机械制造基础课件第三章：金属切削原理.ppt

1、第3章 金属切削原理3.1 金属切削过程3.1.1 切屑的形成过程图3-1 切削过程的剪切滑移与三个变形区第3章 金属切削原理3.1.2 切屑变形的表示方法（1）相对滑移（2）切削变形系数（3）剪切角图3-2 剪切变形第3章 金属切削原理3.1.3 前刀面的摩擦与积屑瘤及鳞刺（1）前刀面的摩擦图3-3 刀-屑接触面摩擦情况示意图 图3-4 积屑瘤 第3章 金属切削原理3.1.4 影响切削变形的因素（1）工件材料图3-5 材料强度与变形系数的关系第3章 金属切削原理（2）刀具几何角度图3-6 前角与变形系数的关系（3）切削用量第3章 金属切削原理图3-8 进给量与变形系数的关系图3-7 切削速度

2、与变形系数的关系第3章 金属切削原理3.1.5 切屑类型与控制（1）切屑类型 根据形成机理分图3-9 切屑类型第3章 金属切削原理 从切屑处理角度分第3章 金属切削原理 图3-10 各种切屑形状第3章 金属切削原理 （2）切屑的控制图3-11 切屑的卷曲 图3-12 断屑器的断屑第3章 金属切削原理3.2 切削力3.2.1 切削力的分析图3-13 切削力的合成与分力第3章 金属切削原理3.2.2 切削力与切削功率的计算 1.切削力 经验公式法 单位切削面积法第3章 金属切削原理 2.功率第3章 金属切削原理3.2.2 影响切削力的因素 1.工件材料 2.切削用量 3.刀具几何参数 4.其他因素

3、图3-14 切削速度对切削力的影响（45钢）第3章 金属切削原理 图3-15 圆弧半径对切削力的影响图3-16 负倒棱对切削力的影响第3章 金属切削原理3.3 切削热与切削温度3.3.1 切削热的产生与传出图3-17 切削热的产生与传出第3章 金属切削原理3.3.2 切削温度的影响因素 1.切削用量第3章 金属切削原理 2.刀具几何角度 前角增大，使切屑变形程度减小，产生的切削热减少，切削温度下降。1820度时.其对切削温度的影响减小。主偏角减小，使切削宽度增大，散热面积增加，故切削温度下降。3.工件材料 第3章 金属切削原理图3-18 不同切削速度下各种材料的切削温度第3章 金属切削原理 4

4、.刀具磨损 刀具后刀面磨损量增大，切削温度升高；磨损量达到一定值后，对切削温度的影响加剧;切削速度愈高，刀具磨损对切削温度的影响就愈显著。5.切削液 3.3.3 切削温度的分布 第3章 金属切削原理图3-19 切削温度分布第3章 金属切削原理3.4 刀具磨损与破损及使用寿命3.4.1 刀具磨损形态 1.前刀面磨损 2.后刀面磨损 3.边界磨损图3-20 刀具磨损形态第3章 金属切削原理第3章 金属切削原理 图3-21 刀具磨损测量第3章 金属切削原理3.4.2 刀具磨损的原因 1.磨料磨损 2.粘结磨损 3.扩散磨损 4.化学磨损3.4.3 磨损过程与磨钝标准 1.磨损过程 2.磨钝标准图3-

5、22 刀具磨损过程第3章 金属切削原理3.4.2 刀具磨损的经验公式 1.切削速度与耐用度关系 2.进给量和背吃刀量与耐用度关系第3章 金属切削原理 3.5 改善工件材料的切削加工性 3.5.1 工件材料的切削加工性 1.概述 工件材料的切削加工性是指材料被切削加工成合格零件的难易程度。某种材料加工的难易，不仅取决于材料本身，还取决于具体的加工要求及切削条件。2.衡量指标 （1）以刀具使用寿命来衡量；（2）以切削速度来衡量；（3）以切削力或切削温度来衡量；（4）以已加工表面质量来衡量；（5）以断屑性能来衡量。第3章 金属切削原理 3.相对切削加工性表3-3 相对切削加工性等级第3章 金属切削原

6、理 4.影响因素 （1）材料的物理力学性能 见表3-4 （2）材料的化学成分 碳 合金元素 （3）材料的金相组织 珠光体、马氏体（硬度高）第3章 金属切削原理表3-4 工件材料切削加工性分级表第3章 金属切削原理 5.常用金属材料的切削加工性（1）有色金属（2）铸铁 铸铁组织及其加工性见教材表2-3。（3）结构钢 常用的结构钢的切削加工性见教材表2-4。（4）难加工材料 难加工材料的相对切削加工性表见教材表2-5。第3章 金属切削原理 图3-23 影响切削加工性的因素及其相互关系第3章 金属切削原理3.5.2 改善切削加工性的途径 1.改善材料切削加工性的途径（1）调整材料的化学成分；（2）进

7、行适当的热处理。2.改善切削加工条件（1）选用合适的刀具材料及切削用量；（2）选用合适的设备、加工方法及辅助手段；（3）选择切削加工性好的材料状态。第3章 金属切削原理3.6 切削条件的合理选择3.6.1 刀具材料的合理选择表3-5 常用的高速钢牌号及应用范围第3章 金属切削原理 表3-6 常用的硬质合金牌号及应用范围第3章 金属切削原理表3-7 几种典型刀具材料的切削性能第3章 金属切削原理 3.6.2 刀具几何参数的合理选择 1.前角的选择 图3-24 前角的合理范围第3章 金属切削原理 表3-8 硬质合金车刀合理前角参考值第3章 金属切削原理 2.后角的选择 图3-25后角对刀具磨损的影

8、响 图3-26后角对刀具重磨体积的影响第3章 金属切削原理 表3-9 硬质合金车刀合理后角参考值第3章 金属切削原理 3.主偏角的选择图3-27 三种常用车刀主偏角的形式第3章 金属切削原理 4.副偏角的选择 表 3-10 车刀合理偏角参考值第3章 金属切削原理 5.刃倾角的选择图 3-28 刃倾角对刀尖强度的影响图 3-29 刃倾角对排屑方向的影响第3章 金属切削原理3.6.3 切削用量的合理选择 1.粗加工选择的基本原则 2.精加工选择的基本原则第3章 金属切削原理 表 3-11 硬质合金粗车外圆的进给量第3章 金属切削原理 表 3-12 硬质合金半精车外圆的进给量第3章 金属切削原理3.

9、6.4 切削液的合理选择 1.从工件材料方面考虑2.从刀具方面考虑3.从加工方法方面考虑4.从加工要求方面考虑 第3章 金属切削原理表 3-13 切削液选用推荐表第3章 金属切削原理0-干切1-润滑性不强的水溶液2-润滑性较好的水溶液3-普通乳化液4-极压乳化液5-普通矿物油6-煤油7-含硫、氯等极压切削油8-含硫氯、氯磷等的极压切削油第3章 金属切削原理3.6.5 刀具耐用度的合理选择1.最大生产率耐用度2.最低成本耐用度3.最大利润耐用度第3章 金属切削原理 制定原则：（1）对于制造和刀磨都比较简单、成本不高的刀具，耐用度可订得低一些；反之应订得高些。（2）对于装卡、调整比较复杂的刀具，刀

10、具耐用度应订得高一些。（3）切削大型工件时，为避免在切削过程中中途换刀，刀具耐用度应订得高一些。第3章 金属切削原理3.7 磨削3.7.1 砂轮1.磨料2.粒度3.结合剂4.硬度5.组织表 3-14 常用磨料性能和适用范围第3章 金属切削原理表 3-15 磨料粒度号和基本尺寸第3章 金属切削原理表 3-16 结合剂的性能和适用范围表 3-17 砂轮硬度等级及代号第3章 金属切削原理表 3-18 砂轮组织等级及选择第3章 金属切削原理 6.砂轮的形状 及标志表3-19 砂轮的形状与代号第3章 金属切削原理 标志第3章 金属切削原理3.7.1 磨削加工类型与磨削运动 1.磨削加工类型图 3-30 磨削加工类型第3章 金属切削原理 2.磨削运动图 3-31 磨削运动第3章 金属切削原理3.7.2 磨削加工的特点及砂轮修整 1.磨削加工特点（1）切削刃(磨粒)不规则。（2）磨削的切削过程复杂。包含切削作用、刻划作用和抛光作用。（3）磨削速度高、切削厚度小。（4）可以加工高硬度材料。（5）砂轮的自锐性。（6）径向切削力大。第3章 金属切削原理2.砂轮的修整3.磨削用量的选择（1）工件速度v工（2）工件纵向进给量f纵（3）工件横向进给量f横表3-20 各种磨削方式常用的f横