第五章切削加工成形.

第五章切削加工成形赵霞材料成型教研室•切削加工：用切削工具从坯料或工件上切除多余的材料，以获得具有所需的几何形状、尺寸和表面质量的机器零件的加工方法。•①机械加工:由工人操纵机床来完成切削加工的，有车削、钻削、刨削、铣削和磨削等。•②钳工:利用手动工具来完成切削加工的,它包括划线、錾削、锉削、锯割、攻螺纹、套螺纹、刮削、研磨以及机器的装配和维修等。•一、切削加工质量•加工精度和表面粗糙度第一节概述1、加工精度尺寸精度、形状精度、位置精度2、表面粗糙度二、切削运动三、切削用量•在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)的总称。切削速度•定义：在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度(m/s或m/mim)，用Vc表示。主运动为旋转运动时:)min(1000)(601000mdnsmdncvmin10002)(6010002mLnsmLnvrrc主运动为往复运动时:进给量（f）定义：在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿进给运动方向的相对位移。1、单齿刀锯（f）2、多齿刀锯（fz）进给速度vfnfvf（mm/s）背吃刀量（ap）2mwpddadmdwfn12fapKr第二节切削刀具刀具材料名称硬度(HRA)耐热性（℃）抗弯强度(×103MPa)工艺性能常用牌号用途碳素工具钢82左右200～2502.5～2.8可冷热加工成形T8AT10AT12A手动刀具，如锉刀、锯条、錾子等合金工具钢83左右300～3502.5～2.8(同上)9CrSiCrWMn手动、机动低速刀具，如丝锥、板牙等高速工具钢85左右600～7002.5～4.5可冷热加工成形，切削、磨削工艺性好，需热处理W18Cr4VW6Mo5Cr4V2W9Mo3Cr4V机动复杂刀具如钻头、铰刀、三面刃铣刀、齿轮刀具等硬质合金92左右800～11000.9～2.5压制烧结成形，只能磨削加工，不需热处理P01,P10,P20M10,M20,M30K01,K20,K30机动简单刀具，如车刀、刨刀、铣刀刀片等常用刀具材料的性能、牌号及用途超硬刀具材料性能及用途硬度(HV)耐热性(℃)抗弯强度(×103MPa)工艺性能用途陶瓷材料1500～21001200～13000.45～1.1压制烧结成形，只能磨削加工，不需热处理多用于车刀，适宜连续切削聚晶立方氮化硼(PCBN)3400～70001400～15000.57～0.81高温高压烧结成形，可用金刚石砂轮磨削，不需热处理用于加工高硬度、高强度材料（特别是铁族材料）聚晶人造金刚石(PCD)6000～8000700～8000.42～1.0用天然金刚石砂轮磨削，刃磨很困难用于有色金属的高精度低粗糙度切削，也用于非铁族难加工材料的切削刀具角度一、车刀切削部分的组成（1）前刀面（2）后刀面（3）切削刃夹持部分（刀体）切削部分（刀头）前刀面主后刀面副后刀面主刀刃副刀刃刀尖二、车刀切削部分的主要角度•静止参考系假定条件：•①不考虑进给运动；•②车刀刀尖与工件轴线等高；•③刀柄的中心线垂直于进给方向。（1）基面Pr（2）切削平面Ps’（3）正交平面（主剖面）PO（4）假定工作面Pf刀具的主要标注角度dwdmnf切削平面主剖面1)前角（0）前刀面和基面之间的夹角。在主剖面内度量。02）后角（0）主后刀面和切削平面之间的夹角。在主剖面内度量。03）主偏角（kr）4）副偏角（kr’）krKr’基面中测量的主切削平面与进给运动方向之间的夹角基面中测量的副切削平面与进给运动方向之间的夹角5）刃倾角（S）主切削刃与基面之间的夹角。在切削平面内度量一、切削过程金属切削过程是通过刀具把被切金属层变为切屑的过程，其实质是一种挤压变形过程。§5.3金属切削过程切屑形成过程•切削过程：弹性变形→塑性压缩→剪切滑移→挤裂切离切屑种类带状切削节状切削蹦碎切削二、切削热和切削温度1.切削热的来源与传散1)切削热的来源a.切屑变形所产生的热；b.切屑与前刀面之间的摩擦；c.工件与后刀面之间的摩擦。切屑：介质：工件：刀具：50~80%1%40~10%9~3%2)切削热的传散2.切削温度及其影响因素切削温度—切削区的平均温度。切削区—切屑、工件、刀具相接触的区域。刀具磨损形式刀具的磨损和刀具耐用度前刀面磨损①条件：切速较高，切削厚度较大，不用切削液切削塑性材料。②磨损量：用月牙洼深度KT表示。后刀面磨损①条件：脆性材料，或切速较低，切削厚度较小切削塑性材料。②磨损量：用棱面高度VB表示。前后刀面磨损①条件：切削塑性金属，切削厚度较大。②磨损量：用KT和VB表示。刀具的磨损过程一般应在急剧磨损阶段之前磨刀或换刀，这样既合理使用刀具，又保证加工质量。影响刀具磨损的因素75.05.25pTafvGT①切削用量：、、愈大，刀具磨损加剧。但影响最大,次之，最小。vvfpafpa②工件材料：材料的强度、硬度越高，温度越高；材料的导热性愈差，刀具磨损愈快，降低刀具耐用度。③刀具④冷却条件：合理使用切削液，可降低切削温度降低、减小摩擦，提高刀具耐用度。a.刀具角度：增大0、0，可减小切屑变形、减小摩擦，从而减小刀具磨损，提高刀具耐用度。b.刀具材料：耐磨性、耐热性愈好，刀具耐用度愈高。