第2章 刀具与切削参数选择.doc

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1、第2章刀具与切削参数选择2-1试说明外圆车削、端面车削、刨削、钻削、铣削的切削运动。在金属切削加工时,为了切除工件上多余的材料,形成工件要求的合格表面,刀具和工件间须完成一定的相对运动,即切削运动。切削运动按其所起的作用不同,可分为主运动和进给运动,如图所示。a)车削 b)铣削 c)刨削 d)钻削 e)磨削1—主运动2—进给运动 3—待加工表面 4—加工表面 5—已加工表面2-2什么是切削用量三要素?在切削加工中切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)称为切削用量三要素。2-3车刀切削部分由哪些面和刃组成?刀具切削部分主要由刀

2、面和切削刃两部分构成。刀面用字母A与下角标组成的符号标记,切削刃用字母S标记,副切削刃及相关的刀面标记在右上角加一撇以示区别。(1)前面(前刀面)Ar:刀具上切屑流出的表面;(2)后面(后刀面)Aα:刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面;(3)副后面(副后刀面)Aα′:刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面;(4)主切削刃S:前面与后面形成的交线,在切削中承担主要的切削任务;(5)副切削刃S′:前面与副后面形成的交线,它参与部分的切削任务;(6)刀尖:主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。2-4刀具正交平面参考系平面

3、Pr、Ps、Po及其刀具角度γo、αo、κr、λs如何定义?用图表示。1.刀具角度参考平面用于构成刀具角度的参考平面主要有:基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面。2.正交平面参考系中的刀具标注角度在正交平面参考系中,刀具标注角度分别标注在构成参考系的三个切削平面上。2-5试画图表示:γo=10°、αo=6°、κr=90°、κr’=10°、λs=-5°的外圆车刀。2-6试画图表示:γo=15°、αo=8°、κr=90°、κr’=2°、λs=0°的切断车刀。2-7端面车削时,刀尖高(或低)于工件中心时工作角度(

4、前、后角)有何变化?2-8试画图说明切削过程的三个变形区及各产生何种变形?切削过程的实际情况要比前述的情况复杂得多。在切削过程中,切削层金属要产生一系列变形,通常将其划分为三个变形区。图中Ⅰ(AOM)为第一变形区。“剪切滑移区”,宽度为0.02mm~0.2mm。图中Ⅱ为第二变形区。“摩擦区”,变形方向基本上与前刀面平行。图中Ⅲ为第三变形区。此变形区位于后刀面与已加工表面之间,切削刃钝圆部分及后刀面对已加工表面进行挤压,使已加工表面产生变形,造成纤维化和加工硬化。2-9切屑有哪些种类?各种切屑在什么情况下形成?由于工件材料性质

5、和切削条件不同,切削层变形程度也不同,因而产生的切屑形态也多种多样。主要有以下四种类型:带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑。(1)带状切屑它的内表面是光滑的,外表面呈毛茸状。加工塑性金属时,在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形成此类切屑。(2)节状切屑又称挤裂切屑。它的外表面呈锯齿形,内表面有时有裂纹。在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。(3)粒状切屑又称单元切屑。在切屑形成过程中,如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度,切屑单元从被切材料上脱落,形成粒状切屑。(4)崩碎切

6、屑加工脆性材料,切削厚度越大越易得到这类切屑。2-10切削变形表示方法有几种?如何表示?有何异同?切削变形程度有三种不同的表示方法,分述如下。1.变形系数在切削过程中,刀具切下的切屑厚度hch通常都大于工件切削层厚度hD,而切屑长度lch却小于切削层长度lc。切屑厚度hch与切削层厚度hD之比称为厚度变形系数;而切削层长度与切屑长度之比称为长度变形系数。2.相对滑移既然切削过程中金属变形的主要形式是剪切滑移,当然就可以用相对滑移(剪应变)。来衡量切削过程的变形程度。3.剪切角φ在剪切面上,金属产生了滑移变形,最大剪应力就在剪

7、切面上。图2-15为直角自由切削状态下的作用力分析,在垂直于切削合力F方向的平面内剪应力为零,切削合力F的方向就是主应力的方向。(1)前角增大时,剪切角随之增大,变形减小。这表明增大刀具前角可减少切削变形,对改善切削过程有利。(2)摩擦角增大时,剪切角随之减小,变形增大。提高刀具刃磨质量、采用润滑性2-11分析积屑瘤产生的原因及其对生产的影响?在切削塑性材料时,如果前刀面上的摩擦系数较大,切削速度不高又能形成带状切屑的情况下,常常会在切削刃上粘附一个硬度很高的鼻型或楔型硬块,称为积屑瘤。积屑瘤包围着刃口,将前刀面与切屑隔开,

8、其硬度是工件材料的2~3倍,可以代替刀刃进行切削,起到增大刀具前角和保护切削刃的作用。当积屑瘤层积到足够大时,受摩擦力的作用会产生脱落,因此,积屑瘤的产生与大小是周期性变化的。积屑瘤的周期性变化对工件的尺寸精度和表面质量影响较大,所以,在精加工时应避免积屑瘤的产生。2-12试述前角γo和后

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