第1章金属切削加工的基础知识PPT.ppt

第1章 金属切削加工的基础知识;本章内容;基本要求;机械制造中的加工方法： ;快速成型机床按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层的箔材（或固化一层层的液态树脂，或烧结一层层的粉末材料），或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成一个个薄层，并逐步迭加成三维实体。;1.1 切削运动和切削要素;加工方法;1.1.2 机床的切削运动;1.1.3 工件上的几个表面;1．切削速度 （m／s或m／min） 切削刃相对于工件的主运动速度称为切削速度。即在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。;当主运动为旋转运动时，切削速度为：;; 3．切削深度 （mm） ; 由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的负荷和切屑尺寸的大小，通常在垂直于切削速度的平??内度量。;1.2 金属切削刀具;;高速钢特点： 1）强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍； 2）韧性高，比硬质合金高几十倍； 3）硬度较高，且有较好的耐热性； 4）可加工性好，热处理变形较小。 应用： 常用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。;;;;;;;;刀具的几何形状 ;;;;;;主偏角对切削层和切削分力的影响;κ;图1-10 副偏角对残留面积的影响;;;;;1.2.3 车刀的几种结构形式;1.3 金属的切削过程;;;; 在切削过程中，刀具切下的切屑厚度αch通常都大于工件切削层厚度αc，而切屑长度Lch却小于切削层长度Lc。这种现象称为切屑收缩，可用变形因数ξ表示切削层的变形程度。 ;影响切屑变形因数的因素 1．工件材料 工件材料强度越高，塑性越小，变形因数ξ将越小，切削变形越小。 2．刀具前角 增大刀具前角可减少切削变形，对改善切削过程有利。 3．切削速度 在无积屑瘤产生的切削速度范围内，切削速度越大，变形因数ξ越小。 4．切削层厚度αc 在无积屑瘤的切削速度范围内，切削层厚度αc越大，变形因数ξ越小。 5 ．摩擦系数 提高刀具刃磨质量、采用润滑性能好的切削液可以减小前刀面和切屑之间的摩擦系数，有利于改善切削过程。;2 . 切屑类型;; 在速度不高、切削塑性金属形成带状切屑的情况下，滞流层金属粘接在前刀面上，形成硬度很高的硬块，称为积屑瘤。;积屑瘤 ;κr;切削力;切削力经验公式 ;切削力与切削功率 ;;;◆ 前角γ0 增大，切削力减小（左图）;;1.3.4 切削热和切削温度 ;影响散热的主要因素;切削温度及其影响因素;（1） 切削用量对切削温度的影响 切削速度提高，单位时间内材料的切除量增加，切削热增多，切削温度将随之升高。但三者影响程度不同，切削速度对切削温度的影响最为显著，进给量f次之，切削深度 最小。 从尽量降低切削温度考虑，在保持切削效率不变的条件下，选用较大的切削深度和进给量比选用较大的切削速度更为有利。;;;（4）刀具磨损对切削温度的影响 刀具磨损使切削刃变钝，切削时变形增大、摩擦加剧，切削温度上升。 （5）切削液对切削温度的影响 使用切削液可以从切削区带走大量热量，可以明显降低切削温度，提高刀具寿命。;切削温度的测量 ;它是将乳化油（已加入乳化剂）用水稀释而成，呈乳白色。具有良好的冷却和清洗性能，也有一定的润滑性能。适用于粗加工和磨削。;1.粗加工（低浓度） 2.精加工（高浓度） 3.磨削;1.3.5 刀具磨损 ;刀具磨损过程 ;刀具磨损过程; 国际标准ISO推荐硬质合金车刀刀具寿命试验的磨钝标准，有下列三种可供选择： （1）VB＝0.3mm； （2）如果主后刀面为无规则磨损，取VBmax=0.6mm； （3）前刀面磨损量 KT＝（0.06＋0.3f）mm。;;4.影响刀具耐用度的因素 ;;1.4 加工质量和生产率;加工质量和生产率;1.4.2 生产率;★ 1.切削用量的选择原则 切削用量的选择，对生产率、加工成本和加工质量均有重要影响。切削用量（v、f、ap）不能任意选取，应综合考虑各种制约因素，选择v、f、ap数值的最佳组合。 约束切削用量选择的主要条件有：工件的加工要求，包括加工质量要求和生产效率要求；刀具材料的切削性能；机床性能，包括动力特性（功率、扭矩）和运动特性；刀具寿命要求。;★ 2.选择切削用量的一般方法 粗加工时，选择切削用量主要以提高生产率为主，同时要保证规定的刀具耐用度。实