機械製造工程學 總結

2021-10-14 04:22:45 字數 5332 閱讀 1349

第二章金屬切削的基本要素

金屬切削的基本概念:p5—p8

1. 切削運動:主運動和進給運動,兩個運動的向量和稱為合成切削運動。 p5

主運動:使刀具和工件之間產生相對運動,以進行切削的最基本運動。速度最高、消耗功率最大。

進給運動:不斷地把待切金屬投入切削過程,從而加工出全部表面的運動。

2. 切削用量(切削要素): p5-6

切削速度:切削選定點相對於工件主運動的瞬時速度。

進給量:工件或刀具每轉一轉時,兩者沿進給方向的相對位移。

背吃刀量(切削深度):工件上加工表面和待加工表面的垂直距離。

3. 車刀的組成:「三面兩刃一尖」

1)前刀面;2)後刀面;3)副後刀面;4)主切削刃;5)副切削刃;6)刀尖

4. 刀具角度參考係和刀具的標註角度:

1) 在正交平面內標註的角度:

前角 :正交平面內度量的前刀面與基面之間的夾角

後角 :正交平面內度量的後刀面與切削平面之間的夾角

*楔角 :正交平面內度量的前刀面與後刀面之間的夾角

2) 在切削平面內標註的角度

刃傾角 :切削平面內度量的主切削刃與基面之間的夾角

3) 在基面內標註的角度

主偏角 :主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角

副偏角 :副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向的夾角

*刀尖角 :在基面內度量的主切削刃與副切削刃之間的夾角

切削層:p10 刀具切削部分切過工件的乙個單程所切除的工件材料層。

切削層引數:p10 切削層的尺寸稱為切削層引數。

1)切削層工程厚度 :垂直於過渡表面的切削層尺寸。

2)切削層公稱寬度 :沿著過渡表面度量的切削層尺寸。

3)切削層公稱橫截面積 :切削層在基面內的面積。

刀具材料應具備的效能:p11

1) 高的硬度

2) 高的耐磨性

3) 高的耐熱性

4) 高的強度和韌性

5) 良好的導熱性和工藝性

常用刀具材料和用途:p11

1.高速鋼:w18cr4v;w6mo5cr4v2;w6mo5cr4v2al

2.硬質合金:

①鎢鈷類k類(yg) k01(yg3)、k20(yg6)、k30(yg8)

②鎢鈷鈦類p類(yt) p30(yt5)、p10(yt15)、p01(yt30)

③通用類m類(yw) m10(yw1)、m20(yw2)、m30(yw3)

第三章金屬切削基本原理及應用

金屬切削過程:p18 通過刀具把被切削金屬層變為切屑的過程

切削變形區:p18 第一變形區、第二變形區、第三變形區

切屑的型別:p20

1) 帶狀切屑:採用較高的切削速度、較小的切削厚度和前角較大的刀具,切削塑性較好的金屬材料時,易產生帶狀切屑

2) 節狀切屑:較低切削速度、較大的切削厚度和前角較小的刀具,切削中等硬度的塑性材料時,易產生節狀切屑

3) 單元切屑:極低的切削速度、大的切削厚度、小的前角、切削塑性較差的材料時

4) 崩碎切屑:切削脆性材料

積屑瘤的形成原因及控制措施:p20

積屑瘤的產生:切削時前刀面與切屑底層的擠壓和摩擦,使靠近前刀面的切屑底層流動速度減慢,產生滯流層,使切屑上層金屬和滯流層之間產生相對滑移。當外摩擦力(前刀面與切屑底部滯流層間的摩擦力)大於內摩擦力(上下層之間的滑移阻力)時,滯流層的金屬與切屑分離而粘接在前刀面上,如此往復產生乙個楔塊,稱積屑瘤。

積屑瘤的控制措施:

1. 避開容易產生積屑瘤的切削速度範圍;

2. 降低材料塑性

3. 合理使用切削液

4. 增大刀具前角、提高刀具刃磨質量

切削力(2.2.6;p29計算題):p22

切削力的**:1.切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈性變形、塑性變形所產生的抗力;

2.刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力

切削功率:

單位切削力:單位面積上的主切削力

測量切削力的儀器:機械測力儀、油壓測力儀和電測力儀

影響切削力的因素:

1. 工件材料:強度、硬度高,切削力大;塑性和韌性大,切削力大

2. 切削用量:1)切削深度或進給量大,切削力大;

2)加工塑性金屬時,中高速下,切削力隨vc的增大而減小,低速範圍有特殊規律; 加工脆性金屬時,vc對切削力沒有顯著影響

3. 刀具幾何引數:1)前角:前角增大,切屑變形減小,切削力下降

2)負倒稜:使切削力增大

3)主偏角;4)刃傾角;5)刀尖圓弧半徑

4. 刀具磨損的影響

5. 切削液的影響

6. 刀具材料的影響

切削熱和切削溫度:p29

切削熱**於切削層金屬產生的彈性變形和塑性變形所做的功

切削速度越高、切削層公稱厚度越大,則有切屑帶走的熱量越多

切削溫度:一般指切屑與前刀面接觸區域的平均溫度。目前常用的測量切削溫度的方法是「自然熱電偶法」

影響切削溫度的主要因素:

1. 工件材料:強度和硬度越高,切削時消耗的功越多,產生的切削熱越多,切削溫度越高;塑性越大,切削溫度越高。

2. 切削用量:影響效果(vc>f>ap)。故為控制切削溫度,提高刀具使用壽命,選用大的ap和f比選用大的切削速度有利。

刀具的磨損:p33

磨損方式:1)前刀面磨損(月牙窪磨損):在切削速度較高、切削層公稱厚度較大的情況下容易出現。

2)後刀面磨損:切削脆性金屬或以較小的切削層公稱厚度和較低的切削速度切削塑性金屬時

3)前後刀面同時磨損:切削塑性金屬時,切削層公稱厚度適中

磨損原因:1)磨料磨損:也稱機械磨損,是低速切削刀具磨損的主要原因

2)粘接磨損:也稱冷焊磨損,一般在中等偏低的速度下比較嚴重

3)擴散磨損:主要決定於接觸面之間的溫度

4)氧化磨損:造成「邊界磨損」的原因之一

磨損過程:1)初期磨損階段:磨損較快。初期磨損量的大小與刃磨質量有關

2)正常磨損階段:正常磨損也是刀具的有效工作階段

3)劇烈磨損階段:這階段應重磨或更換刀具

磨鈍標準:刀具磨損到一定的限度後就不能再使用,這個限度稱之為磨鈍標準。刀具磨鈍標準是指後刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達到的最大值。

總的來說工件越難加工,對工件的要求越高,則標準取小值

切削液:p37合理選擇切削液是提高金屬切削效率的有效途徑之一

切削液的作用:1.冷卻 2.潤滑 3.清洗與防鏽

對硬質合金刀具一般不使用切削液,若要使用必須連續、充分地**,否則會因為驟冷驟熱導致刀片產生裂紋。切削鑄鐵一般也不用切削液。切削銅、鋁合金和有色金屬時,一般不用含硫的切削液,一面腐蝕工件表面。

刀具合理幾何引數:p38

1. 前角增大前角能減小切屑變形和摩擦,降低切削力、切削溫度,減小刀具磨損、抑制積屑瘤的生成,改善加工表面質量。但不能過大,有乙個合理的引數。

前角的選擇原則:

1) 工件材料強度、硬度低,塑性大,則前角大;加工脆性材料,前角小

2) 刀具材料強度和韌性好,前角大

3) 粗切時為增強切削刃強度,前角應取小值

2. 後角增大後角能減少後刀面與過渡表面摩擦,後角過大會減弱切削刃強度和散熱能力

後角的選擇原則:後角主要根據切削層公稱厚度選取

切削用量的選擇:p41—p45

在工具機、工件、刀具強度和工藝系統剛性允許的條件下,首先選擇盡可能大的背吃刀量,其次根據加工條件和要求選用所允許的最大進給量,最後再根據刀具的使用壽命要求選擇或計算合理的切削速度。

第四章機械加工精度

加工精度的概念:p114 加工精度是指零件加工後的實際幾何引數(尺寸、形狀和相互位置)與理想幾何引數的接近程度。

尺寸精度形狀精度位置精度均如上概念括號內容。

獲得加工精度的方法:p115

獲得尺寸精度的方法: 1)試切法;2)調整法;3)定尺寸刀具法;4)自動控制法

獲得形狀精度的方法:1)運動軌跡法;2)成型法;3)仿形法;4)展成法

獲得位置精度的方法:1)一次安裝獲得法;2)多次安裝獲得法

原始誤差:p115 廣義上講,凡是能直接引起加工誤差的因素都稱為原始誤差

根據原始誤差的性質、狀態的不同,可將其分為:

1) 與工藝系統初始狀態有關的原始誤差(幾何誤差);

2) 與加工過程有關的原始誤差

研究機械加工精度的方法:p116 1)因素分析法;2)統計分析法

影響加工精度的因素:幾何誤差、受力變形、熱變形和內應力

幾何誤差:p116

1. 加工原理誤差:由於在加工中採用了近似的加工運動、近似的刀具輪廓和近似的加工方法而產生的原始誤差。

2. 工具機誤差:工具機製造誤差對工件加工精度影響較大的有主軸迴轉誤差、導軌誤差和傳動鏈誤差。

1) 主軸迴轉誤差:主軸各瞬間的實際迴轉軸線相對其平均迴轉軸線的變動量。可分解為徑向圓跳動、軸向竄動和角度擺動

2) 導軌誤差:水平面內的直線度、垂直面內的直線度、前後導軌的平行度

3) 傳動鏈誤差:傳動鏈始末兩端傳動元件相對運動的誤差。

(1) 傳動鏈越短,傳動精度越高

(2) 傳動鏈中最後乙個傳動件的精度要高

(3) 傳動比小則傳動精度高;傳動鏈中採用降速比的傳動是保證傳動精度的重要原則。

3. 刀具製造誤差及磨損

4. 調整誤差

5. 夾具誤差:包括定位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差、導引誤差和夾具磨損等。

工藝系統的受力變形:p120

車細長軸時,切削力的作用下,工件因彈性變形出現「讓刀」的現象。加工出腰鼓形

磨內圓時,內圓磨頭彎曲變形,加工出錐形

工具機部件剛度的測定:

1) 單向靜載測定法

2) 三向靜載測定法

影響工具機部件剛度的因素:

1) 連線表面的接觸變形

2) 薄弱零件本身的變形

3) 接觸表面之間的摩擦

4) 連線表面間的間隙影響

5) 連線件夾緊力的影響

減小工藝系統受力變形的途徑

1. 提高工藝系統剛度

2. 減小切削力及其變化

工藝系統受熱變形引起的誤差:p129

熱源:內部熱源(切削熱、摩擦熱)、外部熱源

1. 切削熱:切削速度越高,傳到切屑的熱量越多,傳到刀具和工件的熱量越少

2. 摩擦熱:工具機運動部件為克服摩擦所做機械功轉變的能量。是工具機熱變形的主要熱源

3. 外部熱源

精密加工應在熱平衡之後進行

工藝系統熱變形對加工精度的影響:p130

1. 工件熱變形對加工精度的影響;

機械加工過程中,使工件產生熱變形的熱源主要是切削熱

在加工精度高的軸類零件時,宜採用彈性尾頂尖,或人工不時放鬆頂尖,以重新調整頂尖與工件間的壓力

2. 刀具變形對加工精度的影響;

3. 工具機熱變形對加工精度的影響

減小工藝系統熱變形的途徑:p132

機械製造工程學》課堂作業 第3章

第3章金屬切削工具機 一 判斷題 對打 錯打 1 用成形法形成發生線時不需成形運動 2 用展成法形成發生線時,需要乙個獨立的成形運動 3 用相切法形成發生線時,需要乙個獨立的成形運動 4 利用刀具邊旋轉邊作一定軌跡運動來對工件進行加工的方法稱為軌跡法。5 利用成形刀具對工件進行加工時,刀刃為切削線,...

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