[工学]机械制造基础总复习

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1、总复习浙江大学机械工程学系现代制造工程研究所课程内容之间的关系机械制造工艺学金属切削原理制造装备：机床、刀具、夹具、量具需要什么？基本原理？如何实现？实现金属切削的三个条件切削过程是刀具从工件毛坯上切除多余金属的过程，须满足三个条件：工件与刀具之间要有相对运动——切削运动刀具必须有适当的几何形状——刀具几何形状与角度刀具材料必须具有一定的切削性能——刀具材料切削运动定义各种切削加工中的成形运动，按照他们在切削加工中的作用，分为主运动和进给运动，这两个运动的向量和称为合成切削运动主运动——工件和刀具产生相对运动以进行切削

2、的最基本的运动，该运动使切削层转变为切屑，从而形成工件新表面。速度高、功率大，一般是指主轴的运动。（车、铣、钻、磨、刨削）主运动方向－－切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向切削速度－－切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度进给运动——配合主运动依次地或连续不断地切除切屑，同时形成具有所需几何特性的已加工表面。（或连续，或间歇）合成运动——主运动和进给运动的合成。（切削运动的速度和方向都是相对于工件定义的）切削运动通常是由机床来产生的，是金属切削机床设计的主要依据。加工表面切削过程中存在三个加工表面，待加工表面切削

3、表面已加工表面切削用量三要素切削速度v、进给量f、切削深度ap称为切削用量三要素切削速度是刀刃上选定点相对于工件的主运动的速度进给速度是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度切削深度是工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离车刀的组成车刀由刀柄（刀体）和刀头（切削部分）构成刀头由三面二刃一尖组成前刀面：切屑流过的表面主后刀面：与工件上新形成的过渡表面相对的表面副后刀面主切削刃副切削刃刀尖刀具角度标注参考系刀具标注角度基本参考平面过切削刃上某一点基面Pr：垂直于主动运方向切削平面Ps：与切削表面相切主剖面参考系主剖面Po

4、：垂直于切削刃在基面上的投影参考系：Pr—Ps—Po用于刀具设计与制造其它参考系法剖面Pn：垂直于切削刃进给剖面Pf：平行于进给方向切深剖面Pp：垂直到Pr、Pf车刀的标注角度在主剖面Po内测量前角γo：前刀面^基面后角αo：主后刀面^切削平面楔角βo：前刀面^主后刀面在基面内Pr测量主偏角Kr：进给方向^切削刃副偏角K’r：进给方向^副切削刃刀尖角εr：主切削刃^副切削刃在切削平面Ps内测量刃倾角λs：主切削刃^基面前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角刀具材料应具备的性能硬度：必须高于工件的硬度，通常不低于HRC62

5、强度：能承受切削力的作用耐磨性：抗磨损，通常硬度高则耐磨热硬性：在高温下保持硬度的能力韧性：能承受切削时的冲击力，不脆断化学稳定性：与被切金属材料磨擦系数小不易发生粘结作用导热性：导热系数大，散热好，可降低刀具切削温度，延长刀具寿命热膨胀小：热变形小，有利于加工尺寸精度稳定工艺性：可加工性经济性：价格低金属切削基本规律宏观上，金属切削过程是刀具和工件相互接触并在相对运动的作用下，使工件表面层转变为切屑的过程。此过程在常温下进行，称为冷加工。微观上，从金属层受到切削刃的作用发生破坏的机理来分析，有许多问题需要研究，如金属

6、层的破坏服从什么力学原理，不同条件下的破坏形态，不同的切屑种类，金属切削过程对加工表面层表面质量的影响（粗糙度、残余应力、硬度等），刀具的工作形态和磨损机理，切削过程的振动等等。研究金属切削过程的规律首先从切削层受力变形破坏的力学原理开始。刀具工件切削层刀具行为——磨、破损加工表面切屑切削过程金属切削过程中的三个变形区第I变形区：完成切削变形，产生滑移第II变形区：前刀面与切屑磨擦，继续变形第III变形区：后刀面与已加工表面磨擦切削变形的表示方法——剪切角Φ剪切角Φ的计算：Φ+β–γo=45oΦ=45o–β+γo，其

7、中β为摩擦角，γo为刀具的前角（切削方程式）Φ越大：变形越小，切削越有利优化：增大剪切角Φ切削变形的表示方法——相对滑移切削变形主要是剪切滑移，可用剪应变来表示变形程度相对滑移ε是滑移量与滑移层间距离之比，即单位距离内的滑移量切削变形的表示方法——变形系数剪切角、相对滑移均很难测量通过对切屑的测量厚度变形系数：切屑厚度与切削厚度之比长度变形系数：切削长度与切屑长度之比切削宽度变化不大积屑瘤现象现象：粘结冷焊积屑瘤（积屑瘤现象）特点：在前刀面上生成一个非常坚硬的金属堆积物，其硬度比工件硬度高2—3.5倍，而且不是

8、一直驻留在刀面上，而是以一定的频率反复生长和脱落。产生条件：1）塑性材料；2）带状切屑；3）切削速度不高对切削过程的影响：优点：1）保护刀具；2）前角增大缺点：1）切削深度增大；2）已加工表面粗糙度增大；3）切削过程不稳定，引起振动；4）刀具撕裂控制措施：1）控制切削速度；2）使用切削液，减小磨擦；3）提高刀具刃磨质量；4）增大刀