机械制造基础第3版 宋昭祥第三讲机械加工工艺基础.ppt

机械加工工艺基础 第一章 金属切削加工的基本原理 用刀具从金属材料（毛坯）切去多余金属，获得符合要求的几何形状、尺寸、表面粗糙度的加工过程。 §1-1切削运动和切削要素 一、零件的表面 1、已加工面 2、待加工面 3、加工表面（过渡表面） 二、切削运动：工件和工具的相对运动 1、主运动；切下切屑最基本的运动，速度最高，耗功最大。（如：车削中，工件旋转。钻削中，钻头旋转） 2、进给运动：使金属层不断投入切削，从而加工出完整表面的运动。（如：车削中，刀具移动。钻削中，钻头下移）。切削运动可以是连续的、间歇的，也可是直线或圆周送进等。。 三、切削用量 1、切削速度（Vc）：单位时间内， 工件和刀具沿着主运动方向相对 移动距离。单位m/s。 主运动为旋转运动 D：待加工面直径， n：每分钟转数。 主运动直线运动 L：行程长度， n：每分钟往复次数 2、吃刀量（α）：两平面之间的距离，该两平面都垂直于选定的测量方向，并分别通过作用切削刃上两个使上述两平面间的距离为最大的点，mm，影响切削刃长度， 3、进给量（f）：主运动一个循环内（或单位时间）刀具与工件沿进给方向相对位移，如车刀，工件转一周，刀尖移动距离f。 四、切削层参数：是指工件上被刀刃切削掉的一层金属，包括切削宽度，切削厚度，切削面积。 1．切削厚度：hD：刀具与工件每运动一个进给量 f 后，主切刃相邻两位置间的垂直距离。 hD =f·sinkγ。 2．切削宽度bD：沿主切削刃量得已加工表面与待加工面间的 距离。 3、切削面积Ac：工件被切下金属层沿垂直于主运动方向所截取面积，Ac= hD ·bD=fαP。 §1—2金属切削刀具 一、刀具材料： 1．对刀具材料的要求： （1）高硬度：高于工件硬度1.3—1.5倍以上，HRC60以上。 （2）足够强、韧性，能承受切削力产生冲击和振动。 （3）高耐热性；在高温下保持硬度、强度、韧性、耐磨性。 （4）耐磨性好。 （5）良好的工艺性和经济性，便于制造，热处理和刃磨。 2．常用的刀具材料 （1）碳素工具钢：0.7~1.3%C，T8A…T13，HRC60-64，热硬性200℃，σb·αK较低，V10m/min，手动工具，丝锥、板牙、铰力、锯条……。 （2）合金工具钢：加Cr，W，Mn1、等。如：9Crsi、CrWMn，HRC60—65、耐热250~350℃，σb、αK较好，v=20—25m/min，低速刀具：丝维、板牙、拉刀……。 （3）高速钢：W18Cr4V，（1901年）白钢，风钢，HRC60—70，耐热540—650℃，σb、αk好，工艺性好，v=30—50m/min，制造复杂刀具，铣刀，拉刀，车刀，齿轮刀具，钻头……主要刀具材料之一。 （4）硬质合金：（1927年）用高硬度难熔碳化物（WC，Tic）为基和粘结剂（CO）烧结而成。（HRC73—78）HRA89—98，耐热800~1000℃，v=100—400m/min，但脆性大差，主要刀具材料。 ①钨钴类：YG（WC+Co），YG3、YG6……韧性好，硬度、耐磨性差一些，适于加工脆性金属、铸铁、青铜…。 ②钨钛钴类：YT（WC+Tic+Co），YT5，YT15，Tic分别5%、15%。硬度、耐磨性、热硬性更高，但强度，韧性下降，脆性大，适于加工塑性好材料，碳钢，合金钢。 ③钨钛钽（铌）钴类：YW（WC+Tic+TaC+NbC）高温硬度、强度↑↑，耐热、耐磨性也高，即可加工脆性材料又可加工韧性材料, （5）其他刀具材料，陶瓷、金刚石、立方氮化硼…。 二、刀具构造： 刀具种类繁多，形状不一，无论多么复杂，都可看成是车刀的组合，车刀是最简单，最基本、最有代表性、最常用。 车刀的组成；可分为刀头与刀杆。 （1）前刀面（Ar）： 刀具上切屑流过表面。 （2）主后面（Aa）： 与工件加工表面相对的表面。 （3）付后面（A′a）： 与工件已加工面相对的表面。 （4）主切削刃（S）： 前刀面与主后面的交线， 担负主要切削任务。 （5）付切削刃：（S′）前刀面与付后面的交线，担负少量的削任务。 （6）刀尖（ε）：主切削刃与付切削刃交汇处，切削负荷最重，为增加强度和耐磨性，制成圆弧和折线，称为过渡刃。 §1—3金属切削过程 是指切屑和已加工面形成的过程， 还会产生切削热、切削力、刀具磨损、 残余应力等。 一、切屑形成过程和切屑种类： 1．切屑的形成过程： 金属切削过程 和实际金属挤压过程 很相似，开始发生弹 性变形，应力达到σs （屈服点）时，发生塑变，当应力大于σb （