机械制造技术-徐勇课件项目一 金属切削加工基础知识

项目一金属切削加工基础知识2/23/20231知识目标●掌握切削运动、切削用量和切削层参数的概念；●掌握刀具切削部分的构造和刀具角度的定义；●掌握常用刀具材料的种类及其选用原则；●掌握切屑形成过程的本质及变形区特征；●掌握积屑瘤的形成原因及对切削过程的影响；●掌握切削力的产生和分解以及影响切削力的因素；●掌握切削热和切削温度的形成及其影响因素；●掌握刀具的磨损形式及产生原因和控制措施；●掌握金属切削理论及其在生产中的实际应用。2/23/2023能力目标●切削用量要素的选择和计算能力；●合理选择刀具材料和角度的能力；●切削力和切削功率的计算能力；●改善和控制材料切削加工性的能力；●合理选择和使用切削液的能力。2/23/2023一、金属切削刀具基础1.1切削运动与工件表面

1）切削运动主运动进给运动合成运动dmdwfn2/23/2023一、金属切削刀具基础1.1切削运动与工件表面

2）工件表面待加工表面已加工表面加工表面（过渡表面）2/23/2023一、金属切削刀具基础1.2切削用量与切削层参数

1）切削用量要素切削速度d-工件或刀具的最大直径（mm）n-工件或刀具的转速（r/s;r/min）vc-工件或刀具的切削速度（m/s;m/min）2/23/2023一、金属切削刀具基础1.2切削用量与切削层参数

1）切削用量要素进给量f-进给量（mm/r;mm/st）fz

-每齿进给量（mm/齿）vf

-进给速度（mm/s;mm/min）2/23/2023一、金属切削刀具基础1.2切削用量与切削层参数

1）切削用量要素背吃刀量dw

-工件待加工表面直径（mm）dm-工件已加工表面直径（mm）ap

-背吃刀量（mm）2/23/2023一、金属切削刀具基础2/23/2023一、金属切削刀具基础1.2切削用量与切削层参数

2）切削层参数切削层公称厚度hd（ac）2/23/2023一、金属切削刀具基础1.2切削用量与切削层参数

2）切削层参数切削层公称宽度bd（aw）2/23/2023一、金属切削刀具基础1.2切削用量与切削层参数

2）切削层参数切削层公称面积2/23/2023一、金属切削刀具基础1.3铣削用量与铣削层参数

1）铣削用量要素铣削速度进给量背吃刀量侧吃刀量2/23/2023一、金属切削刀具基础常用铣刀的背吃刀量和侧吃刀量2/23/2023一、金属切削刀具基础1.3铣削用量与铣削层参数

2）铣削层参数铣削层公称厚度铣削层公称宽度铣削层公称面积2/23/2023一、金属切削刀具基础1.4钻削用量与钻削层参数

1）钻削用量要素

2）钻削层参数2/23/2023二、刀具的结构和几何角度2.1刀具的切削部分车刀的结构组成（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2/23/2023二、刀具的结构和几何角度2/23/20232/23/20232/23/20232/23/2023二、刀具的结构和几何角度2.2刀具标注角度的参考平面基面Pr

切削平面Ps

正交平面Po2/23/2023二、刀具的结构和几何角度2.2刀具标注角度的参考平面2/23/2023二、刀具的结构和几何角度2.3刀具的标注角度2/23/2023(1)前角在正交平面内测量的前面与基面之间的夹角。二、刀具的结构和几何角度2/23/202325(2)后角在正交平面内测量的主后面与切削平面之间之间的夹角。二、刀具的结构和几何角度2/23/202326(3)主偏角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。二、刀具的结构和几何角度2/23/202327(4)副偏角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。二、刀具的结构和几何角度2/23/202328(5)刃倾角在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。二、刀具的结构和几何角度2/23/202329二、刀具的结构和几何角度2.4刀具材料的性能高硬度和高耐磨性足够的强度和韧性高的耐热性良好的工艺性良好的经济性2/23/2023二、刀具的结构和几何角度2.5常用的刀具材料碳素工具钢合金工具钢高速钢硬质合金陶瓷立方氮化硼人造金刚石2/23/2023三、金属切削过程3.1切屑的形成过程

1）切屑的形成过程切削层金属受到刀具前刀面推挤；以剪切滑移为主的塑性变形过程。2/23/2023三、金属切削过程3.1切屑的形成过程

2）三个变形区第Ⅰ变形区：剪切变形第Ⅱ变形区：滑移摩擦第Ⅲ变形区：挤压摩擦2/23/2023三、金属切削过程3.2切削变形程度剪切角

变形系数

相对滑移2/23/2023三、金属切削过程3.3积屑瘤切屑刀具积屑瘤2/23/2023三、金属切削过程3.4切屑的类型带状切屑节状切屑粒状切屑崩碎切屑2/23/2023三、金属切削过程2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.1切削力和切削功率

1）切削力的来源切屑形成过程中弹塑性变形所产生的抗力；刀具和切屑及工件表面之间的摩擦阻力。2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.1切削力和切削功率

2）切削合力与分力主切削力径向力（背向力）轴向力（进给力）2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.1切削力和切削功率

3）切削力的计算

指数经验公式单位切削力公式2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.1切削力和切削功率

4）切削功率式中：Fc

—主切削力（N）；

v—主运动速度（m/s）。

式中：η

—机床传动效率，η=0.75～0.85

PE—电机功率

2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.1切削力和切削功率

5）影响切削力的因素2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.1切削力和切削功率

5）影响切削力的因素主偏角对切削力的影响2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.1切削力和切削功率

5）影响切削力的因素2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.1切削力和切削功率

5）影响切削力的因素负倒棱对切削力的影响2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.2切削热和切削温度2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.3刀具的磨损和寿命

1）刀具的磨损形态前刀面磨损后刀面磨损边界磨损2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.3刀具的磨损和寿命

2）刀具磨损的原因磨料磨损粘结磨损2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.3刀具的磨损和寿命

2）刀具磨损的原因扩散磨损2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.3刀具的磨损和寿命

2）刀具磨损的原因化学磨损切削速度对刀具磨损强度的影响1-硬质点磨损；2-粘结磨损；3-扩散磨损；4-化学磨损2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.3刀具的磨损和寿命

3）刀具的磨损过程初期磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.3刀具的磨损和寿命

4）刀具的寿命2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.3刀具的磨损和寿命5）刀具的破损崩刃碎断2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.4铣刀和钻头的磨损2/23/2023四、切削过程中的物理现象4.4铣刀和钻头的磨损2/23/2023五、切削条件的合理选择5.1工件材料的切削加工性2/23/2023五、切削条件的合理选择5.1工件材料的切削加工性2/23/2023五、切削条件的合理选择5.2刀具几何参数的选择

1）前角的选择2/23/2023五、切削条件的合理选择5.2刀具几何参数的选择

2）后角的选择2/23/2023五、切削条件的合理选择