机械制造及其自动化

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1、机械制造及其自动化1.金属切削切削原理工件与刀具之间相互滑移即表示金属切削的剪切变形经过这种变形以后，切屑从刀具前面上流过吋又在刀、屑界面处产生进一步的摩擦变形。通常，切屑的厚度比切削厚度大，而切屑的K度比切削K度短，这种现象就叫切屑变形。金属被刀具前而所挤压而产生的剪切变形是金展切削过程的特征。由于工件材料刀具和切削条件不同，切屑的变形程度也不同，因此可以得到各种类型的切屑。机械加工设备机械加工设备主要有车床，铣床，磨床，镗床等，~般以车床和铣床应用较广泛。刀具金属切削刀具一般宥45度车刀，90度车刀，镗刀，铰刀，拉刀，铣刀等，一般情况的加工车刀和铣刀应用较多，所以以下内容多以车刀为主。积屑

2、瘤在用低、中速连续切削一般钢材或其他塑性材料时,切屑同刀具前面之问存在着摩擦，当切屑上紧靠刀具前而的薄层在较高压强和温度的时，同切屑基体分离而粘结在刀其前面上，再经足M重叠粘结，在刀尖附近往往会堆积成一块经过剧烈变形的楔状切屑材料，叫做积屑瘤。积屑瘤的硬度较基体材料高一倍以上，实际上可代替刀刃切削。积屑瘤的底部较稳定，顶部同工件和切屑没奋明显的分界线，容易破碎和脱落，一部分随切屑带走，一部分残留在加工表面上，从而使工件变得粗糙。所以在精加工时一定耍设法避免或抑制积屑瘤的形成。积屑瘤的产生、成长和脱落是一个周期性的动态过程，它使刀具的实际前角和切削深度也随之发生变化，引起切削力波动，影响加工稳定

3、性。在一般情况下，当切削速度很低或很高吋，因没有产生积屑瘤的必要条件（较大的切屑与刀具前面间的摩檫力和一定的温度），不产生积屑瘤。切削力切削时刀具的前面和肜面上都承受法向力和摩擦力，这些力组成合力F,在外圆车削时，一般将这个切削合力F分解成三个互相垂直的分力切向力E——它在切削速度方向上垂直于刀具基面，常称主切削力；径向力F——在平行于基而的平面内，与进给方向垂直，又称推力；轴向力F——在平行于基面的平面内，与进给方向平行，乂称进给力。一般情况下，F最大,F和F较小，由于刀具的儿何参数刃磨质景和磨损情况的不同和切削条件的改变，F、F对F的比值在很大的范围内变化。切削热切削金属吋，由于切屑剪切变

4、形所作的功和刀具前面、后面摩檫所作的功都转变为热，这种热叫切削热。刀具、工件和切屑上的切削热主要由切削液带走；不用切削液时，切削热主要由切屑、工件和刀具带走或传出，其屮切屑带走的热量最大，传向刀具的热量虽小，但前面和石面上的温度却影响着切削过程和刀具的磨损情况，所以了解切削温度的变化规律是十分必要的。切削温度切削过程巾切削区各处的温度是不同的，形成一个温度场切屑和工件的温度分布，这个温度场影响切屑变形、积屑瘤的大小、加工表而质量、加工精度和刀具的磨损等，还影响切削速度的提高。一般说來，切削区的金属经过剪切变形以后成为切層，随之又进一步与刀具前面发生剧烈摩檫，所以温度场中温度分布的最高点不是在正

5、压力最大的刃U处，而是在前面上距刃U—段距离的地方。刀具磨损刀具在切削时的磨损是切削热和机械摩擦所产生的物理作用和化学作用的综合结采。刀其磨损表现为在刀其盾而上出现的磨损带、缺口和崩刃等，前而上常出现的牙洼状的磨损，副P面上冇时出现的氧化坑和沟纹状磨损等。当这些磨损扩展到一定程度以后就引起刀具失效，不能继续使用。刀具逐渐磨损的因素,通常有磨料磨损、粘着磨损、扩散磨损、氧化磨损、热裂磨损和塑性变形等。在不同的切削条件下，尤其是在不同切削速度的条件下，刀具受上述一种或几种磨损机理的作用。例如，在较低切削速度K，刀其一般都因磨料磨损或粘着磨损而破损；在较高速度下，容易产生扩散磨损、氧化磨损和塑性变形

6、。7J具奇命刀其由开始切削达到刀其寿命判据以前所经过的切削时问叫做刀其寿命。切削加工性指零件被切削加工成合格品的难易程度。它根据具体加工对象和耍求，可用刀具奇命的长短、加工表面质量的好坏、金属切除率的高低、切削功率的大小和断屑的难易程度等作为依据。加工表而质量通常包括表面粗糙度加工硬化残余应力、表而裂纹和金相显微组织变化等。切削加工中影响加工表面质量的因索很多，例如刀具的刀尖圆弧半径进给量和积屑瘤等是影响表面粗糙度的主要因素;刀具的刃口钝圆半校和磨损及切削条件是影响加工硬化和残余应力的主要因素。因此，生产中常通过改变刀具的儿何形状和选择合理的切削条件来提高加工表而质量。切削振动切削过程中，刀具

7、与工件之间经常会产生自由振动、强迫振动或自激振动（颤振）等类型的机械振动。自由振动是由机床零部件受到某些突然冲击所引起，它会逐渐衰减。强迫振动是由机床内部或外部持续的交变干扰力（如不平衡的机床运动件、断续切削等）所引起，它对切削产生的影响取决于干扰力的大小及其频率。a激振动是由于刀其与工件之间受到突然干扰力（如切削中遇到硬点）而引起初始振动，使刀具前角、后角和切削速度等发生变化，以及产生振型耦合等