《数控加工工艺技术》课件01金属切削加工基础知识.pptVIP

项目一 金属切削加工基础知识 1.1 数控切削加工概述 一、数控切削加工概述 数控加工技术是基于数字信息来控制零件和刀具动作与位移的机械加工方法，数控机床的机械结构相对简单，但电气控制技术却相当专业复杂，以专业的数控系统为核心，通过数控程序控制刀具完成复杂的轨迹运动 数控机床的主轴速度与进给速度变换方便，无级调速，可在加工过程中用数控程序改变参数，并可用相应的倍率调节开关在一定的范围内进行修调 外圆车刀往往同时具备加工端面、外圆、锥面和圆弧面等的功能 铣削刀具往往同时用到圆柱切削刃与端面切削刃加工，圆角铣刀(又称圆鼻铣刀)和球头铣刀在企业已经得到普遍采用 二、数控切削加工特点 1.自动化程度高 数控铣床的切削加工时间占总加工时间的70%左右，加工中心可达90%以上 2.加工精度高 3.加工适应性强 数控加工改变了传统机械加工通过机床专用夹具使工件位置适应刀具位置的特点，转而以刀具位置的变化适应工件表面的复杂性，这一点在多轴加工机床上更为明显 4.适应高速加工新技术要求 1．2　切削运动和切削用量 一、切削运动 在金属切削加工时，为了切除工件上多余的材料，形成工件要求的合格表面，刀具和工件间须完成一定的相对运动，即切削运动。切削运动按其所起的作用不同，可分为主运动和进给运动，如图1-2所示 １．主运动 一般切削加工中主运动只有一个。 车削时主运动是工件的旋转运动；铣削和钻削时主运动是刀具的旋转运动；磨削时主运动是磨轮的旋转运动；刨削时主运动是刀具（牛头刨）或工件（龙门刨床）的往复直线运动等。 2.进给运动 在切削加工中为使金属层不断投入切削，保持切削连续进行，而附加的刀具与工件之间的相对运动称为进给运动，进给运动可以是一个或多个。 车削时进给运动是刀具的移动；铣削时进给运动是工件的移动；钻削时进给运动是钻头沿其轴线方向的移动；内、外圆磨削时进给运动是工件的旋转运动和移动等。 二、工件表面 如图1-3和图1-4所示。 1. 待加工表面 即将被切去金属层的表面。 2. 切削表面 切削刃正在切削而形成的表面, 切削表面又称加工表面或过渡表面。 3. 已加工表面 已经切去多余金属层而形成的新表面。 三、切削用量 如图1-3所示。 1．切削速度 2．进给量 工件或刀具每转一周，刀具在进给方向上相对工件的位移量，称为每转进给量，简称进给量，用f表示，单位为mm/r 3．背吃刀量（切削深度） 工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，称为背吃刀量，用ap表示，单位为mm。 四、切削用量的合理选择 1．切削用量对加工质量的影响 ap增大、f增大，切削力增大，振动大，表面粗糙度增大； vc增大，切削变形、切削力、表面粗糙度等均有所减小。 2.背吃刀量ap的合理选择 粗加工时，ap=8～10mm，可分几次走刀。 半精加工时，ap=0.5～2mm；精加工时，ap=0.1～0.4mm。 3.进给量f的合理选择 精加工时，进给量主要受表面粗糙度限制，一般取较小值。 4.选择切削速度的一般原则 （1）粗车时，ap、f均较大，故vc较小； 精车时ap、f均较小，所以vc较大。 （2）工件材料强度、硬度较高时，应选较小的vc； 工件材料加工性能越差，vc较低。 易切削钢的vc较同等条件的普通碳钢高， 加工灰铸铁vc较碳钢低，加工铝合金、铜合金的vc较加工钢高得多。 （3）刀具材料的性能越好，vc也选得越高。 1.3 金属切削过程 金属切削过程是指从工件表面切除多余金属形成已加工表面的过程，在切削过程中，工件受到刀具的推挤，通常会产生变形，形成切屑。 一、切削变形 1．切屑的形成过程 切屑是被切材料受到刀具前刀面的推挤，沿着某一斜面剪切滑移形成的，如图1-4所示，切削层不是由刀具切削刃削下来的或劈开来的，而是靠前刀面的推挤，滑移而成的。 2．切削过程变形区的划分 图中Ⅰ（AOM）为第一变形区，加工硬化。 图中Ⅱ为第二变形区，靠近前刀面处金属纤维化。 图中Ⅲ为第三变形区，造成纤维化和加工硬化。 图1-6 剪切滑移线与三个变形区示意图 3.切屑类型及控制 ⑴ 带状切削：加工塑性材料，切削厚度较小，切削速度较高，刀具前角较大时，往往会得到此类屑型。 ⑵ 节状切屑：切屑底层表面有裂纹，上层表面呈锯齿形。 ⑶ 粒状切屑：当切削塑性材料，剪切面上剪切应力超过工件材料破裂强度时，挤裂切屑便被切离成粒状切屑。切削时采用较小的前角或负前角、切削速度较低、进