8金属切削基本知识

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主运动(primary motion) 是使刀具和工件之间产生相 对运动,促使刀具接近工件 而实现切削的运动。
零件表面的加工方法
二、切削运动及切削用量
1.主运动和切削速度 主运动为旋转运动(如车削、铣削等),切削速度一般为其最大线速度
v dn c 1000
m/s或m/min
主运动为往复直线运动(如刨削、插削等),以其平均速度为切削速度
给定瞬间,切削层在切削层尺寸 平面里的实际横截面积,单位为mm2。 2.切削层公称宽度bD
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。 3.切削层公称厚度hD
同一瞬间切削层公称横截面积与 其公称宽度之比,单位为mm。
四、切削用量的合理选择
所谓“合理”的切削用量是指充分利用切削性能和机床 动力性能(功率、扭矩),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。
切削运动
(cutting motions)
切削用量
(cutting conditions)
主运动(图中Ⅰ)
进给运动(图中Ⅱ) 切削速度VC 进给量f (或进给速度Vf) 背吃刀量ap
切削用量三要素
切削要素
切削层参数(parameters of undeformed chip)
二、切削运动及切削用量 1.主运动和切削速度
8.2.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成 车刀(turning tools)切削部
分由下列要素组成
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (2)车刀的主要角度 3)前角γ0是在正交平面 中测量的前刀面与基面 间的夹角。根据前刀面 和基面相对位置的不同, 分别规定为正前角、零 度前角和负前角
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (2)车刀的主要角度 4)后角α0是在正交平 面中测量的后刀面与 切削平面间的夹角 5)刃倾角λs是在主切 削平面中测量的主切 削刃与基面间的夹角 。
2)副偏角k’r在基面中测量的
副切削平面与假定工作平面间 的夹角。
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (2)车刀的主要角度
车刀设计、制造、刃磨 及测量时,必须考虑的主要角 度,如图所示。 1)主偏角kr在基面中测量的主 切削平面与假定工作平面间的 夹角。
2)副偏角k’r在基面中测量的
副切削平面与假定工作平面间 的夹角。
Z
6 3 6
Z4
Z Z
6 5
Z6
-Ⅱ
四、机床传动系统(以车床为例)
传动链:从输入到输出方向,由若干传动副依次组合起来 的传动系统。 传动系统图:用国家标准规定的符号表示的传动系统。 传动结构式:按传动链次序用传动轴号和传动副的结构参 数表示的传动关系式。 传动平衡式:用数字表达式排列的方程式来表示传动链“ 末端件”(起始和终了传动件)之间的传动关系。 传动级数:传动系统输出转速不同个数。
二、机械加工表面质量 2.表面粗糙度的影响因素及降低措施 降低加工表面粗糙度的一般措施: (1)刀具方面 (2)工件材料方面 (3)切削条件方面 (4)加工方法方面
3.减少加工表面层变形强化和残余应力的措施
第8章 金属切削基本知识
8.2 切削加工基本知识
一、零件表面的形成 表面加工方法
二、切削运动及切削用量
通过切削刃上选定点并垂直 于该点主运动方向的切削层尺 寸平面中,垂直于进给运动方 向测量的切削层尺寸,称为背 吃刀量,以aP表示,单位为 mm 。车外圆时,aP可用下式 计算,即
ap dw dm mm 2
三、切削层参数 切削层的尺寸和形状,通常在切削层尺寸平面中测量。
三、切削层参数
1.切削层公称横截面积AD
• 含W、Cr、V等合金元素较多的合金工 具钢
硬质合金(carbides)
• P类硬质合金(蓝色),适合加工长 切屑的黑色金属
• M类硬质合金(黄色),适合加工长 (短)切屑的金属材料
• K类硬质合金(红色),适合加工短 切屑的金属或非金属材料
8.2.2 切削刀具及其材料
二、刀具材料 3.新型刀具材料
l 机械传动: 传动副及符号
机床中常用的变速机构:
(1) 滑移齿轮变速
Z1 Z2
I
I
Z1 Z2
II
X
X
II
X
X
Z3
Z4
Z3
Z4
Z1
传动结构式:Ⅰ-
Z Z
3 2
-Ⅱ
Z4
(2) 离合器变速
Z1 Z2
I
X
X
Z1 I
X
II
II
Z3
Z4
Z3
Z1
传动结构式:Ⅰ-
Z Z
3 2
-Ⅱ
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
8.2.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 1.切削力的构成与分解
总切削力F一般常分解为3个互 相垂直的分力 切削力Fc 总切削力F在主运动方向 上的分力 进给力Ff 总切削F在进给运动方向 上的分力 背向力Fp 总切削力F在垂直于工作 平面方向上的分力 3个切削分力与总切削力F有如下关
系: F Fc2 Ff2 Fp2
一、切削刀具
2.车刀切削部分的主要角度 背吃刀量和进给量一定时,主偏角愈小,切削层公称宽
度愈大而公 称厚度愈小,即切下宽而薄的切屑。
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度
主、副偏角小时,已加 工表面残留面积的高度hc亦 小,因而可减小表面粗糙度 的值,并且刀尖强度和散热 条件较好,有利于提高刀具 寿命。
涂层(coated) 刀具材料
陶瓷刀具材料
超硬(superhard) 刀具材料
• 通过气相沉积或其 它技术方法,在硬 质合金或高速钢的 基 体上涂覆一薄层 高硬度、高耐磨性 的难熔金属或非金 属化合物而构成的 刀具材料
• 按化学成分可分为 Al 2O3基和Si3N4基 两类。具有很高的 硬度、耐热性和耐 磨性,能以更高的 速度,并可切削难 加工的高硬度材料。 缺点:抗弯强度低, 性脆、抗冲击韧度 差
五、刀具磨损和刀具寿命 3.影响刀具磨损的因素
切削用量中,切削速度对刀具磨损的来自百度文库响最大,进给量f 次之,背吃刀量ap最小。
4.刀具寿命 一把新刀(或重新刃磨过的刀具)从开始使用直至达到磨钝
标准所经历的实际切削时间,称为刀具寿命,以T表示。 一把新刀从第一次投入使用直至完全报废(经刃磨后亦不
可再用) 时所经历的实际切削时间,叫做刀具总寿命。
(1)选择背吃刀量ap (2)选择进给量f
(3)选择切削速度vc 切削用量选择的基本原则是:粗加工时在保证合理的刀
具寿命的前提下,首先选尽可能大的背吃刀量ap,其次选 尽可能大的进给量f,最后选取适当的切削速度vc;精加工 时,主要考虑加工质量,常选用较小的背吃刀量和进给量 ,较高的切削速度,只有在受到刀具等工艺条件限制不宜 采用高速切削时才选用较低的切削速度。
• 包括天然金刚石、 聚晶金刚石和聚晶
立方氮化硼3种
8.2.3 切削过程及控制
一 、切屑的形成及其类型 1.切屑形成过程
金属的切削过程实际上与金属的挤压过程很相似
1.3 切削过程及控制
一 、切屑的形成及其类型 2.切屑的种类
带状切屑
挤裂切屑
崩碎切屑
8.2.3 切削过程及控制
二、积屑瘤 在一定范围的切削速度下切削塑性金属形成带状切屑时 ,常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬 的金属楔块,这就是积屑瘤(the built-up edge),或称刀瘤 1.积屑瘤的形成
8.2.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 3.切削功率
切削功率Pm可用下式计算
Pm 10 3 Fc vc kW
机床电动机的功率PE可用下式计算
PE Pm /m kW
8.3 金属切削机床 l 一、按加工性质和加工刀具共分12类(表2.1) l 按照机床通用性(万能程度)
(1)通用机床(万能机床):
车刀设计、制造、刃磨 及测量时,必须考虑的主要角 度,如图所示。 1)主偏角kr在基面中测量的主 切削平面与假定工作平面间的 夹角。
2)副偏角k’r在基面中测量的
副切削平面与假定工作平面间 的夹角。
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (2)车刀的主要角度
车刀设计、制造、刃磨 及测量时,必须考虑的主要角 度,如图所示。 1)主偏角kr在基面中测量的主 切削平面与假定工作平面间的 夹角。
第一章 机械加工基础知识
8.1 机械加工质量的概念
一、机械加工精度(machining accuracy) 零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和表面间 的相互 位置)与理想几何参数的符合程度。
尺寸精度
dimensional accuracy
• 零件的直径、 长度、表面距 离等尺寸 的实 际数值与理想 数值相接近的 程度
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (1)刀具静止参考系
它主要包括基面、切削平面、 正交平面和假定工作平面等
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (2)车刀的主要角度
Z4
Z2
X
Z4
(3) 塔轮变速
d1 d2d3d4d5
Z1 Z2Z3Z4Z5
XXXXX
I
XXXXX
I
II
d1
d6
d2
传动结构式:Ⅰ-
d d
d
7 3 8
d4
d9 d5
d10
XXXXX d6 d7d8d9d10
-Ⅱ
II
Z6
Z1
Z
6
Z2
Ⅰ-
Z Z
机械加工表面质量(machining quality of machined surfaces) 主要包含两方面内容: (1)加工表面的几何形状特征
主要指表面粗糙度
(2)加工表面层材质的变化 零件加工后在表面层内出现不同于基体材料的力学、冶
金、物理及化学性能的变质层。
第8章 金属切削基本知识
8.1 机械加工质量的概念
2Lnr vc 1000
m/s或m/min
二、切削运动及切削用量 2.进给运动和进给量
进给运动(feed movement) 使刀具与工件之间产生附加的 相对运动,加上主运动,即可 连续地切除余量。
刀具在进给运动方向上相 对工件的位移量称为进给量 (feed rate)。
二、切削运动及切削用量 3.背吃刀量
8.2.2 切削刀具及其材料
二、刀具材料 1.刀具材料应具备的性能
较高的硬度和耐磨性
足够的强度和韧度
较高的耐热性
良好的工艺性和经济性
8.2.2 切削刀具及其材料
二、刀具材料 2.常用的刀具材料
常用刀具材料基本性能
8.2.2 切削刀具及其材料
二、刀具材料 2.常用的刀具材料
高速钢 (highspeed steel)
积屑瘤的形成与脱落
8.2.3 切削过程及控制
二、积屑瘤 2.积屑瘤对切削加工的影响
粗加工时可利用积屑瘤;精加工时应尽量避免积屑瘤产生
3.积屑瘤的控制 影响积屑瘤形成的主要因素有:工件材料的力学性能、
切削速度和冷却润滑条件等。 避免和减小积屑瘤的方法是:①加工时控制切削速度,
避开产生积屑瘤的切削速度区;②增加刀具前角以减小切削 变形,降低切屑接触区压力;③使用润滑性能良好的切削液 ,减小摩擦;④用适当的热处理方法提高工件材料的硬度, 降低塑性,减小加工硬化倾向。
(2)专门化机床(专能机床):
(3)专用机床:
l 按照加工精度: l 按照自动化程度:手动、机动、半自动、自动
二、机床组成
l 基本构件: 主传动部件 进给运动部件 动力源 刀具安装装置 工件安装装置 支承件
三、机床的基本传动类型 机床的基本传动类型有机械、液压、气动、电伺服
等。最常用的有机械传动和液压传动。
形状精度
form accuracy
• 加工后零件上 的线、面的实 际形状与理想 形状的符合程 度
位置精度
position accuracy
• 加工后零件上 的点、线、面 的实际位置与 理想位置的符 合程度
第8章 金属切削基本知识
8.1 机械加工质量的概念
二、机械加工表面质量 1.机械加工表面质量含义
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