切削原理-第二章23.ppt
- 文档编号:2735261
- 上传时间:2022-11-10
- 格式:PPT
- 页数:125
- 大小:12.83MB
切削原理-第二章23.ppt
《切削原理-第二章23.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《切削原理-第二章23.ppt(125页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
rFcFFpFfpFfFfpFfpfv图3-15切削力的分解2.2切削力切削力切削力来源切削力来源3个变形区产生的弹、塑性变形抗力切屑、工件与刀具间摩擦力F切削合力Fc主切削力Fp吃刀抗力Ff进给抗力切削力分解切削力分解切削力经验公式切削力经验公式(3-6)式中CFc,CFp,CFf与工件、刀具材料有关系数;xFc,xFp,xFf切削深度ap对切削力影响指数;yFc,yFp,yFf进给量f对切削力影响指数;KFc,KFp,KFf考虑切削速度、刀具几何参数、刀具磨损等因素影响的修正系数。
(3-7)单位切削力单位切削力切除单位切削层面积的主切削力(令修正系数KFc=1)式中Fc主切削力(N);v主运动速度(m/s)。
(3-8)切削功率切削功率机床电机功率机床电机功率单位切削功率单位切削功率式中机床传动效率,通常=0.750.85(3-10)(3-9)指单位时间切除单位体积V0材料所消耗的功率2.2.4影响切削力因素影响切削力因素工件材料工件材料切削深度与切削力近似成正比;进给量增加,切削力增加,但不成正比;切削速度对切削力影响复杂(图3-16)强度硬度高屈服强度在强度硬度相近情况下,塑形韧性前刀面平均摩擦系数加工硬化倾向大切削力大519283555100130切削速度v(m/min)981784588主切削力Fc(N)加工塑性金属切削速度对切削力的影响切削用量切削用量切削用量对切削力的影响v1.hD=fsinKr,fbD不变,hD平均变形F有所增加vbD=ap/sinkr,aphD不变,bD切削刃上的切削负荷切削变形抗力摩擦力成正比的v应用此规律,相同的切削层横截面积上切削效率相同,若想提高生产率,fFPC如果消耗相同的机床功率,选更大的进给量可以切除更多的金属层材料。
v2.VC的影响v45钢:
v520m/min,HbFv2035m/min,HbFv35m/min,Fv90m/min,F无明显变化v脆性材料,无明显影响。
v实际生产中若材料和机床性能许可,采用高速切削生产率F2.2.4影响切削力因素影响切削力因素前角0,若后角不变刀具易切削,切削变形小,F;此外,前角0,剪切角,切削变形小,F;主偏角rhD切削变形小,F,对吃刀抗力和进给抗力影响显著(rFp,Ff),当r6090时,刀尖圆弧半径r在切削刃占切削宽度的比例,切屑流出时挤压F,r=75广泛应用前角对0切削力的影响前角0切削力F0-Fc0Fp0Ff主偏角r对切削力的影响主偏角r/切削力/N3045607590r-FcrFfrFp2006001000140018002200刀具几何角度影响刀具几何角度影响2.2.4影响切削力因素影响切削力因素刀具几何角度影响刀具几何角度影响与主偏角相似,刃倾角s对主切削力影响不大,对吃刀抗力和进给抗力影响显著(sFp,Ff)刀尖圆弧半径r,r弧部长度增大变形增大F.对主切削力影响不大,对吃刀抗力和进给抗力影响显著(rFp,Ff);因为r切削刃上各点r平均值Fp,Ff其他因素影响其他因素影响刀具材料:
与工件材料之间的亲和性和摩擦系数影响其间的摩擦,而影响切削力;切削液:
有润滑作用,使切削力降低;后刀面磨损:
使切削力增大,对吃刀抗力Fp的影响最为显著;2.3切削热v切削热和切削温度是切削加工中发生的又一重要的物理现象。
切削力所作的功大都转化为切削热,无切削液的情况下,大部分热量传给工件刀具切屑,整个工艺系统受热升温,发生变形,刀具磨损,研究切削热产生和传导规律,揭示影响切削温度的各种因素,对加工精度和刀具寿命具有实用意义。
2.3切削热切削热切削热来源切削热来源切削功和摩擦功:
切削过程切削层金属弹塑形变形和切屑与前刀面摩擦及工件与后刀面摩擦所消耗功,绝大部分转变为切削热切削热由切屑、工件、刀具和周围介质(切削液、空气)等传散出去工件切屑刀具切削热的来源与传出切削热传出切削热传出主要来源QA=QD+QFF+QFR(3-12)式中,QD,QFF,QFR分别为切削层变形、前刀面摩擦、后刀面摩擦产生的热量切削热传出v车削:
50%80%切屑、10%40%车刀,3%9%工件,1%空气v钻削:
28%切屑、14.5%刀具、52.5%工件、5%周围介质v磨削:
4%磨屑、12%砂轮、84%工件2.3.2切削温度及分布切削温度及分布TJUniversity切削温度分布切削温度分布切削温度一般是指切屑与切削温度一般是指切屑与前刀面接触区域的平均温度。
前刀面接触区域的平均温度。
是切削热在刀具和工件上作是切削热在刀具和工件上作用的结果。
切削温度的高低用的结果。
切削温度的高低决定于切削热产生的多少和决定于切削热产生的多少和传散的快慢。
传散的快慢。
切削塑性材料切削塑性材料前刀面靠前刀面靠近刀尖处温度最高。
近刀尖处温度最高。
切削脆性材料切削脆性材料后刀面后刀面靠近刀尖处温度最高。
靠近刀尖处温度最高。
由于剪切变形热和切屑连续由于剪切变形热和切屑连续摩擦热的作用,以及刀楔处摩擦热的作用,以及刀楔处热量集中不易散发所致。
热量集中不易散发所致。
750刀具二维切削中的温度分布工件材料:
低碳易切钢;刀具:
o=30,o=7;切削用量:
ap=0.6mm,vc=0.38m/s;切削条件:
干切削,预热611C2.3.3影响切削温度的因素影响切削温度的因素q切削用量的影响式中用自然热电偶法测出的前刀面接触区的平均温度(C);C与工件、刀具材料和其它切削参数有关的切削温度系数;Z、Y、Xvc、f、ap的指数。
经验公式(3-12)刀具材料加工方法高速钢车削1401700.350.450.20.30.080.10铣削80钻削150硬质合金车削320f(mm/r)0.10.410.150.050.20.310.30.26表3-2切削温度的系数及指数2.3.3影响切削温度的因素影响切削温度的因素q切削用量的影响切切削削速速度度:
vvcc一一方方面面切切削削热热来来不不及及向向切切屑屑内内部部热热传传导导,积积聚聚在切屑底层在切屑底层切削温度切削温度另一方面,另一方面,消耗功率消耗功率切削温度切削温度进给量:
进给量:
ff单位时间金属切除量单位时间金属切除量切削温度切削温度。
但但没没速速度度增增加加影影响响的的明明显显,因因为为单单位位切切削削力力和和单单位位切切削削功功率率随随ff增增加加减减小小,所所以以切切除除单单位位金金属属产产生生的的热热量量减减少少了了;同同时时由由于于ff增增大大导导致致切切削削变变厚厚,切切屑屑的的热热容容量量增增大大,由由切切屑屑带带带带走走的的热热量量增增加加,所所以以上升不明显。
上升不明显。
背吃刀量:
背吃刀量:
apap的影响最小,的影响最小,apap增加后虽然切削区产生的热量增加,增加后虽然切削区产生的热量增加,但切削刃工作长度增加,散热条件改善,所以温升不明显。
但切削刃工作长度增加,散热条件改善,所以温升不明显。
切削用量对温度影响的顺序是:
切削用量对温度影响的顺序是:
Vcfap可见:
可见:
为控制切削温度提高刀具耐用度,应优先选用为控制切削温度提高刀具耐用度,应优先选用大的大的ap、f2.3.3影响切削温度的因素影响切削温度的因素q刀具几何参数的影响前前角角oo切切削削温温度度o=1820o=1820后后对对温温度度影影响响小小,楔楔角角小小散散热热体体积积小小主主偏偏角角rrr切切削削刃刃工工作作长长度度散散热好热好切削温度切削温度负倒棱及刀尖圆弧半径负倒棱及刀尖圆弧半径对切削温度影响很小对切削温度影响很小q工件材料的影响工工件件材材料料机机械械性性能能FF消耗功产生的切削热切削温度切削温度工件材料工件材料导热性导热性切削温度切削温度vc(m/min)图3-21切削速度、工件材料对切削温度的影响1GH13121Cr18Ni9Ti345钢(正火)4HT200刀具材料:
YT15;YG8刀具几何参数:
o=15,o=68,r=75,1=-10,s=0,b=0.1mm,r=0.2mm切削用量:
ap=3mm,f=0.1mm/r()103050709011013040060080010001243q刀具磨损的影响:
切削刃变钝变形增加,后刀面摩擦加剧,切削温度q冷却液的影响2.3.3切削温度的测量切削温度的测量自然热电偶法自然热电偶法工件和刀具材料不同,组成热电偶两极,切削时刀具与工件接触处的高温产生温差电势,通过电位差计测得切削区的平均温度。
利用红外辐射原理,借助热敏感元件,测量切削区温度。
可测量切削区侧面温度场。
用不同材料、相互绝缘金属丝作热电偶两极(图3-22)。
mV图3-22人工热电偶工件刀具金属丝小孔可测量刀具或工件指定点温度,可测最高温度及温度分布场。
人工热电偶法人工热电偶法红外测温法红外测温法2.4.3切削液切削液v1切削液的作用切削液的作用v
(1)润滑作用)润滑作用v切削液能在刀具的切削液能在刀具的前、后刀面与工件前、后刀面与工件之间形成一层润之间形成一层润滑薄膜,可减少或避免刀具与工件或切屑间的直接接滑薄膜,可减少或避免刀具与工件或切屑间的直接接触,减轻摩擦和黏结程度,因而可以触,减轻摩擦和黏结程度,因而可以减轻刀具的磨损减轻刀具的磨损,提高工件表面的加工质量。
提高工件表面的加工质量。
v切屑工件与刀具界面承受载荷压力很高,油膜大部分切屑工件与刀具界面承受载荷压力很高,油膜大部分被破坏,造成部分金属直接接触,由于润滑液的渗透被破坏,造成部分金属直接接触,由于润滑液的渗透和吸附作用,部分接触面存在润滑液的吸附膜,起到和吸附作用,部分接触面存在润滑液的吸附膜,起到降低摩擦系数的作用,这种状态即为边界润滑,金属降低摩擦系数的作用,这种状态即为边界润滑,金属切削时大都属于边界润滑。
切削时大都属于边界润滑。
v切削速度切削速度对切削液的润滑效果影响最大,一般速度越对切削液的润滑效果影响最大,一般速度越高高,切削液的润滑效果越,切削液的润滑效果越低低。
v切削厚度切削厚度越越大大,材料强度越高,润滑效果越,材料强度越高,润滑效果越差差。
(2)冷却作用)冷却作用v流出切削区的切削液带走大量的热量,从而降低工流出切削区的切削液带走大量的热量,从而降低工件与刀具的温度,提高刀具耐用度,减少热变形,件与刀具的温度,提高刀具耐用度,减少热变形,提高加工精度。
不过提高加工精度。
不过切削液对刀具与切屑界面的影切削液对刀具与切屑界面的影响不大响不大,试验表明,切削液只能缩小刀具与切屑界,试验表明,切削液只能缩小刀具与切屑界面的高温区域,并不能降低最高温度,一般的浇注面的高温区域,并不能降低最高温度,一般的浇注方法主要冷却切屑。
方法主要冷却切屑。
切削液如喷注到刀具副后面处,切削液如喷注到刀具副后面处,将对刀具和工件的冷却效果更好。
将对刀具和工件的冷却效果更好。
v切削液的冷却性能取决于它的导热系数、比热容、切削液的冷却性能取决于它的导热系数、比热容、汽化热、气化速度及流量、流速等。
汽化热、气化速度及流量、流速等。
v切削液切削液自身温度自身温度对冷却效果影响很大。
对冷却效果影响很大。
(3)清洗作用)清洗作用v在车、铣、磨削、钻等在车、铣、磨削、钻等加工时,常浇注和喷射加工时,常浇注和喷射切削液来清洗机床上的切削液来清洗机床上的切屑和杂物,并将切屑切屑和杂物,并将切屑和杂物带走。
和杂物带走。
(4)防锈作用)防锈作用v一些切削液中加入了防锈添加剂,它能与金属表面起化学一些切削液中加入了防锈添加剂,它能与金属表面起化学反应而生成一层保护膜,从而起到防锈的作用。
反应而生成一层保护膜,从而起到防锈的作用。
v除了以上作用,切削液还应当价廉配制方便,稳定性好,除了以上作用,切削液还应当价廉配制方便,稳定性好,不污染环境,不影响人体健康。
不污染环境,不影响人体健康。
切削液的切削液的种类种类v切削液可分为水溶性和非水溶性两大类,其切削液可分为水溶性和非水溶性两大类,其中水溶性切削液有水溶液、乳化液;非水溶中水溶性切削液有水溶液、乳化液;非水溶性切削液有切削油。
性切削液有
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 切削 原理 第二 23
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)