第二章 金属切削加工的基础知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 金属切削加工的基础知识,第一节 切削运动和切削要素,第二节 刀具的几何角度和结构,第三节 切削层参数,第四节 刀具材料,第一节 切削运动和切削要素,一、零件的种类及组成,完成切削加工必须具备的两个条件：,切削刀具与工件之间必须有一定的相对运动；,切削刃有一定的形状；,二、切削运动分析,切削运动,直线运动,旋转运动,二、切削运动分析,主运动：直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形成工件新表面的运动。通常用切削速度,v,c,(,m/s,),表示。,特点：速度高、功耗大、只能有一个。,进给运动：不断地把切削层投入切削的运动。通常用,v,f,、,f,或,f,z,表示。,特点：速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。,合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。用,v,e,表示。,三、切削用量三要素,三、切削用量三要素,切削速度,：,(,v,c,),进给量：,(,f,),背吃刀量：,(,a,p,),“,工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离”。,对于外圆车削：,“,切削刃选定点相对与工件主运动的瞬时速度”。通常以最大线速度为准。,主运动是旋转运动时：,主运动是直线运动时：,“工件或刀具每转一转时，两者沿进给方向的相对位移”。,f,(mm/r),v,f,(mm/s),f,z,(mm/z),第二节 刀具的几何角度和结构,一、刀具切削部分的结构要素,第二节 刀具的几何角度和结构,归结起来：“三面两刃一尖”,前刀面,A,r,后刀面,A,副后刀面,A,交线,交线,主切削刃,s,副切削刃,s,刀尖,连接部分,一、刀具切削部分的结构要素,二、刀具标注角度参考系,前提条件：,不考虑进给运动；,车刀刀尖与工件中心等高；,刀杆中心线与进给方向垂直；,刀具的安装面与基面,Pr,平行；,正交平面参考系：,基面,P,r,：,“通过主切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面”,正交平面参考系：,切削平面,P,s,：,“通过主切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面”。,正交平面参考系：,正交平面（主剖面）,P,o,：,“,通过主切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面”。,法平面参考系：,法平面,P,n,:,“,通过主切削刃上选定点，并垂直于切削刃的平面,”,。,假定工作平面、背平面参考系：,假定工作平面（进给剖面）,P,f,：,“,通过主切削刃上选定点，平行于进给方向并垂直于基面的平面”,假定工作平面、背平面参考系：,背平面（切深剖面）,P,p,:,“,通过主切削刃上选定点，同时垂直于基面和假定工作平面的平面,”,。,三、刀具的标注角度,在基面内测量的角度：,主偏角：,“主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角”。,副偏角：,“副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角”。,刀尖角：,“主切削刃与副切削刃之间的夹角”。,r,=180,-(,r,+,r,),三、刀具的标注角度,在正交平面内测量的角度,后角：,o,“,后刀面与切削平面的夹角”,前角：,o,“,前刀面与基面之间的夹角”。,三、刀具的标注角度,在切削平面内：,刃倾角：,S,“,主切削刃与基面之间的夹角,”,四、刀具的工作角度,四、刀具的工作角度,第三节 切削层参数,一、切削层：,“刀具沿进给方向移动一个进给量,f,，由一个刀齿正在切削着的金属层”。,切削层的大小和形状直接影响：,刀具切削部分承受的载荷大小；,决定了切削的尺寸和形状；,二、切削层的参数,切削厚度：,h,D,“,垂直于过渡表面度量的切削层尺寸”,h,D,=,f,sin,r,(mm),切削宽度：,b,D,“,沿着过渡表面度量的切削层尺寸”,b,D,=,a,p,/,sin,r,(mm),切削面积：,A,D,A,D,=,h,D,b,D,(mm,2,),对于外圆车削：,A,D,=,f,a,p,(mm,2,),三、残留面积：,第四节 刀具材料,一、刀具材料应具备的基本性能：,高的硬度；必须高于工件硬度，通常应,60HRC,以上。,足够的强度和韧性；,较高的耐磨性；,较高的耐热性；,良好的工艺性；,二、常用刀具材料,高速钢（,1900,年首次使用）,基本性能：,硬度：,6265HRC,耐热性：,500600,切削速度：,V 30 m/min,工艺性好，适用于制造复杂刀具。,常用牌号：,W18C,r,4V,W6M,O,5C,r,4V2,W6M,O,5C,r,4V2Al,二、常用刀具材料,硬质合金：,基本性能：,硬度：,7482HRC,耐热性：,8001000,切削速度：,V=100 300 m/min,工艺性差，不适用于制造整体结构的复杂刀具。,典型牌号：,钨钴类,YG,（,K,类）,钨钴钛类,YT,（,P,类）,通用类,YW,（,M,类）,成分：,WC+Co,多用于加工短切屑的金属或非金属，如：铸铁、青铜等。,常用牌号：,YG3(K01),、,YG6(K20),、,YG8(K40),等,精加工 粗加工,成分：,WC+TiC+Co,多用于加工长切屑的黑色金属，如：钢材等。,常用牌号：,YT5(P30),、,YT15(P20),、,YT30(P10),等,粗加工 精加工,成分：,WC+TiC+TaC(NbC)+Co,既可用于加工短切屑的铸铁，也可用于加工长切屑的钢材。,常用牌号：,YW1(M10),、,YW2(M20),、,YW3(M30),等,精加工 粗加工,三、超硬刀具材料,陶瓷,人造聚晶金刚石（,PCD,）,立方氮化硼（,CBN,）,“,Al,2,O,3,或,Si,3,N,4,添加不同的金属元素,(Ni,、,Co,、,Mo,、,W),或金属炭化物,(,TiC,、,WC),，采用热压和烧结的方法获得”。,特点：硬度高、耐磨性好。,9195HRA,耐热性高。,1200,切削速度高达,100400 m/min,抗弯强度、冲击韧性较差。,主要用于冷硬铸铁、高硬钢等精加工和半精加工。,“高温下借助合金触媒的作用，由石墨转化而成”。,特点：,硬度高、耐磨性极好。,5000HV,以上。,耐热性：,700800,，不能在高温下切削,冲击韧性、抗弯强度低。只有硬质合金的,1/4,。,与,Fe,的亲和力强，不能加工铁族材料。,适用于硬质合金、玻璃等高硬材料的精加工,与金刚石相比：,硬度：,80009000HV,。,耐热性：,13001500,与,Fe,的亲和力小，能加工铁族材料。,主要适用于淬硬钢、耐磨铸铁、高温合金等高硬铁族材料的精加工或半精加工。,