第2章节刀具与切削参数选择.docVIP

第2章 刀具与切削参数选择 2-1试说明外圆车削、端面车削、刨削、钻削、铣削的切削运动。 在金属切削加工时，为了切除工件上多余的材料，形成工件要求的合格表面，刀具和工件间须完成一定的相对运动，即切削运动。切削运动按其所起的作用不同，可分为主运动和进给运动，如图所示。 车削　b)铣削　c)刨削　d)钻削　e)磨削 １—主运动２—进给运动　３—待加工表面　４—加工表面　５—已加工表面 2-2什么是切削用量三要素？ 在切削加工中切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)称为切削用量三要素。 2-3车刀切削部分由哪些面和刃组成？ 刀具切削部分主要由刀面和切削刃两部分构成。刀面用字母Ａ与下角标组成的符号标记，切削刃用字母Ｓ标记，副切削刃及相关的刀面标记在右上角加一撇以示区别。 (1)前面(前刀面)Ａr：刀具上切屑流出的表面； (2)后面(后刀面)Aα：刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面； (3)副后面(副后刀面)Aα′：刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面； (4)主切削刃Ｓ：前面与后面形成的交线，在切削中承担主要的切削任务； (5)副切削刃Ｓ′：前面与副后面形成的交线，它参与部分的切削任务； (6)刀尖：主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。 2-4刀具正交平面参考系平面Pr、Ps、Po及其刀具角度γo、αo、κr、λs如何定义？用图表示。 刀具角度参考平面 用于构成刀具角度的参考平面主要有：基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面。 2．正交平面参考系中的刀具标注角度 在正交平面参考系中，刀具标注角度分别标注在构成参考系的三个切削平面上。 2-5试画图表示：γo=10°、αo=6°、κr=90°、κr’=10°、λs=-5°的外圆车刀。 2-6试画图表示：γo=15°、αo=8°、κr=90°、κr’=2°、λs=0°的切断车刀。 2-7端面车削时，刀尖高(或低)于工件中心时工作角度(前、后角)有何变化？ 2-8试画图说明切削过程的三个变形区及各产生何种变形？ 切削过程的实际情况要比前述的情况复杂得多。在切削过程中，切削层金属要产生一系列变形，通常将其划分为三个变形区。 图中Ⅰ(AOM)为第一变形区。“剪切滑移区”，宽度为0.02 mm～0.2mm。 图中Ⅱ为第二变形区。“摩擦区”，变形方向基本上与前刀面平行。 图中Ⅲ为第三变形区。此变形区位于后刀面与已加工表面之间，切削刃钝圆部分及后刀面对已加工表面进行挤压，使已加工表面产生变形，造成纤维化和加工硬化。 2-9切屑有哪些种类？各种切屑在什么情况下形成？ 由于工件材料性质和切削条件不同，切削层变形程度也不同，因而产生的切屑形态也多种多样。主要有以下四种类型：带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑。 (1)带状切屑它的内表面是光滑的，外表面呈毛茸状。加工塑性金属时，在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形成此类切屑。 (2)节状切屑又称挤裂切屑。它的外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。 (3)粒状切屑又称单元切屑。在切屑形成过程中，如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度，切屑单元从被切材料上脱落，形成粒状切屑。 (4)崩碎切屑加工脆性材料，切削厚度越大越易得到这类切屑。切削变形程度有三种不同的表示方法，分述如下。 1．变形系数 在切削过程中，刀具切下的切屑厚度hch通常都大于工件切削层厚度hD，而切屑长度lch却小于切削层长度lc。切屑厚度hch与切削层厚度hD之比称为厚度变形系数；而切削层长度与切屑长度之比称为长度变形系数。 2．相对滑移既然切削过程中金属变形的主要形式是剪切滑移，当然就可以用相对滑移(剪应变)。来衡量切削过程的变形程度。3．剪切角φ 在剪切面上，金属产生了滑移变形，最大剪应力就在剪切面上。图2-15为直角自由切削状态下的作用力分析，在垂直于切削合力F方向的平面内剪应力为零，切削合力F的方向就是主应力的方向。 (1)前角增大时，剪切角随之增大，变形减小。这表明增大刀具前角可减少切削变形，对改善切削过程有利。 (2)摩擦角增大时，剪切角随之减小，变形增大。提高刀具刃磨质量、采用润滑性 o将使刀具寿命减小，故后角不能太大。 2-13 试述主偏角κr和刃倾角λs的作用和选择方法。 主偏角减小，使单位长度上切削刃的负荷减小，刀具寿命增加；主偏角减小，刀尖角εr 增大，使刀尖强度增加，散热体积增大，使刀具寿命提高；主偏角减小，可减少因切入冲击而造成的刀尖损坏；减小主偏角可使工件表面残留面积高度减小，使已加工表面粗糙度减小。但是，另一方面减小主偏角，将使径向分力Fp增大，引起振动及增加工件挠度，这会使刀具寿命下降，已加工表面粗糙度增大及降低加工精度。主偏角可