机械制造技术基础chapter2PPT文件格式下载.ppt
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沿过渡表面测量的切削层尺寸aw反映了切削刃参加切削的工作长度aw=ap/sinkr切削层公称厚度ac:
在过渡表面法线方向测量的切削层尺寸,即相邻两过渡表面之间的距离ac反映了切削刃单位长度上的切削负荷ac=fsinkraw=ap/sinkrac=fsinkr金属切削原理与刀具切削层公称横截面积Ac:
切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积Ac=acaw=fsinkrap/sinkr=fap切削用量与切削层参数金属切削原理与刀具二、刀具角度1.刀具切削部分的组成三面两刃一尖前(刀)面主后(刀)面副后(刀)面主切削刃副切削刃刀尖
(1):
前刀面(刀具上切屑过的表面)
(2):
主后刀面(刀具上与工件过渡表面相对的表面)(3):
副后刀面(刀具上与工件已加工表面相对的表面)(4):
主切削刃(前刀面与主后刀面的交线,主要切削工作)(5):
副切削刃(前刀面与副后刀面的交线,参与部分切削工作)(6):
刀尖(主切削刃和副切削刃的联接部位,为了增强刀尖的强度,改善散热条件,通常在刀尖处磨出圆弧或直线过渡刃)金属切削原理与刀具其它各类刀具,都可以看作是车刀的演变和组合2.确定刀具角度的静止参考系假设:
不考虑进给运动规定车刀刀尖与工件中心等高刀柄的中心线垂直于进给方向因此,参考系为静止参考系,主要坐标平面有基面pr、切削平面ps、正交平面(主剖面)po、假定工作平面pf、背平面pp组成。
(1)基面(pr):
通过主切削刃选定点,垂直于假定主运动方向的平面。
(2)切削平面(ps):
通过主切削刃选定点,与切削刃相切并垂直于基面。
(3)正交平面(po):
通过主切削刃选定点,并同时垂直于基面和切削平面刀具标注角度的参考系(4)假定工作平面(pf)(进给平面)通过切削刃选定点,与基面垂直,且与假定进给方向平行(5)背平面(pp)(切深平面)通过切削刃选定点,同时垂直于基面和假定工作平面3.刀具的标注角度刀具的标注角度是指刀具在静止参考系中的一组角度,也是刀具制造图上标注的角度,是刀具设计、制造、刃磨和测量所必需的,也称静止角度。
主要包括:
前角()、后角()、主偏角()、副偏角()和刃倾角()。
(1)前角()在正交平面内,基面与前刀面之间的夹角。
作用:
(1)使主切削刃锋利
(2)影响切削刃强度选取原则:
工件材料:
塑性材料,大前角;
脆性,小前角。
强度、硬度低,大前角,否则,小前角。
刀具材料:
高速钢,大前角;
硬质合金,小前角。
加工性质:
精加工,大前角;
粗加工,小前角。
选取范围:
(2)后角()在正交平面内,切削平面与主后刀面之间的夹角。
(1)减少刀具主后刀面与工件之间的摩擦
(2)后刀面的磨损。
选取原则:
精加工,大后角;
粗加工,小后角。
粗加工:
精加工:
(3)主偏角()基面内,切削平面与假定工作平面间的夹角。
(1)影响切屑的形状和刀具寿命
(2)影响背向力与进给力的比例(3)影响表面粗糙度u对切屑的形状和刀具寿命的影响u主偏角对表面粗糙度大小的影响主偏角小:
切屑宽且薄。
(散热好,刀具寿命提高)主偏角大:
切屑窄且厚。
主偏角小:
表面粗糙度小。
主偏角大:
表面粗糙度大。
常用角度:
45、60、75、90(4)副偏角()基面内,副切削平面与假定工作面间的夹角。
(1)影响副切削刃与工件已加工表面的摩擦
(2)影响表面粗糙度的大小选取范围:
副偏角小:
副偏角大:
主偏角主偏角:
是切削平面与假定进给方向的夹角,在基面内测量。
副偏角副偏角/:
是副切削平面与进给反方向的夹角,在基面内测量。
刀具标注角度(7)刃倾角()在切削平面内,主切削刃和基面之间的夹角。
(1)影响刀头的强度
(2)影响排屑方向金属切削原理与刀具三、刀具种类1.刀具分类按加工方式和具体用途按加工方式和具体用途:
车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具按所用材料:
按所用材料:
高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)刀具和金刚石刀具等按结构:
按结构:
整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等按是否标准化:
按是否标准化:
标准刀具和非标准刀具等金属切削原理与刀具2.常用刀具简介
(1)车刀在结构上分为:
整体车刀焊接装配式车刀机械夹固刀片车刀机夹车刀可转位车刀金属切削原理与刀具将硬质合金刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上,又称“机夹重磨式”车刀金属切削原理与刀具刀片为多边形,每一边都可做切削刃,用钝后只需将刀片转位,即以新的切削刃投入工作。
又称“机夹不重磨式”车刀第二节第二节刀具材料刀具材料一、刀具材料一、刀具材料应具备的性能应具备的性能刀具工作时,要受到很大压力、应力、很高的温度,刀具工作时,要受到很大压力、应力、很高的温度,将迅速磨损或破裂,因此应满足下列条件:
将迅速磨损或破裂,因此应满足下列条件:
1.高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性:
刀具硬度刀具硬度工件硬度,一般硬工件硬度,一般硬度度HRC60。
同时具有较高的耐磨性,延长刀具的寿命。
同时具有较高的耐磨性,延长刀具的寿命一般,硬度一般,硬度,耐磨性,耐磨性。
2.足够的强度和韧性足够的强度和韧性承受切削力、冲击、振动。
承受切削力、冲击、振动。
3.较高的耐热性较高的耐热性在较高的温度下保持原有的硬在较高的温度下保持原有的硬度、强度、韧性。
度、强度、韧性。
4.良好的工艺性良好的工艺性以便加工各种刀具。
如段造性、以便加工各种刀具。
如段造性、热处理性、磨削加工性等。
热处理性、磨削加工性等。
5.经济性经济性二、常用的刀具材料二、常用的刀具材料1.碳素工具钢碳素工具钢含含c%为为0.71.3%。
加工性好、。
加工性好、刃易磨锋利。
淬火后刃易磨锋利。
淬火后HRC6164,价格低。
,价格低。
在在200以上失去原有硬度,使刀刃烧损,切削速度以上失去原有硬度,使刀刃烧损,切削速度不能提高,淬火时易产生裂纹和变形,适应于做锉刀、不能提高,淬火时易产生裂纹和变形,适应于做锉刀、手用铰刀等。
牌号手用铰刀等。
牌号T10、T10A2.合金工具钢合金工具钢在碳素工具钢中加入一定的在碳素工具钢中加入一定的W、Cr、Mn而成。
加入这些元素可提高刀具材料的耐磨性、而成。
加入这些元素可提高刀具材料的耐磨性、耐热性、韧性、减少热处理时的变形。
耐热性、韧性、减少热处理时的变形。
淬火后淬火后HRC6165,耐,耐250300高温,用于制造铰高温,用于制造铰刀、拉刀等。
刀、拉刀等。
3.高速钢高速钢合金钢中含较多合金钢中含较多W、Cr耐磨性耐磨性,耐,耐热性热性。
高速钢约含。
高速钢约含Cr4%、W1020%、V1%。
淬火后淬火后HRC6265,耐,耐500600,热处理变,热处理变形小。
用于制造较复杂的刀具,如车刀、铣刀、钻形小。
用于制造较复杂的刀具,如车刀、铣刀、钻头、拉刀等。
常用牌号头、拉刀等。
常用牌号W18Cr4VW6Mo5Cr4V24.硬质合金硬质合金用金属碳化物用金属碳化物(WCTiC),粘结剂,粘结剂(Co、Mo、Ni)等烧结而成的粉末冶金制品。
)等烧结而成的粉末冶金制品。
切削温度切削温度8001000,v=100300m/s,HRA8993
(1)钨钴类钨钴类(YG)WC和和Co组成,抗弯强度组成,抗弯强度、韧性、韧性与钢料摩擦时,耐磨性与钢料摩擦时,耐磨性。
适于加工铸铁、青铜等脆性材适于加工铸铁、青铜等脆性材料。
常用料。
常用YG3、YG6、YG8。
(2)钨钛钴类()钨钛钴类(YT)由由WC、TiC、Co组成,硬组成,硬度、耐磨性比度、耐磨性比YG类好,但韧性差,类好,但韧性差,适于加工钢材。
常用适于加工钢材。
常用牌号牌号YT5、YT18、YT30(3)钨类(钨类(YW)由)由WC、TaC、Co组成。
在组成。
在YT中加中加入少量碳化铌、碳化钽,提高韧性、抗粘附性,可加工碳入少量碳化铌、碳化钽,提高韧性、抗粘附性,可加工碳钢、合金钢、不锈钢、铸钢、非铁金属,常用牌号钢、合金钢、不锈钢、铸钢、非铁金属,常用牌号YW1、YW25.陶瓷陶瓷纯纯Al2O3及混合陶瓷及混合陶瓷Al2O3TiC,硬度硬度(9195HRA),耐热性),耐热性,1200下正常切削,下正常切削,v比硬比硬质合金质合金高高25倍,但抗弯强度倍,但抗弯强度、冲击韧性、冲击韧性,用于精加工、用于精加工、半精加工或加工高硬度、高强度钢、冷硬铸铁。
半精加工或加工高硬度、高强度钢、冷硬铸铁。
6.立方氮化硼立方氮化硼由软立方氮化硼在高温下催化转变而由软立方氮化硼在高温下催化转变而成。
成。
有整体聚晶立方氮化硼刀具立方氮化硼复合刀片有整体聚晶立方氮化硼刀具立方氮化硼复合刀片它的耐磨性、硬度(它的耐磨性、硬度(80009000HV)、热稳性比金刚石)、热稳性比金刚石高高(1400),与铁族金属接触时,在,与铁族金属接触时,在12001300也不也不易起化学作用,为此易起化学作用,为此用于加工淬硬钢和冷硬铸铁。
用于加工淬硬钢和冷硬铸铁。
7.金刚石金刚石切削刃锋利,切削刃锋利,Ra0.010.006m,切削时,切削时不易产生积屑瘤,加工非金属时,不易产生积屑瘤,加工非金属时,Ra可小于可小于0.040.012m、IT5,不适应加工钢铁材料。
不适应加工钢铁材料。
(因金刚石与因金刚石与铁有很强的化学亲合力,高温下易与铁有很强的化学亲合力,高温下易与C原子作用转化为原子作用转化为石墨结构,刀具极易损坏。
石墨结构,刀具极易损坏。
)金属切削原理与刀具第三节金属切削过程及其物理现象一、切削过程及切屑种类1.切削形成过程金属切削过程
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