《金属工艺学》（52学时）总29～32（第五篇 讲座1）切削加工.ppt

概述 切削加工：利用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）将毛坯上多余金属材料切去，从而使工件达到规定精度和表面质量的加工方法。 分类： 1.机工： ——通过工人操纵机床来完成的加工： 2.钳工： ——通过工人手持工具来进行加工： 切削加工的特点： 1.切削加工是目前达到高加工精度、高表面质量的主要方法。 2.切削加工要求用到工具，而且工具与工件间要有相对运动。 3.切削加工中包含有特种加工（但特种加工与普通切削加工原理上有本质区别）。 一、切削运动与切削要素 （一）零件表面的形成及切削运动 零件表面的形成可看成由一母线沿一轨迹运动而成，解决形成母线及轨迹的运动，（即切削运动：刀具与工件之间的相对运动）即可解决表面的形成。 1．主运动：使工件与刀产生相对运动以进行切削的最基本的运动。 消耗功率最大、速度最高； 主运动个数只有一个； 主运动形式有旋转形式也有直线运动形式。 2． 进给运动：使主运动能够继续切除工件上多余的金属所需的运动。 速度有时可能最高； 个数可能不止一个； 形式有旋转、直线、连续及间歇运动等形式。 （二）切削用量 是指切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称 1．切削速度Vc：它是切削加工时，刀刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。 2. 进给量 f ：刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。 不同的刀具和切削运动形式不同,进给量的表述和度量也不同 3.背吃刀量 ap：在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中,垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸。 注意：切削用量三要素的单位、计算公式、图上的表达及度量。 （ 三）切削层参数 切削层是指切削过程中,由刀具切削部分的一个单一动作所切除的工件材料层。 工件上的加工表面 切削过程中，通常工存在三个表面： 待加工表面： 它是工件上即将被切去的表面，随着切削的进行，它将逐渐减少，直至全部切去； 已加工表面： 它是刀具切 削后在工件上形成的新表面， 并随着切削的继续进行而逐 渐扩大； 过渡表面（又称加工表面） 它是刀刃正切削着的表面， 并且是切削过程中不断改变 着的表面，但它总是处在待 加工表面与已加工表面之间。 切削层参数 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 单位为 mm2 2.切削层公称宽度bD (切削宽度) ——在给定瞬间,作用主切削刃 截形上两个极限点间的距离 单位为 mm 3.切削层公称厚度hD (切削厚度) —— 在同一瞬间的切削层公称 横截面积与其公称宽度之比 单位为 mm 由定义可知AD = bD hD mm2 只有在车削加工中,当残留面积很小时 AD = bD hD ≈ f ap　mm2 二、刀具材料及刀具构造 （一）刀具材料 1.对刀具材料的基本要求　 (1)较高的硬度（常温硬度一般在60HRC上） ； (2)足够的强度和韧度； (3)较好的耐磨性； (4)较高的耐热性（又称为红硬性。热硬性）； (5)较好的工艺性 ; (6)较好的经济性。 2.常用刀具材料 常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等。 （1） 碳素工具钢（如T10、T12A） （含碳在0.7%～1.2% 的优质钢） （2）合金工具钢 在碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素 （3） 高速钢 （如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等） 是含有较多W、Mo、Cr、V 等元素的高合金工具钢。 （4）硬质合金 由金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）和金属粘结剂（如Co、Ni等），粉末冶金方法经高温高压烧结压制成型。 （5）陶瓷材料： （6）人造金刚石 (立方氮化硼CBN)： 高速钢 （如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等） 特点： 具有较高的硬度（热处理可达HRC62-67）； 耐热性高（切削温度可达500-600°C）； 有高强度和韧性（抗冲击振动能力强）； 磨削加工性好； 工艺性能好（易制复杂刀具易制大型成形刀具）。 高速钢应用： 可加工铁碳合金、非铁金属、高温合