机械制造基础ch01金属切削基本知识jg课件.ppt
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1、第一章第一章 金属切削基本知识金属切削基本知识本章基本要求:本章基本要求:1、了解金属切削加工的基本知识、了解金属切削加工的基本知识 2、掌握切削运动、切削用量的基本概念、掌握切削运动、切削用量的基本概念 3、掌握刀具切削部分的几何要素,、掌握刀具切削部分的几何要素,了解其定义,建立清晰的空间概念了解其定义,建立清晰的空间概念 4、能熟练的标注各参考平面下的刀具角度、能熟练的标注各参考平面下的刀具角度 5、了解切削层参数与切削方式、了解切削层参数与切削方式第一节第一节 切削加工概述切削加工概述第二节第二节 机床的切削运动与切削用量机床的切削运动与切削用量第三节第三节 刀具几何参数刀具几何参数第
2、四节第四节 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式第一章第一章 金属切削基本知识金属切削基本知识本章主要内容:本章主要内容:一、什么是切削加工?一、什么是切削加工?第一节第一节 切削加工概述切削加工概述 利用切削利用切削刀具从工件上切除刀具从工件上切除多余的或预多余的或预留的留的材料材料使零件获得符合技术要求的形状、使零件获得符合技术要求的形状、位置、尺寸精度和表面质量的加工方法。位置、尺寸精度和表面质量的加工方法。金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程。金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程。v刀具与工件之间要有刀具与工件之间要有相对运动相对运动;v刀具具有适当的几何参数,即刀具具有适当的
3、几何参数,即切削角度切削角度;v刀具材料具有一定的刀具材料具有一定的切削性能切削性能。切削加工必须具备以下条件切削加工必须具备以下条件:机机械械零零件件上上常常见见表表面面二、零件表面的形成二、零件表面的形成二、零件表面的形成二、零件表面的形成表面表面 一条线(母线)沿另一条线一条线(母线)沿另一条线 (导线)运动的轨迹。(导线)运动的轨迹。F1-1图图1-1 零件表面的形成零件表面的形成二、零件表面的形成二、零件表面的形成表面表面 一条线(母线)沿另一条线一条线(母线)沿另一条线 (导线)运动的轨迹。(导线)运动的轨迹。母线和导线可以互换母线和导线可以互换 可逆表面可逆表面母线和导线不可互换
4、母线和导线不可互换 不可逆表面不可逆表面F1-1母线母线导线导线发生线发生线二、零件表面的形成二、零件表面的形成发生线的形成发生线的形成刀具的切削刃和工件的刀具的切削刃和工件的 相对运动相对运动 1 1、轨迹法、轨迹法(Locus/Tracing method)利用非成形刀具,在一定的切削运动下,由利用非成形刀具,在一定的切削运动下,由刀刀尖轨迹尖轨迹形成发生线的方法。形成发生线的方法。-轨迹法形成发生线轨迹法形成发生线需一个成形运动需一个成形运动 2 2、成形法、成形法(Shaping/Forming method)(Shaping/Forming method)-成形法形成发生线成形法形成
5、发生线不需成形运动不需成形运动利用成形刀具对工件进利用成形刀具对工件进行加工的方法。切削刃行加工的方法。切削刃的形状和长度与所需形的形状和长度与所需形成的成的发生线(母线)完发生线(母线)完全重合全重合。2 2、相切法、相切法 (Tangent method)利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法,利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法,切削点运动轨迹的包络线,便是所需的发生线切削点运动轨迹的包络线,便是所需的发生线。-相切法形成发生线需二个成相切法形成发生线需二个成形运动(旋转运动,轨迹运动)形运动(旋转运动,轨迹运动)4 4、展成法(范成法)、展成法(范成法)(Genera
6、ted method)利用工件和刀具作展成切削运动(具有确定的运动关利用工件和刀具作展成切削运动(具有确定的运动关系系)进行加工的方法。切削刃各瞬时位置的包络线,)进行加工的方法。切削刃各瞬时位置的包络线,便是所需的发生线便是所需的发生线。-展成法形成发生展成法形成发生线需一个成形运动线需一个成形运动(展成运动)(展成运动)图图1-2 形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动1刀尖或切削刃;刀尖或切削刃;2发生线;发生线;3刀具轴线的运动轨迹刀具轴线的运动轨迹三、表面成形运动三、表面成形运动由由单独的旋转运动或直线运动单独的旋转运动或直线运动构成的成形运动。构成的成形运动。A直线运动直线运动
7、B旋转运动旋转运动 下标下标成形运动的序号。成形运动的序号。图图 发生线的形成主要是靠刀具和工件作相对运发生线的形成主要是靠刀具和工件作相对运动实现的。这种运动称为动实现的。这种运动称为表面成形运动表面成形运动。1、简单成形运动、简单成形运动A2B1图27 车削外圆柱表面时的成形运动车削外圆柱表面时的成形运动车削外圆柱表面时的成形运动 三、表面成形运动三、表面成形运动2、复合成形运动、复合成形运动 如果一个独立的成形运动,是由两个如果一个独立的成形运动,是由两个或两个以上的旋转运动或或两个以上的旋转运动或(和和)直线运动,直线运动,按照按照某种确定的运动关系某种确定的运动关系组合而成,则称组合
8、而成,则称此成形运动为复合成形运动。此成形运动为复合成形运动。图图B11A12图28 加工螺纹时的运动车螺纹时的成形运动车螺纹时的成形运动 复合运动组成部分符号中的下标,第一复合运动组成部分符号中的下标,第一位数字表示成形运动的序号,第二位数字表位数字表示成形运动的序号,第二位数字表示同一个复合运动中单元运动的序号。示同一个复合运动中单元运动的序号。复合成形运动也可以分解为复合成形运动也可以分解为3个甚至更多个甚至更多个部分(单元运动个部分(单元运动)。)。B21A22B1图 2 12 铣削螺纹时的运动成形铣刀铣螺纹时的成形运动成形铣刀铣螺纹时的成形运动 注意:注意:复合成形运动虽然可以分解成
9、几复合成形运动虽然可以分解成几个部分,每个部分是一个旋转或直线运动,个部分,每个部分是一个旋转或直线运动,与简单运动相似,但这些部分之间保持着严与简单运动相似,但这些部分之间保持着严格的相对运动关系,是相互依存,而不是独格的相对运动关系,是相互依存,而不是独立的。立的。所以复合成形运动是一个运动,而不所以复合成形运动是一个运动,而不是两个或两个以上的简单运动。是两个或两个以上的简单运动。四、辅助运动四、辅助运动1、各种空行程运动、各种空行程运动2、切入运动、切入运动3、分度运动、分度运动4、操纵及控制运动、操纵及控制运动第一节切削加工概述结束 在机床上加工各种表面时,刀具与在机床上加工各种表面
10、时,刀具与工件之工件之间的相对运动。间的相对运动。-成形运动中各单元运动成形运动中各单元运动 第二节第二节 机床切削运动与切削用量机床切削运动与切削用量一、切削运动一、切削运动切下切屑所需要的最基本的运动。切下切屑所需要的最基本的运动。特点:特点:a.a.一般情况下,它是切削运动中一般情况下,它是切削运动中速度速度最最 高高、消耗功率最多的运动。、消耗功率最多的运动。b.任何切削过程任何切削过程必须有一个必须有一个,也只有一,也只有一 个主运动。个主运动。一、切削运动一、切削运动1、主运动、主运动使金属层不断投入切削,以加工出完整使金属层不断投入切削,以加工出完整表面所需的运动。表面所需的运动
11、。特点:特点:a.a.速度较低、速度较低、消耗功率较少。消耗功率较少。b.可以有可以有一个或多个一个或多个,也可以,也可以没有没有。一、切削运动一、切削运动2、进给运动、进给运动1 1、已加工表面、已加工表面 工件上经刀具切削后产生的表面;工件上经刀具切削后产生的表面;2 2、待加工表面、待加工表面 工件上有待切除之表面;工件上有待切除之表面;3 3、过渡表面、过渡表面 切削刃正在切削的表面。它通常位于切削刃正在切削的表面。它通常位于已加工表面和待加工表面之间。已加工表面和待加工表面之间。二、加工中的工件表面二、加工中的工件表面A2B1图27 车削外圆柱表面时的成形运动已加已加工表工表面面待加
12、待加工表工表面面加工加工表面表面 切削用量三要素是指切削用量三要素是指切削速度切削速度、进给量进给量和和背吃刀量背吃刀量(切削深度)的总(切削深度)的总称。称。三、切削用量三要素三、切削用量三要素1 1、切削速度、切削速度(Vc)(Vc)(cutting speed)(cutting speed)切削刃选定点相对于工件切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度主运动的瞬时速度。大多数切削加工的主运动采用回转运动。回转体大多数切削加工的主运动采用回转运动。回转体(刀具或刀具或工件工件)上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下:上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下:式中:式中:d工件或刀具上某一点
13、的回转直径工件或刀具上某一点的回转直径(mm);n工件或刀具的转速(工件或刀具的转速(r/s或或r/min)。)。min/1000msmdnvc或图图1-6切削用量切削用量三要素三要素2 2、进给量、进给量(f f)(amount of feed)(amount of feed)在主运动的一个循环内,刀具在进给运动方向相对在主运动的一个循环内,刀具在进给运动方向相对工件的位移量工件的位移量f f。(。(mm/rmm/r,mm/strmm/str)每齿进给量:每齿进给量:多齿刀具每转或每行程中每个刀齿多齿刀具每转或每行程中每个刀齿相对于工件在进给运动方向上的位移量。相对于工件在进给运动方向上的位
14、移量。)/(/齿mmzffz 进给速度进给速度(V(Vf f):单位时间的进给量单位时间的进给量)/(60/smmnfvf图图1-6切削用量切削用量三要素三要素 3、背吃刀量、背吃刀量ap(切削深度(切削深度)()(DOC)(depth of cut/cutting depth))/(60/60/smmnznfaVff 指主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向和进指主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向和进给运动方向所组成平面的法线方向上测量的值,即在垂给运动方向所组成平面的法线方向上测量的值,即在垂直于进给运动方向上主切削刃切入工件的深度。在一般直于进给运动方向上主切削刃切入工件的深度。
15、在一般情况下,也就是工件上情况下,也就是工件上待加工表面与已加工表面之间的待加工表面与已加工表面之间的垂直距离垂直距离。ap(dw-dm)/2 (mm)图图1-6切削用量切削用量三要素三要素VVVfceve4 4、合成切削速度、合成切削速度(resultant cutting speed)切削刃选定点相对切削刃选定点相对工件的合成切削运工件的合成切削运动的瞬时速度。动的瞬时速度。第二节切削运动与切削用量结束a.对于间歇进给机床对于间歇进给机床b.对于连续进给机床对于连续进给机床VVceVVVfce第三节第三节 刀具几何参数刀具几何参数外圆车刀外圆车刀切削部分切削部分一、刀具切削部分的组成一、刀
16、具切削部分的组成刀刀 柄柄刀具上切屑流过的表面。刀具上切屑流过的表面。ArAa刀具上与过渡表面相对的表面。刀具上与过渡表面相对的表面。1、前面、前面()face2、主后面、主后面()major flank3、副后面、副后面()minor flank刀具上与工件已加工表面相对的表面。刀具上与工件已加工表面相对的表面。一、刀具切削部分的组成一、刀具切削部分的组成Aa 主切削刃是前刀面与主后刀面的交线。在切削主切削刃是前刀面与主后刀面的交线。在切削过程中担任主要切削工作。过程中担任主要切削工作。4、主切削刃、主切削刃(S)(tool major cutting edge)副切削刃是前刀面与副后刀面的
17、交线。靠近副切削刃是前刀面与副后刀面的交线。靠近刀尖部分参加少量切削工作。刀尖部分参加少量切削工作。5、副切削刃、副切削刃(S)(tool minor cutting edge)主切削刃与副切削刃连接处的那一小部分切削刃。主切削刃与副切削刃连接处的那一小部分切削刃。6、刀尖、刀尖 corner主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃刀尖刀尖主后刀面主后刀面 前刀面前刀面副后刀面副后刀面三面两刃一尖三面两刃一尖 GB/T 12204-2010金属切削基本术语金属切削基本术语 GB/T 1008-2008 机械加工工艺装备基本术语机械加工工艺装备基本术语 在假定工作条件(特定的运动和安装条件)下的在假定工
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