金屬切削加工的基本概念ppt課件

1、金屬切削原理與刀具河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系 秦春霞緒 論 一、我國切削加工技術(shù)發(fā)展概況 1、切削加工： 利用刀具切除被加工零件多余材料的方法。 工欲善其事，必先利其 器緒 論2、切削加工技術(shù)發(fā)展概況古代：1石器時代 石劈、骨鉆 2青銅器 公元前二千多年 夏商 3鐵器時代 公元前8C 春秋 4唐代 原始車床 天文儀 5明代 畜力銑磨機(jī) 腳踏砂輪機(jī)緒 論近代：1915 上海 第一臺車床 1947 工具鋼刀具 1950 硬質(zhì)合金補充：國外的切削技術(shù)發(fā)展切削加工一般可分為： 車削、銑削、鉆削、鏜削、鉸削、刨削、插削、拉削、鋸切、磨削、研磨、珩磨、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、螺紋加工、超精

2、密加工、鉗工和刮削等。 緒 論二、本課程的內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法 1、金屬切削原理 幾何問題 規(guī)律問題 2、金屬切削刀具 標(biāo)準(zhǔn)刀具 非標(biāo)準(zhǔn)刀具緒 論 相關(guān)課程： 金屬切削機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械加工技術(shù) 3、本課程的特點（1涉及知識面廣 本課程是一門專業(yè)課。在學(xué)習(xí)這門專業(yè)課之前，應(yīng)先掌握等基本理論及等基礎(chǔ)知識。緒 論（2實驗理論多 許多公式都是在不同的實驗條件下得出的。（3實踐性強 學(xué)習(xí)理論就是為實踐服務(wù)，但經(jīng)過實踐又可以提高理論水平。緒 論四、學(xué)習(xí)本課程的要求 1、具有正確圖示和選擇刀具合理幾何參數(shù)的能力。2、基本掌握切削過程中的主要物理現(xiàn)象的變化規(guī)律和應(yīng)用及控制方法，具有解決實際生產(chǎn)問題的能力。

3、3、具有根據(jù)具體要求選擇使用常用刀具，以及設(shè)計一般非標(biāo)準(zhǔn)刀具的能力。4、要求課上認(rèn)真聽講，抓住重點，做好筆記，課下復(fù)習(xí)，輔導(dǎo)與自學(xué)相結(jié)合。第一章 金屬切削加工的基本概念車削運動車刀角度切削方式第一節(jié) 車削運動 一、車削運動一、車削運動 切削運動切削運動是指利用刀具切除工件是指利用刀具切除工件上多余的金屬層，以獲得所要求的尺寸、上多余的金屬層，以獲得所要求的尺寸、形狀精度和表面質(zhì)量的運動。形狀精度和表面質(zhì)量的運動。 1.主運動主運動 2.進(jìn)給運動進(jìn)給運動第一節(jié) 車削運動 v 主運動 vf 進(jìn)給運動第一節(jié) 車削運動 1主運動(唯一性) 進(jìn)行切削時最主要的、消耗動力最多的運動，它使刀具與工件之間產(chǎn)生

4、相對運動。 補充：直接切除工件上的切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，形成工件新表面的運動。 運動形式：旋轉(zhuǎn)運動和直線運動。車、鏜削的主運動是機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運動。 第一節(jié) 車削運動 2進(jìn)給運動 刀具與工件之間產(chǎn)生的附加相對運動，以保持切削連續(xù)地進(jìn)行。 補充：使新的切削層不斷投入切削的運動。 運動形式：縱向進(jìn)給運動走刀運動） 橫向進(jìn)給運動吃刀運動）。 圖1-1中vf ，是車外圓時縱向進(jìn)給運動速度，它是連續(xù)的。 橫向進(jìn)給運動則是間斷的。第一節(jié) 車削運動二、車削時形成的表面二、車削時形成的表面待加工表面待加工表面過渡表面過渡表面已加工表面已加工表面進(jìn)給進(jìn)給運動運動第一節(jié) 車削運動 1、待加工表面 加工時工件上等

5、待切除的表面。 2、已加工表面 工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。 3、過渡表面 工件上由切削刃正在形成的那部分表面。 第一節(jié) 車削運動三、切削層 口ABCE稱為切削層公稱橫截面積 第一節(jié) 車削運動 四、切削用量切削三要素） 切削用量是切削加工過程中切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量(切削深度)的總稱。它表示主運動及進(jìn)給運動量，用于調(diào)整機(jī)床的工藝參數(shù)。 1切削速度Vc 2進(jìn)給量f 3背吃刀量p 第一節(jié) 車削運動 1切削速度Vc 切削刃選定點相對工件主運動的瞬時速度。單位為ms (mmin) 車削時切削速度計算式為： = （1-1） 式中 d 待加工表面直徑mm） n 主運動的旋轉(zhuǎn)速度（ r /min 或r

6、 /s ）。1000dn第一節(jié) 車削運動 2進(jìn)給量f 工件或刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或刀具往復(fù)一次，刀具相對工件在進(jìn)給運動方向上的位移，單位mm/r。 車削時的進(jìn)給速度vf f=fn （1-2） 第一節(jié) 車削運動 3背吃刀量p 工件上已加工表面和待加工表面間垂直距離。車外圓時： p= （1-3） 式中 dm已加工表面直徑。 dw待加工表面直徑。 2mwdd第一節(jié) 車削運動五、切削層參數(shù)意義：影響切削變形和切削力包括：公稱厚度hD 公稱寬度bD 公稱橫斷面積 AD第一節(jié) 車削運動1、公稱厚度hD hD = f sinKr 2、公稱寬度bD bD =p / sinKr 3、公稱橫斷面積 AD AD = hD

7、bD = f p第一節(jié) 車削運動 六、切削時間和材料切除率 意義：反映切削效率高低的兩個指標(biāo)。 1.切削時間tm （1-7）由公式可看出： 提高切削用量三要素中任一個，均可使機(jī)動時間縮短，提高生產(chǎn)率pcpmfavdLhahnfLt1000第一節(jié) 車削運動小結(jié)：小結(jié)：車削運動車削運動車削中形成的表面車削中形成的表面切削用量切削用量切削層參數(shù)切削層參數(shù)主運動主運動進(jìn)給運動進(jìn)給運動切削速度切削速度Vc進(jìn)給量進(jìn)給量f 背吃刀量背吃刀量phD、 bD、 ADAD = hD bD = f p練 習(xí) 在車床上車一直徑為60毫米的軸，現(xiàn)要一次走刀到直徑為52毫米，如果選切削速度=80米/分，求背吃刀量p （吃

8、刀深度和車床主軸轉(zhuǎn)速n各等于多少？第二節(jié) 車刀角度車刀角度包括：靜態(tài)的標(biāo)注角度 動態(tài)的工作角度一、車刀的組成 1、切削部分：刀面、切削刃、刀尖 2、刀柄部分 第二節(jié) 車刀角度一、車刀的組成前面前面主后面主后面副后面副后面主切削主切削刃刃副切削刃副切削刃刀尖刀尖刀柄刀柄切削部分切削部分第二節(jié) 車刀角度 1、刀面 （1前面又稱前刀面 刀具上切屑流出時經(jīng)過的表面。 （2后面又稱后刀面 與工件上過渡表面相對的刀具表面。 （3副后面 與工件已加工表面相對的刀具表面。 前面和后面之間所包含的刀具實體部分為刀楔。 AAA第二節(jié) 車刀角度 2、切削刃 （1主切削刃S 刀具前面與后面的交線。 （2副切削刃S 刀

9、具前面與副后面的交線。 3、刀尖 圖1-3 刃口圓弧半徑r 圖 1-4 車刀的刀尖第二節(jié) 車刀角度 二、坐標(biāo)平面與參考系 車刀切削部分個表面在空間傾斜相交，為標(biāo)注車刀角度，必須建立有三個坐標(biāo)平面組成的參考系。 正交平面參考系 法平面參考系 假定工作平面參考系第二節(jié) 車刀角度 假定主運動方向： 垂直于車刀刀柄的安裝面 假定進(jìn)給運動方向： 垂直或平行于刀柄軸線第二節(jié) 車刀角度1、正交平面參考系（1基面pr 過切削刃選定點，垂直于該點切削速度假定主運動方向的平面。 車刀的基面是平行于車刀安裝面底面的平面 （2切削平面ps 通過切削刃選定點，與切削刃相切，并垂直于基面的平面。 基面基面Pr切削速度方向

10、切削速度方向主切削主切削刃上選刃上選定點定點刀柄底面刀柄底面第二節(jié) 車刀角度（3正交平面po 通過切削刃選定點，同時垂直于基面pr和切削平面ps的平面。 副正交平面參考系？正交平面正交平面Po： Ps Pr基面基面Pr： PrVc 刀具安裝面車刀）刀具安裝面車刀）切削平面切削平面 Ps: 與與 S相切相切 且且 Pr假定切削方向假定切削方向Vc正交平面參考系正交平面參考系Pr-Ps-Po)主切削主切削刃上選刃上選定點定點基面基面Pr副切削平面副切削平面Pr第二節(jié) 車刀角度 2、法平面參考系 Pr-Ps-Pn 基面Pr 、切削平面Ps、法平面Pn （1法平面Pn： 是通過切削刃選定點并垂直于切削

11、刃的平面 。 PnS 法平面法平面Pn：PnS基面基面Pr： PrVc 刀具安裝面車刀）刀具安裝面車刀）切削平面切削平面 Ps: 與與 S相切相切 且且 Pr切削速度方向切削速度方向Vc法平面參考系（法平面參考系（ Pr-Ps-Pn ）90主切削主切削刃上選刃上選定點定點第二節(jié) 車刀角度 3、假定工作平面參考系 基面Pr、假定工作平面Pf 、背平面Pp （1假定工作平面Pf 通過切削刃選定點平行于假定進(jìn)給運動方向并垂直于基面Pr的平面。 （2背平面Pp 通過切削刃選定點并同時垂直于基面Pr和假定工作平面Pf的平面。假定工作平面假定工作平面Pf ： Pf Pr 、f基面基面Pr： PrVc 刀具

12、安裝面車刀）刀具安裝面車刀）假定主運動方向假定主運動方向Vc假定進(jìn)給運動方向假定進(jìn)給運動方向f背平面背平面Pp ： Pr 、 Pf 假定工作平面參考系（假定工作平面參考系（ Pr-Ps-Pf-Pp ）主切削主切削刃上選刃上選定點定點第二節(jié) 車刀角度三、正交平面參考系車刀的標(biāo)注角度 共有六個獨立的角度 1. 前角 2. 后角 3. 主偏角 4. 副偏角 5.刃傾角 6.副后角第二節(jié) 車刀角度（1前角 在正交平面Po中測量的前面Ar與基面Pr間夾角。 （2后角o 在正交平面Po中測量的后面與基面Pr間夾角。（3主偏角Kr 主切削刃S在基面Pr上的投影與進(jìn)給方向間的夾角。（4刃傾角s 在切削平面Ps

13、中測量的主切削刃S與基面的夾角。第二節(jié) 車刀角度（5副偏角Kr 副切削刃S在基面Pr上的投影與進(jìn)給方向間的夾角。（6副后角o 在正交平面Po中測量的副后刀面與基面間夾角。向 上節(jié)課回顧n正交平面參考系n 基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po v 基面基面PrPr： PrVc PrVc 、 刀具安裝面車刀）刀具安裝面車刀）v 切削平面切削平面Ps: Ps: 與與 S S相切相切 且且 Pr Pr v 正交剖面正交剖面PoPo： Ps Po Ps Pon法平面參考系n 基面Pr 切削平面Ps 法平面Pn 上節(jié)課回顧v法平面Pn：PnSn假定工作平面參考系n 基面Pr 假定工作平面Pf 背平面Ppv

14、假定工作平面Pf ：Pf Pr 、fv 背平面Pp ： Pp Pr Pf （aP）n正交平面參考系車刀標(biāo)注角度 上節(jié)課回顧v 正交平面Po標(biāo)注： 前角、后角 v 基 面 Pr標(biāo)注： 主偏角、副偏角v 切削平面Ps標(biāo)注： 刃傾角v 副正交平面Po標(biāo)注： 副后角第二節(jié) 車刀角度 前角正負(fù)的判斷 前面與Ps之間的夾角小于90度時，前角為正，大于90度時，前角為負(fù)。 后角正負(fù)的判斷 后面與Pr之間的夾角小于90度時，后角為正，大于90度時，后角為負(fù)。 圖 1-10 車刀前、后角和刃傾角正、負(fù)的規(guī)定 a） 前、后角 b刃傾角第二節(jié) 車刀角度 角度確定車刀切削刃及各面的方位： 前面、后面、主切削刃rk前面：前角前面：前角 和刃傾角和刃傾角00 rks s后面：后角后面：后角 和主偏角和主偏角主切削刃：主偏角主切削刃：主偏角 和刃傾角和刃傾角第二節(jié) 車刀角度 副后面、副切削刃副后面：副后角副后面：副后角 和副主偏角和副主偏角前面：前角和刃