金属切削原理与刀具期末复习重点

切削加工：利用刀具切除被加工零件多于材料的方法1.切削用量：切削加工过程中切削速度，进给量和背吃刀量的总称（1）切削速度Vc指切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度Vc=πdn/1000d为直径n为转速（2）进给量f为刀具在进给方向上相对工件的位移量Vf=nfVf为进给速度（3）背吃刀量ap指垂直进给速度方向测量的切削层最大尺寸ap=（dw-dm）/2dw待加工表面直径dm为已加工表面直径（4）切削时间Tm指切削时直接改变工件尺寸、形状等工艺过程所需的时间tm=LA/vfapL为刀具行程长度A半径方向加工2.合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动余量合成切削速度：切削刃选定点相对工件合成切削运动的瞬时速度Ve=Vc+Vf3.刀具的组成：三面两刃一尖（1）前面Aγ：切屑流过的表面（2）后面Aα：与过渡表面相对的表面（3）副后面：与已加工表面相对的表面（4）主切削刃S：前、后刀面汇交的边缘（5）副切削刃：除主切削刃以外的切削刃（6）刀尖：主、副切削刃汇交的一小段切削刃4.刀具角度参考系正交平面参考系：基面（Pr)、切削平面（Ps)、正交平面(Po)法平面参考系：基面(Pr)、切削平面(Ps)、法平面（Pn):是过切削刃某选定点垂直于切削刃的平面假定工作平面参考系：基面（Pr）、假定进给平面（Pf)、假定切深平面(Pp)：过切削刃选定点即垂直假定工作平面又垂直于基面的平面。（1）基面（Pr)：过切削刃选定点平行或垂直刀具安装面的平面（2）切削平面（Ps)：过切削刃选定点与切削刃相切并垂直与基面的平面（3）正交平面(Po)：过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的平面（4）假定进给平面（Pf)：过切削刃选定点平行于假定进给方向并垂直与基面的平面5.刀具角度（1）前角γ0：正交平面中测量前面与基面间的夹角（2）后角α0：正交平面中测量后面与切削平面间的夹角（3）副后角：正交平面中测量副后刀面与切削平面间的夹角（4）主偏角kr：基面中测量主切削平面与假定工作平面间夹角（5）副偏角：基面中测量副切削平面与假定工作平面间夹角（6）刃倾角λs：切削平面中测量切削刃与基面间夹角（7）刀尖角：主切削刃与副切削刃之间的夹角。εr=180º-(Кr+Кr’)（8）楔角β0：正交平面中测量的前面与后面间夹角β0=90°－（γ0+α0）。6.刀具工作角度的影响（1）刀柄逆（顺）时针转动，主偏角增大（减小），副偏角减小（增大）（2）切削刃选定点高（低）于工件中心，前角增大（减小），后角减小（增大）（3）进给运动方向不平行与工件旋转轴线，主偏角减小，副偏角增大（4）纵向进给，前角增大，后角减小7.切削层：切削部分切过工件的一个单程所切除的工件材料层（1）切削层横截面积（2）切削厚度（3）切削宽度，主偏角减小，切削厚度减小，切削宽度增大切削方式（1）自由切削：只有一个主切削刃参与切削。非自由切削：主、副切削刃同时参与切削（2）正交切削：切削刃与切削速度方向垂直，非正交切削：切削刃不垂直切削速度方向第二章1、刀具材料性能：高硬度、高耐磨性、足够的强度与韧性、高耐热性、较好的工艺性与经济性2、刀具材料类型：工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，陶瓷（金属陶瓷、非金属陶瓷），超硬材料（立方氮化硼、金刚石），最常用的是高速钢与硬质合金3、高速钢有何性能特点，适用于何处？高速钢的特点：耐热温度低，切削速度低；强度高，工艺性最好。主要低速加工铸铁，结构钢第三章1、切削变形区的划分：第一变形区，位于始滑移面和终止滑移面之间，产生剪切变形；第二变形区发生于切屑底面和前刀面近刀尖的接触处，产生纤维化；第三变形区发生于已加工表面近切削刃处，产生纤维化和加工硬化。1、切屑类型（1）带状切屑（在切削塑性材料，切屑过程是切削层剪切滑移过程，形成的切屑沿刀具前面呈带状流出，切削平稳，表面粗糙度小）（2）节状切屑（在形成切屑时，切屑厚度的背面出现剪切断裂呈节状流出，切削变形大，切削力大）（3）粒状切屑（在切削层中发生严重的塑性变形，切应力大于材料抗拉强度时，切屑被剪断成颗粒状）（4）崩碎切屑（切削脆性材料时，切削层经弹性形变后产生脆性崩裂形成不规则崩碎切屑，引起振动，表面质量差，切削力大）2、变形程度的表示方法（1）相对滑移：切削层在剪切面上相对滑移量（2）切屑厚度压缩比：切屑外形尺寸的相对变化量（3）剪切角：切屑根部测定晶格滑移方向与切削速度方向之间的夹角。影响切削变形的主要因素：增大前角r0减小刀屑面间摩擦，使剪切角增大，是减小切削变形的途径3、积屑瘤：是由切屑堆积在刀具前面近切削刃处的一个硬楔块，在第二变形区内，是由摩擦和变形形成的物理现象。消除：（1）采用低速或高速切削（2）减小进给量，增大前角，提高刀具刃磨质量，合理选用切削液（3）合理调整切削参数，避免形成中温区域4、加工硬化：第三变形区内，在挤压摩擦作用下，已加工表面层晶粒扭曲，错位，破碎，严重的塑性变形使表面层硬度提高的现象。衡量指标：硬化程度和深度，消除：（1）磨出锋利切削刃（2）增大前角和后角（3）减小背吃刀量（4）合理选用切削液7、影响切削力因素：（1）切削用量：背吃刀量和进给量增大，切削力增大，ap增大一倍，切削力增大一倍，f增大一倍，由于摩擦变形，切削力增大80％；中速切削，产生积屑瘤，前角增大，切削变形小，切削力减小，提速，积屑瘤消失，切削力上升，继续提速，趋于稳定（2）工件材料：硬度强度高，剪切屈服强度高，切削力大，塑性韧性高，切削变形大，刀屑摩擦严重，切削力大（3）刀具几何参数：前角增大，切削变形小，切削力减小；主偏角增大，切削变形小，切削力减小，继续增大，切屑流出挤压加剧，切削力增大，主偏角在60度为宜（4）其他因素：刀尖圆弧半径增大，切削变形增大，切削力增大；刀具磨损，切削时摩擦和挤压加剧，切削力增大；合理选用切削液可减小切削力9、刀具磨损磨损原因：（1）磨粒磨损：工件材料中存在硬质点，在切削时像磨料摩擦刀具表面,致使刀面磨损，属于机械磨损，低温低速（2）相变磨损：工具钢刀具高速切削时，刀具材料在高温下产生相变，硬度降低，属于塑性变形，高温（3）粘结磨损：刀具材料与工件发生粘结，两者相对运动产生剪切破坏，带走刀具材料粘结颗粒，中速中温（4）扩散磨损：工件与刀具材料中的合金元素在高温高压下相互扩散置换（5）氧化磨损：硬质合金刀具材料中的元素与氧气发生反应，生成硬度较低的氧化膜，在切削时受到连续摩擦，造成刀具磨损，扩散磨损和氧化磨损属于化学磨损，高温高速刀具磨损标准：即为达到急剧磨损阶段时的磨损量VB值。正常时VB=0.3mm，不正常时VBmax=0.6mm磨损阶段：初期磨损、正常磨损、急剧模塑，磨损标准即达到急剧磨损阶段的磨损量VB影响刀具寿命的因素：1、切削速度：切削速度提高，切削温度增高，磨损加剧寿命降低2、进给量f与被吃刀量ap：两者增大，切削温度升高，寿命减小3、刀具几何参数：前角r0、主偏角kr、副偏角kr、、刀尖圆弧半径r£。增大前角，切削温度降低寿命延长，太大强度低，散热差刀具寿命反而缩短，增大kr、kr、r£、都能起到提高刀具强度和降低切削温度4、工件材料：加工材料的强度，硬度和韧性越高，切削时均能是温度升高。5、刀具材料：影响寿命的重要因素第四章相对加工性指标（Kr）:60060VVKr水溶性切削液:水溶液,乳化液,合成切削液5、刀具几何参数的合理选择：（1）前角：前角增大，切削刃锋利，切屑流出阻力小，摩擦小，切削变形小，切削力小，切削温度低，刀具磨损小，加工表面质量高；过大，刀具刚性强度差，散热差，刀具磨损严重，刀具寿命缩短选择原则：加工材料：塑性软材料，大前角；脆性硬材料，小前角；加工要求：精加工，大前角；粗加工，断续切削，加工成型面，小前角；刀具材料：高速钢刀抗弯强度和抗冲击韧性高，大前角；硬质合金，陶瓷刀具抗弯强度低，小前角（2）后角：后角增大，减小摩擦，加工表面质量高，提高刀具耐用度；过大，切削刃强度降低，散热差，刀具磨损大，刀具寿命低选择原则：加工精度：精加工，减小摩擦，大后角；粗加工，提高刀具强度，小后角；加工材料：塑性软材料，大后角；脆性硬材料，小后角（3）主偏角：主偏角增大，背向力减小，切削平稳，切削厚度增大，易断屑；主偏角减小，刀具强度提高，散热好，加工表面粗糙度低，切削宽度长，单位切削刃长度受力小，刀具寿命高选择原则：加工材料：高强度，高硬度，热导率小的材料，小主偏角；工艺系统刚度：工艺系统刚度不足，为减小背向力，大主偏角；加工表面形状（4）副偏角（影响粗糙度）：副偏角过小，增大副后面与已加工表面的摩擦，引起振动选择原则：在不影响摩擦和振动情况下，选取小副偏角（5）刃倾角λs（影响切屑流向）：负刃倾角增加刀头强度，提高切削刃抗冲击性；过负，背向力增大，易产生振动选择原则：加工要求：加工精度高时，正刃倾角；粗车或有冲击或加工高强度钢，淬硬钢，为提高刀具强度，负刃倾角；加工条件：加工断续表面或余量不均匀时，大的负刃倾角。第七章1、麻花钻的主要组成：（1）装夹部分：用于联接和传递动力（2）工作部分：用于导向、排屑（3）切削部分：两个前面、后面、副后面，左右切削刃、横刃和两条棱边2、麻花钻的刃磨角度：（1）顶角2：两主切削刃在中断面投影中的夹角（2）外缘后角f：主切削刃靠刃带转角处在柱断面中的后角（3）横刃斜角：端平面测量中断面与横刃的夹钝角第九章1、拉削方式（拉刀逐齿从工件表面切除加工余量的方式）：（1）分层式拉削：每层余量各由一个刀齿切除，同廓式：各刀齿廓形与加工表面最终廓形相似；渐成式：加工表面最终廓形是由各刀齿拉削后衔接而成（2）分块式拉削：刀齿分组，齿组间有较大齿升量，每组三齿，前二齿切削余量，最后一齿修光。（3）综合式：前部刀齿为单齿分块式，后部刀齿为同廓分层式。特点：（1）同廓分层式：齿升量较小，拉削质量高，拉刀长（2）同廓渐成式：拉刀容易制造，拉削质量差（3）分块式：齿升量大，适合拉削大尺寸、大余量表面和毛坯面，拉刀短，效率高，但不易提高拉削质量（4）综合式：兼有分块和分层的优点，用于切削余量较大的圆孔逆铣：铣刀旋转方向和工件进给方向相反。切削厚度从零逐渐增大；过渡表面上挤压、滑行，工件表面产生严重冷硬层;工件有抬起趋势；当丝杠和螺母副中存在间隙时，丝杠和螺母传动面始终贴紧，铣削过程平稳顺铣：铣刀旋转方向与工作的进给方向相同。切削厚度从最大开始；避免挤压、滑行现象；工件有压下趋势，有利于工件夹紧；当丝杠与螺母副中存在间隙时，进给不均匀，严重时会使铣刀崩刃