切削基本理论应用.ppt

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1、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2.按工件材料、刀具几何形状和切削用量常见切屑形状有带状屑、C形屑、崩碎屑、螺卷屑、长紧卷屑、发条状卷屑、宝塔状卷屑等。带状屑连绵不断，易缠绕在工件或刀具上，造成划伤工件表面或打坏刀刃，甚至伤害操作人员。故一般应避免形成带状屑。但在某些情况下(如加工盲孔)，为了使切屑顺利地排出，希望形成带状屑或长紧卷屑。C形屑是一种较好的屑形，不会伤工件表面或打刀刃，也不易伤人。多数是使它碰撞在刀具后刀面或工件表面上而折断，但这样会影响切削过程的平稳性，也会影响工件已加工表面粗糙度。因此，精加工时希望形成长螺卷屑。在重型车床上，因切屑又厚又宽，为安全起

2、见，希望形成发条状屑，并使其在工件加工表面上顶断，靠自重坠落。在自动机床或自动线上，排屑及清除对加工的连续性很重要，故希望形成不缠绕工件和刀具且易清除的宝塔状卷屑。二、切屑的流向和折断1.切屑的流向影响流向的主要参数：刃倾角、主偏角、前角刃倾角控制切屑流向，影响加工质量刃倾角小于0°时刃倾角大于0°时刃倾角等于0°时2.切屑的折断三、断屑措施为使切削过程正常进行和保证已加工表面质量，应使切屑卷曲和折断。切屑的卷曲是切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加变形的结果。断屑是对已变形的切屑再附加一次变形，常需有断屑装置切屑的卷曲断屑的产生采取以下措施对切屑实施控制。1.采用断屑槽通过设置断屑槽对流动

3、中的切屑施加一定的约束力，使切屑应变增大，切屑卷曲半径减小。折线形直线圆弧形全圆弧形断屑槽截面形状a）外倾式b）平行式c）内斜式向刀杆外倾斜（3.改变刀具角度增大刀具主偏角，切削厚度变大，有利于断屑。减小刀具前角可使切屑变形加大，切屑易于折断。刃倾角可以控制切屑的流向，为正值时，切屑常卷曲后碰到后刀面折断形成C形屑或自然流出形成螺卷屑。为负值时，切屑常卷曲后碰到已加工表面折断成C形屑或6字形屑。）2.调整切削用量提高进给量f使切削厚度增大，对断屑有利；但增大f会增大加工表面粗糙度。适当地降低切削速度使切削变形增大，也有利于断屑，但这会降低材料切除效率。须根据实际条件适当选择切削用量。其它断屑

4、方法（1）固定附加断屑挡块（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材料的切削加工性是指在一定条件下对某种材料进行切削加工的难易程度。切削加工性的概念具有相对性。所谓某种材料切削加工性好坏，是相对于另一种材料而言的。一般在讨论钢料的切削加工性时，习惯地以碳素结构钢45为基准。如称高强度钢比较难加工，就是相对于45钢而言的。根据不同的要求，可以用不同的指标来衡量材料的切削加工性。1.加工材料的性能指标P70表4-3工件材料切削加工性分级表2.相对加工性指标以切削速度vT衡量加工性在刀具使用寿命T相同的情况下，切削速度vT较高的材料，则其加工性较好。如将寿命T定为60mi

5、n，则vT可写作v60。一般以正火状态45钢的v60为基准，写作（v60）j，然后把其它各种材料的v60于之相比，这个比值Kr，称为相对加工性，即：Kr＝V60／(V60)j常用工件材料的相对加工性可分为八级，Kr大于1的材料，其加工性比45钢好；Kr小于1者，加工性比45钢差。vT和Kr是最常用的加工性衡量指标，在不同的加工条件下都使用。一、切削加工性指标加工性等级名称及种类相对加工性Kr典型材料1很容易切削材料一般有色金属>3.05-5-5铜铅合金,9-4铝铜合金,铝镁合金2容易切削材料易切削钢2.50～3.00退火15Cr,σb=0.37～0.441GPa自动机钢,σb=0.393～0

6、.491GPa3较易切削钢1.60～2.50正火30钢σb=0.441～0.549GPa4普通材料一般钢及铸铁1.00～1.6045钢,灰铸铁5稍难切削材料0.65～1.002Cr13调质,σb=0.834GPa85钢σb=0.883GPa6难切削材料较难切削材料0.50～0.6565Mn调质,σb=1.03GPa45Cr调质,σb=0.932～0.981GPa7难切削材料0.15～0.5050CrV调质,1Cr18Ni9Ti,某些钛合金8很难切削材料<0.15某些钛合金,铸造镍基高温合金3．刀具寿命指标在相同切削条件下加工不同材料时，若在一定切削速度下刀具寿命T较长或一定寿命下所允许的切削

7、速度vc较高的材料，则其加工性较好；反之，其加工性较差。V60V20二、常用材料切削加工性简述（一）铸铁铸铁中化学元素对切削加工性的影响，主要取决于这些元素对碳的石墨化作用。铸铁中的碳元素以两种：Fe3C与游离石墨形式存在。石墨具有润滑作用，铸铁中的石墨愈多，愈容易切削，因此，铸铁中如含有Si、Al、Ni、Cu、Ti等促进石墨化的因素，能改善其加工性；而含有Cr、Mn、V、Mo、Co、S、P等阻碍石墨化的元素