2金属切削原理.ppt

2.1 切削运动及切削用量 切削加工： 用切削工具切除工件上多余的材料，从而使工件的形状、位置、尺寸精度和表面质量均合乎预定要求的零件的加工过程。 工件与刀具之间有相对运动，即切削运动。 刀具材料必须具有一定的切削性能。 刀具必须具有适当的几何参数，即刀具角度。 2.2 刀具材料 2.2.1 刀具材料应具备的性能 (1)高硬度、高耐磨性； (2)足够强度和韧性； (3)高的耐热性与化学稳定性； (4)良好的工艺性； (5)较好的经济性。 2.2 刀具材料 2.2.1 刀具材料应具备的性能 (1)高硬度、高耐磨性； (2)足够强度和韧性； (3)高的耐热性与化学稳定性； (4)良好的工艺性； (5)较好的经济性。 2.2.2 高速钢 碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。有较高的热稳定性，较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；其制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。 高速钢刀具 高速钢刀具 普通高速钢 粉末冶金高速钢 为使高速钢组织均匀，晶粒细小，采用喷雾制粉、烧结成形的工艺方法制造的坯料叫粉末冶金高速钢，其综合性能比浇注锻打方法制造的高速钢好许多。 常见高速钢的牌号及其应用范围 4.硬质合金 2.2.3 硬质合金 硬质合金是把硬度很高的难熔金属碳化物（WC、TiC等）粉末用金属粘结剂（Co等）烧结在一起制成的刀具材料。所谓烧结，是指在工艺过程中，碳化物基体材料不熔化，由粘结剂熔化后将它们粘结在一起。硬质合金不是钢，无法进行锻造。 硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都比高速钢高。常温硬度可达HRA89～93，在800～1000 °C还能承担切削，耐用度较高速钢高几十倍。当耐用度相同时，切削速度可提高4～10倍。 各类硬质合金刀具 中国(ISO)将硬质合金分为三类： 硬质合金的应用范围 2.2.4 其它刀具材料 1、陶瓷 硬度高、耐热性高、强度低、韧性小 2、金刚石 金刚石是碳（石墨）的同素异构体 ，自然界最硬的材料。天然金刚石、人造聚晶金刚石及金刚石复合刀片 与碳亲和，通常不用于加工钢材 高温下会石墨化 3、立方氮化硼（CBN） 2.2.5 涂层刀具 涂层材料 TiC:耐磨 TiN:金色，抗月牙洼，光滑 陶瓷：黑色，高速 金刚石：宜于加工硬质点，SiC纤维增强材料 2.2.6 刀具结构形式 整体式、焊接式、机夹式 机夹可转位式 2.2.7 刀具材料比较 2.3 刀具切削部分的几何参数 2.3.1 车刀与刀具切削部分的组成 2.3.2 刀具参考坐标系及刀具标注角度 1、刀具标注角度参考系 假定（想象）使用情况下建立的坐标系 （1）基面Pr ：通过切削刃上的选定点，垂直于该点主运动方向的平面。 （2）切削平面Ps ：通过切削刃上选定点，由切削刃在该点的切线和切削速度这两条相交直线所决定的平面。 （3）正交平面Po与正交平面参考系：正交平面是通过切削刃上选定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面。 显然有Pr⊥Ps⊥Po，这三个平面组成一个空间直角（正交）坐标系，称为正交平面参考系。我们用下标“o”表示与正交平面有关的参数。 （4）法平面Pn与法平面参考系：法平面是通过切削刃上选定点，垂直于切削刃（在该点的切线）的平面（图2-9）。Pr、Ps，Pn组成一个空间斜角坐标系，称为法平面参考系。 （5）假定工作平面Pf、背平面Pp及其参考系：通过切削刃上选定点，垂直于该点基面，包含假定进给运动方向的平面（图2-10），称为假定工作平面（又叫进给平面）。通过切削刃上选定点，垂直于该点基面和假定工作平面的平面，称为背平面（图2-6）。“背”表示“背吃刀量”，有时也叫切深平面。显然，Pr、Pf、Pp组成了一个空间直角坐标系，称为假定工作平面-背平面参考系，又叫进给平面-背平面（切深平面）参考系。 2、刀具的标注角度 刀具角度的标注方法 刀具的标注角度 在基面内测量 ： 主偏角Kr、副偏角Kr’、刀尖角εr 在切削平面内测量： 刃倾角λs 正交平面内度量： 前角γo、后角αo、楔角βo 描述平面型车刀所需的基本角度 Pr : Κr、Κr’ Po: γo、αo Ps: λs Po’: αo’ 2.3.3 刀具角度的换算 正交平面参考系与法平面参考系 正交平面与法平面的角度换算 正交平面与垂直于基面的任意平面的角度换算 车削非圆表面