工學(xué)學(xué)習(xí)情景ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-15 09:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ② Fy 切削力 ③ Fx—— 作用于機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，是設(shè)計機(jī)床所需重要參數(shù) 消耗總功率的 1%~5% 對刀具 壓彎刀桿，影響刀具強(qiáng)度 對工件 阻止工件旋轉(zhuǎn)，消耗機(jī)床動力 頂彎工件，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛度不足時，易使工件 產(chǎn)生形狀誤差，并易引起振動；可增大 Kr解決 加工中 Fy不作功（不消耗功率） ?計算切削功率 Pc是用于核算加工成本和計算能量消耗 ， 并在設(shè)計機(jī)床時根據(jù)它來選擇機(jī)床主電動機(jī)功率 。 ?主運(yùn)動消耗的切削功率 Pc＝ Fcυc/60 103 （ kW） ?機(jī)床電機(jī)功率 PE =Pc／ ηm（ ηm＝ ～ 0. 85） 。 3．切削功率 二 、 影響切削力的因素 1. 工件材料 ?影響較大的因素主要是工件材料的強(qiáng)度、硬度和塑性。 ?材料的強(qiáng)度、硬度越高，則屈服強(qiáng)度越高，切削力越大。 ?在強(qiáng)度、硬度相近的情況下，材料的塑性、韌性越大，則刀具前面上的平均摩擦系數(shù)越大，切削力也就越大。 2. 切削用量 進(jìn)給量 f和背吃刀量 ap 進(jìn)給量 f和背吃刀量 ap增加，使切削力 Fc增加，但影響程度不同。 進(jìn)給量 f 增大時，切削力有所增加；而背吃刀量 ap增大時，切削刃上的切削負(fù)荷也隨之增大，即切削變形抗力和刀具前面上的摩擦力均成正比的增加。 ?切削速度在 5～ 20m/min區(qū)域內(nèi)增加時，積屑瘤高度逐漸增加，切削力減??； ?切削速度繼續(xù)在 20～ 35m/min范圍內(nèi)增加，積屑瘤逐漸消失，切削力增加； ?在切削速度大于 35m/min時，由于切削溫度上升，摩擦系數(shù)減小，切削力下降。一般切削速度超過 90m/min時，切削力無明顯變化。 ?在切削脆性金屬工件材料時，因塑性變形很小，刀屑界面上的摩擦也很小，所以切削速度 υc 對切削力 Fc無明顯的影響。 ?在實際生產(chǎn)中，如果刀具材料和機(jī)床性能許可，采用高速切削，既能提高生產(chǎn)效率，又能減小切削力。 切削速度 υc ?前角的影響 : γo↑ →切削變形 ↓→切削力 ↓。（塑性材料） ?負(fù)倒棱的影響：（ 圖 ） 負(fù)倒棱參數(shù) 大大提高了正前角刀具的刃口強(qiáng)度，但同時也增加了負(fù)倒棱前角 (負(fù)前角 )參加切削的比例，負(fù)前角的絕對值 ↑→切削變形程度 ↑→切削力 ↑； ?主偏角的影響：（ 圖 ） Fy=FxycosKr Fx=FxySinKr Kr ↑ → Fy ↓, Fx ↑ ?刃傾角的影響 ：（ 圖 ） λs ↓ → Fy ↑, Fx ↓,Fz基本不變 ?刀尖圓弧半徑 rε ↑→切削刃圓弧部分的長度 ↑→切削變形 ↑→切削力 ↑。 此外 rε增大，整個主切削刃上各點主偏角的平均值減小，從而使 Fp增大、 Ff 減小。 3. 刀具幾何參數(shù) 圖 負(fù)倒棱對切削力的影響 圖 主偏角不同時 Fxy力的分解 （ a） Kr小 （ b） Kr大 kr1 Kr’ kr2 Fp Ff 圖 刃傾角對切削力的影響 刃傾角的變化對 Fc的影響不大，對背向力的影響較大。 4. 刀具磨損 5. 切削液 6. 刀具材料 刀具材料與被加工材料間的摩擦系數(shù)，影響到摩擦力的變化，直接影響著切削力的變化。 其他因素的影響 切削溫度及其主要影響因素 一 、 切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo) 金屬切削過程的三個變形區(qū)就是產(chǎn)生切削熱的三個熱源 (圖 )。在這三個變形區(qū)中，刀具克服金屬 彈、塑性變形抗力 所作的功和克服 摩擦抗力 所作的功，絕大部分轉(zhuǎn)化為切削熱。 切削熱向 切屑、工件、刀具 以及 周圍的介質(zhì) 傳導(dǎo)，使它們的溫度上升，從而導(dǎo)致切削區(qū)內(nèi)的切削溫度上升。 圖 切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo) 二 、 切削溫度對切削加工過程的影響 高速鋼刀具材料的耐熱性為 600℃ 左右，超過該溫度刀具失效。硬質(zhì)合金刀具材料耐熱性好，在高溫800～ 1000℃ 時，強(qiáng)度反而更高，韌性更好。因此適當(dāng)提高切削溫度，可防止硬質(zhì)合金刀具崩刃，延長刀具壽命。 車削工件外圓時，工件受熱膨脹，切削后冷卻至室溫，尺寸變小，特別是在精加工和超精密加工時，切削溫度的變化對工件尺寸精度的影響特別大，因此控制好切削溫度，是保證加工精度的有效措施。 三 、 影響切削溫度的因素 材料的 強(qiáng)度 、 硬度 越高，則切削抗力越大，消耗的功越多，產(chǎn)生的熱就越多； 導(dǎo)熱系數(shù) 越小，傳散的熱越少，切削區(qū)的切削溫度就越高。 切削溫度與切削用量的關(guān)系式為： θ＝ CθVc Zθf yθap xθ 三個影響指數(shù) zθ＞ yθ＞ xθ，說明切削速度對切削溫度的影響最大，背吃刀量對切削溫度的影響最小 。 （ 3）刀具幾何參數(shù) （ 4）刀具磨損 （ 5）切削液 1)前角 γo↑→塑性變形和摩擦↓→切削溫度 ↓。但前角不能太大，否則刀具切削部分的鍥角過小，容熱、散熱體積減小，切削溫度反而上升。 2)主偏角 κr↑→切削刃工作接觸長度 ↓，切削寬度 bD↓，散熱條件變差，故切削溫度 ↑。 刀具主后面磨損時，后角減小，后面與工件間摩擦加劇。刃口磨損時，切屑形成過程的塑性變形加劇，使切削溫度增大。 利用切削液的潤滑功能降低摩擦系數(shù)，減少切削熱的產(chǎn)生，也可利用它的冷卻功用吸收大量的切削熱，所以采用切削液是降低切削溫度的重要措施。 圖 前角與切削溫度的關(guān)系 一、刀具磨損的形態(tài) （ 1）正常磨損 切削塑性材料時，如果切削速度和切削厚度較大，在刀具前刀面上經(jīng)常會磨出一個月牙洼（ 圖 ）。 正常磨損是指隨著切削時間增加，磨損逐漸擴(kuò)大的磨損
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