金屬切削加工基礎知識ppt課件

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1、 濱 州 職 業 學 院BinZhou Vocational College機 械 制 造 基 礎 金屬切削根金屬切削根底知識底知識MicrosoftOffice PowerPoint 演示文稿與市場共舞、助群雁起飛與市場共舞、助群雁起飛 機械工程學院 郭強教學課件1、知識目的：了解金屬切削機床的分類和型號表達方法；熟習切削運動和切削要素；了解刀具的組成、常用資料；熟習金屬切削過程2、才干目的：能合理選擇切削用量；能合理選刀具角度3、教育目的：從金屬切削分析中感受金屬切削的重要性，激發學生自我學習的才干和熱情，讓學生在協作學習中學會交流、相互評價，提高學生的協作認識與才干。切削過程切削過程 切

2、削經濟性分析切削經濟性分析機床的分類及型號機床的分類及型號 切削運動與切削要素切削運動與切削要素金屬切削刀具金屬切削刀具子義務一：切削根本實際如圖示，車床進給箱，資料為HT200，中批量消費如圖示，階梯軸，資料為45鋼，小批量消費如圖示，雙聯齒輪，資料為45Cr，大批量消費是指用切削刀具從坯料或工件上切除多余資料，以獲得所要求的幾何外形、尺寸精度和外表質量之零件的加工方法金屬切削金屬切削加工：加工：坯料或工件坯料或工件零件零件外力外力變形并斷裂變形并斷裂1.金屬切削機床的分類金屬切削機床的分類按加工方式分：按加工方式分：12大類大類按通用程度分：通用機床、專門化機床、公用機床按通用程度分：通用

3、機床、專門化機床、公用機床按加工精度分：普通精度、精細精度、高精度按加工精度分：普通精度、精細精度、高精度按自動化程度：手動、機動、半自動、自動機床按自動化程度：手動、機動、半自動、自動機床按機床質量分：儀表機床、中型、大型、重型機床按機床質量分：儀表機床、中型、大型、重型機床車車床床鉆鉆床床鏜鏜床床磨磨床床齒輪加齒輪加工機床工機床螺紋加螺紋加工機床工機床銑銑床床刨刨床床拉拉床床電加工電加工機床機床切斷切斷機床機床其它其它機床機床2.金屬切削機床型號的編制金屬切削機床型號的編制按按GB/T15375-94規定規定一通用機床型號一通用機床型號類類別別車車床床鉆鉆床床鏜鏜床床磨床磨床齒輪加齒輪加工

4、機床工機床螺紋加螺紋加工機床工機床銑銑床床刨刨床床拉拉床床電加工電加工機床機床切斷切斷機床機床其它其它機床機床代代號號CZTM2M3MYSXBLDGQ讀讀音音車車 鉆鉆 鏜鏜磨磨2磨磨3磨磨牙牙絲絲銑銑刨刨拉拉電電割割其其1.1.機床的類別代號機床的類別代號例：例：C A 6 1 4 0機床類別代號車床類機床類別代號車床類機床特性代號構造特性機床特性代號構造特性機床組別代號落地及臥式車床組機床組別代號落地及臥式車床組機床系別代號臥式車床系機床系別代號臥式車床系機床主參數代號最大車削直徑機床主參數代號最大車削直徑400mm2.2.機床的特性代號機床的特性代號1 1通用特性代號通用特性代號通用特性

5、通用特性代號代號通用特性通用特性代號代號高高精度精度G自動自動換換刀刀H精精 密密M仿仿 形形F自自 動動Z萬萬 能能W半半自動自動B輕輕 型型Q數字程序數字程序控控制制K簡簡 式式J2構造特性代號構造特性代號 區別主參數一樣而構造不同的機床，在型號中用漢語區別主參數一樣而構造不同的機床，在型號中用漢語 拼音區分。通用特性代號已用的字母及字母拼音區分。通用特性代號已用的字母及字母“I、“O 不能用。例：不能用。例：CA6140型普通車床型普通車床 3.3.機床的組別和系別代號機床的組別和系別代號 每類機床分每類機床分1010組從組從0 09 9組，每組又分組，每組又分1010系從系從0 09

6、9型型4.4.主要參數代號主要參數代號 代表機床規格大小的一種參數，用阿拉伯數字表示，常用代表機床規格大小的一種參數，用阿拉伯數字表示，常用 主參數的折算值主參數的折算值1/101/10或或1/1001/100或或1/11/1來表示。來表示。5.5.機床艱苦改良序號機床艱苦改良序號 用字母用字母“A“A、B B、C C 表示，附機床型號末尾，以示區表示，附機床型號末尾，以示區別。別。二公用機床型號二公用機床型號 型號表示方法：型號表示方法：三組合機床及自動線型號三組合機床及自動線型號 例例：B13 100 北京第一機床廠北京第一機床廠 第三組第三組 第第100種公用機床公用種公用機床公用銑床銑

7、床組合機床及自動線分類代號組合機床及自動線分類代號分分 類類代代 號號大型組合機床大型組合機床U小型組合機床小型組合機床H自換刀數控組合機床自換刀數控組合機床K大型組合機床自動線大型組合機床自動線UX小型組合機床自動線小型組合機床自動線HX自換刀數控自動線自換刀數控自動線KX 濱 州 職 業 學 院BinZhou Vocational CollegeTHANKS：13305437352：1187288932機 械 制 造 基 礎1、切削加工的分類、切削加工的分類 金屬切削加工方式很多，普通可分為車削加工、銑削加金屬切削加工方式很多，普通可分為車削加工、銑削加工、鉆削加工、鏜削加工、刨削加工、磨

8、削加工、齒輪加工工、鉆削加工、鏜削加工、刨削加工、磨削加工、齒輪加工及鉗工等。及鉗工等。2、切削加工的特點及運用、切削加工的特點及運用 切削加工的主要特點是：工件精度高、消費率高及順應性切削加工的主要特點是：工件精度高、消費率高及順應性好，凡是要求具有一定幾何尺寸精度和外表粗糙度的零件，通好，凡是要求具有一定幾何尺寸精度和外表粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法來制造。常都采用切削加工方法來制造。機械零件的外形很多，它們的外表都是由圓柱面、圓錐面、平面和各種成形面組成。各種外形的外表是以直線或曲線為母線，以曲線或直線為運動軌跡所構成的面見以下圖。圓柱面圓錐面平面成形面1成形面2 在切削加工過程

9、中，刀具和工件之間的相對運動稱為切削運動。按其所起的作用，切削運動分為兩類：主運動 切下切屑所必需的根本運動稱為主運動。在切削運動中，主運動的速度最高，耗費的功率也最大。進給運動 使被切削的金屬層不斷投入切削的運動稱為進給運動。由于金屬切削加工方式的不同，這兩種運動的表現方式也不一樣。如以下圖所示為幾種主要切削加工的運動方式。切削運動實例幾點闡明：幾點闡明：1主運動通常只需一個，進給運動可以是多個；主運動通常只需一個，進給運動可以是多個；2主運動和進給運動可有刀具單獨實現，但工件單獨實主運動和進給運動可有刀具單獨實現，但工件單獨實現很困難；現很困難；3切削運動普通都是簡單的運動；切削運動普通都

10、是簡單的運動；4主運動和進給運動可同時也可交替進展；主運動和進給運動可同時也可交替進展；5普通主運動速度比較高，大部分切削功率耗費于主運普通主運動速度比較高，大部分切削功率耗費于主運動。動。切削要素是指切削用量和切削層參數切削要素是指切削用量和切削層參數切削用量是切削速度、進給量及背吃刀量的總稱。切削用量是切削速度、進給量及背吃刀量的總稱。待加工外表待加工外表需求切去金屬的外表。需求切去金屬的外表。已加工外表已加工外表切削后得到的外表。切削后得到的外表。過渡外表過渡外表正在被切削的外表。過渡正在被切削的外表。過渡外表亦稱為切削外表或加工外表。外表亦稱為切削外表或加工外表。1切削速度切削速度 切

11、削速度指主運動的線速度，以切削速度指主運動的線速度，以v表示，單位為表示，單位為m/s。當主。當主運動為旋轉運動時，其切削速度可按下式計算：運動為旋轉運動時，其切削速度可按下式計算：式中：式中：D被切削件或刀具的直徑，被切削件或刀具的直徑，mm；n被切削件或刀具的轉速，被切削件或刀具的轉速，r/min。2進給量進給量 進給量指工件或刀具每轉一轉時，刀具或工件進給量指工件或刀具每轉一轉時，刀具或工件沿進給方向挪動的間隔也稱走刀量，以沿進給方向挪動的間隔也稱走刀量，以f表示，單位為表示，單位為mm/r。如主運動為往復直線運動如刨削、插削，那么進。如主運動為往復直線運動如刨削、插削，那么進給量的單位

12、為給量的單位為mm/次。次。3背吃刀量背吃刀量 背吃刀量指工件已加工外表和待加工外表間的垂直間隔背吃刀量指工件已加工外表和待加工外表間的垂直間隔舊稱切削深度，以舊稱切削深度，以ap表示，單位為表示，單位為mm。在車床上車外圓時，背吃刀量計算公式為：在車床上車外圓時，背吃刀量計算公式為：式中：式中：D工件待加工外表的直徑，工件待加工外表的直徑，mm；n工件已加工外表的直徑，工件已加工外表的直徑，mm。切削層參數切削層參數 濱 州 職 業 學 院BinZhou Vocational CollegeTHANKS：13305437352：1187288932機 械 制 造 基 礎 刀具的各組成部分統稱

13、為刀具的要素。刀具的種類很多，但以單個刀齒都可看作是由外圓車刀的切削部分演化而來的。車刀的組成：切削部分切削部分夾持部分夾持部分1刀具切削部分的組成刀具切削部分的組成三個刀面、兩個刀刃、一個尖三個刀面、兩個刀刃、一個尖nf前刀面前刀面nf前刀面前刀面主后面主后面1刀具切削部分的組成刀具切削部分的組成三個刀面、兩個刀刃、一個尖三個刀面、兩個刀刃、一個尖nf前刀面前刀面主后面主后面副后面副后面1刀具切削部分的組成刀具切削部分的組成三個刀面、兩個刀刃、一個尖三個刀面、兩個刀刃、一個尖nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃1刀具切削部分的組成刀具切削部分的組成三個刀面、兩個刀刃、一個尖三個刀面、兩個刀刃、一

14、個尖1刀具切削部分的組成刀具切削部分的組成三個刀面、兩個刀刃、一個尖三個刀面、兩個刀刃、一個尖nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃1刀具切削部分的組成刀具切削部分的組成三個刀面、兩個刀刃、一個尖三個刀面、兩個刀刃、一個尖nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃刀尖刀尖 (1)刀具的靜止參考系。刀具要從工件上切除余量，就必需使它具有一定的幾何角度。為了順應刀具在設計、制造、刃磨和丈量時的需求，選取一組幾何參數作為參考系(稱為靜止參考系)。選擇刀具的靜止參考系有兩點假設：運動假設：假設刀具的進給運動速度為零。安裝假設：假設刀具安裝時刀尖與工件的軸線等高；刀桿與工件的軸線垂直。(

15、1).輔助平面 基面pr主切削平面ps副切削平面ps正交平面po假定任務平面pfnf(1).輔助平面 基面基面prpr主切削平面主切削平面psps副切削平面副切削平面psps正交平面正交平面popo假定任務平面假定任務平面pfpf(1).輔助平面 基面pr主切削平面ps副切削平面ps正交平面po假定任務平面pf(1).輔助平面 基面pr主切削平面ps副切削平面ps正交平面po假定任務平面pf(1).輔助平面 基面pr主切削平面ps副切削平面ps正交平面po假定任務平面pf(2).標注角度 在基面pr內標注的角度 .主偏角kr:主切削平面與假定任務平面間夾角，即主切削刃在基面上的投影與進給方向間

16、夾角4090。.副偏角kr:副切削平面與假定任務平面間夾角，即副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向間夾角。(2).標注角度主偏角kr、副偏角kr越大，殘留面積越大(2).標注角度主偏角kr、越大，進給抗力越大，切深抗力越小(2).標注角度 在正交平面po標注的角度 .前角o:前刀面與基面間夾角015。.后角o:主后刀面與主切削平面間夾角612前角越大，刀越鋒利、切削輕快，強度下降、不利散熱減小主后刀面與加工外表的摩擦在主切削平面ps標注的角度 刃傾角s:主切削刃與基面間夾角-5+5。刃傾角對切屑排出方向的影響(3).任務角度任務角度 刀具裝夾位置的影響刀具裝夾位置的影響刀具裝夾位置的影響 刀

17、具的資料性能的優劣直接影響加工外表質量、切削效率、刀具壽命等根本要素，因此正確選擇刀具資料是設計和選用刀具的重要內容之一。1較高硬度，常溫下60HRC以上2足夠的強度和韌性3良好的耐磨性4良好耐熱性5良好工藝性1對刀具資料的要求對刀具資料的要求銑刀、齒輪刀具鉸刀、拉刀手工工具用途小小大熱處置變形0.51.08 120%碳素工具鋼0.50.6 0.130.20.4許用切削速度 m/s速比600300400200250耐熱性 OCHRC6265HRC6165HRC6165硬度W18Cr4VCrWMn、9SiCrT10、T10AT12例高速鋼合金工具鋼碳素工具鋼2、常用刀具資料的性能及用途硬質合金陶

18、瓷材料人造金剛石例鎢鈷類（YG）鎢鈦鈷類（YT）YG3、YG6YT5、YT15硬度HRA8991（HRC7478）HRA8696HV10000 (硬質合金為HV13001800)耐熱性 OC85010001200700800許用切削速度 m/s（速比）1.75（6）（1214）熱處理變形不需要用途各種刀片高硬度鋼材精加工不宜加工鋼鐵材料碳素鋼刀具高速鋼刀具硬質合金刀塊 濱 州 職 業 學 院BinZhou Vocational CollegeTHANKS：13305437352：1187288932機 械 制 造 基 礎1.被切削資料塑形越大，前角 2.粗加工前角應取 精加工是前角應取 3.在

19、粗加工時以確保刀具強度為主，后角應選擇 在精加工是以確保加工外表質量為主，后角應選擇 4.粗加工時主偏角應選 精加工時主偏角應選 (2).標注角度 在基面pr內標注的角度 .主偏角kr:主切削平面與假定任務平面間夾角，即主切削刃在基面上的投影與進給方向間夾角4090。.副偏角kr:副切削平面與假定任務平面間夾角，即副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向間夾角。(2).標注角度主偏角kr、副偏角kr越大，殘留面積越大(2).標注角度主偏角kr、越大，進給抗力越大，切深抗力越小(2).標注角度 在正交平面po標注的角度 .前角o:前刀面與基面間夾角015。.后角o:主后刀面與主切削平面間夾角612

20、前角越大，刀越鋒利、切削輕快，強度下降、不利散熱彈性變形塑性變形擠裂切離切屑4.1 切屑的構成屑的構成過程，其本質是一種擠壓過程。4.2 切屑的種類1帶狀切屑 外形連綿不斷，與前刀面接觸的面很光滑，反面呈毛茸狀。用較大前角、較高的切削速度和較小的進給量切削塑性資料時，容易得到帶狀切屑。屑的構成過程，其本質是一種擠壓過程。4.2 切屑的種類2節狀切屑 切屑的反面呈鋸齒形，底面有時出現裂紋。采用較低的切削速度和較大的進給量切削中等硬度的鋼件時，容易得到節狀切屑。屑的構成過程，其本質是一種擠壓過程。4.2 切屑的種類3崩碎切屑 切削鑄鐵等脆性資料時，切削層產生彈性變形后，普通不經過塑性變形就忽然崩碎

21、，構成不規那么的碎塊狀屑片，稱為崩碎切屑。屑的構成過程，其本質是一種擠壓過程。4.2 切屑的種類3崩碎切屑 切削鑄鐵等脆性資料時，切削層產生彈性變形后，普通不經過塑性變形就忽然崩碎，構成不規那么的碎塊狀屑片，稱為崩碎切屑。切屑外形隨著切削條件不同而變化。例如，加大前角、提高切削速度或減小進給量可將節狀切屑變成帶狀切屑。因此，消費上常根據詳細情況采取不同措施得到所需的切屑，以保證切削順利進展。4.2 切屑的種類4.3 積屑瘤積屑瘤構成動畫 切削塑性資料時，由于切屑底面與前刀面的擠壓和猛烈摩擦，使切屑底層的流動速度低于上層的流動速度，構成滯流層。當滯流層金屬與前刀面之間的摩擦力超越切屑本身分子間結

22、合力時，滯流層的部分新穎金屬就會粘附在刀刃附近，構成楔形的積屑瘤 4.3 積屑瘤1 1積屑瘤影響：維護刀具，提高刀具的壽命；加工積屑瘤影響：維護刀具，提高刀具的壽命；加工外表質量下降外表質量下降2 2控制積屑瘤措施：控制高或低的切削速度；減小控制積屑瘤措施：控制高或低的切削速度；減小進給量、背吃刀量；運用高效切削液研磨刀具前面；進給量、背吃刀量；運用高效切削液研磨刀具前面；增大刀具前角；加工前對工件采取適當熱處置增大刀具前角；加工前對工件采取適當熱處置4.4 切削力變形摩擦4.4 切削力2切削力的分解 三個分力：切削力 Fc 進給力Ff 背向力Fp 總切削力：F222pfcFFFF4.4 切削

23、力背向力對加工的影響背向力對加工的影響4.4 切削力 在切削過程中，切削力能使工件、機床、刀具與夾具變形，影響加工精度。為提高加工精度，應減小切削力，增大工藝系統剛度。1刀具前角增大、刃口鋒利，可使切削力減??；2減小切削用量，可使切削力減??；3增大工件的剛度，可提高外表精度。4.4切削力3增大工件的剛度，可提高外表精度。4.5 切削熱、切削溫度 在切削過程中所耗費的功，絕大部分轉變為熱，即切削熱。切削熱的主要來源是被切削層金屬的變形、切屑與前刀面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦。切削熱的產生和傳散，影響切削區域的溫度。切削區域的平均溫度稱為切削溫度。1產生及傳散4.5 切削熱、切削溫度 加快刀具的

24、磨損，縮短刀具的壽命；使加工外表質量下降2對加工的影響4.5 切削熱、切削溫度 1前角增大會使切削溫度降低，主偏角減小也使切削溫度降低；2優先采用大的背吃刀量和進給量，再確定合理的切削速度。3運用切削液。3減小措施4.6 刀具磨損及耐用度 在切削過程中，刀具在高壓、高溫暖劇烈摩擦條件下任在切削過程中，刀具在高壓、高溫暖劇烈摩擦條件下任務，切削刃必然會由鋒利逐漸變鈍以致失去正常切削才干。務，切削刃必然會由鋒利逐漸變鈍以致失去正常切削才干。a后刀面磨損b后刀面磨損c前后刀面同時磨損4.6 刀具磨損及耐用度2刀具磨損過程1初期磨損階段2正常磨損階段3急劇磨損階段4.6 刀具磨損及耐用度刀具兩次刃磨之

25、間實踐切削的時間，稱為刀具的耐用度刀具兩次刃磨之間實踐切削的時間，稱為刀具的耐用度 刀具磨損到一定程度時就不應該再運用，而應該進展刃磨。在實踐消費中，不能夠經常丈量刀具的磨損程度，而是規定刀具的運用時間。4.6 刀具磨損及耐用度刀具的耐用度怎樣選擇？刀具的耐用度怎樣選擇？1.積屑瘤使刀具的實踐前角增大，并使切削輕快省力，所以對精加工有利。2.粗車時選擇的切削用量的順序是 。A、ap-Vc-fB、ap-f c-VC、f-ap-VcD、Vc-ap f3.粗加工時為什么允許產生積屑瘤？精加工時為什么要防止積屑瘤構成？在常切削過程中，用中等或低的切削速度切削鋼、鋁或其他塑性金屬時，會發現一小塊金屬結實

26、地粘附住所用刀具的前刀面上，這一小塊金屬就是積屑瘤，如圖1所示。積屑瘤是被切金屬在切削區的高壓和大摩擦力作用下與刀具刃口附近的前刀面上粘結構成的。這塊金屬遭到加工硬化的影響，其硬度可比基體高23倍，因此可以替代刀刃切削。積屑瘤在切削過程中是不穩定的。它開場生長到達一定高度以后，發生脆裂，被工件和積屑帶走而消逝，以后又開場生長，從小到大，又破碎消逝，周而復始地循環。由于它時現時失、時大時小，使工件外表呈高低不平，使粗糙度增大和工件尺寸精度降低。還由于它的生長與消逝，改動著刀具前角，影響著刀具在切削過程中的擠壓、摩擦和切削才干，呵斥工件外表硬度不均勻，還會引起切削過程振動，加快刀具磨損、因此，在精加工時應采取措施，防止產生積屑瘤。但是，當刀具有負例棱時，在切削過趁耕種積屑瘤比較穩定，可以替代刀刃切削。由于它長大以后使刀具任務前角增大，使切削力降低。所以，在粗加工時，允許具有積屑瘤。濱 州 職 業 學 院BinZhou Vocational CollegeTHANKS：13305437352：1187288932機 械 制 造 基 礎 養成良好學習習慣，是節省學習時間和提高學習效率的最為根本的方法 此刻打盹，他將做夢；而此刻學習，他將圓夢 今天學習不努力，明天努力找任務 置信本人 我們可以 請欣賞美景