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机械技术

机械制造技术基础课件

作者:admin 发布时间:2020-05-02 05:11

  刻板缔制技能根底课件_工学_上等训诲_训诲专区。第2章 缔制工艺配备 章 金属切削刀具 机床 机床夹具 熊良山等编《刻板缔制技能根底》课件 1 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 2.1 金属切削刀具的基础常识 2.1.1 金属切削

  第2章 缔制工艺配备 章 金属切削刀具 机床 机床夹具 熊良山等编《刻板缔制技能根底》课件 1 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 2.1 金属切削刀具的基础常识 2.1.1 金属切削加工的基础观点 1. 切削运动(主运动和进给运动)与切削用量 切削运动(主运动和进给运动) 图2-1 外圆车削的切削运动与 加工外外 图2-2 平面刨削的切削运动与 加工外外 2 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 切削速率V 进给量f(或进给速率 和背吃刀量 或进给速率V 和背吃刀量a 切削速率 c,进给量 或进给速率 f)和背吃刀量 p 3 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 切削运动 主运动 进给运动 合成切削运动 2. 工件外外 待加工外外 已加工外外 过渡外外 4 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 3. 切削层参数: 切削层参数: 公称厚度h ,公称宽度b ,公称横截面积A 公称厚度 D,公称宽度 D,公称横截面积 D=hDbD=fap 5 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 2.1.2 刀具角度 (一)切削个别的构成 前刀面A 前刀面 γ 主后刀面Aα 主后刀面 副后刀面 主切削刃S 主切削刃 副切削刃S’ 副切削刃 刀尖 6 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 其他刀具可看作是车刀的演变和组合 7 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 (二)界说刀具角度的参考系 刀具标注角 度参考系 基面Pr 基面 切削平面P 切削平面 s 正交平面P 正交平面 0 法平面P 法平面 n 假定处事P 假定处事 f 背平面P 背平面 p 8 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 (三)刀具的标注角度 前角γ 前刀面—基面 正交平面) 基面( 前角γ0: 前刀面 基面(正交平面) 后角α 0 :主后刀面—切削平面(正交平面) 后角α 主后刀面 切削平面(正交平面) 切削平面 主偏角κ 主刃投影—假定进给对象 基面) 假定进给对象( 主偏角κr :主刃投影 假定进给对象(基面) 副偏角κ 主刃投影—假定进给对象 基面) 假定进给对象( 副偏角κ’ r :主刃投影 假定进给对象(基面) 刃倾角λ s :主刃 基面(切削平面) 主刃—基面 切削平面) 基面( 刃倾角λ 9 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 图2-7 车刀的首要标注角度 10 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 (四)刀具的处事角度 图2-9 横向 进给运动的 影响 11 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 轴 向 进 给 运 动 的 影 响 12 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 安 装 高 度 的 影 响 13 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 刀杆核心线 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 2.1.3 刀具资料 加工时要继承高温、高压、激烈的摩擦,冲锋和振动。 加工时要继承高温、高压、激烈的摩擦,冲锋和振动。 1.刀具资料应具备的机能 刀具资料应具备的机能 1) 高的硬度 :比工件高,HRC60 比工件高, 2) 高的耐磨性:耐费用 高的耐磨性: 3) 足够的强度和韧性:不崩刃,不时 足够的强度和韧性:不崩刃, 4) 高的耐热性(热安定性):高温时能够加工 高的耐热性(热安定性):高温时能够加工 ): 5) 优越的热物理机能和耐热冲锋机能 6) 优越的工艺机能:刀具缔制本钱低 优越的工艺机能: 15 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 常用刀具资料有碳素器材钢、合金器材钢、高速钢、硬质合金、 常用刀具资料有碳素器材钢、合金器材钢、高速钢、硬质合金、 陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。 陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。 2. 高速钢外2-1 高速钢外 含有较众钨、 含有较众钨、钼、烙、钒等元素的高合金器材钢 较高的硬度(热治理硬度达HRC62—67)和耐热性(切削温 较高的硬度(热治理硬度达 ) 耐热性( 度可达550—600?) 度可达 ) 切速比碳素器材钢和合金器材钢高1—3倍(所以而得名), 切速比碳素器材钢和合金器材钢高 倍 所以而得名), 刀具耐费用高10—40倍,以至更众 刀具耐费用高 倍 能够加工从有色金属到高温合金的规模通常的资料 缔制工艺粗略,能锻制, 缔制工艺粗略,能锻制,容易磨出厉害的刀刃 正在繁复刀具(钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等) 正在繁复刀具(钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等) 的缔制中拥有紧张位置。 的缔制中拥有紧张位置。 用处分:通用型高速钢和 用处分:通用型高速钢和高机能高速钢 缔制工艺分 熔炼高速钢和 缔制工艺分:熔炼高速钢和粉末冶金高速钢 16 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 3.硬质合金 外2-2) 硬质合金(外 硬质合金 用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物(碳化钨,碳化钛,碳 用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物(碳化钨,碳化钛, 金属碳化物 化钽,碳化铌等) 金属粘结剂( 钼等) 化钽,碳化铌等)与金属粘结剂(钴,镍,钼等)正在高温下 烧结而成的粉末冶金成品。 烧结而成的粉末冶金成品。 硬度: 的高温, 硬度:HRA89-93,能耐 ,能耐850-1000?C的高温,优越的耐磨性, 的高温 优越的耐磨性, 切速可达100-300m/min,可加工包含淬硬钢正在内的众种资料。 切速可达 ,可加工包含淬硬钢正在内的众种资料。 通常运用 硬质合金的抗弯强度低, 硬质合金的抗弯强度低,冲锋韧性 差,不厉害,较难加工,不易做成 不厉害,较难加工, 形式繁复的完全刀具。 形式繁复的完全刀具。 常用的硬质合金有钨钴类( 类),钨钛钴类 钨钛钴类( 类 常用的硬质合金有钨钴类(YG类),钨钛钴类(YT类)和 通用硬质合金( 通用硬质合金(YW类)3类。 类 类 17 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 4. 涂层刀具和其它刀具资料 涂层刀具: 涂层刀具:耐磨性高的难熔金属化合物 耐费用起码可抬高1—3倍(刀片),或2—10倍(高速 倍 刀片),或 耐费用起码可抬高 ), 倍 )。加工资料的硬度愈高 效率愈好。 加工资料的硬度愈高, 钢)。加工资料的硬度愈高,效率愈好。 人制金刚石: 人制金刚石:正在高温高压下由石墨转化而成 极高的硬度(显微硬度可达HV10000)和耐磨性,摩擦系 极高的硬度(显微硬度可达 )和耐磨性, 数小,切削刃特地厉害。很高的加工外外质料。 数小,切削刃特地厉害。很高的加工外外质料。 陶瓷资料:以氧化铝为首要因素, 陶瓷资料:以氧化铝为首要因素,经压制而成 时可保留HRA80的硬度,脆。 的硬度, 正在1200°C时可保留 ° 时可保留 的硬度 热安定性较差(不得超越700~800℃),与铁元素的化学 热安定性较差(不得超越 ~ ℃),与铁元素的化学 亲和力很强,不宜加工钢铁件。加工硬质合金。 亲和力很强,不宜加工钢铁件。加工硬质合金。 立方氮化硼: 立方氮化硼:由六方氮化硼正在高温高压下蜕化而成 硬度热安定性很高(可达1300—1400°C) 。 硬度热安定性很高(可达 ° ) 最大的利益:正在高温( 最大的利益:正在高温(1200—1300°C)时也不易与铁族 ° ) 金属起反映。 金属起反映。 18 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 2.1.4 CVD金刚石切削刀具 金刚石切削刀具 激光焊接金刚 石圆锯片 寿命相当于硬质合金刀具的100倍以上 倍以上 寿命相当于硬质合金刀具的 加工特色: 加工特色: 1)刀刃强度高,能继承较单晶金刚石刀具更高的冲锋载荷。 刀刃强度高,能继承较单晶金刚石刀具更高的冲锋载荷。 刀刃强度高 2)磨耗小,耐费用比硬质合金高100倍以上,机能优于 磨耗小,耐费用比硬质合金高 倍以上, 磨耗小 倍以上 机能优于PCD刀 刀 能够众次修磨,屡次操纵。 具。能够众次修磨,屡次操纵。 3)用单晶金刚石刀具的研磨手腕将刃部细腻研磨扔光至 用单晶金刚石刀具的研磨手腕将刃部细腻研磨扔光至 Ra≤0.05um,被加工工件外外可抵达镜面光。 被加工工件外外可抵达镜面光。 被加工工件外外可抵达镜面光 4)热导率 热导率5W/cm K 。 热导率 5)热安定性好,最高处事温度800℃。 热安定性好,最高处事温度 热安定性好 ℃ 人制金刚石单晶 19 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 2.1.5 刀具角度的选取 1.选取前角γ0 选取前角γ 选取前角 2.选取后角 o 选取后角α 选取后角 3.选取主偏角κr 和副偏角 r 选取主偏角 和副偏角κ? 4.选取刃倾角 s 选取刃倾角λ 选取刃倾角 应该指出,刀具各角度之间是互相干系,互相影响的, 应该指出,刀具各角度之间是互相干系,互相影响的,孤 马上选取某一角度并不行获得所期望的合理值。 马上选取某一角度并不行获得所期望的合理值。 20 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 1. 前角γ0 前角γ 影响: 影响: 切削的难易水准-很大。 ↖前角,使刀刃变得厉害,使 切削的难易水准 很大。 前角,使刀刃变得厉害, 很大 切削更轻疾,切屑变形↘ 切削力和切削功率↘ 切削更轻疾,切屑变形↘,切削力和切削功率↘ ↖前角,刀刃和刀尖强度↘ ,散热体积↘ ,影响刀具 前角,刀刃和刀尖强度↘ 散热体积↘ 寿命。对外外毛糙度, 寿命。对外外毛糙度,排、断屑等有必然的影响 21 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 选取前角γ 选取前角γ0 首要取决于:工件资料、刀具资料、 首要取决于:工件资料、刀具资料、加工哀求 工件强度、硬度较低时,取较大的前角,反之取较小的前 工件强度、硬度较低时,取较大的前角, 角; 加工塑性资料(如钢)选较大的前角,脆性资料(如铸铁) 加工塑性资料(如钢)选较大的前角,脆性资料(如铸铁) 选较小的前角。 选较小的前角。 刀具资料韧性好(如高速钢),前角可选得大些, 刀具资料韧性好(如高速钢),前角可选得大些,反之 ),前角可选得大些 如硬质合金)则前角应选得小少许。 (如硬质合金)则前角应选得小少许。 粗加工时,出格是断续切削时,应选用较小的前角; 粗加工时,出格是断续切削时,应选用较小的前角;精加 工时应选用较大前角。 工时应选用较大前角。 硬质合金车刀的前角γ ~+20 规模内选, 20° 硬质合金车刀的前角γ0正在-5°~+20°规模内选,高速 钢刀具的前角应比硬质合金刀具大5 10° 钢刀具的前角应比硬质合金刀具大5°~10°,而陶瓷刀 具的前角平常取- 15。 具的前角平常取-5°~15。 22 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 2. 后角 o 后角α 后角的首要功用:减小后刀面与工件的摩擦和后刀面的 后角的首要功用: 磨损,其巨细对刀具耐费用和加工外外质料都有很大的 磨损, 影响。 影响。 巨细取决于:切削厚度(或进给量),也与工件资料, 巨细取决于:切削厚度(或进给量) 也与工件资料, 取决于 工件资料 工艺编制的刚性相合。 工艺编制的刚性相合。 相合 车削平常钢和铸铁时,车刀后角常选用 ° 车削平常钢和铸铁时,车刀后角常选用4°~6°。 ° 23 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 3. 主偏角 r和副偏角 ?r 主偏角κ 和副偏角κ? 影响:主偏角和副偏角对刀具耐费用影响很大。 影响:主偏角和副偏角对刀具耐费用影响很大。减小主偏 影响很大 角和副偏角 刀尖角增大,刀尖强度抬高,散热条目改正, 刀尖角增大,刀尖强度抬高,散热条目改正,刀具耐用 度抬高。 度抬高。 消浸残留面积高度,减小加工外外的毛糙度。 消浸残留面积高度,减小加工外外的毛糙度。 主偏角和副偏角还会影响各切削分力的巨细和比例。 主偏角和副偏角还会影响各切削分力的巨细和比例。 主偏角取值:正在工艺编制刚性较好时,主偏角κ 主偏角取值:正在工艺编制刚性较好时,主偏角 r宜取较小 值,如κr=30°~70°。车削修长轴时,取κr= 90°~93°, ° ° 车削修长轴时, ° ° 以减小背向力F 以减小背向力 p。 副偏角κ 的巨细首要依据外外毛糙度的哀求挑选, 副偏角 r的巨细首要依据外外毛糙度的哀求挑选,平常为 5°~15°,粗加工时取大值,精加工时取小值。 ° ° 粗加工时取大值,精加工时取小值。 24 华中科技大学刻板科学与工程学院熊良山创制 4. 刃倾角 s 刃倾角λ 影响:刀头的强度和切屑滚动的对象 影响 刀头的强度和切屑滚动的对象。 刀头的强度 取值: 取值 正在加工平常钢件和铸铁时,无冲锋的粗车取λ =0~-5° 正在加工平常钢件和铸铁时,无冲锋的粗车取λs =0~-5° 精车取λ 精车取 s =0~+5°; ° 有冲锋负荷时,取λs = - 5°~ - 15°; 有冲锋负荷时, ° ° 当冲锋出格大时, 当冲锋出格大时,取λs = - 30°~ - 45°。 ° ° 切削高强度钢,冷硬钢时,可取 切削高强度钢,冷硬钢时,可取λs =-30°~ - 10°。 - ° ° 25


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