《机械制造技术基础》第一章切削加工及刀具的基本知识.ppt

第一章 切削加工及刀具的基本知识 绪 论 一、概念 加工时工件和刀具都安装在机床上并完成一定的相对运动，使刀具在工件毛坯上切去一部分多余材料，将毛坯加工成具有一定尺寸、形状、精度和表面质量的零件。 第一节 切削加工基本知识 一、切削运动和工件的加工表面 第二节 常用刀具材料和刀具种类 ?（3）在基面内 Pr的标注角度 ?主偏角κr：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正值。 副偏角κr‘：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。 刀尖角： 由上分析可知，上图中的外圆车刀有三个刀面，两个切削刃，所需标注的独立角度只有六个。 此外，根据分析刀具的需要还要给定几个派生角度，它们的名称与定义如下： 楔角β0 ：主剖面中测量的前、后刀面间夹角。 β0＝90°－ （γ0 ＋α0） 刀尖角εr ：基面中测量的主、副切削刃间夹角。 εr＝180 °－ （ κr＋ κ’r ） 余偏角 ：基面中测量的主刀刃与进给垂直方向的夹角。 (三）、切削用量三要素 切削用量是指切削速度 、进给量f（或进给速度）和切削深度 。三者又称为切削用量三要素。 1．切削速度 （m／s或 m／min） 切削刃相对于工件的主运动速度称为切削速度。 注意：刀刃上各点的切削速度可能是不同的，一般，切削速度是指刀刃上的最大切削速度。 计算切削速度时，应选取刀刃上速度最高的点进行计算。主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定。 式中： d-工件或刀具的最大直（mm） n-工件或刀具的转速(r/min) 2．进给速度 ,进给量f 进给速度是刀刃上选定点相对于工件的进给运动速度，其单位为mm/min。 进给量f是工件或刀具的主运动每转或每双行程时，工件和刀具在进给运动中的相对位移量。 式中： —为进给速度 3. 切削深度（背吃刀量） ap 车削外圆时 ap = (dw-dm)/2 钻孔时 ap = dm/2 式中：dw－工件上待加工表面直径(mm) Dm-工件上已加工表面直径(mm) 切削深度等于工件已加工表面与待加工表面的垂直距离。 例题： 车外圆时工件加工前直径为62mm，加工后直径为56mm，工件转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动2mm，工件加工长度为110mm，求v、f、ap。 解： v =πdn/1000 = π·62·4/1000 = 0.779 m/s f = vf /n = 2/4 = 0.5 mm/r ap = (dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mm (四）、切削层参数 由刀刃在一次走刀中从工件待加工表面切下的金属层叫作切削层。切削层的截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的负荷和切屑尺寸的大小。 1．切削厚度 垂直于切削刃的方向上度量的切削层尺寸称为切削层厚度。 注意：当主偏角变化时，切削厚度将随之变化。 沿加工表面度量的切削层尺寸称为切削层宽度。 2．切削宽度 注意：在f和ap一定条件下，kr越大，则ac也越大，但aw越小；当kr越小时，ac越小，aw越大；当刃顷角等于0，且kr=0时，ac=f aw=ap 3．切削面积 是切削层在基面内的面积 一、刀具材料应具备的基本性能 刀具材料通常是指刀具切削部分的材料。其性能的好坏将直接影响切削效率、刀具寿命和加工成本。 切削时刀具要承受高温、高压、摩擦和冲击的作用，刀具切削部分的材料须满足以下性能要求： 1. 高的硬度和耐磨性 常温硬度60HRC以上，耐磨性是硬度、 组织结构及化学性能等的综合反映。 2. 足够的强度和冲击韧性 承受切削力,冲击和振动，避免崩刃和折断。 3. 高耐热性 高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。 4. 化学稳定性好 在常温和高温下不容易与周围介质及被加工材料发生化学反应。 5. 良好的工艺性和经济性 便于加工制造，如锻造性能、磨削性能、热处理性能等，价格低廉的要求。 * * 二、切削加工具备的三个条件 1、刀具与工件之间要有相对运动 2、刀具具有恰当的几何参数，即切削角度 3、刀具材料具有一定的切削性能 三、切削加工研究的对象 机床、夹具、刀具和工件 1、切削运动：在切削过程中，工