《机械制造业之切削加工工艺基础(ppt 99页)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造业之切削加工工艺基础(ppt 99页)（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金属工艺学 授课教师 毛志阳Maozhiyang 绪论 一 机械制造业在国民经济中的地位与任务 制造业是工业的主体 是提供生产工具 生活资料 科技手段 国防装备等的手段以及它们进步的依托 是现代化的动力源 是现代文明的支柱 人类从原始社会使用石器到现在应用现代化的机器装备和先进的工艺技术 逐步加强了控制自然 开发和利用自然的能力 制造业为人类创造着辉煌的物质文明 二 机械制造技术的发展概况 绪论 1 设备 向数控技术 精密 超精密 高速 超高速方向发展 普通设备加工精度10 mm精密加工1 mm超精密加工0 1 mm2 刀具材料 向超硬 高硬度 耐热方向发展 3 生产规模 向大批量 变批量 多
2、品种方向发展4 生产方式 向柔性自动化 智能自动化方向发展5 提倡绿色制造技术 三 机械制造技术的发展方向 绪论 第一章切削加工工艺基础 授课教师 毛志阳Maozhiyang 1 切削加工的分类 切削加工 使用刀具从工件上去除多余材料的加工方法 目的 使工件符合图纸的形状 尺寸和表面粗糙度的要求 机械加工 用设备加工如车 铣 分类 钳工 手持工具加工锯 锉 刮 研磨 攻丝等 1 1切削加工概述一 切削加工的分类 特点 作用 2 切削加工的特点和作用 1 切削加工的精度和表面粗糙度的范围广泛 且可获得很高的加工精度和很低的表面粗糙度 2 切削加工零件的材料 形状 尺寸和重量的范围较大 3 切削加
3、工的生产效率高 4 切学过程中存在切削力 刀具和工件均须具有一定的强度和刚度 且刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度 1 1切削加工概述一 切削加工的分类 特点 作用 1 零件的种类 6类 如图 1 轴类 1 1切削加工概述二 零件的种类及组成 1 零件的种类 6类 如图 2 盘套类 1 1切削加工概述二 零件的种类及组成 1 零件的种类 6类 如图 3 支架箱体 1 1切削加工概述二 零件的种类及组成 1 零件的种类 6类 如图 4 六面体类 1 1切削加工概述二 零件的种类及组成 1 零件的种类 6类 如图 5 机身机座 1 1切削加工概述二 零件的种类及组成 1 零件的种类 6类 如图
4、6 特殊零件 1 1切削加工概述二 零件的种类及组成 2 组成零件的表面外圆 内园 锥面 平面 螺纹 齿形 成型面 沟槽 1 1切削加工概述二 零件的种类及组成 一 零件表面的形成及切削运动 1 主运动 2 进给运动 图零件表面的形成 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 一 零件表面的形成及切削运动 图各种切削加工的切削运动 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 一 零件表面的形成及切削运动零件表面的成行方法 轨迹法 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 一 零件表面的形成及切削运动零件表面的成行方法 成行法 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 一
5、零件表面的形成及切削运动零件表面的成行方法 展成法 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 二 切削用量三要素1 切削速度Vc vc dwn 1000V 2Ln 1000 m min 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 二 切削用量三要素2 进给量f 当主运动是回转运动时 进给量指工件或刀具每回转一周 两者沿进给方向的相对位移量 单位为mm r 当主运动是直线运动时 单位为mm str或mm 单行程 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 二 切削用量三要素3 背吃刀量ap ap dw dm 2 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 对于多齿的旋转刀具 如
6、铣刀 切齿刀 常用每齿进给量fz 单位为mm z或mm 齿 它与进给量f的关系为f zfz车削时进给速度Vf可由下式计算vf fn铣削时进给速度为vf fn zfzn合成速度Ve可表达为vc ve vf 1 1切削加工概述三 机床的切削运动与切削要素 粗加工 半精加工 精加工 精密加工 超精密加工 退火或正火 调质 淬火 1 1切削加工概述四 切削加工的阶段 一 刀具的构成 1 2刀具与切削过程一 刀具 结构简单 紧凑 抗振性能好 制造方便使用灵活 但刀片易产生应力和裂纹 避免焊接引起的缺陷 提高了刀具耐用度 刀杆可重复使用利用率较高 但结构复杂 不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂纹 1
7、2刀具与切削过程一 刀具 1 不需刃磨 刀片材料能较好地保持原有力学性能 切削性能 硬度和抗弯强度 2 减少了刃磨 换刀 调刀所需的辅助时间 提高了生产效率 3 可使用涂层刀片 提高刀具耐用度 1 2刀具与切削过程一 刀具 图2 16可转位式车刀的组成 二 刀具的标注角度参考系1 正交平面参考系 刀具静止参考系 1 2刀具与切削过程一 刀具 二 刀具的标注角度参考系2 刀具的标注角度 1 基面中测量的刀具角度 主偏角 r 副偏角 r 刀尖角 r 1 2刀具与切削过程一 刀具 二 刀具的标注角度参考系2 刀具的标注角度 1 基面中测量的刀具角度 1 2刀具与切削过程一 刀具 二 刀具的标注角度参
8、考系2 刀具的标注角度 2 切削平面中测量的刀具角度 刃倾角 s 主切削刃与基面之间的夹角 它在切削平面内标注或测量 但有正负之分 当主切削刃与基面平行时 s 0 当刀尖点相对基面处于主切削刃上的最高点时 s 0 反之 s 0 1 2刀具与切削过程一 刀具 二 刀具的标注角度参考系2 刀具的标注角度 2 切削平面中测量的刀具角度 1 2刀具与切削过程一 刀具 二 刀具的标注角度参考系2 刀具的标注角度 3 正交平面中测量的刀具角度 1 前角 2 后角 o3 楔角 o 1 2刀具与切削过程一 刀具 二 刀具的标注角度参考系2 刀具的标注角度轴向进给运动对工作前 后角的影响 1 2刀具与切削过程一
9、 刀具 三 刀具工作参考系 1 工作基面pre通过切削刃上的考查点 垂直于合成切削运动速度方向的平面 2 工作切削平面pse通过切削刃上的考查点 与切削刃相切且垂直于工作基面的平面 3 工作正交平面poe过切削刃上的考查点通 同时垂直于工作基面 工作切削平面的平面 1 2刀具与切削过程一 刀具 四 刀具工作角度的分析 在工作正交平面参考系中 一般考核刀具工作角度 oe oe re re oe se 的变化 对刀具角度设计补偿量以及对切削加工过程的影响情况 在车削 切断 车螺纹 车丝杠 镗孔 铣削等加工中 通常因刀具工作角度的变化 对工件已加工表面质量或切削性能造成不利影响 1 2刀具与切削过程
10、一 刀具 1 横向进给运动对工作前 后角的影响 1 进给运动对工作前 后角的影响 图1 7 1 2刀具与切削过程一 刀具 四 刀具工作角度的分析 1 横向进给运动对工作前 后角的影响 1 进给运动对工作前 后角的影响 未考虑进给运动 则 oe o oe o 考虑进给运动 则 oe o oe o 当接近工件中心时 R 当 o时 oe为负值 工件不是被切断 而是被挤断 1 2刀具与切削过程一 刀具 轴向进给车外圆时 合成切削运动产生的加工轨迹是阿基米德螺旋线 从而使工作前角 oe增大 工作后角 oe减小 图2 10 1 2刀具与切削过程一 刀具 2 轴向进给运动对工作前 后角的影响 1 进给运动对
11、工作前 后角的影响 b 考虑进给运动 a 未考虑进给运动 图1 8轴向进给运动对工作前 后角的影响 1 2刀具与切削过程一 刀具 2 轴向进给运动对工作前 后角的影响 1 进给运动对工作前 后角的影响 用刃倾角 s 0 车刀车削外圆时 由于车刀的刀尖高于工件中心 使其基面和切削平面的位置发生变化 工作前角 oe增大 而工作后角 oe减小 若切削刃低于工件中心 则工作角度的变化情况正好相反 加工内表面时 情况与加工外表面相反 如图2 11所示 1 刀尖安装高低对工作前 后角的影响 1 2刀具与切削过程一 刀具 2 刀具安装位置对刀具工作角度的影响 车外圆 图1 9刀尖安装高低对工作前 后角的影响
12、 1 2刀具与切削过程一 刀具 2 刀具安装位置对刀具工作角度的影响 车内孔刀尖高与工件轴线 则 oe o刀尖低与工件轴线 则 oe o oe o 图1 10刀尖安装高低对工作前 后角的影响 1 2刀具与切削过程一 刀具 2 刀具安装位置对刀具工作角度的影响 当刀杆中心线与进给运动方向不垂直且逆时针转动G角时 工作主偏角将增大 工作副偏角将减小 如图1 11所示 1 2刀具与切削过程一 刀具 3 刀杆安装偏斜对工作主 副偏角的影响 b 刀柄垂直安装 a 刀柄右倾安装 c 刀柄左倾安装 图1 11刀杆安装偏斜对工作主 副偏角的影响 1 2刀具与切削过程一 刀具 3 刀杆安装偏斜对工作主 副偏角的
13、影响 1 前角 O O 刀刃锋利 切屑变形 切削力和切削功率 刀刃和刀尖强度 散热体积 刀具寿命 1 2刀具与切削过程一 刀具 五 刀具角度的选择 1 2刀具与切削过程一 刀具 五 刀具角度的选择 影响 1 切屑弹缩性变形2 切屑与前刀面摩擦阻力3 切削力 切削热4 刀具使用寿命5 加工质量 工件材料强度 硬度较低时 应取较大 o前角 反之应取较小的前角 加工塑性材料时 应取较大 o前角 加工脆性材料时 应取较小的前角 直至 o前角 刀具材料韧性好 高速钢 取较大 o前角 反之 硬质合金 取较小前角 粗加工时 取较小前角 精加工时 取较大前角 1 2刀具与切削过程一 刀具 五 刀具角度的选择
14、2 后角 o o 后角大小取决于 切削厚度 工件材料及工艺系统刚度 切削厚度越大 后角越小 工件材料越软 塑性越大 后角越大 工艺系统刚度较差时 适当减小后角 粗加工 车 0 4 8 一般5 6 精加工 0 8 12 后刀面与工件的摩擦 后刀面的磨损率 1 2刀具与切削过程一 刀具 五 刀具角度的选择 r和 r 刀刃强度 表面粗糙度 背向力Fp 残留面积高度 散热条件 刀具寿命 进给力Ff 3 主偏角 r和副偏角 r 1 2刀具与切削过程一 刀具 五 刀具角度的选择 kr Fp Ff 切削刃接触少散热面积小 刀刃磨损加快 kr Fp 切深抗力将增大 Ff 工件的刚性不好 如细长轴 如加工冷硬铸
15、铁 高锰钢 高硬度 高强度材料 kr 10 30 单件小批生产 台阶轴 倒角采用kr 45 90 相结合使用 图1 12主偏角的影响 kr1 Kr kr2 Fp Ff 图1 13主偏角对背向力的影响 副偏角的影响 副偏角kr 残留面积 kr 残留面积 副偏角kr 与残留面积成正比 kr 刀尖角 r 刀具强度 改善散热条件 但kr太小会增大副刃和已加工表面磨擦 使Fp 引起工件振动 一般副偏角kr 5 15 特殊45 弯刀 切断刀 工艺系统刚性较好时 主偏角取较小值 反之取较大值 副偏角大小取决于表面粗糙度 5 15 粗加工时取大值 精加工取小值 3 主偏角 r和副偏角 r 1 2刀具与切削过程
16、一 刀具 五 刀具角度的选择 加工一般钢料和铸铁 无冲击时 粗车 s 0 5 精车 s 0 5 有冲击时 s 5 15 特别大时 s 30 45 切削加工高强度钢 冷硬钢时 s 30 45 主要影响刀头的强度和切屑的流动方向 4 刃倾角 s 1 2刀具与切削过程一 刀具 五 刀具角度的选择 5 刀尖角 r 刀尖的形状 如图 负倒棱 修光刃 横刃刀尖工作条件最恶劣 但修磨刀尖可以降低工件表明粗糙度 增强刀具强度 1 2刀具与切削过程一 刀具 五 刀具角度的选择 前刀面形状及刃区型式 如图 前刀面形状 平面型 断屑型刃区型式 锋刃型 倒棱型 钝园型 5 刀尖角 r 1 2刀具与切削过程一 刀具 五 刀具角度的选择 1 刀具材料应具备的性能 1 高的硬度和耐磨性 2 足够的强度和韧性 3 高的耐热性与化学稳定性 4 有锻造 焊接 热处理 磨削加工等良好的工艺性 5 导热性好 有利于切削热传导 降低切削区温度 延长刀具寿命 便于刀具的制造 资源丰富 价格低廉 1 2刀具与切削过程一 刀具 六 刀具材料 1 工具钢 含碳量在0 7 1 2 淬火后硬度HRC61 65 价格低 耐热性不好 耐热温度
