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1.2.2 切削力 1.2.3 切削热 1.2.4 刀具磨损

1.2.2 切削力 1.2.3 切削热 1.2.4 刀具磨损. 本节内容. 1.2.2 切削力. 切削力的来源与分解. 切削力 变形金属抵抗刀具切削所产生的抗力 来源 变形抗力 摩擦力. 分解： 主切削力 F z （切向力） 进给力 F x （轴向力） 背向力 F y ( 径向力）. 切削功率. 切削功率的定义： 切削加工时，为克服切削力所消耗的功率，它应该是三个切削分力所消耗功率的总和 。. 计算 通常只考虑主切削力消耗的功率（ kw ） P e ≈ Pc = F z · V

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1.2.2 切削力 1.2.3 切削热 1.2.4 刀具磨损

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Presentation Transcript

  1. 1.2.2 切削力1.2.3 切削热1.2.4 刀具磨损 本节内容

  2. 1.2.2 切削力

  3. 切削力的来源与分解 • 切削力 • 变形金属抵抗刀具切削所产生的抗力 • 来源 • 变形抗力 • 摩擦力 • 分解： • 主切削力F z （切向力） • 进给力F x （轴向力） • 背向力F y (径向力）

  4. 切削功率 • 切削功率的定义： 切削加工时，为克服切削力所消耗的功率，它应该是三个切削分力所消耗功率的总和。 • 计算 通常只考虑主切削力消耗的功率（kw） P e ≈ Pc = Fz· V Pc: KW Fz: N V c: m/s • 电机功率的计算 PE ≥ Pc/η η :机床传动效率（0.75－0.8)

  5. 影响切削力的主要因素 • 工件材料的影响 • 硬度、强度 • 塑性、韧性 • 切削用量的影响 • 进给量f • 切削深度a p(影响更大） • 切削速度v---见图 • 刀具几何参数的影响 • 前角 • 主偏角 • 刀尖圆弧半径

  6. 切削力和切削功率的速算 方法： • 计算法： • 实验法： 相结合

  7. 单位切削力和功率 • 单位切削力定义 • 切削层单位面积上的切削力 • Fc = Fz/Ac = Fz/（ap·f） • Fz = Fc ·ap·f (Fc的数值可从手册查得） • 单位切削功率定义 • 单位时间内切除单位体积材料所消耗的切削功率 • Pc=pc·Zw（KW） • Zw =1000 ap·f·v/60 （mm3/s） • 可推出pc =Pc/Zw= （Fc·ap·f·v·/1000）/1000 ap·f·v= Fc/10000007

  8. 切削力和切削功率的计算 示例

  9. 切削热和切削温度

  10. 切削热的产生和传散 • 产生：变形和摩擦 • 传散： • 途径： • 不同的加工方法，传散比例不同 • 切削热（切削温度）对加工过程的影响 • 刀具 • 工件 • 机床 • 切削温度的概念和分布特征、测量方法 • 影响切削温度的因素 • v、f、ap（其中v 影响最大，f 次之，ap影响最小） • 工件材料 • 刀具几何参数 • 前角 • 主偏角

  11. 1.2.4、刀具磨损

  12. 刀具的磨损的方式 • 前刀面磨损：较大切削厚度切削塑性材料； • 后刀面磨损：切削脆性材料或低速和较小的切削厚度切削塑性材料条件下 • 前后刀面同时磨损：切削条件介于两者之间 • 刀具的磨损量：一般用VB表示----多数情况下都有；测量方便

  13. 刀具磨损的原因 • 磨粒磨损（机械擦伤磨损） • 相变磨损 • 粘接磨损 • 扩散磨损 • 氧化磨损 • 不同刀具材料在不同的使用条件下造成的磨损原因不同

  14. 刀具磨损过程 • 分三个阶段

  15. 刀具磨钝标准 • 定义:刀具磨损到不能再继续使用的最大限度 • ISO规定：以1/2 ap处后到面上测量的磨损棱带高度VB作为刀具磨钝标准；但自动化加工中用的精加工刀具，常以NB作为磨钝标准，称径向磨钝标准

  16. 刀具耐用度 • 刀具耐用度T • 定义：刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准的总切削时间(单位：min). • 不包括工件夹紧、测量、开车、停车等辅助时间 另： 在上述时间内，刀具所经过的切削路径或加工出的工件数表示。 • 刀具寿命 ---刀具耐用度与刀具总刃磨次数的乘积 （它是一把刀从开始使用到报废所用时间）

  17. 影响刀具耐用度T 的因素 • 切削用量的影响 • 硬质合金切中碳钢 • 问题：切削加工时，为了保证较长的刀具耐用度，且又获得较高的切削效率，如何确定切削用量？ • 工件材料的影响 • 硬度、强度、塑性越高，导热性越低，则T越低 • 刀具材料的影响 • 刀具几何参数的影响 • 主要是前角和主偏角

  18. 刀具耐用度的确定原则 问题：是否越大越好？是否越低越好？ • 确定方法： • 最低成本（单件平均加工成本最低）耐用度Tc； • 最高生产率（单件平均生产时间最短）耐用度Tp。 • 具体考虑的问题 • 简单刀具较复杂刀具的耐用度低； • 可转位刀具的耐用度低； • 精加工较粗加工高些； • 切削大型零件时，定的高些（避免中间换刀）； • 自动加工机床上的刀具耐用度高些。 • 具体数值可在有关手册中查到

  19. 思考题 章后

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