New第二章第三部分金属切削原理与刀具.ppt
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1、机械制造技术基础第二章 金属切削原理与刀具3.刀具及切削要素的选择,2015-2016学年 秋季学期,金属切削的基本要素,刀具及切削要素的选择,高速切削及刀具,1,2,1.切削用量的选择原则,刀具的寿命和切削用量的关系,T 一定,(v,f,ap)一定,生产率?,1)切削用量与刀具的寿命、生产率的关系,切削用量的合理选择,Zw=1000 AD Vav(mm3/min),金属切除率和切削用量的关系,Zw 1000 ap Vc,Zw 和 ap Vc 成线性关系,任何一个参数增大,都可提高生产率。,T 一定,(v,f,ap)一定,增大任何一参数,其他两参数就要相应减小。生产率?,切削用量的合理选择,例
2、:YT15车刀,不加切削液,纵车外圆,碳素结构钢材料。m=0.2;m/h=0.15;m/g=0.35。,Zw 1000 ap Vc,ap 增大三倍,Zw3 ap=1000(3ap)(0.85Vc)2.6 Zw,即ap 增大三倍,Vc降低15,生产率提高2.6倍。,切削用量的合理选择,增大三倍,Zw3=1000 ap(3)(0.68Vc)2 Zw,即 增大三倍,Vc降低32,生产率提高2倍。,Vc增大三倍,Zw3Vc=1000 ap(0.043)(3Vc)0.13 Zw,即Vc 增大三倍,降低95.7,生产率下降87。,切削用量的合理选择,Vc 增大三倍,为一定值,ap 值?生产率下降?,综上,
3、在保持刀具寿命一定条件下,提高切削深度比提高进给量的生产率高,比提高切削速度的生产率更高。,选择切削用量的基本原则:首先选取尽可能大的切削深度,其次根据机床进给机构强度、刀杆刚度或已加工表面粗糙度要求,选取尽可能大的进给量,最后根据查表和公式确定切削速度。,切削用量的合理选择,2.切削用量三要素的选用,粗加工 尽可能一次切除粗加工全部加工余量 切除余量过大,分几次走刀。,1)切削深度的选定,切削表层冷硬较严重的材料时,应尽量使切削探度超过硬皮或冷硬层,以预防刀刃过早磨损或破损。,半精加工 ap可取0.52 mm。h2mm一次切除。如单面余量h2mm时,第一次取ap(2/3 3/4)h,第二次取
4、ap=(1/3l/4)h。,精加工 一次切除精加工余量。ap取为0.10.4 mm。,切削用量的合理选择,2)进给量的选定,实际生产中,采用查表法确定。粗加工:加工材料、刀柄尺寸、工件直径、切削深度(半)精加工:表面粗糙度和加工精度,粗加工 主要受机床的进给机构强度、效率、刀具的强度与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。精加工 主要受加工精度和表面粗糙度的限制。,切削用量的合理选择,3)切削速度的选定,当ap和f选定后,可按查表法选定(切削用量手册)或公式计算得出:,切削用量的合理选择,生产中选择切削速度的一般原则是:1)粗车时,ap和f 均较大,选择较低的切削速度v;精车时,ap和f 均较小,
5、选择较高的切削速度v。2)工件材料强度、硬度高时,应选较低的切削速度v;反之,选较高的切削速度v。3)刀具材料性能越好,切削速度v选得越高。,切削用量的合理选择,4)精加工时应尽量避免积屑瘤和鳞刺产生的区域;5)断续切削时为减小冲击和热应力,宜适当降低v;6)在易发生振动的情况下,v应避开自激振动的临界速度;7)加工大件、细长件和薄壁件或加工带外皮的工件时,应 适当较低v。8)切削用量三要素选定之后,还应校核机床功率。,切削用量的合理选择,刀具几何参数合理选择,0 变形程度F q T振动质量 刀刃和刀头强度散热面积容热体积断屑困难,1.前角0的选择,1)前角的功用,(1)影响切削区的变形程度,
6、(2)影响切削刃与刀头强度、受力性质和散热条件,(3)影响切屑形态和断屑效果,(4)影响已加工表面质量,在一定的条件下,存在一个合理值,刀具几何参数合理选择,2)合理前角概念,(2)加工塑性材料,取大。加工脆性材料宜取小。,(3)刀具材料韧性好、抗弯强度大时 取大。,(6)工艺系统刚性差或机床动力不足时,取大。,3)合理前角值的选择,(1)工件材料的强度、硬度较低,取大。加工特硬的材料,前角甚至取负。,(5)粗加工、断续切削或工件有硬皮时,取小。精加工,取大。,(4)对切削刃形状要求高刀具,取小,硬质合金加工一般钢,取10o20o;加工灰铸铁,取8o12O。,刀具几何参数合理选择,(1)影响后
7、刀面与加工表面之间的摩擦。,2后角0,1)后角的主要功用,(3)刀具寿命;工件尺寸精度,(2)后角越大,切削刃钝圆半径值越小,切削刃越锋利。,0rn锋利、摩擦F 质量 VB 一定,磨损体积T但NB 刀头强度散热体积重磨体积,在一定的条件下,存在一个合理值,刀具几何参数合理选择,2)合理后角的概念,不同材料刀具的合理后角,不同前角刀具的合理后角,刀具几何参数合理选择,(3)切削厚度(或进给量)较小时,取大。粗加工、强力切削及承受冲击载荷的刀具,取小。精加工,取大。,3)合理后角值的选择,(1)工件材料较软、塑性较大,取大;脆性材料,取小。工件材料硬度、强度较高取小;,(2)尺寸精度要求高,取小。
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