机械制造技术基础chap.pptx

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1.3切?削?力;1.3.1切削力的来源、切削合力及分力、切削功率;(2)切削合力及分力;1.3.2切削力的计算;1.3.3影响切削力的因素;2)切削速度的影响;总之:ap对切削力影响最大,f次之,v最小;(3)刀具几何参数

1)前角的影响:

γ0?,被切金属的变形?,变形系数值?,刀-屑间摩擦力和正应力也?。因此,切削力?。

但γ0增大对塑性大的材料(如铝合金、紫铜等)影响显著,即材料的塑性变形、加工硬化程度明显?,切削力降低较多;而加工脆性材料(灰铸铁、脆黄铜等),因切削时塑性变形很小,故γ0变化对切削力影响不大。??;2)负倒棱的影响:前刀面上的负倒棱,可以提高刃区的强度,但此时被切金属的变形增大,使切削力有所增加。

负倒棱是通过它的宽度br1对f的比值(br1/f)来影响切削力的。br1/f增大,切削力增大。

当br1小于lf(lf为切屑与刀具前面的接触长度)时,切屑除与倒棱接触外,还与前面接触,前面仍起作用。

而当切钢br1/f≥5或切灰铸铁br1/f≥3,即br1大于lf时,切屑只与倒棱接触,不与前面接触,切削力趋于稳定,且相当于用负前角为γ01车刀加工时的切削力。;3)主偏角的影响4)刀尖圆弧半径的影响

Fy=Fxycosκr;Fx=Fxysinκr;κr?,Fy?,Fx?。;4)刃倾角的影响????;(4)其他因素

1)刀具材料:在同样的切削条件下,陶瓷刀的切削力最小,硬质合金刀次之,高速钢刀具的切削力最大。

2)刀具磨损

3)切削液

以冷却作用为主的水溶液对切削力的影响很小

润滑作用强的切削油,有效地减少了刀具前刀面与切屑、后刀面与工件表面之间的摩擦,甚至还能减小被加工金属的塑性变形,从而能显著的降低切削力。;1.4.1切削热的产生和传出;影响切削热传导的主要因素;1.4.2切削温度及其对切削过程的影响;1.4.3切削温度的测量及其分布;1.4.4影响切削温度的主要因素;前角γ0?:γ0大,θ低;γ0小,θ高;但γ0达18o~20o后,对θ影响?,因为契角?使散热体积?。

主偏角κr:κr?,切削刃工作长度?,切削热相对集中;同时刀尖角?,使散热条件变差?θ?。

κr?,刀尖角和切削刃工作长度?,散热条件改????θ?。;(3)刀具磨损对切削温度的影响

切削刃变钝,金属变形?,后刀面与工件的摩擦??θ?。

后刀面上的磨损量愈大时,θ的上升愈为迅速。

(4)工件材料对切削温度的影响

工件材料的硬度和强度越高,切削时所消耗的功越多,产生的切削热越多,θ就越高。

工件材料导热系数的大小,直接影响切削热的导出,如不锈钢1Cr18Ni9Ti和高温合金GH131,不仅导热系数小,且在高温下仍有较高的强度和硬度,故θ高。

灰铸铁等脆性材料,切削时金属变形小,切削呈崩碎状,与前刀面摩擦小,产生的切削热小,故θ一般比切削钢料时低。;无冷却液

10%乳化液

1%硼酸钠水溶液;1.5刀具磨损和耐用度;(1)前刀面磨损(月牙洼磨损);刀具磨损的测量位置;(2)主后刀面磨损;——刀尖磨损和靠近工件外皮的磨损;1.5.2刀具的磨损原因;(4)氧化磨损?:在一定温度下,刀具材料与某些周围介质(如空气中的氧、切削液中的极压添加剂硫、氯等)起化学作用,在刀具表面形成一层硬度较低的化合物,如四氧化三钴、一氧化钴、三氧化钴和二氧化钛等,被切屑或工件擦掉而形成磨损。

(5)相变磨损:高温作用下,刀具材料发生金相组织变化。

(6)热电磨损:自然热电偶,放电产生电蚀。;(7)塑性变形:在切削高温下,刀刃产生塑性变形。;1.5.3刀具的磨损过程;刀具的磨钝标准:刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。

推荐硬质合金外圆车刀耐用度的磨钝标准,表1-7;1.5.5刀具耐用度;各种切削速度下的刀具磨损曲线;合理刀具耐用度的选择原则;1.5.6刀具的破损;选择合理的刀具角度。通过调整前角、后角、刃倾角和主、副偏角,增加切削刃和刀尖的强度;在主切削刃上磨出倒棱,可以有效的防止崩刃。

选择合适的切削用量。硬质合金较脆,要避免切削速度过低时切削力过大而崩刃;也要防止切削速度过高,因温度太高而产生热裂纹。

尽量采用可转位刀具;采用焊接刀具时,要避免焊接、刃磨不当所产生的各种弊病。

要尽可能的保证工艺系统有较好的刚性,以减少切削时的振动。;1.6工件材料的切削加工性及其改善;加工等级;1.6.2改善材料切削加工性的途径

——调整材料化学成分:适当添加一些元素,如硫、磷、铅、钙等,使钢的切削加工性得到显著改善(易切钢)。

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