机械设计制造51

《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论5.1.2金属切削过程及主要物理现象5.1.3金属切削机床的基本知识《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1.1金属切削基本理论5.1切削加工基础知识金属切削加工的目的是使被加工零件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量达到设计与使用要求。因此，切削加工要切除工件上多余的金属，形成已加工表面，必须具备两个基本条件：切削运动和刀具。《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识1.切削运动与切削要素（1）零件表面的形成外圆面和内圆面(孔)是以某一直线或曲线为母线，以圆为轨迹，作旋转运动时所形成的表面。平面是以一直线为母线，以另一直线为轨迹，作平移运动时所形成的表面。成形面是以曲线为母线，以圆、直线或曲线为轨迹，作旋转或平移运动时所形成的表面。5.1.1金属切削基本理论《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工1）主运动:切除工件上的被切削层，使之转变为切屑的主要运动，称为主运动。2）进给运动:不断地把被切削层投入切削，以逐渐切削出整个零件表面的运动，称为进给运动。5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论（2）切削运动《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工在切削过程中，零件上形成了3个表面：已加工表面、待加工表面和过渡表面。5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论（3）切削要素《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工1）切削用量①切削速度②进给量③背吃刀量5.1切削加工基础知识vc1000dnvcr21000Lnwmp2dda5.1.1金属切削基本理论《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工2）切削层几何参数5.1切削加工基础知识①切削层公称厚度是工件或刀具每移动一个进给量，刀具主切削刃相邻两个位置之间的垂直距离。②切削层公称宽度是沿刀具主切削刃量得的待加工面至已加工面之间的距离，即刀具主切削刃与工件的接触长度。③切削层公称横截面积是工件被切下的金属层沿垂直于主运动方向所截取的截面面积。5.1.1金属切削基本理论《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工（1）刀具切削部分的基本定义1）前刀面2）主后刀面3）副后刀面4）主切削刃5）副切削刃6）刀尖5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论1—夹持部分2—切削部分3—前刀面4—副切削刃5—副后刀面6—刀尖7—主后刀面8—主切削刃2.刀具切削部分的几何参数《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工（2）刀具角度参考系5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论1—车刀2—基面(Pr)3—零件4—切削平面(Ps)5—主剖面(Po)6—底平面1）基面(Pr)2）切削平面(Ps)3）主剖面(Po)《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工（3）刀具的标注角度1)前角（）2)后角（αo）3)主偏角（kr）4)副偏角（）5)刃倾角（）5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论ooorrorks《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工（4）刀具工作角度刀尖高于零件轴心线时，则工作前角γoe增大，工作后角αoe减小；5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论oeoe1）刀尖安装高低对工作角度的影响《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工2）刀杆中心线安装偏斜对工作角度的影响5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论刀杆中心线与进给方向不垂直时，工作主偏角和工作副偏角将发生变化《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工3）进给运动对工作角度的影响5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论oeoeoo考虑横向进给运动，刀尖的运动轨迹为阿基米德螺旋线，这时工作前角γo增大，而工作后角αoe减小。《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工3．刀具材料及结构（1）刀具材料1）刀具材料应具备的性能要求①高的硬度②高的耐磨性③足够的强度和韧性④高的耐热性（热稳定性）⑤良好的热物理性能和耐热冲击性能⑥良好的工艺性能和经济性5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工2）常用刀具材料①碳素工具钢②合金工具钢③高速钢④硬质合金⑤其他刀具材料5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论a.涂层刀具b.陶瓷材料c.人造金刚石d.立方氮化硼《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工3）刀具材料的选用5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论手工用刀具及低速简单刀具，可以用碳素工具钢或合金工具钢制造。中等切削速度用刀具，其切削温度在600℃以下，可以用高速钢制造。用于高速切削，要求耐磨性很高的刀具，用硬质合金制造。《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工（2）刀具结构5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论1）整体式车刀2）焊接式车刀3）机夹重磨式车刀4）机夹可转位式车刀机夹重磨式车刀《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工4）机夹可转位式车刀优点：①避免了因焊接而引起的缺陷，切削性能大为提高。②在一定条件下，卷屑、断屑稳定可靠。③减少了调刀停机时间，提高了生产效率。④刀片一般不需重磨，利于涂层刀片的推广应用。⑤刀体使用寿命长，可节约刀体材料及其制造成本。5.1切削加工基础知识5.1.1金属切削基本理论杠杆式可转位车刀《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工1．金属切削过程第Ⅰ变形区第II变形区第III变形区5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象（1）切屑的形成smax《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工（2）切屑的类型1)带状切屑2)节状切屑3)粒状切屑4)崩碎切屑5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工（3）切屑的控制5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象a)b)c)1）磨制断屑槽断屑槽的型式a)折线型b)直线圆弧型c)全圆弧型《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象断屑槽在前刀面上的位置卷屑槽方向a)外斜式b)平行式c)内斜式《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象改变刀具角度，主要是增大主偏角和减小前角，使切削厚度增大，切屑容易折断；选择合理的刃倾角，以控制切屑流向，迫使切屑碰撞在刀具或工件的适当部位，从而促使切屑折断，达到断屑效果。改变切削用量，主要是增大进给量，使切屑厚度增大，卷曲时弯曲应力增大，从而使切屑易折断；切削速度增大时，切屑基本变形减小，断屑变得困难。2）适当调整切削条件《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象（4）积屑瘤oeoo1）积屑瘤的形成2）积屑瘤对切削过程的影响3）积屑瘤的控制《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象2．切削过程中主要物理现象（1）切削力1）切削力的来源与切削分力主切削力Fc吃刀抗力Fp走刀抗力Ff2）切削功率222cpfFFFF3mccm10PFvP《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象（2）切削热和切削温度1）切削热的产生与传导2）切削温度对切削加工的影响①对工件材料物理力学性能的影响②对刀具材料的影响③对工件尺寸精度的影响④利用切削温度自动控制切削用量3）影响切削温度的因素①切削用量②零件材料③刀具角度④刀具磨损⑤切削液《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象（3）刀具磨损和耐用度1）刀具磨损形式a)前刀面磨损b)后刀面磨损c)前后刀面同时磨损《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象2）刀具磨损的阶段①初期磨损阶段（OA段）②正常磨损阶段(AB段)③剧烈磨损阶段(BC段)《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象3）影响刀具磨损的因素4）刀具耐用度与寿命增大切削用量时切削温度随之增高，将加速刀具磨损。在切削用量中，切削速度对刀具磨损的影响最大。刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间称为刀具耐用度，以T表示。刀具从开始切削到完全报废，实际切削时间的总和称为刀具寿命。《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象3．影响金属切削加工的主要因素1）衡量工件材料切削加工性的指标相对加工性Kv2）影响切削加工性的基本因素①工件材料的硬度②工件材料的塑性③工件材料的强度④工件材料的韧性⑤工件材料的弹性模量⑥工件材料的导热系数（1）工件材料的切削加工性《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象3）改善材料切削加工性的措施①通过热处理改善材料的切削加工性②调整工件材料的化学成分来改善其切削加工性③其他辅助性的加工来改善切削加工性（2）刀具材料的选择刀具材料应根据被加工材料、加工精度、加工条件选配，以利于金属切削加工，提高金属切削效率。《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象（3）刀具几何参数的选择1）前角2）后角3）主偏角与副偏角4）刃倾角①作用②选择原则《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象（4）切削用量的选择1）切削用量选择原则①对加工质量的影响②对生产率的影响进给量对残留面积的影响T52.250.75cpCTvfa《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象2）切削用量的合理选择①背吃刀量ap的选择背吃刀量要尽可能取得大些。②进给量f的选择③切削速度vc的选择粗加工时，进给量主要受机床、刀具和零件所能承受切削力的限制。而精加工时，限制进给量的因素主要是零件表面粗糙度。精加工时，切削速度主要受刀具耐用度的限制。而粗加工时，切削速度主要受机床功率的限制。《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象（5）切削液的选择1）切削液的作用①冷却作用②润滑作用③清洗和排屑作用④防锈作用2）切削液的分类①水溶液②乳化液③切削油④固体润滑剂《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.2金属切削过程及主要物理现象3）切削液的选择①从工件材料方面考虑②从刀具方面考虑③从加工方面考虑④从加工要求方面考虑4）切削液的使用方法一般是浇注法。用高速钢成形刀具切削难加工材料时，可用高压喷射冷却法，以改善渗透性，提高切削效果。《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.3金属切削机床的基本知识1．机床的分类和型号编制方法（1）机床的分类1）按机床的加工性能和结构特点分类2）按机床的通用程度分类3）按机床的精度分类4）按重量不同分类5）按自动化程度不同分类《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.3金属切削机床的基本知识（2）机床型号的编制方法●()╳()╳○()○○()()/()●-企业代号其他特性代号重大改进序列号第二主要参数主参数或设计序列号系代号组代号通用代号、结构特性代号类代号分类代号△△△△《机械制造基础》主编李长河第5章切削加工5.1切削加工基础知识5.1.3金属切削机床的基本知识2．机床的机械传动（1）传递旋转运动的机构1）带传动2211ndnd2112ddnni优点：传动平稳，结构简单，两传动件之间距离可任意调节，制造维修方便，过载时胶带打滑可对机器起到保护作用。缺点：由于胶带的滑动，不能保证准确的传动比，传动效率低。