切削原理．.pptVIP

机械制造技术 主讲人：李爱芝 1.金属切削基础 2.金属切削的基本规律及其应用 3.机械加工工艺规程的制定 4.章 机床夹具设计 5.金属切削机床与刀具 6.机械加工精度 7.机械加工表面质量 8.机械装配工艺基础 2 金属切削的基本规律及其应用 金属切削过程的基本规律 2.1 金属切削过程的变形 2.2 切削力 2.3 切削热及切削温度 2.4 刀具磨损与刀具耐用度 金属切削过程的基本规律的应用 2.5 刀具几何参数的选择 2.6 工件材料的切削加工性 2.7 切削液的的选择 2.8 切削用量的合理选择 切削过程中，刀具切除工件上切削层金属使之变为切屑所需要 的力--- 金属切削过程中一个重要的物理现象。 它是计算切削功率、设计刀具、机床和机床夹具以及制定切削 用量的重要依据，也是自动化生产中用作监控参数之一。 →主要研究切削力的计算和变化规律 2.2 切削力 2.2.1 切削力的来源、切 削合力、分力及切削功率 1．切削力的来源： （1）克服工件材料弹性变 形的力； （2）克服工件材料塑性变 形的力； （3）克服刀—屑、刀—工 接触面上的摩擦力。 2.2 切削力 2．切削合力、分力：以车外圆为例 　 作用在刀具上的合力Fr分解为生产中有用的三个分力 2.2 切削力 2.2 切削力 ◆主切削力或切向力Fz(Fc) ：主运动切削速度方向的分力。 　切于过渡表面并垂直于基面→计算切削功率的主要力。 ◆背向力、切深抗力或径向力Fy (FP) ：切深方向的分力。 在基面内并　垂直于进给(工件轴线)方向的分力。使工件产生弯曲变形并能引起振动。 ◆ 进给抗力或轴向力 Fx (Ff) ：进给运动方向的分力。 在基面内并平行工件轴线的分力（与刀杆轴线垂直）。用于设计进给机构和计算进给功率。 ◆切削合力与分力关系： Fxy→ Fr合力在基面上投影，Fx＝ Fxy sinkr Fy＝ Fxy coskr 2.2 切削力 3.切削功率和单位切削功率 切削功率（工作功率） 切削力在切削过程中所作的功（或所消耗的功率）。 Fz—主切削力（N）; vc—切削速度（m/min）; Fx—进给抗力或轴向力（N）; nw—工件转速（r/min）; f—进给量（mm/r）。 2.2 切削力 由于Fx远远小于Fz，且vf较小，所消耗的功率＜1%，忽略不记。 通常计算的是主运动所消耗的功率： 机床电机所需功率PE： —机床的传递效率，一般取0.75～0.85。 2.2 切削力 单位切削功率 单位时间内切除单位体积金属所消耗功率 vc—切削速度（m/s） 2.2 切削力 2.2.2 切削力的求得 生产中切削力的求得有四种方法： ◆ 1）测量机床功率求切削力： 利用功率表直接测量机床功率，然后求得切削力的大小。 　 ◆ 2）利用测力仪测得切削力： →通过实验掌握 电阻应变片式测力仪※；压电晶体式测力仪。这两种测力仪都可以测出Fx、Fy、Fz三个分力，精度较高。 2.2 切削力 ◆ 3）利用经验公式计算切削力：通过大量实验，将测力仪测得的切削力数据，用数学方法进行处理，得到切削力的实验公式。通常采用切削力的指数形式： 　　→与实验条件有关的影响系数; 　　　　　　　　　　 　　→背吃刀量、进给量、切削速度对切削力的影响指数； 　　　　　　　 　　→加工条件与实验条件不同对切削力的修正系数。 2.2 切削力 ◆ 4）利用单位切削力计算切削力 　◆单位切削力　：切除单位切削层面积所产生的主切削力。 2.2 切削力 2.2.3 切削力的变化规律(影响切削力的主要因素) 1．工件材料： 物理力学性能、化学成分、热处理状态、加工前材料的加工状态、加工硬化程度都对切削力的大小产生影响。 （1）工件材料强度、硬度↑， ↑，切削力Fr↑； （2）工件材料塑性、韧性↑，前刀面摩擦↑ ，切削力Fr↑； （3）工件材料化学成分不同，如含碳量多少，是否含有合金元素等，切削力不同； （4）热处理状态不同，硬度不同，切削力随硬度提高而增大。 2.2 切削力 2．切削用量 （1） 和 f ： ★ap 、f ↑，bD、hD↑，AD↑，切削力Fr↑ ； ★影响程度不同： f 不变，ap↑（1倍），bD ↑，