刀具幾何角度PPT課件

.,1,第二節(jié)切削刀具及其材料,一、切削刀具結(jié)構(gòu),.,2,1.刀面,（一）刀具切削部分的基本定義,.,3,.,4,2.刀刃,3刀尖,.,5,刀具角度是刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)所使用的幾何參數(shù)，它們是確定刀具切削部分幾何形狀（各表面空間位置）的重要參數(shù)。參考系：用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)面。參考系：刀具靜止參考系和刀具工作參考系。,（二）定義刀具角度的參考系,.,6,1刀具靜止參考系,.,7,標(biāo)注坐標(biāo)系的假定條件1、假定沒(méi)有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，只考慮主運(yùn)動(dòng)，并且限定主運(yùn)動(dòng)的方向垂直于水平面，方向向上。2、二是假定刀具的刃磨和安裝基準(zhǔn)面垂直于切削速度方向(或平行少基面)，對(duì)車(chē)刀來(lái)說(shuō)，規(guī)定其刀尖安裝在工件的中心高度上，刀桿中心線垂直于工件的回轉(zhuǎn)軸線。,.,8,2.正交平面參考系,由以下三個(gè)在空間相互垂直的參考平面構(gòu)成。,通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車(chē)刀的安裝面（底面）。,通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面并與主切削刃相切的平面。,通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削平面垂直的平面。,.,9,.,10,（三）刀具的標(biāo)注角度,.,11,.,12,說(shuō)明：以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀桿縱向軸線垂直于進(jìn)給方向，以及不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。,.,13,.,14,（四）刀具工作角度,刀具在工作參考系中確定的角度稱為刀具工作角度。研究刀具工作角度的變化趨勢(shì)，對(duì)刀具的設(shè)計(jì)、改進(jìn)、革新有重要的指導(dǎo)意義。,1刀具工作參考系的建立,.,15,2刀具工作角度的分析,.,16,.,17,.,18,.,19,.,20,3、金屬切削過(guò)程的基本理論,1）、切削過(guò)程中的變形,金屬切削過(guò)程實(shí)質(zhì)是工件受到刀具的切割和推擠以后產(chǎn)生彈性和塑性變形，使切削層與工件分離的過(guò)程,.,21,（1）、金屬切削過(guò)程中的變形規(guī)律,第一變形區(qū)：產(chǎn)生彈性變形，剪切應(yīng)力達(dá)到材料的屈服極限，金屬內(nèi)部產(chǎn)生滑移，外部表現(xiàn)為塑性變形，塑性變形增大，韌性降低，強(qiáng)度和脆性增加，一直到滑移,第二變形區(qū)：切削金屬層通過(guò)剪切平面OM后形成切屑，沿刀具前刀面流出過(guò)程中，受到前刀面擠壓使切屑層底部繼續(xù)產(chǎn)生滑移變形的區(qū)域，又稱摩擦區(qū),第三變形區(qū)：工件過(guò)渡表面和已加工表面受切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓，摩擦產(chǎn)生微量塑性變形的區(qū)域。,特點(diǎn)：主要的變形區(qū)，產(chǎn)生大量的切削熱,特點(diǎn)：摩擦引起刀和切屑界面的溫度驟然升高,特點(diǎn)：工件出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象的根源,.,22,摩擦區(qū)Lf,摩擦區(qū)Lf分為粘接區(qū)Lf1和滑動(dòng)區(qū)Lf2,粘接區(qū)Lf1：切屑與前刀面壓力很大，加上高溫，材料塑性增加，底層的金屬與前刀面發(fā)生粘接現(xiàn)象，形成滯留層，發(fā)生內(nèi)部二次剪切滑移，當(dāng)內(nèi)摩擦減小到零時(shí)，切屑橫截面的流動(dòng)速度趨于一致。,.,23,2）、積屑瘤與鱗刺,切削塑性金屬時(shí)，在刀具切削刃口附近粘接著一塊剖面呈三角狀或鼻狀的金屬塊，包圍著切削刃且覆蓋部分前刀面，這種堆積物叫積屑瘤,.,24,有利方面,保護(hù)刀具,增加工作前角,積屑瘤硬度很高,可代替切削刃進(jìn)行切屑，減少刀具的磨損,積屑瘤的存在，使刀具的實(shí)際工作前角增大,可減小切削變形和切削力，使切削輕快,.,25,不利方面,影響工件尺寸精度,影響工件表面粗造度,積屑瘤破裂后會(huì)劃傷表面，加快刀具磨損,會(huì)形成硬點(diǎn)和毛刺，使工件表面粗造度值增大,時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無(wú)，使切削力產(chǎn)生波動(dòng)而引起振動(dòng),積屑瘤的頂端突出于切削刃之外，使實(shí)際的切削深度不斷變化,.,26,3.積屑瘤的控制,影響積屑瘤的因素,工件材料,切削用量,刀具角度,切削液等,控制措施,要避免在中溫、中速加工塑性材料,增大前角可減小切削變形，降低切削溫度，減小積屑瘤的高度,采用潤(rùn)滑性能優(yōu)良的切削液可減少甚至消除積屑瘤,.,27,（2）、鱗刺,鱗刺：在已加工表面上產(chǎn)生與切削速度方向垂直的橫向裂紋和呈鱗片狀的毛刺,鱗刺的產(chǎn)生是由于少量金屬材料的粘接層積接，剪切應(yīng)力的大小和方向不斷變化，當(dāng)應(yīng)力的大小達(dá)到材料的強(qiáng)度極限，導(dǎo)致切屑與母體發(fā)生撕裂。,.,28,.,29,切屑的形成過(guò)程及切屑種類(lèi),1.切屑形成過(guò)程,切削層的金屬,彈性變形,塑性變形,擠裂,切離,切屑,切削層的金屬受到刀具前刀面的推擠后產(chǎn)生彈性變形,隨著切應(yīng)力、切應(yīng)變逐漸增大，達(dá)到其屈服強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生塑性變形而滑移,刀具繼續(xù)切入時(shí)，材料內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變繼續(xù)增大，當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到其斷裂強(qiáng)度時(shí)，金屬材料被擠裂,沿刀具前刀面流出,.,30,2.切屑的種類(lèi),切屑,帶狀切屑,擠裂切屑,單元切屑,崩碎切屑,.,31,呈連綿不斷的帶狀或螺旋狀,與刀具接觸的底層光滑，背面呈毛絨在狀,帶狀切屑,一般加工塑性材料（鋼、鋁）、采用大的前角，小的切削厚度，最高切削速度，會(huì)形成此類(lèi)切屑。切削過(guò)程平穩(wěn)，切削力變化小，工件表面光潔;必須采取斷屑措施,擠裂切屑,切屑背面呈較大的鋸齒狀，底面有不貫穿的裂紋,一般加工中等硬度鋼材時(shí)，切削速度較低，切削深度和進(jìn)給量較大時(shí)產(chǎn)生,.,32,單元切屑,在節(jié)狀切屑的整個(gè)剪切面上，切應(yīng)力超過(guò)了材料的破裂強(qiáng)度時(shí)，整個(gè)單元被切離形成粒狀切屑,在加工塑性較差的材料時(shí)，采用較小的前角或負(fù)前角的刀具并以極低的切削速度、大的切削深度和進(jìn)給量進(jìn)行切削時(shí)形成的,崩碎切屑,切削層金屬發(fā)生彈性變形后，一般不經(jīng)過(guò)塑性變形就突然崩裂而形成形狀不規(guī)則的崩碎切屑,工件材料脆性越大，刀具前角越小，切削深度和進(jìn)給量越大，越易產(chǎn)生此類(lèi)切削,.,33,(1)切屑的形態(tài)可隨切削條件不同而改變,(2)可控制切削條件，使切屑形態(tài)向有利于生產(chǎn)的方面轉(zhuǎn)化，保證切削加工的順利進(jìn)行和工