金属工艺-第五章切削加工

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1、第五章切削加工主要内容5.1切削加工基础5.2典型表面加工分析5.3切削加工工艺基础5.4零件结构工艺性5.1切削加工基础主要内容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1、金属切削过程中的各种物理现象2、刀具角度的标注本节重难点5.1.1金属切削基本理论金属切削加工:是用切削工具将坯料或工件上的多余材料切除，以获得所要求的尺寸、形状、位置精度和表面质量的加工方法。金属切削加工钳工机械加工划线、錾、锯、锉、刮、攻螺丝、套螺丝、装配等车、钻、铣、刨、磨、特种加工等1.切削

2、运动与切削要素1）零件表面的形成与切削运动切削运动机床为实现切削加工，刀具与工件间必需具有一定的相对运动，包括主运动和进给运动。•主运动：是指在切削加工中，形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动。•进给运动：是指在切削加工中，对工件的多余材料不断被去除的工作运动。注释:1、主运动可以是旋转运动，也可以是往复运动；2、主运动可以是工件来实现（车外圆）,主运动也可以是刀具来实现（切断、刨、铣加工）;3、主运动只有一个，进给运动可以一个以上。工件上形成的表面待加工表面：指加工时工件上有待切除的表面；已加工表面：指工件上经刀具切

3、削后产生的表面;过渡表面（加工表面）：指工件上由刀具切削刃形成的表面。2）切削要素切削要素包括切削用量和切削层的几何参数（1）切削用量用来衡量切削运动量的大小切削三要素进给量f切削速度ｖc切削深度ap（背吃刀量）指在切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度vc=πdn/1000(m／min)刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。所用刀具和切削运动形式不同，进给量的表述和度量方法也不同。如铣削f=vf/n待加工表面到已加工表面间的垂直距离ap=(dw-dm)／2不同切削工艺的进给量和切削深度（2）切削层参数切削层是指零件上正

4、被切削刃切削的一层材料，即两个相邻加工面间的那层材料。切削层参数对切削过程中切削力的大小、刀具的载荷和磨损、零件加工的表面质量和生产率都有决定性影响。切削层参数１.切削层面积AD:切削层在垂直于切削速度截面内的面积。AD=hD.bD=f.ap(mm2)２.切削宽度bD：沿主切削刃度量的切削层尺寸；bD=ap/sinκr(mm)3.切削厚度hD：垂直于加工表面度量的切削层尺寸；hD=f.sinκr(mm)(只有在车削加工中，当残留面积很小时才近似认为相等）2.刀具切削部分的几何参数刀具切削部分的组成要素刀杆：起夹持作用刀头：

5、三面―前刀面：切屑流过的表面主后刀面：刀具上与加工表面相对的表面副后刀面：刀具上与已加工表面相对的表面两刃―主切削刃：刀具上前刀面与主后刀面的交线副切削刃：刀具上前刀面与副后刀面的交线一尖―主切削刃与副切削刃的交点★标注坐标系的假定条件1、假定没有进给运动，只考虑主运动，并且限定主运动的方向垂直于水平面，方向向上。2、二是假定刀具的刃磨和安装基准面垂直于切削速度方向(或平行于基面)，对车刀来说，规定其刀尖安装在工件的中心高度上，刀杆中心线垂直于工件的回转轴线。所以，刀具标注角度的参考平面是在相对静止状态下（进给运动vf=0

6、）确定的。故称之为“静止系”。1）车刀切削角度的坐标平面基面(Pr)通过主切削刃上的某一点,与主运动方向相垂直的平面切削平面(Ps)通过主切削刃上的某一点，于加工表面相切并垂直于基面的平面正交平面(P0)通过主切削刃上的某一点，并同时垂直于基面和切削平面的平面2）刀具几何角度刀具的标注角度1.正交平面参考系中的刀具标注角度(1)在基面Pr上刀具标注角度有：主偏角kr──在过主切削刃选定点的基面内，主切削刃与进给方向间的夹角；影响切削层的形状，切削刃的工作长度和单位切削刃上的负荷。减少κr，主切削刃单位长度上的负荷减少，刀具

7、磨损小，耐用。45、60、75、90°。副偏角kr′──在过副切削刃选定点的基面内，副切削刃和进给方向间所夹的锐角；影响已加工表面的粗糙度和刀尖强度，减少κr´，减少表面的粗糙度的数值，还可提高刀具强度。过小，会使副切削刃与已加工面的摩擦增加，引起震动，降低表面质量。5—15°。粗加工取较大值。副偏角对残留面积的影响注意：车外圆与车端面主、副偏角的变化(2)在正交平面Po上刀具标注角度有：前角γＯ──前刀面Ａr与基面Pr间的夹角。前角γＯ有正负,前角在基面之下为负，前角在基面这上为正；前角大，刃口锋利，切屑变小，切削力小，

8、切削轻快。但易产生崩刃。应根据刀具和工程材料及加工性质选择。加工塑性材料，取较大的前角，10—20°。粗加工或灰铸铁取较小的前角，5—15°。后角αO──后刀面与切削平面间的夹角。增大后角可减少摩擦，提高工件加工质量和刀具耐用度,并使切削刃锋利。在保证加工质量和刀具耐用度的前提下,一般粗加工、强力车削，