金属工艺学下册第一章

切削层公称 横截面积：
A D b D h D fsk irn a p /sk ir n fa p(m 2 )m
作业：画出端铣平面的切削层参数。
变薄讨 当，k论r散变：热小在效，A果则D不好a 变w ，时增但：大切，削a的c 减径少向，分这力时增，大单；位当长kr度变切大削，刃则上情承况受正切相削反力。减少，切屑
第二节 刀具材料及刀具结构
一、刀具材料： 在切削加工时，刀具材料要在高温条件下承受较大的切削力、
摩擦、冲击、振动。为了保证零件的加工精度和刀具的耐用性， 刀具材料必须具有特殊的综合性能。 1）刀具材料的主要性能要求：
①较高硬度（大于HRC60以上）； ②足够强度和韧性（承受切削力，冲击、振动、不变形等）； ③较好的耐磨性（抵抗磨损，耐用）； ④较高的耐热性（在高温下保持较高的硬度及其它性能）； ⑤较好的工艺性（便于制造成各种成刀具形）； ⑥成本低，来源广； 2）常用刀具材料： 手工刀具的刀具材料：碳素工具钢（T10A 含C 0.7~1.2%的优 质钢）和合金工具钢（9SiCr，即碳素工具钢中加入Cr、w、Mn、 Si） 机加工用刀具材料：高速钢（W18Cr4V）和 硬质合金（YG、YT）
金 属 工 艺 学（下册）
第一章 切削加工的基本知识
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下册需要完成的任务
• 围绕切削加工这个大主题，学习 • （1）切削加工原理 • （2）切削机床 • （3）传统的切削加工方法和工艺过程 • （4）了解精密加工、特种加工方法和现代制
造技术。 • （5）掌握典型表面的加工 • （6）切削加工工艺规程的制定 • （7）零件的结构工艺性
第一章 切削加工的基本知识 本章的主要内容： 一、切削运动及切削要素（零件典型表面、切削用量、切削层几个
参数） 二、刀具及刀具材料（刀具材料、刀具标注角度、工作角度、刀具
磨损、刀具耐用度等） 三、金属切削过程中的各种物理现象（切屑形成、积屑瘤 、切削
力、切削功率，切削热、切削温度） 四、围绕切削加工的主要经济指标（产品质量、生产率、 经济
Vc 1d0n00 m/s或 m/min
d：工件（或刀具）直径（mm）
n：工件（或刀具）转速（r/s或r/min）
• 刨削加工为例（主运动为往复直线运动）
vc
2Lrn(m/s或 m/m)in 1000
L----往复行程长度，mm n的r-往---复主次运数动，每s秒t/s或或每st/分m钟in
2）进给量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移 f (mm/r) 如车削加工：工件每转一转，刀具相对工件的位移 mm/r。 牛头刨床：刀具每走一个行程，在进给方向上相对于工件的位移，
性），合理选择切削用量、切削液。 五、材料切削加工性的概念和衡量指标，及改善的主要途径。
第一节 切削运动和切削要素
一、零件的加工表面及切削运动 任何一种机电产品都是由许多零件组成，每一个零件的几何形状
虽不同，但分析起来主要由三种典型表面构成：即内、外圆柱面，平 面，成形面等。
1．不同表面的形成： 母线
的新表面 o 加工表面 —切削刃正在切削的表面
二、切削用量三要素： 切削用量是用来衡量切削运动的大小。在一般的切削过程 中，包括切削速度、进给量和背吃刀量三要素。切削用量的变 化对零件加工质量和生产率有十分重要的影响。
1）切削速度Vc：在单位时间内，工件与刀具沿主运动方向相 对移动的距离。
以车削加工为例（主运动为旋转运动）：
内、外圆柱表面 直线
轨迹 圆
作旋转运动所形成的表面
平面
直线
直线
作平移运动所形成的表面
成形表面
曲线
圆或直线 作旋转或平移运动所形成的表面
2．切削运动：
刀具与工件之间的相对运动称为切削运动。按其功能的不 同，切削运动分为主运动和进给运动。
主运动：消耗功率最大
进给运动：与主运动配合，可以保持切削的连续进行，以 形成零件的几何表面。
高速钢和硬质合金性能比较
• 高速钢是含W、Cr、V等合金元素较多的合金 工具钢。它的硬度、耐磨性和耐热性低于硬 质合金，但强度和韧性却高于硬质合金，工 艺性能较硬质合金好，而且价格比较便宜。 广泛地应用于制造形状较为复杂的各种刀具。
• 硬质合金是以高硬度、高熔点的金属碳化物 （WC、TiC）作基体，以金属Co等作粘结剂， 用粉末冶金的方法制成的一种合金。其硬度高， 耐磨性好，耐高温，允许的切削速度比高速钢 高数倍，但强度、韧性和工艺性不如高速钢。 常制成各种形式的刀片。
总结：常用机床的主运动与进给运动：
车削
铣削
刨削
平面磨削
主运动：工件旋转
刀具旋转 滑枕带刀具往
砂轮旋转运动
复直线移动
进给运动：刀具运动 工件移动 工件间歇移动
工作台移动
砂轮移动Baidu Nhomakorabea
切削运动有旋转的、直线的、曲线的、连续的和间歇的等运动形式。
工件加工表面
以车削为例，工件在车削过程中有三个不断变化着的表面 o 待加工表面 —即将被切除金属层的表面 o 已加工表面 —已经切去一部分金属而形成
ap
dwdm(mm) 2
dw：待加工表面 dm：已加工表面
在切削层尺寸平面中，垂直于进给方向测量的切削层 尺寸。
三、切削层的几何参 数：
切削层：工件上 被刀具切削刃切除 的那一层材料，它 是在垂直于含切
削速度的平面内测量。
切削层公称厚度：ac(hd)fsiknr
（即相邻加工表面间的距离）
切削层公称宽度 ：aw(bD)ap/siknr （沿主切削刃上度量的切削层尺寸）
国产硬质合金材料（YG、 YT ）一般分为两大类：钨钴类（ YG） 和钨钛钴类（ YT）。
钨钴类（YG类：WC+CO ），主要牌号有： YG3、YG6、YG8，其中 数字为CO的百分含量，含CO少，材质较脆，但较耐磨。YG类刀具切 塑性材料时，耐磨性差，适用于加工铸铁，青铜等脆性材料。
mm/st
对于多齿刀具加工时，进给运动的瞬时速度称为进给速度，即 Vf (mm/ s或
mm/ min)
（每转的位移×每秒多少转）
fz zn （每齿进给量fz×刀具齿数z×每秒多少转） (mm/s或mm/min)
3）背吃刀量(切削深度) ap (mm)：
切削加工时， 待加表面与已加工表面间的垂直距离(mm)， 也就是垂直于进给运动方向上主切削刃切入工件的深度。