金属切削过程的基本规律课件.ppt

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1、金属切削原理与刀具JINSHUQIEXIAOYUANLIYUDAOJU王启仲主编第二章金属切削过程的基本规律本章应知本章应会1.了解金属切削变形三区域、变形四要素、切屑四种基本形式。2.了解切削力及其影响三要素。3.了解切削热的产生、切削温度的分布及散热介质、散热比例等。4.掌握刀具磨损阶段及磨损原因。1.会依据切屑的颜色判断其切削的温度，并依据其是否合理适当采取改进措施。2.对积屑瘤的产生能进行控制。第一节切削变形二、影响切削变形的主要因素1.工件材料2.前角一、切削变形的原理二金属切削过程的基本规律3.切削速度4.进给量图2-2变形区滑移线和流线示意图举例第一节切削变形图2-3前角对变

2、形系数的影响二金属切削过程的基本规律a）γｏ为负值b）γｏ为正值图2-4切削速度对变形的影响加工条件：工件材料-45钢，刀具材料W18Cr4Vγｏ＝５°ｆ＝０.３ｍｍ／ｒ，直角自由切削图2-5进给量对切削变形的影响加工条件：工件材料50钢，刀具材料硬质合金刀具γｏ＝１０°κｒ＝６０°λｓ＝０°ｒｓ＝１.５ｍｍ第二节切削种类二、节状切屑三、单元切屑一、带状切屑二金属切削过程的基本规律四、崩碎切屑图2-6切屑形态a）带状切屑b）节状切屑ｃ）单元切屑d）崩碎切屑第三节积屑瘤一、机屑瘤的形成三、积屑瘤的控制1）通过热处理降低材料的塑性，提高硬度，减少滞留层的产生。2）控制切削速度，以控制切削温度。

3、3）增大刀具前角，合理调节切削参数，提高刀具刃磨质量，合理选用切削液，使摩擦力减小，切削温度降低，积屑瘤就不易产生。二、积屑瘤对加工过程的影响二金属切削过程的基本规律图2-7积屑瘤如图第四节切削力和切削功率一、切削力1.切削力的来源图2-8切削力分析a）作用在刀具上的力b）、c）切削时的合力及分力2.切削合力及分力二金属切削过程的基本规律由图2-8可得第四节切削力和切削功率1）背吃刀量和进给量3.影响切削力的因素（1）工件材料（2）切削用量切削用量中对切削力的影响最大的是背吃刀量，其次是进给量，切削速度对切削力的影响程度最小。二金属切削过程的基本规律图2-9背吃刀量ａｐ、进给量ｆ对切削力Ｆ

4、ｃ的影响第四节切削力和切削功率2）切削速度二金属切削过程的基本规律图2-10切削速度ｖ对切削力Ｆｃ的影响加工条件：工件材料－45钢刀具材料－YT15刀具几何角度：γｏ＝１５°κｒ＝４５°κ′ｒ＝１５°切削用量：ａｐ＝２ｍｍｆ＝0.2ｍｍ／ｒ第四节切削力和切削功率1）前角γｏ：前角γｏ增大，刀具、切屑接触面摩擦减少，切削变形小，故切削力减小。2）主偏角κｒ：主偏角对Ｆｆ、Ｆｐ影响较大，对Ｆｃ影响较小3）刃倾角λｓ：刃倾角λｓ对主切削力影响很小，但对切深抗力Ｆｐ和进给抗力Ｆｆ影响较大。二、切削功率二金属切削过程的基本规律式中Ｐｍ——切削功率（kW）Ｆｃ——切削力（N）ｖ——切削速度（m/min

5、）机床电动功率Ｐｅ（kＷ）：其中（3）刀具几何角度第五节切削热与切削温度一、切削热切削热向切屑、刀具、工件和周围介质中传散，但其比例是不同的，一般切屑带走的热量最多，工件次之，刀具中较少，周围介质中最少。二金属切削过程的基本规律表2-1车削和钻削时切削热由各部分传出的比例Q屑Q刀Q工Q介车削50%~86%10%~40%3%~9%1%钻削28%14.5%52.5%5%传散比例与切削速度有关，提高切削速度摩擦热增多，切屑带走的热量也增多，传入工件和刀具的热量减少，留在工件中的热量更少。故高速切削对切削加工较为有利。第五节切削热和切削温度二、切削温度1.切削温度的分布切削温度在刀具、切屑、工件上

6、分布极不均匀，在切屑中，底层温度最高；在刀具中，靠近切削刃处（约1mm）温度最高；在工件中，切削刃附近温度最高。二金属切削过程的基本规律切削钢料时，切屑表面产生一层氧化膜，它的颜色随切削温度的高低而变化，可从切屑颜色大致判断切削温度高低。300℃以下切屑呈银白色；400℃左右呈黄色；500℃左右呈深蓝色；600℃左右呈紫黑色2.影响切削温度的因素（1）工件材料（2）切削用量二金属切削过程的基本规律（3）刀具几何参数三、刀具磨损和刀具寿命1.刀具的磨损形式（1）正常磨损１）后面磨损２）前面磨损３）前、后面同时磨损图2-12刀具的磨损形式a）后面磨损b）前面磨损c）前、后面同时磨损第五节切削热

7、和切削温度第五节切削热和切削温度二金属切削过程的基本规律（2）非正常磨损2.刀具的磨损过程图2-13刀具磨损典型曲线磨损过程，大致分三个阶段:初期磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段举例第五节切削热和切削温度二金属切削过程的基本规律3.刀具的磨损原因（1）磨粒磨损（2）粘结磨损（3）扩散磨损（4）相变磨损（5）氧化磨损4.刀具寿命（1）刀具寿命的概念刀具总寿命是新刀具从开始使用起，至完全报废为止的总切削时间。它与刀具寿命是两