金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)概述(ppt-26頁)PPT學(xué)習(xí)課件

1、第9章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí) 一、設(shè)計(jì)目的了解最基本的金屬切削加工方法，了解切削的基本概念、金屬切削性能，全面掌握金屬切削加工藝知識(shí)。二、設(shè)計(jì)條件 給出減速器軸類零件圖及其性能要求，進(jìn)行軸類零件工藝的制定及其制造過程設(shè)計(jì)。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）根據(jù)減速器軸類零件圖及性能要求，分析零件，確定軸類零件工藝方法。（2）在掌握各金屬切削方法中，進(jìn)行典型軸類零件設(shè)計(jì)。（3）掌握一般軸類零件的機(jī)械加工工藝過程。 9.1 金屬切削加工方法選定說明一、切削運(yùn)動(dòng) 切削加工時(shí),為了獲得各種形狀的零件,刀具與工件必須具有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng),即切削運(yùn)動(dòng)，切削運(yùn)動(dòng)按其所起的作用可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。二、工件表面 切削

2、加工過程中，在切削運(yùn)動(dòng)的作用下，工件表面一層金屬不斷地被切下來變?yōu)榍行?，從而加工出所需要的新的表面，在新表面形成的過程中，工件上有三個(gè)依次變化著的表面，它們分別是待加工表面，切削表面和已加工表面。 9.2 切削運(yùn)動(dòng) 三、切削用量 1切削速度vc 2進(jìn)給量f 3 背吃刀量（切削深度）ap dw待加工表面直徑 dm已加工表面直徑一、車刀的組成 1. 刀面（1）前刀面A：刀具上切屑流過的表面。（2）后刀面A：與工件上切削表面相對(duì)的刀面。（3）副后刀面A：與已加工表面相對(duì)的刀面。9.3 金屬切削刀具 2. 切削刃（1）主切削刃S：前刀面與后刀面的交線，承擔(dān)主要的切削工作；（2）副切削刃S：前刀面與副后

3、刀面的交線，承擔(dān)少量的切削工作。（3）刀尖是主、副切削刃相交的一點(diǎn)，實(shí)際上該點(diǎn)不可能磨得很尖，而是由一段折線或微小圓弧組成，微小圓弧的半徑稱為刀尖圓弧。 二、刀具幾何角度參考系 1. 刀具標(biāo)注角度參考系2.正交平面參考系 三、刀具標(biāo)注角度定義 1. 在基面內(nèi)測(cè)量的角度（1）主偏角r：主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。（2）副偏角r：副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向之間的夾角。（3）刀尖角r：主切削平面與副切削平面間的夾角。刀尖角的大小會(huì)影響刀具切削部分的強(qiáng)度和傳熱性能。 2. 在主切削刃正交平面內(nèi)測(cè)量的角度（1）前角o：前刀面與基面間的夾角。當(dāng)前刀面與基面平行時(shí)，前角為零?；嬖谇暗睹嬉詢?nèi)，前角為負(fù)。

4、基面在前刀面以外，前角為正。（2）后角o：后刀面與切削平面間的夾角。（3）楔角o：前刀面與后刀面間的夾角。楔角的大小將影響切削部分截面的大小，決定著切削部分的強(qiáng)度，它與前角o和后角o的關(guān)系如下： 3. 在切削平面內(nèi)（S向）測(cè)量的角度刃傾角s是主切削刃與基面間的夾角。刀尖處于最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正；刀尖處于最低點(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)；切削刃平行于底面時(shí)，刃傾角為零， 4. 在副切削刃正交平面內(nèi)（O-O）測(cè)量的角度副后角o是副后刀面與副切削刃切削平面間的夾角。 四、切削層參數(shù) 切削層是刀具切削部分切過工件的一個(gè)單程所切除的工件材料層。切削層參數(shù)就是指這個(gè)切削層的截面尺寸。1. 切削層公稱厚度hD 簡(jiǎn)稱切削

5、厚度，是垂直于切削表面度量的切削層尺寸。 hD fsinr 2. 切削層公稱寬度bD 簡(jiǎn)稱切削寬度，是沿切削表面度量的切削層尺寸。bDa P /sinr 3. 切削層公稱橫截面積AD AD hD. bD f. a P五、刀具材料在切削加工時(shí)，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受了很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時(shí)，還承受著切削力、沖擊和振動(dòng)，因此要求刀具切削部分的材料應(yīng)具備以下基本條件：1. 高硬度 2. 耐磨性3. 強(qiáng)度和韌性4. 耐熱性5. 工藝性刀具材料種類很多，常用的有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等。機(jī)床傳動(dòng)的基本組成部分（

6、1）主偏角r：主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。（3）副后刀面A：與已加工表面相對(duì)的刀面。第變形區(qū)在刀具后刀面和已加工表面接觸的區(qū)域上，在分析第、第兩個(gè)變形區(qū)的情況時(shí)，假設(shè)刀具的切削刃是絕對(duì)鋒利的，實(shí)際上任何刀具的切削刃口都很難磨得絕對(duì)鋒利。反之表明刀具磨損速度快。切削加工過程中，在切削運(yùn)動(dòng)的作用下，工件表面一層金屬不斷地被切下來變?yōu)榍行?，從而加工出所需要的新的表面，在新表面形成的過程中，工件上有三個(gè)依次變化著的表面，它們分別是待加工表面，切削表面和已加工表面。（1）主切削刃S：前刀面與后刀面的交線，承擔(dān)主要的切削工作；切削層公稱寬度bD6 典型零件加工方法選擇過程金屬切削過程是指工件上一層多

7、余的金屬被刀具切除的過程和已加工表面的形成的過程。（2）副偏角r：副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向之間的夾角。5 刀具磨損和刀具耐用度五、工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析五、工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析在切削加工時(shí)，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受了很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時(shí)，還承受著切削力、沖擊和振動(dòng)，因此要求刀具切削部分的材料應(yīng)具備以下基本條件：第變形區(qū)在刀具后刀面和已加工表面接觸的區(qū)域上，在分析第、第兩個(gè)變形區(qū)的情況時(shí)，假設(shè)刀具的切削刃是絕對(duì)鋒利的，實(shí)際上任何刀具的切削刃口都很難磨得絕對(duì)鋒利。四、工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析基面在前刀面以外，前角為正。金屬切

8、削過程是指工件上一層多余的金屬被刀具切除的過程和已加工表面的形成的過程。一、切屑的形成過程 工件上的被切削層在刀具的擠壓作用下，沿切削刃附近的金屬首先產(chǎn)生彈性變形，接著由剪應(yīng)力引起的應(yīng)力達(dá)到金屬材料的屈服極限以后，切削層金屬便沿傾斜的剪切面變形區(qū)示意圖滑移，產(chǎn)生塑性變形，然后在沿前刀面流出去的過程中，受摩擦力作用再次發(fā)生滑移變形，最后形成切屑。 9.4 金屬切削過程 二、第變形區(qū) 在一般的切削速度范圍內(nèi)，第一變形區(qū)的寬度大約為0.020.2mm，速度越高，寬度越小。由于工件材料和切削條件的不同，切屑過程中的變形情況也不同，因而產(chǎn)生的切屑形狀也不同，從變形的觀點(diǎn)來看，可將切屑的形狀分為四種類型如

9、圖所示。1. 切屑的類型帶狀切屑 擠裂切屑 粒狀切屑 崩碎切屑 2. 變形系數(shù) 切削過程中，變形量的大小計(jì)算很復(fù)雜，所以在研究切削變形規(guī)律時(shí)，通常用剪應(yīng)變r(jià)或變形系數(shù)h來衡量切削變形的程度，剪應(yīng)變是指切削層在剪切面上的滑移量； 三、第變形區(qū) 1. 摩擦系數(shù)2. 積屑瘤3.焊縫的內(nèi)部缺陷四、第變形區(qū) 第變形區(qū)在刀具后刀面和已加工表面接觸的區(qū)域上，在分析第、第兩個(gè)變形區(qū)的情況時(shí)，假設(shè)刀具的切削刃是絕對(duì)鋒利的，實(shí)際上任何刀具的切削刃口都很難磨得絕對(duì)鋒利。 5 刀具磨損和刀具耐用度給出減速器軸類零件圖及其性能要求，進(jìn)行軸類零件工藝的制定及其制造過程設(shè)計(jì)。切削層公稱寬度bD二、刀具幾何角度參考系（2）后

10、刀面A：與工件上切削表面相對(duì)的刀面。在一般的切削速度范圍內(nèi)，第一變形區(qū)的寬度大約為0.簡(jiǎn)稱切削寬度，是沿切削表面度量的切削層尺寸。機(jī)床傳動(dòng)的基本組成部分機(jī)床傳動(dòng)的基本組成部分（2）副切削刃S：前刀面與副后刀面的交線，承擔(dān)少量的切削工作。1）改進(jìn)工件的裝夾方法刀具壽命反映了刀具磨損的快慢程度。（3）副后刀面A：與已加工表面相對(duì)的刀面。當(dāng)前刀面與基面平行時(shí)，前角為零。刀具壽命反映了刀具磨損的快慢程度。切削加工過程中，在切削運(yùn)動(dòng)的作用下，工件表面一層金屬不斷地被切下來變?yōu)榍行?，從而加工出所需要的新的表面，在新表面形成的過程中，工件上有三個(gè)依次變化著的表面，它們分別是待加工表面，切削表面和已加工表面。

11、bDa P /sinr2mm，速度越高，寬度越小。一、刀具的磨損形式 1前刀面磨損2.后刀面磨損 后刀面與工件表面實(shí)際上接觸面積很小，所以接觸壓力很大，存在著彈性和塑性變形，因此，磨損就發(fā)生在這個(gè)接觸面上。 3. 前后刀面同時(shí)磨損9.5 刀具磨損和刀具耐用度 二、刀具磨損的原因1. 磨料磨損磨料磨損是由于工件材料中的雜質(zhì)、材料基體組織中的碳化物、氮化物、氧化物等硬質(zhì)點(diǎn)對(duì)刀具表面的刻劃作用而引起的機(jī)械磨損。2. 粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損是硬質(zhì)合金刀具在中等偏低切削速度時(shí)磨損的主要原因。3. 擴(kuò)散磨損當(dāng)切削溫度很高時(shí)，刀具與工件材料中的某些化學(xué)元素能在固體下互相擴(kuò)散，使兩者的化學(xué)成分發(fā)生變化，削弱了刀具材

12、料的性能，加速磨損進(jìn)程。一、刀具磨損的原因1. 磨料磨損磨料磨損是由于工件材料中的雜質(zhì)、材料基體組織中的碳化物、氮化物、氧化物等硬質(zhì)點(diǎn)對(duì)刀具表面的刻劃作用而引起的機(jī)械磨損。2. 粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損是硬質(zhì)合金刀具在中等偏低切削速度時(shí)磨損的主要原因。3. 擴(kuò)散磨損當(dāng)切削溫度很高時(shí)，刀具與工件材料中的某些化學(xué)元素能在固體下互相擴(kuò)散，使兩者的化學(xué)成分發(fā)生變化，削弱了刀具材料的性能，加速磨損進(jìn)程。4. 氧化磨損當(dāng)切削溫度700800時(shí)，空氣中的氧與硬質(zhì)合金中的鈷、碳化鎢、碳化鈦等發(fā)生氧化作用生成疏松脆弱的氧化物。這些氧化物容易被切屑和工件擦走，加速了刀具磨損。三、刀具的磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) （l）初期磨損階

13、段 （2）正常磨損階段 （3）急劇磨損階段 四、刀具壽命 刀具壽命反映了刀具磨損的快慢程度。刀具壽命長(zhǎng)表明刀具磨損速度慢；反之表明刀具磨損速度快。影響切削溫度和刀具磨損的因素都同樣影響刀具壽命。切削用量對(duì)刀具壽命的影響較為明顯，通過切削實(shí)驗(yàn)可以得出vc、ap對(duì)刀具壽命T的影響關(guān)系式： 一、刀具幾何參數(shù)的選擇 1前角的選擇2.后角、副后角的選擇 3. 主偏角、副偏角的選擇4. 刃傾角的選擇二、切削用量的選擇 1.切削液的作用2.常用切削液的種類與選用9.6 典型零件加工方法選擇過程 一、機(jī)床的分類及型號(hào) 機(jī)床的分類機(jī)床型號(hào)的編制1）通用機(jī)床型號(hào)的表示方法 9.7 金屬切削機(jī)床介紹 二、機(jī)床傳動(dòng)的基本組成和傳動(dòng)原理圖 1.機(jī)床傳動(dòng)的基本組成部分機(jī)床的傳動(dòng)必須具備以下的三個(gè)基本部分。（1）運(yùn)動(dòng)源（2）傳動(dòng)件 （3）執(zhí)行件 2.機(jī)床的傳動(dòng)鏈（1）外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 （2）內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 3.機(jī)床傳動(dòng)原理圖三、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖和運(yùn)動(dòng)計(jì)算 1.機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖2.傳動(dòng)路線表達(dá)式 3.主軸轉(zhuǎn)數(shù)級(jí)數(shù)計(jì)算4.運(yùn)動(dòng)計(jì)算四、工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析 1. 工件表面的類型2. 常見工件表面的成形方法 五、工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析