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《金属切削加工基础》PPT课件

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金属切削加工基础课件

金属切削加工基础课件

Kr’：使已加工表面残留密集的高度减小，降低工件 的表面粗糙度。
选择：在不产生振编动辑的版pp前t 提下，取小值。
22
5 . 刃倾角（ S ）
编辑版ppt
23
作用
①影响切削刃的锋利程度； ②影响切屑流出方向； ③影响刀头强度和散热条件； ④影响切削力的大小和方向。
选择： 精加工：取 正（+S ）
介质： 5%
编辑版ppt
43
2.影响切削温度的因素
v ① 切削用量： c 、f 、a p愈大，切削温度愈高。但 vc的影响最大 、f 次之、a p最小。
② 工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好， 切削温度越高。 刀具角度： 增大 0 ，切削温度降低；减小kr 、kr’，
③ 刀具 切削温度降低。
⑷ 硬质合金
碳化物+粘结剂——粉末冶金
碳化物：WC、TiC、等
粘结剂：Co
HRC≈76~84 耐热温度 —1000℃
允许的切削速度是高速钢的4~10倍。
编辑版ppt
27
① 钨钴类（YG）(K)：WC+Co ② 钨钴钛类（YT）(P)：WC+TiC+Co ③ 通用（YW）(M)：TaC、NbC ④ 表面涂层： TiC、TiN、TiCN、TiAlN
0
0
编辑版ppt
19
选择： 加工塑性材料和精加工—取大后角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小后角（ 0 ）
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时， 则 bD 、hD —
积屑瘤的形成

金属切削加工基础知识课件PPT教案

金属切削加工基础知识课件PPT教案

刀 具
(1)基面Pr
标
通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。
注 角
通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量的
度 某一安装定位平面或轴线。
的 参
例如，图示为普通车刀或刨刀的基面，它平行于刀具底面。钻头、铣刀和
考 丝锥等旋转类刀具，其切削刃各点的旋转运动(即主运动)方向，都垂直于通
系 过该点并包含刀具旋转轴线的平面，故其基面Pr就是刀具的轴向剖面。
素
其中 dm——已加工表面直径(mm)；
dw—待加工表面直径(mm)。
刀具切削部分的基本定义
刀具切削部分的构造要素 金属切削刀具的切削部分的几何形状与参数都有着共性，
即不论刀具构造如何复杂，它们的切削部分总是近似地以外 圆车刀的切削部分为基本形态。
第9页/共75页
刀
具 国际标准化组织(ISO)在确定金属切削刀具的工作部分几何
线。
由Pr-Pf-Pp 组成一个进给、背平
面参考系，如右图所示。
第18页/共75页
刀 具
刀具工作角度的参考系
切 前述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动，
削 部
不考虑进给运动，即在假定运动条件下确定的参考系。但刀具
分 在实际使用时，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确
的 基
切地反映切削加工的真实情形。只有用合成切削运动方向来确
垂直。
注：“静止系”本质上不是静止的，它仍然是把刀具同工件和运动联系起 来的一种特定的参考系。
第13页/共75页
刀
具
标
注
角 度
在刀具标注角度
的 参考系中的刀具角度
参 考 系
称为标注角度。 刀具标注角度的参

金属切削加工的基础知识幻灯片PPT

金属切削加工的基础知识幻灯片PPT
金属切削加工的基础知识幻灯片 PPT
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1.1 切削加工的运动分析及切削要素
1.1.1 零件表面的形成
☆ 回转体表面：是以直线为母线作旋转运动所形成的表面；成型 方法主要有：车削、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、内外圆磨削等。 如构成轴类、盘套类零件的内外圆、圆锥等。
3 南京理工大学
1.1.2 切削运动
l 概念：用以切除多余金属的刀具与工件间的相对运动 l 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。 进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多个。 其它运动：吃刀运动
分度运动
（2）辅助平面：
切削平面Ps：过切削刃上一点，与加工表面相切的平面。 基面Pr：过切削刃上同一点，与切削速度相垂直的平面。 正交平面Po（主剖面）：过切削刃上同一点，与切削平
面和基面相垂直的平面。
12 南京理工大学
l 刀具标角度的定义
刀具的标注角度是指静止状态下，在工程图上标注的 刀具角度。（下面以车刀为例介绍刀具的标注角度）
23 南京理工大学
1 正交平面中测量的角度
1)前角γ0 前刀面与基面之间的夹角。 2)后角α0 主后刀面与切削平面之间的夹角。
24 南京理工大学
主运动
加工表面
切削平面
基面
r
南京理工大学
进给运动 正交平面
25
前角、后角的作用
前角的作用：锋利，影响刀具强度 后角的作用：减小后刀面与工件间的摩擦和
r
r 2
(
f )2 2
移项后两边平方,并忽略H2
(H<< rε)：

机械制造工程学 李伟 谭豫之 第1章 金属切削加工的基础知识1新PPT课件

机械制造工程学 李伟 谭豫之 第1章 金属切削加工的基础知识1新PPT课件
切削过程中，主运动、进给运动合理的组合，便可以加 工各种不同的工件表面。
切削过程中，工件上形成三个表面，如图1-2所示 1）待加工表面——将被切除的表面； 2）过渡表面——正在切削的表面； 3）已加工表面——切除多余金属后形成的表面。
切削过程中，为提高 生产效率，机床除切削运 动外，还需要有辅助运动， 如切入运动、分度转位运 动、空程运动及送夹料运 动等。
图1-2 车削加工工件上的表面
1.1.2 切削用量
1、切削用量三要素
1）切削速度 v c ：切削刃的选定点相对于工件主运动的瞬
时速度。主运动是旋转运动时，切削速度计算公式如下：
c
dn
1000
式中 d——工件加工表面或刀具某一点的回转直径（mm）； n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
2）进给量 f：在工件或刀具的每一转或每一往复行程的时
1、刀具的分类：
刀具的种类很多，根据用途和加工方法不同，通常把刀 具分为以下类型。
1）切刀：包括各种车刀、刨刀、插刀、镗刀、成形车刀等。
2）孔加工刀具：包括各种钻头、扩孔钻、铰刀、复合孔加工 刀具(如钻一铰复合刀具)等。
3）拉刀：包括圆拉刀、平面拉刀、成形拉刀(如花键拉刀) 等。
4）铣刀：包括加工平面的圆柱铣刀、端铣刀等；加工沟槽 的立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等；加工特殊 形面的模数铣刀、凸(凹)圆弧铣刀、成形铣刀等。
(1)刀具安装位置对工作角度的影响
图2-8 a)刀尖高于工件轴线 b)刀尖低于工件轴线
5.
图2-9 (θ为切削时刀杆纵向轴线的偏转角)
5. (2)进给运动对工作角度的影响
图2-1ห้องสมุดไป่ตู้ 横向进给运动对工作角度的影响 图2-10 纵向进给运动对工作角度的影响

机械制造技术PPT课件第二章金属切削基本原理

机械制造技术PPT课件第二章金属切削基本原理
工艺系统刚性差—大主偏角
合理副偏角值的选择
添加标题
一般较小
添加标题
—5°~10°
添加标题
精加工
添加标题
—小，0°
添加标题
加工高强高硬材料或断续切削
添加标题
—小，4°～6°
添加标题
切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角

金属切削基础ppt课件

金属切削基础ppt课件
21
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，

金属切削加工基础知识PPT幻灯片课件

金属切削加工基础知识PPT幻灯片课件

第一章 金属切削加工的基础知识
概述
1. 金属切削加工的定义
金属切削刀具和工件按一定规律作相对运动，通过刀具上 的切削刃切除工件上多余的（或预留的）金属，从而使工件 的形状、尺寸精度及表面质量都符合预定要求，这样的加工 称为金属切削加工。
2.在金属切削加工过程中有两个基本要素：
一个是成形运动， 另一个是刀具。
螺旋线
螺纹牙形 渐开线
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
① 有些表面的发生线完全相同，只因母线的原始位置不同， 也可以形成不同的表面。
② 母线和导线有时候可以互换；有时候不可以互换。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
3 发生线的形成方法及所需的运动
在实际的切削加工中，发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对 运动得到的。由于生产中使用的刀具切削刃形状和采取的加工方 法不同，形成发生线的方法可归纳为四种。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
（1）成形运动的种类 • 简单成形运动 由单独的旋转运动或直线运动构成； • 复合成形运动 由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某些确 定的运动关系组合而成。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
（2）零件表面成形所需的成形运动 形成表面所需要的成形运动，就是形成母线及导线所需要的成形
加工表面的形成
例1-2 用成形车刀车削成形回转 表面 • 母线——曲线，由成形法形成， 不需要成形运动。 • 导线——圆，由轨迹法形成，需 要一个成形运动B1。 • 表面成形运动的总数为一个Bl， 是简单的成形运动。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动

第三章 常用金属切削加工方法ppt课件

第三章 常用金属切削加工方法ppt课件
2） 精度和表面质量要求较高的孔，或内表面 形状特殊的孔需用钻孔作为预加工工序。
3）内螺纹攻螺纹前所需底孔
2．立式钻床
由电动机把原动力经主 轴变速箱传给主轴，使主轴 带动钻头旋转。同时也把动 力传给进给箱，使主轴自动 作轴向进给运动。搬动手 柄，也可实现手动进给。进 给箱和工作台可沿立柱导轨 上下，移动以适应各种尺寸 工件的加工。
镗削加工所用的刀具
单刃镗刀 浮动镗刀(V=0.08～0.13m/s)
镗床的作用
第三节 刨削和拉削加工 一、刨削
概念
在刨床上用刨刀对工件作水平相对直线往复运 动的切削加工方法称刨削。 刨削是平面加工的主要方法之一。
设备
牛头刨床、龙门刨床和插床。
刨床的组成和运动
（一）牛头刨床 1.组成及用途： 工作台、刀架、滑枕、床身、横梁、 变速机构、进刀机构等。
主要用于加工小型零件，单件小批量生产， 在维修车间和模具车间应用较多
（二）龙门刨床 1．龙门刨床因有一个“龙门”式的框架结构而
得名，用于加工大型或重型工件，也可以多 个工件同时加工。 2．切削主运动虽然还是直线往复运动，但它是 由工件来完成的，刨刀只作进给运动。
3．特点：传动平稳、操作方便、适应性强，加工 精度高、生产率较高等。
每齿进给量af ：铣刀每转一个刀齿时，工件与 铣刀沿进给方向的相对位移量。
每转进给量f ：铣刀每转一转时，工件与铣刀 沿进给方向的相对位移量。
进给量速度vt ：单位时间内工件与铣刀沿进给 方向的相对位移量。
编辑版pppt
63
2.
切削厚度ac
切
削
层
切削宽度aw
要
素
切削层横截面积Acav
编辑版pppt

机械制造技术第二章金属切削基本原理课件

机械制造技术第二章金属切削基本原理课件

切削振动对表面质量的影响与控制
切削振动对表面质量的影响
切削过程中，由于刀具与工件的相互作用，可能会产生振动。振动会导致切削刃振动和工件振动，从而影响已加 工表面的粗糙度和波纹度，降低加工质量。
控制切削振动的方法
通过合理选择刀具材料和几何参数，优化切削用量和切削液的使用，以及采用减振装置和动态优化技术等措施， 可以有效减小切削振动，提高加工表面的质量。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
加工硬化与残余应力的影响
加工硬化
金属切削过程中，由于切削力的作用， 已加工表面层会发生冷作硬化，使表 面层金属的硬度和强度提高，塑性和 韧性降低。
残余应力
切削过程中，由于切削力和切削热的 共同作用，已加工表面层会产生残余 应力。残余应力分为压应力和拉应力， 过大的残余应力可能导致工件变形或 开裂。
边界磨损
切削过程中，切屑在刀尖处与刀具摩 擦造成磨损，影响切削效果和刀具寿 命。
破裂
切削过程中，切削力超过刀具材料的 强度极限，导致刀具破裂。
04 金属切削的工艺参数选择
切削速度的选择
01
02
03
04
切削速度对刀具寿命和 加工质量有显著影响。
切削速度越高，刀具寿 命越短，但工件加工时 间减少，生产效率提高。
选择切削速度时应综合 考虑刀具寿命、加工质 量和生产效率。
根据工件材料、刀具材 料和加工条件，选择合 适的切削速度范围。
进给量的选择
01
02
03
04
进给量是影响切削力和切削温 度的重要因素。
进给量过小，切削力增大，刀 具磨损加剧；进给量过大，切 削力减小，但工件表面粗糙度
增加。
选择进给量时应根据工件材料 、刀具材料和加工条件，以及 表面粗糙度要求进行合理调整
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单位时间的进给量— 进给速度（vf）
vf f n （mm/s）
进给量
dw ap
ap
dm
n
3）切削深度（ap）（mm）
ap
dw
dm 2
（mm）
f
Kr
背吃刀量（旧称切削深度）
2. 切削层几何参数
f
2
1
切削层 — 指工件上正在被切削刃切削的那一层金属。
即两个相邻加工表面之间的那一层金属。
f
Kr
3.2 刀具的基本结构及常用刀具材料
编辑版ppt
26
HRC≈61~65
a. 淬火后硬度高； HRC≈61~65
b. 价格低；
特点 ｃ.耐热温度低； 250~300℃
ｄ.淬火后应力、变形大。
应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。
⑵ 合金工具钢 Me<5% ； 9SiCr、CrWMn等。 HRC≈61~68 耐热温度 — 350~400℃
应用：速度低、形状复杂的工具。如铰刀、板牙、丝锥等。
编辑版ppt
27
⑶ 高速钢 HSS（High Speed Steel）
高合金钢。 W=6~20%；Cr=3.8~4.4%；V=1.0~4%
HRC≈62~69 耐热温度 —600℃ 应用：各种形状复杂的刀具。
W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2
如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。
0
0
编辑版ppt
20
选择： 加工塑性材料和精加工—取大后角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小后角（ 0 ）
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时， 则 bD 、hD —
金属切削加工基础
切削加工
用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得 几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生 产方法。
切削加工概述
3.1 金属切削加工概论
一、零件表面的形成
平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）
二、切削运动
为了形成零件表面形状，刀具与工件之间的相对运动。 1. 主运动： 切下切屑最主要的运动。
Kr’：使已加工表面残留密集的高度减小，降低工件 的表面粗糙度。
选择：在不产生振编动辑的版pp前t 提下，取小值。
23
5 . 刃倾角（ S ）
编辑版ppt
24
作用
①影响切削刃的锋利程度； ②影响切屑流出方向； ③影响刀头强度和散热条件； ④影响切削力的大小和方向。
选择： 精加工：取 正（+S ）
kr
主后刀面和切削平 f
面之间的夹角。
在正交平面内度量。
3）主偏角（kr）
dw dm
0
0
Kr’
正交平 面
4）副偏角（kr’）
在基面内度量。
编辑版ppt
车刀的主要几何角度1
13
5）刃倾角（S）
主切削刃与基面之间的夹角。在切削平面内度量
车刀的主要几何角度2
编辑版ppt
14
4. 刀具的结构形式
1）焊接式车刀 2）机加重磨式车刀 3）机加可转位式车刀
编辑版ppt
15
三、刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0）
编辑版ppt
16
① 减小切屑的变形； 作用
② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
编辑版ppt
17
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 选择：
三、切削要素
f
1. 切削用量三要素 1）切削速度（vc）m/s
在切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。
切削速度
旋转运动： vc dn
100060
（m/s）
往复直线运动：
vc
2Lnr
100060
2）进给量（f） （mm）
（m/s）
在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿 进给运动方向的相对位移。
一、刀具的组成
前刀面： 切屑流出所经过的表面。
切削部分 （刀头）
主切削刃
主后刀面：刀具上与工件的过刀渡尖表面相对的表面。
副切削刃
副后刀面：刀具上与工件的已加工表面相对的表面。
夹持部分（刀体）
编辑版ppt
8
二、刀具几何形状
1. 三个辅助平面
切削平面
n
① 基面
dw dm
过切削刃选定点，与
该点切削速度方向相
加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
高速钢车削碳钢： 0=200-300 硬质合金车削碳钢： 0=100-200
编辑版ppt
18
2. 后角（ 0）
编辑版ppt
19
作用： 减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力。
所以 0
a .减小切削力和切削热；
b .减小刀具的磨损； c .提高工件的加工精度和表面质量。
使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
编辑版ppt
21
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
低。同时，容易引起
系统振动。
kr’ kr
f
系统刚性好：取较小的kr。100~300、450。
选择
系统刚性差：取较编大辑的版ppkt r。600、750、900。
22
4 . 副偏角（kr’） 作用：最终形成已加工表面。
垂直的平面。
② 切削平面
f
过切削刃选定点，与该点
பைடு நூலகம்
过渡表面相切，并垂直于
基面的平面。
正交平面
③ 正交平面
过切削刃选定点，并同时垂直与基面和切削平
面的平面。
编辑版ppt
10
二、刀具几何形状
编辑版ppt
11
2. 刀具的主要标注角度
切削平面
1) 前角（0）
n
前刀面和基面
之间的夹角。
在正交平面内度量。
2）后角（0）
粗加工：可取零或负（ S =0、- S ）
编辑版ppt
25
四、刀具材料
1. 对刀具材料的基本要求
⑴ 较高的硬度。 一般要求在 60HRC以上。
⑵ 有足够的强度和韧性。
⑶ 有较好的耐磨性。
⑷ 较高的耐热性(热硬性)。
⑸ 有较好的工艺性。
2. 常用刀具材料
⑴ 碳素工具钢
C= 0.7~1.4%；T8、T10、T10A、T12等
特点：在整个运动系统中 — 速度最高、消耗的功
率最大，主运动只有一个。 2. 进给运动：
使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。
特点：速度低、消耗的功率小。有一个或多个。
金属切削运动实例
3. 零件上的三个表面
已加工表面 待加工表面 过渡表面(加工表面)
dw dm
待加工表面
n
过渡表面 已加工表面
⑷ 硬质合金
碳化物+粘结剂——粉末冶金
碳化物：WC、TiC、等
粘结剂：Co
HRC≈76~84 耐热温度 —1000℃
允许的切削速度是高速钢的4~10倍。
编辑版ppt