三角形内螺纹车削加工
相关主题
- 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)。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 1)切削热的产生和传散 • 在切削加工中，切削变形与摩擦所消耗的能量几乎全部转换为热能，
即切削热。切削热通过切屑、刀具、工件和周围介质(空气或切削液) 向外传散，同时使切削区域的温度升高。切削区域的平均温度称为切 削温度。 • 影响热传散的主要因素是工件和刀具材料的热导率、加工方式和周 围介质的状况。热量传散的比例与切削速度有关，切削速度增加时， 由摩擦生成的热量增多，但切屑带走的热量也增加，在刀具中热量减 少，在工件中热量更少。所以高速切削时，切屑温度很高，刀具和工 件温度较低，这有利于切削加工顺利进行。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• (2)切削用量。 • 当vc. , .f和ap增加时，由于切削变形和摩擦所消耗的功增大，故切削
温度升高。其中切削速度vc影响最大， vc增加一倍，切削温度约增加 30%;进给量f的影响次之，f增加一倍，切削温度约增加18%;背吃刀 量。l影响最小，ap增加一倍，切削温度约增加7%。上述影响规律的 原因是， vc增加使摩擦生热增多;f增加因切削变形增加较少，故热量 增加不多，此外，使刀一屑接触面积增大，改善了散热条件; ap增加 使切削宽度增加，显著增大了热量的传散面积。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 2)影响切削温度的主要因素 • 切削温度的高低主要取决于:切削加工过程中产生热量的多少和向外
传散的快慢。影响热量产生和传散的主要因素有:工件材料、切削用 量、刀具几何参数和切削液等。 • (1)工件材料。 • 工件材料主要是通过硬度、强度和导热系数影响切削温度的。 • 加工低碳钢，材料的强度和硬度低，导热系数大，故产生的切削温度 低;加工高碳钢，材料的强度和硬度高，导热系数小，故产生的切削 温度高。例如，加工合金钢产生的切削温度比加工45钢高30%;不锈 钢的导热系数是45钢的1 /3，故切削时产生的切削温度高于45钢40 %; 加工脆性金属材料产生的变形和摩擦均较小，故切削时产生的切削温 度比45钢低25 %。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• (3)刀具几何参数。 • 在刀具几何参数中，刀具的前角γo和主偏角Kr.对切削力的影响较明
显。当加工钢时， γo增大，切削变形明显减小，切削力减小的较多。 Kr适当增大，使切削厚度久增加，单位面积上的切削力减小。在切削 力不变的情况下，主偏角大小将影响背向力和进给力的分配比例，当 Kr增大，背向力Fp减小，进给力凡增加;当Kr = 900时，背向力凡=0， 对防止车细长轴类零件时减小弯曲变形和振动十分有利。 • 2.切削热与切削温度 • 切削热和切削温度是切削过程中产生的另一个物理现象，它对刀具的 寿命、工件的加工精度和表面质量影响较大。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 2)切削功率 • 在切削过程中消耗的功率叫切削功率尸门单位为kW，它是Fc, Fp, Ff
在切削过程中单位时间内所消耗的功的总和。一般来说， Ff相对Fe 所消耗的功率很小，可以略去不计，于是: • • 式中v—主运动的切削速度。 • 计算切削功率Pc是为了核算加工成本和计算能量消耗，并在设计机 床时根据它来选择机床电机功率。机床电机的功率PE可按下式计算: • • 式中ηc—机床传动效率，一般取ηc =0. 75一0. 85
下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 切削力Fc(主切削力Fz)—在主运动方向上的分力; • 背向力Fp(切深抗力Fy )—在垂直于工作平面上的分力; • 进给力Ff(进给抗力Fx)—在进给运动方向上的分力。 • 背向力Fp与进给力Ff的合力是推力FD，推力FD作用在切削层平面上且
垂直于主切削刃。 • 合力F、推力FD与各分力之间关系:
上一页 ຫໍສະໝຸດ Baidu一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 3)影响切削力的主要因素 • 凡影响切削过程变形和摩擦的因素均影响切削力，其中主要包括工件
材料、切削用量和刀具几何参数等三个方面。 • (1)工件材料。 • 工件材料是通过材料的剪切屈服强度、塑性变形程度与刀具间的摩擦
条件影响切削力的。 • 一般来说，材料的强度和硬度愈高，切削力愈大。这是因为强度、硬
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 加工铸铁等脆性材料时，切削层的塑性变形很小，加工硬化小，形成 崩碎切屑，与前刀面的接触面积小，摩擦力小，故切削力就比加工钢 小。
• (2)切削用量。 • 切削用量三要素对切削力均有一定的影响，但影响程度不同，其中
背吃刀量ap和进给量f影响较明显。若f不变，当ap增加一倍时，切削 厚度ac不变，切削宽度aw增加一倍，刀具上的负荷也增加一倍，即切 削力增加约一倍;若ap不变，当f增加一倍时，切削宽度aw保持不变， 切削厚度ac曾加约一倍，在刀具刃圆半径的作用下，切削力只增加 68%一86%可见在同样切削面积下，采用大的f较采用大的ap省力和 节能。切削速度vc对切削力的影响不大，当vc > 500 m/min，切削塑 性材料时，vc增大，切削温度增高，使材料强度、硬度降低，剪切角 增大，变形系数减小，使得切削力减小。
度高的材料，切削时产生的抗力大，虽然它们的变形系数若相对较小， 但总体来看，切削力还是随材料强度、硬度的增大而增大。在强度、 硬度相近的材料中，塑性、韧性大的，或加工硬化严重的，切削力大。 例如不锈钢1 Cr18 Ni9Ti与正火处理的45钢强度和硬度基本相同，但 不锈钢的塑性、韧性较大，其切削力比正火45钢约高25 %。
工作任务5三角形内螺纹车削加工
• 5. 1切削过程基本规律与应用 • 5. 2三角形内螺纹车削加工 • 5. 3机械加工质量
5. 1切削过程基本规律与应用
• 5.1.1切削过程基本规律
• 1.切削力与切削功率 • 切削力是被加工材料抵抗刀具切入所产生的阻力。它是影响工艺系统
强度、刚度和加工工件质量的重要因素，是设计机床、刀具和夹具， 计算切削动力消耗的主要依据。 • 1)切削力的来源、合力与分力 • 刀具在切削工件时，由于切屑与工件内部产生弹、塑性变形抗力，切 屑与工件对刀具产生摩擦阻力，形成了作用在刀具上的合力F，如图 5. 2所示。切削时合力F作用在接近切削刃空间某方向，由于大小与 方向都不易确定，因此，为便于测量、计算和反映实际作用的需要， 常将合力F分解为三个分力。
5. 1切削过程基本规律与应用
• 1)切削热的产生和传散 • 在切削加工中，切削变形与摩擦所消耗的能量几乎全部转换为热能，
即切削热。切削热通过切屑、刀具、工件和周围介质(空气或切削液) 向外传散，同时使切削区域的温度升高。切削区域的平均温度称为切 削温度。 • 影响热传散的主要因素是工件和刀具材料的热导率、加工方式和周 围介质的状况。热量传散的比例与切削速度有关，切削速度增加时， 由摩擦生成的热量增多，但切屑带走的热量也增加，在刀具中热量减 少，在工件中热量更少。所以高速切削时，切屑温度很高，刀具和工 件温度较低，这有利于切削加工顺利进行。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• (2)切削用量。 • 当vc. , .f和ap增加时，由于切削变形和摩擦所消耗的功增大，故切削
温度升高。其中切削速度vc影响最大， vc增加一倍，切削温度约增加 30%;进给量f的影响次之，f增加一倍，切削温度约增加18%;背吃刀 量。l影响最小，ap增加一倍，切削温度约增加7%。上述影响规律的 原因是， vc增加使摩擦生热增多;f增加因切削变形增加较少，故热量 增加不多，此外，使刀一屑接触面积增大，改善了散热条件; ap增加 使切削宽度增加，显著增大了热量的传散面积。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 2)影响切削温度的主要因素 • 切削温度的高低主要取决于:切削加工过程中产生热量的多少和向外
传散的快慢。影响热量产生和传散的主要因素有:工件材料、切削用 量、刀具几何参数和切削液等。 • (1)工件材料。 • 工件材料主要是通过硬度、强度和导热系数影响切削温度的。 • 加工低碳钢，材料的强度和硬度低，导热系数大，故产生的切削温度 低;加工高碳钢，材料的强度和硬度高，导热系数小，故产生的切削 温度高。例如，加工合金钢产生的切削温度比加工45钢高30%;不锈 钢的导热系数是45钢的1 /3，故切削时产生的切削温度高于45钢40 %; 加工脆性金属材料产生的变形和摩擦均较小，故切削时产生的切削温 度比45钢低25 %。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• (3)刀具几何参数。 • 在刀具几何参数中，刀具的前角γo和主偏角Kr.对切削力的影响较明
显。当加工钢时， γo增大，切削变形明显减小，切削力减小的较多。 Kr适当增大，使切削厚度久增加，单位面积上的切削力减小。在切削 力不变的情况下，主偏角大小将影响背向力和进给力的分配比例，当 Kr增大，背向力Fp减小，进给力凡增加;当Kr = 900时，背向力凡=0， 对防止车细长轴类零件时减小弯曲变形和振动十分有利。 • 2.切削热与切削温度 • 切削热和切削温度是切削过程中产生的另一个物理现象，它对刀具的 寿命、工件的加工精度和表面质量影响较大。
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 2)切削功率 • 在切削过程中消耗的功率叫切削功率尸门单位为kW，它是Fc, Fp, Ff
在切削过程中单位时间内所消耗的功的总和。一般来说， Ff相对Fe 所消耗的功率很小，可以略去不计，于是: • • 式中v—主运动的切削速度。 • 计算切削功率Pc是为了核算加工成本和计算能量消耗，并在设计机 床时根据它来选择机床电机功率。机床电机的功率PE可按下式计算: • • 式中ηc—机床传动效率，一般取ηc =0. 75一0. 85
下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 切削力Fc(主切削力Fz)—在主运动方向上的分力; • 背向力Fp(切深抗力Fy )—在垂直于工作平面上的分力; • 进给力Ff(进给抗力Fx)—在进给运动方向上的分力。 • 背向力Fp与进给力Ff的合力是推力FD，推力FD作用在切削层平面上且
垂直于主切削刃。 • 合力F、推力FD与各分力之间关系:
上一页 ຫໍສະໝຸດ Baidu一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 3)影响切削力的主要因素 • 凡影响切削过程变形和摩擦的因素均影响切削力，其中主要包括工件
材料、切削用量和刀具几何参数等三个方面。 • (1)工件材料。 • 工件材料是通过材料的剪切屈服强度、塑性变形程度与刀具间的摩擦
条件影响切削力的。 • 一般来说，材料的强度和硬度愈高，切削力愈大。这是因为强度、硬
上一页 下一页 返回
5. 1切削过程基本规律与应用
• 加工铸铁等脆性材料时，切削层的塑性变形很小，加工硬化小，形成 崩碎切屑，与前刀面的接触面积小，摩擦力小，故切削力就比加工钢 小。
• (2)切削用量。 • 切削用量三要素对切削力均有一定的影响，但影响程度不同，其中
背吃刀量ap和进给量f影响较明显。若f不变，当ap增加一倍时，切削 厚度ac不变，切削宽度aw增加一倍，刀具上的负荷也增加一倍，即切 削力增加约一倍;若ap不变，当f增加一倍时，切削宽度aw保持不变， 切削厚度ac曾加约一倍，在刀具刃圆半径的作用下，切削力只增加 68%一86%可见在同样切削面积下，采用大的f较采用大的ap省力和 节能。切削速度vc对切削力的影响不大，当vc > 500 m/min，切削塑 性材料时，vc增大，切削温度增高，使材料强度、硬度降低，剪切角 增大，变形系数减小，使得切削力减小。
度高的材料，切削时产生的抗力大，虽然它们的变形系数若相对较小， 但总体来看，切削力还是随材料强度、硬度的增大而增大。在强度、 硬度相近的材料中，塑性、韧性大的，或加工硬化严重的，切削力大。 例如不锈钢1 Cr18 Ni9Ti与正火处理的45钢强度和硬度基本相同，但 不锈钢的塑性、韧性较大，其切削力比正火45钢约高25 %。
工作任务5三角形内螺纹车削加工
• 5. 1切削过程基本规律与应用 • 5. 2三角形内螺纹车削加工 • 5. 3机械加工质量
5. 1切削过程基本规律与应用
• 5.1.1切削过程基本规律
• 1.切削力与切削功率 • 切削力是被加工材料抵抗刀具切入所产生的阻力。它是影响工艺系统
强度、刚度和加工工件质量的重要因素，是设计机床、刀具和夹具， 计算切削动力消耗的主要依据。 • 1)切削力的来源、合力与分力 • 刀具在切削工件时，由于切屑与工件内部产生弹、塑性变形抗力，切 屑与工件对刀具产生摩擦阻力，形成了作用在刀具上的合力F，如图 5. 2所示。切削时合力F作用在接近切削刃空间某方向，由于大小与 方向都不易确定，因此，为便于测量、计算和反映实际作用的需要， 常将合力F分解为三个分力。