金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件

1、第一章 金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí),教學(xué)目標(biāo),教學(xué)目標(biāo),教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn)： 切削運(yùn)動(dòng)和切削要素，車刀主要角度及各種常用刀具特點(diǎn)與選用 教學(xué)難點(diǎn)： 切削運(yùn)動(dòng)和切削要素，車刀主要角度及各種常用刀具特點(diǎn)與選用,教學(xué)關(guān)鍵： 通過(guò)對(duì)生活中或電影等錄像中金屬切削現(xiàn)象的觀察，結(jié)合檢索分析，查閱參考文獻(xiàn)等，確保本部分內(nèi)容的具體實(shí)施,第一節(jié) 切削加工的基本概念,機(jī)械零件的制造,毛坯成形 -切削加工,一、金屬切削加工概述,1、切削加工的分類,切削加工使用切削刀具從工件上切除多余（或預(yù)留）的材料，從而獲得滿足尺寸、幾何公差、表面粗糙度等精度要求的加工方法,2、切削加工的特點(diǎn)及應(yīng)用 切削加工的主要特

2、點(diǎn)是：工件精度高、生產(chǎn)率高及適應(yīng)性好，凡是要求具有一定幾何尺寸精度和表面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法來(lái)制造,是指用切削刀具從坯料或工件上切除多余材料，以獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量之零件的加工方法,金屬切削 加工,金屬切削加 工的實(shí)質(zhì),坯料或工件,零件,外力,變形并斷裂,什么樣設(shè)備施加的外力,二、切削運(yùn)動(dòng),機(jī)械零件的形狀很多，它們的表面都是由圓柱面、圓錐面、平面和各種成形面組成。各種形狀的表面是以直線（或曲線）為母線，以曲線（或直線）為運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的面（見(jiàn)下圖,圓柱面,圓錐面,平面,成形面1,成形面2,二、切削運(yùn)動(dòng),在切削加工過(guò)程中，刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱為切削運(yùn)動(dòng)。

3、按其所起的作用，切削運(yùn)動(dòng)分為兩類： 主運(yùn)動(dòng) 切下切屑所必需的基本運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)。在切削運(yùn)動(dòng)中，主運(yùn)動(dòng)的速度最高，消耗的功率也最大。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 使被切削的金屬層不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于金屬切削加工方式的不同，這兩種運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式也不相同。如下圖所示為幾種主要切削加工的運(yùn)動(dòng)形式,二、切削運(yùn)動(dòng),切削運(yùn)動(dòng)實(shí)例,二、切削運(yùn)動(dòng),幾點(diǎn)說(shuō)明： 1）主運(yùn)動(dòng)通常只有一個(gè)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是多個(gè)； 2）主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可由刀具單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，但工件單獨(dú)實(shí)現(xiàn)很困難； 3）切削運(yùn)動(dòng)一般都是簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)； 4）主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可同時(shí)也可交替進(jìn)行； 5）一般主運(yùn)動(dòng)速度比較高，大部分切削功率消耗于主運(yùn)動(dòng),三、工件表面的形成

4、,常見(jiàn)的幾種切削加工 方法的切削運(yùn)動(dòng),1、待加工表面,2、已加工表面,3、過(guò)渡表面,車外圓,銑平面,刨平面,磨外圓,鉆孔,1主運(yùn)動(dòng) 2進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 3待加工表面 4過(guò)渡表面 5已加工表面,四、切削用量,1切削用量的概念,切削用量在切削加工過(guò)程中的切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱,1）切削速度vc切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。單位是m/min或m/s,vc,vc切削速度，m/min。 d工件的直徑，mm。 n工件轉(zhuǎn)速，r/min,2）進(jìn)給量f 刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量稱為進(jìn)給量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來(lái)表述和度量。 （3）背吃刀量ap 一般指工件已加工表面和待加

5、工表面間的垂直距離。其單位為mm,2切削用量的選擇原則,選擇切削用量的原則是在保證加工質(zhì)量、降低加工成本和提高生產(chǎn)率的前提下，使背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度的乘積最大,切削用量的選擇原則,3. 切削要素,切削層參數(shù),刀具的各組成部分統(tǒng)稱為刀具的要素。刀具的種類很多，但以單個(gè)刀齒都可看作是由外圓車刀的切削部分演變而來(lái)的,六、刀具的結(jié)構(gòu),車刀的組成,切削部分,夾持部分,1. 刀具的結(jié)構(gòu),1）刀具切削部分的組成,三個(gè)刀面、兩個(gè)刀刃、一個(gè)尖,1）刀具切削部分的組成,三個(gè)刀面、兩個(gè)刀刃、一個(gè)尖,1）刀具切削部分的組成,三個(gè)刀面、兩個(gè)刀刃、一個(gè)尖,1）刀具切削部分的組成,三個(gè)刀面、兩個(gè)刀刃、一個(gè)尖,1）刀具

6、切削部分的組成,三個(gè)刀面、兩個(gè)刀刃、一個(gè)尖,1）刀具切削部分的組成,三個(gè)刀面、兩個(gè)刀刃、一個(gè)尖,2、刀具的幾何形狀,1）前面A刀具上切屑流過(guò)的表面。 （2）主后面A刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。 （3）副后面A刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。 （4）主切削刃S前面與主后面的交線，切削時(shí)起主要切削作用。 （5）副切削刃S前面與副后面的交線，切削時(shí)起輔助切削作用。 （6）刀尖指主切削刃與副切削刃的連接處相當(dāng)少的一部分切削刃,切削刃的交點(diǎn),修圓刀尖,倒角刀尖,刀尖,七、測(cè)量刀具角度的三個(gè)基準(zhǔn)坐標(biāo)平面,1基面pr 基面指通過(guò)切削刃上某選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)方向的平面,2切削平面ps 切削平

7、面通過(guò)切削刃上某選定點(diǎn)，與切削刃相切并垂直于基面的平面,3正交平面po 正交平面通過(guò)切削刃上的某選定點(diǎn)，并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面,基面pr,1）主偏角r （2）副偏角r （3）刀尖角r,主正交平面po,1）前角o （2）主后角o （3）楔角o,副正交平面po,副后角o,主切削平面ps,刃傾角s,八、車刀主要幾何角度及選用原則,1應(yīng)首先考慮工件的形狀。加工工件的臺(tái)階，必須選擇r90；加工中間切入的工件表面時(shí)，一般選擇r=4560,2要根據(jù)工件的剛度和工件材料選擇。工件的剛度好或工件的材料較硬，應(yīng)選較小的主偏角；反之，應(yīng)選較大的主偏角,初步選擇,初步選擇,1副偏角一般采用r= 68 2精車

8、時(shí)，如果在副切削刃上刃磨修光刃，則取 r= 0 3加工中間切入的工件表面時(shí)，副偏角應(yīng)取 r= 4560,初步選擇,r =180（r+ r,初步選擇,1車削塑性材料或工件材料較軟時(shí)，可選擇較大的前角；車削脆性材料或工件材料較硬時(shí)，可選擇較小的前角。 2粗加工，尤其是車削有硬皮的鑄鍛件時(shí)，應(yīng)選取較小的前角；精加工時(shí)，應(yīng)選取較大的前角。 3車刀材料的強(qiáng)度和韌性較差時(shí)，前角應(yīng)取小值；反之，可取較大值,初步選擇,1粗加工時(shí)，應(yīng)取較小的后角；精加工時(shí)，應(yīng)取較大的后角。 2工件材料較硬時(shí)，后角宜取小值；工件材料較軟時(shí)，則后角宜取大值,初步選擇,o =90（oo,初步選擇,1副后角o一般磨成與后角o相等。 2

9、切斷刀等特殊情況，為了保證刀具的強(qiáng)度，副后角應(yīng)取較小的數(shù)值： o=12,初步選擇,1粗加工時(shí)，以及在斷續(xù)、沖擊性切削時(shí)，為增大刀尖強(qiáng)度，刃傾角應(yīng)取負(fù)值。 2精加工時(shí)，為保證已加工表面質(zhì)量，使切屑流向待加工表面，刃傾角應(yīng)取正值。 3刃傾角為0時(shí)，切屑垂直于主切削刃方向流出,九、刀具材料,1對(duì)刀具切削部分材料的基本要求,1）高的硬度。 （2）良好的耐磨性。 （3）足夠的強(qiáng)度和韌性。 （4）高的熱硬性。 （5）良好的工藝性,2常用的刀具材料,常用刀具材料的性能和應(yīng)用場(chǎng)合,3常用刀具的選用,1）根據(jù)工件材料的切削性能選用刀具。 （2）根據(jù)工件的加工階段選用刀具。 （3）根據(jù)工件加工區(qū)域的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇刀

10、具切削部分結(jié)構(gòu),一、切削力,切削力切削過(guò)程中，材料產(chǎn)生變形到變成切屑所產(chǎn)生的抗力和切屑與前面之間及副后面與已加工表面之間發(fā)生的摩擦，共同作用于刀具上的合力,1總切削力,第二節(jié) 切削力和切削溫度,總切削力刀具的一個(gè)切削部分在切削工件時(shí)所產(chǎn)生的全部切削力,2總切削力的分力,切削力Fc 背向力Fp 進(jìn)給力Ff,3總切削抗力,切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力F,4影響總切削抗力大小的因素,1）工件材料 （2）切削用量 （3）刀具角度,4）切削液,二、切削溫度,1切削熱與切削溫度,切削熱切削過(guò)程中，由于被切削材料層的變形、分離及刀具與被切削材料間的摩擦而產(chǎn)生的熱量,切削溫度切削過(guò)程中，切削區(qū)

11、域的溫度,1）合理選擇刀具材料和刀具幾何角度。 （2）合理選擇切削用量。 （3）適當(dāng)選擇和使用切削液,2減少切削熱和降低切削溫度的工藝措施,一、切削液的作用,冷卻作用 潤(rùn)滑作用 清洗和排屑作用,二、切削液的種類,第三節(jié) 切削液,切削液的種類,三、切削液的選用,切削液的選用,一、加工精度,1加工精度的概念,加工精度工件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度,2獲得規(guī)定尺寸精度的方法,1）試切法 （2）自動(dòng)獲得尺寸精度的方法,用定尺寸刀具加工。 調(diào)整法。 自動(dòng)控制法,第四節(jié) 加工精度和加工表面質(zhì)量,二、加工表面質(zhì)量,1加工表面質(zhì)量的概念,工件表面微觀幾何形狀 工件表面層材

12、料的物理、力學(xué)性能,2表面粗糙度,加工表面上具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性,3表面層材料的物理、力學(xué)性能,因塑性變形引起的冷作硬化。 因切削熱的影響引起金相組織的變化。 因切削時(shí)的塑性變形、熱塑性變形、金相組織變化引起的殘余應(yīng)力,一、金屬切削機(jī)床的分類,第六節(jié) 金屬切削機(jī)床的型號(hào),二、金屬切削機(jī)床的型號(hào),1機(jī)床型號(hào)的表示方法,a）車床銘牌 b）銑床銘牌,c）磨床銘牌 d）數(shù)控車床銘牌,2機(jī)床的分類及代號(hào),3機(jī)床的通用特性代號(hào)和結(jié)構(gòu)特性代號(hào),通用特性代號(hào) 結(jié)構(gòu)特性代號(hào),4機(jī)床的組、系代號(hào),在同一類機(jī)床中，主要布局或使用范圍基本相同的 機(jī)床，即為同一組。 在同一組機(jī)床中，主參數(shù)、主要結(jié)構(gòu)及布局形式相 同的機(jī)床，即為同一系,5主參數(shù)和設(shè)計(jì)順序號(hào) （1）主參數(shù) （2）設(shè)計(jì)順序號(hào) 6主軸數(shù)和第二主參數(shù) （1）主軸數(shù) （2）第二主參數(shù),7重大改進(jìn)順序