工业生产技术基础第九章　金属切削加工基本知识.pptx

工业生产技术基础第九章　金属切削加工基本知识第一节　金属切削加工的运动要素第二节　刀具材料和角度第三节　金属的切削过程第四节　技术经济分析第一节　金属切削加工的运动要素一、切削运动二、运动要素一、切削运动1.主运动2.进给运动1.主运动在切削过程中，运动速度最高、消耗动力最大，并且为切除切屑的最基本的运动，就是主运动。例如，车削时工件的旋转运动；刨削时刀具(牛头刨)或工件(龙门刨)的直线往复运动；钻削、铣削和磨削时，钻头、铣刀和砂轮的旋转运动等都是切削运动中的主运动。2.进给运动在切削过程中，为了使新的金属层连续投入切削，从而切出工件全部加工表面所需要的运动，称为进给运动。例如，车削时车刀沿纵向、横向的直线走刀运动；钻削时钻头的轴向移动；铣削时工件随工作台的直线运动等。在切削过程中，只能有一个主运动，但进给运动可以不止一个。主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。主运动和进给运动可以同时进行，也可以交替进行。二、运动要素1.切削用量三要素2.切削层参数1.切削用量三要素(1)切削速度v　在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离，称为切削速度。(2)进给量f　在主运动的一个循环(或单位时间)内，工件与刀具间沿进刀方向相对运动的距离。(3)背吃刀量(切削深度)ap　切削深度是待加工表面和已加工表面间的垂直距离，单位是mm。1.切削用量三要素图9-1　车外圆的切削要素2.切削层参数(1)切削厚度ac　垂直于加工表面度量的切削层尺寸，称为切削厚度。(2)切削宽度aw　即沿着加工表面度量的切削层尺寸，称为切削宽度。(3)切削面积Ac　是切削截面面积称为切削面积。第二节　刀具材料和角度一、刀具二、刀具材料三、刀具角度一、刀具在切削加工中，影响加工效率的三个主要因素，是机床、刀具、工件。切削时，刀具的切削部分直接担负着切削工作。由于工件材料都具有一定的强度、硬度和塑性，且工件本身的几何形状、尺寸大小和表面粗糙度都有一定的要求，因此，要求刀具切削部分材料，必须具有一定的力学性能和工艺性能，才能胜任工作。二、刀具材料1.刀具材料的性能2.常用的刀具材料1.刀具材料的性能(1)较高的硬度　刀头材料(即切削部分的材料)的硬度，必须大于工件材料的硬度，否则就不能从工件表面切去切屑。(2)足够的强度和韧性　为了使刀具在切削力、冲击载荷的振动作用下不致破坏，刀头材料必须具有足够的抗弯强度和冲击韧度。(3)良好的耐磨性(4)较高的耐热性　就是材料在高温条件下继续保持其硬度、耐磨性、强度和韧性的能力，也称热硬性。(5)良好的导热性　要求刀具材料具有良好的传导热量的能力，以利于降低切削温度和提高刀具耐用度。2.常用的刀具材料表9-1　常用刀具材料的性能特征及适用范围三、刀具角度1.车刀的切削部分2.车刀切削部分的主要角度1.车刀的切削部分(1)前刀面　是切屑流出所经过的表面。(2)主后刀面　是刀具与工件的加工表面相对着的表面。(3)副后刀面　是刀具上与工件已加工表面相对着的表面。(4)主刀刃　是前刀面与主后刀面的交线。(5)副刀刃　是前刀面与副后刀面的交线。(6)刀尖　是主刀刃与副刀刃的交点。1.车刀的切削部分图9-2　车刀切削部分的组成2.车刀切削部分的主要角度(1)辅助平面　为了确定切削部分的几何角度，需要引入几个辅助平面。(2)车刀的主要角度　包括前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角等，如图9-4所示。(1)辅助平面图9-3　辅助平面(2)车刀的主要角度　图9-4　车刀的主要角度(2)车刀的主要角度　图9-5　刃倾角对排屑的影响a) ＜0　b) =0　c) ＞0(2)车刀的主要角度　图9-6　切断刀安装高度对前后角影响a)主刀刃高于轴心hb)主刀刃低于轴心h第三节　金属的切削过程一、切屑的形成过程及切屑的种类二、积屑瘤三、切削力和切削功率四、切削热和切削温度五、刀具磨损一、切屑的形成过程及切屑的种类1.切削形成过程2.切屑的种类1.切削形成过程图9-7　切屑的形成a)弹性变形　b)塑性变形　c)挤裂2.切屑的种类(1)带状切屑　当用大前角的刀具、较高的切削速度和较小的进给量切削塑性材料时，则容易得到带状切屑如图9-8a所示。(2)节状切屑　当采用较低的切削速度和较大的进给量进行粗加工中等硬度的钢材时，容易得到节状切屑，如图9-8b所示。(3)崩碎切屑　在切削铸铁、铸造黄铜等脆性材料时，切削层金属发生弹性变形以后，一般不经过塑性变形就突然崩碎，形成不规则的碎块切屑片，即为崩碎切屑如图9-8c所示。2.切屑的种类图9-8　切屑的种类a)带状切屑　b)节状切屑　c)崩碎切屑二、积屑瘤1.积屑瘤的形成2.切屑瘤对切削过程的影响3.积屑瘤的控制二、积屑瘤图9-9　积屑瘤1.积屑瘤的形成一般认为，积屑瘤是由于切屑和前刀面在切削过程中剧烈的摩擦而形成的。