切削力.ppt

在金属切削过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等。 崩碎切屑：在切削铸铁和黄铜等脆性材料时，切削层金属发生弹性变形以后，一般不经 过塑性变形就突然崩落，形成不规则的碎块状屑片，即为崩碎切屑。 当刀具前角小、进给量大时易产生这种切屑， 产生崩碎切屑时，切削热和切削力都集中在主切削刃和刀尖附近，刀具易崩刃、刀尖易磨损，并容易产生振动，影响表面质量。 [计算举例]： 用YT5硬质合金车刀外圆纵车 的热轧45钢，车刀几何参数 为切削用量为 。 试计算切削力Fc、Fp、Ff 及切削功率Pc 。 具体来说，包括以下五点： 1.碳素钢 低碳钢(0.25%) ：性软而韧。粗加工时不易断屑而影响操作过程，精加工时因切屑脱离母体时使已加工表面发生严重撕扯而产生大量细裂纹（鳞刺），又因易形成积屑瘤而严重影响精加工质量，故切削加工性较差；可通过正火处理使晶粒细化、硬度增加、韧度下降，便于切削加工。 中碳钢（0.3%～0.6%）：有较好的综合性能，其切削加工性较好； 高碳钢（0.6%～0.8%）：切削加工性次于中碳钢； （0.8%）：性硬而脆，切削时刀具易磨损，故其切削加工性不好。 可通过球化退火来改善其切削加工性。 3.普通铸铁：与具有相同基体组织的碳素钢相比，切削加工性好。其金相组织是金属基体加游离态石墨。 墨：降低了铸铁的塑性，切屑易断，有润滑作用，使切削力小，刀具磨损小。 但石墨易脱落，使已加工表面粗糙。切削铸铁时形成崩碎切屑，造成切屑与前刀面的接触长度非常短，使切削力、切削热集中在刃区，最高温度在靠近切削刃的后刀面上。 4.铝、镁等非铁合金 硬度较低，且导热性好，故具有良好的切削加工性。 加工铝合金时，不宜采用陶瓷刀具。 一般不使用切削液。 铝合金：乳化液和煤油 镁合金：严禁使用水剂和油剂，宜于自然空冷和采用压缩空气冷却。 难加工材料包括难切金属材料和难切非金属材料两大类。 难切金属材料：高锰钢、高强度钢、不锈钢、高温合金、钛合金、高熔点金属及其合金、喷涂(焊)材料等。 难切非金属材料：陶瓷 (1)改善切削加工条件 要求机床有足够大的功率，并处于良好的技术状态；加工工艺系统 应具有足够的强度和刚性，装夹要可靠；在切削过程中，要求均匀的机械进给，切忌手动进给，不容许刀具中途停顿。 (2)选用合适的刀具材料 (3)优化刀具几何参数和切削用量 (4)对材料进行适当热处理 (5)选用合适的切削液 切削液供给要充足，且不要中断。 (6)重视切屑控制 根据加工要求控制切屑的断屑、卷屑、排屑并有足够的容屑空间，以提 高刀具寿命和加工质量。 磨削是一种精加工方法。 尺寸精度可达IT5～IT6。 表面粗糙度能达到0.8～0.08. 磨削外圆时，总磨削力分解为磨削力Fc、进给力Ff和背向力Fp 3个相互垂直的分力。 磨削力Fc决定磨削时消耗功率的大小，在一般切削加工中，切削力Fc比背向力Fp大得多；而在磨削时，背向磨削力Fp大于磨削力Fc（一般2～4倍）。 进给力最小，一般可忽略不计。 背向力Fp不消耗功率，但它会使工件产生水平方向的弯曲变形，直接影响工件的加工精度。例如纵磨细长轴的外圆时，由于工件的弯曲而产生腰鼓形。 在磨削过程中，由于磨粒对工件产生强烈的挤压和摩擦，使工件材料经受剧烈地变形，产生大量的热量，磨削区温度很高。 磨削温度?指磨削区的平均温度，用?A表示。 磨削点温度?磨粒切除金属时，其接触点的温度称作磨削点温度，用?dot表示。 磨削加工工件温度?磨削热传入工件引起工件温度升高，其温度用?w表示。 各种磨削温度对磨削过程影响不同： 磨粒磨削点温度?dot：是磨削中温度最高的部位，也是磨削热的热源，不但影响表面质量，也影响磨粒磨损和磨屑粘着现象； 砂轮磨削区温度?A：与磨削烧伤、磨削裂纹的产生有关； 磨削加工工件温度?w及其在表面上的分布状况：与磨削加工变质层性质、裂纹产生密切相关，也影响工件形状和尺寸精度。 1、内圆磨削 用砂轮磨削工件内孔的方式。砂轮做高速旋转为主运动n0，工件旋转做圆周进给运动nw，同时砂轮或工件做纵向进给运动fa，砂轮做径向进给运动fp。 3、平面磨削 常见有四种方式： a）卧轴矩台平面磨床磨削 b）卧轴圆台平面磨床磨削 c）立轴矩台平面磨床磨削 d）立轴圆台平面磨床