第六章 第一节 金属切削加工原理(2013.3)
金属切削原理知识点总结
金属切削原理知识点总结一、切削力分析切削力是切削加工过程中刀具对工件产生的力,切削力的大小和方向直接影响加工质量和刀具的寿命。
切削力的大小受到刀具几何形状、刀具材料、切削速度、进给量和切削深度等因素的影响。
切削力的分析可以帮助工程师了解切削加工过程的机理,优化切削参数,提高加工效率和加工质量。
1.1 切削力的计算切削力的计算是切削过程中的重要内容,可以根据切削力的计算结果来选择合适的刀具和切削参数,从而达到理想的加工效果。
切削力可以分为主切削力和辅切削力,主切削力是指在切削方向上的切削力,而辅切削力是指与切屑流方向垂直的切削力。
切削力的计算可以通过力的平衡关系,切削力的大小与切削过程中的材料变形和切削屑形成有关,因此需要进行深入的力学分析和实验研究。
1.2 切削力的影响因素切削力的大小与切削条件、切削材料、刀具几何形状等因素有关,切削速度和进给量是影响切削力的重要因素。
切削速度的增加会导致切削力的增加,但切削力的增加并不是线性的,而是随着切削速度的增加呈指数增加。
进给量的增加也会导致切削力的增加,因为进给量的增加会导致材料的切削屑变厚,从而增加切削力。
1.3 切削力的测量切削力的测量是对切削过程中切削力的实时监测和记录,可以通过直接力传感器或间接力传感器来测量切削力。
直接力传感器可以直接测量刀具上的切削力,而间接力传感器则可以通过测量机床上的力来间接计算切削力。
切削力的测量可以帮助工程师了解切削过程的特点,对刀具和加工参数进行优化调整,减小切削力,提高加工效率和刀具寿命。
二、切削热切削热是在金属切削过程中产生的热量,是由于切削过程中的塑性变形和切削摩擦所产生的。
切削热会直接影响刀具的温度和寿命,同时也会影响加工表面的质量。
切削热的分析可以帮助工程师了解切削过程中的热特性,以便进行刀具选择和切削参数优化。
2.1 切削热的产生切削热的产生主要包括两个方面,一是切削变形热,二是切削摩擦热。
切削变形热是在金属切削过程中由于金属材料的塑性变形产生的热量,切削摩擦热是由于切削过程中刀具与工件表面的摩擦所产生的热量。
金属切削加工原理及设备课件幻灯片课件
金属切削加工的主要设备与工具
机床
机床是金属切削加工的主要设 备,按工艺特点可分为车床、 铣床、钻床、镗床、磨床等。
刀具
刀具是金属切削加工的重要工具 ,包括车刀、铣刀、钻头、镗刀 、刨刀、磨具等。
量具和夹具
量具用于测量工件尺寸和形状,夹 具则用于工件的装夹和定位,对保 证加工精度和提高生产效率有重要 作用。
金属切削加工的质量控制
质量控制标准
根据机械加工的精度要求,制 定合理的加工工艺流程,并按 照国家或行业标准进行质量检
查。
加工过程控制
通过对加工过程的控制,如刀具 选择、切削液使用、机床调整、 工件装夹等,提高加工精度和表 面质量。
误差控制
针对误差产生的原因,采取相应的 措施,如温度变化、刀具磨损、机 床振动等,减少误差对加工质量的 影响。
进给速度
进给速度指刀具在单位时间内移动的距离。较慢 的进给速度可以减小工件表面的粗糙度,但会降 低生产效率;较快的进给速度可以提生产效率, 但可能会造成工件表面粗糙。
刀具角度
刀具的前角、后角、主偏角、副偏角等角度对切 削力和切削热有着不同的影响。选择合适的刀具 角度可以改善切削条件,提高刀具使用寿命和工 件加工质量。
金属切削加工的工艺流程:毛坯准备、工件安装定位 、刀具准备、切削加工、工件检验和清理等。
下一步的学习展望
深入学习各种金属切削加工设备的原理和特点,以便 更好地选择和应用。
学习金属切削加工的工艺流程和优化方法,以提高生 产效率和降低成本。
学习各种新型的金属切削加工技术,如高速切削、超 精密切削等,以提高加工效率和质量。
金属切削加工原理及设备课件幻 灯片课件
金属切削加工原理及设备课件幻灯片课件
智能化、数字化、网络化技术挑战
智能化
随着人工智能、机器学习等技术的发展,金属切削加工正在向智能化方向发展。通过引入人工智能技术,可以实现加 工过程的自适应控制和优化,提高加工过程的自动化和智能化水平。
数字化
数字化技术是现代制造业的核心技术之一。金属切削加工的数字化包括数字化设计、数字化制造、数字化检测等方面 。通过数字化技术,可以实现加工过程的可视化和优化,提高加工过程的效率和精度。
切割机床
主要用于切割各种材料,如金属、非金属等。切割机床通过高速切割实现切割加工。
特种机床
用于加工特殊形状和特殊材料的零件,如数控铣床、数控车床等。特种机床具有高精度、高效率的特 点。
04
金属切削加工工艺
粗加工与精加工
粗加工
去除大部分材料,为后续加工提供基 础。
精加工
粗加工与精加工的结合
根据零件的复杂程度和精度要求,合 理安排粗加工和精加工的顺序和余量 。
网络化
随着互联网技术的发展,金属切削加工正在向网络化方向发展。通过网络化技术,可以实现远程监控和 故障诊断,提高加工过程的可靠性和安全性。同时还可以实现生产过程的协同和优化,提高生产效率和 降低成本。
THANKS
谢谢您的观看
01
具有多种加工功能,如铣、钻、车等,适用于多品种、小批量
的生产。
柔性制造系统
02
由多个加工中心、机器人等组成,具有高度的自动化和灵活性
,适用于大批量、多品种的生产。
加工中心与柔性制造系统的结合
03
根据生产规模和需求,选择合适的加工设备和系统。
05
金属切削加工质量控制
刀具管理与选择
刀具材料选择
根据加工材料、切削条件和加工 要求,选择合适的刀具材料,如
金属切削原理的基本概述
金属切削原理的基本概述金属切削是一种常见的金属加工技术,广泛应用于制造业和机械加工领域。
金属切削的原理是通过切削工具对金属材料施加力量,以去除材料表面的金属层,实现工件的加工和成形。
金属切削原理可以分为以下几个方面:1. 切削力:在金属切削过程中,切削工具施加力量以去除金属材料。
切削力是指切削工具对工件施加的力的大小和方向。
切削力的大小取决于刀具的几何形状、切削速度、切削深度、切削角度等因素。
在金属切削中,通常会产生切向力(与切削方向垂直的力)和径向力(指向工件中心的力)。
2. 切削削角:切削削角是切削刀具与工件表面之间的夹角。
切削削角的大小和形状会影响切削力的大小、切削刃的寿命和切削表面的质量。
常见的切削削角有前角、主削角、副削角等。
3. 切削速度:切削速度是指切削工具和工件相对运动的线速度。
切削速度的选择会影响切削力、切削表面的质量和刀具的寿命。
过低的切削速度可能导致刀具与工件之间产生太多的摩擦热,使刀具磨损加快;而过高的切削速度则可能导致工件表面粗糙、切削力过大。
4. 切削深度:切削深度是指切削工具将金属材料削除的深度。
切削深度的选择取决于工件的要求和切削工具的强度。
过大的切削深度可能导致切削力过大,增加切削工具的磨损和变形的风险;而过小的切削深度则可能导致加工效率低。
5. 切削热效应:切削过程中,因为摩擦和形变,切削区域会产生热量。
切削热效应可能对切削工具和工件产生不良影响,如切削刃磨损、加工表面质量下降等。
因此,在金属切削过程中,需要采取适当的切削冷却液和润滑剂等措施来降低切削热效应。
总结起来,金属切削原理是通过切削工具施加力量,削除金属材料表面的方法。
切削力、切削削角、切削速度、切削深度和切削热效应是决定切削过程中刀具寿命、工件表面质量和加工效率的重要因素。
掌握金属切削原理,对于提高金属加工的质量和效率具有重要意义。
金属切削原理【详解】
金属切削原理解析本文档由深圳机械展SIMM整理,详细介绍金属切削原理。
金属切削原理并不是一两句话可以精炼概括的,是一个复杂的知识体系,这个知识体系也是机械制造工艺及设备专业的专业基础课,庞丽君写的《金属切削原理》可作为高等院校机械类及有关专业本科、专科的教材,也可供机械类和相近专业的其他类型学校的师生和工程技术人员参考透彻理解金属切削原理需要了解切削运动、加工表面和切削用量三要素,刀具几何角度及其选择,刀具工作角度,切削层参数,切削方式,还包括金属切削过程,切削力,切削热与切削温度,刀具磨损和使用寿命,工件材料的切削加工性,已加工表面质量,刀具合理几何角度和切削用量的选择,磨削,以及刀具材料的分析及选择、车刀的结构分析与应用、孔加工过程分析、刀具的结构分析与应用、拉刀的结构特点与使用、铣削过程分析与铣刀的选择和其他刀具的结构与应用。
以下为一些重要知识的整理:基面:切削刃上任意一点的基面是通过这一点并与这一点的切削速度相垂直的平面。
切削原理:金属切削必须具备两种运动,车削时的切削运动是工件的旋转运动;进给运动,使新的金属不断的投入切削的运动。
也就是使切削过程在所需要的方向继续下去的运动,进给运动可能有一个以上,车削时的进给运动是刀具的连续移动。
1、切削用量的选择原则粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
从刀具的耐用度出发,切削用量的选择顺序是:先确定背吃刀量,其次确定进给量,最后确定切削速度。
2、背吃刀量的确定背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。
确定背吃刀量的原则:(1)在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm~25μm时,如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次进给就可以达到要求。
金属切削的基本原理
金属切削的基本原理金属切削的基本原理1. 引言金属切削作为一种重要的制造工艺,在现代工业中得到广泛应用。
了解金属切削的基本原理对于提高生产效率和产品质量至关重要。
本文将深入探讨金属切削的原理和相关概念。
2. 金属切削的定义和概述金属切削是指通过工具在金属材料上切削形成所需形状的制造过程。
这种切削通过将刀具与金属工件相对移动来去除材料,从而实现目标形状。
金属切削常用于车削、铣削、钻削等加工过程中。
3. 切削过程的基本元素金属切削包括以下基本元素:3.1 切削工具切削过程中使用的工具通常由坚固的材料制成,如高速钢、硬质合金等。
切削工具的类型和几何形状根据切削操作的需求而变化,比如刀片、铣刀、钻头等。
3.2 金属工件金属工件是经过切削加工的目标。
它可以是圆柱形、平面形或复杂形状的。
不同材料的切削特性也会影响切削过程的选择和参数设定。
3.3 切削速度切削速度是指工具切削过程中与工件接触部分的相对速度。
合适的切削速度可以提高加工效率和工件表面质量,但过高的切削速度可能导致工具磨损和加工表面粗糙度增加。
3.4 进给速度进给速度是指工具与工件相对运动的速度。
适当的进给速度可以控制切削过程中材料的去除率,同时避免过度磨损和切削力过大。
3.5 切削深度切削深度是指工具进入工件的深度,即每次切削过程中所移除的金属厚度。
切削深度的选择应根据工件的要求、切削力和工具稳定性等因素考虑。
4. 金属切削的力学原理金属切削的力学原理主要涉及三个力:切削力、切向力和主动力。
4.1 切削力切削力是指在金属切削过程中作用在切削工具上的力。
它由切削材料的去除、摩擦和变形引起。
切削力的大小和方向取决于切削工艺参数、切削材料和刀具等。
4.2 切向力切向力是指垂直于切削方向的力。
它使工件保持在切削位置,并防止工件偏离切削方向。
切向力的大小和方向直接影响切削的稳定性和表面质量。
4.3 主动力主动力是指在金属切削过程中将工具向工件施加的力。
它与切削深度和切削速度等直接相关。
《金属切削原理》课件
金属切削在机械制造中的应用
加工精度:金属切削可以精确地加工出各种形状和尺寸的零件 加工效率:金属切削可以提高生产效率,缩短生产周期 加工范围:金属切削可以加工各种金属材料,包括钢、铝、铜等 加工质量:金属切削可以保证加工质量,提高产品的可靠性和耐用性
金属切削在航空航天领域的应用
飞机制造:金属 切削用于制造飞 机机身、机翼、 发动机等部件
新材料硬度 高,耐磨性 好,对刀具 寿命和加工 效率产生影 响
新材料热导 率低,切削 过程中热量 难以散发, 对刀具和工 件产生影响
新材料化学 活性强,易 与刀具材料 发生化学反 应,影响刀 具寿命和加 工质量
新材料加工 难度大,对 刀具材料和 加工工艺提 出更高要求
新材料加工 过程中产生 的废料处理 问题,对环 保和资源利 用提出挑战
切削热的ห้องสมุดไป่ตู้生与散失
切削热的产生:刀具与工件之间的摩擦和剪切作用 切削热的散失:通过刀具、工件和切屑的传导、对流和辐射等方式 切削热的影响:影响刀具寿命、工件加工精度和表面质量 切削热的控制:通过优化刀具材料、切削参数和冷却方式等手段
切削表面的形成与变化
切削过程:刀具与工件之间的相对运动 切削力:刀具与工件之间的相互作用力 切削温度:刀具与工件之间的摩擦热 切削表面:刀具与工件之间的接触面
火箭制造:金属 切削用于制造火 箭发动机、燃料 箱、控制系统等 部件
卫星制造:金属 切削用于制造卫 星外壳、太阳能 电池板、天线等 部件
空间站制造:金 属切削用于制造 空间站外壳、太 阳能电池板、生 命支持系统等部 件
金属切削在汽车工业领域的应用
汽车零部件制造:金属切削用于生产汽车发动机、变速箱、底盘等零部件 汽车车身制造:金属切削用于生产汽车车身、车门、车窗等车身部件 汽车模具制造:金属切削用于生产汽车模具,如冲压模具、注塑模具等 汽车维修与保养:金属切削用于汽车维修与保养,如更换损坏的零部件、修复车身损伤等
金属切削原理
金属切削原理金属切削是一种常见的加工方法,广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
金属切削原理是指在切削过程中,通过刀具对金属工件进行切削,以达到加工工件的目的。
金属切削原理涉及到切削力、切削热、切削变形等多个方面的知识,下面将就金属切削原理进行详细介绍。
首先,切削力是金属切削过程中最重要的因素之一。
切削力的大小直接影响到刀具的寿命、加工表面的质量以及加工效率。
切削力的大小受到刀具材料、刀具几何角度、切削速度、进给量等多个因素的影响。
在金属切削过程中,切削力的大小会导致刀具的磨损,因此需要合理选择切削参数,以减小切削力对刀具的影响。
其次,切削热是金属切削过程中不可忽视的因素。
在金属切削时,由于刀具与工件的摩擦以及金属的塑性变形,会产生大量的热量。
切削热的积累会导致刀具的温度升高,从而影响刀具的硬度和耐磨性。
因此,合理选择切削液、控制切削速度、提高刀具的散热能力是减小切削热对刀具的影响的有效方法。
另外,切削变形也是金属切削过程中需要考虑的因素之一。
在金属切削过程中,由于切削力的作用,工件会发生形状和尺寸的变化,这就是切削变形。
切削变形的大小受到材料的塑性变形能力、切削参数、切削方式等因素的影响。
合理选择切削工艺、提高工件的刚性、控制切削温度是减小切削变形的有效途径。
综上所述,金属切削原理涉及到切削力、切削热、切削变形等多个方面的知识。
合理选择切削参数、提高刀具的耐磨性、控制切削温度是减小切削力、切削热、切削变形对刀具的影响的有效方法。
只有深入理解金属切削原理,合理应用切削知识,才能更好地进行金属加工,提高加工效率,提高加工质量。
金属切削设备知识点总结
金属切削设备知识点总结一、金属切削设备工作原理1.切削原理金属切削设备的工作原理是利用刀具对金属材料进行切削,从而使金属材料产生切屑,并实现工件形状、尺寸的精确加工。
切削过程中,切削速度、进给量、切削深度等参数是影响加工质量和效率的关键因素。
2.切削力原理在金属切削过程中,切削刀具对工件的切削力是一个重要的参数。
切削力的大小与切削系统的刚性、切削条件、切削参数等密切相关。
合理控制切削力可以有效减少设备磨损和提高加工质量。
3.切削热原理金属切削过程中,由于切屑的产生和切削区的摩擦热,会导致切削区温度的升高,进而影响刀具寿命和加工质量。
因此,控制切削热对金属切削设备的加工效果具有重要意义。
二、金属切削设备主要类型1.铣床铣床是一种常用的金属切削设备,主要用于对平面、曲面的铣削加工。
根据加工能力和结构形式的不同,铣床可以分为立式铣床、卧式铣床、数控铣床等类型。
2.车床车床是一种用来加工回转体(如轴类、盘类)的机械设备,主要适用于对金属材料进行车削加工。
按照加工方式的不同,车床又可分为普通车床、数控车床、车削中心等类型。
3.钻床钻床是一种专门用于金属材料进行钻孔加工的设备,按照结构类型可分为立式钻床、卧式钻床等。
4.磨床磨床是一种用磨削工具对工件进行精密加工的设备,包括平面磨床、外圆磨床、内圆磨床等。
5.锯床锯床是一种用于金属材料进行锯切加工的设备,可以分为手动锯床、半自动锯床和全自动锯床等。
6.冲床冲床是一种利用冲模对金属材料进行冲压加工的设备,适用于扁钢、槽钢、角钢等金属材料的切割和成型。
7.刨床刨床是一种用于对工件进行平面加工的设备,通过刀具的切削实现工件表面的平整和精密度的提高。
8.剪床剪床是一种用于对金属板材进行切割的设备,包括剪板机、剪板钢丝绳机、液压剪板机等。
以上是常见的金属切削设备主要类型,可以根据加工需求和工件特点选择合适的设备进行加工。
三、金属切削设备应用领域金属切削设备广泛应用于各个制造行业,主要包括以下领域:1.航空航天航空航天领域对金属零部件的精密度和表面质量要求非常高,因此需要使用高精度、高效率的金属切削设备进行加工。
金属切削加工的工作原理
金属切削加工的工作原理金属切削加工是指通过对金属材料施加一定的力和转动工具,从工件上去除材料以达到所需形状和尺寸的加工方法。
这是一种广泛应用于制造业的重要工艺,用于制作各种金属制品,如零件、工具和零部件。
金属切削加工的工作原理包括以下几个方面:1. 切削力的产生和传递金属切削加工过程中,切削刀具通过在工件表面施加力来切削金属材料。
切削力是金属切削加工中最主要的力。
切削力的产生和传递从切削刀具到工件时,经过以下几个部分的相互作用:刀具的刃口,刀具周边的切削区域,刀具的后角和刃口的前角。
切削力的大小和方向受到切削速度、切削深度、进给量、切削刃口形状、工件材料和切削液等因素的影响。
2. 切削刃口的工作机制切削刃口是切削刀具上起切削作用的部分。
切削刃口的工作机制主要是依靠切削力的作用,将金属材料切削下来。
切削刃口通常有直刃、斜刃和弯刃等不同形状,不同形状的刃口适用于不同的切削工艺和工件材料。
3. 金属切削加工过程中的热力学效应金属切削加工过程中,刀具和工件之间的相互作用会产生热量。
这是由于切削过程中发生的金属材料的塑性变形、摩擦和切削刃口与工件表面接触的原因。
通过切削过程中产生的热传导、热对流和热辐射,会让切削区域的温度升高。
为了避免过高的温度对刀具和工件的影响,通常会使用切削液进行冷却和润滑。
4. 金属切削加工的切削方式金属切削加工可以通过不同的方式实现,常见的切削方式有手动切削、机械切削和数控切削等。
手动切削是在操作者的手动控制下进行的,适用于小批量加工和简单形状的工件。
机械切削是通过机床实现的,具有高效率和精度高的优点,适用于大批量生产。
数控切削是在计算机的控制下进行的,通过预先编程的方式控制切削过程,可以实现高度精确的加工。
5. 切削液的作用和选择切削液在金属切削加工中具有重要的作用。
切削液可以冷却切削区域,降低温度,减少刀具磨损和工件变形的可能性。
同时,切削液也可以提供润滑,减少切削刃口与工件表面之间的摩擦,有助于提高加工表面的质量。
金属切削基本原理
金属切削包括车削、铣削、刨削、 钻削、磨削等多种加工方式。
金属切削过程中刀具与工件之间的 接触状态包括切削区、过渡区和非 切削区。
切削运动和切削用量
主运动:使工件与刀具产生 相对运动完成切削
切削深度:刀具切入工件的 深度影响切削效率和表面质
金属切削基本原理
汇报人:
目录
添加目录标题
01
金属切削的基本概念
02
切削刀具材料和几何 参数
04
金属切削的工艺参数 选择
05
金属切削的物理本质
03
金属切削的工艺实践
06
添加章节标题
金属切削的基本 概念
金属切削的定义
金属切削是一种通过刀具与工件之 间的相对运动将工件上的多余材料 去除以获得所需形状和尺寸的加工 方法。
切削热和切削温度
切削热:金属切削过程中产生的热量
切削温度:切削过程中刀具和工件的温度
影响因素:切削速度、进给量、刀具材料、工件材料等 切削热和切削温度的关系:切削热是切削温度的主要来源切削温度是切 削热的表现形式
切屑的形成和变形
切削过程:刀具与工件之间的相对运动 切屑的形成:刀具与工件之间的摩擦和剪切作用 切屑的变形:切屑在刀具作用下的塑性变形和断裂 切屑的形状和尺寸:取决于刀具的几何形状和切削条件
添加标题
加工余量:指加工过程中需要去除的材料量影 响加工精度和效率
添加标题
加工余量选择:根据工件材料、加工精度和效 率要求进行选择
添加标题
加工余量和刀具路径规划的优化:通过优化算 法和仿真技术提高加工质量和效率
添加标题
刀具路径规划:指刀具在工件表面移动的轨迹 影响加工质量和效率
金属切削原理的课件
(2)进给量
进给量是指单位时间内刀具和工件在进给 运动方向上相对位移。 当主运动是回转运动时,进给量指工 件或刀具每回转一周,两者沿进给方向的 相对位移量,单位为mm/r; 当主运动是直线运动时,进给量指刀 具或工件每往复直线运动一次,两者沿进 给方向的相对位移量,单位为mm/str或 mm/单行程; 对于多齿的旋转刀具(如铣刀、 切齿刀),常用每齿进给量 fz,单位为 mm/z或mm/齿。它与进给量f的关系为 f=zfz 进给速度为 vf=fn=zfzn
2)刀刃
①主切削刃 ②副切削刃 前刀面与主后刀面在空间的交线。 前刀面与副后刀面在空间的交线。
3)刀尖
三个刀面在空间的交点,也可理解为主、副切削刃 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 在实际应用中,为增加刀尖的强度与耐磨性, 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。
(2)车刀切削部分的主要角度
• 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量 时所使用的几何参数,它们是确定刀具切削 部分几何形状(各表面空间位置)的重要参 数。 • 参考系:用于定义和规定刀具角度的各基 准坐标面。 • 参考系:刀具静止参考系和刀具工作参考 系。
(2)切削层公称宽度bD
在给定瞬间,作用于主切 削刃截形上两个极限点间 的距离,在切削层尺寸平 面中测量,单位为mm。
垂直于正在加 工的表面(过渡表 面)度量的切削层 参数。
(3)切削层公称横截面积AD
在给定瞬间,切削层在 切削层尺寸平面里的实 际横截面积, 2 单位为mm 。
上述公式中可看出 hD、bD均与主偏角有 关,但切削层公称横截面积AD只与hD、bD 或f、a p有关。
(一)切削运动
1.零件表面的形成
车外圆面
车成形面
车床上镗孔
金属切削原理
金属切削原理金属切削是一种常见的金属加工方法,广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
金属切削的原理是利用刀具对金属材料进行切削,从而得到所需形状和尺寸的工件。
在金属切削过程中,刀具与工件之间发生相对运动,刀具对工件进行切削,将金属屑削除,最终得到所需的工件形状。
金属切削的原理包括刀具、工件和切削速度等因素。
首先,刀具是金属切削的主要工具,其质量和形状对切削质量有着重要影响。
刀具的材料应选择硬度高、耐磨性好的材料,以保证刀具在切削过程中不易磨损。
此外,刀具的刃部形状和刃口角度也会影响切削力和切削质量。
其次,工件的材料和形状也会对切削过程产生影响。
不同材料的硬度、塑性等性质会影响切削时的刀具选择、切削力和切削质量。
另外,工件的形状和尺寸对切削过程中的切削力、切削稳定性等也有影响。
最后,切削速度是影响切削质量的重要因素之一。
切削速度的选择应考虑刀具材料、工件材料、切削方式等因素,以保证切削过程中的切削质量和刀具寿命。
在金属切削过程中,切削力是一个重要的参数。
切削力的大小和方向直接影响刀具的切削质量和刀具寿命。
切削力的大小受到切削速度、切削深度、切削宽度等因素的影响。
切削力的大小和方向可以通过切削力模型和实验测试来确定,以指导切削过程中的刀具选择、切削参数的确定等。
此外,切削温度也是金属切削过程中需要重点关注的问题。
切削过程中,刀具和工件之间的摩擦和变形会产生热量,导致切削区温度升高。
高温会影响刀具的硬度和耐磨性,同时也会影响工件的表面质量。
因此,控制切削温度是保证切削质量的重要手段之一。
总的来说,金属切削原理涉及到刀具、工件、切削速度、切削力、切削温度等多个方面的内容。
了解金属切削的原理,有助于合理选择刀具、确定切削参数,保证切削质量,提高加工效率。
同时,金属切削原理也为金属加工技术的发展提供了理论基础,推动了金属加工技术的不断进步。
金属切削原理
金属切削原理金属切削是一种常见的金属加工方法,通过切削工具对金属材料进行加工,以获得所需形状和尺寸的工件。
金属切削原理是指在切削过程中,切削刀具对工件进行切削,形成切屑并使工件形成所需形状和尺寸的过程。
金属切削原理的理解对于提高切削加工效率、提高加工质量具有重要意义。
首先,金属切削原理的基本过程是切削刀具对工件进行切削。
在切削过程中,切削刀具与工件之间产生相对运动,切削刀具对工件表面进行切削,形成切屑。
切削刀具的刀尖与工件接触处称为刀尖触点,刀尖触点是切削过程的关键部位,刀尖触点的运动状态直接影响着切削过程的稳定性和加工质量。
其次,金属切削原理的关键参数包括切削速度、进给量和切削深度。
切削速度是切削刀具在单位时间内对工件进行切削的速度,通常用米/分钟表示;进给量是切削刀具在单位时间内对工件进行进给的距离,通常用毫米/转表示;切削深度是切削刀具在切削过程中对工件进行切削的深度,通常用毫米表示。
这三个参数的选择直接影响着切削过程的效率和加工质量。
另外,金属切削原理的切削力是切削过程中的重要参数。
切削力的大小和方向直接影响着切削刀具和工件的磨损情况、加工精度和加工表面质量。
切削力的大小受到切削条件、切削刀具和工件材料等因素的影响,合理控制切削力是提高切削加工效率和加工质量的关键。
最后,金属切削原理的切削热是切削过程中的重要问题。
切削热的产生直接影响着切削刀具和工件的温度、切削刀具的寿命和加工表面质量。
切削热的产生受到切削速度、切削深度、切削方式和切削刀具材料等因素的影响,合理控制切削热是提高切削加工效率和加工质量的关键。
总之,金属切削原理是切削加工的基础,对于提高切削加工效率、提高加工质量具有重要意义。
合理控制切削条件、切削力和切削热是提高切削加工效率和加工质量的关键。
只有深入理解金属切削原理,才能更好地应用于实际生产中,提高加工效率,降低成本,提高产品质量。
金属切削原理
金属切削原理1. 引言金属切削是一种常见的金属加工方法,广泛应用于制造业领域。
本文将深入探讨金属切削原理,包括切削过程的基本概念、切削力的产生机制、刀具和工件的相互作用以及切削力的影响因素等内容。
2. 切削过程的基本概念2.1 切削的定义切削是指通过刀具对工件进行切削行为,将工件的某部分削除或形成所需形状的加工过程。
2.2 切削的分类根据切削速度和切削温度的不同,切削可以分为常规切削和高速切削两种。
常规切削适用于低切削速度和温度的条件下,而高速切削则适用于高速和高温的情况。
2.3 切削力的定义切削力是指刀具在切削过程中对工件施加的力,通常包括主切削力、侧切削力和切削力矩等。
3. 切削力的产生机制切削力的产生是由刀具与工件之间的相互作用所引起的。
在切削过程中,刀具对工件施加的切削力可以分解为切削力和切削阻力两个方向。
4. 刀具和工件的相互作用刀具和工件之间的相互作用对切削过程的效果具有重要影响。
刀具的选择应根据工件的材料和几何形状来确定,不同的刀具结构和刀具材料将产生不同的切削效果。
5. 切削力的影响因素切削力的大小受多种因素的影响,包括刀具、切削条件、工件材料和几何形状等。
了解这些影响因素将有助于优化切削过程,提高加工效率和质量。
5.1 刀具的影响因素•刀具材料和硬度•刀具尺寸和几何形状•刀具刃口的磨损情况5.2 切削条件的影响因素•切削速度•进给量•切削深度5.3 工件材料的影响因素•材料的硬度和强度•材料的塑性和韧性5.4 工件几何形状的影响因素•工件的形状复杂程度•工件表面的光滑度6. 切削过程的优化与发展趋势为了提高切削过程的效率和质量,不断进行切削过程的优化是非常重要的。
随着技术的发展,一些新的切削方法和工具逐渐被引入,例如高速切削、超硬刀具和涂层刀具等。
结论金属切削原理是金属加工的核心内容之一,通过对切削过程的研究和了解,可以有效提高切削过程的效率和质量。
切削过程涉及多个因素,包括刀具和工件的相互作用、切削力的产生机制以及切削力的影响因素等。
金属切削加工原理
三、刀具的角度
(5)刃倾角λs 在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。
当主切削刃呈水平时,λs=0;刀尖为主切削刃最低点时, λs〈0;刀尖为主切削刃上最高点是,λs 〉0 。
三、刀具的角度
(6)刀具角度的选择 1)前角 前角γo对切削的难易程度有很大影响。增大前角能
使刀刃变得锋利,使切削更为轻快,并减小切削力和切 削热。但前角过大,刀刃和刀尖的强度下降,刀具导热 体积减少,影响刀具使用寿命。前角的大小对表面粗糙 度、排屑和断屑等也有一定影响。工件材料的强度、硬 度低,前角应选得大些,反之小些;刀具材料韧性好 (如高速钢),前角可选得大些,反之应选得小些(如 硬质合金);精加工时,前角可选得大些。粗加工时应 选得小些。
三、刀具的角度
三、刀具的角度
(一)刀具的主剖面参考系
(1)基面Pr:通过切削刃某一点,垂直于假定 主运动方向的平面。
(2)切削平面Ps:通过切削刃某一点,与工件 加工表面(或与主切削刃)相切的平面。切削平 面Ps与基面Pr垂直。
(3)主剖面P0:通过切削刃某一点,同时垂直 于切削平面Ps与基面Pr的平面。
பைடு நூலகம்
二、切削用量三要素
主运动为回转运动时: Vc时(m/s或
m/min)
Vc=(3.14·d·n)/1000
式中 d—切削刃上选定点的回转直径(mm); n—主运动的转速(r/s或r/min)。
二、切削用量三要素
2、进给速度vf 、进给量f 进给速度vf—切削刃上选定点相对于工件
的进给运动瞬时速度,mm/s或mm/min.。 进给量f—刀具在进给运动方向上相对于
一、切削表面与切削运动
2、进给运动 进给运动是配合主运动实现依次连续不断地 切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运 动。进给运动与主运动配合即可完成所需的表面 几何形状的加工,根据工件表面形状成形的需要, 进给运动可以是多个,也可以是一个;可以是连 续的,也可以是间歇的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
选择原则:
一.金属切削加工的基本概念
3. 切削用量
切削用量同加工生产率的关系:
f保持不变,ap增至3 ap ,如仍保持刀具合理的耐
用度,则v必须降低15%,此时生产率P3ap≈2.6P,即生 产率提高至2.6倍。
ap保持不变,f增至3f,如仍保持刀具合理的耐用 度,则v必须降低32%,此时生产率P3f≈2P,即生产率 提高至2倍。
刃倾角对排屑方向的影响
§6-1 金属切削加工原理
一、金属切削加工的基本概念 二、刀具角度的标注
三 刀具材料
四、刀具磨损与刀具耐用度
五.常用金属切削刀具种类及其用途
三. 刀具材料
1. 刀具材料应具备的性能
刀具材料在加工时要承受高温、高压、强烈的摩擦, 冲击和振动。
1) 高的硬度 :比工件高,>HRC60
p
切 削 用 量
d w ——待加工表面直径 切削用量
选择切削用量的基本原则:
合理的切削用量——充分利用刀具的切削性能和 机床性能,在保证质量的前提下,获得高的生产 率和低的加工成本的切削用量。 ——在保持刀具合理耐用度的前提下,使ap 、 f、v三者的乘积值最大,以获得最高的生产率。
一.金属切削加工的基本概念
2)进给运动
切 削 运 动
一.金属切削加工的基本概念
2.切削时的工件表面
在新的表面的形成过程中工件上有三个依次变化 的表面。 待加工表面 工件上即将被切去金属 层的表面 已加工表面 工件上经刀具切削后形 成的表面 过渡表面(加工表面) 工件上被切削刃正在切 削着的表面
2) 高的耐磨性:耐用度
3) 足够的强度和韧性:不崩刃,不折断 4) 高的耐热性(热稳定性):高温时可以加工 5) 良好的热物理性能和耐热冲击性能:导热性好 6) 良好的工艺性能:刀具制造成本低
三. 刀具材料
2. 常用的刀具材料
——常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高 速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等
r
二. 刀具角度的标注
正交平面参考系
刀 具 角 度 参 考 系
基面Pr 切削平面Ps 正交平面P0
二. 刀具角度的标注
(三)刀具的标注角度
二. 刀具角度的标注
二. 刀具角度的标注
刀 具 的 标 注 角 度
前角0: 前刀面—基面(正交平面) 后角 0 :主后刀面—切削平面(正交平面) 主偏角r :主刃投影—假定进给方向(基面) 副偏角’ r :副刃投影—假定进给方向(基面) 刃倾角 s :主刃—基面(切削平面)
五.常用金属切削刀具种类及其用途
二. 刀具角度的标注
(一)切削部分的组成
前刀面——切屑流过的表 面。 主后刀面——与工件上加 工表面相对的表面。 副后刀面——与工件上已 加工表面相对的表面。 主切削刃——前刀面与主 后刀面的交线。 副切削刃——前刀面与副后刀面的交线。
刀尖——主切削刃与副切削刃连接处的那部分切削刃。
大多数切削加工的主运动采用回转运动。回旋体
切 削 用 量
(刀具或工件)上外圆或内孔某一点的切削速度 计算公式如下:
v c=πd n/1000
m/s
或
m/min
式中 d-工件或刀具上某一点的回转直径(mm)
n-工件或刀具的转速(r/s或r/min)
一.金属切削加工的基本概念
1)切削速度v c :
切削速度高过一定的临界值时,生产率反而会降低。 ap增大至某一数值时,因受加工余量的限制而成为常 值时,进给量f不变,把切削速度v增至3v时, P3v≈0.13P,生产率大为降低。
一.金属切削加工的基本概念
3. 切削用量
选择原则: 首先选取尽可能大的背吃刀量ap ;
其次根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面 粗糙度的要求,选取尽可能大的进给量f; 最后利用切削用量手册选取或者用公式计算确定 切削速度v。
垂直于过渡表面测量的切削层尺寸,即相邻两过渡 表面之间的距离,它反映了切削刃单位长度上的切 削负荷。 车外圆时,若车刀主切削刃为直线,则 hD f sin kr mm
v vc c
hD
f kr
一.金属切削加工的基本概念
2)切削层公称宽度 bD
沿过渡表面测量的切削层尺寸。它反映了切削刃参 加切削的工作长度。 车外圆时,若车刀主切削刃为直线,则 bD a p sin kr mm
切 削 用 量
对于旋转体工件或旋转类刀具,在转速一定时, 由于切削刃上各点的回转半径不同,因而切削
速度不同,在计算时,应以最大的切削速度为
准,这是因为从刀具方面考虑,速度大的地方, 发热多,磨损快,应当予以注意。 如:外圆车削时计算待加工表面上的速度, 内孔车削时计算已加工表面上的速度, 钻削时计算钻头外径处的速度。
0、 0 刀具角度标注:Pr: s ;P0: kr、kr' ;Ps:
刀具材料 刀具材料应具备的性能:硬度、耐磨性、耐热性、 强度和韧性、热物理性和热冲击性、工艺性;
常用材料:HSS和硬质合金性能;
三. 刀具材料
高速钢(HSS) W18cr4v
——含有较多钨、钼、铬、钒等元素的高合金工具钢
刨削加工
切 削 运 动
例如,车削、镗削的主运动是工件与刀具的相对旋转 运动,而刨削的主运动是刀具相对于工件的直线运 动。
一.金属切削加工的基本概念
2)进给运动
——是不断地把切削层投入切削,以逐渐切削出 整个工件表面的运动。
切 削 运 动
一般它的速度较低,消耗机床功率较少。 进给运动可以由一个或多个运动组成,它可 以是连续的,也可以是间断的。 主运动和进给运动可以由刀具或工件分别完 成,或者由刀具单独完成。 主运动和进给运动可以同时进行。
1.切削运动(主运动和进给运动)
金属切削加工是利用刀具从工件毛坯上切去
基 何形状、尺寸精度和表面质量的机械加工方 本 法。 概 念 切削成形运动为了切除多余的金属,刀具和
一层多余的金属,从而使工件达到规定的几
工件之间必须有相对运动,简称切削运动。
一.金属切削加工的基本概念
切削运动
金属切削机床的基本运动有 直线运动和回转运动。 按切削时工件与刀具相对运 动所起的作用来分,可分为 主运动和进给运动。如右 图所示。 主运动 进给运动 合成切削运动
二. 刀具角度的标注
(二)定义刀具角度的参考系
常用的标注刀具角度的参考系有:正交平面参考系、 法平面参考系、假定工作平面和背平面参考系。 基面Pr——通过切削刃上选定点,垂直于该点切 vc 削速度的平面。 Po Ps 切削平面PS——通过切 vf 削刃上选定点,与主切 Pr 削刃相切,且垂直于该 P 点Pr的平面。 正交平面P0——通过切削 刃上选定点,垂直于Pr和 PS的平面。
一.金属切削加工的基本概念
1)主运动
——是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的
最基本的运动。 切 削 运 动
通常主运动的速度最高,消耗机床功率最多。
在切削运动中,主运动只有一个。
主运动可以由工件完成,也可以由刀具完成。 可以是旋转运动,也可以是直线运动。
一.金属切削加工的基本概念
1)主运动
一.金属切削加工的基本概念
2)进给速度 v f、进给量 f 、每齿进给量 f : z 进给速度 v f是单位时间的进给量,单位:mm/s 或mm/min )
切 削 用 量
进给量 f 是工件或刀具每回转一周时两者沿进 给运动方向的相对位移,单位是mm / r。 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削 工具,在它们进行工作时,还应规定每一个刀 齿的进给量 f z,即后一个刀齿相对于前一个刀 齿的进给量,单位是mm/z。
三. 刀具材料
高 速 钢
制造工艺简单,能锻造,容易磨出锋利的 刀刃,因此在复杂刀具(钻头、丝锥、成 形刀具、拉刀、齿轮刀具等)的制造中占 有重要地位。
分类 高速钢按用途分: 通用型高速钢和高性能高速钢
高速钢按制造工艺分:
熔炼高速钢和粉末冶金高速钢
三. 刀具材料
(1)通用型高速钢(含碳量0.7~0.9%,62~66 HRC) 钨系高速钢 W18Cr4V 钼系高速钢 W6Mo5Cr4V2 高温塑性好 主要用于一般材料的常规加工,速度不高于50m/min.
基 本 概 念
一.金属切削加工的基本概念
3. 切削用量
——切削速度v c ,进给量 f (或进给速度 v f )
和背吃刀量 a p三者的总称。
在切削过程中,需针对工件及刀具材料,以 及其他工艺技术要求来选定合适的切削用量。
一.金属切削加工的基本概念
1)切削速度v c :
——主运动速度即切削速度。
v f f n f z z n mm s 或 mm min
一.金属切削加工的基本概念
3)背吃刀量(切削深度)a p :
——在进给运动开始前,由机床的吃刀机构提供 的一种间歇进给运动称为吃刀运动,其进给量 的大小称为背吃刀量 a p 。
对于车削和刨削加工来说,背吃刀量 a p为工件上已 加工表面和待加工表面间的垂直距离,单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算: a p d w d m 2 mm 对于钻孔 : a a p d m 2 mm 式中:d m ——已加工表面直径(mm)
常 用 刀 具 材 料
高速钢具有较高的硬度(热处理硬度达HRC62—67 )和耐热性(切削温度可达550—600º )
切削速度比碳素工具钢和合金工具钢高1-3倍(因 此而得名),刀具耐用度高10-40倍,甚至更多 高速钢可以加工从有色金属到高温合金的范围广 泛的材料 高速钢具有高的强度(抗弯强度为一般硬质合金 的2-3倍,为陶瓷的5-6倍)和韧性,抗冲击振动 的能力较强,适宜制造各类刀具。