第11章 金属切削加工基础.ppt

第11章 金属切削加工基础 第11章 金属切削加工基础 11.1 金属切削加工 金属切削加工是利用刀具切除金属毛坯上的多余材料，获得符合规定技术要求的机械零件的加工方法。 11.1.1 切削运动与切削要素 1. 切削运动 为实现切削加工，刀具与工件之间必须有相对运动，切削运动可分为主运动和进给运动。 2. 切削用量要素 (1) 切削速度 刀具切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度，用符号“vc”来表示，单位为m／s。 (2) 进给量 刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。它可用工件每转一转刀具的位移量来表述和度量，并用符号“f”表示，单位为mm/r。 (3) 背吃刀量 工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，用符号“ap”表示，单位为mm。 11.1.2 金属切削刀具 1. 刀具材料 刀具要承受强摩擦、高压、高温，冲击和振动，刀具材料的性能要求较高，包括高硬度和耐磨性；足够的强度和韧性；高的热硬性（在高温下保持切削所需的硬度）、耐磨性、强度；良好工艺性和导热性等。 2. 刀具切削部分的几何形状 （1）车刀的组成如图11.3所示，车刀的切削部分为刀头，它由三面(前面、主后面、副后面)、二刃（主切削刃、副切削刃)、一尖(刀尖)组成。 切削刃是刀具上拟作切削用的刃，切削刃有主切削刃和副切削刃之分，如图11.4所示。 为了确定各刀面和切削刃的空间位置，需要建立三个相互垂直的辅助平面。外圆车刀的辅助平面和角度，如图11.5所示。 （2）辅助平面 ① 基面 通过主切削刃上选定点，并垂直于该点切削速度方向的平面。车刀的基面平行于刀杆底面。 ② 切削平面 通过主切削刃上选定点，与工件加工表面相切，且垂直于该点基面的平面。 ③ 正交平面 通过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面。 在一般情况下，基面是过工件轴线的水平面，切削平面是过主切削刃的铅垂面，正交平面是垂直于基面和切削平面的铅垂剖面。 （3）车刀的几何角度 车刀的主要几何角度有前角γ0、主后角α0、主偏角kγ、副偏角k’γ和刃倾角λs等，如图11-5所示。 ① 前角γ0 前面与基面夹角，反映前刀面的倾斜程度。 ② 主后角α0 主后刀面与切削平面夹角。 ③ 主偏角k’γ 主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角。 ④　副偏角k‘γ 副切削刃在基面上的投影与进给相反方向之间的夹角。 ⑤　刃倾角λs：主切削刃与基面之间的夹角。刃倾角对排屑方向的影响，如图11．6所示。 11.1.3 金属切削过程 1. 切屑的形成及种类 （1）切屑的形成 在切削塑性材料的过程中，切屑的形成如图11.7所示。 （2）切屑的种类 由于工件材料及加工条件的不同，形成形成的切屑形态也不相同。常见的切屑种类大致有带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑四种，如图11.8所示。 2. 切削液 为避免切削温度过高，一是要减少切削变形，如合理选择切削用量和刀具角度件的加工性能等；二是减少摩擦，加强散热，如采用切削液。 切削液作用：冷却、润滑、防锈、清洗。常用的切削液可分三大类：水溶液、乳化液和油类。 切削液的使用范围： 工件：切削钢等塑性材料，需要用切削液，切削铸铁，青铜等脆性材料不用切削液。 刀具：高速钢用切削液，硬质合金不用。硬质合金刀具使用切削液时需充分连续。 加工方法：钻，铰孔，攻螺纹，成形刀具，齿轮刀具，磨削等需要切削液。 加工要求：粗加工，需要冷却切削液；精加工需要润滑切削液。 3. 刀具磨损与车刀的刃磨 （1）刀具的磨损。 刀具磨损的主要原因为机械磨损和热效应两种。 影响刀具磨损的主要因素有工件材料的力学性能、工件毛坯表面的状况、刀具材料性能、刀具几何形状、切削用量、切削液等。 （2）车刀的刃磨 车刀用钝后，必须重新刃磨，以恢复车刀原来的形状和角度。车刀一般是在砂轮机上手工刃磨，也可在工具磨床上刃磨。刃磨高速钢车刀一般选用白刚玉（氧化铝）砂轮，刃磨硬质合金车刀一般选用绿色碳化硅砂轮。车刀刃磨的步骤如图11.9所示。 11.2 金属切削机床的基本知识 11.2.1机床的分类和编号 常用的通用金属切削机床有：车床、钻床、刨床、铣床和镗床等，型号如下： CA6140 X6130 M1432A CK6132 等 (1) 机床代号（第一个字母，我国目前有十二大类，）。 (2)通用特性代号（第二位字母，见下表）。 表11.2 机床特性及代号 (3)机床组别和型别代号（两位数字，前一位是组别，后一位是系别。见下表） (4)机床主参数代号（在组、系别代号之后，需折算。见下表）。 (5) 机床重大改进序号 若有改进，则按改进顺序将其序号写在机床型号末尾。 例如： 11.2.2