第1章_金属切削加工基础知识.ppt

第1章 金属切削加工的基础知识 本章内容 基本要求 本章学习目的和要求： 1、掌握切削加工的运动和切削要素 2、了解常用刀具材料 3、掌握刀具几何角度 4、了解切削过程的切削热、变形、刀具的耐用度 重点内容： 1、掌握切削加工的运动和切削三要素 2、掌握刀具几何角度 本章难点：车刀几何角度 机械制造中的加工方法： 切削加工 1.1 切削运动和切削要素 加工方法 上述表面，可以用以下相应加工方法获得： 1.1.2 机床的切削运动 1.1.3 工件上的几个表面 1.2 金属切削刀具 2.常用刀具材料 高速钢特点： 1）强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍； 2）韧性高，比硬质合金高几十倍； 3）硬度较高，且有较好的耐热性； 4）可加工性好，热处理变形较小。 应用： 常用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。 常用刀具材料 新型刀具材料 新型刀具材料 刀具材料对比 刀具的几何形状 刀具标注角度 刀具标注角度 刀具标注角度 刀具标注角度 主偏角对切削层和切削分力的影响 刀具标注角度 图1-10 副偏角对残留面积的影响 刀具标注角度 刀具工作角度 刀具工作角度 1.2.3 车刀的几种结构形式 1.3 金属的切削过程 切削： 与偏挤压情况类似。切削塑性材料时，材料受到刀具作用，开始发生弹性变形→剪切应力增大，达到屈服点→产生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应力与滑移量继续增大，达到断裂强度→切屑与母体脱离。 切屑形成过程 切屑形成过程 影响切屑变形因数的因素 1．工件材料 工件材料强度越高，塑性越小，变形因数ξ将越小，切削变形越小。 2．刀具前角 增大刀具前角可减少切削变形，对改善切削过程有利。 3．切削速度 在无积屑瘤产生的切削速度范围内，切削速度越大，变形因数ξ越小。 4．切削层厚度αc 在无积屑瘤的切削速度范围内，切削层厚度αc越大，变形因数ξ越小。 5 ．摩擦系数 提高刀具刃磨质量、采用润滑性能好的切削液可以减小前刀面和切屑之间的摩擦系数，有利于改善切削过程。 2 . 切屑类型 切屑类型 积屑瘤 1.3.3 切削力1.切削力 切削力 切削力经验公式 切削力与切削功率 切削功率 3.影响切削力的因素 影响切削力的因素 影响切削力的因素 1.3.4 切削热和切削温度 影响散热的主要因素 切削温度及其影响因素 （1） 切削用量对切削温度的影响 切削速度提高，单位时间内材料的切除量增加，切削热增多，切削温度将随之升高。但三者影响程度不同，切削速度对切削温度的影响最为显著，进给量f次之，切削深度 最小。 从尽量降低切削温度考虑，在保持切削效率不变的条件下，选用较大的切削深度和进给量比选用较大的切削速度更为有利。 切削温度及其影响因素 切削温度及其影响因素 （4）刀具磨损对切削温度的影响 刀具磨损使切削刃变钝，切削时变形增大、摩擦加剧，切削温度上升。 （5）切削液对切削温度的影响 使用切削液可以从切削区带走大量热量，可以明显降低切削温度，提高刀具寿命。 切削温度的测量 切削液 切削液 1.3.5 刀具磨损 刀具磨损过程 刀具磨损过程 国际标准ISO推荐硬质合金车刀刀具寿命试验的磨钝标准，有下列三种可供选择： （1）VB＝0.3mm； （2）如果主后刀面为无规则磨损，取VBmax=0.6mm； （3）前刀面磨损量 KT＝（0.06＋0.3f）mm。 刀具寿命（耐用度） 4.影响刀具耐用度的因素 刀具耐用度 1.4 加工质量和生产率 加工质量和生产率 经济精度：指在正常操作情况下所能达到的精度。 选择精度的原则：在保证达到技术要求的前提下，选用较低的精度等级。 2.表面质量 零件的表面质量包括：表面粗糙度、表面层加工硬化的程度、表面残余应力的性质和大小。 零件的表面质量影响：零件的耐磨性能、耐腐蚀性能、耐疲劳等性能，零件使用寿命。 一般图纸上只标注表面粗糙度的要求。表面粗糙度常用轮廓算术平均偏差Ra来评定。零件表面的质量要求越高， Ra越小。 1.4.2 生产率 切削加工生产率R0——单位时间内生产零件的数量，即： 式中 tw ——生产一个零件所需要的总时间（min/件） 而 式中 tm ——基本工艺时间，即加工一个零件所需的总切削