高速切削与磨削PPT
机械制造技术
高速切削与磨削
概
述
?1931年德国切削物理学家C .J .S a l o m o m 在“高速切削原理”一文中给出了著名的“S a l o m o m 曲线”——对应于一定的工件材料存在一个临界切削速度，此点切削温度最高，超过该临界值，切削速度增加，切削温度反而下降。?S a l o m o m 的理论与实验结果，引发了人们极大的兴趣，并由此产生了“高速切削（H S C ）”的概念。
?尚无统一定义，一般认为高速加工是指采用超硬材料的刀具，通过极大地提高切削速度和进给速度，来提高材料切除率、加工精度和加工表面质量的现代加工技术。
?以切削速度和进给速度界定：高速加工的切削速度和进给速度为普通切削的5～10倍。
?以主轴转速界定：高速加工的主轴转速≥10000r /m i n 。
3.8.1高速加工概述
q 高速加工定义
3
3.8.1高速加工概述
图3-31Salomon 切削温度与切削速度曲线
切削适应区
软铝
切削速度v /(m/min)
切削不适应区
600
12001800
2400
3000
青铜
铸铁
钢
硬质合金980℃高速钢650℃碳素工具钢450℃
Stelite 合金850℃
1600
1200
800
400
切削温度/℃
切削适应区
非铁金属
图3-32高速与超高速切削速度范围
10
100100010000
切削速度V （m/min ）
塑料
铝合金铜铸铁钢钛合金镍合金
q 高速加工的切削速度范围
?高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异，见图3-32◎车削：
700-7000m/min ◎铣削：
300-6000m/min ◎钻削：
200-1100m/min ◎磨削：50-300m/s
?高速加工切削速度范围随加工方法不同也有所不同
q高速加工的特点Real Real ?加工效率高：进给率较常规切削提高5-10倍，材料去除率可提高3-6倍
?切削力小：较常规切削至少降低30%，径向力降低更明显。有利于减小工件受力变形，适于加工薄壁件和细长件?切削热小：加工过程迅速，95%以上切削热被切屑带走，工件积聚热量极少，温升低，适合于加工熔点低、易氧化和易于产生热变形的零件
?加工精度高：刀具激振频率远离工艺系统固有频率，不易产生振动；又切削力小、热变形小、残余应力小，易于保证加工精度和表面质量
?工序集约化：可获得高的加工精度和低的表面粗糙度，并在一定条件下，可对硬表面进行加工，从而可使工序集约化。这对于模具加工具有特别意义
q高速加工的应用
?航空航天：
◎带有大量薄壁、细筋的大型轻合金整体构件加工，材料去除率达100-180c m3/m i n。
◎镍合金、钛合金加工，切削速度达200-1000m/m i n
?汽车工业：
◎采用高速数控机床和高速加工中心组成高速柔性生产线，实现多品种、中小批量的高效生产（图3-33）
?模具制造：
◎高速铣削代替传统的电火花成形加工，效率提高3-5倍（图3-34，图3-35）。
?仪器仪表：
◎精密光学零件加工。
?高速加工虽具有众多的优点，但由于技术复杂，且对于相关技术要求较高，使其应用受到限制。
?与高速加工密切相关的技术主要有：
◎高速加工刀具与磨具制造技术；
◎高速主轴单元制造技术；
◎高速进给单元制造技术；
◎高速加工在线检测与控制技术；
◎其他：如高速加工毛坯制造技术，干切技术，高速加工的排屑技术、安全防护技术等。
?此外高速切削与磨削机理的研究，对于高速切削的发展也具有重要意义。
刀具材料种类
合金高速钢硬质合金陶瓷天然聚晶金刚石聚晶立方氮
工具钢W18Cr4V YG6Si3N4金刚石PCD化硼PCBN 材料性能
硬度HRC65HRC66HRA90HRA93H V10000HV7500HV4000
抗弯强度 2.4GPa 3.2GPa 1.45GPa0.8GPa0.3GPa 2.8GPa 1.5GPa
导热系数40-5020-3070-10030-40146.5100-12040-100
热稳定性350℃620℃1000℃1400℃800℃600-800℃＞1000℃化学惰性低惰性大惰性小惰性小惰性大
耐磨性低低较高高最高最高很高
一般精度Ra≤0.8高精度Ra=0.4-0.2加工质量Ra≤0.8IT7-8Ra=0.1-0.05IT5-6
IT7-8IT5-6可替代磨削
加工对象低速加
工一般
钢材、
铸铁
一般钢
材、铸
铁粗、
精加工
一般钢
材、铸
铁粗、
精加工
高硬度
钢材精
加工
硬质合金、铜、
铝有色金属及其
合金、陶瓷等高
硬度材料
淬火钢、冷硬
铸铁、高温合
金等难加工材
料表3-3普通刀具材料与超硬刀具材料性能与用途对比
3.8.2高速加工刀具
8
8
图3-36金刚石（左）与CBN
（右）原子结构
碳原子氮原子硼原子
?金刚石与C B N 晶体结构相似，每一个原子都以理想四面体方式以109°28′键角与邻近4个原子结合。金刚石中的每个C 原子都以共价键方式与邻近4个C 原子结合。C B N 中每个N 原子与4个B 原子结合，每个B 原子又与4个N 原子结合，并存在少数离子键。
q天然金刚石
?天然金刚石是目前已知的最硬物质，根据其质量不同，硬度范围为H V8000-12000，相对密度为3.48-3.56。
?天然金刚石是一种各向异性的单晶体，在晶体上取向不同，硬度及耐磨性也不相同。
?天然金刚石耐磨性极好，刀具寿命可长达数百小时；刃口锋利，切削刃钝圆半径可达0.01μm。
?天然金刚石耐热性为700-800℃，高于此温度，碳原子转化为石墨结构，硬度丧失。
?天然金刚石价格昂贵，刃磨困难，主要用于加工精度和表面粗糙度要求极高的零件，如激光反射镜、感光鼓、多面镜、磁盘等。
q聚晶金刚石
?人造金刚石是在高温高压条件下，借助于某些合金触媒的作用，由石墨转化而成。
?在高温高压下，金刚石粉经二次压制形成聚晶金刚石（20世纪60年代出现）。
?聚晶金刚石不存在各向异性，硬度略低于天然金刚石，为H V6500-8000。
?聚晶金刚石价格便宜，焊接方便，可磨性好，应用广泛，可在大部分场合代替天然金刚石。
?用等离子C V D（化学气相沉积）可将聚晶金刚石作成涂层，用途和聚晶金刚石刀具相同。
?金刚石刀具不适于加工铁族材料，因为金刚石中的碳元素与铁元素有很强的亲和力，碳元素极易向含铁的工件扩散，使金刚石刀具很快磨损。
?聚晶金刚石应用实例
表3-4聚晶金刚石应用实例
加工对象硬度加工方式工艺参数加工效果
铝合金端铣v=4000m/mim Ra0.8-0.4μm
共晶硅HRC71车削v=600m/mim一次刃磨切削行程800km 铝合金f=0.1mm/r Ra0.8μm，刀具寿命为
硬质合金的50倍
共晶硅HRC71铣削v=2900m/mim刀具寿命为硬质合金的80倍
v f=0.018mm/齿Ra0.8μm
玻璃纤维HRA87车削v=500m/mim刀具寿命为硬质合金的
强化塑料150倍，Ra0.8-0.4μm
热塑性醋铣削v=4500m/s比硬质合金寿命提高380倍酸盐v f=10mm/min Ra=0.8μm
高Si-Al铣削v=2200m/mim Ra=0.8μm
铸造件
铝合金钻削v=360m/mim以钻代镗，Ra=0.8μm
13
?较高的硬度和耐磨性：C B N 晶体结构与金刚石相似，化学键类型相同，晶格常数相近。C B N 粉末硬度H V 8000，P C B N 硬度3000-5000。切削耐磨材料时，其耐磨性为硬质合金刀具的50倍，涂层硬质合金刀具的30倍，陶瓷刀具的25倍。
◆PCBN 切削性能
q 聚晶立方氮化硼(PCBN /Polycrystalline Cubic Boron Nitride)
1970年问世
500040003000
200010000硬度/H V
200
400
6008001000温度/℃
BN100
BN20陶瓷硬质合金
图3-37PCBN 刀具高温硬度
?高的热稳定性：热稳定性明显优于金刚石刀具（图3-37）
3.8.2高速加工刀具
3.8.2高速加工刀具
?良好的化学稳定性
1200-1300℃与铁系材料不发生化学反应；2000℃才与碳发生化学反应；对各种材料粘结、扩散作用比硬质合金小的多。化学稳定性优于金刚石刀具，特别适合加工钢铁材料。?良好的导热性
C B N导热性仅次于金刚石，导热系数为1300W/m·℃，是硬质合金的20倍，陶瓷的37倍，且随温度升高而增加。这一特性使P C B N刀具刀尖处温度降低，减少刀具磨损，提高加工精度。
?较低的摩擦系数
C B N与不同材料间的摩擦系数为0.1-0.3（硬质合金为
0.4-0.6），且随切削速度的提高而减小。这一特性使切削变形和切削力减小，加工表面质量提高。
?加工H R C45以上的硬质材料
例如各种淬硬钢（工具钢、合金钢、模具钢、轴承钢等），铸铁（钒钛铸铁、冷硬铸铁、高磷铸铁等），高温合金，硬质合金，粉末金属表面喷涂（焊）材料等。
◆PCBN刀具应用
?金属软化效应
用P C B N切削淬硬钢，工件材料硬度＜H R C50时，切削温度随材料硬度增加而增加；工件材料硬度＞H R C50时，切削温度随材料硬度增加有下降趋势（图3-38），金属软化，硬度下降，加工易于进行。
800
750
700
650
600
3040506070
硬度HRC
（V=320m/mim，f=0.2mm/r，a=0.1mm）切
削
温
度/
℃
图3-38切削温度与硬度关系
3.8.2高速加工刀具
15
◆PCBN刀具应用实例
表3-5PCBN刀具应用实例
加工对象硬度加工方式工艺参数加工效果
GCr15HRC71车削V=180m/mim以车代磨，工效提高4-5倍钢轧辊f=5.6mm/r Ra0.8-0.4μm
YG15HRA87镗孔V=50m/mim工效较电火花加工提高30冷挤压模倍，Ra0.8-0.4μm
A3热压板端铣V=800m/mim以铣代磨，工效提高6-7倍
V f=100m/mim Ra1.6-0.8μm，平面度0.02凸轮轴HRC60磨削V=80m/s比单晶刚玉砂轮寿命提高
20倍，生产效率提高50% GCr15HRC62磨削V=65m/s比棕刚玉砂轮耐用度提高轴承内孔170倍，生产效率提高一倍Cr、Cu端铣V=800m/mim Ra0.8μm，平面度0.02
铸铁V f=0.1mm/齿
40Cr钢HRC38立铣V=850m/mim以铣代磨，工效提高5-6倍
Ra0.8μm
图3-39陶瓷轴承高速主轴
陶瓷球轴承
密封圈
旋转变压器
电主轴
陶瓷球轴承
冷却水出口
冷却水入口
高速主轴
q 陶瓷轴承高速主轴结构
q陶瓷轴承高速主轴结构特征
?采用C或B级精度角接触球轴承，轴承布置与传统磨床主轴结构相类似；
?采用“小珠密球”结构，滚珠材料S i3N4；
?与钢球相比，陶瓷轴承的优点是：
◎陶瓷球密度减小60%，从而可大大降低离心力；
◎陶瓷弹性模量比钢高50%，使轴承具有更高刚度；
◎陶瓷摩擦系数低，可减小轴承发热、磨损和功率损失；
◎陶瓷耐磨性好，轴承寿命长。
?采用电动主轴（电机与主轴作成一体）；
?轴承转速特征值（=轴径（m m）×转速（r/m i n））较普通钢轴承提高1.2～2倍，可达0.5～1×106。
?回转精度高，液体静压轴承回转误差在0.2μm以下，空气静压轴承回转误差在0.05μm以下；
?功率损失小；
?液体静压轴承转速特征值可达1×106，空气静压轴承转速特征值可达3×106。
?空气静压轴承承载能力较小。
◆电磁铁绕组通过电流I 0，对转子产生吸力F ，与转子重量平衡，转子处于悬浮平衡位置（图3-32）。转子受扰动后，偏离其平衡位置。传感器检测出转子位移，将位移信号送至控制器。控制器将位移信号转换成控制信号，经功放变换为控制电流，改变吸力方向，使转子重新回到平衡位置磁浮轴承高速主
轴
◆位移传感器通常为非接触式，其数量一般为5-7个，对其灵敏度和可靠性要求均较高。◆控制器设计较复杂，使磁悬浮轴承成本较高（一套磁悬浮轴承售价约1万美元）。
放大器
电磁铁（定子）传感器
转子
图3-32磁悬浮轴承工作原理
控制器
切削原理与刀具习题与答案
第一部分基本定乂 一.单选题 1. 磨削时的主运动是（） A.砂轮旋转运动B工件旋转运动C砂轮直线运动D工件直线运动 2. 如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM平均分成两次进刀切完加工余量，那么背吃刀量（切削深度）应为（）A.10mm B.5mm C.2.5mm D.2mm 3. 随着进给量增大，切削宽度会（） A.随之增大 B.随之减小C与其无关D无规则变化 4. 与工件已加工表面相对的刀具表面是（） A.前面B后面C基面D 副后面 5. 基面通过切削刃上选定点并垂直于（） A.刀杆轴线B工件轴线C主运动方向D进给运动方向 6. 切削平面通过切削刃上选定点，与基面垂直，并且（） A.与切削刃相切B与切削刃垂直C与后面相切D与前面垂直 7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为（） A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为（） A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 9外圆车削时，如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心，则刀具的工作前角与标注前角相比会（）A增大B减小C不变D不定 10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时，其工作后角（） A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定 二填空题： 1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为 __________________ . 2外圆磨削时,工件的旋转运动为 _________________ 动 3在普通车削时,切削用量有 _______________________ 要素 4沿 _____________________ 向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度. 6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面,它们是__________ , ___________ 口正交平面 7主偏角是指在基面投影上主刀刃与 _______________ ■勺夹角 8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹角,在 _____________ 内测量 9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心,那么其工作前角会 ________________________ 10刀具的标注角度是在假定安装条件和 ________________ 件下确定的. 三判断题：判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号内画” √",错误的画” X” 1在外圆车削加工时，背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.（） 2主运动即主要由工件旋转产生的运动.（） 3齿轮加工时的进给运动为齿轮坯的啮合转动.（） 4主运动.进给运动和切削深度合称为切削量的三要素.（） 5进给量越大，则切削厚度越大.（） 6工件转速越高，则进给量越大（） 7刀具切削部分最前面的端面称为前刀面（） 8主偏角即主刀刃偏离刀具中心线的角度.（） 9前角即前面与基面间的夹角，在切削平面内测量.（）
金属切削原理与刀具复习题知识分享
金属切削原理与刀具 复习题
《金属切削原理与刀具》复习题 一、填空： 1、切削加工中，与的相对运动称为切削运动。按照在切削过程中所起的作用不同，可划分为运动和运动两类。 2、切削用量是衡量和大小的参数，也是切削前操作者调整机床的依据。它包括、和三个要素。 3、常用于制造形状复杂的刀具。 4、硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性均高速钢，其耐热温度可达，允许的切削速度为高速钢的数倍。 6、切削区金属的变形一般可分为三个变形区：第?变形区主要产生变形；第Ⅱ变形区主要是变形；第Ⅲ变形区主要是变形。 7、从切削变形的原理分析，由于工件材料不同，切削条件不同，切削变形程度不同，分别可形成切屑、切屑、切屑和切屑。 8、切削用量三要素中对产生积屑瘤影响最大的是。 9、切削力来源于切削过程中产生的和。 10、切削用量中，对切削温度影响最大的是，其次是，影响最小的 是。 11、刀具的磨损过程划分为三个阶段，即磨损阶段、磨损阶段和磨损阶段。12、用刀具耐用度指标评定工件材料的切削加工性时，切削普通金属材料时用来评定，切削难加工材料时用来评定。相对加工性指标K r 时，工件材料切削加工性比45钢好；K r 的工件属易切削材料；当K r 时，工件材料的切削加工性比45钢差；K r 的工件材料称为难加工材料。 13、零件已加工表面质量的含义主要包括三方面的内容：即、 、。 14、车刀按结构不同，可分为车刀、车刀和车刀。 15．按照在切削过程中所起的作用不同，切削运动可划分为运动和运动。16．切削力由于大小与方向都不易确定，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，将合力F分解为3个分力：，，。 17．刀具材料种类繁多，当前使用的刀具材料分4类：，，，，一般机加工使用最多的是和。 18．切削液的作用有、、、。 19切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角应，主偏角20．应。 21．外圆车削时，在刀具4个标注角度中，对切削温度影响较大的角度是和。 22．表示砂轮中磨料、结合剂、气孔三者之间质量比例关系的是砂轮的。 二、判断： 1、主运动的特征是速度高，消耗的功率大。（） 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
高速切削与磨削PPT
机械制造技术 高速切削与磨削
概 述 ?1931年德国切削物理学家C .J .S a l o m o m 在“高速切削原理”一文中给出了著名的“S a l o m o m 曲线”——对应于一定的工件材料存在一个临界切削速度，此点切削温度最高，超过该临界值，切削速度增加，切削温度反而下降。?S a l o m o m 的理论与实验结果，引发了人们极大的兴趣，并由此产生了“高速切削（H S C ）”的概念。 ?尚无统一定义，一般认为高速加工是指采用超硬材料的刀具，通过极大地提高切削速度和进给速度，来提高材料切除率、加工精度和加工表面质量的现代加工技术。 ?以切削速度和进给速度界定：高速加工的切削速度和进给速度为普通切削的5～10倍。 ?以主轴转速界定：高速加工的主轴转速≥10000r /m i n 。 3.8.1高速加工概述 q 高速加工定义
3 3.8.1高速加工概述 图3-31Salomon 切削温度与切削速度曲线 切削适应区 软铝 切削速度v /(m/min) 切削不适应区 600 12001800 2400 3000 青铜 铸铁 钢 硬质合金980℃高速钢650℃碳素工具钢450℃ Stelite 合金850℃ 1600 1200 800 400 切削温度/℃ 切削适应区 非铁金属
图3-32高速与超高速切削速度范围 10 100100010000 切削速度V （m/min ） 塑料 铝合金铜铸铁钢钛合金镍合金 q 高速加工的切削速度范围 ?高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异，见图3-32◎车削： 700-7000m/min ◎铣削： 300-6000m/min ◎钻削： 200-1100m/min ◎磨削：50-300m/s ?高速加工切削速度范围随加工方法不同也有所不同
金属切削原理与刀具习题及答案(全)
\ 一.单选题 1.磨削时的主运动是( ) A.砂轮旋转运动 B工件旋转运动 C砂轮直线运动 D工件直线运动 2.如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM,平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量(切削深度)应为( ) 3.随着进给量增大,切削宽度会( ) A.随之增大 B.随之减小 C与其无关 D无规则变化 4.与工件已加工表面相对的刀具表面是( ) — A.前面 B后面 C基面 D副后面 5.基面通过切削刃上选定点并垂直于( ) A.刀杆轴线 B工件轴线 C主运动方向 D进给运动方向 6.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( ) A.与切削刃相切B与切削刃垂直C与后面相切D与前面垂直 7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为 ( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为 ( ) { A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 9外圆车削时,如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心,则刀具的工作前角与标注前角相比会( ) A增大B减小C不变D不定 10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时,其工作后角( ) A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定 二填空题: 1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为_______________. 2外圆磨削时,工件的旋转运动为_______________运动 $ 3在普通车削时,切削用量有_____________________个要素 4沿_____________________方向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度. 6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面,它们是_________,___________和正交平面 7主偏角是指在基面投影上主刀刃与______________的夹角 8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹角,在___________面内测量 9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心,那么其工作前角会___________________ 10刀具的标注角度是在假定安装条件和______________条件下确定的. 三判断题:判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号内画”√”,错误的画”×” } 1在外圆车削加工时,背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.() 2主运动即主要由工件旋转产生的运动.( )
金属切削原理与刀具期末复习重点
切削加工：利用刀具切除被加工零件多于材料的方法 1.切削用量：切削加工过程中切削速度，进给量和背吃刀量的总称 （1）切削速度Vc指切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度Vc=πdn/1000 d为直径n为转速 （2）进给量f为刀具在进给方向上相对工件的位移量V f=nf V f为进给速度 （3）背吃刀量a p指垂直进给速度方向测量的切削层最大尺寸a p=（d w-d m）/2 d w待加工表面直径d m为已加工表面直径 （4）切削时间T m指切削时直接改变工件尺寸、形状等工艺过程所需的时间t m=LA/v f a p L为刀具行程长度A半径方向加工 2.合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动余 量 合成切削速度：切削刃选定点相对工件合成切削运动的瞬时速度Ve=V c+V f 3.刀具的组成：三面两刃一尖（1）前面Aγ：切屑流过的表面（2）后面Aα：与过渡表面相对的表面（3）副后 面：与已加工表面相对的表面（4）主切削刃S：前、后刀面汇交的边缘（5）副切削刃：除主切削刃以外的切 削刃（6）刀尖：主、副切削刃汇交的一小段切削刃 4.刀具角度参考系 正交平面参考系：基面（Pr )、切削平面（Ps)、正交平面(Po) 法平面参考系：基面(Pr)、切削平面(Ps)、法平面（Pn):是过切削刃某选定点垂直于切削刃的平面 假定工作平面参考系：基面（Pr ）、假定进给平面（Pf)、假定切深平面(Pp)：过切削刃选定点即垂直假定工作平面又垂直于基面的平面。 （1）基面（Pr )：过切削刃选定点平行或垂直刀具安装面的平面 （2）切削平面（Ps)：过切削刃选定点与切削刃相切并垂直与基面的平面 （3）正交平面(Po)：过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的平面 （4）假定进给平面（Pf)：过切削刃选定点平行于假定进给方向并垂直与基面的平面 5.刀具角度（1）前角γ0：正交平面中测量前面与基面间的夹角（2）后角α0：正交平面中测量后面与切削平面 间的夹角（3）副后角：正交平面中测量副后刀面与切削平面间的夹角（4）主偏角kr：基面中测量主切削平面 与假定工作平面间夹角（5）副偏角：基面中测量副切削平面与假定工作平面间夹角（6）刃倾角λs：切削平面 中测量切削刃与基面间夹角 （7）刀尖角：主切削刃与副切削刃之间的夹角。εr=180o-(Кr+Кr’)（8）楔角β0：正交平面中测量的前面与后面间夹 角β0=90°－（γ0+α0）。 6.刀具工作角度的影响 （1）刀柄逆（顺）时针转动，主偏角增大（减小），副偏角减小（增大） （2）切削刃选定点高（低）于工件中心，前角增大（减小），后角减小（增大） （3）进给运动方向不平行与工件旋转轴线，主偏角减小，副偏角增大 （4）纵向进给，前角增大，后角减小 7.切削层：切削部分切过工件的一个单程所切除的工件材料层（1）切削层横截面积（2）切削厚度（3）切削宽度， 主偏角减小，切削厚度减小，切削宽度增大 切削方式（1）自由切削：只有一个主切削刃参与切削。非自由切削：主、副切削刃同时参与切削（2）正交切削：切削刃与切削速度方向垂直，非正交切削：切削刃不垂直切削速度方向 第二章 1、刀具材料性能：高硬度、高耐磨性、足够的强度与韧性、高耐热性、较好的工艺性与经济性 2、刀具材料类型：工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，陶瓷（金属陶瓷、非金属陶瓷），超 硬材料（立方氮化硼、金刚石），最常用的是高速钢与硬质合金 3、高速钢有何性能特点，适用于何处？ 高速钢的特点：耐热温度低，切削速度低；强度高，工艺性最好。主要低速加工铸铁，结构钢 第三章 1、切削变形区的划分：第一变形区，位于始滑移面和终止滑移面之间，产生剪切变形；第二变形区发生于切屑底面和前刀 面近刀尖的接触处，产生纤维化；第三变形区发生于已加工表面近切削刃处，产生纤维化和加工硬化。
《金属切削原理》第12章[磨削]
第十二章磨削 磨削用丁加工坚硬材料及精加工、半精加工 内圆磨削 外圆磨削 平面磨削普通平■面磨削 圆台平■面磨削 超精磨削加工 第一节砂轮的特性及选择 砂轮由磨料、结合剂、气孔组成 特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定 一、磨料 分为天然磨料和人造磨料 人造磨料氧化物系冈床系（A12O3） 碳化物系碳化硅系碳化硼系 超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系 二、粒度 表示磨粒颗粒尺寸的大小 >63pm号数为通过筛网的孔数/英寸（25.4mm 机械筛分一般磨粒 <63 pm号数为最大尺寸微米数（W显微镜分析法微细磨粒 精磨细粒降低粗糙度 粗磨粗粒提高生产率 高速时、接触面积大时粗粒防烧伤 软韧金届粗粒防糊塞 硬脆金届细粒提高生产率 国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示 三、结合剂 作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状 1、陶瓷结合剂（A常用 由黏土等陶瓷材料配成 特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力 2、树脂结合剂（S）切断、开槽 酚醛树脂、环氧树脂 特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放 3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮 人造橡胶 特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低
4、金届结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料宵铜结合剂（制作金刚石砂轮） 特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性
四、硬度 粒度号大 软砂轮 防糊塞 有色金届、橡胶、树脂 软砂轮 防糊塞 五、 组织 磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系 分为：紧密（0?3）、中等（4?7）、疏松（8?14）（磨粒占砂轮体积％\） 气孔、孔穴 开式（与大气连通） 占大部分，影响较大 闭式（与大气不连通） 尺寸小、影响小 开式空洞型 蜂窝型 前两种构成砂轮内部主要的冷却通道 管道型5?50m 六、 砂轮的型号标注 形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度 P300x30x75WA60L6V35 外径300,厚30,内径75 第二节磨削运动 一、 磨削运动 1、 主运动 砂轮外圆线速度 m/s 2、 径向进给运动 进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离 间歇进给 mm/st 单行程 mm/dst 双行程 连续进给 mm/s 3、 轴向进给运动 进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动 圆磨 mm/r 平磨 mm/行程 4、 工件速度vw 线速度 m/s 二、 磨削金届切除率 Z8 Q/B= 1000 ? vw/ - fr - fa/B mm A 3/（s - mm ） ZQ 单位砂轮宽度切除率 Q 每秒金届切除量 用以表示生产率 B:砂轮宽度 三、 砂轮与工件加工表面接触弧长 lc = sqrt （fr - d0） 在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度 分为超软、软、 工件材料硬 工件材料软 接触面积大 精度、成形磨削 中软、中、中硬、硬、超硬 砂轮软些 砂轮硬些 软砂轮 硬砂轮 防烧伤 充分发挥磨粒作用 保持廓形
金属切削原理与刀具 (1)
一、选择题 1、在工艺系统刚性很好时，加工硬度高的材料时，为提高刀具强度和寿命，应选取较（B）主偏角。 A、大 B、小 C、中等 2、切削塑性材料与脆性材料相比，刀具的前角应（B） A、减小 B、增大 C、不改变其大小 3、麻花钻的（C）产生的轴向力最大。 A、主切削刃 B、副切削刃 C、横刃 4、在其它条件相同的情况下，进给量增大则表面残留面积高度（A） A、随之增大 B、随之减小 C、基本不变 D、先小后大 5、切削用量选择的一般顺序是（A） A、a p—f—v c B、a p—v c—f C、v c—f—a p D、f—a p—v c 6、一般只重磨前刀面的刀具有（C） A、麻花钻、尖齿成型铣刀、圆柱铣刀。 B、尖齿成型铣刀、圆柱铣刀、成形车刀。 C、成形车刀、铲齿成形铣刀、拉刀。 D、铲齿成形铣刀、拉刀、铰刀。 7、圆柱孔拉刀的齿升量是相邻两刀齿（或两组切削齿）的（B）。 A、直径差 B、半径差 C、齿距差 8、既能车削外圆又能车削端面和倒角的车刀是（C） A、90°偏刀 B、尖头车刀 C、45°弯头车刀 D、75°偏刀 9、W6Mo5Cr4V2是下列哪一类刀具材料（D）。 A、钨系高速钢 B、硬质合金 C、合金工具钢 D、钨钼系高速钢 10、标准麻花钻的前角从外缘向钻心逐渐（D） A、增大 B、先减少后增大 C、先增大后减少 D、减少 11、下列四种结合剂中，适用于金刚石砂轮的结合剂是（D） A、陶瓷结合剂 B、树脂结合剂 C、橡胶结合剂 D、金属结合剂 12、外圆车削时的径向切削力又称为（C） A总切削力B、切削力C、背向力D、进给力 13、平行于铣刀轴线，测量的切削量尺寸是（B）
切削原理与刀具习题及答案
第一部分基本定义 一.单选题 1.磨削时的主运动是( ) A.砂轮旋转运动 B工件旋转运动 C砂轮直线运动 D工件直线运动 2.如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM,平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量(切削深度)应为( ) A.10mm B.5mm C.2.5mm D.2mm 3.随着进给量增大,切削宽度会( ) A.随之增大 B.随之减小 C与其无关 D无规则变化 4.与工件已加工表面相对的刀具表面是( ) A.前面 B后面 C基面 D副后面 5.基面通过切削刃上选定点并垂直于( ) A.刀杆轴线 B工件轴线 C主运动方向 D进给运动方向 6.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( ) A.与切削刃相切B与切削刃垂直C与后面相切D与前面垂直 7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为 ( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为 ( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 9外圆车削时,如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心,则刀具的工作前角与标注前角相比会( ) A增大B减小C不变D不定 10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时,其工作后角( ) A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定
1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为_______________. 2外圆磨削时,工件的旋转运动为_______________运动 3在普通车削时,切削用量有_____________________个要素 4沿_____________________方向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度. 6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面,它们是_________,___________和正交平面7主偏角是指在基面投影上主刀刃与______________的夹角 8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹角,在___________面测量 9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心,那么其工作前角会___________________ 10刀具的标注角度是在假定安装条件和______________条件下确定的. 三判断题:判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号画”√”,错误的画”×” 1在外圆车削加工时,背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.() 2主运动即主要由工件旋转产生的运动.( ) 3齿轮加工时的进给运动为齿轮坯的啮合转动.( ) 4主运动.进给运动和切削深度合称为切削量的三要素.( ) 5进给量越大,则切削厚度越大.( ) 6工件转速越高,则进给量越大( ) 7刀具切削部分最前面的端面称为前刀面( ) 8主偏角即主刀刃偏离刀具中心线的角度.( ) 9前角即前面与基面间的夹角,在切削平面测量.( ) 10刀尖在刀刃的最高位置时,刃倾角为正.( ) 四名词解释: 1切削运动-----2切削用量-----3切削厚度-----4基面------5前角-----
《金属切削原理与刀具》课程教案
《金属切削原理与刀具》课程教案
《金属切削原理与刀具》课程授课教案 课次一：绪论 0.1 机械制造过程分析 机械是由零件、组件、部件等组成的,因而一台机器的制造过程包含了从零件,部件加工到整机装配的全过程。这一过程可以用图4-1所示的系统图来表示。
图4-1 机械制造过程的构成 首先，从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件。它们都是由毛坯进过相应的机械加工工艺过程变为合格零件的，在这一过程中要根据零件的设计信息制订每一个零件的适当的加工方法。加工成在形状、尺寸、表面质量等各方面都符合加工使用要求的合格零件。 其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件。部件是由若干组件、套件和零件在一个基准上装配而成的。部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能。这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的。部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。 最后在一个基准零部件上把各个部件、零件装配成一个完整的机器。我们把零件和部件装配最终机械产品的过程为总装过程。总装过程是依据总装工艺文件进行的。在产品总装后，还要经过检验、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品。 0.2 机械加工工艺系统与金属切削加工 从机械制造的整个过程来看，机器的最基本组成单元为零件，也就是首先要制造出
合格的零件，然后组装成部件，再由零、部件装配成机器。因此，制造出符合要求的各种零件是机械加工的主要目的，而机械加工中绝大部分材料是金属材料，故机械加工主要是对各种金属进行切削加工。 零件的表面通常是几种简单表面如平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等的组合，而零件的表面是通过各种加工方法得到的，其中在金属切削机床上利用工件和刀具彼此间协调的相对运动切除被加工零件多余的材料，获得符合要求的尺寸精度和表面质量的这种加工方法称为金属切削加工。与其他金属加工方法相比具有如下特点： 1. 2. 3. 因此金属切削加工常作为零件的最终加工方法，它需要用金属切削刀具直接对零件进行加工，它们之间要有确定的相对运动和承受很大的切削力，必须在金属切削机床上进行加工，零件和刀具需通过机床夹具和刀架与机床可靠的联接，带动它们做相对的运动，实现切削加工，这种由金属切削机床、刀具、夹具和工件（被加工零件的总称）构成的机械加工封闭系统称为机械加工工艺系统（如图4-2所示），其中金属切削机床是加工机械零件的工作机械，起支承和提供动力作用；刀具起直接对零件进行切削加工作用；夹具用来对零件定位和夹紧，使之有正确的加工位置。本章就围绕机械加工工艺系统四个组成部分进行分析，阐述机械零件加工的整个过程。 图4-2 0.3 我国切削加工技术发展概况 切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法。它加工的零件能获得较高的尺寸精度与表面质量，是机械制造业中最基本的加工方法，在国民经济中占有重要地位。 我国古代切削加工方面有着光辉的成就。公元前二千多年青铜器时代已出现了金属切削的萌芽。当时青铜刀、锯、锉等已经类似于现代的刀具。春秋中晚期，有一部现存最早的工程技术著作《考工记》上面介绍了木工、金工等三十个专业技术知识。书中指出：“材美工巧”是制成良器的必要条件。“材美”是指用优良的材料，“工巧”则是指采用合理的制造工艺。由大量出土文物与文献推测，最迟在8世纪（唐代）我国已有了原始的车床。 公元1668年（明代）加工2m直径的天文仪器铜环，其外径、内孔、平面及刻度的精度与表面粗糙度均已达到相当高的水平。 近代历史中，由于封建制度的腐败和帝国主义的侵略，我国机械工业非常落后。 新中国成立以来，我国切削加工技术得到飞速的发展。50年代起广泛使用了硬质合金，推广高速切削、强力切削、多刀多刃切削，兴起了改革刀具的热潮。80年代后，在改革开放的新阶段，机械行业从引进国外的先进技术中得到了进一步发展，在与国际学术组织、专家学者的交流活动中，促进了我国切削技术水平的进一步提高，并正在努力
金属切削原理与刀具习题及答案(全)
一.单选题 1.磨削时的主运动是( ) A.砂轮旋转运动 B工件旋转运动 C砂轮直线运动 D工件直线运动 2.如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM,平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量(切削深度)应为( ) A.10mm B.5mm C.2.5mm D.2mm 3.随着进给量增大,切削宽度会( ) A.随之增大 B.随之减小 C与其无关 D无规则变化 4.与工件已加工表面相对的刀具表面是( ) A.前面 B后面 C基面 D副后面 5.基面通过切削刃上选定点并垂直于( ) A.刀杆轴线 B工件轴线 C主运动方向 D进给运动方向 6.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( ) A.与切削刃相切B与切削刃垂直C与后面相切D与前面垂直 7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为 ( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为 ( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 9外圆车削时,如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心,则刀具的工作前角与标注前角相比会( ) A增大B减小C不变D不定 10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时,其工作后角( ) A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定 二填空题: 1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为_______________. 2外圆磨削时,工件的旋转运动为_______________运动 3在普通车削时,切削用量有_____________________个要素 4沿_____________________方向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度. 6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面,它们是_________,___________和正交平面 7主偏角是指在基面投影上主刀刃与______________的夹角 8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹角,在___________面内测量 9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心,那么其工作前角会___________________ 10刀具的标注角度是在假定安装条件和______________条件下确定的. 三判断题:判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号内画”√”,错误的画”×” 1在外圆车削加工时,背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.() 2主运动即主要由工件旋转产生的运动.( ) 3齿轮加工时的进给运动为齿轮坯的啮合转动.( ) 4主运动.进给运动和切削深度合称为切削量的三要素.( ) 5进给量越大,则切削厚度越大.( ) 6工件转速越高,则进给量越大( ) 7刀具切削部分最前面的端面称为前刀面( )
《金属切削基础原理》第12章[磨削]
第十二章磨削 磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工 内圆磨削 外圆磨削 平面磨削普通平面磨削 圆台平面磨削 超精磨削加工 第一节砂轮的特性及选择 砂轮由磨料、结合剂、气孔组成 特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定 一、磨料 分为天然磨料和人造磨料 人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3） 碳化物系碳化硅系碳化硼系 超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系 二、粒度 表示磨粒颗粒尺寸的大小 ＞63μm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒 ＜63μm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒 精磨细粒降低粗糙度 粗磨粗粒提高生产率 高速时、接触面积大时粗粒防烧伤 软韧金属粗粒防糊塞 硬脆金属细粒提高生产率 国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示 三、结合剂 作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状 1、陶瓷结合剂（A）常用 由黏土等陶瓷材料配成 特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力 2、树脂结合剂（S）切断、开槽 酚醛树脂、环氧树脂 特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放 3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮 人造橡胶 特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低 4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料 青铜结合剂（制作金刚石砂轮） 特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性
四、硬度 在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度 分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬 工件材料硬砂轮软些防烧伤 工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用 接触面积大软砂轮 精度、成形磨削硬砂轮保持廓形 粒度号大软砂轮防糊塞 有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞 五、组织 磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系 分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘）气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大 闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小 开式空洞型 蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道 管道型5～50μm 六、砂轮的型号标注 形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度 P300x30x75WA60L6V35 外径300，厚30，内径75 第二节磨削运动 一、磨削运动 1、主运动 砂轮外圆线速度 m/s 2、径向进给运动 进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离 间歇进给 mm/st 单行程 mm/dst 双行程 连续进给 mm/s 3、轴向进给运动 进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动 圆磨 mm/r 平磨 mm/行程 4、工件速度vw 线速度 m/s 二、磨削金属切除率 ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B mm^3/(s·mm) ZQ：单位砂轮宽度切除率 Q：每秒金属切除量用以表示生产率 B：砂轮宽度 三、砂轮与工件加工表面接触弧长
《金属切削原理》第12章[磨削]教学教材
《金属切削原理》第12章[磨削]
第十二章磨削 磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工 内圆磨削 外圆磨削 平面磨削普通平面磨削 圆台平面磨削 超精磨削加工 第一节砂轮的特性及选择 砂轮由磨料、结合剂、气孔组成 特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定 一、磨料 分为天然磨料和人造磨料 人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3） 碳化物系碳化硅系碳化硼系 超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系 二、粒度 表示磨粒颗粒尺寸的大小 ＞63μm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒 ＜63μm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒 精磨细粒降低粗糙度 粗磨粗粒提高生产率 高速时、接触面积大时粗粒防烧伤 软韧金属粗粒防糊塞 硬脆金属细粒提高生产率 国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示 三、结合剂 作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状 1、陶瓷结合剂（A）常用 由黏土等陶瓷材料配成 特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力 2、树脂结合剂（S）切断、开槽 酚醛树脂、环氧树脂 特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放 3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮 人造橡胶 特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低 4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料
青铜结合剂（制作金刚石砂轮） 特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性 四、硬度 在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度 分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬 工件材料硬砂轮软些防烧伤 工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用 接触面积大软砂轮 精度、成形磨削硬砂轮保持廓形 粒度号大软砂轮防糊塞 有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞 五、组织 磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系 分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘）气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大 闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小 开式空洞型 蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道 管道型5～50μm 六、砂轮的型号标注 形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度 P300x30x75WA60L6V35 外径300，厚30，内径75 第二节磨削运动 一、磨削运动 1、主运动 砂轮外圆线速度 m/s 2、径向进给运动 进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离 间歇进给 mm/st 单行程 mm/dst 双行程 连续进给 mm/s 3、轴向进给运动 进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动 圆磨 mm/r 平磨 mm/行程 4、工件速度vw 线速度 m/s 二、磨削金属切除率 ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B mm^3/(s·mm)
【金属切削原理】第12章：磨削详解
《金属切削原理》第十二章：磨削加工详解 磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工 内圆磨削 外圆磨削 平面磨削普通平面磨削 圆台平面磨削 超精磨削加工 第一节砂轮的特性及选择 砂轮由磨料、结合剂、气孔组成 特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定 一、磨料 分为天然磨料和人造磨料 人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3） 碳化物系碳化硅系碳化硼系 超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系 二、粒度 表示磨粒颗粒尺寸的大小 ＞63μm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒 ＜63μm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒 精磨细粒降低粗糙度 粗磨粗粒提高生产率 高速时、接触面积大时粗粒防烧伤 软韧金属粗粒防糊塞 硬脆金属细粒提高生产率 国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示 三、结合剂 作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状 1、陶瓷结合剂（A）常用 由黏土等陶瓷材料配成 特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力 2、树脂结合剂（S）切断、开槽
酚醛树脂、环氧树脂 特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放 3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮 人造橡胶 特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低 4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料 青铜结合剂（制作金刚石砂轮） 特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性 四、硬度 在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度 分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬 工件材料硬砂轮软些防烧伤 工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用 接触面积大软砂轮 精度、成形磨削硬砂轮保持廓形 粒度号大软砂轮防糊塞 有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞 五、组织 磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系 分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘） 气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大 闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小 开式空洞型 蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道 管道型5～50μm 六、砂轮的型号标注 形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度 P300x30x75WA60L6V35 外径300，厚30，内径75 第二节磨削运动 一、磨削运动 1、主运动 砂轮外圆线速度 m/s 2、径向进给运动 进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离 间歇进给 mm/st 单行程 mm/dst 双行程 连续进给 mm/s 3、轴向进给运动 进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动 圆磨 mm/r
《金属切削原理》第章[磨削]
第十二章磨削磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工 内圆磨削 外圆磨削 平面磨削普通平面磨削 圆台平面磨削 超精磨削加工 第一节砂轮的特性及选择 砂轮由磨料、结合剂、气孔组成 特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定 一、磨料 分为天然磨料和人造磨料 人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3） 碳化物系碳化硅系碳化硼系 超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系 二、粒度 表示磨粒颗粒尺寸的大小 ＞63μm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒 ＜63μm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒 精磨细粒降低粗糙度 粗磨粗粒提高生产率 高速时、接触面积大时粗粒防烧伤 软韧金属粗粒防糊塞 硬脆金属细粒提高生产率 国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示 三、结合剂 作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状 1、陶瓷结合剂（A）常用 由黏土等陶瓷材料配成 特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力 2、树脂结合剂（S）切断、开槽 酚醛树脂、环氧树脂 特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放 3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮 人造橡胶 特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低 4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料 青铜结合剂（制作金刚石砂轮） 特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性 四、硬度 在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度 分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬 工件材料硬砂轮软些防烧伤 工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用
精密和超精密磨削机理
精密和超精密磨削机理 摘要阐述了精密磨削与超精密磨削的机制，介绍了近年来精密与精密磨床的发展概况 以及精密与超精密磨削技术的研究现状。在分析了精密磨削与超精密磨削的发展趋势基础上提出了研究应关注的几个热点问题，如超精密磨削的基本理论和工艺研究、研制高精度的驱动导向机构、ELID 镜面磨削技术的攻关以及适用于超精密加工的新型材料。 关键词超精密磨削原理发展 精密加工是指在一定发展时期中，加工精度和表面质量相对于一般加工能够达到较高程度的加工工艺，当前是指被加工零件的加工尺寸精度为1~0.1μm、Ra为0.2~0.01μm的加工技术；超精密加工是指加工精度和表面质量达到最高程度的精密加工工艺，当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm、Ra≤0.025μm的加工技术。因此，一般加工、精密加工和超精密加工会随着科技的不断发展像更精密的方向发展。 随着电子技术、计算机技术以及航天技术的飞速发展，对加工质量的要求越来越高，故而使精密和超精密加工占有十分重要的地位。 一超精密磨削技术的内涵 精密磨削主要靠对砂轮的精细修整，使用金刚石修整工具以极小而又均匀的微进给 (10~15μm/ min）获得众多的等高微刃，加工表面磨削痕迹微细，最后采用无火花光磨。由于微切削、滑移和摩擦等综合作用，达到低表面粗糙度值和高精度要求。高精密磨削的切屑很薄，砂轮磨粒承受很高的应力，磨粒表面受高温、高压作用，一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮磨削。高精密磨削除有微切削作用外，还可能有塑性流动和弹性破坏等作用。光磨时的微切削、滑移和摩擦等综合作用更强。超精密磨削是当代能达到最低磨削表面粗糙度值和最高加工精度的磨削方法。超精密磨削去除量最薄，采用较小修整导程和吃刀量来修整砂轮，是靠超微细磨粒等高微刃磨削作用，并采用较小的磨削用量磨削。超精密磨削要求严格消除振动，并保证恒温及超净的工作环境。超精密磨削的光磨微细摩擦作用带有一定的研抛作用性质。 二超精密磨削的特点 精密和超精密磨床是超精密磨削的关键精密和超精密磨削是在精密和超精密磨床上进行，其加工精度主要决定于机床。由于超精密磨削的精度要求越来越高，已经进入0.01μm，甚至纳米级。精密和超精密磨削是微量、超微量切除加工精密和超精密磨削是一种极薄切
切削与磨削原理
第三章切削与磨削原理 3.1.3 前刀面上刀-屑的摩擦与积屑瘤 1.摩擦面上的接触状态 1）峰点型接触（ F 不太大时）：m= f/F=tsAr/ss Ar=ts/ss=常数 此时的摩擦状态为滑动摩擦（外摩擦）。 ss--材料的拉压屈服极限ts--材料的剪切屈服极限 Aa--名义接触面积Ar--实际接触面积 2）紧密型接触（F 很大时）：m= f/F= tsAa/F=ts/sav≠常数 此时的摩擦状态为粘结摩擦（内摩擦）。 2.前刀面上刀-屑的摩擦：既有粘结摩擦，也有滑动摩擦，以粘结摩擦为主。 前刀面上的平均摩擦系数可以近似用粘结区的摩擦系数表示：m= ts/sav≠常数 当前刀面上的平均正应力sav增大时，m 随之减小。 4.积屑瘤 1）现象：中速切削塑性金属时，在前刀面上切削刃处粘有楔形硬块（积屑瘤）。 2）形成原因： （1）在一定的温度和很大压力下，切屑底面与前刀面发生粘结（冷焊）； （2）由于加工硬化，滞流层金属在粘结面上逐层堆积（长大）。 3)对切削过程的影响 （1）积屑瘤稳定时，保护刀具（代替刀刃切削）； （2）使切削轻快（增大了实际前角）； （3）积屑瘤不稳定时，加剧刀具磨损； （4）降低尺寸精度； （5）恶化表面质量（增大粗糙度、加深变质层、产生振动）。 --粗加工时可以存在，精加工时一定要避免。 4）抑制方法 （1）避免中速切削； （2）提高工件材料的硬度（降低塑性）； （3）增大刀具前角（至30~35o）； （4）低速切削时添加切削液。 5.剪切角公式 ∵第一变形区的剪切变形是前刀面挤压摩擦作用的结果， ∴切削合力Fr的方向就是材料内部主应力的方向， 剪切面的方向就是材料内部最大剪应力的方向。根据材料力学，二者夹角应为p/4，即： p/4= c+ b- go （tgb= Ff/ Fn= m ） f= p/4- b+ go --李和谢弗的剪切角公式（1952） 由公式可知：go ↗→ f ↗→ Lh ↘b(m)↘→f ↗→ Lh ↘ -前刀面上的摩擦直接影响剪切面上的变形。 3.1.4 影响切削变形的因素 1.工件材料：强度、硬度↗→sav↗→ m (=ts/sav) ↘→ f↗→ Lh↘ 2.刀具几何参数：主要是前角的影响。go ↗→ f↗→ Lh ↘ 3.切削用量 1)切削速度 低速、中速，主要是积屑瘤的影响： 积屑瘤长大时，实际前角gb ↗→ f↗→Lh↘；积屑瘤变小时，实际前角gb↘→f↘→Lh↗；
金属切削原理与刀具习题及答案(全)
一.单选题 1. 磨削时的主运动是（） A.砂轮旋转运动B工件旋转运动C砂轮直线运动 D工件直线运动 2. 如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量（切削深度）应为（） A.10mm B.5mm C.2.5mm D.2mm 3. 随着进给量增大，切削宽度会（） A.随之增大 B.随之减小C与其无关D无规则变化 4. 与工件已加工表面相对的刀具表面是（） A.前面B后面C基面 D副后面 5. 基面通过切削刃上选定点并垂直于（） A.刀杆轴线B工件轴线 C主运动方向D进给运动方向 6. 切削平面通过切削刃上选定点，与基面垂直，并且（） A.与切削刃相切B与切削刃垂直C与后面相切D与前面垂直 7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为（） A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为（） A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 9外圆车削时，如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心，则刀具的工作前角与标注前角相比会（） A增大B减小C不变D不定 10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时，其工作后角（） A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定 二填空题： 1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为 __________________ . 2外圆磨削时,工件的旋转运动为 _________________ 动 3在普通车削时,切削用量有 _______________________ 要素 4沿 _____________________ 向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度. 6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面，它们是 , 口正交平面 7主偏角是指在基面投影上主刀刃与 _______________ ■勺夹角 8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹—内测量 9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心，那么其工作前角会 10刀具的标注角度是在假定安装条件和 ________________ 件下确定的. 三判断题：判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号内画” √",错误的画”X” 1在外圆车削加工时，背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.（）2主运动即主要由工件旋转产生的运动.（） 3齿轮加工时的进给运动为齿轮坯的啮合转动.（） 4主运动.进给运动和切削深度合称为切削量的三要素.（） 5进给量越大，则切削厚度越大.（） 6工件转速越高，则进给量越大（）