1、第一章 金屬切削基礎(chǔ)知識,11 金屬切削的基本概念 12 金屬切削刀具 13 金屬切削過程與控制,11 金屬切削的基本概念,常見的金屬切削方法 a）車削 b）銑削 c）鉆削 d）刨削 e）外圓磨削 f）平面磨削,一、切削運(yùn)動 1主運(yùn)動 由機(jī)床或人力提供的主要運(yùn)動，它促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，從而使刀具前面接近工件。主運(yùn)動的速度最高，所消耗的功率最大。 2進(jìn)給運(yùn)動 由機(jī)床或人力提供的運(yùn)動，它使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對運(yùn)動，加上主運(yùn)動，即可不斷地或連續(xù)地切除切屑，并得出具有所需幾何特性的已加工表面。,3切削時(shí)的工件表面,切削時(shí)工件上形成的表面 a） 車削外圓 b）擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔,（1）待加工

2、表面 工件上有待切除之表面。 （2）已加工表面 工件上經(jīng)刀具切削后形成的表面。 （3）過渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面，它在下一切削行程，刀具或工件的下一轉(zhuǎn)里被切除，或者由下一切削刃切除。,二、切削用量 切削用量是指切削過程中切削速度、進(jìn)給量和切削深度的總稱，也稱為切削用量三要素。它是衡量切削運(yùn)動大小的參數(shù)。,車削外圓時(shí)的切削用量,1切削速度（vc） 切削速度是指刀具切削刃上選定點(diǎn)相對于工件待加工表面在主運(yùn)動方向上的瞬時(shí)速度（即主運(yùn)動的線速度），單位為m/min。 車削時(shí)切削速度的計(jì)算式為： vc = 式中 d工件待加工表面直徑，mm； n工件轉(zhuǎn)速，r/min。,2進(jìn)給量（f） 進(jìn)給量

3、是指刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對工件的位移量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述和度量。 如車削時(shí)的進(jìn)給量為工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀沿進(jìn)給運(yùn)動方向移動的距離，單位為mm/r。,3切削深度（p） 切削深度一般指工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。 車削外圓時(shí)切削深度的計(jì)算式為： ap=(ddm)/2 式中 d工件待加工表面直徑，mm； dm工件已加工表面直徑，mm。,三、切削用量的選擇 1切削深度的選擇 粗加工時(shí)，除留出的精加工余量外，剩余加工余量盡可能一次切完。如果余量太大，可分幾次切去，但第一次走刀應(yīng)盡量將ap取大些。精加工時(shí)，切削深度要根據(jù)加工精度和表面粗糙度的要求來選擇。,

4、2進(jìn)給量的選擇 在切削用量三要素中進(jìn)給量的大小對表面粗糙度的影響最大，因此，粗加工時(shí)，f可取大些；精加工時(shí)，f可取小些。各種切削加工的進(jìn)給量可根據(jù)進(jìn)給量表選擇確定。 3切削速度的選擇 切削速度應(yīng)根據(jù)工件尺寸精度、表面粗糙度、刀具壽命的不同來選擇，具體可通過計(jì)算、查表或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)加以確定。,1-2 金屬切削刀具,金屬切削刀具的種類很多，其中外圓車刀最為典型，其他刀具的切削部分就其單個(gè)刀齒而言，都可看作是以外圓車刀的切削部分為基本形態(tài)演變而成,刀具切削部分形態(tài) a） 鏜刀 b） 鉆頭 c）銑刀,一、刀具的構(gòu)成 刀具一般由切削部分(刀頭)和夾持部分（刀體）組成。車刀的切削部分由“三面、兩刃、一尖”構(gòu)成

5、。,車刀的切削部分的“三面、兩刃、一尖”,車刀切削部分的構(gòu)成,車刀刀尖的形狀 a） 切削刃實(shí)際交點(diǎn) b）直線形過渡刃 c）圓弧形過渡刃,二、刀具的切削角度 1確定刀具切削角度的輔助平面,三個(gè)輔助平面,（1）基面Pr 通過主切削刃上某選定點(diǎn)與該點(diǎn)切削速度方向垂直的平面。車刀的基面平行于水平面。 （2）切削平面Ps 通過主切削刃上某選定點(diǎn)與主切削刃相切并垂直于該點(diǎn)基面的平面。車刀的切削平面是鉛垂面。 （3）正交平面Po 通過主切削刃上某選定點(diǎn)，且同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。,2車刀的主要角度及作用,外圓車刀的主要角度,各測量面內(nèi)測量的主要角度及作用,刃傾角對切屑流向的影響,三、刀具材料 1刀具

6、材料應(yīng)具備的性能 （1）高硬度 刀具切削部分材料的硬度必須高于工件材料的硬度，常溫下一般應(yīng)在60HRC以上。 （2）高耐磨性 刀具材料必須具有良好的抵抗磨損的能力，特別是在高溫切削條件下，更需保持應(yīng)有的耐磨性。通常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。,（3）足夠的強(qiáng)度和韌性 保證刀具在正常切削過程中能夠承受壓力、沖擊和振動，防止刀具的崩刃或脆性斷裂。 （4）高耐熱性 耐熱性是指刀具材料在高溫下能夠保持高硬度的性能，又稱為紅硬性或熱硬性。它是評定刀具材料的主要性能指標(biāo)。 （5）良好的工藝性 為了便于刀具的加工制造，刀具材料應(yīng)具備良好的可加工性和熱處理性。,2鉗工常用的刀具材料 （1）碳素工具鋼 碳素

7、工具鋼淬火后硬度較高（6064HRC），刃磨性好，刃口鋒利，但耐熱性差，溫度超過200時(shí)硬度就顯著下降，淬透性差，熱處理變形大。 （2）合金工具鋼 合金工具鋼與碳素工具鋼相比有較高的韌性、耐磨性和耐熱性，熱處理變形小、淬透性較好。,（3）高速鋼 高速鋼的耐磨性、耐熱性都比前兩者明顯提高，切削溫度達(dá)到550600 仍保持其切削性能，強(qiáng)度、韌性和制造工藝性也較好，熱處理變形小。 （4）硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是以高硬度的碳化鎢、碳化鈦等為基體，與粘結(jié)金屬鈷在高溫、高壓下制成的粉末冶金材料。,1-3 金屬切削過程與控制,一、切屑的種類,切屑的種類,二、切削力 切削加工時(shí)，刀具使工件材料變形成為切屑所需的力

8、稱為切削力。 1切削力的分解,切削合力與分力,（1）主切削力（或切向力）Fz 作用于切削速度方向的分力。 （2）切深抗力（或徑向力）Fy 作用于切削深度方向的分力。 （3）進(jìn)給抗力（或軸向力）Fx 作用于進(jìn)給方向的分力。它是計(jì)算機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的依據(jù)。 切削力Fr和分力之間的關(guān)系為： Fr = =,2影響切削工件所需切削力的因素 （1）工件材料 工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，切削力就越大。 （2）切削用量 切削用量中對切削力影響最大的是切削深度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削速度。 （3）刀具角度 刀具角度中對切削力影響最大的是前角、主偏角和刃傾角。 （4）切削液 為了提高切削效果而使用的液體稱為

9、切削液。,三、切削熱 可采取以下措施對刀具和工件的溫度加以控制。 1在刀具強(qiáng)度允許的情況下，適當(dāng)增大前角，以盡量減小切屑的變形和磨擦。 2在機(jī)床工件刀具系統(tǒng)剛性較好時(shí)，適當(dāng)減小主偏角，以改善刀具的散熱條件。 3降低切削速度。 4提高刀具前、后刀面的刃磨質(zhì)量，減小磨擦。 5合理選用切削液。,四、刀具壽命 影響刀具壽命的因素有： 1工件材料的強(qiáng)度、硬度、塑性越大時(shí)，壽命越短。 2在切削用量中，對刀具壽命影響最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，最小的是切削深度。 3適當(dāng)增大前角o，減小主偏角kr、副偏角kr和增大刀尖圓弧半徑r，均能延長刀具壽命。 4選用新型材料的刀具，是提高刀具壽命的有效途徑。 5合理地選用切削液也能延長刀具壽命。,五、切削液 1切削液的作用 （1）冷卻作用 （2）潤滑作用 （3）清洗作用 （4）防銹作用,2切削液的種類及應(yīng)用,切削液