(4) 刀具磨损的影响。在后刀面的磨损值达到一定数值后,对切削温度的影响增大,切
削速度越高,影响越显著。
(5) 切削液的影响。切削液对切削温度的影响与切削液的导热性能、比热容、流量、浇
注方式、以及本身的温度有很大的关系。 切削温度的分布
1、剪切面上个点温度几乎相同
2、前刀面和后刀面上的最高温度都不在刀刃上,而是在离刀刃有一定距离的地方 3、在剪切区域中,垂直剪切面方向上的温度梯度很大 4、前刀面上的摩擦热集中在切削的底层
5、后刀面的接触长度越小,温度的升降在极端的时间内完成,加工面受到一次热冲击。 6、工件材料塑性越大分布就较均匀。工件材料脆性越大,最高温度所在的点离刀刃越近 7、工件材料的导热系数越低,则刀具的前后刀面的温度越高 指导生产
1、工件预热后切削,切削力下降很多,但是切削温度对剪切区域内的强度影响不大 2、适当提高切削温度,对提高硬质合金的韧性有利 3、对工件精度有影响
刀具磨损的种类及其产生的条件?P105
正常刀具磨损:
(1) 前刀面磨损(月牙洼磨损) 切塑性金属时,如果切削速度较高和切削厚度较大,切
屑与前刀面完全是新鲜表面相互接触和摩擦,化学活性很高,接触面又有很高的压力和温度,空气或切削液渗入比较困难,因此在前刀面上形成了月牙洼。
(2) 后刀面磨损。 后刀面虽然有后角,但由于切削刃不如理想的锋利,而有一定的钝圆,
后刀面与工件表面的接触压力很大,存在着弹性和塑性变形。因此,后刀面与工件实际上是小面积接触,磨损就发生在这个接触面上。
(3) 边界磨损。 原因:①切削时,在刀刃附近的前、后刀面上,压应力和剪应力很大,
但在工件表面处的切削刃上应力突然下降,形成很高的应力梯度,引起很大的剪应力。同时,前刀面的切削温度很高,而刀具与工件外表面接触处由于受空气冷却和切削液冷却而造成温度迅速降低,造成很高的温度梯度,也引起很大的剪应力,促使刀具磨损。②由于加工硬化的原因,靠近刀尖处的副切削刃处的切削厚度减薄到零,引起刀刃打滑,促使道具磨损。
非正常刀具磨损(破损):
道具的破损按性质可分为塑性破损和脆性破损:
(1) 塑性破损。塑性破损是由于高温高压而使前、后(刀)面发生塑性流动而丧失切削
能力。
(2) 脆性破损。硬质合金和陶瓷刀具在机械和热冲击作用下,常产生崩刀,碎断,剥落,
裂纹等均属于脆性破损。
按时间又可分为早期破损和后期破损:
(1) 脆性大的刀具材料切削高硬度材料或断续切削时,常出现早期破损。此时,前、后
(刀)面尚未发生明显破损。
(2) 后期破损是切削一定时间后,刀具材料因交变机械应力和热应力所致的疲劳损坏。
刀具磨损的原因?起主导作用的是切削温度。低温区,以机械磨损为主;较高温区以热
化学磨损为主
(1) 硬质点磨损(机械磨损或摩擦磨损) 由于工件材料、材料集体组织中所含的碳化物、
氮化物或氧化物等硬质合金点,以及积屑瘤的碎片等造成的机械磨损(一般认为硬质点产生的磨损量与刀具和工件相对滑动距离或切削路程成正比)低速刀具磨损主
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(2)
(3)
(4)
(5)
要原因。硬质合金刀具因粘结磨损快,高速钢粘结慢。
黏结磨损。黏结是指刀具工件材料接触到原子间距离所产生的结合现象。黏结点因相对运动,刀具材料中晶粒或晶粒群受剪或受拉而被对方带走,刀具即产生黏结磨损。晶粒大小,温度,刀具表面形状和组织等都影响粘结磨损速度
扩散磨损。两摩擦表面的化学元素有可能扩散到对方去,因而使刀具表层的化学成分发生变化,刀具材料的性能,使刀具磨损加快。扩散速度随切削温度升高而增加,也与切削流过前刀面的速度有关。是硬质合金刀具磨损的主要原因之一 化学磨损(包括氧化磨损)。在一定温度下,刀具材料与某些周围介质(如空气中的氧,切削液中的添加剂硫、氯等)发生化学作用,在刀具表面形成一层硬度较低的化合物被带走,加速刀具磨损或者因为刀具材料呗某种介质腐蚀,造成刀具磨损。 热电磨损。在切削区高温作用下,刀具与工件材料之间形成热电偶,产生热电势,致使刀具与切屑及刀具与工件间有电流通过,可加快刀具的扩散磨损。
刀具的磨损阶段及其形成原因?P107
(1) 初期磨损阶段。这一阶段磨损较快。这是因为刃磨后的新刀具,其后刀面与加工表
面接触面积较小,压应力较大。新刃磨的刀面上的微观粗糙度也加速了磨损。(温度比较高,产生退火组织)
(2) 正常磨损阶段。经初期磨损后,后刀面上被磨出一条狭窄的棱面,压强减小,故磨
损量的增加也缓慢下来。
(3) 急剧磨损阶段。当经过正常磨损阶段后,切削刃显著变钝,切削力增大,磨损带宽
度增加到一定限度后,切削力与切削温度均迅速升高,磨损速度增加很快,以致刀具损坏而失去切削能力。
何谓良好的切削加工性?
良好的切削加工性是指:刀具寿命较长或一定寿命下的切削速度较高,在相同的切削条件下切削力较小,切削温度较低;容易获得好的表面质量;切屑形状容易控制或容易断屑。
改善材料切削加工性的途径?
影响工件材料切削加工性的因素有很多,其中包含有物理力学性能、化学成分、金相组织以及加工条件等方面。生产中常用的措施主要有以下两种:
(1) 调整材料的化学成分。因为材料的化学性能直接影响其力学性能。
(2) 采用热处理高山材料的切削加工性。化学成分相同的材料,当其金相组织不同时,
力学性能就不一样,其切削加工性就不同。
分析切削用量的选择所产生的影响?P111
切削用量三要素对加工质量、切削加工生产率和刀具耐用度都有很大的影响:
(1)对加工质量的影响。切削用量三要素中,背吃刀量和进给量增大,都会使切削力增大,加工变形增大,并可能引起振动,从而降低加工精度和增大表面粗糙度
Ra值。进给量增大
还会使残留面积的高度显著增大,表面更粗糙。切削速度增大时,切削力减小,并可减小或避免积屑瘤,有利于加工质量和表面质量的提高。
为了避免或减小积削瘤和鳞刺,提高表面质量,硬质合金刀具车刀采用较高的速度,高速钢车刀采用较低的切削速度。
(2)对切削加工生产率的影响。切削用量三要素对基本工艺时间
tm的影响是相同的。
(3)对刀具耐用度的影响。在切削用量中,切削速度对刀具寿命的影响最大,进给量的影响次之,背吃刀量的影响最小。(影响温度,磨损,耐用度)
任何一项增大,都使刀具耐用度下降,刀具耐用度一定时,增加背吃刀量比增加进给量对提高生产率有利得多
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粗加工切削用量的选择?P112
粗加工时,应以提高生产率为主,同时还要保证规定的刀具寿命,因此一般选取较大的背吃刀量和进给量,切削速度不能很高,即在机床功率足够时,应尽可能选取较大的背吃刀量,最好一次进给将该工序的加工余量切完,只有在余量太大、机床功率不足、道具强度不够时,才分两次或多次进给将余量切完。切削表层有硬皮的铸、锻件或切削不锈钢等加工硬化较严重的材料时,应尽量是背吃刀量月过硬皮或硬化层深度;其次,根据机床—刀具—夹具—工件工艺系统的强度,应尽可能选择大的进给量;最后,根据工件的材料的刀具的材料确定切削速度。粗加工一般选用中等或更低的数值。
精加工切削用量的选择?
精加工时,应以保证零件的加工精度和表面质量为主,同时也要考虑刀具的寿命和获得较高的生产率。精加工往往采用逐渐减小背吃刀量的方法来逐步提高加工精度,进给量的大小主要依据表面粗糙度的要求来选取。选择切削速度要避开积屑瘤产生的切削速度区域,硬质合金刀具多采用较高的切削速度,高速钢刀具则采用较低的切削速度。一般情况下,精加工选用较小的背吃刀量、进给量和较高的切削速度,这样既可保证加工质量,又可提高生产率。
第一章重点
车削加工:工件旋转作主运动,车刀作进给运动的切削加工方法称为车削加工。 铣削加工:铣刀旋转作主运动,工件作进给运动的切削加工方法称为铣削加工。
刨削加工:刀具的往复直线运动为主切削运动,工作台带动工件作间歇的进给运动的切削
加工方法称为刨削加工。
钻削加工:钻削是用钻头、铰刀或锪刀等工具在材料上加工孔的工艺过程。刀具(钻头)
是旋转运动为主切削运动,刀具(钻头)的轴向运动是进给运动。
镗削加工:镗削是用镗刀对已经钻出、铸出的孔作进一步加工,通常镗刀旋转做主运动,
工件或镗刀直行作进给运动。
磨削加工:用砂轮或涂覆模具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法成为磨削加工,
主运动是砂轮的旋转。
成形法:成形法是用与被切削齿轮的齿槽线截面形状相符的成型刀具切出齿形的方法,所
使用的机床一般为普通机床,刀具为普通铣刀,需要两个简单的成形运动:道具的旋转运动(主切削运动)和直线移动(进给运动)。
展成法:展成法是利用齿轮刀具与被切齿轮保持啮合运动的关系而切出齿形的方法,常用
机床有滚齿机、插齿机等,常用加工法有滚齿法、插齿法、磨齿法、剃齿法等。
内传动链:有准确传动比的连接一个执行机构和另一个执行机构之间的传动链。展成传动
链和差动传动链为内联系传动链。课本P26
外传动链:是动力源与执行机构之间或两个执行机构之间没有准确传动比要求的传动链。
速度传动链和轴向进给传动链为外联系传送链。课本P26
表面成型运动:表面成形运动是指在切削加工中刀具与工件的相对运动,可分解为主运动
和进给运动。(来自百度)
滚齿原理?
滚齿属于展成法加工,用齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿,它是按一对螺旋齿轮相啮合的原理进行加工的。滚齿时的运动主要有: (1)主运动。主运动是指滚刀的高速旋转。 (2)分齿运动(展成运动)。分齿运动是指滚刀与被切齿轮之间强制的按速度比保持一对螺旋齿轮啮合关系的运动。
(3)垂直进给运动。为了在齿轮的全齿宽上切出齿形,齿轮滚刀需要沿工件的轴向作进给运动。当全部轮齿沿齿宽方向都滚切完毕后,垂直进给停止,加工完成。(课本P25—26)
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插齿原理?
插齿也属于展成法加工,用插齿刀在插齿机上加工齿轮的齿形,它是按一对圆柱齿轮相啮合的原理进行加工的,插齿时,插齿刀对被切齿坯执行强制啮合关系,逐步从齿坯上切除金属。插齿刀一边旋转,一边作上下往复运动,其合成运动使刀齿侧面在齿坯一系列位置上的包络线,逐步形成了正确的渐开线齿廓,最终切除整个齿形。其主要运动有: (1)主运动。即插齿刀的上下往复直线运动。
(2)分齿运动。即插齿刀和工件之间强制的按速度比保持一对齿轮啮合关系的运动。 (3)圆周运动。即分齿运动过程中插齿刀每往复一次其分度圆周所转过的弧长。
(4)径向进给运动。插齿时,当插齿刀切至全齿深时,径向进给停止,分齿运动仍继续进行,直至加工完成。
(5)让刀运动。为了避免插齿刀在返回形行程中,刀齿和后面与工件的齿面发生摩擦,在齿刀返回时,工件必须让开一段距离,当切削行程开始前,工件又回复到原位。
剃齿原理?主要用于加工插齿后或滚齿后未经淬火的直齿和螺旋齿齿轮
剃齿属于展成法加工,利用一对螺旋齿轮“自由啮合”的原理进行展成加工的,剃齿刀像一个高精度、高硬度的变位螺旋齿轮。剃齿时,齿坯被固定在心轴上,心轴被安装在剃齿机工作台上的双顶尖之间,齿坯本身不能旋转,而是由剃齿刀带动,有规律地顺时针(正转)和逆时针(反转)交替旋转。正转时剃削轮齿的一个侧面,发转时梯削轮齿的另一个侧面。
剃齿主要是提高齿形精度和齿向精度,减小齿面的表面粗糙度值,由于剃齿是自由啮合的展成法加工。因此不能修正分齿误差,剃齿精度只能在插齿或滚齿的基础上提高一级。
砂轮的自锐性?
磨削中,磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝,使切削作用变差,切削力变大。当切削力超过黏合剂强度时,磨钝的磨粒脱落,露出一层新的磨粒,这就是砂轮的“自锐性” 砂轮的修整原理?
砂轮休整的原理是除去砂轮表面上的一层磨料,使其表面重新露出光整锋利的磨粒,以恢复砂轮的切削性能与外形精度。修整方法主要取决于砂轮的特性。
车削加工工艺特点?
(1)适用范围广泛。轴盘套类
(2)易于保证被加工零件各表面的位置精度。 (3)可用于有色金属零件的精加工。 (4)切削过程比较平稳。 (5)生产成本较低。 (6)加工的万能性好。
铣削加工工艺特点?
(1)生产率价高。
(2)刀齿散热条件较好。
(3)铣削加工的应用范围广泛。箱体支架机座平面沟槽孔 (4)铣削时容易产生振动。
钻孔的工艺的特点‘四差一大’:导向差、刚性差、加工精度差、切削条件差、轴向力大
(1)容易产生'“引偏”。
引偏是指由于钻头弯曲而引起的孔径扩大,孔不圆或孔的轴线歪斜 1、预钻锥形定性坑 2、用钻套为钻头导向 3、主切削刃磨的对称一致
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(2)排屑困难。---在钻头上磨出分屑槽 (3)切削热不宜传散。 (4)加工精度差。
镗削加工工艺特点?
(1)镗床是加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件的主要设备。 (2)加工范围广。
(3)能获得较高的精度和较低的表面粗糙度。 (4)镗削可有效地校正原孔的轴线偏斜。 (5)镗削的生产率低。
磨削加工工艺特点?
(1)加工精度高。
(2)可加工高硬度的材料。 (3)径向分力大。 (4)磨削温度高。 (5)砂轮有自锐性。 (6)应用越来越广泛。
扩孔特点:在一定程度上可校正原有孔轴线倾斜 1、刚性好 2、导向条件好 3、切削条件好
绞孔特点:无法提高孔轴线的位置精度以及直线度 1、刚性和导向性好
2、铰刀在机床上常用浮动连接,可防止铰刀轴线与机床主轴轴线偏斜但不能校正原有孔的轴线偏斜
3、铰孔的精度和表面粗糙取决于铰刀的精度和安装方式以及加工余量、切削用量和切削液等条件
4、铰削速度低,可避免产生积削瘤和引起振动
5、钻铰扩的加工方案只能保证孔本身的精度,不能保证孔与孔之间的尺寸精度和位置精度。
端铣与周铣的特点?
(1)端铣的生产率高于周铣。端铣用的端铣刀大多数镶有硬质合金刀头,且刚性较好,可采用较大的铣削用量。周铣用的圆柱铣刀多用于高速钢制成,其刀和轴的钢性又差,使铣削用量和铣削速度受到很大的限制。
(2)端铣的加工质量比周铣好。端铣时可利用副切削刃对已加工表面进行修光,只要选取合适的副偏角,可减少残留面积,减小表面粗糙度。周铣是只有圆周刃切削,已加工表面实际上是由许多圆弧组成,表面粗糙度较大。
(3)周铣的适应性比端铣好。周铣能用多种铣刀铣削平面、沟槽、齿形和成形面等,适应性较强。而端铣只适宜端铣刀或立铣刀切削的情况,只能加工平面。
顺铣与逆铣的优缺点?
按照铣削时,主切削运动速度方向与工件进给运动方向的相同或相反,周铣可分为顺铣和逆铣。
(1)顺铣时,铣削力的水平分力与工件的进给方向相同,而工作台进给丝杠与固定螺母之间一般又有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动,使进给量突然增大,容易引起打刀。逆铣时可以避免这一现象,故生产中多采用逆铣。在顺铣铸件或锻件等表面有硬皮的工件时,铣刀齿首先接触工件的硬皮,加剧了铣刀的磨损,逆铣则无这一缺点。
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