文档介绍：机械制造技术基础知识点
壹金属切削原理
一、切削运动:使刀具和工件产生相对运动以进行切削的运动,通常速度最大。
二、切削中的工件表面:
待加工面:加工时即将被切除的表面。
已加工面:已被切除多余金属的工件新表面。
过渡表面:刀具正在切除的工件表面。
三、切削用量(三要素):
切削速度Vc:Vc=
进给量f(进给速度Vf):Vf=fn
背吃刀量(切削深度)ap:ap=
四、刀具切削部分的结构三要素
前刀面Aγ:切屑流出的表面。
主后刀面Aα:刀具上与工件过渡表面相对的表面。
副后刀面A’α:刀具上与已加工表面相对的表面。
主切削刃S:前刀面与主后刀面的交线,完成主要的切削工作。
副切削刃S’:前刀面与副后刀面的交线,配合主切削刃并完成已加工面
五、刀具标注角
1、参考系
(1)基面pr 通过切削刃某一指定点,并与该点切削速度相垂直的平面。
(2)切削平面ps 通过主切削刃某一指定点,与主切削刃相切并垂直于基面。
(3)正交平面po 通过主切削刃某一指定点,同时垂直于基面和切削平面。
2、标注角
(1)前角γo 正交平面内测量的前刀面与基面的夹角
(2) 后角αo 正交平面内测量的主后刀面与切削平面的夹角
(3) 刃倾角λs 切削平面内测量的主切削刃与基面的夹角
(4) 主偏角κr 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
(5) 副偏角κ’r 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
六、金属切削变形区及特点
1、第一变形区: 从OA线开始发生塑性变形,到OM线剪切滑移结束
2、第二变形区: 前刀面排出时受到挤压和摩擦,靠近前刀面处金属纤维化
3、第三变形区: 已加工表面受挤压和摩擦,产生变形和回弹,造成表层金属纤维化与加工硬化
七、积屑瘤
现象:在切削速度不高又可以产生连续性切屑,加工钢等塑性材料。(即低速切削塑性材料产生连续性切屑时)。
产生原因:切屑与前刀面发生强烈摩擦形成新鲜表面接触,在适当温度及较高压力下产生粘结(冷焊)。不断地发生并滞留在刀面就形成切屑瘤。
八、切削力
1、来源:(1)切削层金属、切屑和工件表层金属的弹塑性变形产生的抗力
(2)刀具与切屑、工件表面间的摩擦力
2、合成与分解:
主切削力Fc—垂直于基面,与切削速度方向一致,又称切向力。计算切削功率和设
计机床的主要参数。
切深抗力Fp—在基面内,与进给方向垂直。会使工艺系统发生变形,影响加工进度
及已加工表面质量
进给抗力Ff—在基面内,与进给方向平行。设计机床进给机构和校核进给强度的主
要参数。
F= Fp=FNcosκr Ff=FNsinκr
3、影响因素:
(1)工件材料强度、硬度越高,材料的剪切强度越大;强度、硬度相近的材料,若塑性较大,则切削力也较大;脆性材料切削力较小。
(2)切削用量 1)背吃刀量与进给量的影响背吃刀量与进给量增加,切削力增加(进给量对切削力影响更小,更有利)
2)切削速度的影响速度<27m/min,速度越大切削力越小;速度>27m/min,速度越大切削力越大(速度为17m/min时切削力最小)。
(3)刀具几何参数的影响
1)前角影响前角越大,切削力越小,材料塑性越强影响越大;
2)负倒棱影响倒棱宽度小于切屑与前刀面接触长度时,切削力略微增大;
倒棱宽度大于切屑与前刀面接触长度时,切削力显著增大。
3)主偏角影响主偏角增大,Fp减小,Ff增大
(4)刀具磨损影响后刀面磨损越大,切削力越大。
(5)切削液影响润滑切削液减小切削力,冷却切削液影响不大
(6)刀具材料影响切削条件相同情况下,切削力随碳化硼(CBN)刀具、陶瓷刀具、涂层刀具、硬质合金刀具、高速钢刀具增大。
九、切削热的产生与切削温度
1、来源(三个变形区):切削层金属发生弹性、塑性变形;切屑与前刀面、工件与后刀面发生摩擦。
2、影响因素:(1)工件材料的导热系数导热系数越高,切削温度越小(2)刀具的导热系数导热系数越高,切削温度越小
(3)周围介质采用冷却性能好的切削液降低切削温度
十、影响切削温度的因素
切削用量:增大切削用量增加切削温度。切削速度影响最大,进给量次之,背吃刀量影响最小
刀具几何参数:(1)前角小于18°-20°大前角低温,小前角高温;超过则影响减弱。
(2)主偏角增大主偏角切削温度升高;反之降低。
刀具磨损刀具磨损增大切削温度
工件材料硬度强度越高、导热系数越低,切削温度越高;脆性材料切削温度较低
切削液使用切削液降低切削温度
十一、刀具磨损形态及磨钝标准
1、磨损形态: (1)前刀面磨损塑性材料工件
(2)后刀面磨损脆性材料工件
2、刀具寿命: