第一章篇数控加工的切削基础.ppt

数控刀具及其选用;引子;第一章 数控加工的切削基础;;; 数控机床具有高精度、高效率和高柔性等特点，适合于复杂零件的中、小批量加工，因而在现代制造业中得到广泛的应用。 ; ;1.2 刀具几何角度及切削要素;;;刀具的重要性;1.2.1 切削运动和切削用量 ;图1-3 切削运动和工件表面; 切削加工过程中，形成了三个不断变化着的表面： ; 1-待加工表面 2-过渡表面 3-已加工表面;实际加工图示;（3）切削三要素;1、线速度Vc：刀片每分钟在工件已加工面移动的长度。 表示单位：m/min。 2、切削深度ap：待加工表面至已加工表面的垂直距离。 表示单位：mm。 3、进给量F：工件每旋转一转，在切削方向上移动的距离。 表示单位：mm/r。;;;;;转速： 而切削速度： 进给速度： n —转速，r/min Vc—切削速度，m/min d —铣刀直径，mm f —进给量，mm/r Z---齿数 ;1.2.2 刀具切削部分的几何形状和角度;;;;刀尖类型;1.2.2.2刀具切削部分的几何角度;法平面参考系和正交平面参考系;假定工作平面参考系的坐标平面;正交平面参考系中的车刀标注角度;车刀前、后角和刃倾角正、负的规定 a） 前、后角 b）刃倾角;切断刀的标注角度;刀具的工作角度;进给运动对工作角度的影响;刀尖安装高低对工作角度的影响;刀杆中心线安装偏斜对工作角度的影响;1.2.3 切削层;正切削与倒切削;1.3 金属切削过程的基本理论及规律;三个变形区的划分;　　在剪切面OM附近的切削层金属，在刀具的作用下，在OA到OM之间由许多切应力曲面构成的剪切滑移区，其宽度很窄，只有0.02～0．2mm。 　　当前刀面以切削速度挤压切削层时，其中某一质点P便进入剪切滑移区，由位置1移至位置2，2－2＇之间的距离就是它的滑移量。此后，P点的滑移依次为3－3′、4－4′，滑移量也相应依次增加，切应力应变也逐渐增大。当P点移至OM面（终剪切面）上，切应力达到屈服点时，滑移变形基本结束，切削层变形为切屑且沿前刀面流出。 ;　　切屑沿前刀面流出时，受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前面处的金属再次产生剪切变形，使其切屑底层薄薄的一层金属流???滞缓。这一层滞缓流动的金属层称为滞流层。滞流层的变形程度比切屑上层大几倍到几十倍。 ;　　刀具后刀面和工件的接触区。切屑底层和前刀面之间的挤压摩擦，使切屑底层的金属晶粒纤维化而拉长，在带有钝圆半径的切削刃口处被分为两部分：一部分随切屑沿前刀面流出；另一部分沿后刀面流出，形成已加工表面，它受到切削刃钝圆半径和后刀面的挤压、摩擦与回弹，造成已加工表面金属的纤维化和加工硬化，并产生一定的残余应力。第三变形区的金属变形，将影响到工件的表面质量及使用性能。 ;1.3.2 积屑瘤;（二）积屑瘤的形成过程 　　在切削过程中，由于刀-屑间的摩擦，使前刀面和切屑底层一样都是刚形成的新鲜表面，它们之间的粘附能力较强。因此在一定的切削条件（压力和温度）下，切屑底层与前刀面接触处发生粘结，使与前刀面接触的切屑底层金属流动较慢，而上层金属流动较快。流动较慢的切屑底层，称为滞流层。如果温度与压力适当，滞流层金属就与前刀面粘结成一体。随后，新的滞流层在此基础上逐层积聚、粘合，最后长成积屑瘤。长大后的积屑瘤受外力作用或振动影响会发生局部断裂或脱落。积屑瘤的产生、成长、脱落过程是在短时间内进行的，并在切削过程中周期性地不断出现。 ;（三）积屑瘤在切削过程中的作用 1、增大前角 　　积屑瘤粘附在前刀面上，它增大了刀具的实际前角，当积屑瘤最高时，刀具有30左右的前角，因而可减少切屑变形，降低切削力。 ;2、增大切削厚度 　　积屑瘤前端伸出于切削刃外，伸出量为△んD（见图⒈15），使切削厚度增大了△hD，因而影响了加工尺寸。 ;3、增大已加工表面粗糙度 　　积屑瘤的产生、成长与脱落是一个带有一定周期性的动态过程（每秒钟几十至几百次），使切削厚度不断变化，以及有可能由此而引起振动；积屑瘤的底部相对稳定一些，其顶部很不稳定，容易破裂，一部分粘附于切屑底部而排出，一部分留在已加工表面上，形成鳞片状毛刺；积屑瘤粘附在切削刃上，使实际切削刃呈一不规则的曲线，导致在已加工表面上沿着主运动方向刻出一些深浅和宽窄不同的纵向沟纹。 ;4．影响刀具耐用度 　 　　积屑瘤包围着切削刃，同时覆盖着一部分前刀面。积屑瘤一旦形成，它便代替切削刃和前刀面进行切削。于是，切削刃和前刀面都得到积屑瘤的保护，从而减少了刀具磨损。但在积屑瘤不稳定的情况下使用硬