02讲 金属切削基本概念.pptxVIP

机械制造工程第二讲 金属切削的基本概念金属切削在国民经济中的重要作用金属切削过程：工件和刀具相互作用的过程，在该过程中，金属切削刀具从工件毛坯上切除多余的金属，使工件得到符合预定要求的形状、尺寸精度和表面质量。金属切削是制造高精度、高表面质量工件的最经济的方法。金属加工的方法：①切削 ②铸造、锻造、焊接和压力加工③电加工，电化学加工 、快速原型制造。金属切削在国民经济中的重要作用各种方法适应范围： 第二种加工方法通常只用于制造毛坯，或精度和表面质量要求不高的零件。第三种方法只能在某些零件的制造上部分代替切削加工。精度要求较高、表面质量限定较严的零件几乎都要经过切削加工，与此同时，由于刀具材料的改进，高速机床的开发、机床控制的改善，切削技术又取得了长足进步，所以金属切削在金属加工方法中仍然占主导地位。金属切削基本原理金属切削基本概念金属切削基本规律金属切削基本规律的应用金属切削的三个条件实现金属切削过程，须满足三个条件：工件与刀具之间要有相对运动－切削运动刀具必须有适当的几何形状－刀具几何形状与角度刀具材料必须具有一定的切削性能－刀具材料切削运动需要什么运动——表面成形分析运动的定义表面成形运动分析零件表面由若干表面元素组成，包括：平面、圆柱面、圆锥面、球面等典型表面可看成一条母线沿着一条导线运动形成表面成形运动分析表面成形运动可分为简单成形运动和复杂成形运动简单成形运动：车外圆柱面圆母线：由机床的回转运动形成直线导线：由刀具的直线移动形成复杂成形运动：车螺纹螺旋导线：通过机床主轴等速旋转运动和刀架等速直线移动复合而成母线：“V”形线形成表面的母线和导线统称为发生线发生线的形成方法及其所需要的运动发生线由刀具和工件的相对运动得到，其形成方法可归纳为四种：(见教材p24)轨迹法：如右图成形法：成形刀具相切法：铣范成法：刀具与工件作范成运动，如刀刃1通过范成法包络形成渐开线齿形2，如下图切削运动定义各种切削加工中的成形运动，按照他们在切削加工中的作用，分为主运动和进给运动，这两个运动的向量和称为合成切削运动主运动——工件和刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动，该运动使切削层转变为切屑，从而形成工件新表面。速度高、功率大，一般是指主轴的运动。（车、铣、钻、磨、刨削 ） 主运动方向－－切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向 切削速度－－切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度切削运动定义进给运动——配合主运动依次地或连续不断地切除切屑，同时形成具有所需几何特性的已加工表面。（或连续，或间歇）合成运动——主运动和进给运动的合成。（切削运动的速度和方向都是相对于工件定义的）切削运动通常是由机床来产生的，是金属切削机床设计的主要依据。加工表面切削过程中存在三个加工表面：待加工表面切削表面已加工表面切削用量三要素切削速度v、进给量 f、切削深度ap称为切削用量三要素切削速度vc是刀刃上选定点相对于工件的主运动的速度进给速度vf是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度切削深度ap是工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离车削钻削进给速度、进给量和每齿进给量切削层参数切削方式自由切削与非自由切削自由切削：只有一条直线切削刃参与切削工作，如右图非自由切削：正切削与斜切削正切削：主切削刃垂直于主运动方向斜切削：主切削刃不垂直于主运动方向铣削刀轨逆铣和顺铣Down milling (climb milling) is always recommended as this ensures a ′thick to thin′ chipDown milling(climb milling)顺铣Up milling(conventional milling)逆铣刀具的切入、切出过程+ Roll on entry+ Reduce feedon entryThick chip on exit ofcut until cutter is fullyengagedComparison of wear dependent upon entry methodLength cut - 600 mmCutter - ?125 mm, CM245-18, GC2030Cutting data - vc30 m/min, fz0,28 mm/z, ae 88mm, ap5 mmMaterial - Ti6Al4V- Full feed directly into workpiece+ Roll on techniqueFace milling programming strategiesPrevent milling over interruptionsKeep cutter in full contact进刀与铣拐角Semi-rough milling Corn