金属切削加工基础知识 课件.ppt

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1、绪论机械制造业与制造技术的发展概况先进制造技术的特点及发展趋势机械制造学科研究的范畴课程的特点、研究的主要内容和学习方法第一章金属切削加工基础知识要求目的：理解金属切削加工的概念、掌握切削运动和金属切削刀具的基本知识、认识金属切削过程的基本规律。了解切削运动、切削用量、刀具切削部分几何形状及材料的基本知识；重点、难点：切削运动和切削刀具。概念与分类金属切削加工：使用刀具从金属毛坯上切去多余的金属层，从而获得所需要的几何形状、尺寸精度和表面粗糙度的机械零件。切削加工分为钳工和机械加工两部分。机械加工主要方式包括车削

2、、铣削、刨削、磨削、钻削和齿轮加工等。本章主要内容1.1切削运动和切削要素1.2刀具材料1.3刀具切削部分的几何参数1.4刀具几何角度的测量实验1.5金属的切削过程1.6刀具几何参数的选择1.7切削加工的经济性与可行性1.8金属切削机床的分类与型号1.9金属切削机床的传动方式主运动：从工件上切下切屑所需要的最基本运动，是切削运动中速度最高、消耗功率最多的运动。对任何加工，主运动只有一个。切削运动进给运动：维持切削过程，使待切除的金属层不断投入切削，从而完成整个表面加工时所需的运动。1.1切削运动和切削要素车削时的

3、工件表面与切削要素切削运动已加工表面：工件上已经被切去金属所形成的表面。待加工表面：工件上即将被切去金属层的表层。过渡表面（亦称加工表面）：工件上正在被切削刃切削的表面，即待加工表面和已加工表面之间的过渡表面切削要素工件上的三个表面切削要素1.切削速度vc：主运动的线速度称为切削速度。当主运动为旋转运动时，切削速度是工件或刀具圆周运动的线速度（m/s）.2.进给速度vf:在单位时间内，刀具和工件之间沿进给方向所移动的距离。单位（mm/s）3.背吃刀量ap：亦称切削深度。指工件上待加工表面和已加工表面之间的垂直距离

4、。切削用量三要素旋转运动往复直线运动外圆车削切削要素1.切削层公称宽度bD：主切削刃与工件过渡表面的接触长度。（单位：mm）2.切削层公称厚度hD:刀具或工件每移动一个进给量f后，相邻两主切削刃之间的垂直距离。（单位：mm）3.切削层公称横截面积AD：切削层公称宽度和切削层公称厚度的乘积。（单位：mm2）切削层的几何参数kr-主偏角,主切削平面与假定工件平面之间的夹角1.2刀具材料夹持部分传递运动和承受夹紧力，保证刀具安装位置正确、夹紧可靠、装卸方便切削部分负责切削，直接影响产品的质量和生产效率刀柄：刀具的夹持部

5、分刀体：刀具上夹持或焊接刀条、刀片的部分，或由它形成切削刃的部分。车刀的组成：车刀由切削部分、刀柄两部分组成。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。（见图1.4P13)1.2刀具材料性能要求高硬度、耐磨良好的工艺性较好的化学稳定性高热硬性足够的强度和韧性1.2刀具材料1.高硬度：刀具材料必须具有高于工件材料的硬度，常温硬度应在HRC60以上。2.耐磨性：耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力，通常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。3.强度和韧性：为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性

6、。4.耐热性：刀具材料应在高温下保持较高的硬度、耐磨性、强度和韧性，并有良好的抗氧化的能力。这就是刀具材料的耐热性，它是衡量刀具材料综合切削性能的主要指标。5.工艺性：为了便于刀具制造，要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻、轧、焊接、切削加工、可磨削性和热处理特性等。注：当今，用得最多的刀具材料为高速钢和硬质合金。1.2刀具材料常用的刀具材料高速钢高速钢是一种加入了钨（W）、钼（MO）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的强度、韧性和耐磨性，耐热性为540—600°C。高速钢是应用较广泛

7、的刀具材料，尤其是用于制造结构复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀、齿轮刀具、螺纹刀具等。高速钢按其用途和性能可分为通用高速钢和高性能高速钢两类：1.2刀具材料通用高速钢：是指加工一般金属材料用的高速钢例：W18Cr4V(钨系高速钢)其淬火后的硬度为63－66HRC、抗弯强度σb=3430MPa、磨削性能好，耐热性可达620ºC，热处理工艺控制方便。6Mo5CrV2（钼系高速钢）与W18Cr4V相比，它的抗弯强度、冲击韧性和高温塑性较高，故可制造热轧刀具，如麻花钻等。高性能高速钢：是在通用高速钢中再加入一些合

8、金元素，以进一步提高它的耐热性和耐磨性这类高速钢的切削速度可达50－100m/min，具有比通用高速钢更高的生产率与刀具使用寿命同时还能切削不锈钢、耐热钢、高强度钢等难加工材料。（P267）例：高钒高速钢W12Cr4V4Mo、高钴高速钢W2Mo9Cr4VCo8和高铝高速钢W6Mo5Cr4V2Ai硬质合金硬质合金是用粉末冶金法制造的合金材料，它是由硬度和熔点很高的碳化物（硬