金属切削加工基础.doc

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1、金属切削加工基础学习目标1、理解车刀角度及其作用；2理解切削过程中的一些物理现象；3了解改善切削过程的途径。4了解常用金属切削机床的基本原理和分类的方法。重点与难点重点：车刀角度及其作用；改善切削过程的途径。难点：金属切削基本理论；金属切削机床的基本原理。一.切削刀具本节要点：车刀标注角度、工作角度。1•车刀的组成车刀由切削部分、刀柄两部分组成。切削部分承担切削加工任务，刀柄用以装夹在机床刀架上。切削部分是由一些面和切削刃组成。我们常用的外圆车刀是由一个刀尖、两条切削刃、三个刀面组成的，如图4—1所示。图4一1车刀的组成1）前刀面2）后刀面3）副后刀面4）主切削刃S刀具上

2、切屑流过的表面；与工件上切削表面相对的刀面；与已加工表面相对的刀面；前刀面与后刀面的交线，承担主要的切削工作；5）副切削刃S'前刀面与副后刀面的交线，承担少量的切削工作；6）刀尖是主、副切削刃的相交点，实际上该点而是由一段折线或小圆弧组成，小圆弧的半径称为刀尖圆弧半径，用表示，如图4・2所示。图4—2刀尖形状2刀具几何角度参考系为了便于确定车刀上的几何角度，常选择某一参考系作为基准，通过测量刀面或切削刃相对于参考系坐标平面的角度值来反映它们的空间方位。刀具几何角度参考系有两类，刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系。(1)刀具标注角度参考系d正交平面参考系如图4—3所示，

3、正交平面参考系由以下三个平面组成：图4-3正交平面参考系基面是过切削刃上某选定点，平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量吋适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般来说其方位要垂直于假定的主运动方向o车刀的基面都平行于它的底面。主切削平面是过切削刃某选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。正交平面是过切削刃某选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。过主、副切削刃某选定点都可以建立正交平面参考系。基面、主切削平面、正交平面三个平面在空间相互垂直。(2)刀具工作角度参考系刀具工作角度参考系是刀具切削加工时的角度基准(不考虑假设条件)，在此基准下定义的刀具角度称刀具工作角度。它同样有正

4、交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系。3•刀具标注角度如图4T所示。图4-4车刀的儿何角度（1）在基面内测量的角度1）主偏角主切削刃与进给运动方向之间的夹角。0副偏角副切削刃与进给运动反方向之间的夹角。3）刀尖角主切削刃与副切削刃之间的夹角。刀尖角的大小会影响刀具切削部分的强度和导热性能。它与主偏角和副偏角的关系如下：（2）在主切削刃正交平面内测量的角度1）前角前刀面与基面间的夹角。当前刀面与基面平行时，前角为零。基面在前刀面以内，前角为负。基面在前刀面以外，前角为正。力后角后刀面与切削平面间的夹角。3楔角前刀面与后刀面间的夹角。（9在切削平面内（S向）测量的角

5、度刃倾角主切削刃与基面间的夹角。刃倾角正负的规定如图4—5所示。刀尖处于最高点时，刃倾角为正；刀尖处于最低点时，刃倾角为负；切削刃平行于底面时，刃倾角为零。图4—5刃倾角的正负规定(切在副切削刃正交平面内(。七)测屋的角度副后角副后刀面与副切削刃切削平面间的夹角。上述的儿何角度中，最常用的是前角、后角、主偏角、刃倾角、副偏角和副后角，它们反映出刀具的切削特点。4刀具工作角度切削过程中，由于刀具的安装位置、刀具与工件间相对运动情况的变化，实际起作用的角度与标注角度有所不同，我们称这些角度为工作角度。现在仅就刀具安装位置对角度的影响叙述如下：(1)刀柄中心线与进给方向不垂直时

6、对主、副偏角的影响当车刀刀柄与进给方向不垂直吋，实际工作的主偏角和副偏角将发生变化。如图4-6所示。G图4-6刀柄中心线不垂直进给方向对主、副偏角的影响(2)切削刃安装高于或低于工件中心时，对前角、后角的影响切削刃安装高于或低于工件中心时，按参考平面定义，通过切削刃作岀的实际工作切削平面、基面将发生变化，所以使刀具实际工作前角和后角也随着发生变化，如图4—7所示。图4—7切削刃安装高于工件中心时，对前角、后角的影响金属切削原理及应用本节要点：切削力、切削温度、刀具寿命及影响因素；提高加工质量的途径。金属切削过程是工件上多余的金属材料不断被刀具切下成为切屑,形成已加工表面的

7、过程。这一过程会发生一系列的物理现象伪削热、刀具磨损等)，直接或间接影响工件的加工质量和生产率。1•切屑的形成和切屑种类(1)切屑的形成过程金属切削的特点是被切金属层在刀具的挤压、摩擦作用下产生变形后转变为切屑形成已加工表面。如图47所示，为了进一步分析切削层变形的规律，通常把被切削刃作用的金属层划分为三个变形区。第I变形区位于切削刃和前刀面的前方，面积是三个变形区中最大的，为主变形区；第II变形区是与前刀面相接触的附近区域，切屑沿前刀面流出时，受到前刀面的挤压和摩擦，靠近前刀面的切屑底层会进一步发生变形；第III变形区是已加