模塊一金屬切削原理ppt課件

1、 模塊一模塊一 金屬切削原理金屬切削原理課題一課題一 金屬切削的根本定義的認(rèn)識(shí)金屬切削的根本定義的認(rèn)識(shí)知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)l切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)l切削構(gòu)成的加工外表切削構(gòu)成的加工外表l切削用量切削用量 l刀具的幾何角度刀具的幾何角度 l切削層參數(shù)切削層參數(shù) 技藝點(diǎn)技藝點(diǎn)l認(rèn)識(shí)切削運(yùn)動(dòng)、加工外表、切削用量切削層參數(shù)認(rèn)識(shí)切削運(yùn)動(dòng)、加工外表、切削用量切削層參數(shù)等相關(guān)概念等相關(guān)概念l認(rèn)識(shí)刀具的幾何角度認(rèn)識(shí)刀具的幾何角度一、義務(wù)引入一、義務(wù)引入 圖圖1-1為車(chē)加工表示圖，該工序?qū)⑼鈭A由為車(chē)加工表示圖，該工序?qū)⑼鈭A由 車(chē)削車(chē)削至至 。試分析車(chē)削加工需求哪些切削運(yùn)動(dòng)？加工過(guò)。試分析車(chē)削加工需求哪些切削運(yùn)動(dòng)？加工過(guò)程中構(gòu)

2、成的外表有哪些？計(jì)算切削速度和背吃刀量，并繪程中構(gòu)成的外表有哪些？計(jì)算切削速度和背吃刀量，并繪制車(chē)刀任務(wù)圖。制車(chē)刀任務(wù)圖。mm60mm50 金屬切削加工就是在機(jī)床上利用切削工具從工件金屬切削加工就是在機(jī)床上利用切削工具從工件上切除多余金屬，使之成為具有一定幾何外形、尺寸上切除多余金屬，使之成為具有一定幾何外形、尺寸精度和外表質(zhì)量的加工方法。在切削加工過(guò)程中，除精度和外表質(zhì)量的加工方法。在切削加工過(guò)程中，除了要有一定切削性能的切削刀具外，還要有機(jī)床提供了要有一定切削性能的切削刀具外，還要有機(jī)床提供工件與切削刀具間所必需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而且這種相對(duì)工件與切削刀具間所必需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而且這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)還要

3、與工件各種外表的構(gòu)成規(guī)律和幾何特征相順運(yùn)動(dòng)還要與工件各種外表的構(gòu)成規(guī)律和幾何特征相順應(yīng)。本課題主要學(xué)習(xí)切削運(yùn)動(dòng)和切削用量、刀具的組應(yīng)。本課題主要學(xué)習(xí)切削運(yùn)動(dòng)和切削用量、刀具的組成及其幾何參數(shù)、車(chē)刀的任務(wù)角度等內(nèi)容。成及其幾何參數(shù)、車(chē)刀的任務(wù)角度等內(nèi)容。二、課題分析二、課題分析切削加工：運(yùn)用切削工具切削加工：運(yùn)用切削工具(包括刀具、磨具和磨包括刀具、磨具和磨料料)，在工具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，把工件上多，在工具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，把工件上多余的資料層切除，使工件獲得規(guī)定的幾何參數(shù)余的資料層切除，使工件獲得規(guī)定的幾何參數(shù)(尺寸、外形、位置尺寸、外形、位置)和外表質(zhì)量的加工方法。和外表質(zhì)量的加工方法。

4、切削加工的重要性：切削加工能獲得較高的精度切削加工的重要性：切削加工能獲得較高的精度和外表質(zhì)量，對(duì)被加工資料、工件幾何外形及消和外表質(zhì)量，對(duì)被加工資料、工件幾何外形及消費(fèi)批量具有廣泛的順應(yīng)性，在機(jī)械制造業(yè)中占有費(fèi)批量具有廣泛的順應(yīng)性，在機(jī)械制造業(yè)中占有非常重要的位置。非常重要的位置。三、相關(guān)知識(shí)三、相關(guān)知識(shí)( (一一) )切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)車(chē)外圓面車(chē)外圓面車(chē)成形面車(chē)成形面車(chē)床上鏜孔車(chē)床上鏜孔磨外圓面磨外圓面播放播放鉆孔鉆孔播放播放銑平面銑平面播放播放銑成形面銑成形面播放播放 2. 2.切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)切削加工中刀具和工切削加工中刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)即件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)即切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)(cut

5、ting (cutting motions) motions) 。切削運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，也運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，也可以是延續(xù)的或間歇可以是延續(xù)的或間歇的的 1主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)由機(jī)床或人力提供的刀具與由機(jī)床或人力提供的刀具與工件之間主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)工件之間主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng), , 它使刀具切削刃及其臨近的它使刀具切削刃及其臨近的刀具外表切入工件資料，使刀具外表切入工件資料，使被切削層轉(zhuǎn)變?yōu)榍行急磺邢鲗愚D(zhuǎn)變?yōu)榍行? , 從而從而構(gòu)成工件的新外表。構(gòu)成工件的新外表。在切削運(yùn)動(dòng)中，主運(yùn)動(dòng)在切削運(yùn)動(dòng)中，主運(yùn)動(dòng)(primary motion)(primary motion)速度最高、速度最高

6、、耗功最大。耗功最大。主運(yùn)動(dòng)只需一個(gè)。主運(yùn)動(dòng)只需一個(gè)。 刀具與工件之間附加刀具與工件之間附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng), 它配合主運(yùn)動(dòng)它配合主運(yùn)動(dòng)依次地或延續(xù)不斷地切除依次地或延續(xù)不斷地切除切屑切屑, 從而構(gòu)成具有所需幾從而構(gòu)成具有所需幾何特性的已加工外表。何特性的已加工外表。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(feed movement)可由刀可由刀具完成具完成(如車(chē)削如車(chē)削)，也可由工，也可由工件完成件完成(如銑削如銑削)，可以是間，可以是間歇的如刨削歇的如刨削, 也可以是也可以是延續(xù)的如車(chē)削。延續(xù)的如車(chē)削。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是1個(gè)或多個(gè)個(gè)或多個(gè) 2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成

7、的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為合合成的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為合成切削運(yùn)動(dòng)。成切削運(yùn)動(dòng)。3合成切削運(yùn)動(dòng)合成切削運(yùn)動(dòng)各種切削加工的切削運(yùn)動(dòng)各種切削加工的切削運(yùn)動(dòng)3.3.切削加工過(guò)程中的工件外表切削加工過(guò)程中的工件外表切削刃相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程切削刃相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程, 就是外表構(gòu)成過(guò)程。就是外表構(gòu)成過(guò)程。有兩個(gè)要素，一是切削刃有兩個(gè)要素，一是切削刃, 二是切削運(yùn)動(dòng)。二是切削運(yùn)動(dòng)。不同的切削運(yùn)動(dòng)的組合不同的切削運(yùn)動(dòng)的組合,即可構(gòu)成各種工件外表。即可構(gòu)成各種工件外表。車(chē)削加工過(guò)程中工件上有三個(gè)不斷變化著車(chē)削加工過(guò)程中工件上有三個(gè)不斷變化著的外表。的外表。(1)(1)待加工外表待加工外表工件上待切除工件上待切除的外表。的外表。(2)(

8、2)已加工外表已加工外表工件上已加工工件上已加工好的外表。好的外表。(3)(3)過(guò)渡外表過(guò)渡外表工件上切削刃正工件上切削刃正在切削的外表。在切削的外表。4.4.切削用量切削用量切削用量三要素切削用量三要素 切削速度切削速度 進(jìn)給量進(jìn)給量 背吃刀量。背吃刀量。(1)切削速度切削速度切削速度切削速度 是單位時(shí)間內(nèi)是單位時(shí)間內(nèi)刀具和工件在主運(yùn)動(dòng)方向刀具和工件在主運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移。上的相對(duì)位移。m/min 主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)車(chē)削、主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)車(chē)削、銑削，銑削， 為最大線速度，為最大線速度， =dwn/1000主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)刨削、插削，刨削、插削， 為平為平均速度，均速度

9、， =2Lnr/ 1000cvcvcvcv(2)進(jìn)給量進(jìn)給量進(jìn)給量是指單位時(shí)間內(nèi)刀具和工件在進(jìn)給進(jìn)給量是指單位時(shí)間內(nèi)刀具和工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)位移。運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)位移。 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量指工當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量指工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周，兩者沿進(jìn)給方向的件或刀具每回轉(zhuǎn)一周，兩者沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量，單位為相對(duì)位移量，單位為mm/rmm/r； 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量指刀當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)給量指刀具或工件每往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)一次，兩者沿進(jìn)具或工件每往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)一次，兩者沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量，單位為給方向的相對(duì)位移量，單位為mm/strmm/str或或mm/mm/單行程

10、；單行程； 對(duì)于多齒的旋轉(zhuǎn)刀具對(duì)于多齒的旋轉(zhuǎn)刀具( (如銑刀、如銑刀、切齒刀切齒刀) )，常用每齒進(jìn)給量，常用每齒進(jìn)給量 fz fz，單位為，單位為mm/zmm/z或或mm/mm/齒。它與進(jìn)給量齒。它與進(jìn)給量f f的關(guān)系為的關(guān)系為f=zfz f=zfz 進(jìn)給速度為進(jìn)給速度為 vf=fn=zfzn vf=fn=zfzn(3)背吃刀量背吃刀量ap背吃刀量是指在基面上背吃刀量是指在基面上垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向丈垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向丈量的切削層最大尺寸量的切削層最大尺寸, ,工件上待加工外表與已工件上待加工外表與已加工外表之間的垂直間加工外表之間的垂直間隔，外圓車(chē)削隔，外圓車(chē)削: : ap ap(dw-dm

11、)/2 (dw-dm)/2 5.5.刀具的幾何參數(shù)刀具的幾何參數(shù)(1)(1)切削刀具構(gòu)造切削刀具構(gòu)造 由任務(wù)部分和非任務(wù)部分構(gòu)成。由任務(wù)部分和非任務(wù)部分構(gòu)成。 車(chē)刀車(chē)刀(turning tools)(turning tools)的任務(wù)部分比較簡(jiǎn)單，的任務(wù)部分比較簡(jiǎn)單，只由切削部分構(gòu)成，非任務(wù)部分就是車(chē)刀只由切削部分構(gòu)成，非任務(wù)部分就是車(chē)刀的柄部的柄部( (或刀桿或刀桿) )。不論刀具構(gòu)造如何復(fù)雜，就其單刀齒切削部不論刀具構(gòu)造如何復(fù)雜，就其單刀齒切削部分，都可以看成由外圓車(chē)刀的切削部分演化分，都可以看成由外圓車(chē)刀的切削部分演化而來(lái)，本節(jié)以外圓車(chē)刀為例來(lái)引見(jiàn)其幾何參而來(lái)，本節(jié)以外圓車(chē)刀為例來(lái)引見(jiàn)其

12、幾何參數(shù)。數(shù)。前刀面前刀面 切屑流過(guò)的刀面。切屑流過(guò)的刀面。1)1)刀刀 面面主后刀面主后刀面 與工件正在被切削加工的外表與工件正在被切削加工的外表 過(guò)渡外表相對(duì)的刀面。過(guò)渡外表相對(duì)的刀面。 副后刀面副后刀面 與工件已切削加工的外表相對(duì)與工件已切削加工的外表相對(duì) 的刀面。的刀面。刀具切削部分的根本定義刀具切削部分的根本定義2)2)刀刃刀刃主切削刃主切削刃 前刀面與主后刀面在空間的交線。前刀面與主后刀面在空間的交線。副切削刃副切削刃 前刀面與副后刀面在空間的交線。前刀面與副后刀面在空間的交線。 3)3)刀尖刀尖 三個(gè)刀面在空間的交點(diǎn)，也可了解為主、副切削刃三個(gè)刀面在空間的交點(diǎn)，也可了解為主、副切

13、削刃二條刀刃匯交的一小段切削刃。二條刀刃匯交的一小段切削刃。 在實(shí)踐運(yùn)用中，為添加刀尖的強(qiáng)度與耐磨性，在實(shí)踐運(yùn)用中，為添加刀尖的強(qiáng)度與耐磨性，普通在刀尖處磨出直線或圓弧形的過(guò)渡刃。普通在刀尖處磨出直線或圓弧形的過(guò)渡刃。 刀具角度是刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和丈量刀具角度是刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和丈量時(shí)所運(yùn)用的幾何參數(shù)，它們是確定刀具切削時(shí)所運(yùn)用的幾何參數(shù)，它們是確定刀具切削部分幾何外形各外表空間位置的重要參部分幾何外形各外表空間位置的重要參數(shù)。數(shù)。 參考系：用于定義和規(guī)定刀具角度的各基參考系：用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)面。準(zhǔn)坐標(biāo)面。 參考系：刀具靜止參考系和刀具任務(wù)參考參考系：刀具靜止參考系和

14、刀具任務(wù)參考系。系。(2)(2)車(chē)刀切削部分的主要角度車(chē)刀切削部分的主要角度切削車(chē)刀平面與角度視頻切削車(chē)刀平面與角度視頻刀具靜止參考系或標(biāo)注角度參考系：在設(shè)計(jì)、制刀具靜止參考系或標(biāo)注角度參考系：在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和丈量時(shí)，用于定義刀具幾何參數(shù)的參造、刃磨和丈量時(shí)，用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系。考系。1)1)刀具靜止參考系刀具靜止參考系在該參考系中定義的角度稱(chēng)為刀具的標(biāo)注角度。在該參考系中定義的角度稱(chēng)為刀具的標(biāo)注角度。靜止參考系中最常用的是正交平面參考系。靜止參考系中最常用的是正交平面參考系。正交平面參考系正交平面參考系由以下三個(gè)在空間由以下三個(gè)在空間相互垂直的參考平相互垂直的參考平面構(gòu)成。面構(gòu)

15、成?；婊鎝rpr經(jīng)過(guò)切削刃上選定經(jīng)過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。削速度方向的平面。通常平行于車(chē)刀的通常平行于車(chē)刀的安裝面底面。安裝面底面。切削平面切削平面psps 經(jīng)過(guò)切削刃經(jīng)過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直上選定點(diǎn)，垂直于基面并與主切于基面并與主切削刃相切的平面。削刃相切的平面。正交平面正交平面popo 經(jīng)過(guò)切削刃上選定經(jīng)過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削平面垂直的平面。平面垂直的平面。2)2)刀具的角度刀具的角度基面中丈量的刀具角度基面中丈量的刀具角度主偏角主偏角Kr Kr 主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)

16、速度vf vf 方向之間的夾角。方向之間的夾角。副偏角副偏角Kr Kr 副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度vfvf反方向之間的夾角。反方向之間的夾角。切削平面中丈量的刀具角度切削平面中丈量的刀具角度刃傾角刃傾角s s 主切削刃與基面之間的夾角。主切削刃與基面之間的夾角。它在切削平面內(nèi)標(biāo)注或它在切削平面內(nèi)標(biāo)注或丈量，但有正負(fù)之分。丈量，但有正負(fù)之分。當(dāng)主切削刃與基面平行當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)時(shí)s=0s=0；當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對(duì)基面處于當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對(duì)基面處于主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)s s 0 0；反之；反之s 0s 0。 正交平面中丈量的刀具角度正交平面

17、中丈量的刀具角度前角前角O O 前面與基面之間的夾角。前面與基面之間的夾角。后角后角0 0 后面與切削平面之間的夾角。后面與切削平面之間的夾角。闡明：以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等闡明：以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀桿縱向軸線垂直于進(jìn)給方向，以及不思索高、刀桿縱向軸線垂直于進(jìn)給方向，以及不思索進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。車(chē)刀幾何角度丈量車(chē)刀幾何角度丈量切削層是指切削過(guò)程中，由切削層是指切削過(guò)程中，由刀具切削部分的一個(gè)單一動(dòng)刀具切削部分的一個(gè)單一動(dòng)作作( (如車(chē)削時(shí)工件轉(zhuǎn)一圈，車(chē)如車(chē)削時(shí)工件轉(zhuǎn)一圈，車(chē)刀主切削刃挪動(dòng)一段間隔刀主切削刃挪動(dòng)一段間隔) )所所切除的工件資料層。切除的工件資料層。 (1)(1)切削層公稱(chēng)厚度切削層公稱(chēng)厚度hDhD 垂直于正在加工的垂直于正在加工的外表過(guò)渡外表度量外表過(guò)渡外表度量的切削層參數(shù)。的切削層參數(shù)。 (2)(2)切削層公稱(chēng)寬度切削層公稱(chēng)寬度bDbD在給定瞬間，作用于主切在給定瞬間，作用