金属工艺学__切削.ppt

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1、金属工艺学下册（第一章，第一节）下册需要完成的任务围绕切削加工这个大主题，学习（1）切削加工原理（2）切削机床（3）传统的切削加工方法和工艺过程（4）了解精密加工、特种加工方法和现代制造技术。（5）掌握典型表面的加工（6）切削加工工艺规程的制定（7）零件的结构工艺性第一章切削加工的基本知识本章的主要内容：一、切削运动及切削要素（零件典型表面、切削用量、切削层几个参数）二、刀具及刀具材料（刀具材料、刀具标注角度、工作角度、刀具磨损、刀具耐用度等）三、金属切削过程中的各种物理现象（切屑形成、积屑瘤、切削力、切削功率，切削热、切削温度）四、围绕切削加工的主要经济指标（产品质量、生产率、经

2、济性），合理选择切削用量、切削液。五、材料切削加工性的概念和衡量指标，及改善的主要途径。第一节切削运动和切削要素一、零件的加工表面及切削运动任何一种机电产品都是由许多零件组成，每一个零件的几何形状虽不同，但分析起来主要由三种典型表面构成：即内、外圆柱面，平面，成形面等。1．不同表面的形成：母线轨迹内、外圆柱表面直线圆作旋转运动所形成的表面平面直线直线作平移运动所形成的表面成形表面曲线圆或直线作旋转或平移运动所形成的表面2．切削运动：刀具与工件之间的相对运动称为切削运动。按其功能的不同，切削运动分为主运动和进给运动。主运动：消耗功率最大进给运动：与主运动配合，可以保持切削的连续进行，

3、以形成零件的几何表面。总结：常用机床的主运动与进给运动：车削铣削刨削平面磨削主运动：工件旋转刀具旋转滑枕带刀具往砂轮旋转运动复直线移动进给运动：刀具运动工件移动工件间歇移动工作台移动砂轮移动切削运动有旋转的、直线的、曲线的、连续的和间歇的等运动形式。工件加工表面以车削为例，工件在车削过程中有三个不断变化着的表面待加工表面—即将被切除金属层的表面已加工表面—已经切去一部分金属而形成的新表面加工表面—切削刃正在切削的表面二、切削用量三要素：切削用量是用来衡量切削运动的大小。在一般的切削过程中，包括切削速度、进给量和背吃刀量三要素。切削用量的变化对零件加工质量和生产率有十分重要的影响。1

4、）切削速度Vc：在单位时间内，工件与刀具沿主运动方向相对移动的距离。以车削加工为例（主运动为旋转运动）：d：工件（或刀具）直径（mm）n：工件（或刀具）转速（r/s或r/min）刨削加工为例（主运动为往复直线运动）L----往复行程长度，mmnr----主运动每秒或每分钟的往复次数，st/s或st/min2）进给量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移f(mm/r)如车削加工：工件每转一转，刀具相对工件的位移mm/r。牛头刨床：刀具每走一个行程，在进给方向上相对于工件的位移，mm/st对于多齿刀具加工时，进给运动的瞬时速度称为进给速度，即（每转的位移×每秒多少转）（每齿进给量fz×

5、刀具齿数z×每秒多少转）(mm/s或mm/min)3）背吃刀量(切削深度)ap(mm)：切削加工时，待加表面与已加工表面间的垂直距离(mm)，也就是垂直于进给运动方向上主切削刃切入工件的深度。dw：待加工表面dm：已加工表面在切削层尺寸平面中，垂直于进给方向测量的切削层尺寸。三、切削层的几何参数：切削层：工件上被刀具切削刃切除的那一层材料，它是在垂直于含切削速度的平面内测量。切削层公称厚度：（即相邻加工表面间的距离）切削层公称宽度：（沿主切削刃上度量的切削层尺寸）切削层公称横截面积：讨论：在AD不变时：当kr变小，则增大，减少，这时，单位长度切削刃上承受切削力减少，切屑变薄，散热效

6、果好，但切削的径向分力增大；当kr变大，则情况正相反。作业：画出端铣平面的切削层参数。第二节刀具材料及刀具结构一、刀具材料：在切削加工时，刀具材料要在高温条件下承受较大的切削力、摩擦、冲击、振动。为了保证零件的加工精度和刀具的耐用性，刀具材料必须具有特殊的综合性能。1）刀具材料的主要性能要求：①较高硬度（大于HRC60以上）；②足够强度和韧性（承受切削力，冲击、振动、不变形等）；③较好的耐磨性（抵抗磨损，耐用）；④较高的耐热性（在高温下保持较高的硬度及其它性能）；⑤较好的工艺性（便于制造成各种成刀具形）；⑥成本低，来源广；2）常用刀具材料：手工刀具的刀具材料：碳素工具钢（T10A含

7、C0.7~1.2%的优质钢）和合金工具钢（9SiCr，即碳素工具钢中加入Cr、w、Mn、Si）机加工用刀具材料：高速钢（W18Cr4V）和硬质合金（YG、YT）等。高速钢和硬质合金性能比较高速钢是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢。它的硬度、耐磨性和耐热性低于硬质合金，但强度和韧性却高于硬质合金，工艺性能较硬质合金好，而且价格比较便宜。广泛地应用于制造形状较为复杂的各种刀具。硬质合金是以高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC）作基体，以金属Co等作粘结剂，用粉