2014春 金属切削加工幻灯片.ppt

* 切削要素包括切削用量和切削层的几何形状 * 在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、刀具材料和其他技术经济要求来选定适宜的切削速度Vc、进给量f或进给速度Vf值，还要选定适宜的切别深度阿αp值。Vc、f、αp称之为切削用量三要素 * 车刀主切削刃上任意一点相对于工件的运动轨迹是一条空间螺旋线 ;;切削层的大小和形状直接决定了车刀切削部分所承受的负荷大小及切下切屑的形状和尺寸。因此，切削用量的两个要素f和αp又称为切削层的工艺尺寸。但是，不论何种切削加工，能够说明切削机理的，乃是切削层截形的力学性质所决定的真实厚度和宽度。 * 可见，在f与αp 一定的条件下，切削层面积一定，主偏角Kr越大，切削厚度 也越大(图1—22)；但切削宽度bD 越小；κr越小时， 越小，bD 越大；当Kr＝90°时， ＝f。 * 刀具切削性能的优劣，取决于构成切削部分的材料、几何形状和刀具结构。由此可见刀具材料的重要性，它对刀具使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本影响极大。因此，应当重视刀具材料的正确选择和合理使用，重视新型刀具材料的研制。 ? * 在切削加工时，刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上承受很大的压力和强烈的摩擦，刀具在高温下进行切削的同时，还承受着切削力、冲击和振动 ；；一般，强度用抗弯强度表示，韧性用冲击值表示。刀具材料中强度高者，韧性也较好，但硬度和耐磨性常因此而下降，这两个方面的性能是互相矛盾的。一种好的刀具材料，应当根据它的使用要求，兼顾以上两方面的性能，而有所侧重。 * 碳素工具钢和一般合金工具钢耐热性差，但抗弯强度高，价格便宜，焊接与刃磨性能好，故广泛用于中、低速切削的成形刀具，不宜高速切削。在生产实际中应用广泛的是含有W、Mo、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢称为高速钢 * 高速钢是加入了钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素的高合金工具钢。它们都是强烈的碳化物形成元素，在熔炼与热处理过程中与碳形成了高硬度的碳化物，从而提高了钢的耐磨性；高速铜采用了接近熔点的淬火温度，得到细晶粒的合金化的马氏体组织，它在低温回火(约560℃)时又使合金碳化物析出，从而进一步提高了硬度与耐磨性。另外，在某些高速钢中，为了提高高温硬度，添加钴、铝、硅、铌等元素；为了提高耐磨性，可适当增加含钒量。但是，随着含钒量的增加，可磨削性变差，因此钒的含量不宜超过3％。 * * 硬质合金是高硬度、难熔的金属化合物(主要是WC、TiC等，又称高温碳化物)微米级的粉末，用钴或镍等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。其中高温碳化物含量超过高速钢，允许切削温度高达800—1000℃。切削中碳钢时，切削速度可达1.67—3.34m／s(100—200m／min)以上。 * 在硬质合金中碳化物所占的比例大，则硬度高；反之，碳化物减少，粘结剂增多，则硬度低，但抗弯强度提高。 * 硬质合金的性能，主要取决于金属碳化物的种类、性能数量、粒度和粘结剂的份量。 YG类合金抗弯强度与韧性比YT类高，可减少切削时的崩刃，但耐热性比YT类差，因此主要用于加工铸铁、有色金属与非金属材料。 陶瓷刀具：主要用A1203加微量添加剂(如MgO)，经冷压烧结而成，是一种廉价的非金属刀具材料。 * 石墨经高温高压处理转化为人造金刚石， 金刚石硬度极高接近10000HV(硬质合金钢为1300-1800HV)耐热性为700-800度，其颗粒一般小于0.5mm。可以用于加工硬质合金钢、陶瓷、玻璃、有色金属及其合金等。但是不适合加工钢铁材料，因铁和金刚石的碳原子亲和力强，易产生粘附作用而加快刀具磨损。用细颗粒金刚石职场的砂轮是磨削硬质合金钢特别有效的工具。 * 刀具切削性能的优劣，取决于构成切削部分的材料、几何形状和刀具结构。由此可见刀具材料的重要性，它对刀具使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本影响极大。因此，应当重视刀具材料的正确选择和合理使用，重视新型刀具材料的研制。 * 正交平面又称主剖面，是通过主切削刃上选定点A，并同时垂直于基面和主切削平面的平面。 * 为什么刀具要进行表面涂层。一般高速钢刀具的硬度仅为62-68HRC，硬质合金刀具的硬度为89-93.5HRA，对于难加工材料的高效加工已经不能适应。可采用各种措施来提高刀具材料的硬度和耐磨性，但是同时多使刀具材料的抗弯曲强度和冲击人性下降，损害刀具的使用性能。因此，在韧性好的刀具材料上进行表面涂层，涂覆具有高强度、高耐磨性、耐高温材料的薄层，是解决上诉矛盾的方法。 * 前角γ0：在主剖面中测量，前刀面与基面之间的夹角，r00、=0、0 。 其大小影响：刀具锋利强度、刀具强度、散热条件、磨损及耐用度，确定前角大小的原则：锐字当先，锐中求固。 若增大刀具前角，可减小前刀面挤压切削层时