第一章金屬切削的基礎(chǔ)知識

1、1基本概念材料參數(shù)刀具切削原理及刀具的基礎(chǔ)知識傳動類型機(jī)床的類型基本構(gòu)造規(guī)程工藝特點加工質(zhì)量機(jī)加工工藝基礎(chǔ)本篇主要內(nèi)容第二章 切削加工2第一節(jié) 金屬切削的基礎(chǔ)知識第一 切削運(yùn)動及切削要素一. 零件表面的形成及切削要素*表面形成的幾何原理： 任何表面都可以看作是一條線（母線）沿著另一條線（導(dǎo)線）運(yùn)動的軌跡。母線導(dǎo)線3導(dǎo)線母線柱面的形成4 機(jī)床的表面成形運(yùn)動就是基于“表面形成”原理而設(shè)計的。只是機(jī)床的運(yùn)動多數(shù)是復(fù)合運(yùn)動的分運(yùn)動，因此，多數(shù)是簡單運(yùn)動如：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（圓）、直線運(yùn)動。 切削運(yùn)動-形成加工表面的運(yùn)動。按其在切削中的作用，分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。主運(yùn)動-切下切屑最基本的運(yùn)動。 或：消耗功率最多

2、的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動-使金屬層不斷投入切削，從而加工出完整表面所需的運(yùn)動。5二 . 切削用量 切削三要素-切削速度、進(jìn)給量和切削深度。1. 切削速度-在單位時間內(nèi)，工件和刀具沿主運(yùn)動方向的位移。（m/min）對于旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動- 直線主運(yùn)動-min)/(1000mndvwmin)/(10002mLnvr6主運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動72 . 進(jìn)給量f-工件或刀具運(yùn)動在一個工作循環(huán)（或單位時間）內(nèi)，刀具與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位移。f-mm/r旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動f-mm/str直線主運(yùn)動單刃刀具af-mm/Z每齒進(jìn)給量多齒刀具進(jìn)給量fvf=f n/60=afzn/6083 . 切削深度p-待加工表面與已加工表面間的垂直

3、距離。（mm）)(2mmddmwpdwdmap9三 . 切削層幾何參數(shù) 切削層-指工件上正被切削刃切削的一層材料，即兩個相鄰加工表面之間的那層材料。已加待fapacaw101.切削厚度 acfapacaw)(sinmmkfarc)(sinmmkaarpw)(2mmafaaApwcC3.切削面積Ac2.切削寬度 aw1112第二 刀具材料及刀具構(gòu)造一. 刀具材料1 . 對刀具材料的基本要求：壓 力 大摩 擦 劇 烈沖 擊振 動切 削 刃工 作 環(huán) 境13耐 熱 性硬 度工 藝 性強(qiáng) 度 和韌 性耐 磨 性基 本 要 求制造刀具的難易程度142 . 常用的刀具材料車 刀 、 銑 刀拉 刀 、 滾

4、刀.高 速 鋼車 、 銑 、 刨刀 片硬 質(zhì) 合 金刀 片陶 瓷 材 料w18cr4vYG類、YT類Al2O31516二 . 刀具角度 刀具的種類很多，但切削部分的結(jié)構(gòu)要素和幾何角度，都有一個共同的特征-每個切削部分都相當(dāng)于一把刨刀的刀頭。 如圖1-3 刀具的切削部分17刨削平面181. 車刀切削部分的組成三面兩刃一尖19 前刀面、主后刀面、副后刀面刀面主刀刃、副刀刃刀刃刀頭刀桿車刀的組成20（1）輔助平面-為確定刀具的幾何角度而建立的坐標(biāo)平面直角坐標(biāo)系。 基面-通過主切削刃上某一點，與該點切削速度方向垂直的平面。 切削平面-通過主切削刃上某一點，與該點加工表面相切且包含切削速度的平面。 主剖

5、面-通過主切削刃上某一點，與主切削刃在基面上投影垂直的平面。2 . 車刀切削部分的主要角度21由此三個平面構(gòu)成直角坐標(biāo)系！22XZYXYO基面-XOY主剖面-XOZ切削平面-YOZ23（2）標(biāo)注角度dwdm主剖面基面切削平面K基面24刃傾角25標(biāo)注前角的基準(zhǔn)面！26三 . 刀具結(jié)構(gòu) 整體式焊接式重磨式轉(zhuǎn)位式機(jī)夾式刀具結(jié)構(gòu)形式車刀、銑刀滾刀、鉆頭.車刀、刨刀車刀優(yōu)點？27硬質(zhì)合金刀片！2829塑性變形彈性變形第三 金屬切削過程一 . 切屑形成過程及切屑種類1. 切屑形成過程刀刃切削層擠壓撕裂形成切屑從前刀面流出30切屑的變形切屑的變形程度反映了切削力、切削熱的大??！也反映出切削表面的粗糙度！31

6、 變形系數(shù)- ) 1(chcll切削力切削溫度Ra322. 切屑的種類-帶狀切屑節(jié)狀切屑崩碎切屑33二 . 積屑瘤34 積屑瘤-在切削過程中，粘著在前刀面上切削刃附近的一小塊金屬。1.積屑瘤的形成其形成機(jī)理與摩擦焊相似，即前刀面與切屑的相對摩擦運(yùn)動造成的局部高溫高壓符合焊接條件，因而產(chǎn)生積屑瘤。V5-50m/min35積屑瘤使刀具實際工作前角增大！積屑瘤是在不斷的產(chǎn)生脫落循環(huán)進(jìn)行，將影響加工的尺寸精度和表面粗糙度！362.積屑瘤對切削加工的影響 粗加工時產(chǎn)生積屑瘤使刀具的實際工作前角增大（更鋒利），使切削輕快，同時高硬度的積屑瘤又起到保護(hù)切削刃的作用。所以，粗加工希望產(chǎn)生積屑瘤！ 對于精加工，

7、則不希望產(chǎn)生積屑瘤。 因為積屑瘤的產(chǎn)生消失在不斷的循環(huán)，使切削深度不斷發(fā)生變化而影響尺寸精度；并使切削力不斷的變化而引起振動，影響表面粗糙度。37 三. 切削力和切削功率1.切削力的構(gòu)成與分解 切削力FR-在切削過程中，刀具對工件的作用力。包括：變形抗力、摩擦力等。（1）主切削力FZ- FR在切削速度方向的分力。它所消耗的功率約占總功率的90%以上。（2）進(jìn)給抗力FX- FR在進(jìn)給方向的分力。（3）徑向力FY- FR在切削深度方向的分力38三個分力392.切削力的估算-經(jīng)驗公式3. 切削功率)(NKfaCFZZFZFZFyxpFZ)(601000kWvFPZm上述公式中的各項系數(shù)與刀具的幾何參數(shù)、材料及工件的材料有關(guān)。40四 . 切削熱和切削溫度1.切削熱的產(chǎn)生、傳出及對加工的影響 產(chǎn)生-如圖； 傳出-由切屑、刀具、工件和空氣傳出。 對加工的影響-使工件受熱膨脹，影響尺寸精度；刀具受熱后，強(qiáng)度降低、磨損加劇。 2.切削溫度及其影響因素 切削溫度-指切削區(qū)的平均溫度。4150%80%3%9%4010%42 其影響因素主要包括：切削用量、工件材料、刀具材