數(shù)控加工工藝課程輔導(dǎo)1.doc

1、數(shù)控加工工藝課程輔導(dǎo)1第1章數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)1.1數(shù)控加工工藝系統(tǒng)概述本節(jié)一般了解即可。1.2刀具幾何角度及切削要素的基本定義本節(jié)是本章學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，要求空間想象能力及工程制圖基礎(chǔ)較高切削運(yùn)動(dòng)和切削用量主運(yùn)動(dòng)（Vc）：車削時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，銃削時(shí)刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。一般來(lái)說(shuō)，主運(yùn)動(dòng) 的切削速度最高，消耗的機(jī)床功率也最大。單位：m/mi n進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（Vf）：刀具與工件間附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以是連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，也可以是間斷運(yùn) 動(dòng)。單位： mm/min合成切削運(yùn)動(dòng)（Ve）：主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成，ve=vc+vf。切削用量三要素：切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量（切削深度）回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)線速度 vc （ m/min ）

2、的計(jì)算公式：vc= n d/1000車削時(shí)的進(jìn)給速度 vf： vf=nf銃削時(shí)的進(jìn)給速度 vf： vf=nZfz 編程時(shí) S指令后數(shù)字為主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速 （n ）、F指令后數(shù)字為 vf的大小。 切削用量手冊(cè)通常給出 vc、f、fz值，編程時(shí)需要換算成 n （S指令值）和vf（ F指令 值）。刀具切削部分的幾何形狀和角度1、度量刀具角度的參考系（由三個(gè)互相垂直的坐標(biāo)平面組成） 靜止參考系：用于定義刀具在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)刀具幾何參數(shù)（標(biāo)注角度） 的參考系。坐標(biāo)平面（基面Pr、切削平面ps、正交平面po、假定工作平面 pf、背平面PP等）的概念及其位置要清楚。pr丄VC ,車刀基面平行于安裝底面、

3、回轉(zhuǎn)刀具基面過(guò)軸線。 工作參考系：考慮切削運(yùn)動(dòng)和實(shí)際安裝情況對(duì)刀具幾何參數(shù)（工作角度）的影響。 與靜止參考系的區(qū)別在于假定主運(yùn)動(dòng)方向Vc換成實(shí)際工作主運(yùn)動(dòng)方向Ve,相應(yīng)的坐標(biāo)平面為工作基面Pre、工作切削平面 pse、工作正交平面 poe2、正交平面參考系標(biāo)注角度（考核點(diǎn)）正交平面中測(cè)量的角度（剖視圖）：前角（g。）、后角（a0）基面中測(cè)量的角度（俯視圖）：主偏角（kr）、副偏角（kr 0切削平面中測(cè)量的角度（向視圖）：刃傾角I s副正交平面中測(cè)量的角度（剖視圖）：副后角（ao）3、刀具工作角度（考核點(diǎn)） 橫車外圓（切斷）工作角度變化從外圓刀中心，前角增大、后角減小，最后由后刀面擠斷工件。 刀

4、尖安裝高低工作角度變化（車外圓）刀尖高：前角增大、后角減小。車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)可增加阻尼，減小振動(dòng)。刀尖低：前角減小、后角增大。 刀尖安裝高低工作角度變化（車內(nèi)孔）與相反。1.3金屬切削過(guò)程的基本理論及規(guī)律本節(jié)是本章教學(xué)重點(diǎn)之一。切削過(guò)程中的變形金屬切削過(guò)程實(shí)質(zhì)上是被切削金屬層在刀具偏擠壓作用下產(chǎn)生剪切滑移的塑性變形過(guò) 程。切削過(guò)程的塑性變形劃分為三個(gè)變形區(qū)團(tuán)14?三個(gè)靈瑾匱的劃片團(tuán)1-20第一變鬼IK登J1的聖切港移第I變形區(qū)（剪切滑移變形）、第n變形區(qū)（前刀面擠壓摩擦變形）、第川變形區(qū)（后 刀面擠壓摩擦變形）。積屑瘤與鱗刺1、積屑瘤形成條件中速切削塑性金屬材料。2、抑制積屑瘤的措施積屑瘤雖能保護(hù)刀

5、尖，但不穩(wěn)定，會(huì)影響加工精度，需要采取措施抑制： 采用高速切削是抑制積屑瘤的基本措施（最有效）； 增大進(jìn)給量； 增大刀具前角； 采用潤(rùn)滑性能良好的切削液。影響切屑變形的因素 工件材料 工件材料強(qiáng)度和硬度越高，變形系數(shù)越小；而塑性大的金屬材料變形大, 塑性小的金屬材料變形小。 刀具前角 前角越大，變形系數(shù)越小。 切削速度 切削速度對(duì)切屑變形系數(shù)的影響與積屑瘤的產(chǎn)生、消退有關(guān)，高速切削 變形系數(shù)小。 切削厚度 切削厚度增加，切屑變形系數(shù)減小切削力考核點(diǎn)：（1） 切削力的來(lái)源及分解切削力的來(lái)源： 三個(gè)變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的彈性變形抗力和塑性變形抗力； 切屑、 工件與刀具 間的摩擦力。 主切削力 FC 垂直于

6、基面，與切削速度方向一致（ Y 方向）。功率消耗最大，是計(jì) 算刀具強(qiáng)度、機(jī)床切削功率的主要依據(jù)。 背向力 FP X 方向分力，是驗(yàn)算工藝系統(tǒng)剛度的主要依據(jù)。 進(jìn)給抗力 Ff Z 方向分力，是機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)、校驗(yàn)的主要依據(jù)。（2）影響切削力的主要因素 工件材料的影響 工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，剪切屈服強(qiáng)度越高，切削力就越大。 強(qiáng)度、硬度相近的材料，塑性、韌性越大，則切削力越大。 切削用量的影響 背吃刀量最大、 進(jìn)給量次之、 切削速度最小。 刀具幾何角度的影響 前角gO增大，變形減小，切削力減小；主偏角 Kr增大，F(xiàn)p 減小、Ff增大；刃傾角Is減小，F(xiàn)p增大、Ff減小，對(duì)主切削力Fc

7、的影響不顯著。切削熱與切削溫度考核點(diǎn)：1、切削熱的來(lái)源：切削層金屬的彈、塑性變形和刀具與切屑、工件之間的摩擦。2、切削溫度通常是指切屑和刀具前面接觸區(qū)的平均溫度。3、影響切削溫度的主要因素 切削用量：切削速度最明顯，進(jìn)給量次之，背吃刀量最小 刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)：前角增大，切削溫度降低，但前角太大，刀具散熱體 積變小，溫度反而上升；主偏角增大，散熱條件變差，切削溫度上升。刀具磨損和耐用度考核點(diǎn)：1、刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)加工要求規(guī)定的主后刀面中間部分的平均磨損量VB 作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。2、刀具耐用度的概念 刀具從刃磨后（或新切削刃轉(zhuǎn)位后）開(kāi)始切削，一直到磨損量 達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止所經(jīng)過(guò)的 總切削時(shí)

8、間 。3、影響刀具耐用度的因素a. 切削用量：Vc最大、f次之、ap最小。b. 刀具幾何參數(shù) ：前角 gO 增大，刀具耐用度提高；但前角太大，刀具強(qiáng)度降低，散熱 變差，刀具耐用度反而降低了。主偏角減小，刀尖強(qiáng)度提高，散熱條件改善，刀具耐用度提 高；但是主偏角kr太小，F(xiàn)P增大，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，易引起振動(dòng)。4、合理刀具耐用度的確定原則是提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。1.4 金屬切削過(guò)程基本規(guī)律的應(yīng)用本節(jié)是本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。切屑的種類及其控制考核點(diǎn)：（ 1）切屑的種類切屑的形態(tài)是可以隨切削條件的改變而轉(zhuǎn)化的。 從加工過(guò)程的平穩(wěn)性、 保證加工精度和 加工表面質(zhì)量考慮，帶狀切屑是較好的切屑類型。

9、址敘1囑 序按丸岸喊A 新站才年一旳書肢歸舄疋鎖燼址觀楓或型加冒 酬找或 篇蠶喙訃哎撿好“確如樹(shù)妹i 為俾碑嚴(yán)鑫復(fù)輛腿話t觥.-一 一町“腫劇礙杓熾 纟倚就駅竝。 神疇冏眩夫（2）切屑的流向、卷曲和折斷 斜角切削時(shí)，切屑的流向受刃傾角Is影響。 前角一定時(shí)，卷屑槽寬度越小，則切屑的卷曲半徑越小，切屑易卷曲、折斷。金屬材料的切削加工性考核點(diǎn)：（1）金屬材料切削加工性的概念金屬材料切削加工的難易程度稱為材料的切削加工性。良好的切削加工性能是指：刀具耐用度較高或在一定耐用度下的切削速度Vc較高、切削力較小、切削溫度較低、容易獲得較好的表面質(zhì)量和切屑形狀容易控制或容易斷屑。（2）衡量金屬材料切削加工性的指標(biāo)切削速度指標(biāo)VcT 相對(duì)加工性指標(biāo) Kr以正火狀態(tài)45鋼的Vc60為基準(zhǔn)，記作（Vc60）j其它材料的Vc60與（Vc60）j的比值Kr稱為 該材料的相對(duì)加工性。切削用量與切削液的合理選擇考核點(diǎn)： 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則：首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng) 力和剛性的限制條件等， 選取盡可能大的進(jìn)給量； 最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。 精加工時(shí)切削用量的選擇原則：首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù) 已加工表面的粗糙度要求， 選取較小的進(jìn)給量； 最后