第1章 金属切削原理与刀具.ppt

机械制造技术基础主讲人:刘长霞 切削加工：利用切削刀具从工件上切除多余的材料的加工方法。 目的： 使被加工零件的尺寸精度、位置精度和形状、表面质量达到设计与使用的要求。 相关设备：机床、刀具、夹具、量具 特种加工(电火花、线切割)、锻造。 d----工件或刀具上某一点的回转直径(mm)；n----工件或刀具的转速（r/s或r/min）。 2、进给量f进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移。进给速度vf：单位时间内工件与刀具在进给运动方向上的相对位移 vf＝n×f 视频：切削用量对切削的影响 前角?o：主剖面中测量的前面与基面间的夹角；前面在基面下方取正值，反之为负。 后角?0：主剖面中测量的后面与切削平面间的夹角；后面在切削平面右边为正，反之为负。 楔角?0：主剖面中测量的前面与后面之间的夹角。 ?0+ ?0 + ?0＝90° 法前角?n：法剖面中测量的前面与基面间的夹角；前面在基面下方取正值，反之为负。 法后角?n：法剖面中测量的后面与切削平面间的夹角；后面在切削平面右边为正，反之为负。 法楔角?n：法剖面中测量的前面与后面之间的夹角。 定义：加工中碳钢、低碳钢、铝合金等塑性材料，在切削速度不高、形成连续性切屑时，在刀具前面刃口处粘一小块很硬的金属块；剖面常呈三角状。 产生原因：当压力、温度达到一定程度时，切削底层材料中的切应力超过剪切屈服强度，使滞流层中流速为零的切削层被剪切断裂，粘结在前刀面上。层层堆积，逐渐长大。经过剧烈的塑性变形后硬度提高。长高的积屑瘤在外力和振动作用下，脱落或局部断裂。 特点：硬度通常是工件材料的2 ~ 3倍，在处于比较稳定状态时，能够代替刀刃进行切削； 增大实际前角，减小切削变形； 变成钝圆弧刃口，造成挤压与摩擦，降低加工精度； 脱落粘附在已加工表面。 定义：钝圆弧切削刃或后角很小时，挤压和摩擦导致已加工表面层的晶格产生扭曲、破碎，表面层硬度提高—加工硬化。 刀具切削部分材料主要有 工具钢（碳素工具钢和合金工具钢、高速钢）、硬质合金、陶瓷材料和超硬刀具材料(金刚石、立方氮化硼)等。一般机加工使用最多高速钢与硬质合金。 高速钢耐热性差，抗弯强度高，价格便宜，焊接与刃磨性能好，可以应用于中、低速切削的成形刀具，不宜应用于高速切削；硬质合金耐热性好，切削效率高，强度及焊接刃磨工艺性比高速钢低，多用于制作车刀、铣刀以及各类高效切削刀具。 硬度越高，允许的切削速度越高；韧性越高可以承受的切削力越大。 定义：高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较多的合金工具钢 。 性质：高速钢具有良好的热稳定性 热处理变形小，耐热性超过600℃； 高速钢具有较高强度和韧性 抗弯强度大约为3.3GPa； 热处理后硬度可达(62～66HRC) 。 良好的可加工性---宜锻造。主要制作复杂形状刀具：如铣刀、孔加工刀具、螺纹刀具、拉刀、齿轮刀具等。 通过调节其化学成分，可用于高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料的加工。 定义：由硬度和熔点很高的碳化物(硬质相)和金属(粘结相)通过粉末冶金工艺制成的。 碳化物（WC、TiC、TaC、NbC和TiN）和金属粘结剂（Co、Ni、Mo）。 定义：以氧化铝Al2O3或氮化硅Si3N4为基体，添加少量的金属，在高温下烧结而成。 2、粒度 (磨料颗粒的大小) 筛分法：以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，如60＃，即网筛孔的尺寸。 光电沉降仪法：微粉：磨粒的直径＜40μm时，如W20磨粒尺寸在20～14μm，以沉降时间来测定。 粗磨用粗粒度，精磨用细粒度 ；当工件材料软，塑性大， 磨削面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。成形磨削和高速磨削时应选用细粒度砂轮。 3、结合剂 结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使磨具具有必要的形状和强度。 1、陶瓷结合剂（V）：化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜 高速，线速度一般为35m/s。 2、树脂结合剂（B）：强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或 切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差 (300℃)，自锐性好。 3、橡胶结合剂（R）：强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、 导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差(200℃)，自锐性好。 4、金属结合剂（M）：青铜、镍等，强度韧性高，成形性好， 但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。 4、硬度 指磨具工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。 取决于结合剂的结合能力及所