数控加工的切削基础.ppt

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1、1.1数控加工工艺系统概述数控加工的切削基础以数控机床加工中的工艺问题为研究对象的一门综合基础技术课程，它以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点，综合应用多方面的知识，解决数控加工中的工艺问题。数控加工工艺数控机床完成零件数控加工的过程零件工艺分析确定零件的加工要素编写零件的加工程序加工零件换刀装置程序输送到NC机床向MCU输入零件的加工程序NC机床显示刀具路径机床控制单元（MCU）数控加工的主要内容包括①根据零件加工图样进行工艺分析②用规定的程序代码或用编程软件CAD/CAM③程序的输入或传输。④进行试运行、刀具路

2、径模拟等⑤运行程序，完成零件的加工。数控加工工艺系统的构成及相互关系刀具夹具工件制造过程定位部分运动部分能量部分S控制部分加工程序几何参数工艺参数数控机床输出输入图1-2数控加工工艺系统1.2刀具几何角度及切削要素1.2.1切削运动和切削用量（1）切削运动①主运动②进给运动③合成切削运动④辅助运动图1-3切削运动和工件表面切削加工过程中，形成了三个不断变化着的表面：（2）工件表面①已加工表面②待加工表面③过渡表面①切削速度（vC）:vC=πdn/1000;②进给量（f）:vf=nf;vf=nZfZ;③背吃刀量（aP）:aP=（dwdm）/2;（3）切

3、削用量1.2.2刀具切削部分的几何形状和角度1.2.2.1刀具切削部分的组成①前刀面（A）:切屑流过的表面；②主后刀面（A）:与过渡表面相对的表面；③副后刀面（A）:与已加工表面相对的表面；④主切削刃（S）:前刀面与主后刀面的交线，担负主要切削工作；⑤副切削刃（S）:前刀面与副后刀面相交得到的刃边；⑥刀尖:主、副切削刃的连接处的一小部分切削刃;刀具切削部分的组成1.2.3切削层（1）切削层参数①切削厚度（hD）②切削宽度（bD）③切削面积（AD）图1-17纵车外圆切削层参数1.3金属切削过程的基本理论及规律1.3.1切削过程中的变形（1）第一

4、变形区的剪切滑移变形（2）第二变形区的挤压摩擦和变形（3）第三变形区的变形三个变形区的划分在剪切面OM附近的切削层金属，在刀具的作用下，在OA到OM之间由许多切应力曲面构成的剪切滑移区，其宽度很窄，只有0.02～0．2mm。当前刀面以切削速度挤压切削层时，其中某一质点P便进入剪切滑移区，由位置1移至位置2，2－2＇之间的距离就是它的滑移量。此后，P点的滑移依次为3－3′、4－4′，滑移量也相应依次增加，切应力应变也逐渐增大。当P点移至OM面（终剪切面）上，切应力达到屈服点时，滑移变形基本结束，切削层变形为切屑且沿前刀面流出。第一变形区切屑沿前刀面流出时

5、，受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前面处的金属再次产生剪切变形，使其切屑底层薄薄的一层金属流动滞缓。这一层滞缓流动的金属层称为滞流层。滞流层的变形程度比切屑上层大几倍到几十倍。第二变形区刀具后刀面和工件的接触区。切屑底层和前刀面之间的挤压摩擦，使切屑底层的金属晶粒纤维化而拉长，在带有钝圆半径的切削刃口处被分为两部分：一部分随切屑沿前刀面流出；另一部分沿后刀面流出，形成已加工表面，它受到切削刃钝圆半径和后刀面的挤压、摩擦与回弹，造成已加工表面金属的纤维化和加工硬化，并产生一定的残余应力。第三变形区的金属变形，将影响到工件的表面质量及使用性能。第三变形区1.

6、3.2积屑瘤（—）积屑瘤的现象在中速或较低切削速度范围内，切削一般钢料或其它塑性金属材料，而又能形成带状切屑时，常在切削刃口附近粘结一硬度很高（通常为工件材料硬度的2～3.5倍）的楔状金属块，它包围着切削刃且覆盖部分前刀面，这种楔状金属块称为积屑瘤。（二）积屑瘤的形成过程在切削过程中，由于刀-屑间的摩擦，使前刀面和切屑底层一样都是刚形成的新鲜表面，它们之间的粘附能力较强。因此在一定的切削条件（压力和温度）下，切屑底层与前刀面接触处发生粘结，使与前刀面接触的切屑底层金属流动较慢，而上层金属流动较快。流动较慢的切屑底层，称为滞流层。如果温度与压力适当，滞流

7、层金属就与前刀面粘结成一体。随后，新的滞流层在此基础上逐层积聚、粘合，最后长成积屑瘤。长大后的积屑瘤受外力作用或振动影响会发生局部断裂或脱落。积屑瘤的产生、成长、脱落过程是在短时间内进行的，并在切削过程中周期性地不断出现。（三）积屑瘤在切削过程中的作用1、增大前角积屑瘤粘附在前刀面上，它增大了刀具的实际前角，当积屑瘤最高时，刀具有30左右的前角，因而可减少切屑变形，降低切削力。2、增大切削厚度积屑瘤前端伸出于切削刃外，伸出量为△んD（见图⒈15），使切削厚度增大了△hD，因而影响了加工尺寸。3、增大已加工表面粗糙度积屑瘤的产生、成长与脱落是一个带有一定

8、周期性的动态过程（每秒钟几十至几百次），使切削厚度不断变化，以及有可能由此而引起振动；积屑瘤的