机械制造技术与设备 教学课件 作者 周同玉 第1章 金属切削加工基本知识.ppt

1.3　金属切削过程 (1)切削力(Fc)　主运动切削速度方向的分力。(2)进给力(Ff)　进给方向的分力。(3)背向力(Fp)　背吃刀量方向的分力。 图1-20　背向力对工件形状的影响a)两顶尖装夹　b)三爪自定心卡盘装夹 1.3　金属切削过程 2.切削力和切削功率的估算(1)利用单位切削力计算 表1-3　常用材料的单位切削力 (2)利用指数公式计算　在实际生产中，还常采用指数公式来对切削力进行计算。(3)切削功率　切削功率是指在切削过程中消耗的功率。3.影响切削力的因素 1.3　金属切削过程 (1)被加工材料的影响　工件材料强度、硬度高，切削力大；塑性变形大的材料(如 1Cr18Ni9Ti)，切削力大。(2)切削用量　进给量f和背吃刀量ap增大，AD增大，切削力增大。(3)刀具几何参数　前角增大，切屑变形减小，切削力小；若切削时变形增大，切削力大。(4)其他因素　在相同切削条件下，陶瓷刀具切削力最小，硬质合金刀具切削力次之，高速工具钢刀具切削力最大。1.3.3　切削热与切削温度在金属切削过程中，金属材料发生极大变形与摩擦，而这些变形、摩擦所消耗的能量绝大部分转化成热量，称为切削热。1.切削热的生产与传散2.切削温度及对切削加工的影响 1.3　金属切削过程 工件材料：GCr15 刀具材料：YT14　刀具角度：＝0°切削用量：=4.1mm　f=0.5nm/r　=80m/min图1-21　切削区域的温度分布a)切屑与工件的温度　b)刀具的温度 1.3　金属切削过程 1)在保证切削刃强度的前提下，适当增大前角，减少切削层金属的塑性变形，以减少切削热的产生。2)降低切削速度，增大进给量f和背吃刀量ap，使切削温度降低。3)采用冷却效果好的切削液，带走更多的热量，使切削温度降低。1.3.4　刀具的磨损与刀具寿命切削时，刀具在高温、高压的作用下，随着切削过程的进行，刀具表面某些部位的材料被切屑或工件逐渐带走，从而使刀具丧失正常的切削能力，这种现象称为刀具的磨损。1.刀具磨损 1.3　金属切削过程 图1-22　刀具的磨损a)前、后刀面磨损　b)磨损量的表示 1.3　金属切削过程 (1)前刀面磨损　以较大的切削厚度切削塑性材料时，切屑在前刀面近削刃处磨出一个凹坑，称为月牙洼。(2)后刀面磨损　由于切削刃的刃口钝圆半径对加工表面的挤压与摩擦，使切削刃的下方磨出一条后角为零的沟痕，这就是后刀面的磨损。2.刀具的磨损过程与磨钝标准(1)初期磨损阶段AB　这一阶段的磨损较快，这是因为新刃磨的刀具表面粗糙值大，接触应力又很大，同时前、后刀面可能有脱碳、氧化层等表面缺陷，因而这一阶段的磨损速度在很大程度上取决于刀具的刃磨质量。 1.3　金属切削过程 (2)正常磨损阶段BC　由于刀具表面被磨平，接触面增大，压力减小，磨损变慢，在此阶段磨损量的增长基本上与切削时间成正比。(3)急剧磨损阶段CD　当刀具磨损达到一定程度后，刀具钝化，摩擦过大，使切削温度迅速升高，刀具磨损加剧，以致刀具很快失去切削能力。3.刀具寿命 图1-23　刀具后刀面磨损曲线 1.3　金属切削过程 1Z24.tif 1.3　金属切削过程 表1-4　刀具寿命T值(单位：min) 1.4　金属切削机床的基本知识 1.4.1　机床的分类与型号编制金属切削机床种类和规格繁多，为了便于设计、制造、使用和管理，需要对机床进行分类和编制型号。1.机床的分类 表1-5　金属切削机床的分类及其代号 表1-6　金属切削机床通用特性代号 2.机床型号的编制方法 1.4　金属切削机床的基本知识 P30.tif 1.4.2　机床上工件加工表面及其形成方法1.被加工表面分析 1.4　金属切削机床的基本知识 图1-25　构成零件外形轮廓的常见表面 2.工件表面的成形方法 1.4　金属切削机床的基本知识 图1-26　零件表面的成形1—母线　2—导线 1.4　金属切削机床的基本知识 (1)轨迹法　用尖头车刀、刨刀等刀具切削时，切削刃与被加工表面为点接触，如图1-27a所示。(2)成形法　将切削刀具的切削刃制成与所需形成的母线完全吻合，加工时，无需任何运动来形成这一母线，刀具只需做箭头A1方向的直线运动就能形成被加工表面，如图1-27b所示。(3)相切法　相切法又称包络线法，它是利用刀具边旋转边做轨迹运动来对工件进行加工的方法。 图1-27　形成发生线的方法 1.4　金属切削机床的基本知识 (4)展成法　用插齿刀、齿轮滚刀等加工工件时，切削刃是一条与需要形成的发生线共轭的切削线。1.4.3　机床的传动原理及运动分析1.机床传动的组成(1)运动源　为执行件提供运动和动力的装置，如交流电动机、直流电动机、步进电动机等。(2)传动装置　它是传递运动和动