切削三要素

2022-10-13 23:15:07 字數 4463 閱讀 6800

切削三要素:切削速度、進給量、背吃刀量

切削層引數:切削層公稱厚度h、切削層公稱寬度b、切削層公稱橫截面積a

刀具切削部分:(三面兩刃一尖)

前刀面切削沿其流出的刀具表面

主後刀面刀具上與過度表面相對的表面

副後刀面刀具上與已加工表面相對的表面

主切削刃前刀面與主後刀面的交線,它完成主要的切削工作,也稱主刀刃

副切削刃前刀面與副後刀面的交線,它配合主切削刃完成切削工作,並最終形成已加工表面,也稱為副刀刃。

刀尖主切削刃與副切削刃的連線點,它可以是短的直線段或圓弧。

刀具標註角度的參考係

基面通過切削刃上某一指定點,並與該點,並與該點切削速度方向相垂直的平面

切削平面通過主切削刃上某一指定點,與主切削刃相切並垂直與基面的平面

正交平面通過主切削刃上某一指定點,同時垂直與基面和切削平面的平面

刀具標註角度

前角在正交平面內測量的前刀面與基面的夾角。前刀面在基面之下時前角為正,反之為負(前角影響刀具的鋒利程度)

後角在正交平面內測量的後主刀面與切削平面的夾角。後角一般為正。

刃傾角在切削平面內測量的主切削刃與基面的夾角。(影響切削流出的方向)

主偏角在基面內測量的主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角。一般為正

負偏角在基面上測量的副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向的夾角。

(主\副偏角與車螺紋的形狀有關)

以上,。

刀具工作角度

1進給運動對刀具工作角度的影響

橫向進給車削:進給量增大,則η增大;當瞬時直徑d減小,η值也增大,車削至接近工件中心時,值增長很快,工作後角將有正變負,致使工件最後被擠斷。

縱向進給車削進給量f越大,工件的加工後d越小,則工作角度值的變化就越大。

2刀具安裝位置對刀具工作角度的影響

刀具安裝高低對刀具工作角度的影響車刀的刀尖一般與工作軸心是等高的。高於時,工作前角增大,後角減小。低於時,恰好相反。

刀柄中線線與進給方向不垂直對刀具工作角度的影響刀柄右斜,主偏角增大,副偏角減小,反之,相反。

刀具材料

刀具材料具備的基本效能:高的硬度、高的耐磨性、足夠的強度和韌性、高的耐熱性、良好的導熱性和耐熱衝擊效能、良好的工藝效能、經濟性。

常用刀具材料:工具鋼、硬質合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等5大類。目前,在生產中所用的刀具材料主要是高速鋼和硬質合金。

碳素工具鋼、合金工具鋼因耐熱性差,僅用於手工或切削速度較低的刀具。

高速鋼:可分為:普通高速鋼和高效能高速鋼。(按工藝)熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。

硬質合金:k類硬質合金(yg)、p類硬質合金(yt)、m類硬質合金(yw)

金屬切削過程

積屑瘤現象在切削速度不高而又能形成連續性切屑的情況下,加工鋼料等塑形材料時,常在前刀面切削處粘著一塊剖面呈三角狀的硬塊,這塊冷焊在前刀面上的金屬稱為積屑瘤

積屑瘤產生原因:切削加工時,切削與前刀面發生強烈摩擦而形成新鮮表面接觸,當接觸面具有適當的溫度和較高的壓力時就會產生粘結(冷焊).於是,切屑層金屬與前刀面冷焊而滯留在前刀面上.

連續流動的切削從粘在刀面的底層上流過時,在溫度壓力適當的情況下,是會被阻滯在底層上.使粘結層逐層在前一層上集聚,最後長成積屑瘤。

積屑瘤對切削過程的影響

增大前角,增大切削厚度,增大已加工表面粗糙度,影響刀具使用壽命。

避免或減小積屑瘤的措施:

1、 控制切削速度,盡量避開易生成積屑瘤的中速區。

2、 使用潤滑性能好的切削液,以減小摩擦。

3、 增大刀具前角,以減小刀屑接觸區壓力。

4、 提高工件材料硬度,以減小加工硬化傾向。

影響切屑變形的因素

1、 工件材料:工件材料強度愈高,切屑變形愈小

2、 刀具前角:刀具前角愈大,切屑變形愈小

3、 切削速度:在無積屑瘤的切削速度範圍內,切削速度愈高,變形係數愈小

4、 切削厚度:厚度增加,摩擦係數減小,增大,形變小

切屑的種類帶狀、節狀、粒狀、崩碎

切削力的**:一是切削層金屬、切屑和工件表層金屬的彈塑性變形所產生的抗力,二是刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力

切削熱的產生:在刀具的切削作用下,切削層金屬發生彈性變形、塑性變形,這是切削熱的乙個**,另外切屑與前刀面、工件與後刀面間的摩擦功也將轉化為熱能,這是另乙個**。

切削溫度的測量:自然熱電偶法、人工熱電偶法

刀具磨損形態

1、 前刀面磨損(月牙窪磨損)2、後刀面磨損

刀具磨損原因

磨料磨損:工件或切屑中的微小硬質點以及積屑瘤碎片,不斷摩擦前後刀面,劃出溝紋。

冷焊磨損:工件表面、切屑底面與前後刀面之間存在著很到的壓力和強烈的摩擦,因而它們之間會產生冷焊,由於摩擦副的相對運動,冷焊結將被破壞而被一方帶走,從而造成冷焊磨損。

擴散磨損:在切削過程中,刀具後刀面與已加工表面、刀具前刀面與切屑底面相接觸,由於高溫高壓,刀具材料和工件材料中的化學元素相互擴散,使兩者的化學成分發生變化,這種變化削弱了刀具材料的效能,使刀具的磨損加快。擴散磨損在高溫下產生,且隨溫度公升高而加劇。

氧化磨損:當切削溫度達700-800度時,空氣中的氧在切屑形成的高溫區與刀具材料中某些成分發生氧化反應,產生較軟的氧化物,從而使刀具表面層硬度下降,較軟的氧化物被切屑或工件擦掉而形成氧化磨損。

熱電磨損:由於工件、切屑與刀具的材料不同,切削時在接觸區將產生熱電勢,這種熱電勢有促進擴散的作用而加劇刀具磨損。這種熱電勢的作用下產生的擴散磨損,稱為熱電勢磨損

用硬質合金刀具加工鋼料時,磨料磨損總是存在但所佔比列不大,在中低切削速度(切削溫度)下,以冷焊磨損為主,在高速(高溫)下,以擴散磨損、氧化磨損和熱點磨損為主。

刀具磨損過程及磨鈍標準

刀具磨損過程:初期磨損階段、正常磨損階段、劇烈磨損階段。

刀具磨鈍標準:國際標準化組織iso統一規定以1/2背吃刀量處後刀面上測量的磨損帶寬度作為刀具的磨鈍標準。

1、工藝系統剛性工藝系統剛性差,vb應取小值。

2、工件材料切削難加工材料,一般應取較小的vb值,加工一般材料vb可取大些。

3、加工精度和表面質量要求高,vb取小,精車時vb=0.1~0.3mm

4、工件尺寸加工大型工件,為避免頻繁換刀,vb應取大值

刀具壽命

刃磨好的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止的淨切削時間,稱為刀具的使用壽命。刀具使用壽命乘以刃磨次數,得到刀具的總壽命。

當工件、刀具材料和刀具幾何形狀選定後,切削用量是影響刀具使用壽命的主要因素。

1、切削速度對使用壽命的影響:

2、進給量、背吃刀量與道具使用壽命的影響:

切削速度對刀具使用壽命的影響最大,進給量次之,背吃刀量最小

刀具使用壽命指標:在相同的切削條件下,切削某種材料時,若一定切削速度下刀具使用壽命t較長或在相同的使用壽命下的切削速度較大,則該材料的切削加工性較好;反之,其切削加工性較差。

切削液的作用:冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防鏽作用

切削液的種類:水溶液、乳化液、切削油

使用:澆注法、高壓冷卻法、噴霧冷卻法。

磨削過程:滑擦階段、耕犁階段、形成切屑。

砂輪:磨料、粒度、結合劑、硬度和組織決定砂輪的特性。其有磨料和結合劑構成。

機械加工質量

獲得加工精度的方法:1(尺寸精度)試切法、調整法、定尺寸刀具法、自動控制法

2(形狀精度)軌跡法、成形刀具法、展成法

3(相互位置精度)直接找正法、劃線找正法、夾具定位法

影響加工精度的因素:機械加工中,由工具機、夾具、刀具和工件等組成的系統,稱為工藝系統。工藝系統中凡是能直接引起加工誤差的因素都稱為原始誤差。

由於各種原始誤差的存在,使工件和刀具之間正確的幾何關係遭到破壞而產生加工誤差。

原始誤差包括:加工原理誤差、工藝系統的幾何(靜)誤差、工藝系統動誤差(加工過程誤差)

誤差的敏感方向:通過刀刃的加工表面的法向,稱為誤差的敏感方向

加工表面質量:1、表面粗糙度與波紋度

2、表面層材料的物理力學效能和化學效能:表面層金屬的冷作硬化、金相組織的變化、殘餘應力

原理誤差:由於採用了近似的成形運動或近似的切削刃輪廓進行加工而產生的誤差,也稱理論誤差。

工藝系統的幾何誤差:包括工具機、夾具、刀具的誤差,是由於製造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損引起的。

1工具機的幾何誤差:

1)、工具機主軸的迴轉誤差(表現為端麵圓跳動、徑向圓跳動、角度擺動)直接影響到加工工件的幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度。

2)、工具機導軌誤差

導軌在水平面內的直線度誤差:造成長外圓柱表面的圓柱度誤差

導軌在垂直面內的直線度誤差:磨削時,徑向產生誤差小,但導軌在垂直方向上的誤差對平面磨床、龍門刨床、銑床等將引起法向的位移(敏感方向),將直接被反映到被加工工件的表面,造成工件的形狀誤差。

(綜合誤差····)

導軌對主軸迴轉軸線的位置誤差引起工件的幾何形狀誤差(導軌與主軸迴轉軸線水平面內不平行,使工件的外圓柱表面產生錐度;在垂直面內不平行,會使工件的外圓柱表面產生馬鞍形誤差)

3)、工具機傳動鏈誤差

2夾具誤差與裝夾誤差

3刀具誤差

4測量誤差

5調整誤差:試切法調整、調整法調整

加工過程誤差

a) b) 1●

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