金屬切削的基礎(chǔ)知識2

第1章金屬切削的基礎(chǔ)知識切削運(yùn)動(dòng)刀具切削過程的現(xiàn)象第1節(jié)切削運(yùn)動(dòng)及切削用量一、切削運(yùn)動(dòng)二、切削用量三、切削層參數(shù)一、切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：速度高，消耗功率大，即主軸一般一個(gè)，如車削、刨削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：速度低，消耗功率小可有多個(gè)，如銑削二、切削用量即切削三要素包括：切削速度進(jìn)給量背吃刀量1.切削速度定義：切削刃上選定點(diǎn)相對于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。以

vc表示，單位m/s

或m/min計(jì)算公式：

（1）主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，

vc為最大線速度

d——工件或刀具的直徑，mm

n——工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min（2）主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，

vc為平均速度

L——往復(fù)行程長度，mm

nτ——主運(yùn)動(dòng)的往復(fù)速度，st/s或st/min2.進(jìn)給量車削：每轉(zhuǎn)進(jìn)給量用

f

表示，單位mm/r刨削：每行程進(jìn)給量用

f

表示，單位mm/st銑削：每齒進(jìn)給量用fz

表示，單位mm/zfz進(jìn)給速度，即瞬時(shí)速度用vf

表示，單位mm/s

或mm/minz

——刀具齒數(shù)3.背吃刀量即切削深度，用

ap表示，單位mm包括：切削層公稱橫截面積AD

切削層公稱寬度bD

切削層公稱厚度hD

三、切削層參數(shù)切削層公稱橫截面積AD=bD

×hDAD不包括殘留面積，但車削的殘留面積很小時(shí)，第2節(jié)刀具一、刀具材料二、刀具結(jié)構(gòu)三、刀具角度一、刀具材料刀具材料的要求（1）高硬度（2）高強(qiáng)度、高韌性（3）耐磨性（4）耐熱性（紅硬性、熱硬性）（5）制造工藝性（可制造性）常用刀具材料（1）碳素工具鋼、合金工具鋼（鉗工工具）（2）高速鋼（復(fù)雜刀具）（3）硬質(zhì)合金（WC、TiC）（4）新型材料

陶瓷材料

金剛石立方氮化硼（CBN）二、刀具結(jié)構(gòu)三面兩刃一尖結(jié)構(gòu)形式2、焊接式3、機(jī)夾式1、整體式機(jī)夾銑刀4、機(jī)夾重磨式三、刀具角度刀具參考系（靜止）主偏角、副偏角

（基面投影）前角、后角

（正交平面投影）刃傾角

（主切削平面投影）主、副偏角的影響主偏角對切削層的影響主偏角對殘留面積、切削力的影響前角、后角的影響大，切削刃鋒利，切削輕快，受力不好小，切削刃變鈍，刀尖強(qiáng)固，受力好后角主要是減小主后刀面與工件的摩擦刃傾角對排屑方向的影響刀具角度總結(jié)其它刀具f工作角度第3節(jié)金屬切削過程一、切屑二、積屑瘤三、切削力四、切削熱五、刀具磨損一、切屑1. 形成過程對金屬材料擠壓，變形，斷裂形成切屑前角小，材料變形大，切削力大，切削溫度大2. 切屑種類（1）帶狀切屑：高速小進(jìn)給，切削連續(xù)，平穩(wěn)，Ra低，不安全（2）節(jié)狀切屑：低速大進(jìn)給，切削力波動(dòng)大，Ra高，粗加工（3）崩碎切屑：切削鑄鐵，黃銅等脆性材料。切削熱，切削力在主切削刃和刀尖上，易振動(dòng)，崩刃，影響表面質(zhì)量。二、積屑瘤1. 形成切削刃上粘著一小塊很硬的金屬，長大后脫落，然后再長。2. 對加工的影響（1）保護(hù)切削刃。（2）增大工作前角，使切削輕快（3）不斷地產(chǎn)生和脫落，使切削有振動(dòng)，影響尺寸精度；還會(huì)粘在已加工表面上，影響表面質(zhì)量。

粗加工希望產(chǎn)生精加工應(yīng)該避免3. 避免（1）正火或調(diào)質(zhì)處理，以提高其強(qiáng)度，硬度。（2）避免中速。低速時(shí)溫度低，摩擦小，如拉削、鉸削、精刨高速時(shí)溫度高，摩擦小，如精車、精銑三、切削力切削加工最大的特點(diǎn)就是有力的作用1. 切削力的分解切削力Fc

做功最多；進(jìn)給力Ff

很?。槐诚蛄p

不做功，

Fp

影響細(xì)長軸的加工2. 切削力的估算設(shè)計(jì)時(shí)要選電機(jī)，算功率，要估算切削力

Fc

=kc

×AD≈kc

×ap

×f(N)

kc

是切削層單位面積切削力(N/mm2)

切削功率

Pm=Fc

×vc×10-3

(kW)

vc

是切削速度

(m/s)

電機(jī)功率

PE=Pm/η

η

傳動(dòng)效率四、切削熱1. 來源切削功大都變成熱能，形成切削熱。（1）切屑變形，主要來源。（2）切屑與前刀面摩擦。（3）工件與后刀面摩擦。2. 傳導(dǎo)（高速鋼刀具）切屑傳出50％～86％工件40％～10％刀具9％～3％輻射1％3. 切削溫度的影響因素（1）切削用量切削速度影響最大，其次進(jìn)給量，背吃刀量（2）工件材料強(qiáng)度、硬度高，消耗功率大，產(chǎn)生切削熱多，切削溫度高。（切鋼比鑄鐵發(fā)熱多）（3）刀具主偏角小，作用切削刃長，散熱好前角大，材料變形小，切削熱少材料導(dǎo)熱性好，散熱也好五、刀具磨損1. 形式前刀面磨損（?。┖蟮睹婺p（主要）同時(shí)磨損。2. 磨損階段三階段：初期磨損階段OA

正常磨損階段

AB

急劇磨損階段

BC3. 刀具磨損的影響因素（1）切削用量大，則刀具磨損大其中切削速度影響最大（2）刀具材料和角度（3）使用切削液可降低刀具磨損4. 刀具耐用度（1）定義：刃磨后的刀具，自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，所經(jīng)歷的實(shí)際切削時(shí)間，稱為刀具耐用度。用T表示。（2）磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

用后刀面的磨損程度作為標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上按刀具切削時(shí)間來判斷。粗加工，切削時(shí)間min；精加工，走刀次數(shù)或零件個(gè)數(shù)。第4節(jié)切削加工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)二、影響因素一、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、產(chǎn)品質(zhì)量（1）加工精度：尺寸精度、形狀精度、位置精度經(jīng)濟(jì)精度：在正常情況下所能達(dá)到的精度（2）表面質(zhì)量：表面粗糙度、加工硬化和剩余應(yīng)力加工硬化：擠壓、摩擦使表面硬度提高2、加工時(shí)間和成本（1）加工時(shí)間tw

：（一個(gè)零件）tw

＝tm+tc+totm：基本工藝時(shí)間，也稱機(jī)動(dòng)時(shí)間。tc

：輔助時(shí)間，即調(diào)整、裝卸、空程時(shí)間。to：其他時(shí)間，清掃、休息時(shí)間。（2）加工成本Cw

：（不包括材料成本）Cw=tw

M+(tm/T)CtM：單位時(shí)間全廠開支，包括工資、設(shè)備折舊等。T：刀具耐用度。Ct：刀具刃磨一次的費(fèi)用。二、影響因素1、切削用量切削用量的選擇原則（次序）：

背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度粗加工時(shí)，考慮加工效率，一般取較大的背吃刀量和進(jìn)給量,而切削速度不高精加工時(shí)，考慮加工質(zhì)量，常選取較小的背吃刀量和進(jìn)給量,較高的切削速度2、切削液作用：冷