機械加工工藝基礎(chǔ)講義(已修改)
2025-01-15 00:09 本頁面
【正文】 機械加工工藝基礎(chǔ) 了解機械加工工藝過程的基本概念，工藝規(guī)程內(nèi)容及制定步驟。 教學(xué)目的： 金屬的切削過程 1．切屑形成過程 ? 金屬的切削過程是被切削金屬層在刀具切削刃和前刀面的擠壓作用下而產(chǎn)生剪切、滑移變形的過程。切削金屬時，切削層金屬受到刀具的擠壓開始產(chǎn)生彈性變形，隨著刀具的推進，應(yīng)力、應(yīng)變逐漸加大，當(dāng)應(yīng)力達到材料的屈服強度時產(chǎn)生塑性變形，刀具再繼續(xù)切入，當(dāng)應(yīng)力達到材料的抗拉強度時，金屬層被擠裂而形成切屑。 Ⅰ 、滑移變形區(qū) Ⅱ 、前刀面摩擦變形區(qū) Ⅲ 、 后刀面摩擦變形區(qū) 金屬的切削過程 — 切屑的種類 ? 一般加工塑性金屬材料（如軟鋼、銅、鋁等），在切削厚度較小、速度較高、刀具前角較大時，容易得到 帶狀切屑 。切削過程較平穩(wěn)，切削力波動較小，加工表面質(zhì)量高，但連續(xù)切屑會纏繞工件。 ? 加工塑性較低的金屬材料（如黃銅），切削速度較低、厚度較大、刀具前角較小時產(chǎn)生；特別是當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性不足、加工碳素鋼材料時，容易得到 節(jié)狀切屑 。切削過程不太穩(wěn)定，切削力波動也較大，已加工表面質(zhì)量較低。 ? 采用小前角或負(fù)前角，以極低的切削速度和大的切削厚度切削塑性金屬（延伸率較低的結(jié)構(gòu)鋼）時，會產(chǎn)生 粒狀切屑 。切削過程不平穩(wěn)，切削力波動較大，已加工表面質(zhì)量較差。 ? 切削脆性金屬（鑄鐵、青銅等）時，在切削層內(nèi)靠近刃和前刀面的局部金屬未經(jīng)明顯的塑性變形就被擠裂，形成不規(guī)則狀的碎塊切屑。材料越硬脆、刀具前角越小、切削厚度越大時，越易產(chǎn)生 崩碎切屑 。產(chǎn)生崩碎切削時，切削力波動大，加工表面凹凸不平，刀刃容易損壞。 金屬的切削過程 — 積屑瘤及其影響 ? 切削過程中，由于切屑底層與前刀面間產(chǎn)生擠壓和劇烈摩擦，在摩擦溫升和壓力達到一定程度時，切屑就黏結(jié)在刀刃附近而形成硬化的 積屑瘤 。積屑瘤形成后不斷增大，達到一定高度后受外力作用和振動而破裂脫落，被切屑或已加工表面帶走，故極不穩(wěn)定。 積屑瘤對加工的影響 ? 增大實際前角 。減少切屑變形，降低切削力。 ? 增大切削厚度 。積屑瘤延伸到刃外，使得實際切削厚度增大，影響尺寸準(zhǔn)確性。 ? 增大已加工表面粗糙度 。 積屑瘤周期性增大脫落，可隨切屑排出或殘留在已加工面形成鱗片狀毛刺。 ? 影響刀具耐用度 。 積屑瘤未脫落時，起保護刀刃和減小前刀面磨損的作用，脫落時可能粘連刀具材料一起剝落而加快刀具失效。 材料塑性越好，越容易產(chǎn)生積屑瘤。碳素鋼正火調(diào)質(zhì)可改善。 Vc=5~50m/min易形成積屑瘤。 降低進給量 f，增大前角，前刀面光滑均可減小切屑和前刀面的接觸與摩擦，避免積屑瘤形成。 合理使用切削液，可減小摩擦，降低溫升，避免或減少積屑瘤。 刀具的磨損過程 初期磨損階段： 此階段磨損較快。這是因為新磨好的刀具表面存在微觀粗糙度，且刀刃比較鋒利，刀具與工件實際接觸面積較小，壓應(yīng)力較大，使后刀面很快出現(xiàn)磨損帶。 急劇磨損階段： 刀具經(jīng)過正常磨損階段后已經(jīng)變鈍 ， 如繼續(xù)切削 ，溫度將劇增 ， 切削力增大 ， 刀具磨損急劇增加 。 在此階段 ， 既不能保證加工質(zhì)量 ， 刀具材料消耗也多 ，甚至崩刃而完全喪失切削能力 。 一般應(yīng)在此階段之前及時換刀 。 正常磨損階段： 此階段磨損速度減慢，磨損量隨時間的增加均勻增加，切削穩(wěn)定，是刀具的有效工作階段。 刀具的耐用度 刀具耐用度 常用刀具耐用度參考值 所謂刀具耐用度 ， 指的是從刀具刃磨后開始切削 ， 一直到磨損量超過允許的范圍所經(jīng)過的總切削時間 ， 用符號T表示 ， 單位為 min。 耐用度應(yīng)為切削時間 ， 不包括對刀 、 測量 、 快進 、 回程等非切削時間 。 高速鋼車刀、鏜刀
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