切削力-精选（公开课件）.ppt

柔性制造工艺 §4.3 金属切削条件的选择 一、切削力 二、切削热和切削温度 三、刀具的磨损与刀具耐用度 四、合理选择刀具的几何参数 一、切削力 （1）、切削力的来源 （2）、总切削力的分解 （3）、影响切削力的因素 二、切削热和切削温度 （1）、切削热的来源与传散 （2）、切削区温度的分布 （3）、切削温度对工件、刀具和切削的影响 （3）、影响切削温度的因素 三、刀具的磨损 （1）、磨损的概念 刀具的磨损方式： 边界磨损： （2）、刀具磨损的原因 （3）、刀具的磨损过程 （4）、刀具的磨钝标准 （5）刀具使用寿命 是指一把新刃磨后的刀具从开始切削到磨损量达到磨损标准为止的切削时间称为刀具使用寿命。用T表示，单位：min 四、刀具几何参数的合理选择 1）、合理选择刀具的几何参数 2）、前角及前刀面形状的选择 3）、后角及后刀面的选择 4）、主偏角及副偏角的选择 5）、过渡刃的选择 6）、刃倾角的功用及其选择 1）、合理选择刀具的几何参数 （1）、考虑工件的实际情况 （2）、考虑刀具材料和结构 （3）、注意几何参数之间的关系 （4）、了解具体加工条件 （5）、正确处理刀具的锋锐性与强度、耐磨性的关系 2）、前角及前刀面形状的选择 （1）、正前角平面型 （2）、正前角平面带倒棱型 （3）、正前角曲面带倒棱型 （4）、负前角平面型 （5）、负前角双面型 （6）、前角的选择方法 （1）、正前角平面型 （2）、正前角平面带倒棱型 （3）、正前角曲面带倒棱型 （4）、负前角平面型 （5）、负前角双面型 （6）、前角的选择方法 3）、后角及后刀面的选择 4）、主偏角及副偏角的选择 副偏角的作用 5）、过渡刃的选择 6）、刃倾角的功用及其选择 控制切屑流向 影响刀尖强度和切削平稳性 5、切削液 切削液的种类 课后作业十二 1．刀具的磨损形式有哪些？哪些因素影响刀具的耐用度？ 2．切削加工时刀具的前角和后角如何选择？刃倾角如何选择？主偏角如何选择？ Λs为负值：刀尖位于主切削刃的最低点，切削时，离刀尖较远的切削刃首先接触工件，保护刀尖受冲击 Λs=0°：主切削刃同时切入，冲击力大 Λs≠0°：主切削刃逐渐切入工件，冲击力小，刃倾角的绝对值越大，切削越平稳 切削液的作用 润滑作用 冷却作用 防锈作用 清洗作用 切削液的种类 水溶液 乳化液 切削油 合成切削液 固体润滑油 极压切削油 * * 弹性变形和塑性变形产生的阻力； 前刀面和后刀面产生的摩擦 总合力：FR 切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力 总切削力FR 主切削力FZ：垂直于基面，与切削速度方向一致，所消耗的功最多 轴向力FX：在基面内与工件回转轴线平行。 径向力FY：在基面内，与工件回转轴线垂直，也叫背向力 校核机床进给机构强度的主要依据 确定机床功率的主要依据 校验工艺系统刚性的依据 影响切削力的因素 工件材料：硬度和强度越高，变形抗力越大，切削力越大 切削用量：背吃刀量和进给量；前者影响最大 刀具角度 前角：前角增大，切削力减小 主偏角：主偏角增大，轴向力增大，径向力减小 刃倾角：在10°-45°时，主切削力基本不变 变形与摩擦消耗的功 第一变形区：弹性和塑性变形产生的热量Q弹和Q塑 第二变形区：刀具前刀面和切屑摩擦产生的热量Q前摩 第三变形区：刀具后刀面和工件摩擦产生的热量Q后摩 对工件材料机械性能的影响：对工件材料硬度、强度、剪切应力影响不明显，加热切削是切削难加工材料的方法，如等离子火焰切削 对刀具材料的影响：对硬质合金，防止崩刃 对工件尺寸的影响：工件受热膨胀；细长轴受热变形；刀杆受热 对工件、刀具和切削过程的影响 影响切削温度的因素 切削用量：切削速度影响最大 刀具的几何参数：前角增大，切削温度降低；主偏角减小，切削温度下降 刀具磨损：刀具磨损后切削温度上升 被加工材料：强度高、硬度高、导热系数低 后刀面磨损：切削脆性金属时，前刀面摩擦小，温度低，后刀面摩擦加剧，如图 前刀面磨损：切削塑性金属、切削速度高、切削厚度大时，在前刀面摩擦出月牙洼，如图 边界磨损：主切削刃靠近表皮处；副切削刃靠近刀尖处，如图 应力梯度、温度梯度 加工硬化，刀刃打滑 外皮太粗糙 刀具磨损的原因 磨粒磨损：工件或切屑上的硬质点 粘接磨损：切削塑性金属时，会产生材料分子间吸附作用 扩散磨损：合金元素相互扩散 相变磨损：当刀具上的最高温度超过材料的相变温度时，金相组织发生变化 初期磨损阶段：新刃磨刀具粗糙不平、显微裂痕、氧化、脱碳层，表层组织不耐磨 正常磨损阶段：刀具的磨损变得缓慢而均匀，