《金属加工的基础》PPT课件

主要用于平稳车削的冷硬铸铁、高硬钢
等精加工和半精加工。
二、常用刀具材料
4. 涂层刀具材料
涂层刀具通过在刀具基体上涂覆金属化合物
薄膜，以获得远高于基体的表面硬度和优良的切
削性能。
常用的刀具基体材料主要有：高速钢、硬质
合金、金属陶瓷、陶碳氮氮瓷化化等铝钛。钛((TTiiCANl)N)
氮化钛(TiN)
涂层材料：氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、
➢
人造聚晶金刚石（PCD）
采用热压切和金削刚烧，石8结00的。℃方以上法会获石得墨”化。。 特 点 ：③②硬冲耐度击热韧高性性、：、1耐3抗0磨0弯～性强15度好00低，℃。9只1 ～有9硬5H质R合A 。
➢ 立方氮化硼（CBN）
③耐金热与的F性1e/的4高。亲，和12力0小0 ，℃能。加工铁族材料。 ④主切抗与 精适要削弯金 加加F用适e工等速强工的于用。高。度度亲硬于硬和高、质淬铁力合达冲硬族强金钢1击材0，、、韧0料不～玻耐性的4能璃磨0较精加铸等0 加差工铁高m/工铁、。硬m或高i族材n半温材料。精合料的。 缺点：脆、易崩刃。
三、切削用量三要素
1. 切削速度：(Vc)
2. 进给量：( f ) 3. 背吃刀量：(ap)
背吃刀量
“工件上已加工表面和待 加工表面之间的垂直距 离”。 对于外圆车削：
ap
dw
2
dm
(mm)
第二节 刀具的几何角度和结构
一、刀具切削部分的结构要素
第二节 刀具的几何角度和结构
归结起来： “三面两刃一尖”
法平面参考系：
法平面Pn: “通过主切削刃上选定点，并垂 直于切削刃的平面”。
假定工作平面、背平面参考系：
假定工作平面（进给剖面） Pf： “通过主切削刃上选定点， 平行于进给方向并垂直于基 面的平面”
假定工作平面、背平面参考系：
背平面（切深剖面）Pp: “通过主切削刃上选定点， 同时垂直于基面和假定工作 平面的平面”。
机械制造工程学
Machine Manufacturing Engineering
2020年11月29日
第一章 金属切削加工的基础知识
第一节 切削运动和切削要素 第二节 刀具的几何角度和结构 第三节 切削层参数与切削方式 第四节 刀具材料
第一节 切削运动和切削要素 一、零件的种类及组成
第一节 切削运动和切削要素 一、零件的种类及组成
速速度度方方向向的的切切削削方方式式。。
第四节 刀具材料
一、刀具材料应具备的基本性能： 1. 高的硬度：必须高于工件硬度，通常应在60HRC
以上； 2. 足够的强度和韧性； 3. 较高的耐磨性； 4. 较高的耐热性； 高速钢)，国内使用最 为普遍。
vc d n d
四、刀具的工作角度
pe p p
pe p p
sin
p
2h D
第三节 切削层参数与切削方式
一、切削层参数 “刀具沿进给方向移动一个进给量f，由一个刀
齿正在切削着的金属层”。 切削层的大小和形状直接影响： ①刀具切削部分承受的载荷大小； ②决定了切屑的尺寸和形状。
第三节 切削层参数与切削方式
三、刀具的标注角度
在基面内测量的角度：
主偏角： “主切削刃在基面 上的投影与进给方 向的夹角”。
三、刀具的标注角度
在基面内测量的角度：
副偏角： “副切削刃在基面 上的投影与进给相 反方向的夹角”。
三、刀具的标注角度
在基面内测量的角度：
刀尖角： “主切削刃与副切削刃之间的夹
角”。εr=180º-(Кr+Кr’)
3. 合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。用Ve表示。
二、切削运动分析
三、切削用量三要素
切削速度
三、切削用量三要素
1. 切削速度：(Vc)
2. 进给量：( f )
“切削刃选定点相对与工件主运动的瞬时
速度”。通常以最大线速度为准。
3. 背吃刀量：(ap)主运动是旋转运动时：
主运动是直v线c 运 (1动00时d0w：6n0)
二、切削运动分析
1. 主运动：直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形成工件新表面的运动。通 常用切削速度 Vc (m/s、m/min)表示。
特点：速度高、功耗大、只能有一个。
2. 进给运动：不断地把切削层投入切削的运动。通常用Vf、f 或 fz 表示，单位分别为mm/s、mm/r、mm/z。 特点：速度低、功耗小、可以是断续运动、也可有多个。
(m / s)
vc
2 Lnr 1000 60
(m / s)
三、切削用量三要素
1. 切削速度：(Vc)
进给量
2. 进给量：( f ) 3. 背吃刀量：(ap)
“工件或刀具每转一转时，两者沿 进给方向的相对位移”。 vf (mm/s), f (mm/r), fz (mm/z)
vf
f n 60
fz
zn 60
平面
第一节 切削运动和切削要素 一、零件的种类及组成
圆柱面
第一节 切削运动和切削要素 一、零件的种类及组成
➢完成切削加工必须具备的两个条件：
①切削刀具与工件之间必须有一定的相 对运动——机床提供；
②切削刃有一定的形状——刀具保证。
二、切削运动分析
切削运动
＋
直线运动 旋转运动 直线运动
旋转运动
简单成形运动 复合成形运动
切削层截面尺寸称为切削层参数。 切削层参数通常在垂直于主运动方向的基面内测量。
第三节 切削层参数与切削方式
第三节 切削层参数与切削方式
二、切削方式 1.正切屑和倒切屑
正倒对切等屑： 特征是 hD ＜＝ bD
第三节 切削层参数与切削方式
斜正切切削削（（斜直角角切切削削））：： 2.正切削和斜切削 切切削削刃刃不垂垂直直于于合合成成切切削削
工 艺 性：工艺性好，适用于制造复杂刀具。
常用牌号： W18Cr4V
W6Mo5Cr4V2
W6Mo5Cr4V2Al
二、常用刀具材料
成分：WC+Co
2. 基硬本质性硬耐切工能削合热艺：速金度性性度（：：：：1工V879=01艺310～硬剂最金00～性成既工常M成多材常P粗年07质经主属101～6差分可长用0多铸常K粗分等用加1精用0H出合粉要碳(精0(30R，：用切牌Y铁用加精1用：。牌工加Y于00C金末的化现加W(T0不W于屑号1、牌工加Y于W用号工3℃加是冶刀物C工)G）C0m适加的：+青号、工3加：蓝+)/工由金具有T)T、m用工钢i铜：M、色i工i金方材：长C2CPn于短材+等0K作+1短属法料W切T(2C0C制切。。aY0标o(切碳制之、屑CW(Y造屑用用(2Y志T屑化成一T的N)G1i整的黄红b、6。5的物。。CC)黑)、体铸 色色)M、、金粉硬+3色T结铁作作C0KP属末质ao(33金C构，标标Y00或和合、W((属的也志志3YY非金金N)GT，b复可。。等85金属是C))如，杂用等等属粘当为：刀于，结今具钢加如。： 典型牌号： 1～粗4加μ工m的粉末。 ① K类硬质合金金属（粘结钨剂钴有类：YCGo）、Mo、Ni。
三、刀具的标注角度
在正交平面内测量的角度：
在正交平面内：
后角：αo “后刀面与切削
平面的夹角”
前角：γo “前刀面与基面之间
的夹角”。
三、刀具的标注角度
在切削平面内：
刃倾角：λS “主切削刃与基 面之间的夹角”
四、刀具的工作角度
oe 0 oe o tg vf f n f
氮化铝钛(TiAlN)、碳氮化铝钛 (TiAlCN)等。其
中TiAlN在超高速切削中性能优异，其最高工作温
度可达900℃，硬度可达3400～3600HV 。
本章作业
第一章 习 题：四-7
五-2
感谢下 载
后刀面Aα 前刀面Ar 副后刀面Aα’
交线
主切削刃s
连接部分
刀尖
交线
副切削刃s’
二、刀具标注角度参考系
刀具标注角度参考系是用于设计、制造、 刃磨和测量刀具几何角度的参考系。
前提条件：
➢ 不考虑进给运动； ➢ 车刀刀尖与工件中心等高； ➢ 刀杆中心线与进给方向垂直； ➢ 刀具的安装面与基面Pr平行。
归纳为假定工作条件：
假定运动条件和假定安装条件。
正交平面参考系：
1.基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
正交平面参考系：
2.切削平面Ps： “通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面”。
正交平面参考系：
3.正交平面（主剖面）Po： “通过主切削刃上选定点， 并同时垂直于基面和切削平 面的平面”。
1. 高速钢（1900年普主首通要次高用使速于钢制用(造）属钻钨头钼、系铰高刀速、钢铣)。刀、拉刀、 基本性耐切能削热硬：速度性：：高的度V5速一碳胜主高是的是丝0：<0钢种化过要性在，我锥～6是合32物用能具国WW、60～16加金分于高有独8M齿0Com06入工布制速良创r5轮/64C了具℃mH的造钢好的刀VriR4钢WnC均热的新具，V、(2。匀轧综型属等但M的o性钻合高铝。可、基、头性速高磨C础r韧。能钢速性、上性，材钢不V加等和价料)如工合高格。。W1A金温低8lC增元塑廉rC4素性。形V 均成。
② P类硬质合金（钨钛钴类YT）
③ M类硬质合金（通用类YW）
二、常用刀具材料
3. 超硬刀具材料
“高温下借助合金触媒的作用，由石墨 转化而成”。
➢ 陶瓷
“CoA、l2M特 ① ②Oo3与 ①点、或硬 耐金：硬WS度热刚)i度高性3或石N：、：4相金添耐87比0属加磨0：0～性炭不～8极09化同0好0物的0℃。HV，金(1，T0不0i属硬0C能0元、度H在V以仅素W高C上次)(温N，。于下i、