《金屬加工的基礎(chǔ)》課件

1、金屬加工的基礎(chǔ)PPT課件金屬加工的基礎(chǔ)PPT課件第一章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素第二節(jié) 刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 第四節(jié) 刀具材料第一章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素一、零件的種類及組成第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素一、零件的種類及組成第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素一、零件的種類及組成平面第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素一、零件的種類及組成平面第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素一、零件的種類及組成圓柱面第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素一、零件的種類及組成圓柱面第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素一、零件的種類及組成完成切削加工必須具備的兩

2、個條件：切削刀具與工件之間必須有一定的相對運(yùn)動機(jī)床提供；切削刃有一定的形狀刀具保證。第一節(jié) 切削運(yùn)動和切削要素一、零件的種類及組成完成切削加工二、切削運(yùn)動分析切削運(yùn)動直線運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動簡單成形運(yùn)動直線運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動復(fù)合成形運(yùn)動二、切削運(yùn)動分析切削運(yùn)動直線運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動簡單成形運(yùn)動直線運(yùn)動主運(yùn)動：直接切除工件上的切削層，使之變?yōu)榍行迹孕纬晒ぜ卤砻娴倪\(yùn)動。通常用切削速度 Vc (m/s、m/min)表示。特點(diǎn)：速度高、功耗大、只能有一個。進(jìn)給運(yùn)動：不斷地把切削層投入切削的運(yùn)動。通常用Vf、f或 fz 表示，單位分別為mm/s、mm/r、mm/z。特點(diǎn)：速度低、功耗小、可以是斷續(xù)運(yùn)動、也可有多個。合成

3、切削運(yùn)動：主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動合成的運(yùn)動。用Ve表示。二、切削運(yùn)動分析主運(yùn)動：直接切除工件上的切削層，使之變?yōu)榍行迹孕纬晒ぜ卤矶?、切削運(yùn)動分析二、切削運(yùn)動分析三、切削用量三要素三、切削用量三要素切削速度：(Vc) 進(jìn)給量：( f ) 背吃刀量：(ap)“切削刃選定點(diǎn)相對與工件主運(yùn)動的瞬時速度”。通常以最大線速度為準(zhǔn)。主運(yùn)動是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時：主運(yùn)動是直線運(yùn)動時：三、切削用量三要素切削速度切削速度：(Vc) 進(jìn)給量：( f ) 背吃刀量：(ap)切削速度：(Vc) 進(jìn)給量：( f ) 背吃刀量：(ap)“工件或刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，兩者沿進(jìn)給方向的相對位移”。vf (mm/s), f (mm/r), fz

4、(mm/z)三、切削用量三要素進(jìn)給量切削速度：(Vc) 進(jìn)給量：( f ) 背吃刀量：(ap)切削速度：(Vc) 進(jìn)給量：( f ) 背吃刀量：(ap)“工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離”。對于外圓車削：三、切削用量三要素背吃刀量切削速度：(Vc) 進(jìn)給量：( f ) 背吃刀量：(ap)第二節(jié) 刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)一、刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素第二節(jié) 刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)一、刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素歸結(jié)起來： “三面兩刃一尖”前刀面Ar后刀面A副后刀面A交線交線主切削刃s副切削刃s刀尖連接部分第二節(jié) 刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)歸結(jié)起來： “三面兩刃一尖”前刀面Ar后刀面A副后刀面A二、刀具標(biāo)注角

5、度參考系前提條件： 不考慮進(jìn)給運(yùn)動； 車刀刀尖與工件中心等高； 刀桿中心線與進(jìn)給方向垂直； 刀具的安裝面與基面Pr平行。歸納為假定工作條件：假定運(yùn)動條件和假定安裝條件。 刀具標(biāo)注角度參考系是用于設(shè)計、制造、刃磨和測量刀具幾何角度的參考系。二、刀具標(biāo)注角度參考系前提條件： 刀具標(biāo)注角度參考系是正交平面參考系：基面Pr：“通過主切削刃上選定點(diǎn)垂直于主運(yùn)動方向的平面”正交平面參考系：基面Pr：切削平面Ps：“通過主切削刃上選定點(diǎn)，與切削刃相切并垂直于基面的平面”。正交平面參考系：切削平面Ps：正交平面參考系：正交平面（主剖面）Po：“通過主切削刃上選定點(diǎn)，并同時垂直于基面和切削平面的平面”。正交平面

6、參考系：正交平面（主剖面）Po：正交平面參考系：法平面參考系：法平面Pn:“通過主切削刃上選定點(diǎn)，并垂直于切削刃的平面”。法平面參考系：法平面Pn:假定工作平面（進(jìn)給剖面）Pf：“通過主切削刃上選定點(diǎn)，平行于進(jìn)給方向并垂直于基面的平面”假定工作平面、背平面參考系：假定工作平面（進(jìn)給剖面）Pf：假定工作平面、背平面參考系：假定工作平面、背平面參考系：背平面（切深剖面）Pp:“通過主切削刃上選定點(diǎn)，同時垂直于基面和假定工作平面的平面”。假定工作平面、背平面參考系：背平面（切深剖面）Pp:在基面內(nèi)測量的角度：主偏角：“主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角”。三、刀具的標(biāo)注角度在基面內(nèi)測量的角度：主

7、偏角：三、刀具的標(biāo)注角度在基面內(nèi)測量的角度：副偏角：“副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給相反方向的夾角”。三、刀具的標(biāo)注角度在基面內(nèi)測量的角度：副偏角：三、刀具的標(biāo)注角度在基面內(nèi)測量的角度：刀尖角：“主切削刃與副切削刃之間的夾角”。r=180-(r+r)三、刀具的標(biāo)注角度在基面內(nèi)測量的角度：刀尖角：三、刀具的標(biāo)注角度三、刀具的標(biāo)注角度在正交平面內(nèi)測量的角度：三、刀具的標(biāo)注角度在正交平面內(nèi)測量的角度：在正交平面內(nèi)：前角：o“前刀面與基面之間的夾角”。后角：o“后刀面與切削平面的夾角”在正交平面內(nèi)：前角：o后角：o三、刀具的標(biāo)注角度三、刀具的標(biāo)注角度在切削平面內(nèi)：刃傾角：S“主切削刃與基面之間的夾角”在

8、切削平面內(nèi)：刃傾角：S四、刀具的工作角度四、刀具的工作角度四、刀具的工作角度四、刀具的工作角度第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 一、切削層參數(shù) “刀具沿進(jìn)給方向移動一個進(jìn)給量f，由一個刀齒正在切削著的金屬層”。 切削層的大小和形狀直接影響： 刀具切削部分承受的載荷大?。?決定了切屑的尺寸和形狀。 第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 一、切削層參數(shù) 第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 切削層截面尺寸稱為切削層參數(shù)。切削層參數(shù)通常在垂直于主運(yùn)動方向的基面內(nèi)測量。 第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 切削層截面尺寸稱為切削層參數(shù)。第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 二

9、、切削方式 1.正切屑和倒切屑 正切屑：特征是 hD bD倒切屑：特征是 hD bD對等屑：特征是 hD bD第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 二、切削方式 1.正切屑和倒切第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 2.正切削和斜切削 正切削（直角切削）：切削刃垂直于合成切削速度方向的切削方式。 斜切削（斜角切削）：切削刃不垂直于合成切削速度方向的切削方式。 第三節(jié) 切削層參數(shù)與切削方式 2.正切削和斜切削 正切削（直第四節(jié) 刀具材料一、刀具材料應(yīng)具備的基本性能：高的硬度：必須高于工件硬度，通常應(yīng)在60HRC以上；足夠的強(qiáng)度和韌性；較高的耐磨性；較高的耐熱性；良好的導(dǎo)熱性和工藝性。第四節(jié) 刀具材料一、刀具材料

10、應(yīng)具備的基本性能：高速鋼（1900年首次使用）基本性能： 硬 度：6266HRC 耐 熱 性：500600 切削速度：V 30 m/min 工 藝 性：工藝性好，適用于制造復(fù)雜刀具。常用牌號： W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 W6Mo5Cr4V2Al普通高速鋼(屬鎢系高速鋼)，國內(nèi)使用最為普遍。主要用于制造鉆頭、鉸刀、銑刀、拉刀、絲錐、齒輪刀具等。 普通高速鋼(屬鎢鉬系高速鋼)。碳化物分布的均勻性、韌性和高溫塑性均勝過W18Cr4V ，但可磨性不如W18Cr4V 。主要用于制造熱軋鉆頭。 高性能高速鋼 (屬鋁高速鋼) 。是在W6Mo5Cr4V2 的基礎(chǔ)上加工Al增C形成的，具有良好的綜合

11、性能，價格低廉。是我國獨(dú)創(chuàng)的新型高速鋼材料。高速鋼是加入了W、Mo、Cr、V等合金元素的一種合金工具鋼。 二、常用刀具材料高速鋼（1900年首次使用）基本性能：常用牌號： W18Cr二、常用刀具材料硬質(zhì)合金（1930年出現(xiàn)）基本性能： 硬 度：7176HRC 耐 熱 性：8001000 切削速度：V=100300 m/min 工 藝 性：工藝性差，不適用于制造整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜刀具。典型牌號： K類硬質(zhì)合金（鎢鈷類YG） P類硬質(zhì)合金（鎢鈦鈷類YT） M類硬質(zhì)合金（通用類YW）成分：WC+Co多用于加工短切屑的金屬或非金屬，如：鑄鐵、青銅等。用紅色作標(biāo)志。常用牌號：K01(YG3)、K20(YG6

12、)、K30(YG8)等 精加工 粗加工成分：WC+TiC+Co多用于加工長切屑的黑色金屬，如：鋼材等。用藍(lán)色作標(biāo)志。常用牌號：P01(YT30)、P10(YT15)、P30(YT5)等 精加工 粗加工成分：WC+TiC+TaC(NbC)+Co既可用于加工短切屑的鑄鐵，也可用于加工長切屑的鋼材。用黃色作標(biāo)志。常用牌號：M10(YW1)、M20(YW2)、M30(YW3)等 精加工 粗加工硬質(zhì)合金是由金屬碳化物粉末和金屬粘結(jié)劑經(jīng)粉末冶金方法制成。硬質(zhì)合金是當(dāng)今最主要的刀具材料之一。金屬碳化物有：WC、TiC、TaC、NbC，為14m的粉末。金屬粘結(jié)劑有：Co、Mo、Ni。 二、常用刀具材料硬質(zhì)合金

13、（1930年出現(xiàn)）基本性能：典型牌號 陶瓷 人造聚晶金剛石（PCD） 立方氮化硼（CBN）“Al2O3或Si3N4添加不同的金屬元素(Ni、Co、Mo、W)或金屬炭化物(TiC、WC)，采用熱壓和燒結(jié)的方法獲得”。特點(diǎn)：硬度高、耐磨性好，9195HRA。 耐熱性高，1200 。 切削速度高達(dá)100400 m/min。 抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性較差。缺點(diǎn)：脆、易崩刃。主要用于平穩(wěn)車削的冷硬鑄鐵、高硬鋼等精加工和半精加工。 “高溫下借助合金觸媒的作用，由石墨轉(zhuǎn)化而成”。特點(diǎn)：硬度高、耐磨性極好。10000HV以上。耐熱性：700800 ，不能在高溫下切削，800以上會石墨化。沖擊韌性、抗彎強(qiáng)度低。只有硬質(zhì)合金的1/4。與Fe的親和力強(qiáng)，不能加工鐵族材料。 適用于硬質(zhì)合金、玻璃等高硬材料的精加工。與金剛石相比：硬度：80009000HV，硬度僅次于金剛石 。耐熱性：13001500 與Fe的親和力小，能加工鐵族材料。主要適用于淬硬鋼、耐磨鑄鐵、高溫合金等高硬鐵族材料的精加工或半精加工。超硬刀具材料二、常用刀具材料 陶瓷“Al2O3或Si3N4添加不同的金屬元素(Ni、Co涂層刀具材料二、常用刀具材料 涂層刀具通過在刀具基體上涂覆金屬化合物薄膜，以獲得遠(yuǎn)高于基體的表面硬度和優(yōu)良的切削性能。 常用的刀具基體材料主要有：高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷