切削力、切削温度和切削液
第二章第三节_切削力与切削温度
1000
Fz C f f
y FZ
a2 yFz tg 2 0.84 b2
f 1处Fz 177,得: C f 177
a2
b2
Fz 177 f
1
lg Fz yFz lg f lg C f
θ
2
0.84
2、 切削力经验公式
Fz 60 a p (f=0.3mm) 0.84 (ap=1mm) Fz 177 f
4 243.2
1000
Fz Ca p a p z
a1 xFz tg1 1 b1
a1
xF
a p 1处Fz 60,得: Ca p 60
b1
lg Fz xFz lg a p lg Ca p
θ
1
Fz 60 a p
2) 固定吃刀深度 ap=1mm ,仅改变进给量 f 进行实验, 求进给量f对切削力的影响。 假设主切削力Fz与进给量f的关系
αo
γ o
二 切削热与切削温度
Cutting Heat and Cutting Temperature
切削热和由它产生的切削温度会使整个工 艺系统的温度升高,一方面会引起工艺系统的 变形,另一方面会加速刀具的磨损,从而影响 工件的加工精度、表面质量及刀具的耐用度。
1、 切削热的产生和传导
切削热的产生
(2)进给量f 随着进给量的增大,金属切除量
增多,切削热增加,使切削温度上升。但单位切 削力和单位切削功率随f的增大而减小,切除单位 体积金属产生的热量也减小;另外,f增大使切屑 变厚,切屑的热容量增大,由切屑带走的热量增 加,故切削区的温度上升得不显著。
(3)背吃刀量ap 背吃刀量ap对切削温度的影响
机械加工切削液的工作原理
机械加工切削液的工作原理机械加工切削液是一种应用于金属材料的切削加工过程中的液体冷却剂。
它主要由水和一系列特殊添加剂组成。
机械加工切削液在切削过程中起到冷却、润滑和清洗的作用。
本文将详细介绍机械加工切削液的工作原理。
一、冷却作用在机械加工的切削过程中,刀具与金属工件之间会产生大量的热量。
如果不及时冷却,会导致切削温度过高,不仅影响刀具寿命,还会使工件表面产生过度的热损伤。
机械加工切削液的首要功能之一就是冷却切削区域,将产生的热量带走。
机械加工切削液通过喷洒或润湿的方式,将液体送到切削区域,利用其高热容量和良好的导热性质,吸收并带走切削过程中产生的热量。
切削液吸收热量后,会迅速蒸发或通过循环冷却系统进行散热,从而保持切削区域的温度在一个合适的范围内。
这也是为什么机械加工切削液通常需要具备较高的热容量和导热性能的原因。
二、润滑作用切削过程中,刀具与金属工件的摩擦会产生大量的热量和摩擦力。
机械加工切削液的润滑作用可以减少或消除这些摩擦力,降低切削力,提高切削效率和加工质量。
机械加工切削液中的特殊添加剂可以在切削过程中形成一层润滑膜,减少金属与刀具的直接接触,降低摩擦系数。
这样可以有效地降低切削力,减少切削过程中的磨损和热损伤。
同时,润滑膜还可以防止切削过程中产生的金属屑与刀具表面粘连,提高切削效率和刀具的使用寿命。
三、清洗作用机械加工切削液中的添加剂还具有良好的清洗作用。
在切削过程中,切削液可以将切削过程中产生的金属屑和切屑冲洗走,防止它们重新堆积在切削区域,造成刀具磨损和切削效果下降。
此外,机械加工切削液还可以清洗工件表面,去除表面的污垢和氧化物。
这对于要求高精度加工的工件来说尤为重要,可以保持工件表面的光洁度和平整度,提高加工质量。
总结:机械加工切削液在切削加工过程中起到冷却、润滑和清洗的作用,其中冷却作用可以将产生的热量带走,润滑作用可以减少摩擦力,提高切削效率,清洗作用可以防止切削区域堆积金属屑和切屑。
球墨铸铁加工切削参数
球墨铸铁加工切削参数球墨铸铁是一种常见的材料,具有高强度、耐磨、耐腐蚀等优点,广泛应用于各种机床零部件、汽车零部件、农机零部件等领域。
在球墨铸铁加工切削过程中,合理选择切削参数对于加工效率、切削质量和工具寿命起着重要作用。
下面将对球墨铸铁加工切削参数进行详细介绍。
1. 切削速度:切削速度是指工件表面被切削掉的材料的线速度,通常用V表示,单位是m/min。
选择合理的切削速度可以保证切削过程中材料的变形、磨损和变质等现象最小,同时也要考虑到工具的耐磨性。
一般情况下,切削速度的选择范围为30-150m/min。
2. 进给量:进给量是指滑块在单位时间内沿切削方向的移动距离,通常用f表示,单位是mm/r。
进给量的选择要根据切削速度、切削深度和工具的耐磨性等因素综合考虑,一般来说,较低的进给量可以提高加工表面质量,而较高的进给量可以提高加工效率。
具体的选择范围要根据具体情况而定。
3. 切削深度:切削深度是指工件被切削掉的材料的厚度,通常用ap 表示,单位是mm。
切削深度的选择要根据工件的材料性质、切削性能以及刀具的刚度和工件的稳定性等因素综合考虑。
一般情况下,切削深度的选择范围为0.1-3mm。
4.切削力:切削力是指刀具在切削过程中对工件施加的力,它是切削过程中能量消耗的重要指标。
切削力的大小与切削参数、刀具形状、刃磨状态以及工件的刚度和强度等因素有关。
一般来说,合理选择切削参数可以降低切削力,提高切削效率和工具寿命。
5.切削液:切削液在球墨铸铁加工切削过程中起着冷却、润滑、降温和清洁的作用。
合理选择切削液的类型和用量可以有效降低切削温度、减少切削力和摩擦,并提高加工质量和工具寿命。
常用的切削液有液压油、切削油和切削液等,根据具体情况选择合适的切削液。
以上是关于球墨铸铁加工切削参数的一些介绍,正确选择合适的切削参数可以提高加工效率、切削质量和工具寿命,同时还可以降低切削力、切削温度和能耗,从而达到更好的加工效果。
切削液
切削液切削液的分类在切削加工中,合理使用切削液,可以改善切屑、工件与刀具间的摩擦状况,降低切削力和切削温度,延长刀具使用寿命,并能减小工件热变形,抑制积屑瘤和鳞刺的生长,从而提高加工精度和减小已加工表面粗糙度。
所以,对切削液的研究和应用应当予以重视金属切削加工中常用的切削液可分为三大类:水溶液、乳化液、切削油。
1.水溶液水溶液的主要成分是水,它的冷却性能好,若配成液呈透明状,则便于操作者观察。
但是单纯的水容易使金属生锈,且润滑性能欠佳。
因此,经常在水溶液中加入一定的添加剂,使其既能保持冷却性能又有良好的防锈性能和一定的润滑性能。
2.乳化液乳化液是将乳化油用水稀释而成。
乳化油是由矿物油、乳化剂及添加剂配成,用95—98%水稀释后即成为乳白色或半透明状的乳化液。
它具有良好的冷却作用,但因为含水量大,所以润滑、防锈性能均较差。
为了提高其润滑性能和防锈性能,可再加入一定量的油性、极压添加剂和防锈添加剂,配制成极压乳化液或防锈乳化液。
3.切削油切削油的主要成分是矿物油,少数采用动植物油或复合油。
纯矿物油不能在摩擦界面上形成坚固的润滑膜,润滑效果一般。
在实际使用中常常加入油性添加剂、极压添加剂和防锈添加剂以提高其润滑和防锈性能。
动植物油有良好的“油性”,适于低速精加工,但是它们容易变质,因此最好不用或少用,而应尽量采用其他代用品,如含硫、氯等极压添加剂的矿物油。
切削液的作用机理一、切削液的冷却作用切削液能够降低切削温度,从而可以提高刀具使用寿命和加工质量。
在刀具材料的耐热性较差、工件材料的热膨胀系数较大以及两者的导热性较差的情况下,切削液的冷却作用显得更为重要。
切削液冷却性能的好坏,取决于它的导热系数、比热容、汽化热、汽化速度、流量、流速等。
一般地说,水溶液的冷却性能最好,油类最差(表8—1),乳化液介于两者之间而接近于水。
二、切削液的润滑作用三、切削液的清洗作用当金属切削中产生碎屑(如切铸铁)或粉屑(如磨削)时,要求切削液具有良好的清洗作用。
切削液知识与选用
切削液知识与选用一、前言合理选用冷却润滑液,可以有效地减小切削过程中的摩擦,改善散热条件,而降低切削力,切削温度和刀具磨损,提高刀具耐用度,切削效率和已加工表面质量及降低产品的加工成本。
随着科学技术和机械加工工业的不断发展,特别足大量的难切削材料的应用和对产品零件加工质量要求越来越高,这就给切削加工带来了难题。
为了使这些难题获得解决,除合理选择别的切削条件外,合理选择切削液也尤为重要。
二.切削的分类1.水溶液:其主要成分是水。
由于水的导热系数是油的导热系数三倍,所以它的冷却性能好。
在其中加入一定量的防锈和汕性添加剂,还能起到一定的防锈和润滑作用。
2.乳化液:(1)普通乳化液:它是由防锈剂,乳化剂和矿物油配制而成。
清洗和冷却性能好,兼有防锈和润滑性能。
(2)防锈乳化液:在普通乳化液中,加入大量的防锈剂,其作用同上,用于防锈要求严格的工序和气候潮湿的地区。
(3)极压乳化液:在乳化液中,添加含硫,磷,氯的极压添加剂,能在切削时的高温,高压下形成吸附膜,起润滑作用。
3.切削油:(1)矿物油:有5#、7#、10#、20#、30#机械油和柴油,煤油等,适用于一般润滑。
(2)动,植油及复合油:有豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油、猪油等。
复合油是将动、植、矿三种油混合而成。
它具有良好地边界润滑。
(3)极压切削油:它是以矿物油为基础,加入油性,极压添加剂和防锈剂而成。
具有动,植物油良好地润滑性能和极压润滑性能。
三.切削液的作用1.冷却作用:它可以降低切削温度,提高刀具耐用度和减小工件热变形,保证加工质量。
一般的情况下,可降低切削温度50~150℃。
2.润滑作用:可以减小切屑与前刀面,工件与刀具后刀面的摩擦,以降低切削力,切削热和限制积屑瘤和鳞刺的产生。
一般的切削油在200℃左右就失去润滑能力。
如加入极压添加剂,就可以在高温(600~1000℃)、高压(1470~1960MPa)条件下起润滑作用。
这种润滑叫做极压润滑。
切削液的作业及如何合理的选用切削液
切削液的作业及如何合理的选用切削液正确的选用切削液,可以提高金属切削的生产率,保证被加工材料的加工精度。
每种切削液都有各自的优缺点,各有各的用途。
因此在加工不同的金属材料时需要选用不同的切削液,这样才能使切削液和刀具有效地结合到金属切削加工中。
今天,金属切削行业已进入了系统解决方案的年代。
过去那种镶嵌法选用的工艺现已被简化,如果还不能称为“科学”的话,至少可称为“技术”。
各种等级的刀具、涂层及断屑装置等因素都应结合在一起统筹考虑和设计,使其适应更大的应用范围和工件材料,更有效地进行加工。
然而有时候,金属切削加工中有一个问题往往容易忽略,那就是如何适当地选用切削液。
将今天的系统方法应用于金属切削加工,需要正确地使用合适于金属加工的切削液,这与其它因素一样,已成为解决方案中的同样重要部分。
实际上,现在至少有一家公司正在将切削液和刀具有效地结合到金属切削系统之中。
当你选用以后的切削液时,应考虑到以下一些因素:第一个问题,你在切削加工的是什么材料?你在切削加工中加工的是什么材料?回答这个问题往往是最困难的,因为在正常的情况下,大多数车间内所加工的工件材料是各种各样的。
如果答案毫不含糊的说是“铝”或“不锈钢”或“铸铁”,切削液的选用就可能相当简单和直截了当。
可惜在大批量生产的工厂,这样的情况极少。
如果所切削加工的绝大部分零件为铝或有色金属,那末切削加工时就必须采用非污染型切削液。
一般来说,所使用的切削液为加有特殊成分的半合成液体,可防止有色金属工件的双金属腐蚀和污染。
如果有色金属占绝大部分,选用通用的半合成或混合切削液比较经济。
第二个问题,在你的切削液中含有哪些化学成分?在你的切削液中含有哪些化学成分?这个问题可能涉及到切削液使用的成败原因。
很少有工厂会花费必要的资金,去投资安装采用等离子技术或逆向渗透技术的有效水净化系统。
可惜在重新配制切削液的过程中,所使用水中的化学成分对切削液的性能和油箱的使用寿命会产生相当大的差别。
切削知识点
切削知识点:step by step思维引言切削是机械加工中的一项重要技术,通过切削加工,可以将原始材料加工成所需形状和尺寸的工件。
在进行切削加工时,掌握一些基本的切削知识点非常重要。
本文将介绍一些常见的切削知识点,通过step by step思维,帮助读者逐步理解和掌握这些知识。
1. 切削工具切削工具是进行切削加工的重要装备。
常见的切削工具包括刀具、钻头、铣刀等。
刀具的选用应根据加工材料、加工形式和加工精度要求来确定。
刀具的种类繁多,每种刀具都有其特定的用途和适应范围。
在选择切削工具时,需要考虑刀具的材料、刃数、刃型、刃角等因素。
2. 切削力与切削参数在进行切削加工时,切削力是一个重要的参数。
切削力包括切向力和法向力,它们的大小与切削过程中的材料特性、切削速度、进给量、切削深度等因素相关。
合理控制切削力有助于提高加工效率和加工质量。
切削参数是指切削过程中需要设置的参数,包括切削速度、进给量、切削深度等。
合理选择切削参数可以提高切削效率和降低加工成本。
3. 切削力分析切削力分析是对切削过程中切削力的研究和分析。
通过切削力分析,可以了解切削过程中的力学特性,优化切削参数,提高加工效率和质量。
切削力分析的方法有很多种,常用的有实验测量法、理论计算法和仿真模拟法等。
切削力分析需要考虑切削过程中的材料变形、切削温度、切削液等因素。
4. 切削液的选择与应用切削液在切削加工中起到冷却、润滑和清洁的作用。
合理选择和应用切削液可以提高切削加工的效率和质量。
切削液的选择包括切削液的种类、切削液的浓度和切削液的供给方式等。
切削液的应用要注意控制切削液的温度和清洁度,以保证切削过程的稳定性和安全性。
5. 切削加工的安全注意事项在进行切削加工时,安全是首要考虑的问题。
切削加工的安全注意事项包括个人防护、设备安全、切削液的安全等。
在进行切削加工前,需要穿戴好个人防护用品,如安全眼镜、防护手套等。
设备的安全检查和维护也是非常重要的,确保设备正常运行,避免意外事故的发生。
切削液原理
切削液原理
切削液原理是指在金属切削过程中,通过喷涂润滑油或润滑剂等液体到刀具和工件接触面,以降低切削过程中的摩擦力、降低切削温度、延长刀具使用寿命、改善加工质量等目的。
切削液的使用可以提高切削性能,减少切削热量的传递,防止切削变形和刀具磨损,并清洗切屑。
切削液的主要功能包括润滑冷却、减少切削热量、冲洗切屑和减少切削磨损等。
切削液在切削过程中的作用机制主要有三个方面:机械作用、热传导和润滑冷却。
首先,切削液的机械作用是通过形成润滑膜来降低切削摩擦力。
液体在切削过程中能形成一层薄膜覆盖在刀具和工件接触面上,从而减少切削介面的摩擦。
液膜能够填充切槽,减少摩擦面的接触,有效降低切削力和功率消耗。
其次,切削液能够通过热传导来降低切削温度。
在切削过程中,高速切削会产生大量的热量,这会导致刀具和工件的温度升高,降低切削性能。
切削液可以通过吸收和传导热量来降低切削温度,防止工件和刀具过热。
最后,切削液具有润滑冷却的作用。
在切削过程中,切削液能够冷却刀具,并冷却切削区域,降低切削温度。
同时,切削液还能清洗切屑,防止切削屑卡住刀具和工件之间的间隙。
综上所述,切削液在金属切削过程中具有重要的作用。
通过润滑冷却、减少切削热量、冲洗切屑和减少切削磨损等机制,能够提高切削性能、延长刀具使用寿命和提高加工质量。
机械制造工艺-切削温度与切削液
• 极压切削油是在矿物油中添加氯、硫、磷等极压添加剂配制而成
固体润滑剂
• 二硫化钼(MoS2)石墨
3、切削液的选用
根据加工性质选用
粗加工 选择以冷却作用为主的乳化液或合成切削液 精加工 选用润滑性能较好的极压切削油或高浓度极压乳化液 半封闭式加工 选用黏度较小的极压乳化液或极压切削油,并加大切削液的压力和流量
浇注法
高压冷却
目总录 结 \ CONTENTS
01 切 削 温 度 02 切 削 液
— 切削温度与切削液—
感谢观看
4、使用切削液的注意事项
(1)油状乳化油必须用水稀释后才能使用。 乳化液会污染环境,尽量选用环保型切削液
(2)切削液应浇注在过渡表面、切屑和前刀 面接触的区域
(3)用硬质合金车刀一般不加切削液。如果 使用切削液,必须从开始就连续充分浇注
(4)控制好切削液的流量 (5)加注切削液可以采用浇注法和高压冷却法
根据工件材料选用 根据刀具材料选用
钢件 粗加工时选乳化液;精加工时选硫化乳化液 铸铁、铸铝 一般不用切削液。在精加工时,可选用润滑性好、黏度小的煤油或7%~10%的乳化液 有色金属或铜合金 不宜采用含硫的切削液,以免腐蚀工件。加工镁合金时,不能用切削液,以免燃烧起火 难加工材料(如不锈钢、耐热钢)选用 10%~15%的极压切削油或极压乳化液 高速钢刀具 粗加工选用乳化液;精加工钢件时,选用极压切削油或浓度较高的极压乳化液 硬质合金刀具 为避免刀片因骤冷或骤热而产生崩裂,一般不使用冷却润滑液。如果要使用,必须连续充分
1 合理选择刀具材料和刀具几何角度 2 合理选择切削用量
3 适当选择和使用切削液
目录 \ CONTENTS
01 切 削 温 度 02 切 削 液
铣削加工中的加工参数优化
铣削加工中的加工参数优化随着制造业的发展,铣削加工已经成为了制造业产品中不可或缺的一部分。
铣削加工中的工艺参数在多大程度上会影响产品的成品率、成品质量以及生产效率等指标,这已经成为了当前制造业中亟待解决的问题。
随着加工科技的发展和普及,加工参数的优化已为制造业的节约成本和产品品质的保障起到了重要的作用。
本文将通过对铣削加工中的加工参数进行分析,并总结出这些参数对加工效果影响的方式,提出加工参数优化的建议。
1. 加工参数的定义加工参数是在铣削加工中,与机床主轴、刀具和工件等相关的设置参数,包括切削力、切削温度、进给速度、切削深度、切削速度等因素。
这些参数的合理设置对于提高加工的质量和效率都是非常关键的。
2. 加工参数对加工效果影响的方式(1)切削力切削力是指铣削刀具在加工过程中所产生的力。
在铣削加工中,切削力是影响加工精度和表面光洁度的重要因素。
一般来说,理想的切削力应该尽量小,并且保证在加工过程中较为平稳,以减少加工过程中所带来的振动影响。
(2)切削温度切削温度是指在加工过程中所产生的切削界面的温度。
太高的切削温度会导致刀具和工件的表面硬度降低,并且增加了刀具的磨损。
因此,良好的加工参数应该能够保证切削温度在一定的范围内,这可以通过改变切削液的流量和稀释度等措施实现。
(3)进给速度进给速度是指在加工过程中刀具沿着工件表面运动的速度。
与切削速度一样,进给速度也是影响加工效率和产品质量的一个非常关键的因素。
当进给速度太慢时,加工效率低下,并可能导致加工后的表面不光滑;当进给速度太快时,切削力和切削温度会迅速升高,降低铣削刀具的寿命。
(4)切削深度切削深度是指在铣削加工中刀具切削到工件中的深度。
对于深度大于切削刀具半径的工件而言,切削深度是影响加工的关键因素,其影响表现在表面粗糙度、切削时甚至有可能出现切削振动等方面。
(5)切削速度切削速度是指铣削加工中刀具沿着工件表面快速移动的速度。
良好的切削速度应该能够保证加工的精度和表面质量,而且还应该与进给速度等参数进行协调。
切削用量及切削液的选择(实验)
三、进给量的选择
粗加工时,由于工件的表面质量要求不高,合理 的进给量应该是工艺系统所能承受的最大进给量。 在半精加工和精加工时,因背吃刀量较小,切削 力不大,进给量的选择主要考虑加工质量和已加工表 面粗糙度值,一般取的值较小。
加工的性质
• 粗加工 • 半精加工
主要是切除各表面上大部分余量 完成次要表面的加工,并为主要表面 的精加工作准备 • 精加工 保证各主要表面达到图样要求 • 光整加工 保证高精度的尺寸及表面粗糙度要求
水溶液 水溶性切削液 乳化液—水+乳化油 离子型切削液
矿 物油 + 极 压添加 剂 + 表面活乳化稳定剂 + 防 锈添加剂+油性剂
极压油—矿物油+极压添加剂+油性添加剂 切削液 非水溶性切削液 切削油 矿物油—轻油、机油等 动植物油—猪油、棉油、菜子油等 复合油—矿物油+极压添加剂 固体润滑剂—二硫化钼
• 精加工(表面粗糙度Ra1.6~0.8mm)时。背吃刀量取为0.1~ 0.3mm。 • 合理选用切削用量。选用较小的切削深度ap和进给量f,可减 小残留面积,使Ra值减小。
• •
2.确定进给量f 粗加工时,工件表面质量要求不高,但切削力往往很大, 合理进给量的大小主要受机床进给机构强度、刀具的强度 与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。粗车时工件材料, 刀杆尺寸,工件直径与选定的切削深度进行选择,一般 f=0.3~0.6mm/r。 半精加工和精加工时,合理进给量的大小则主要受工件加 工精度和表面粗糙度的限制。根据预先估计的切削速度与 刀尖圆弧半径进行选择,常取f=0.08~0.3mm/r。此外, 还需要考虑到所选的进给量能满足加工精度,甚至卷屑、 断屑的要求。 生产实际中多采用查表法确定进给量。
切削热及切削温度
2、切削温度影响因素
(1)切削用量
的影响:通常在 车床上利用测温 装置求出切削用 量对切削温度的 影响关系,并可 整理成下列一般 公式:
2、切削温度影响因素
由上可知:切削速度对切削温度影响最大,随切 削速度的进步,切削温度迅速上升。进给量对切 削温度影响次之,而背吃刀量ap变化时,散热面 积和产生的热量亦作相应变化,故ap对切削温度 的影响很小。
切削热与切削温度
切削热与切削温度是切削过程中产生的又一 重要物理现象。切削时做的功,可转化为等量的 热。功削热除少量散逸在四周介质中外,其余均 传进刀具、切屑和工件中,并使它们温度升高, 引起工件变形、加速刀具磨损。因此,研究切削 热与切削温度具有重要的实用意义。
一、切削热的产生和传导
1、切削热的产生 切削热是由切削功转变而来的。如
力是影响切削温度的重要因素,而工件材料的强度(包括硬度)直接决定了单位切 削力,所以工件材料强度(包括硬度)增大时,产生的切削热增多,切削温度升高。 工件材料的导热系数则直接影响切削热的导出。 4、刀具磨损的影响
在后刀面的磨损值达到一定数值后,对切削温度的影响增大;切削速度愈高,影 响就愈明显。合金钢的强度大,导热系数小,所以切削合金钢时刀具磨损对切削温 度的影响,就比切碳素钢时大。 5、切削液的影响
2、切削热的传导
Q传出=Q切屑+Q工件+Q刀具+Q介质 切削热产生以后,由切屑、工件、刀具及周期介质(如空气)传出。
各部分传出的比例取决于工件材料、切削速度、刀具材料及几何角度 等。车削时的切削热主要是由切屑传出的。用高速钢切削钢材时,约 有50%~80%的切削热由切屑带走,10%~40%的热传入工件, 3%~9%的热传给刀具,传给介质的热仅有1%左右。传入刀具的热最 虽不是很多,但由于刀具切削部分体积很小,因此,引起刀具温度升 高较快(高速切削时,刀头温度可达1000℃以上),从而加速刀具的磨 损。 传入工件的热量可使工件的温度升高,引起工件材料膨胀变 形,从而产生形状和尺寸误差,降低加工精度。传入切屑和介质的热 量越多,对加工越有利,因此,在切削加工中应设法减小切削热,改 善散热条件,以减小高温对刀具和工件的不良影响。
切削液对切削加工质量的影响研究
切削液对切削加工质量的影响研究在金属切削加工过程中,切削液是起到润滑、冷却和清洁作用的重要物质。
切削液的选用和使用方法对于切削加工质量的影响至关重要。
本文将从不同角度探讨切削液对切削加工质量的影响,并提出相应的研究结论。
一、切削液对表面质量的影响切削液对表面质量的影响主要体现在以下几个方面:1. 润滑性影响:切削液的添加可以减少金属与刀具的摩擦,降低切削温度,从而有效减少表面热裂纹和切削力。
适当的润滑可以降低表面粗糙度,提高表面光洁度。
2. 冷却性影响:切削液能够吸收和带走切削过程中产生的大量热量,保持切削温度在较低的水平。
有效的冷却可以避免表面硬化、残余应力等不良现象的发生,提高加工质量。
3. 清洁性影响:切削液具有冲洗、冲刷作用,可以清除加工过程中产生的切屑和切削液中的杂质,保持加工环境清洁。
清洁度的提高可以有效防止加工表面的污染和氧化,提高表面质量。
二、切削液对尺寸精度的影响切削液对尺寸精度的影响主要表现在以下几个方面:1. 切削液的黏度:适当选择黏度合适的切削液,可以降低切削时液体底流现象的发生,有效提高尺寸精度。
2. 切削液的添加量:过多或过少的切削液添加量都会影响尺寸精度。
过多的切削液加大了液体底流的风险,过少的切削液则无法起到充分润滑冷却的作用。
3. 切削液的稳定性:稳定的切削液可以保持连续不断的润滑和冷却效果,避免因切削液性能的不稳定而引起的尺寸变化。
三、切削液对刀具寿命的影响切削液的使用与刀具寿命密切相关。
正确选择和使用切削液可以延长刀具的使用寿命,提高经济效益。
1. 切削液的性能稳定性:稳定的切削液可以减少切削温度和切削力,从而减少刀具受热和磨损的程度,延长刀具使用寿命。
2. 切削液的清洁性:切削液中的杂质和切屑会造成刀具的磨损和损坏,因此切削液的清洁性对于刀具寿命至关重要。
3. 切削液的杀菌防腐性:切削液中的细菌和真菌等会导致切削液的变质,形成酸性物质,从而对刀具进行腐蚀。
认识切削热与切削温度
7
三、影响切削温度的因素
机械制造基础
2.切削用量
切削用量中,切削速度 vc 对切削温度影响最大,进给量 f 次之,背吃刀量 ap 影响最小。
切削速度 vc 增大,切削变形和摩擦产生的热量急剧增多,尽管切屑带走的热量相应增多,但散热 条件并没有改善,因此切削温度显著升高。
进给量 f 增大,产生的热量增加,但同时切削厚度变大,切屑带走的热量增加,而散热条件并未 改善,因此最终切削温度有所升高。
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三、影响切削温度的因素
背吃刀量 ap 增大,产生的热量按比例增加,但同时刀具 的传热面积也按比例增加,显著改善散热条件,因此最终切削 温度仅略有升高。
为了控制切削温度,在需要增大切削用量时,应首先考虑 增大背吃刀量 ap ,其次是进给量 f ,最后是切削速度 vc 。
机械制造基础
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三、影响切削温度的因素
机械制造基础
切削热与切削温度是切削过程中的重要物理 现象之一。切削热与切削温度能改变刀具前刀面 的摩擦系数,从而影响刀具的磨损;同时还会引 起工件变形,影响工件的加工精度和表面质量。 因此,研究切削热与切削温度的产生及变化规律 具有很重要的意义。
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机械制造基础
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一、切削热
机械制造基础
切削热是指切削过程中切削区的变形和摩擦消耗能量所产生的热。切削热主要是由工件材料弹塑性
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三、影响切削温度的因素
机械制造基础
影响切削温度的因素主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具磨损和切削
液等。
1.工件材料
工件材料的强度、硬度、热导率等对切削温度影响较大。工件材料的强度和硬度越高,需要的切削力就 越大,产生的热量就越多,因而切削温度就越高;工件材料的塑性大,切削力也大,切削温度也高。材料的 热导率越大,通过切屑和工件传出的热量就越多,切削温度下降就越快。
机械加工中的切削参数优化与工艺改进
机械加工中的切削参数优化与工艺改进一、引言机械加工是现代制造业中不可或缺的一环,切削加工是机械加工中最常见和重要的一种方式。
在机械加工中,切削参数的优化和工艺的改进可以大大提高加工效率和产品质量。
本文将探讨机械加工中切削参数优化与工艺改进的相关问题。
二、切削参数的优化切削参数的优化是指在机械加工过程中,通过调整切削速度、进给量和切削深度等参数,以达到最佳的加工效果。
切削参数的优化对于提高加工效率、延长工具寿命和改善表面质量等方面具有重要意义。
1. 切削速度的选择切削速度是切削过程中工件和刀具之间的相对速度。
切削速度的选择应综合考虑工件材料、工件硬度、刀具材料和机床性能等因素。
过高的切削速度会导致切削温度升高、刀具磨损加剧,甚至导致刀具失效;而过低的切削速度则会降低加工效率。
因此,在实际加工中应根据具体情况选择适宜的切削速度。
2. 进给量的控制进给量是指刀具在单位时间内移动的距离。
进给量的控制直接影响切削力、切削温度和切削表面质量等方面。
过大的进给量会增加切削力,使刀具易于磨损;而过小的进给量则会导致加工效率低下。
因此,在实际加工中应根据工件材料、刀具特性和切削条件等因素选择合适的进给量。
3. 切削深度的设定切削深度是指刀具与工件接触的长度。
切削深度的设定直接影响加工的切削力、切削温度和表面质量等方面。
合理选择切削深度可以提高加工效率和刀具寿命。
但是,切削深度过大会增加切削力和切削温度,降低加工精度;切削深度过小则会导致加工效率低下。
因此,在实际加工中应根据工件要求、刀具特性和切削条件等因素合理设定切削深度。
三、工艺改进除了切削参数的优化外,工艺改进也是提高机械加工效率和产品质量的重要手段。
在工艺改进中,可以从以下几个方面入手:1. 制定合理的工艺流程制定合理的工艺流程是工艺改进的关键。
合理的工艺流程可以使加工过程更加有序,节约时间和资源。
在制定工艺流程时,应根据加工要求、设备条件和人力资源等因素综合考虑,确保加工过程的稳定性和高效性。
机械制造工艺基础第六版第四章切削加工基础
1.加工精度的概念
加工精度 —— 工件加工后的实际几何参数(尺寸、
形状和位置)与理想几何参数的符合程度。
2.获得规定尺寸精度的方法
(1)试切法 (2)自动获得尺寸精度的方法 ? 用定尺寸刀具加工。 ? 调整法。
? 自动控制法。
二、加工表面质量
1.加工表面质量的概念
? 工件表面微观几何形状 ? 工件表面层材料的物理、力学性能
1 第一节 切削刀具 2 第二节 切削运动与切削用量 3 第三节 切削力和切削温度 4 第四节 切削液 5 第五节 加工精度和加工表面质量 6 第六节 金属切削机床的型号
切削加工 ——使用切削刀具从工件上切除多余(或 预留)的材料,从而获得满足尺寸、几何公差、表面粗 糙度等精度要求的加工方法。
第一节 切削刀具
2.减少切削热和降低切削温度的工艺措施
( 1 )合理选择刀具材料和刀具几何角度。
(2)合理选择切削用量。 (3)适当选择和使用切削液。
第四节 切削液
一、切削液的作用
? 冷却作用 ? 润滑作用
? 清洗和排屑作用
二、切削液的种类
切削液的种类
三、切削液的选用
切削液的选用
第五节 加工精度和加工表面质量
3.刃倾角为 0°时,切屑 垂直于主切削刃方向流出 。
四、刀具材料
1.对刀具切削部分材料的基本要求
(1)高的硬度。 (2)良好的耐磨性。 ( 3)足够的强度和韧性。
( 4 )高的热硬性。
(5)良好的工艺性。
2.常用的刀具材料 常用刀具材料的性能和应用场合
3.常用刀具的选用
( 1)根据工件材料的切削性能选用刀具。 (2)根据工件的加工阶段选用刀具。 ( 3)根据工件加工区域的结构特点选择刀具切削部 分结构。
切屑产生的因素
切屑产生的因素
切屑产生的因素主要有以下几个:
1. 切削力:切削力是切削过程中,切削刃对工件施加的力。
切削力大小与材料的硬度、切削深度、切削速度等因素有关。
当切削力超过材料的强度限制时,材料就会发生切削断裂,产生切屑。
2. 切削速度:切削速度是指切削刃在切削过程中移动的速度。
切削速度越大,切屑的形状就越薄,也越容易产生切屑。
3. 切削角度:切削角度是指切削刃与工件表面的夹角。
切削角度越小,切屑越容易产生。
4. 切削液:切削液的作用是降低切削温度、减少切削力、冷却切削刃和工件,并清洗切屑。
切削液的使用可以减少切屑的产生。
5. 切削刃的几何形状:切削刃的几何形状也会影响切屑的产生。
例如,切削刃的前角度越小,切削刃与工件的接触面积越小,切屑容易产生。
6. 材料的性质:不同材料具有不同的切削特性,所以切屑的产生也会有所不同。
硬度大、韧性小的材料容易产生切屑。
机械加工中工件变形的原因及预防措施探微
机械加工中工件变形的原因及预防措施探微
在机械加工过程中,工件变形是一个经常出现的问题,会严重影响工件质量和加工精度。
工件变形的主要原因可以分为以下几个方面:材料原因、切削力原因、切削温度原因和切削液原因。
为了避免工件变形,需要采取一些预防措施。
材料原因是导致工件变形的主要原因之一。
材料的力学性能会影响工件的稳定性和刚度,因此选材非常重要。
一般情况下,选用硬度较高、强度较高的材料,可以降低工件变形的可能性。
在工艺设计中可以合理选择材料的截面形状和尺寸,减小工件的变形量。
切削力是引起工件变形的另一个重要原因。
在机械加工中,切削过程中形成的切削力会对工件产生作用力,导致工件变形。
为了减小切削力对工件的影响,可以采用增加切削刃数、降低切削速度、增大齿深等措施,减小每个切削刃对工件的作用力,从而降低工件的变形。
切削液也是影响工件变形的一个重要因素。
切削液在切削过程中起到降温、润滑、冷却等作用。
合理的切削液选择和喷洒方式能够有效减小切削温度,降低工件变形的风险。
预防工件变形需要综合考虑材料、切削力、切削温度和切削液等因素。
在材料方面,要选择合适的材料和截面形状,提高工件的稳定性和刚度。
在切削方面,要通过减小切削力、控制切削温度和采用适当的切削液来减小工件的变形。
只有综合考虑这些因素,并采取相应的措施,才能有效预防工件变形,提高加工质量和加工精度。
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机械制造工艺基础
•二、切削温度
•1.切削温度的产生
•金属切削过程的三个变形区就
是产生切削热的三个热源。
•在这三全变形区中,刀具克服
金属弹、塑性变形抗力所做的功
和克服摩擦抗力所做的功,绝大
部分转化为切削热。
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•2.影响切削力的因素
•二、切削温度 •1.切削温度的产生 •2.影响切削温度的因素 •3.切削温度对切削加工过程
的影响
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•2.切削液的选择依据
机械制造工艺基础
•作业布置: •简述切削液的主要作用?
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Thank you!
机 械 制 造 工 艺 基 础
第四章 切削加工基础
机械制造工艺基础
第四节 切削力、切削温度和切削液
知 识 目 标
技 能 目 标
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•掌握切削力的基础知识。 •掌握切削温度的产生过程和对加工的影响。 •掌握切削液的选择方法。
•学会应用合适的方法,减小切削力、切削温度对加工过程
的影响。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•3.切削温度对切削加工过程的影响
•(1)对刀具材料的影响:硬质合金刀具材料耐热性好,适
当提高切削温度,可防止硬质合金刀具崩刃;高速钢刀具材
料的耐热性为600oC,超过该温度刀具失效。
•(2)对工件尺寸精度的影响:切削温度的变化对工件尺寸
精度的影响特别大,因此控制好切削温度,是保证加工精度 的有效措施。
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•三、切削液
•1.切削液的主要作用
•(1)冷却作用 •(2)润滑作用 •(3)防锈作用 •(4)清洗作用
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•2.切削液选择的依据
•(1)根据工件材料选用:钢等塑性材料,需用切削液;铸
铁等脆性材料不用;高强度钢等难加工材料,宜用切削油或 乳化液
• (2)根据刀具材料选用:高速钢需用切削液;硬质合金可
不用
•(3)根据加工方法选用:钻孔、铰孔、攻螺纹和拉削等,
宜用乳化液或切削油;齿轮加工等用切削油;磨削宜用乳化 液
•(4)根据加工要求考虑:粗加工,选用水溶液或低浓度乳
化液;精加工,选用切削油或高浓度乳化液
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•知识小结:
•一、切削力
•1.切削力的分解
•三、切削液
•1.切削液的主要作用
第四节 切削力、切削温度和切削液
•一、切削力
•切削过程中,刀具施加于工件使工件材料产生变形,并使
多余材料变为切屑所需的力,称为切削力,用字母 F表示。
1.切削力的分解
(1)切削力Fc:主运动方向的 分力。占95%以上,是计算 切削功率、刀具强度、选择 切削用量的依据。 (2)进给力Ff:进给方向的分 力。进给机构设计的依据。 (3)背向力Fp:作用在工件 上的径向力,使工件出现弯 曲,振动。
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2.影响切削力的因素
(1)工件材料:强度、硬度、韧性高, 则变形抗力大,切削力大。 (2)切削用量:ap增加则切削力成正比 增加;f增加一倍,切削力约增加68%
~86%;VC对切削力的影响远小于f和
ap (3)刀具角度:前角增大则切削力减小
主偏角对进给抗 力背向力的影响
。主偏角影响进给力和背向力。主偏角
2.影响切削温度的因素
(1)切削用量:切削速度影响最大,进给量次之,背吃刀量影响 最小。 (2)工件材料:强度硬度高则温度高;强度硬度相当,塑性韧性
高则温度高。
(3)刀具几何参数:前角和主偏角影响比较大。前角增大温度下 降;主偏角减小,温度降低;刀尖圆弧半径增大,温度下降。 (4)其它:刀具变钝,温度上升;使用冷却液降低温度;选导热 率好的刀具材料以加快热的传散。