武汉理工大学,金属工艺学第17章金属切削加工基础知识.ppt

金属切削加工:是用切削工具将坯料或工件上的多余材料切除，以获得所要求的尺寸、形状、位置精度和表面质量的加工方法。 17.1 切削运动及切削要素 说明: 待加工表面：指加工时工件上有待切除的表面； 已加工表面：指工件上经刀具切削后产生的表面; 1）ＹG（K）类硬质合金 (WC+CO) 硬度为８９－９２HRA,韧性比ＹＴ类硬质合金好,热硬性为８００－９００℃，切削韧性材料时耐磨性较差，故适于加工铸铁、青铜等脆性材料。 ２) YT（P）类硬质合金 （WC+TiC+CO） 硬度为８９.５ －９２.5HRA,热硬性为900－1000℃，韧性差,脆性大,适于加工塑性材料，如钢料等。 3) YW（M）类硬质合金 (WC+TiC+TaC+CO) 热硬性为1000－1100℃，综合性能好,既可加工铸铁、有色金属,又可加工钢,不锈钢等难加工材料。 ２．积屑瘤对切削加工的影响 2. 切削温度及其影响因素?? 常见刀具的结构形式 上次课内容回顾 切削运动及切削要素：主运动和进给运动；切削三要素 切削层参数：切削层面积、切削宽度、切削厚度 刀具材料及性能 刀具切削部分的几何参数： 刀具切削部分的组成要素：三面、两刃、一尖 车刀切削角度的坐标平面 在正交平面 (P0)：前角γ0 ；后角α0 在 基 面 (Pr)：主偏角κr ；副偏角κr′ 在切削平面 (Ps)：刃倾角λs 刀具结构：整体式、焊接式、机夹可转位式 金属的切削过程 金属在切削过程中，会出现一系列物理现象，如金属变形、切削力、切削热、刀具磨损等，这些都是以切屑形成过程为基础的，而生产实践中出现的许多问题，如积屑瘤、振动、卷屑、断屑等，都与切削过程密切相关。 带状切屑 节状切屑 单元切屑 崩碎切屑 17.3 金属的切削过程 1.切屑形成过程 切削层 的金属 弹性变形 塑性变形 挤裂 切离 切 屑 切削层的金属受到刀具前刀面的推挤后产生弹性变形 随着切应力、切应变逐渐增大，达到其屈服强度时，产生塑性变形而滑移 刀具继续切入时，材料内部的应力、应变继续增大，当切应力达到其断裂强度时，金属材料被挤裂 沿刀具前刀面流出 17.3.1 切屑形成过程及切屑种类 用大前角的刀具，较高的切削速度和小的进给量切削塑性材料(碳素钢、铜、铝合金等)时，易得到带状切屑 带状切屑 切削过程平稳，切削力变化小，工件表面光洁; 必须采取断屑措施 节状切屑 用较小前角的刀具、低的切削速度和较大的进给量加工中等硬度的材料（黄铜）时产生 由于切削力波动较大，工件表面粗糙。节状切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。 2.切屑的种类 单元切屑 切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑 如果在节状切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑 以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到节状切屑，单元切屑则很少见。 崩碎切屑 切削层金属发生弹性变形后，一般不经过塑性变形就突然崩裂。工件材料脆性越大，刀具前角越小，切削深度和进给量越大，越易产生此类切屑 刀尖容易磨损，容易产生振动，影响表面质量，因此在生产中应力求避免。 避免出现崩碎切屑的方法是减小切削厚度，使切屑成针状或片状；同时适当提高切削速度，以增加工件材料的塑性。 (1)切屑的形态可随切削条件不同而改变 (2)可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工质量 增大前角 提高切削速度 减小进给量 有利于 使粒状切屑、节状切屑向带状切屑转化 使切削过程平稳 降低加工表面粗造度数值 结 论 1. 积屑瘤的形成 17.3.2 积屑瘤 当切屑沿刀具的前刀面流出时，在一定的温度与压力作用下，与前刀面接触的切屑底层受到很大的摩擦阻力，致使这一层金属的流出速度减慢，形成一层很薄的“滞留层”。 当前刀面对滞留层的摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时，就会有一层金属粘附在切削刃附近，形成积屑瘤。 有利方面 保护刀具 增加工作前角 积屑瘤硬度很高 可代替切削刃进行切屑，减少刀具的磨损 积屑瘤的存在，使刀具的实际工作前角增大 可减小切削变形和切削力，使切削轻快 不利方面 影响工件尺寸精度 影响工件表面粗造度 积屑瘤破裂后会划伤表面，加快刀具磨损 会形成硬点和毛刺，使工件表面粗造度值增大 时大时小，时有时无，使切削力产生波动而引起振动 积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，使实际的切削深度不断变化 影响积屑