机械切削加工基础培训ppt课件.ppt
《机械切削加工基础培训ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械切削加工基础培训ppt课件.ppt(104页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、机械切削加工基础培训课件,4.1.1 切削加工的概念及分类,切削加工是指用切削刀具从工件上切除多余的材料,使工件的几何形状、尺寸和表面质量达到设计要求的过程。,4.1.1 切削加工的概念及分类,4.1.1 切削加工的概念及分类,4.1.1 切削加工的概念及分类,通过母线沿着轨迹线的运动进行零件表面成形的。,4.1.2 切削运动,切削运动是指在切削加工中刀具与工件间的相对运动,即表面成形运动。切削运动通常分为主运动和进给运动两种。,图4-4 螺纹的车削运动,4.1.2 切削运动,主运动,主运动是指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动的速度即切削速度,用v(m/s)表示。,主运动是切削运
2、动中速度最高,消耗功率最大的运动;主运动只有一个;可以是刀具或工件的运动;可以是直线或旋转运动。,4.1.2 切削运动,进给运动,进给运动是指不断把余量投入切削的运动。其速度用进给量 f(mm/r)或进给速度 vf(mm/min)表示。,进给运动可以是一个或几个;可以是刀具或工件的运动;可以是直线或旋转运动。,4.1.2 切削运动,4.1.2 切削运动,4.1.2 切削运动,表4-3 平面加工方法,4.1.2 切削运动,表4-4 螺纹加工方法,刀 具,工 件,4.1.2 切削运动,4.1.2 切削运动,4.1.3 切削要素,待加工表面:工件上有待切除的表面;已加工表面:工件上刀具切削后形成的表
3、面;过渡表面:工件上正在被切除材料的表面。,4.1.3 切削要素,切削速度vc:单位时间内,工件和刀具在主运动方向上,相对移动的距离。(Cutting speed)单位为m/s,或m/min,旋转运动:,式中 n 主运动转速(r/s);D 刀具或工件的直径(mm)。,往复运动:,式中 nr 主运动每秒钟往复次数(str/s);l 往复运动单行程长度(mm)。,4.1.3 切削要素,进给量 f:工件或刀具每转一周时(或主运动一循环时),两者沿进给方向上相对移动的距离。(Feed),进给速度 vf(mm/min)(Feed speed)每转进给量 f(mm/r)(Feed)每齿进给量 fz(mm/
4、z)(Feed per tooth),切削深度ap:工件上待加工表面与已加工表面之间的距离。(Cutting depth,Back engagement of the cutting edge),车外圆时:,式中 D 工件待加工表面的外径(mm);d 工件已加工表面的外径(mm)。,4.1.3 切削要素,bD ap/sinr,4.1.3 切削要素,切削层公称厚度 hD:垂直于过渡表面测量的切削层尺寸。(Nominal thickness of cut),hD fsinr,4.1.3 切削要素,AD hDbD=apf,切削层公称横截面积 AD:切削层横截面积。(Nominal cross-sec
5、tional area of the cut),第4章 机械切削加工基础知识,机械加工及设备,4.2.1 机械加工工艺过程及其组成,工序是工艺过程的基本单元,又是生产计划和成本核算的基本单元,工序的安排与零件的生产批量有关。,4.2.1 机械加工工艺过程及其组成,安装在一道工序中,工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。,工位工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。,1-装卸工件;2-钻孔;3-扩孔;4-绞孔图4-11 多工位加工,4.2.1 机械加工工艺过程及其组成,4.2.1 机械加工工艺过程及其组成,工步指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。(
6、在一个工步内,若有几把刀具同时加工几个不同表面,称此工步为复合工步),走刀同一加工表面加工余量较大,可以分作几次工作进给,每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。,a)立轴转塔车床的一个复合工步 b)钻孔、扩孔复合工步图4-12 复合工步,4.2.2 机械装配工艺过程,机械装配工艺过程 将组成机器的零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起,构成合格机械产品的过程。机械装配工作 包括:组装、部装、总装、调试、检验、试车、涂装与包装等。装配工序、工步和操作,装配工序在一个工作地点,由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作;装配工步装配工序的组成部分,在装配工步中,装配对象、装配工具和装
7、配方法均不改变;装配操作装配工步中各个装配动作。,第4章 机械切削加工基础知识,机械加工及设备,4.3.1 刀具结构,“3面”“2刃”“1尖”,4.3.1 刀具结构,4.3.2 刀具几何角度,1)基面 Pr:通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。基面与刀具底面平行。,图4-14 车刀主剖面坐标系,2)切削平面 Ps:通过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。,3)主剖面 Po:通过切削刃选定点垂直于基面Pr和切削平面 Ps的平面。,4.3.2 刀具几何角度,(1)前角o 在主剖面内测量,前刀面与基面的夹角。基面位于刀头实体之外时o定为正值;位于刀头实体之内时o定为负值。,o影响切
8、削难易度。增大前角可使刀具锋利,但前角过大,刀刃和刀尖强度下降,刀具导热体积减小,影响刀具寿命。,刀具标注角度,用硬质合金车刀切削钢件,o取1020;切削灰铸铁,o取515;切削铝及铝台金,o取2535;切削高强度钢,o取-5-10。,4.3.2 刀具几何角度,(2)后角o 后角o在主剖面内测量,是主后刀面与切削平面的夹角。,后角的作用是为了减小主后刀面与工件加工表面间的摩擦,以及主后刀面的磨损。但后角过大,刀刃强度下降,刀具导热体积减小,反而会加快主后刀面的磨损。,粗加工和承受冲击载荷的刀具,为了使刀刃有足够强度,后角可选小些,一般为46;精加工时切深小,为保证表面加工质量,后角可选大一些,
9、一般为812。,4.3.2 刀具几何角度,主偏角应根据加工对象正确选取,车刀常用的主偏角有45、60、75、90几种。,(3)主偏角r 在基面内测量,是主切削刃在基面上投影与进给方向的夹角。,r影响刀具寿命。减小主偏角,主刃参加切削长度增加,负荷减轻,增强了刀尖,增大了散热面积,使刀具寿命提高。r还影响切削分力。减小主偏角使吃刀抗力增大,当加工刚性较弱的工件时,易引起工件变形和振动。,4.3.2 刀具几何角度,(4)副偏角r r在基面内测量,是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。,副偏角的作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦,以防止切削时产生振动。副偏角的大小影响刀尖强度和表
10、面粗糙度。,在切深、进给量和主偏角相同的情况下,减小副偏角可使残留面积减小,表面粗糙度降低。,4.3.2 刀具几何角度,(5)刃倾角s:在切削平面内测量的主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时,s0;反之s0。,s影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时为增强刀尖强度,s常取负值;精加工时为防止切屑划伤已加工表面,s常取正值或零。,4.3.2 刀具几何角度,刀具安装高度对工作角度的影响,4.3.3 刀具材料,(1)高的硬度和耐磨性;(2)足够的强度和韧性;(3)较好的热硬性;(4)良好的工艺性;(5)经济性。,4.3.3 刀具材料,4.3.3 刀具材料,高速钢(high speed stee
11、l,HSS),高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。,特点(1)强度高,抗弯强度为硬质合金的23倍;(2)韧性高,比硬质合金高几十倍;(3)硬度HRC63以上,且有较好的耐热性;(4)可加工性好,热处理变形较小。应用 常用于制造各种复杂刀具(如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等)。,4.3.3 刀具材料,4.3.3 刀具材料,4.3.3 刀具材料,硬质合金,硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物(如WC、TiC等)粉末和金属粘结剂(如Co、Ni、Mo等)经高压成型后,再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。,应用 硬质合金切削性能优良,被广泛用来制作各种刀具,如车刀、铣
12、刀和孔加工工具等。,特点 优点:硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高,允许的切削速度远高于高速钢。缺点:与高速钢相比,其抗弯强度较低、脆性较大,抗振动和冲击性能也较差。,4.3.3 刀具材料,4.3.3 刀具材料,4.3.3 刀具材料,陶瓷,常用陶瓷刀具材料有Al2O3、Si3N4、Sialon三类陶瓷材料。,特点 优点:比硬质合金具有高的硬度和耐热性,在1200的温度下仍能切削,耐磨性和化学惰性好,摩擦系数小,承受的切削速度高。缺点:脆性大、抗冲击韧性差、抗弯强度低。,应用 陶瓷刀具材料在高速切削、高硬度材料零件的加工中具有广阔的应用前景。,图4-19 陶瓷刀具和刀片,4.3.3 刀具材料,
13、超硬刀具材料,(1)聚晶金刚石(PCD),特点 优点:硬度高,可达8000HV,为硬质合金的8-12倍;耐磨性高,为硬质合金的80120倍。缺点:韧性和抗弯强度差,耐热性差。,应用 不宜加工黑色金属,主要用于硬质合金、玻璃纤维塑料、硬橡胶、石 墨、陶瓷、有色金属等的高速加工。,图4-20 聚晶金刚石刀具,4.3.3 刀具材料,超硬刀具材料,(1)聚晶立方氮化硼(PCBN),特点 优点:硬度和耐磨性高,其硬度仅次于聚晶金刚石;热稳定性好,可耐13001500高温。缺点:强度低,焊接性差。,应用 适用于高强度铸铁、淬硬钢等的高速切削加工。,图4-21 聚晶立方氮化硼刀具,第4章 机械切削加工基础知
14、识,机械加工及设备,4.4.1 切屑形成过程及切屑类型,切削过程:切削层金属受刀具挤压弹性变形剪切应力增大,达到屈服点产生塑性变形,沿OM线滑移剪切应力与滑移量继续增大,达到断裂强度切屑与母体脱离。,4.4.1 切屑形成过程及切屑类型,第变形区:即剪切变形区,金属剪切滑移成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。,第变形区:已加工面受到后刀面挤压与摩擦,产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因。,图4-23 切削部位三个变形区,三个变形区分析,4.4.1 切屑形成过程及切屑类型,4.4.1 切屑形成过程及切屑类型,4.4.2 积屑瘤,一定温度、压力作用下,切屑底层金
15、属与前刀面发生粘结。粘结金属严重塑性变形,产生加工硬化。,增大前角;保护刀刃;增大切削厚度;增大已加工表面粗糙度。,4.4.2 积屑瘤,影响因素,调整切削速度,采用较低或者较高的速度切削;增大前角,以减小塑性变形;油石研磨刀面;合适的润滑液降温减磨。,工件材料:塑性材料加工硬化倾向大,易产生积屑瘤;切削速度:vc在560m/min时易产生积屑瘤;刀具前角:前角小,切屑变形大,易产生积屑瘤;刀具表面粗糙度:刀具表面粗糙,易产生积屑瘤;冷却润滑液。,防止方法,4.4.3 加工硬化,切削加工时,切削层金属的塑性变形以及切削力、切削温度的共同作用,会导致已加工表面层的硬度提高,而塑性下降,称为加工硬化
16、;同时,工件的已加工表面层在一定程度内会伴随着残余应力的产生。,(1)工件硬度、强度、耐磨性,刀具磨损;(2)残余应力可能引起微裂纹,并影响尺寸、形状精度。,4.4.4 切削力,切削过程中,作用在刀具与工件上的力。,3个变形区产生的弹、塑性变形抗力;切屑、工件与刀具间摩擦力。,4.4.4 切削力,切削力是一个空间力,可分解为三个互相垂直方向的力。,4.4.4 切削力,主切削力Fc最大,0.80.9F,消耗机床功率的90%以上,是确定机床动力,设计机床传动系统的依据;进给力Ff=(0.10.6)F,一般只消耗机床功率的1%5%,是验算机床进给系统零部件刚度的依据;背向力Fp=(0.150.7)F
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械 切削 加工 基础 培训 ppt 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3513473.html