[工學(xué)]機(jī)械制造基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)-文庫(kù)吧
2024-12-14 12:10 本頁(yè)面
【正文】 后有一棱面，與已加工表面磨擦，也產(chǎn)生變形 ? 切削刃有鈍圓半徑，一方面改善散熱條件，增加強(qiáng)度而設(shè)計(jì)的圓弧，另一方面由于制造原因，不可能絕對(duì)鋒利 ?鈍圓半徑的影響 ? 在刀刃（設(shè)為一條線）之下的金屬層不能被切下，經(jīng)刃口擠壓下去，產(chǎn)生很大的彈塑性變形，并留在已加工表面上 ? 經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后，彈性變形部分恢復(fù)，與后刀面發(fā)生接觸，同時(shí)產(chǎn)生磨擦，進(jìn)一步發(fā)生彈塑性變形 ? 刀具離開(kāi)后，仍有彈性恢復(fù) ?鈍圓半徑越大，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重 ?第 III變形區(qū)的變形將影響：尺寸、加工硬化、表面形狀、粗糙度 切削力 ? 切削力的來(lái)源： ? 彈塑性變形抗力 ? 磨擦阻力 ? 切削力合力與分解 ? 切削力可分解為主切削力 Fz，進(jìn)給方向分力Fx和切深方向分力 Fy ? Fz、 Fx、 Fy的合力為 Fr； Fx與 Fy在水平面內(nèi)，其合力為 FN，在切削表面的法線方向上 ? Fy=FNcosKr， Fx=FNsinKr ? 隨 Kr的變化， Fy和 Fx的大小比例有所不同， Kr增大， Fy減小， Fx增大 切削力的經(jīng)驗(yàn)公式 ?在車(chē)削條件下，大量實(shí)驗(yàn)表明切削力主要與切削深度和進(jìn)給速度有關(guān)，并成指數(shù)關(guān)系，與切削速度的關(guān)系主要由于積屑瘤的影響而較特殊。 ? 主切削力經(jīng)驗(yàn)公式： ? 切深抗力經(jīng)驗(yàn)公式： ? 進(jìn)給抗力經(jīng)驗(yàn)公式： ? 一般 Fy = （ — ） Fz， Fx = （ — ） Fz ?實(shí)驗(yàn)多采用單因素法：即固定其它因素不變，只改變一個(gè)因素，測(cè)量切削力，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，建立經(jīng)驗(yàn)公式。 影響切削力的因素 ? 工件材料的影響 ? 工件材料的強(qiáng)度、硬度越高 ，變形抗力越大， 切削力越大 ? 切削用量的影響 ? 切削深度： ap增大 ，變形總量增大，變形系數(shù)不變， 切削力按正比增大 。 ? 進(jìn)給速度： f 增大 ，變形總量增大，變形系數(shù)略下降， 切削力不成正比增大 ? 切削速度： v 增大 ， 切削塑性材料 時(shí)： 1） 無(wú)積屑瘤 時(shí)，切削溫度升高，磨擦下降，變形系數(shù)下降， 切削力減小 ； 2） 有積屑瘤 時(shí)，隨著積屑瘤的產(chǎn)生和消失，使前刀增大或減小，導(dǎo)致 切削力的變化 。 切削脆性材料 時(shí)，切削速度 對(duì)切削力沒(méi)有顯著的影響 。 切削熱和切削溫度 ?切削熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo) ? 熱源：主運(yùn)動(dòng)功率和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率 ?工件材料的彈塑性變形和刀具前、后刀面的磨擦功 ? 車(chē)削傳導(dǎo)： 1）切屑 50— 86%； 2）刀具 10— 40%，使刀具溫度升高； 3）工件 3— 9%，使工件溫度升高； 4）周?chē)橘|(zhì)（空氣、切削液等） 1% ? 鉆削傳導(dǎo)： 1）切屑 28%； 2）刀具 %； 3）工件 %； 4）周?chē)橘|(zhì) 5% ?其中最重要的是傳入工件和刀具的切削熱，因?yàn)楣ぜ囟壬邔⒂绊懠庸こ叽缇?，刀具溫度升高將加劇刀具磨損。 刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn) ? 定義：后刀面磨損對(duì)加工表面質(zhì)量和尺寸精度有很大影響，因此必須根據(jù)加工要求規(guī)定一個(gè) 最大允許磨損值 ，這就是刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，用 VB表示。 ? VB制定考慮因素： ? 工藝系統(tǒng)剛性：剛性差， VB應(yīng)取小值； ? 工件材料：切削難加工材料，一般 VB取小值；加工一般材料， VB可取大些 ? 加工精度和表面質(zhì)量：加工精度和表面質(zhì)量要求高時(shí)， VB應(yīng)取小值 ? 工件尺寸：加工大型工件，為避免頻繁換刀， VB應(yīng)取大值 VB NB 刀具 α 鋒利才能切 刀具耐用度 ? 在實(shí)際生產(chǎn)中，直接用 VB來(lái)控制換刀時(shí)機(jī)是不實(shí)用的，通常用達(dá)到 VB值相應(yīng)的切削時(shí)間來(lái)控制換刀時(shí)機(jī)。 ? 定義：一把新磨好的刀具，自開(kāi)始切削直到磨損量到達(dá)磨鈍標(biāo)準(zhǔn) VB為止的切削時(shí)間，稱(chēng)為刀具耐用度，用 T表示。 ? 耐用度指凈切削時(shí)間，不包括用于對(duì)刀、測(cè)量、快進(jìn)、回程等非切削時(shí)間 ? 刀具耐用度與刀具壽命的區(qū)別：刀具壽命表示一把新刀用到報(bào)廢之前總的切削時(shí)間，其中包括多次重磨。刀具壽命等于刀具耐用度乘以重磨次數(shù)。 ? 刀具耐用度是一個(gè)很重要的參數(shù) ? 在相同切削條件下切削同一材料，刀具耐用度反映出刀具的切削性能 ? 用同一刀具切削不同材料，可反映出材料的切削性能和可加工性 ? 還可用刀具耐用度來(lái)判斷刀具幾何參數(shù)選擇是否合適 影響刀具耐用度的因素 ? 一般地影響切削溫度的因素，對(duì)刀具耐用度均有類(lèi)似的影響 ? 工件材料和刀具材料對(duì)刀具耐用度的影響最大 ? 刀具幾何角度對(duì)刀具耐用度也有影響 ? 切削速度、進(jìn)給量和切削深度對(duì)刀具耐用度有較大影響 ? 切削用量與刀具耐用度的影響關(guān)系常采用 單因素實(shí)驗(yàn)方法 來(lái)建立（建立方法與切削力經(jīng)驗(yàn)公式方法相同） ? 在硬質(zhì)合金車(chē)刀切削某種碳素鋼時(shí)，切削用量與刀具耐用度 T的關(guān)系為： ? 結(jié)論： 切削速度對(duì)刀具耐用度影響最大，進(jìn)給量次之，切削深度影響最小 pTafvCT???刀具合理幾何參數(shù)的概念 ? 刀具切削部分幾何參數(shù) 選擇的出發(fā)點(diǎn) 有：保證 加工質(zhì)量、刀具耐用度、生產(chǎn)率、成本 ? 哪一項(xiàng)是主要的，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，如粗加工時(shí)，提高生產(chǎn)率和刀具耐用度為主；精加工時(shí)，保證加工質(zhì)量為主。 ? 刀具的合理幾何參數(shù)定義 ： 在保證加工質(zhì)量的前提下，能夠滿足刀具耐用度長(zhǎng)、生產(chǎn)效率高、加工成本低的刀具幾何參數(shù) ? 刀具合理幾何參數(shù)選擇的問(wèn)題： 多目標(biāo)，多參數(shù)的優(yōu)化； 本質(zhì)上是多變量函數(shù)針對(duì)某一目標(biāo)計(jì)算求解最佳值的問(wèn)題。 （科學(xué)） ? 由于影響切削加工效益的因素有很多，而且各因素之間又相互作用，因而建立數(shù)學(xué)模型的難度較大。 ? 實(shí)用的優(yōu)化或最優(yōu)化工作，只能在固定若干因素后，改變少量參數(shù)的值，取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并采用適當(dāng)方法（方差分析法、回歸分析法等）進(jìn)行處理，得出優(yōu)選結(jié)果。 （工程） 前角的功用 ? 前角 γo：前刀面與基面之間的夾角 ? 前角影響 切削變形、切削力、切削溫度和切削功率， 也影響 刀頭強(qiáng)度、容熱體積和導(dǎo)熱面積 ，也影響 切屑 的形態(tài)和斷屑效果，以及 加工質(zhì)量 ，從而影響刀具耐用度和切削效率 ? 影響 切削變形 ：前角增大 ?鋒利，塑性變形小，切削力小，溫度??； ? 影響 刀具耐用度 ： 前角小時(shí) ： 前角增大 ?切削力小，溫度小，耐用度增大；前角大時(shí) ：前角增大 ?刀頭強(qiáng)度小，散熱條件差，耐用度小 ? 影響 切屑形態(tài)和斷屑效果 ：前角減小 ?增大切屑的變形，使切屑容易卷曲和折斷 ? 影響 加工表面質(zhì)量 ：前角增大 ?塑性變形小，加工硬化小，振動(dòng)小，有利于表面質(zhì)量 合理前角的概念 ? 增大或減小前角，各有其有利和不利兩方面的影響。 ? 從切削熱的產(chǎn)生和散熱條件：增大前角，可以減小切削熱的產(chǎn)生，但導(dǎo)致刀頭導(dǎo)熱面積和容熱體積減小。 ? 在一定的條件下，前角有一個(gè)合理的最大值 ? 對(duì)于不同的刀具材料，各有其對(duì)應(yīng)著刀具最大耐用度的前角，稱(chēng)為合理前角 γopt。 后角的功用 ?后角 α 0：后刀面與切削平面之間的夾角 ?后角影響加工表面的質(zhì)量、刀具耐用度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率 ? 減小后刀面與加工表面之間的磨擦 ：后角越小，磨擦長(zhǎng)度越大，磨損越厲害；增大后角，減小磨擦，提高表面質(zhì)量和刀具耐用度 ? 后角越大，切削刃鈍圓半徑值越小，切削刃越鋒利 ? 在同樣的磨
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