精密加工技术(三)机床知识.pptVIP

衡量金刚石刀具好坏标准： 能否加工出高质量的超光滑表面（Ra＝0.005～0.02μm） 能否有较长的切削时间保持刀刃锋锐（切削长度数百千米） 使用的主要问题： 优选切削部分的几何形状； 前、后面选择最佳晶面； 确定刀具结构和金刚石在刀具上的固定方法。 采用较大的刀具楔角，也就是刀具的前角、后角都取得较小。 后角： 前角根据加工材料，切铝、铜合金前角取 。 应考虑因素：刀具耐磨性好；刀刃微观强度高，不易产生微观崩刃；刀具和被加工材料间摩擦系数低，使切削变形小，加工表面质量高；制造研磨容易。 （111）晶面由于硬度太高，研磨困难，不适合作前后面。 （100）晶面作金刚石刀具的前后面，理由如下： 1)（100）晶面的耐磨性高于（110）晶面； 2 )（100）晶面的微观破损强度高于（110）晶面，（100）晶面受载荷时的破损机率比（110）晶面低很多； 3 ) （100）晶面和有色金属之间的摩擦系数要低于（110）晶面的摩擦系数。 金刚石刀具的刀刃锋锐度的含义 刃口锋锐度对加工表面有一 定的影响，相同条件下（背 吃刀量、进给量），更锋锐 的刀具切出的表面粗糙度更 小；速度的影响不是很大。 锋锐车刀切削变形系数明显低于较钝的车刀。刀刃锋锐度不同，切削力明显不同。刃口半径增大，切削力增大，即切削变形大。背吃刀量很小时，刃口半径增大切削力增大更为显著。 LY12铝合金原始材料的显微硬度为105HV。 使用p＝0.3μm的金刚石车刀切削，得到的加工表面显微硬度为167HV； 使用p＝0.6μm的金刚石车刀切削，得到的加工表面显微硬度为205HV。 表面层组织 1）刃口半径越小，残留应力越低； 2）背吃刀量越小，残留应力越小，但当背吃刀量减小到临界值时，背吃刀量减小，残留应力增大。 三、表面层残余应力 定义：去除外力和热源作用后,零件内部自身 平衡的应力，称残余应力。 残余应力的成因： （一）局部温升过高引起的热应力 *材料在高温下，处于塑性状态，因温度升高 体积膨胀而发生塑性流动； *材料在低温下，处于弹性状态，因温度降低体积减小而发生收缩，受下层材料的限制， 发生弹性变形，形成残余应力。 设材料从20oC升至800oC，然后回到20oC，这层 金属长度l的相对伸长量为： 所产生的残余拉应力为： （二）局部金相组织变化引起的相变应力 残余奥氏体→回火马氏体：体积膨胀，表层为 残余压应力； 马氏体→屈（索）氏体：体积收缩，表层为 残余拉应力。 （三）表面局部冷塑变形引起的塑变应力 在切削方向上存在 拉应力，与其垂直 的方向上存在压应 力。 课堂作业 * * 2.4 金刚石刀具的使用 一、金刚石刀具 2.4 金刚石刀具使用 2.4 金刚石刀具使用 1、普通车刀几何形状 正交平面参考系 前角：在正交平面内，基面与前刀面之间的夹角。 后角：在正交平面内，切削平面与主后刀面之间的夹角。 2.4金刚石刀具使用 前角 后角 副偏角 主偏角 正交平面参考系 1、普通车刀几何形状 金刚石刀具的主切削刃和副切削刃之间采用过渡刃对加工表面起修光作用。 国内：多采用直线修光刃，修光刃长度一般取0.1～0.2mm 国外：多采用圆弧修光刃，圆弧半径R=0.5~3mm。 金刚石刀具的主偏角用得较多的是45度。 2.4 金刚石刀具使用 2、金刚石刀具几何形状 （1）刀头形式 2.4 金刚石刀具使用 1、金刚石刀具切削部分的几何形状 （2）前角和后角 增加刀刃的强度考虑： 减小表面摩擦考虑： 需要增大后角 2.4 金刚石刀具使用 金刚石刀具切削部分的几何形状 金刚石车刀举例 1：主偏角45度 2：前角0度 3：后角5度 4：修光刃0.15mm 1 1 2 3 3 4 2、金刚石刀具前、后刀面晶面选择 面网密度中，P（100）：P（110）：P（111）= 1：1.414：2.308 面网间距中，D（100）：D（110）：D（111）= 0.089 ： 0.126 ： 0.154 1）（100）晶面的摩擦系数曲线有4个波峰和波谷；（110）晶面有2个波峰和波谷；（111）晶面有3个波峰和波谷； 2）（100）晶面的摩擦系数最低；（110）最高； 3）（100）晶面的摩擦系数差别最大；（111）晶面最小。 金刚石晶体的摩擦系数 对金刚石车刀，常把金刚石固定在小刀头上，小刀头用螺钉或压板固定在车刀刀杆上，或将金刚石直接固定在车刀刀杆上。 一次性使用不重磨的精密金刚石刀具，将金刚石 钎焊在硬质合金片上，再用螺钉夹固在车刀杆上。 2、金刚石刀具的固定方法 2.5 刀刃锋锐