机械制造基础项目11金属切削原理分析教材课程.pptxVIP

数控系统机床结构机械制造基础主讲人：编码用钢的热处理方法典型零件的选材与热处理工艺分析熟悉金属材料的性能其他常用工程材料选用认识非合金钢零件的铸造加工 合金钢的选用零件的锻压成型目 录111312151416109金属切削原理分析铣削加工零件的焊接加工 车削加工机械加工常用刀具选用磨削加工常用金属切削机床其他切削加工方法目 录项目导读本项目主要简介各种现象的成因、作用及变化规律，并熟悉切削运动、切削用量等基本知识。了解掌握这些基本规律，为合理使用刀具、解决切削加工质量、降低成本和提高生产效率等方面问题打下初步基础。任务11.1 切削加工基础知识任务11.2 金属切削过程分析 任务11.3 切削液的选用任务11.4 已加工表面质量分析金属切削原理分析11任务浏览知识目标了解各种切削要素概念，理解并掌握切削过程中产生的各种物理现象的变化规律及影响因素等。了解表面质量的含义，了解切削液的作用和选用。能力目标根据所学知识，会合理选用刀具几何与合理的切削用量，以改善切削加工条件，保证加工精度，提高金属切削效益。具备解决机械加工过程中初步解决问题的能力。任务11.1 切削加工基础知识11.1.1 切削运动1. 主运动主运动是使刀具和工件产生主要相对运动以进行切削的运动。2. 进给运动进给运动是新的金属不断投入切削，使切削能持续进行以形成所需工件表面的运动。3. 合成切削运动主运动和进给运动合成后的运动称为合成切削运动。任务11.2 金属切削过程分析11.2.1 切削变形分析切削变形实质上是工件受到刀具挤压作用后，切削层内部产生剪应力， 剪应力达到金属材料的屈服极限σs后产生塑性变形，使切削层与母体金属分离形成切屑的过程。为了进一步分析切削层变形的规律，通常把切削区的金属层划分为三个变形区，如图11 - 4所示。由于工件材料、切削条件不同，变形情况各异，根据剪切滑移后形成切屑的外形不同，切屑分为四种类型，如图11- 9 所示。在中等切削速度范围内，加工中碳钢、低碳钢、铝合金等塑性金属时，常在前刀面近切削刃处黏着一块断面呈三角状的硬块，这块金属称为积屑瘤（如图11 - 10所示）。（1）积屑瘤对切削加工的影响①由于它的硬度高于工件2～3倍，故堆积在切削刃上能代替切削刃切削，并保护了切削刃。②增大实际工作前角，减小切削变形和切削力。③堆积成的钝圆弧刃口造成挤压和过切现象，降低加工精度。④积屑瘤脱落后黏附在已加工表面上使表面粗糙不平。所以在精加工时应避免积屑瘤产生。（2）控制积屑瘤的措施①采用低速或高速切削。②减小进给量、增大刀具前角、提高刀具刃磨质量，使用润滑性能好的切削液，以减小切屑底层材料与刀具前面间的压力和摩擦，避免黏结现象产生，可达到抑制积屑瘤的作用。③适当提高工件材料硬度，降低材料延展性，减小变形和加工硬化现象。1. 切削变形过程2. 切屑类型3. 积屑瘤任务11.2 金属切削过程分析11.2.2 切削力分析（2）单位切削力目前国内外许多资料中都利用单位切削力kc来计算切削力Fc和切削功率P，这是较为实用和简便的方法。单位切削力是切削单位切削层面积所产生的作用力，位为N/mm2，可表示为：kc=FcAD=Fcap·f (1113)式中AD——切削层面积（mm2）如图11 - 12所示，切削力来源于以下两个方面：一方面是克服由切削层、切屑和已加工表面上产生的弹性变形和塑性变形抗力；另一方面是克服刀具与切屑、刀具与工件表面间产生的摩擦阻力。上述两者作用在刀具上的合力为F。合力F作用在切削刃工作空间某方向，如图11- 13所示，由于大小与方向都不易确定，因此，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，可将合力F分解为三个分力。（1）切削力实验公式：Fc = CFc ·ap xFc ·fyFc ·vc nFc ·KFc Fp = CFp ·ap xFp ·fyFp ·vc nFp ·KFp Ff = CFf ·ap xFf ·fyFf ·vc nFf ·KFf (1112 )上式中CFc、CFp、CFf—与工件材料及切削条件有关的系数。xFc、yFc、nFc、xFp、yFp、nFp、xFf、yFf、nFf——切削用量三参数对削力影响指数。KFc、KFp、KFf——实际切削条件与所求得实验公式条件不符合时，各种因素对切削力的修正系数之。凡影响切削过程变形和摩擦的因素都影响切削力。（1）工件材料影响工件材料的硬度和强度越高，产生的切削力就越大。工件材料的塑性和韧性越高，则切削变形越大，切削与刀具间摩擦增加，故切削力越大。切削铸铁时变形小，摩擦力小，故产生的切削力也小。（2）切削用量影响①背吃刀量ap与进给量f。②切削