可由工件完成，也可由刀具完成成 q主运动的特点：主运动的特点：速度最高、消耗功率速度最高、消耗功

4、率最大。最大。q注意：注意：任何切削任何切削过过程必程必须须有一个，也只有有一个，也只有一个主运一个主运动动。金属工艺学金属工艺学课件课件2 2、进给运动、进给运动q进给运动：进给运动：进给进给运运动动是使金属是使金属层层不不断投入切屑，从而加工出完整表面所断投入切屑，从而加工出完整表面所需要的运需要的运动动。q进给运动的特点：进给运动的特点：速度速度较低较低、消耗功、消耗功率率较小较小。q注意：注意：进给进给运运动动可能有一个或几个。可能有一个或几个。运运动动形式有平移的、旋形式有平移的、旋转转的，有的，有连续连续的、的、间间歇的。歇的。金属工艺学金属工艺学课件课件3 3、切削运动图例、切削

5、运动图例金属工艺学金属工艺学课件课件二、切削要素二、切削要素q切削要素包括切削要素包括切削速度切削速度、进给量进给量和背吃刀量（切削深度）。和背吃刀量（切削深度）。金属工艺学金属工艺学课件课件1.车削中的工件表面车削中的工件表面 dwapdmVA VB VC vf待加工 已加工过渡待待加加工工表表面面即即将将被被切除金属层的表面切除金属层的表面过渡表面过渡表面主切主切削刃正对的表面削刃正对的表面已已加加工工表表面面切切除除多多余余金金属属后后形形成成的的表面表面金属工艺学金属工艺学课件课件1.切削速度切削速度V切削速度切削速度指切削刃上某指切削刃上某点相对于工件的瞬时速度点相对于工件的瞬时速度

6、注意注意计算切削速度时，以计算切削速度时，以最大切削最大切削速度速度为准为准金属工艺学金属工艺学课件课件例题例题(例题例题)主轴转速2000min-1、车削直径50，求此时的切削速度？答：答：=3.14、D=50、n=2000代入公式V=(Dn)1000=(3.14502000)1000=314(m/min)切削速度为314m/min金属工艺学金属工艺学课件课件2.进给量进给量 f工件或刀具每转一圈，进工件或刀具每转一圈，进给方向的位移给方向的位移表示参数表示参数 f=f=V Vf f/n/n金属工艺学金属工艺学课件课件3.切削深度切削深度apq已加工表面与待加工已加工表面与待加工表面的垂直距

7、离表面的垂直距离q对于车削外圆，对于车削外圆，ss0 0，a ap p=(dw-dm)/2=(dw-dm)/2 金属工艺学金属工艺学课件课件例题例题车外圆时工件加工前直径为车外圆时工件加工前直径为62mm，加工后直径为加工后直径为56mm，工件转速为工件转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移刀具每秒钟沿工件轴向移2mm，工件加工长度为工件加工长度为110mm，切入长度为切入长度为2mm，求求v、f、ap。解：解：v=dn/1000=624/1000=0.779 m/sf=vf/n=2/4=0.5 mm/rt=(l+l1+l2)/vf=(110+2+0)/2=56 sap=(dw-dm)/2=(

8、62-56)/2=3 mm金属工艺学金属工艺学课件课件2.切削层尺寸平面要素切削层尺寸平面要素（1 1）切削层公称厚度）切削层公称厚度 在切削层尺寸平面上垂直于切削在切削层尺寸平面上垂直于切削 刃方向所测得的切削层尺寸。刃方向所测得的切削层尺寸。用符号用符号“h hD D”表示表示.（2 2）切削）切削层层公称公称宽宽度度 指在切削指在切削层层尺寸平面内，沿切削尺寸平面内，沿切削刃方向所刃方向所测测得的切削得的切削层层尺寸。用尺寸。用“b bD D”表示，表示，单单位位mmmm。（3 3）切削层公称横截面积）切削层公称横截面积 在给定瞬间，切削层在切削在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面内的实际

9、横截面积。用层尺寸平面内的实际横截面积。用“A AD D”表示。它等于切表示。它等于切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积；也等于切削深度削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积；也等于切削深度与进给量的乘积。与进给量的乘积。金属工艺学金属工艺学课件课件切削层切削层 工件（刀具）每转一圈工件（刀具）每转一圈,刀具切刀具切削刃从工件上切削下来转化为切削刃从工件上切削下来转化为切屑的金属层屑的金属层,称为称为切削层切削层Fig 1-18金属工艺学金属工艺学课件课件11-2 金属切削刀具金属切削刀具q刀具材料刀具材料 q刀具坐标系刀具坐标系 q切削要素的投影图切削要素的投影图q标注角度标注角度 q工作角度工

10、作角度金属工艺学金属工艺学课件课件11.2.1刀具材料1、刀具材料应具备的基本性能刀具材料应具备的基本性能 刀具材料的硬度应高于被加工材料的硬度刀具材料的硬度应高于被加工材料的硬度 一般应在一般应在HRC60以上。以上。刀具材料应具有较强的耐磨性刀具材料应具有较强的耐磨性 刀具材料的硬度越高，刀具的耐磨性就越好；材刀具材料的硬度越高，刀具的耐磨性就越好；材料中含碳化物越多料中含碳化物越多,晶粒越细，则刀具越耐磨；晶粒越细，则刀具越耐磨；刀具材料应具有足够大的强度和韧性刀具材料应具有足够大的强度和韧性 一般用抗弯强度和冲击值来衡量。一般用抗弯强度和冲击值来衡量。应具有高的耐热性应具有高的耐热性

11、耐热性是指刀具材料在高温下保持材料硬度的耐热性是指刀具材料在高温下保持材料硬度的能力，可用高温硬度表示。能力，可用高温硬度表示。应具有良好的工艺性能应具有良好的工艺性能 包括：焊接性能、磨削加工性能和热处理能力包括：焊接性能、磨削加工性能和热处理能力金属工艺学金属工艺学课件课件2、刀具材料及用途 高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。有较高的热稳定性，较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；其制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。高性能高速钢高性能高速钢：在普通高速钢材料中，加

12、入一些合金元素，使其耐热性、耐磨性得以提高。耐用度较通用型高速钢高度较通用型高速钢高1.33倍。倍。适合适合于加工高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。于加工高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。典型牌号：典型牌号：高碳高速钢（如高碳高速钢（如9W18Cr4V）高钒高速钢高钒高速钢(W12Cr4V4Mo)钴高速钢（如钴高速钢（如W2Mo9Cr4VCo8）铝高速钢（铝高速钢（W6Mo5Cr4V2Al高速钢材料的高速钢材料的特点特点：具有较高的抗弯强度和韧性，抗冲击能力强，具有较高的抗弯强度和韧性，抗冲击能力强，但耐热性和耐磨性比硬质合金差但耐热性和耐磨性比硬质合金差用途用途：主要作为主要

13、作为低速切削刀具低速切削刀具材料（麻花钻、拉刀、铣刀、齿轮刀材料（麻花钻、拉刀、铣刀、齿轮刀具等）具等）金属工艺学金属工艺学课件课件11.2.2 刀具切削部分构造要素：刀具切削部分构造要素：切屑流过的表面切屑流过的表面工件过渡表面相对的表面工件过渡表面相对的表面工件已加工表工件已加工表面相对的表面面相对的表面前前刀刀面面和和后后刀刀面相交的部分面相交的部分前刀面和副后刀前刀面和副后刀面相交的部分面相交的部分主切削刃和副主切削刃和副切削刃相切削刃相交的部分交的部分三面、两刃、一尖三面、两刃、一尖金属工艺学金属工艺学课件课件二二.刀具坐标系刀具坐标系q静止坐标系静止坐标系刀具制造测量时表明刀具角度

14、形状刀具制造测量时表明刀具角度形状 q工作坐标系工作坐标系切削过程中反映有效的工作角度切削过程中反映有效的工作角度q主剖面坐标系（主剖面坐标系（Pr、Ps、Po）q法剖面坐标系法剖面坐标系（Pr、Ps、Pn）q进给切深剖面坐标系（进给切深剖面坐标系（Pf、Pp、Pr）金属工艺学金属工艺学课件课件1.刀具的静止坐标系刀具的静止坐标系Ps、Pr、P0 互相垂直，构成正交平面坐标互相垂直，构成正交平面坐标系系基面基面Pr 通过切削刃上某通过切削刃上某一选定点，垂直于切削速度一选定点，垂直于切削速度的平面的平面切削平面切削平面Ps过主切削过主切削刃选定点，与切削刃相切并刃选定点，与切削刃相切并垂直与基面垂直与基面正交平面正交平面Po通过切削通过切削刃上某一选定点，垂直于切刃上某一选定点，垂直于切削刃在基面上投影的平面。削刃在基面上投影的平面。金属工艺学金属工艺学课件课件2.车刀标注角度车刀标注角度