金属材料成形基础 第5章.ppt

第五章 金属切削加工 基础知识 第五章 金属切削加工 基础知识 2. 表面质量 二、切削运动 §2 金属切削刀具 二、刀具材料 ⑶ 高速钢 三、刀具几何形状 2. 刀具的主要标注角度 四、刀具角度对加工过程的影响 §3 金属切削过程 2. 切屑的种类 三、切削力和切削功率 2) 切削热的传散 §4 材料的切削加工性 2. 后角（ ? 0） 作用： 减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力。 所以 ? 0 a .减小切削力和切削热； b .减小刀具的磨损； c .提高工件的加工精度和表面质量。 ?0 ?0 选择： 加工塑性材料和精加工—取大后角（ ） ? 0 加工脆性材料和粗加工—取小后角（ ） ? 0 后角（ ? 0）只能是正的。 精加工： ? 0= 80~120 粗加工： ? 0= 40~80 3 . 主偏角（kr） 改善切削条件，提高刀具寿命。 作用： 减小kr：当ap、f 不变时，则 aw 、ac — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。 n f dw dm kr kr’ ap 选择 系统刚性好：取较小的kr。100~300、450。 系统刚性差：取较大的kr。600、750、900。 但减小kr Fy 、Fx ，加大工件的变形挠度，使工件精度降低。同时，容易引起系统振动。 4 . 副偏角（kr’） 最终形成已加工表面。 作用： 选择：在不产生振动的前提下，取小值。 Kr’：使已加工表面残留密集的高度减小，降低工件的表面粗糙度。 5 . 刃倾角（ ?S ） 作用 ① 影响切削刃的锋利程度； ②影响切屑流出方向； ③影响刀头强度和散热条件； ④影响切削力的大小和方向。 选择： 粗加工：可取零或负（ ?S =0、- ?S ） 精加工：取 正（+?S ） 金属材料在刀具的作用下变形、分离的过程。 一、切屑的形成过程及切屑的种类 1. 切屑的形成过程与切屑变形 F 450 ? O M A B F O M A B o M Lc ac Lch ac h 切屑的变形程度用变形系数?表示。 ? = Lc/Lch=ac h/ac1 影响切屑变形的因素： ① 刀具角度： ?0 ? ② 切削速度： v ? ③ 材料塑性： ? ? ④ 刀具与切屑之间的摩擦系数 ， 。 ? 1) 带状切屑 特征：内表面光滑，外表面呈毛茸状。 形成条件：塑性材料、速度中等、较大的?0 、较小的f 和ap。 2) 节状切屑 特征：内表面有时有裂纹，外表面呈锯齿状。 形成条件：中等硬度的塑性材料、速度较低、较小的?0 、较小的f 和ap。 3) 崩碎状切屑 特征：不规则的碎块状。 形成条件：脆性材料。 二、积屑瘤 在一定的切削速度下切削塑性材料时，常发现在刀具前刀面 上靠近刀刃的部位粘附着一小块很硬的金属—称为积屑瘤。 1. 积屑瘤的形成 o M 滞留层 1) 积屑瘤的形成过程 2) 积屑瘤的形成条件 ① 工件材料：塑性材料； ② 切削速度：中等（10~50m/min），温度约300℃； ③ 刀具角度： ?0 偏小； ④ 冷却条件：不加切削液。 2. 积屑瘤对加工过程的影响 有利 ① 使 ?0 增大，使切削过程变得轻快。 ② 可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。 所以：粗加工时可以利用。 3. 积屑瘤的抑制 不利 ① 积屑瘤不稳定，易引起振动，使 Ra 增大。 ② 会引起ap的变化，使加工精度降低。 所以：精加工时应尽量避免。 ① 利用切削液； ② 控制切削速度； ③ 加大刀具前度 ?0 ； ④ 对工件进行正火、调质处理，降低 ?、ak。 1. 切削力 1) 切削力的构成 o M ① 材料的弹性变形和塑性抗力； ② 切屑、工件表面与刀具的摩擦力。 2) 切削力的分解 刀具切削工件时作用在刀具或工件上的力。 将Fr沿速度方向、轴向和径向三个相互垂直的发现分解为Fz、Fx、Fy。 F弹、塑 F摩1 F摩2 Fr ① 主切削力（切向分力）Fz Fz 是Fr在切削速度方向上的分力。 主切削力占总切削力的80%~90%，消耗的功率占总功率的95%以上。是计算机床动力及主要传动零件强度和刚度的依据。 ② 进给抗力（轴向分力）Fx Fx 是Fr在进给方向上的分力。 消耗的功率仅占总功率的1~5%。是设计和计算进给机构零件强度和刚度的依据。 ③ 切深抗力（径向分力）Fy 是Fr在切削深度方向上的分力。 Fr Fz Fx Fy FX、Y 3) 影响切削力的因素 ②工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性韧性越好，Fr越大。 ① 切削用量：ap 、f 增大， Fr越大。 ③ 刀具角度： 增大 ?0 ，Fr 减小；增大kr ，Fy减小、Fz增大。 ④