金屬切削原理與刀具課件.ppt

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1、第二章金屬切削原理與刀具第一節(jié)刀具的結(jié)構(gòu)第二節(jié)刀具材料第三節(jié)金屬切削過程及其物理現(xiàn)象第四節(jié)切削力與切削功率第五節(jié)切削熱和切削溫度第六節(jié)刀具的磨損與刀具壽命第七節(jié)切削用量的合理選擇及提高切削用量的途徑金屬切削過程是刀具和工件相互作用的過程，在此過程中，為了能將工件上多余的金屬材料切除掉，對刀具的結(jié)構(gòu)及其材料需提出相應的要求（應具有適當?shù)膸缀螀?shù)即切削角度，刀具材料對工件具有一定的切削能力）。本章主要介紹刀具的結(jié)構(gòu)、材料以及切削過程的基本現(xiàn)象。第一節(jié)刀具的結(jié)構(gòu)一、切削運動及切削要素（一）切削運動1.金屬切削加工—利用刀具和工件之間的相對運動，切去工件（毛坯）上多余的金屬層（加工余量）。以獲得具有

2、一定的表面精度（尺寸、形狀和位置精度）和表面質(zhì)量的機械另件的機械加工方法。2.切削運動—刀具與工件的相對運動。分主運動和進給運動第二章金屬切削原理與刀具（1）主運動—切下切屑所需要的最基本的運動，速度最高，消耗功率最多的運動，主運動只有一個。（2）進給運動—為使切削層金屬連續(xù)不斷的投入切削，從而完成整個表面加工的運動，進給運動可以是一個或幾個。在大多數(shù)切削加工中，主運動和進給運動是同時進行的，二者的合成運動就是刀具與工件之間的切削運動。一般切削運動及其方向用切削運動的速度矢量來表示：（二）切削要素1.工件上的三表面待加工表面—工件上即將被切除的表面。已加工表面—工件上已切去切削層而形成的新表

3、面。過渡表面（加工表面）—工件上正被刀具切削著的表面，介于已加工表面和待加工表面之間。2.切削用量1）切削速度—單位時間內(nèi)刀具或工件沿主運動方向所移動的距離單位m/s。車外圓刨平面2）進給量—主運動的一個循環(huán)內(nèi)刀具或工件沿進給運動方向所移動的距離。單刃刀多刃刀（銑刀、鉸刀等）－每齒進給量－進給速度3）背吃刀量（切削深度）—待加工表面到已加工表面之間的垂直距離車外圓切削用量三要素3.切削層幾何參數(shù)切削層——在切削過程中，刀具的切削刃在一次走刀中從工件待加工表面切下的金屬層，稱為切削層。車外圓時切削層就是工件轉(zhuǎn)一圈，主切削刃所切除的金屬層。切削層參數(shù)共有三個，它們通常都在⊥V的平面內(nèi)度量。1）切

4、削厚度—在過渡表面法線方向測量的切削層尺寸，即相鄰兩過渡表面之間的距離，反映切削刃單位長度上的切削負荷。2）切削寬度—沿主切削刃（過渡表面）測量的切削層尺寸。反映了切削刃參加切削的工作長度。3）切削層面積—切削厚度與切削寬度的乘積－切削層的幾何參數(shù)。二．刀具角度（一）刀具切削部分的組成1.車刀的組成2.切削部分的組成三面兩刃一尖刀尖—主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃（二）確定刀具角度的參考平面三個輔助平面1.切削平面—過主切削刃上某一點并與工件過渡表面相切的平面。2.基面—過主切削刃上某一點并與該點切削速度方向相垂直的平面。3.正交平面—過主切削刃上某一點并與主切削刃在基面上的投影相垂直的

5、平面。切削平面、基面和正交平面共同組成標注刀具角度的正交平面參考系。常用的標注刀具角度的參考系還有法平面參考系，背平面和假定工作平面參考系。（三）刀具的標注角度1.前角γo作用：它反映了前刀面的傾斜程度。γo↑→切削刃越鋒利→切削越輕快γo↑↑→會削弱刀頭的強度→崩刃。選擇：工件材料的σb、HRC↑→γo↓,反之取大值。刀具材料：高速鋼→γo↑；硬質(zhì)合金→γo↓。范圍：通常γo=-5°～+25°粗加工：γo↓精加工：γo↑2.后角αo作用：αo↑→摩擦越小→切削刃越鋒利；αo↑↑→會削弱刀頭的強度，散熱條件變差，容易崩刃。減少刀具主后刀面和工件過渡表面之間的摩擦。范圍：αo=6°～12°。精

6、加工時選得大些，粗加工選小些。3.主偏角κr4.副偏角κr＇作用：選擇：主副偏角應根據(jù)工件的剛度及加工要求選取合理的數(shù)值。范圍：一般車刀常用的主偏角有45°、75°、90°等幾種，車削細長軸時取主偏角等于75～90°的車刀；副偏角為5°～15°，粗加工時取較大值。主偏角主要影響切削層截面的形狀和參數(shù)，影響切削分力的變化，并和副偏角一起影響已加工表面的粗糙度；副偏角還有減小副后刀面與已加工表面間摩擦的作用。κr↓→Fp↑5.刃傾角λs—在切削平面內(nèi)測量的主切削刃與基面之間的夾角。刀尖高正，低負（圖2—7）。作用：λs影響刀頭強度和切屑流動方向。λs=-5°～5°粗加工時為增強刀頭強度，λs常取

7、負值；精加工時為防止切屑劃傷已加工表面，λs常取正值或零。說明：刀具的標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給方向以及不考慮進給運動的影響等條件下確定的。（四）刀具的工作角度1.刀具安裝位置對工作角度的影響以車刀車外圓為例，若不考慮進給運動①當?shù)都獍惭b得高于或低于工件軸線時，將引起工作前角和工作后角的變化。a)刀尖高于工件回轉(zhuǎn)中心b)刀尖低于工件回轉(zhuǎn)中心第二節(jié)刀具材料一.刀具材料應具備的性能