机械制造技术基础-金属切削原理与刀具ppt课件.ppt

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1、第二章金属切削原理与刀具§2.1刀具的结构一、切削运动与切削要素1、切削运动（1）金属切削加工：（2）切削运动：刀具与工件之间的相对运动主运动：只有一个进给运动：可以有一个或几个2、切削要素（1）待加工表面加工表面（过度表面）已加工表面切削表面（2）切削用量（旋转）（往复直线）（3）切削层几何参数进给量背吃刀量切削速度切削厚度切削面积切削宽度3、切削方式的划分（1）自由切削与非自由切削自由切削：只有一条直线切削刃参加切削工作非自由切削：刀具切削刃是曲线，或几条切削刃同时参加并完成切削（2）直角切削与斜角切削直角切削：刀具主切削刃的刃倾角的切削。此时，主

2、切削刃与切削速度方向成直角斜角切削：刀具主切削刃的刃倾角的切削。直角切削与斜角切削二、刀具角度1、刀具切削部分的组成前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖车刀组成刀具过渡刃刨刀、钻头、铣刀切削部分形状2、确定刀具切削角度的参考平面切削平面：通过刀刃上选定点，切于工件过渡表面的平面基面：通过刀刃上选定点，垂直于该点合成切削运动向量的平面宽刃刨刀参考平面3、刀具标注角度的参考系车刀标注角度参考系正交平面法平面背平面和假定工作平面用作标注前、后刀面角度的测量平面参考系参考平面符号正交平面参考系基面切削平面正交平面法平面参考系基面切削平面法平面背

3、平面和假定工作平面参考系基面背平面假定工作平面刀具标注角度参考系4、刀具的标注角度前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、副后角车刀的主要角度5、刀具的工作角度（1）刀具安装位置对工作角度的影响①刀具安装高低对工作角度的影响（a）（b）（c）②刀杆中心线与进给方向不垂直的影响车刀安装偏斜横向进给纵向进给§2-2刀具材料一、刀具材料应具备的性能高的硬度和耐磨性足够的强度和韧性高的耐热性更好的热物理性能和耐热冲击性能良好的工艺性经济性二、常用的刀具材料工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷超硬刀具材料（1）高速钢突出性能：较高的强度、韧性和耐磨性，较好的工艺性主要品种

4、：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V2Co8、W6Mo5Cr4V2Al应用范围：用于加工250~280HB以下的大部分结构钢和铸铁，用作复杂刀具如钻头、丝锥、铰刀、拉刀、铣刀、齿轮刀具和成形刀具（2）硬质合金突出性能：硬度、耐磨性、耐热性都很高；但抗弯强度低，断裂韧性也较低突出性能：硬度、耐磨性、耐热性都很高；但抗弯强度低，断裂韧性也较低主要种类：应用范围：K类：YG3、YG6、YG8M类：YW1、YW2P类：YT5、YT15、YT30YT类→用于钢类、铸铁类高静加工，不用于钛合金和含钛的不锈钢YG类→铸铁、有色金属、非金属材料高

5、强度钢、奥氏体钢、高温合金粗加工YW类→不锈钢、高锰钢、耐热钢的粗、半精加工（3）涂层刀具CVD涂层、MT-CVD涂层、PVD涂层、ZX涂层、CVD金刚石（薄膜和厚膜）、涂层陶瓷和多立方氮化硼（4）金刚石刀具PCD、CVD厚膜和人工合成单晶金刚石突出性能：极高的硬度和耐磨性，摩擦系数小，但耐热性低，不能加工铁族金属主要应用：有色金属及其合金，非金属，光学零件等精密和超精密加工（5）立方氮化硼很高的硬度和耐磨性，热稳定性好，化学惰性大；用于加工淬火钢和冷硬铸铁§2-3金属切削过程及其物理现象一、国内外切削理论研究概述二、研究金属切削过程的实验方法侧面观察

6、法，高速摄影法，快速落刀法，扫描电镜显微观察法，光弹性、光塑性试验法、其他试验法三、切屑形成过程第二变形区第三变形区第一变形区三个变形区四、变形区基本特征第一变形区（基本变形区）：沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化。第二变形区（摩擦变形区）：使切屑底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减慢，甚至滞留在前刀面上；切屑弯曲；由摩擦产生的热量使切屑与刀具接触面温度升高第三变形区（加工表面变形区）：使切屑底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减慢，甚至滞留在前刀面上；切屑弯曲；由摩擦产生的热量使切屑与刀具接触面温度升高五、切屑变形的表示方法剪切角相对滑移或剪切应变

7、切屑变形系数相对滑移与变形系数间的关系六、切屑类型及其控制1、带状切屑产生条件：加工塑性材料，切削速度较高，切削厚度较小，刀具前角较大形态特征：内表面是光滑的，外表面是毛葺的2、挤裂切屑产生条件：加工塑性材料，切削速度较低，切削厚度较大，刀具前角较小形态特征：内表面有时有裂纹，外表面呈锯齿形3、单元切屑产生条件：改变挤裂切屑条件，进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度形态特征：梯形的单元切屑4、崩碎切屑产生条件：加工脆性材料形态特征：切屑的形状不规则，加工的表面凹凸不平5、切屑控制定义：衡量切屑可控性的标准：不妨碍正常的加工；不影响操作者的安

8、全；易于清理、存放和搬运切屑控制措施：在前刀面上磨制出断屑槽或使用压块式断屑器；推广使用可转位