机械制造技术(浓缩版)-4-3解读.ppt

金属切削原理 ——机械制造技术—— 切削力影响——工件材料 切削力影响——切削用量 切削力影响——切削用量 切削力影响——刀具角度 前角：前角增大，变形系数减小，切削力减小；脆性材料影响不大。 主偏角：主偏角增大，背向力减小，进给力增大； 切削力影响——刀具磨损 后刀面磨损，后刀面法向力、摩擦力增大，切削力增大； 切削热 ——机械制造技术—— 金属切削的实质 切削热的产生 切削热来源于切削时消耗的变形和刀具与切削、刀具与工件间的摩擦功。 切削热的产生 切削热来源于：切屑的变形功和前、后刀面的摩擦功。 塑性材料——变形和摩擦功都较大，切削热量大；脆性材料——主要是刀具工件接触区摩擦，发热量较小； 切削过程中消耗的能量98～99%都转化为切削热； 切削热影响因素 工件材料的导热系数 刀具材料的导热系数 工件材料的导热系数高，由切屑和工件传导出去的热量就多，切削区温度低；刀具材料的导热系数高，切削区的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的温度； 周围介质：采用冷却性能好的切削液能有效地降低切削区的温度。 切削热的传出 切屑——大部分，超过50% 刀具——次于切屑，不足40% 工件——不到10% 周围介质——极少部分，1% 切削热的传出 切屑——约28% 刀具——约15% 工件——超过50% 周围介质——不足5% 切削温度 指切削区的平均温度。 是切削过程中产生的切削热与切屑、工件、刀具和介质传出的热两者综合后使切削区形成的温度。 切削热的计算 切削热的测量 切削热的测量 切削温度的测量——自然热电偶法 利用工件材料和刀具材料化学成分不同组成热电偶的两极。 切削区形成热电偶的热端；刀具尾端及工件引出端保持室温，形成热电偶的冷端。 切削温度的测量——人工热电偶法 用两种预先经过标定的金属丝组成热电偶，它的热端焊接在测混点上，冷端接在毫伏表上。 影响切削热——切削用量 影响切削热——前角 前角增大，切削热下降； 影响切削热——主偏角 主偏角减小，切削刃增长，切削热下降； 影响切削热——工件材料 工件材料强度、硬度高 ——？？？ 工件材料导热系数高 ——？？？ 塑性材料、脆性材料 ——？？？ 切削液 ——机械制造技术—— 切削液作用与种类 润滑、冷却、清洗、防锈 切削液的选择——耐热性差的刀具 粗加工时，切削用量大，切削热多，容易导致刀具磨损，应选用以冷却为主的切削液； 精加工时，主要是获得较好的表面质量，可选用润滑性好的极压切削油或高浓度极压乳化液。 切削液的选择——耐热性好的刀具 一般不用切削液，如必要，也可用低浓度乳化液或水溶液，但应连续、充分地浇注，以免高温下刀片冷热不均， 产生热应力而导致裂纹、损坏等。 切削液的选择——摩擦严重 钻孔、攻丝、铰孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状态，导向部、校正部与已加工表面的摩擦也严重，对硬度高、强度大、韧性大、冷硬严重的难切削材料尤为突出，宜用乳化液、极压乳化液和极压切削油； 切削液的选择——受力大 成形刀具、 齿轮刀具等，要求保持形状、尺寸精度等，应采用润滑性好的极压切削油或高浓度极压切削液； 切削液的选择——防止生成化合物 防止切削液与金属能形成超过金属本身强度的化合物，如切削铜时不宜用含硫的切削液，因为硫会腐蚀铜；切铝时就不宜用硫化切削油。 切削液的选择——磨削加工 磨削加工温度很高，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，要求切削液具有较好的冷却性能和清洗性能，常用半透明的水溶液和普通乳化液； 磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能较好的水溶液和极压乳化液。 切削液的选择——不同材料 加工钢等塑性材料时，需用切削液； 加工铸铁等脆性材料时，一般则不用，原因是作用不如钢明显，又易污染机床、工作地； 对于高强度钢、高温合金等， 加工时均处于极压润滑摩擦状态，应选用极压切削油或极压乳化液； 切削液的使用方法 1、 浇注法 最普通的使用方法，但流量小、压力低，难以直接渗透到切削刃最高温度处，效果较差。切削时应尽量浇注到切削区，从后刀面喷射比在前刀面浇注好，刀具耐用度可提高一倍以上。 切削液的使用方法 2、高压冷却法 　 适于深孔加工，将工作压力约1～10 MPa，流量约50～150 L／min的切削液直接喷射到切削区，并可将碎断的切屑驱出，但飞溅严重，需加护罩。 切削液的使用方法 3、喷雾冷却法 　 以压缩空气及喷雾装置使切削液雾化，从喷嘴中高速喷射到切削区。雾化的切削液渗透到切削区，在高温下迅速汽化，吸收大量热量，达到较好的冷却效果。 刀具材料 ——机械制造技术—— 刀具材料 机床与刀具材料交替进展 金属切削的发展史可归结为刀具材料的发展史 刀具应具备的性能 硬度和耐磨性 强度和韧性 耐热性 热物理性能和耐热冲击性能 工艺性 经