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时间:2020-03-10
《金属切削原理与刀具 第5版 教学课件 作者 陆剑中 第四章切削基本理论的应用.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第四章切削基本理论的应用第四章切削基本理论的应用第一节切屑控制一、切屑形状的分类二、切屑的流向和折断1.切屑的流向A点:主切削刃切削的终了点B点:副切削刃切削的终了点vch:切屑流速,方向垂直A、B点的连线流屑角ηc:vch流向与正交平面夹角影响流屑方向的主要参数:刀具刃倾角λs-λs:切屑流向已加工表面+λs:切屑流向待加工表面主偏角κrκr=90°时,切屑流向是偏向已加工表面前角γo-γo切屑易流向加工工件一侧2.切屑的折断有利于断屑的因素:切屑厚度hch↑,切屑卷曲半径ρ↓及切屑材料的极限应变值εb↓如:
2、断屑槽宽度LBn↓,刀-屑接触长度l↑和断屑台高度hBn↑都可ρ↓,并有利断屑三、断屑措施1.作出断屑槽1)断屑槽的型式影响断屑效果的主要参数是:槽宽LBn和槽深hBn2)断屑槽的位置及刃倾角的作用:外倾式:-λs,切屑易折小段,并流向已加工表面平行式:λs=0,切屑呈较短盘螺旋状,并碰在加工表面上折断内斜式:+λs,使切屑流向刀具后刀面而折断2.改变切削用量f↑,使切屑厚度hch↑,在切屑较易折断。ap↑对断屑作用不大,只有当同时↑f时,才能有效地断屑。切削速度对断屑影响较小3.其它断屑方法(1)固定附加断屑
3、挡块(2)采用间断切削(3)切削刃上开分屑槽第二节工件材料的切削加工性工件材料切削加工性:是指在一定的加工条件下工件材料被切削的难易程度一、切削加工性指标1.加工材料的性能指标材料加工性能难易程度主要决定于材料结构和金相组织,及具有的物理和力学性能例45钢1Cr18Ni9Ti3.刀具寿命指标用刀具寿命高低来衡量被加工材料切削的难易程度。V60,V20来表示2.相对加工性指标以切削45钢,刀具寿命T=60分钟的切削速度作为标准,将某种材料的v60与其相比的比值,即(4-1)二、常用材料切削加工性简述(一)铸铁白口
4、铸铁硬度高(HBS600),难切削;灰口铸铁硬度适中,强度塑性小,切削力较小,但高硬度碳化物对刀具有擦伤,崩碎切屑,切削力热集中刀刃上且有波动,刀具磨损率并不低,应采用低于加工钢的切削速度。球墨铸铁、可锻铸铁的强度塑性比灰铁高,但其切削性比灰铸铁要好工件表面若有硬皮应进行退火处理(二)碳素结构钢碳素结构钢切削加工性取决于含碳量。低碳钢硬度低,塑韧性高,变形大,断屑难,粘屑,加工表面粗糙,加工性较差;高碳钢硬度高,塑性低及热导率低,切削力大,温度高,刀具耐用度低,加工性差;中碳钢性能适中,加工性良好。(三)合金结
5、构钢在碳素结构钢中加入合金元素,如Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等,提高了结构钢的性能,其加工性也随着变化。(四)难加工材料1.高强度合金钢高强度合金钢是含合金的结构钢,经过热处理均有较好综合性能金相组织多为马氏体,通常应在退火状态下切削切削高强度钢应选用高的耐热性、耐磨性和耐冲击的刀具材料2.不锈钢切削时的塑性变形大,故切削力大,切削温度高,加工硬化程度高,易与刀具中合金元素亲合,产生粘屑并易形成积屑瘤。断屑困难。刀具上温度高、导热差,使刀具产生粘结磨损和扩散磨损。切削不锈钢应选用高的耐热性、强度
6、和耐磨的刀具材料。3.高锰钢高锰钢的锰质量分数高达(11%~14%)强度和硬度均较高,在切削时晶格滑移和晶粒扭曲及伸长变形严重,故加工硬化很严重韧性和伸长率均很高,故切削力大,切屑不易折断热导率小,切削温度高切削高锰钢可选用耐磨性和韧性较高的硬质合金刀具4.钛合金具有高的硬度和强度,导热性差;是高度活泼的金属塑性变形小,屑与刀面间接触长度短,刀尖处受力大、温度集中;弹性复原大,后刀面上粘屑严重刀具易产生粘结磨损和破损刀具易产生粘结磨损和扩散磨损,刀尖又易破损切削钛合金刀具应选用亲合力小、导热性好、强度高的含钴量
7、多、细晶粒和含稀有金属的硬质合金材料5.其它难加工材料加工性特点简介镍基高温合金----热导率低,切削力大,切削温度高,加工硬化严重,切削时刀具上粘屑严重。淬火钢和硬质合金----硬度高、塑性低、热导率小,切削时冲击力大,切削温度集中刀尖区域,刀具磨损快、破损严重。冷硬铸铁和高硅铝合金----硬度均很高、性脆,材料中分布着硬质点,耐磨性高,切屑呈崩碎状,刀刃刀尖处受冲击力大,刀具产生磨粒磨损和破损。工程陶瓷----具有高的硬度2500~3000HV、很高耐磨性和耐热性,性脆。三、改善材料切削加工性途径(一)调剂
8、工件材料中化学元素和进行热处理1.调整材料的化学成分钢中加硫、铅等元素;铸铁中加入铝、铜合金元素2.进行适当的热处理低、中碳钢宜选正火处理,均匀组织,调整硬度塑性;高碳钢宜用球化退火,降低硬度,均匀组织,改善加工性;中碳以上的合金钢硬度较高,需退火以降低硬度;不锈钢常要进行调质处理,降低塑性,以便加工;铸铁需进行退火处理,降低硬度,降低表皮硬度,消除内应力(二)合理选用刀具材料高强度、
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