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切削加工基本知识

粗加工时αo一般取6°~8° 精加工时αo一般取10°~12°
三、在切削平面内测量的角度: 刃倾角的功用:影响切屑流向,流向待加工表面为正值。
刃倾角λs:刀尖为最高点时,λs > 0;
刃倾角的功用:影响切屑流向, 流向待加工表面为正值。
正值的刃倾角影响刀具强度。
l 合理选择刃倾角
Ø 粗加工、有冲击载荷时,取λs< 0 Ø 精加工λs > 0(防切屑划伤已加工表面)
碳素工具钢(如Tl0A、T12A)和合金工具钢 (9SiCr、CrWMn),因其耐热性较差,仅用于 手工工具。
陶瓷、金刚石和立方氮化硼则由于性能脆、工艺 性差及价格昂贵等原因,目前只在较小的范围内 使用。
当今,用得最多的刀具材料为高速钢和硬质合金。
高速钢
主含钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等。 高速钢具有较高的强度、韧性和耐磨性,耐热性为 540C°~600C°。 硬度和耐热性不如硬质合金。 但刃口强度和韧性比硬质合金高,工艺性能较好。 广泛用于钻头、铰刀、拉刀等。
一、在基面内测量的角度 二、在主剖面内测量的角度 三、在切削平面内测量的角度
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1.2.1 车刀的组成
切削部分+夹持部分 三面二刃一尖
l 前面(Aγ) l 主后面(Aα) l 副后面(Aα’) l 主切削刃(S ) l 副切削刃(S ’)
l 刀尖:
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1.2.2 车刀的几何角度参考系 标注角度参考系(静止参考系)
刀具寿命反映了刀具磨损的快慢程度。刀具寿命长 表明刀具磨损速度慢;反之表明刀具磨损速度快。
切削用量对刀具耐用度的影响
1.在下列因素中对刀具耐用度影响最大的因素是( )。 A.切削速度 B.进给量 C.背吃刀量
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切削用量对刀具耐用度的影响
T
CT
11
1
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6.( )可以显著降低表面粗糙度值。 A.增大主副偏角 B.减小主副偏角 C.增大前角 D.减小前角
7. 车削细长轴时,主偏角应选择( )。 A.10°~30° B. 30°~45° C. 60°~75° D. 90°~93°
8.为减小径向切削力,避免细长工件发生弯曲变形,应适当增 大车刀的( )。 A、主偏角 B、前角 C、刃倾角 D、后角
Ø 工件材料硬度较高时,切削力大,γo宜小; Ø 工件材料塑性好时,γo宜大使刀锋利减小变形;
(HT200:一般取5 ~15° )
后角αo的作用是减少后刀面与工件的摩擦; 但后角αo过大,将影响刀尖的强度。
Ø 保证刀具强度前提下,减小摩擦。
Ø 粗加工时,切削力大,αo宜小 Ø 精加工时,为了已加工表面质量,αo宜大。
一、选择题
1. 磨削外圆时的主运动是( )。 A.砂轮的旋转运动 B.工件的旋转运动 C.砂轮的直线运动
2. 如果外圆车削前后的工件直径分别为85mm和65mm,平 均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量应为( )。
A.20mm B.10mm C.5mm D.2.5mm
3. 在其它条件相同时,进给量增大则表面粗糙度值( )。 A.随之增大 B.随之减小 C.基本不变 D.先小后大
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一、选择题
1.普通高速钢的常温硬度约可达( )。 A.70~75HRC B.50~55HRC C.60~65HRC
2.下列刀具材料中( )的常温硬度最高。 A.高速钢 B.硬质合金 C.人造金刚石
3.刀具切削时要承受切削力与冲击力,必须具有( )。 A.高硬度 B.高耐磨性 C. 足够的强度和韧性
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刀尖的形状
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1.3 刀具材料
在切削加工时,刀具切削部分承受了很大的压 力和强烈的摩擦, 刀具在高温下进行切削的同时,还承受着切削 力、冲击和振动, 因此刀具切削部分的材料应具备以下基本条件: 高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性等。
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刀具材料种类很多,常用的有碳素工具钢、合金 工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石(天 然和人造)和立方氮化硼等。
1.1 切削运动和切削用量
1.2 刀具切削部分的几何角度
1.3 刀具材料 思考题3
1.4 刀具寿命
思考题5
1.5 金属切削机床基本知识
思考题1 思考题21 思考题22 .
作业 P10,1-3, 1-4
1.1.1 切削运动
1.主运动
车削
铣削
速度最高,耗功最多
有且只有一个
旋转或直线往复
2.进给运动:使被切金
1. 假设运动条件 不考虑进给运动的影响; 2. 假设安装条件 规定刀杆中心线与进给运动方向 垂直;刀尖与工件中心等高。
工作角度参考系:实际工作条件下,不要求。
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车刀标注角度参考系
基面:垂直于主速度 切削平面:切于主切 削刃、垂直于主速度 主剖面:同时垂直于 其他两个平面(正交 平面)
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一、在基面内测量的角度
车削时进给量f的单位是mm/r, 即工件每转一圈,刀具沿进给运 动方向移动的距离。
3.切削速度Vc:
切削刃相对于工件主运动的瞬 时速度称为切削速度
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二、切削用量的选择:以车削为例
1. 背吃刀量 ap 的选择
精加工时,一般为0.1~0.5mm; 半精加工时,为0.5~2mm; 粗加工时,根据加工余量确定。
属层不断地投入切削
速度较低可以步进
旋转或直线往复
刨削
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钻削
磨削
l 切削加工过程中的辅助运动 Ø 切入运动 Ø 空程运动 Ø 分度运动等
3. 工件上的表面 Ø 待加工表面 Ø 已加工表面 Ø 过渡表面
1.1.2 切削用量
一、车削用量三要素
1.背吃刀量(切削深度)ap
2. 进给量 f 的选择
精加工时,一般取得较小; 半精加工时,一般取得较小; 粗加工时,一般选得较大。 切查削用量手册; 或凭经验。
3. 切削速度vc的选择
根据刀具寿命公式计算; 切削用量手册中查到;或者凭经验。
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T
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v5
f
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计算出v, 然后换算出转速n’,
单边总余量=4.5 mm
9.在一般情况下,前角增大则切削力会( )。 A.随之增大 B.随之减小 C.基本不变 D.变化不定
10.在下面的因素中对切削力影响最大的因素是( )。 A.切削速度 B.进给量 C.背吃刀量
二、判断题
F 1.刀具切削部分最前面的端面称为前刀面。 F 2.主偏角即主切削刃偏离刀具中心线的角度。 F 3.前角即前面与基面间的夹角,在切削平面内测量。 T 4.刀尖在刀刃的最高位置时,刃倾角为正。
T 5. 粗加工时,切削力大并常有冲击力,应取较小前角。
T 6. 精车应取较大后角,有利于提高已加工表面质量。 F 7. 当刃倾角大于0°时,切屑流向已加工表面。
8. 增大车刀后角可减小后刀面与工件之间的摩擦,并使刀 T 具刃口锋利,对提高已加工表面质量、降低粗糙度有好处。
T 9.粗加工、强力切削及受冲击作用的刀具,应取较小的后 角,以保证刀具有足够的刃口强度。
87页图7-20 l 合理选择主、副偏角
Ø 工艺系统刚性差时,kr ≥90°
Ø 其他情况下宜取小的偏角。
二、在主剖面内测量的角度:
前角γo:前面与基面的
夹角。
主后角αo:主后面与切
削平面的夹角。
楔角βo:=90-(αo +γo )
前角γo越大,刀具越锋利,但影响刀尖强度
保证刀具强度的前提下,使前角锋利。如:
(26年时间) 硬质合金车刀切削碳钢(0.736GPa)
Ø 切削速度提高一倍,T 降低到原来的3.125% Ø 若进给量提高一倍, T 则降低到原来的21% Ø 若切削深度提高一倍, T则仅降低到原来的78%
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1.5 金属切削机床基本知识
金属切削机床(简称为“机床”),是用刀具切削 的方法将金属毛坯加工成机械零件的机器。 1.5.1 机床的基本组成
精加工:aP=0.2 mm
半精车:aP=1 mm
粗车:aP=(4.5-0.2-1) =3.3mm
f=0.1mm/r f=0.2mm/r f=0.3mm/r
再圆整为车床标 准转速n, 再换算出v
1.2 刀具切削部分的几何角度
1.2.1 车刀的组成 1.2.2 车刀的几何角度参考系 1.2.3 车刀的几何角度及作用
作业 P10,1-3, 1-4
1. 与粗加工相比,精加工时切削刀具的前角、后角、主偏 角和刃倾角分别应怎样选取?
答:与粗加工相比,精加工时刀具一般应选择较大的前角 、较大的后角、较小的主偏角及正值的刃倾角。
较大的前角是为了减小切削变形和切削力; 较大的后角是为了减小后刀面与已加工表面的摩擦; 较小的主偏角是为了减小切削表面粗糙度值; 正值的刃倾角使切屑流向待加工表面。
F 6.工件转速越高,则进给量越大。
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一、选择题
1.与工件已加工表面相对的刀具表面是( )。
A.前面
B.后面
C.基面
D.副后面
2.基面通过切削刃上选定点并垂直于( )。 A.刀杆轴线 B.进给运动方向 C.主运动方向 D.工件轴线
3.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( )。
A.与切削刃相切 B.与切削刃垂直
主偏角kr:主切削刃与进给方向的夹角 副偏角kr’:副切削刃与进给反方向的夹角 刀尖角εr: kr+ kr’+εr = 180°
在ap和f相同的情况下,主偏角Kr减小可降低Ra值; 可使主切削刃参加切削的长度增加,延长刀具寿命。
但主偏角Kr减小会使径向 切削分力显著增加,易将 工件顶弯并发生振动。
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