哈工程机械制造基础--第1章切削加工基础知识.ppt

第一章 切削加工基础知识 切削速度很低（υC ＜5m／min）时，切屑流动较慢，切削温度很低，切屑与前刀面的摩擦系数很小，不会产生粘结现象，不会产生积屑瘤； 当切削速度提高（υC＝5~60m/min）时，切屑流动加快，切削温度较高，切屑与前刀面的摩擦系数较大，与前刀面容易粘结产生积屑瘤； 当切削速度很高（υC ＞100m／min）时，由于切削温度很高，使切屑底层金属呈微熔状态，摩擦系数明显减小，也不会产生积屑瘤。 第一章 切削加工基础知识 4.表面变形强化及残余应力 1）表面变形强化 切削塑性金属时，工件已加工表面层硬度明显提高而塑性下降的现象称为表面变形强化。 第一章 切削加工基础知识 刀具刃口不可能绝对锋利，总有一段纯圆半径rε的刀尖圆弧，导致切屑与工件基体的分离点O不在刃口圆弧的最低点，而有一层厚度为ΔH的金属层留下来，经O点以下刃口弧面的挤压变形后成为已加工表面，ΔH减薄到Δh。 第一章 切削加工基础知识 因为刀具挤压变形后，金属塑性变形部分不能恢复，恢复的只是弹性变形部分（即Δh）。塑性变形越大，表面变形强化越严重。 第一章 切削加工基础知识 表面变形强化可提高零件的耐磨性和疲劳强度，但变形强化也会加剧刀具磨损，给某些后续工序（如刮削）带来不便。 在切削加工时，可通过控制零件表层金属塑性变形的大小，适当控制表面变形强化。 第一章 切削加工基础知识 2）残余应力 残余应力是指外力消失后，残存在物体内部而总体又保持平衡的内应力。 经切削加工后的表面，由于切削时力和热的作用，在表面层一定深度内的金属里，常产生一定残余应力。 残余应力会影响零件尺寸精度、表面质量和使用性能 。 工件各部分的残余应力如果分布不均匀，会使工件发生变形，影响形状和尺寸精度。 第一章 切削加工基础知识 1.3 磨具及磨削过程 用砂轮或其他磨具加工工件，称为磨削。 它的应用范围很广，可以加工外圆、内孔、平面、螺纹、花键、齿轮以及钢材切断等。 其加工的材料也很广范，如钢、铸铁、淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃、石材、木材和塑料等。 磨削常用于精加工和超精加工，也可用于荒加工（如磨削钢坯、磨割浇冒口等）。 第一章 切削加工基础知识 1.3.1 磨具 磨具是用磨料为主制造而成的一类切削工具。 它是用结合剂将许多细微、坚硬和形状不规则的磨料磨粒按一定要求粘接制成的。 磨具的种类很多，有砂轮、油石、砂纸、砂布、砂带以及用油剂调制的研磨膏等。其中，砂轮是磨削加工中应用最广的磨具。 第一章 切削加工基础知识 磨具 ：固结磨具、涂附磨具 固结磨具，如，砂轮、油石属于固结磨具。 涂附磨具，如，砂纸、砂布和砂带属于涂附磨具， 第一章 切削加工基础知识 1.3.2 磨削过程 1.磨削过程的实质 磨削也是一种切削。砂轮上的磨粒是形状很不规则的多面体，其表面上的每个磨粒，均可以近似地看成一个微小刀齿，每个突出的磨粒尖棱可以视为一个微小的切削刃。 它们的几何形状和切削角度有着很大差异，各自的工作情况差距很大。 第一章 切削加工基础知识 磨削时，因为磨粒具有很大的负前角和较大的尖端圆角半径rε，所以当磨粒刚进入磨削区切削工件时，只能在工件表面进行滑擦，磨削表面产生弹性变形。 第一章 切削加工基础知识 当磨粒继续切削工件，工件表面产生塑性变形，使磨粒前方受挤压的金属向两边塑性流动，在工件表面上耕犁出沟槽，而沟槽两侧微微隆起。 第一章 切削加工基础知识 当磨粒继续切入工件，其切削厚度增大到一定数值后，磨粒前方的金属在磨粒的挤压作用下，发生滑移而成为磨屑。 因此，磨粒完整的磨削过程经历滑擦、刻划和切削三个阶段。 由于各个磨粒形状、分布和高低各不相同，其磨削过程也有差异。 磨削过程是包含切削、刻划和抛光作用的综合复杂过程。 第一章 切削加工基础知识 第一章 切削加工基础知识 磨削过程中，砂轮表层参予磨削的磨粒在高速、高压与高温的作用下，将逐渐磨损而变得圆钝。 磨粒破碎后产生新的比较锋利的棱角，代替旧的圆钝磨粒进行磨削。 磨粒随机脱落的不均匀性，还会使砂轮丧失外形精度。 在砂轮磨削使用一定时间后，需用金刚石工具对其进行修整，恢复磨削能力和外形精度。 第一章 切削加工基础知识 2.磨削过程的特点 1）精度高、表面粗糙度小 磨削时，砂轮表面有极多的切削刃，并且刃口圆弧半径远小于一般车刀和铣刀的刃口圆弧半径。 磨削时较锋利的切削刃，能够切下一层很薄的金属。 第一章 切削加工基础知识 磨削用的磨床精度高，刚度及稳定性好，并且具有控制磨削深度的微量进给机构，可以进行微量磨削 。 磨粒以很高的切削速度从工件表面切过时，当磨削速度υc达到一定值时，隆起残余量可趋近于零。，因此高速磨削能减小表面粗糙度。 利用这些锋利的等高微刃进行极细切削和半