金属工艺学 第11章 金属切削加工的基础知识

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1、金属切削原理与刀具PrincipleofMetalCuttingandCuttingTools第11章金属切削加工的基础知识主要内容切削运动切削要素刀具材料刀具几何参数什么叫做金属切削加工？金属切削加工在机床上，用金属切削刀具，通过刀具与工件之间的相对运动，从工件上切除多余的金属，从而获得在形状、尺寸精度、表面质量上都符合预定要求的加工工艺。切削加工工艺系统机床、夹具、刀具、工件金属切削加工方法车、铣、铇、钻、磨、镗、拉、插、铰、扩、刮等。§11-1切削运动和切削要素切削运动切削三要素一、切削运动切削运动加工过程中工件与刀具间的相对运动，从而切除多余

2、金属，使工件获得所需要求的形状和精度切削运动包括主运动和进给运动1、主运动主运动：主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。它可以是旋转运动，也可以是直线运动。它可由工件完成，也可由刀具完成主运动的特点：速度最高、消耗功率最大。注意：任何切削过程必须有一个，也只有一个主运动。2、进给运动进给运动：进给运动是使金属层不断投入切屑，从而加工出完整表面所需要的运动。进给运动的特点：速度较低、消耗功率较小。注意：进给运动可能有一个或几个。运动形式有平移的、旋转的，有连续的、间歇的。3、切削运动图例二、切削要素切削要素包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。1

3、.车削中的工件表面dwapdmVAVBVCvf待加工已加工过渡待加工表面即将被切除金属层的表面过渡表面主切削刃正对的表面已加工表面切除多余金属后形成的表面1.切削速度V切削速度指切削刃上某点相对于工件的瞬时速度注意计算切削速度时，以最大切削速度为准例题(例题)主轴转速2000min-1、车削直径Ø50，求此时的切削速度？答：π=3.14、D=50、n=2000代入公式V=(π×D×n)÷1000=(3.14×50×2000)÷1000=314(m/min)切削速度为314m/min2.进给量f工件或刀具每转一圈，进给方向的位移表示参数f=Vf/n3

4、.切削深度ap已加工表面与待加工表面的垂直距离对于车削外圆，λs＝0，ap=(dw-dm)/2例题车外圆时工件加工前直径为62mm，加工后直径为56mm，工件转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移2mm，工件加工长度为110mm，切入长度为2mm，求v、f、ap。解：v=πdn/1000=π·62·4/1000=0.779m/sf=vf/n=2/4=0.5mm/rt=(l+l1+l2)/vf=(110+2+0)/2=56sap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3mm2.切削层尺寸平面要素（1）切削层公称厚度在切削层尺寸平面上垂直于切削刃方向所

5、测得的切削层尺寸。用符号“hD”表示.（2）切削层公称宽度指在切削层尺寸平面内，沿切削刃方向所测得的切削层尺寸。用“bD”表示，单位mm。（3）切削层公称横截面积在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面内的实际横截面积。用“AD”表示。它等于切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积；也等于切削深度与进给量的乘积。切削层工件（刀具）每转一圈,刀具切削刃从工件上切削下来转化为切屑的金属层,称为切削层Fig1-18§11-2金属切削刀具刀具材料刀具坐标系切削要素的投影图标注角度工作角度11.2.1刀具材料1、刀具材料应具备的基本性能①刀具材料的硬度应高于被加工材料的

6、硬度一般应在HRC60以上。②刀具材料应具有较强的耐磨性刀具材料的硬度越高，刀具的耐磨性就越好；材料中含碳化物越多,晶粒越细，则刀具越耐磨；③刀具材料应具有足够大的强度和韧性一般用抗弯强度和冲击值来衡量。④应具有高的耐热性耐热性是指刀具材料在高温下保持材料硬度的能力，可用高温硬度表示。⑤应具有良好的工艺性能包括：焊接性能、磨削加工性能和热处理能力2、刀具材料及用途高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。有较高的热稳定性，较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；其制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头

7、、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。高性能高速钢：在普通高速钢材料中，加入一些合金元素，使其耐热性、耐磨性得以提高。耐用度较通用型高速钢高1.3～3倍。适合于加工高温合金、钛合金、超高强度钢等难加工材料。典型牌号：高碳高速钢（如9W18Cr4V）高钒高速钢(W12Cr4V4Mo)钴高速钢（如W2Mo9Cr4VCo8）铝高速钢（W6Mo5Cr4V2Al高速钢材料的特点：具有较高的抗弯强度和韧性，抗冲击能力强，但耐热性和耐磨性比硬质合金差用途：主要作为低速切削刀具材料（麻花钻、拉刀、铣刀、齿轮刀具等）11.2.2刀具切削部分构

8、造要素：切屑流过的表面工件过渡表面相对的表面工件已加工表面相对的表面前刀面和后刀面相交的部分前刀面和副后刀面