[工学]机械加工工艺基础部分 第一章.ppt

第一章 金属切削加工的基本知识 §1-1 切削加工的运动分析及切削要素 一、零件表面的形成及切削运动 1、零件表面的形成（如图1-1）圆柱面、圆锥面、平面、成形面—以曲线为母线 2、切削运动—刀具与工件之间的相对运动，分主运动和进给运动。（如图1-2） 主运动——由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。（特点是消耗功率最大） 进给运动——由机床或人力提供的运动，它使刀具和工件之间产生附加的相对运动 切削表面（如图1-3） ①待加工表面——工件上有待切除的表面 ②已加工表面——工件上经刀具切削后产生的表面 ③过渡表面——工件上由切削刃形成的那部分表面 二、切削要素（包括切削用量要素的切削层几何参数） 1、切削用量三要素 切削速度Vc——切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。 对主运动是旋转运动，切削速度为最大线速度： 对主运动是往复直线运动，则常以其平均速度为切削速度： 2）进给量f——刀具在进给方向上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程位移量来表述和度量。例如，车削时，工件转一转，刀具移动的距离。 3）背吃刀量ap——在通过切削刃基点并垂直于工作平面上测量的吃刀量。 对车外圆来说： 2、切削层几何参数（如图1-4） 切削层——是指由切削部分的一个单一动作所切除的工件材料层。其参数在切削层尺寸平面（即通过切削刃基点并垂直于该点的主运动方向）中测量。 切削刃基点D——作用在主切削刃上特定参考点，用以确定如作用切削刃截形和切削层尺寸等基本几何参数。 1）切削层公称横截面积AD——在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积。 2）切削层公称宽度bd——在给定瞬间，作用在主切削刀截形上两个极限点间的距离。 3）切削层公称厚度hD——在同一瞬间的切削层横截面积与公称切削层宽度之比。 §1-2 金属切削刀具 一、刀具材料 1、高速钢 （1）通用型高速钢——以钨、铬、钒、钼为主要元素的高合金钢。 （2）高性能高速钢——在通用型高速钢基础上提高碳的质量分数和增加一些其它合金元素。 2、硬质合金——用难熔金属碳化物（如WC、Tic）为基体，以金属作为粘结剂，经粉未冶金法而成。 性能特点：熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好。 硬质合金分成三类： 1）YG（K类）——钨钴类硬质合金； 2）YT（P类）——钨钛类硬质合金； 3）YW（M类）——通用硬质合金（WC+TiC+TaC） 其它刀具材料：陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼 二、刀具角度 1、车刀的组成（三面、两刃、一尖组成 如图1-5） （1）刀面 前刀面——切屑流过的刀面 主后刀面——刀具上同前刀面相交形成主切前刃的后面 副后刀面——刀具上同前面相交形成副切削刃的后面 （2）切削刃 主切削刃 副切削刃 （3）刀尖——主切削刃与副切削刃连接处相当少的一部分。 2、辅助平面 为了确定刀面和切削刃的空间位置需要建立用于定义和规定各基准坐标平面的参考系。分（刀具静止参考系、刀具工作参考系 如图1-7） （1）主切削平面PS——通过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面 （2）基面Pr——过切削刃上选定点的平面，它平行或者垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般垂直于假定的主运动方向。 （3）正交平面PO——过主切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面 （4）假定工作平面Pf——通过切削刃选定点并垂直于基面，它平行或者垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般平行于假定的进给运动方向。 3、车刀的角度（如图1-8） （1）在正交平面内测量的角度 ①前角ro——前面与基面间的夹角 ②后角aO——后面与切削平面间的夹角 （2）在基面中测量的角度 ①主偏角Kr——主切削平面与假定工作平面之间的夹角 ②副偏角K r′——副切削刃与假定工作平面之间的夹角 （3）在主切削平面（PS）中测量的角度（如图1-9）刃倾角λS——主切削刃与基面间的夹角 §1-3 金属切削过程及其物理现象 金属切削过程——就是刀具从工件表面切除多余的金属，使之成为已加工表面的过程。 一、切屑的形成及种类： 1、切屑的形成过程 实质——金属切削过程是多余金属材料受挤压一变形断裂而形成切屑的过程。 切削塑性材料时，经过三个阶段（如图1-12、1-13、1-14） ①当切削层受到刀具前面推挤时，在接触处产生弹性变形。 ②刀具继续移动，材料受压增加，其内部应力，应变逐渐增大，在始滑移面产生滑移，当应力达到屈服点时，产生塑变。 ③当作用力达到工件切削层材料断裂强度时，材料沿滑移面挤裂，沿前面滑出而形成切屑，完成切离阶段 2、切屑的种类（如图1-15） 带状切屑——顶面毛茸