金属加工工艺学第五篇切削加工

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1、第五篇切削加工第五篇切削加工切削加工——使用切削工具，在工具和工件的相对运动中，把工件上多余的材料层切除，使工件获得规定的几何参数和表面质量的加工方法。分为机械加工和钳工二部分1.机械加工——通过工人操纵机床来完成切削加工。主要方法:车、钻、刨、铣、磨等。2.钳工——通过工人手持工具来进行加工。常用方法:锉、锯、刮、研、錾等。一、金属切削加工的基础知识1）加工精度尺寸精度：分为20级：T00、T01、T1、T2------T18T7～T6常用于机床、机器、车辆和仪表；T9～T8

2、于中等精度，用于重型机械。形状精度：直线度、平面度、圆度、圆柱度等。位置精度：平行度、垂直度、同轴度、对称度等。（一）加工质量要求2）表面加工质量－以表面粗糙度标记标记：、、、数字为Ra（m）。Ra越小，表面愈光洁。6.30.81.63.2……（二）切削运动与切削要素１.切削运动—切削机床上刀具与工件的相对运动。车削铣削根据其作用不同而分为主运动和进给运动。主运动速度最高；消耗功率最大；切下金属的主体运动。如车削中工件的旋转运动；铣削中刀具的旋转等。进给运动（１个或多个）维持新

3、的金属层连续投入切削，消耗功率小。如车削中车刀的直线平移（轴向或径向进给）和铣削中工作台带着工件的直线移动。２.切削用量三要素包括切削速度、进给量和背吃刀量三要素。切削速度－主运动速度c切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度（单位时间内工件与刀具沿主运动方向相对移动的距离。）单位为m/s主运动为旋转,切削速度为最大线速度式中d—工件或刀具直径（mm）；n—工件或刀具转速（r/s或r/min）；1000主运动为往复直线运动（如刨削）式中nr—主运动（直线）每秒或每分钟的往复次数（st/s或st

4、/min）；L—往复行程长度（mm）。进给量（f）进给量（常以f表示）是主运动旋转一周或一个往复行程时，（刀具在进给方向上相对工件的位移量.）单位为mm/r或mm/st。背吃刀量（αp）是工件已加工表面与待加工表面的垂直距离，(如车削)即式中dw—工件待加工表面直径（mm）；dm—工件已加工表面直径（mm）。dw-dm（三）刀具材料及刀具构造了解刀具材料、刀头几何形状及典型刀具结构特点。刀具的组成夹持部分切削部分＊高硬度;＊足够强度和冲击韧度；＊高耐磨性；＊高热硬性，即具有高温（600~700℃

5、）硬度（红硬度）；＊良好的工艺性能和低成本。1．刀具材料1）刀具材料性能要求2）常用刀具材料高速钢：W18Cr4V（600℃时48HRC）W6Mo5Cr4V3（630~650℃时60HRC）（高速切削）；合金工具钢：9Mn2V、9SiCr、CrWMn（一般刀具）；碳素工具钢：T8、T10A等（钳工刀具）；.硬质合金：用粉末冶金制取，用于切削难加工材料；YG（K）：WC—Co切脆性材料YT（P）：WC—TiC—Co加工钢件其他类：涂层（TiC）刀具；陶瓷（Al2O3—TiC）和金刚石（刻划玻璃）刀

6、具等（用于切削难加工材料），见P7表1-1常用刀具材料的基本性能2.刀具角度1）车刀切削部分的组成“三面两刃一刀尖”(以车刀为例)前刀面切屑流出的表面（刀头上表面）；副后刀面与工件已加工表面相对应的刀头平面，包容副切削刃；主后刀面与工件加工表面相对应的刀头平面,包容主切刃；主切削刃前刀面与主后刀面的交线；承担主体切削工作;副切削刃前刀面与副后刀面的交线。刀尖（实为小圆弧状或线形）两刀刃的交点。2）车刀切削部分的主要角度借助三个辅助面—基面、切削平面、正交平面（静止参考系）基面-----通过主切削

7、刃上某一点而垂直于该点(假定)主运动方向的平面,可视为水平面。用Pr表示，切削平面--通过主切削刃上某一点与切削刃相切,且垂直基面的平面用Ps表示。正交平面（主剖面）通过主切削刃上某一点且同时垂直于基面和切削平面的平面。用Po表示。“前角、后角两偏角”还有一个刃倾角—刀头标注角度用于刀头设计、制造、刃磨和测量。标示前刀面、后刀面（三面）的空间位向。以外圆车刀为例：车刀切削部分的五个主要角度前角:在正交平面内测量。前刀面与基面的夹角，以0表示,0增大，车刀锋利，减小与切屑的磨损。一般取值10～2

8、0,切灰铸铁取值5～15主后角:正交平面P0内测量的,主后刀面与切削平面的夹角。以0表示，0增大，减小刀头与工件的磨损。一般取6～12两偏角(主偏角和副偏角):在基面Pr内测量的,表示两切削刃偏离进给方向的空间位向。主偏角:主切削刃在基面Pr的投影与进给方向的夹角称为主偏角，以Kr表示。一般取值30～75。Kr增大（90），用于切削的刃长减小，刀具耐用度增加，径向力降低。车削细长轴时弯曲变形小。副偏角:副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角，用Kr表示，一般取值5~