金屬切削原理和刀具的幾何角度課件

金屬切削原理和刀具的幾何角度課件目錄金屬切削原理刀具材料刀具的幾何角度刀具磨損與耐用度切削液的選擇與應(yīng)用金屬切削加工中的振動(dòng)與噪聲金屬切削原理01切削運(yùn)動(dòng)定義切削運(yùn)動(dòng)是指刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是刀具相對(duì)于工件的主要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它決定了切削速度和切削深度。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具沿工件軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)，它決定了切削寬度和切削厚度。切削運(yùn)動(dòng)030201切削速度切削速度是指刀具切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。切削深度切削深度是指刀具切入工件表面的深度，即切削層在垂直于切削方向的截面尺寸。切削寬度切削寬度是指切削層在進(jìn)給方向上的截面尺寸。切削厚度切削厚度是指切削層在垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的截面尺寸。切削要素切屑形成01在切削過程中，工件材料被刀具的切削刃所擠壓，產(chǎn)生變形并形成切屑。02切削力切削力是指切削過程中刀具作用于工件上的力，它主要由工件材料的變形抗力和刀具與切屑之間的摩擦力組成。03切削熱切削熱是由于切削過程中工件材料的變形和摩擦所產(chǎn)生的熱量，它會(huì)導(dǎo)致刀具磨損和工件熱變形。切削過程刀具材料02高速鋼硬質(zhì)合金具有高硬度和良好的耐磨性，廣泛應(yīng)用于銑刀、鉆頭等刀具。陶瓷具有高硬度、低摩擦系數(shù)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，常用于切削難加工材料。具有較好的韌性和熱硬性，多用于制造復(fù)雜刀具和重型刀具。金剛石具有極高的硬度和耐磨性，主要用于磨削和拋光加工。刀具材料的分類高硬度刀具材料應(yīng)具有較高的硬度，以便在切削過程中保持鋒利的切削刃。高耐磨性刀具材料應(yīng)具有良好的耐磨性，以減少磨損和刀具的快速鈍化。高韌性刀具材料應(yīng)具有一定的韌性，以承受切削過程中的沖擊和振動(dòng)。良好的熱穩(wěn)定性刀具材料應(yīng)能在高溫下保持其性能穩(wěn)定，以適應(yīng)高速切削和硬切削的要求。刀具材料的性能要求根據(jù)被加工材料的性質(zhì)選擇刀具材料，例如切削軟材料時(shí)可以選擇硬度較低的刀具材料，切削硬材料時(shí)則應(yīng)選擇硬度較高的刀具材料。根據(jù)切削條件選擇刀具材料，例如在高速切削時(shí)可以選擇熱穩(wěn)定性較好的刀具材料，在切削過程中需要承受較大沖擊和振動(dòng)的場合應(yīng)選擇韌性較好的刀具材料。根據(jù)刀具的使用壽命要求選擇刀具材料，例如需要延長刀具使用壽命的場合可以選擇耐磨性較好的刀具材料。刀具材料的選用原則刀具的幾何角度03前刀面與切削平面間的夾角，它影響切削的難易程度和切屑的變形程度。前角越大，切削越輕快，切屑越容易碎裂。但前角過大，則切削過淺，甚至出現(xiàn)負(fù)前角，將會(huì)使切削厚度變薄，切屑不能及時(shí)被切斷，造成切削刃的卷曲和后刀面的磨損。前角（γo）后刀面與已加工表面間的夾角，它的作用主要是減小后刀面與加工表面間的摩擦。后角越大，則摩擦越小。但后角過大，則影響刀頭的強(qiáng)度。后角（αo）主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角。主偏角對(duì)切削層截面的形狀和尺寸有顯著影響。減小主偏角可以增加切削厚度，有助于提高切削刃的強(qiáng)度和散熱面積。主偏角（κr）副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給反方向的夾角。副偏角的主要作用是減小副切削刃與已加工表面間的摩擦，減小加工表面的粗糙度值。副偏角（κ'r）刃傾角（λs）切削刃與基面間的夾角。刃傾角主要影響切屑的流向和刀尖的強(qiáng)度。增大刃傾角可使切屑向待加工表面方向排出，防止切屑劃傷已加工表面。刃傾角還有助于控制刀尖的受力方向，提高刀尖的強(qiáng)度。刀具磨損與耐用度04氧化磨損切削過程中，刀具表面與切屑、工件發(fā)生氧化反應(yīng)，形成氧化膜，隨著切削過程的進(jìn)行，氧化膜逐漸破裂，導(dǎo)致刀具表面材料被剝離，形成磨損。粘結(jié)磨損切削過程中，切屑與刀具前刀面發(fā)生粘結(jié)，產(chǎn)生摩擦熱，導(dǎo)致刀具表面材料轉(zhuǎn)移至切屑上，形成磨損。磨料磨損切屑與刀具后刀面發(fā)生劇烈摩擦，導(dǎo)致刀具后刀面材料逐漸被磨去，形成磨損。相變磨損切削過程中，由于溫度變化，刀具材料發(fā)生相變，導(dǎo)致刀具強(qiáng)度和硬度降低，容易發(fā)生磨損。刀具磨損刀具材料刀具材料的硬度、抗彎強(qiáng)度、耐磨性等性能對(duì)刀具耐用度有重要影響。一般來說，硬度高、抗彎強(qiáng)度大、耐磨性好的材料制成的刀具耐用度較高。切削用量切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量等切削用量對(duì)切削熱、切削力、切屑形態(tài)等切削參數(shù)有較大影響，進(jìn)而影響刀具的耐用度。合理選擇切削用量可以有效提高刀具耐用度。冷卻與潤滑在切削過程中，對(duì)刀具進(jìn)行充分的冷卻和潤滑可以減小切削熱和摩擦力對(duì)刀具的影響，提高刀具的耐用度。刀具幾何角度刀具的前角、后角、主偏角、副偏角等幾何角度對(duì)切削力、切削熱、切屑形態(tài)等切削參數(shù)有顯著影響，進(jìn)而影響刀具的耐用度。合理選擇刀具幾何角度可以有效提高刀具耐用度。刀具耐用度切削液的選擇與應(yīng)用050102切削液的種類水基切削液、油基切削液、乳化切削液等。切削液的特性潤滑性、冷卻性、防銹性、清洗性和穩(wěn)定性等。切削液的種類與特性加工材料不同材料對(duì)切削液的適應(yīng)性不同，需要根據(jù)材料特性選擇合適的切削液。加工方式不同的加工方式（如銑削、車削、鉆孔等）需要選用不同類型的切削液。刀具材料不同刀具材料對(duì)切削液的適應(yīng)性不同，需要根據(jù)刀具材料選擇合適的切削液。加工要求根據(jù)加工精度、表面粗糙度等要求選擇合適的切削液。切削液的選擇依據(jù)切削液的添加量根據(jù)加工條件和要求，合理控制切削液的添加量。切削液的溫度控制合理控制切削液的溫度，以提高其使用壽命和性能。切削液的更換周期定期更換切削液，以保證其性能穩(wěn)定。切削液的過濾與凈化定期對(duì)切削液進(jìn)行過濾和凈化，去除雜質(zhì)和金屬顆粒。切削液的應(yīng)用要點(diǎn)金屬切削加工中的振動(dòng)與噪聲0601切削顫振切削顫振會(huì)導(dǎo)致切削力周期性變化，影響工件表面質(zhì)量和刀具壽命。02切削穩(wěn)定性刀具和工件之間的相對(duì)振動(dòng)可能導(dǎo)致切削中斷或切削厚度變化，影響加工精度。03刀具磨損刀具的振動(dòng)會(huì)加速刀具磨損，縮短刀具使用壽命。振動(dòng)對(duì)切削過程的影響0102切削過程中，刀具與工件之間的相互作用產(chǎn)生彈性振動(dòng)，通過空氣傳播形成噪聲。刀具的振動(dòng)頻率、幅值和方向等因素影響噪聲的頻率和強(qiáng)度。噪聲產(chǎn)生的機(jī)理降低振動(dòng)和噪聲的方法01選擇合適的刀具材料和幾何角度，以提高刀具剛性和減小振動(dòng)。02采用減振裝置或特殊夾具，減少刀具和工件之間的相對(duì)振動(dòng)。通過優(yōu)化切削參數(shù)，如切削深度、進(jìn)給速度和切削速度，來降低切削力和振動(dòng)。03前角