《机械制造基础 第2版 近机械类、非机械类适用 教学课件 ppt 作者 宋昭祥 主编上第十五章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造基础 第2版 近机械类、非机械类适用 教学课件 ppt 作者 宋昭祥 主编上第十五章（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十五章 常用非金属材料的切削加工,第一节 塑料的切削加工 第二节 工程陶瓷的切削加工,第一节 塑料的切削加工,一、工程塑料切削加工的特点 二、工程塑料切削加工实例,一、工程塑料切削加工的特点,1)塑料切削时，切削功率一般较切削金属小(因为其强度和硬度低)。 2)塑料切削时，宜采用大前角、大后角的刀具，并保持切削刃锋利。 3)宜采用较小的切削用量，以防止切削温度太高。 4)性质较脆或易产生内应力的塑料，在进行机械加工时，其切入和切出操作都必须缓慢，最好采用手动走刀，以防崩裂。 5)加工一般塑料可采用碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等刀具；加工玻璃钢制品多采用单晶和多晶金刚石刀具。,二、
2、工程塑料切削加工实例,1.层压塑料 2.压塑料(电木) 3.有机玻璃(丙烯酸酯塑料板) 4.尼龙(聚酰胺)和聚四氟乙烯,1.层压塑料,加工层压塑料所用的车刀如图1-15-1所示。一般用K20加工。vc=50100m/min,f0.2mm/r,ap=0.31.0mm,o=1820,o=1215,s=-10-14,以防止表面起层、开裂和剥落。,2.压塑料(电木),电木通常以木粉为填料，如酚醛电木，组织不均，性脆，切削时对刀具有磨料作用，应选耐磨性、导热性较好的硬质合金K01、K20，o=20左右，o=612,vc=100m/min左右，f0.3mmr，ap=0.5mm。注意防止工件烧焦。,3.有机
3、玻璃(丙烯酸酯塑料板),图1-15-1 层压塑料车刀,3.有机玻璃(丙烯酸酯塑料板),图1-15-2 有机玻璃车刀,3.有机玻璃(丙烯酸酯塑料板),图1-15-3 加工尼龙的车刀,4.尼龙(聚酰胺)和聚四氟乙烯,两者均属热塑性塑料，塑性大，切削时不易断屑，到一定温度还会粘刀，使加工表面粗糙。线胀系数大，大多为(160170)10-6-1，约为金属材料的10倍左右，加工后尺寸变化大，必须使用切削液以降低切削温度。所用刀具如图1-15-3所示。刀具材料：K10，vc=80130m/min，f=0.18mm/r，ap=2mm。,第二节 工程陶瓷的切削加工,一、工程陶瓷切削加工的特点 二、几种陶瓷材料
4、的切削加工,一、工程陶瓷切削加工的特点,1)工程陶瓷材料的去除机理是刀具刃口附近的被切削材料产生脆性破坏，而金属则是产生剪切滑移变形。 2)只有金刚石和立方氮化硼(CBN)刀具才能胜任工程陶瓷的切削工作。 3)刀具磨损快、寿命低、加工效率低。 4)切削所致的脆性龟裂会残留在已加工表面上，对零件的使用产生很大影响。 5)磨削工程陶瓷时，磨削力大、砂轮磨损大，磨削效率低；零件磨削后的强度降低，且与磨削条件密切相关。,二、几种陶瓷材料的切削加工,(一)Al2O3陶瓷材料的切削 (二)Si3N4陶瓷材料的切削 (三)SiC陶瓷材料的切削 (四)ZrO2陶瓷材料的切削,(一)Al2O3陶瓷材料的切削,1
5、.切削加工特点 2.切削实例,1.切削加工特点,(1)刀具的磨损 刀尖圆弧半径r影响刀具的磨损。 (2)切削力 切削Al2O3陶瓷时，背向力FP明显大于主切削力Fc和进给力Ff，这与硬质合金车刀车削淬硬钢极其相似，这也是切削硬脆材料的共同特点。 (3)加工表面状态 由于陶瓷材料加工表面有残留龟裂纹，陶瓷零件强度将大大降低。,(1)刀具的磨损,刀尖圆弧半径r影响刀具的磨损。适当加大r，可增强刀尖处的强度和散热性能，减小刀具磨损。,(2)切削力 切削Al2O3陶瓷时，背向力FP明显大于主切削力Fc和进给力Ff，这与硬质合金车刀车削淬硬钢极其相似，这也是切削硬脆材料的共同特点。,(3)加工表面状态
6、由于陶瓷材料加工表面有残留龟裂纹，陶瓷零件强度将大大降低。,2.切削实例,表1-15-1 A陶瓷材料切削实例,(二)Si3N4陶瓷材料的切削,1.切削加工特点 2.切削实例,1.切削加工特点,(1)刀具磨损 用烧结金刚石刀具切削Si3N4陶瓷材料时，无论是湿切或干切，边界磨损为主要磨损形态。 (2)切削力 湿切时各项切削分力均比干切大，Fp大得最多，Ff大得最少，Fc居中。 (3)加工表面状态 加工表面状态与Al2O3的加工表面状态类似。,(1)刀具磨损 用烧结金刚石刀具切削Si3N4陶瓷材料时，无论是湿切或干切，边界磨损为主要磨损形态。,(2)切削力 湿切时各项切削分力均比干切大，Fp大得最
7、多，Ff大得最少，Fc居中。,(3)加工表面状态,加工表面状态与Al2O3的加工表面状态类似。,2.切削实例,表1-15-2 反应烧结S陶瓷切削实例,(三)SiC陶瓷材料的切削,1.刀具磨损 2.切削力,1.刀具磨损,湿切时的VB比干切时要大，且随着vc的增加，VB增大很快，原因同切削Si3N4。而干切时vc对VB几乎无影响，原因在于DA100强度较高，不易产生剥落，也未引起组织上的化学变化和热磨损。,2.切削力,背向力FP最大，Ff最小，Fc居中，且湿切时的切削力比干切时要大，与切削Si3N4相类似。,(四)ZrO2陶瓷材料的切削,1.刀具磨损 2.切屑形态 3.切削力 4.加工表面状态,1
8、.刀具磨损,由于ZrO2的硬度比Al2O3、Si3N4低，切削时刀具磨损较小，切削条件相同时，后面磨损值只是切削Al2O3陶瓷的12，是切削Si3N4陶瓷的110。当vc=20mmin时，切削ZrO2陶瓷材料50min后，磨损VB才近似为0.04mm，还可继续切削；而切削Si3N4陶瓷材料仅5min，VB就达到0.12mm，且有微小崩刃产生。,2.切屑形态,干切ZrO2陶瓷材料的切屑为连续针状屑，而干切Al2O3陶瓷材料时切屑为粉末屑。,3.切削力,切削ZrO2时，背向力Fp也是三个切削分力中最大的，这与切削Al2O3相似，然而切削力Fc比进给力Ff大，这又与切削淬硬钢相似。,4.加工表面状态,切削ZrO2时，ap和f的增大对表面粗糙度虽然有影响但不明显。从扫描电镜SEM图像可看到与切削金属一样的切削条纹，可否认为这类似金属的切削机理。但也可看到加工表面有残留龟裂，这又是硬脆材料的切削特点。也有的研究认为，后者不是残留龟裂，而是气孔所致。,
