机械制造工程学 教学课件 作者 李伟 谭豫之 第2章 金属切削过程的基本规律.ppt

2.切削用量的选择方法 (1)背吃刀量的选择　背吃刀量根据加工余量来确定。(2)进给量的选择　粗加工时，应在机床进给机构的强度、车刀刀杆强度和刚度、刀片强度以及装夹刚度等允许的条件下，尽可能选取大的进给量，因为这时对工件表面粗糙度要求不高。(3)切削速度的确定　根据已选定的背吃刀量ap、进给量f和刀具的使用寿命T，可按式(2-21)计算切削速度vc，然后再算出机床主轴转速。 3.选择切削用量的例题 (1)粗车(2)半精车 图2-27　工件尺寸图 2.6　工件材料的切削加工性 2.6.1　衡量切削加工性的指标2.6.2　影响材料切削加工性的主要因素2.6.3　难加工材料的切削加工性2.6.4　改善材料切削加工性的基本方法 2.6.1　衡量切削加工性的指标 表2-17　相对切削加工性及其分级 2.6.2　影响材料切削加工性的主要因素 影响材料切削加工性的主要因素有材料的物理力学性能、化学成分和金相组织等。 材料的强度、硬度越高，切削抗力越大，切削温度也越高，刀具的磨损越快，因而切削加工性能差；强度相同，塑性和韧性大的材料，切削变形和切削力大，切削温度高，而且断屑困难，切削加工性差；导热性好的材料，切削加工性也好。 2.6.3　难加工材料的切削加工性 (1)高锰钢的切削加工性　高锰钢加工硬化严重，塑性变形会使奥氏体组织变为细晶粒的马氏体组织，硬度急剧增加，造成切削困难。(2)不锈钢的切削加工性　奥氏体不锈钢中的铬、镍含量较大铬能提高不锈钢的强度及韧性，但使加工硬化严重，易粘刀。 2.6.4　改善材料切削加工性的基本方法 (1)在材料中适当添加化学元素　在钢材中添加适量的硫、铅等元素，能够破坏铁素体的连续性，降低材料的塑性，使切削轻快，切屑容易折断，大大地改善材料的切削加工性。(2)采用适当的热处理方法　例如，正火处理可以提高低碳钢的硬度，降低其塑性，以减少切削时的塑性变形，改善加工表面质量；球化退火可使高碳钢中的片状或网状渗碳体转化为球状，降低钢的硬度；对于铸铁，可采用退火来消除白口组织和硬皮，降低表层硬度，改善其切削加工性。(3)采用新的切削加工技术　采用加热切削、低温切削、振动切削等新的加工方法，可以有效地解决一些难加工材料的切削问题。 [计算举例]： 用YT5硬质合金车刀外圆纵车σ b?=?630?MPa的热轧45钢，车刀几何参数为go =10°、kr ?=?75°、ls =?–5°，切削用量为asp?=?2mm、f?=?0.3mm/r、vc?=?100?m?/?min。 试计算切削力Fc 、Fp 、Ff 及切削功率Pc 。 2.2.6　切削力计算例题 2.3　切削热和切削温度 2.3.1　切削热的产生与传出2.3.2　切削温度的测量方法2.3.3　影响切削温度的主要因素 2.3.1　切削热的产生与传出 图2-14　刀具、切屑和工件的温度分布注：图中数值单位为℃。 切削热产生于三个变形区， 切削过程中消耗的能量约 98%转换为热能，切削热 q≈Pc≈Fcv 2.3.2　切削温度的测量方法 图2-15　自然热电偶法测量切削温度示意图 切削温度θ 一般指前刀面与切屑接触区内的平均温度 2.3.3　影响切削温度的主要因素 1.工件材料对切削温度的影响2.切削用量对切削温度的影响 1.工件材料对切削温度的影响 工件材料的硬度和强度越高，切削时消耗的功越多，产生的切削热多，切削温度越高。图2-16是切削三种不同热处理状态的45钢时，切削温度的变化情况，三者切削温度相差悬殊，与正火状态比较，调质状态增高20%～25%，淬火状态增高40%～45%。 图2-16　45钢热处理状态对切削温度的影响刀具：YT15，=15°，切削用量：=3mm, f=0.1mm/r 2.切削用量对切削温度的影响 表2-11　切削温度公式中的系数和指数 由实验得出切削温度经验公式如下 θ＝Cθ v zθ f yθ ap xθ 式中系数及指数见表1-4,由表中数据看出： zθ在0.3～0.5之间，yθ在0.15～0.3，xθ在0.05～0.1 切削用量↑时切削温度↑ ，其中v 对θ影响最大，进给量 f 的影响比v 小，背吃刀量ap的影响很小。 2.4　刀具的磨损与刀具使用寿命 2.4.1　刀具磨损方式2.4.2　刀具的磨损原因2.4.3　刀具的磨损过程及磨钝标准2.4.4　刀具使用寿命的经验公式 2.4.1　刀具磨损方式 (1)前刀面磨损(月牙洼磨损)　在切削速度较高、切削层公称厚度较大的情况下加工塑性金属，切屑在前刀面上磨出一个月牙洼(见图2-17b、c)，月牙洼处是切削