刀具幾何角度及切削要素課件.ppt

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1、金屬切削原理與刀具主講：齊向陽(yáng)機(jī)械制造教研室緒論一、課程性質(zhì)《金屬切削原理與刀具》是機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是其它后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)要掌握金屬切削基本分析方法和基本規(guī)律，合理選擇切削用量和刀具幾何參數(shù)，為以后從事生產(chǎn)、研究和進(jìn)一步的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。我國(guó)金屬切削方面的發(fā)展公元前2000多年:青銅器時(shí)代青銅刀，鋸銼，磨石春秋中晚期:《考工記》金工知識(shí)唐代原始的車床1668畜力銑磨機(jī)腳踏刃磨機(jī)1915第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)車床194720000多臺(tái)碳素工具鋼刀具V=10m/min或磨石直徑2丈（6.7米），加工天文儀器上的銅環(huán)，二、本課程的地位和作用《金屬切削原理與刀具》是研

2、究金屬切削加工與生產(chǎn)的理論和應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)課程，應(yīng)用非常廣泛。作為技術(shù)基礎(chǔ)課程，具有基礎(chǔ)性，應(yīng)用性和先進(jìn)性?；A(chǔ)性：指基本理論、基本知識(shí)和基本技能。應(yīng)用性：指本課程基本理論來源于實(shí)際生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)又直接服務(wù)于生產(chǎn)。先進(jìn)性：在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和刀具設(shè)計(jì)研究中采用了許多獨(dú)特的先進(jìn)的研究手段。學(xué)習(xí)本課程是為后續(xù)專業(yè)課程打基礎(chǔ)，是為畢業(yè)后從事有關(guān)機(jī)械加工和產(chǎn)品生產(chǎn)工作打基礎(chǔ)，是研究和發(fā)展本專業(yè)的重要出發(fā)點(diǎn)。同時(shí)也培養(yǎng)了解決實(shí)際問題的能力。三、學(xué)習(xí)要求與重點(diǎn)、難點(diǎn)(一)課程基本要求1.從理論上認(rèn)識(shí)金屬切削過程的一般現(xiàn)象及基本規(guī)律,能按具體加工條件選擇合理的刀具材料、切削部分幾何參數(shù)及切削用量、計(jì)算切削

3、力及功率,并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析及解決實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)問題.2.初步掌握金屬切削實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能,學(xué)會(huì)使用有關(guān)的測(cè)量?jī)x器、掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法.3.初步掌握標(biāo)準(zhǔn)金屬切削刀具的選用和常用非標(biāo)準(zhǔn)金屬切削刀具的設(shè)計(jì)方法.4.對(duì)金屬切削學(xué)科的發(fā)展成就和發(fā)展趨勢(shì)有初步了解.5.掌握良好的學(xué)習(xí)方法,可運(yùn)用對(duì)比或比較的學(xué)習(xí)方法,各要素和規(guī)律之間的共性和差異,以加深理解.6.學(xué)習(xí)要理論聯(lián)系實(shí)際,重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用.(二)課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)課程的重點(diǎn)是刀具切削部分幾何參數(shù)基本定義,金屬切削過程的基本規(guī)律和非標(biāo)準(zhǔn)刀具設(shè)計(jì).課程的難點(diǎn)是刀具切削部分幾何參數(shù)基本定義及其表達(dá).第一章基本定義1.1切

4、削運(yùn)動(dòng)、工件表面與切削用量金屬切削加工是機(jī)械制造工業(yè)中的一種基本加工方法。利用刀具切去工件毛坯上多余的金屬層（加工余量），以獲得具有一定的表面精度（形狀、尺寸和位置精度）和表面質(zhì)量。切削加工必備三個(gè)條件：刀具與工件之間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)，即切削角度刀具材料具有一定的切削性能機(jī)器零件的形狀雖很多，但主要由外圓面、內(nèi)圓面（孔）、平面和成形面等表面組成。因此，只要能對(duì)這幾種表面進(jìn)行加工，就基本上能完成所有機(jī)器零件的加工。外圓面和內(nèi)圓面（孔）是以某一直線為母線，以圓為軌跡，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的表面。平面是以一直線為母線，以另一直線為軌跡，作平移運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的表面。成形面是以曲線為母

5、線，以圓或直線為軌跡，作旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的表面。對(duì)上述這些表面進(jìn)行加工，刀具與工件必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即切削運(yùn)動(dòng)。1.1.1外圓車削的切削運(yùn)動(dòng)、工件表面與切削用量1.切削運(yùn)動(dòng)刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即表面成形運(yùn)動(dòng)。分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1）主運(yùn)動(dòng)是刀具與工件之間最主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，消耗功率最大，速度最高。有且僅有一個(gè)。運(yùn)動(dòng)形式：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（車削、鏜削的主軸運(yùn)動(dòng)）直線運(yùn)動(dòng)（刨削、拉削的刀具運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)主體：工件（車削）；刀具（銑削）。切削速度Vc：指切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。各點(diǎn)不同，取最大值。主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)(如車、鉆、銑、鏜、磨等)，d：刀具或工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，m

6、m；n：主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速，r/s。方向即主運(yùn)動(dòng)的方向，切線方向。2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使新切削層不斷投入切削，使切削工作得以繼續(xù)下去的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度一般較低，功率也較少。其數(shù)量可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)?？梢允沁B續(xù)進(jìn)行的，也可以是斷續(xù)進(jìn)行的?？梢允枪ぜ瓿傻模部梢允堑毒咄瓿傻?。運(yùn)動(dòng)形式：連續(xù)運(yùn)動(dòng)：如車削；間歇運(yùn)動(dòng)：如刨削。一個(gè)運(yùn)動(dòng)，如鉆削；多個(gè)運(yùn)動(dòng)，如車削時(shí)的縱向與橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；沒有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如拉削。運(yùn)動(dòng)主體：工件，如銑削、磨削；刀具，如車削、鉆削。進(jìn)給量f或進(jìn)給速度Vff：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量。單位：mm/r。Vf：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度。mm/s。對(duì)于多刃刀具

7、(如銑刀等，齒數(shù)為z)，常用每齒進(jìn)給量fz（mm/z）表示。則Vf、fz與f的關(guān)系為：Vf＝nf＝nzfz3）合成切削速度ve按平行四邊形法則求。4）背吃刀量ap（切削深度）是工件上已加工表面與待加工表面間的垂直距離。單位：mm。在與主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所組成的平面的法線方向上度量。車外圓時(shí)：ap=(dw－dm)/2鉆孔時(shí)：ap=dm/2金屬切除率Q＝1000·Vc·f·apmm3/min即單位時(shí)間內(nèi)切除金屬的體積，衡量