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大型数控机械设备加工


金属切削和刀具的一般知识
       1. 了解金属切削运动及其特点,掌握切削用量三要素选用原则,会简单计算。
       1.1 切削运动:
       (1)主运动Vc:
       (2)进给运动Vf:
       (3)关系:一般主运动一个,进给运动一个或多个。
       1.2 切削时工件上形成的表面:
       (1)待加工表面
       (2)过渡表面:正在切削的表面。
       (3)已加工表面
       1.3 切削用量
       (1)切削速度Vc:Vc=(PI*d*n)/1000(m/min或m/s)
       钻头,切削刃d变化,Vc变化
       (2)进给量f:车工:mm/r;铣工:
       (3)背吃刀具ap(mm)
       2. 了解常用刀具材料及其适用范围。
       2.1(车)刀具的结构形式:整体式、焊接式、机夹重磨式、机夹可转位刀片式。
       2.2 刀具常用材料:
       (1)硬质合金:耐温800度以上,不能使用冷却液。常用的有YT(钢件:YT5、YT15、YT30)、YW(YW1、YW2)、YG(铸铁件、有色金属件:YG3、YG6、YG8)三种。
       (2)高速钢:耐温550度以上,需要使用冷却液。
       2.3 刀具钝化:
       (1)磨损:刀具后刀面和前刀面磨损。
       (2)崩刃:切削刃的脆性破裂。
       (3)卷刃:切削刃的塑性变形。
       3. 了解常用刀具的主要角度及其作用。
       (1)前角:增大,切削变形减小,切削热少,切削温度低。
       (2)后角:增大,后刀面摩擦少,(工件)切削热少,切削刃强度低,影响刀尖散热。
       (3)主偏角:减小,切削刃增加,散热改善,切削温度低。
       (4)副编角:增大,副后刀面摩擦少,加工残余面积大,粗糙度降低。
       (5)刃倾角:影响刀头强度和排屑方向。
       (6)车刀安装对刀具角度的影响:刀尖与工件轴线不等高情况;刀杆轴线与工件旋转轴线不垂直度影响。
       4. 了解切削液的常用种类及适用范围。
       4.1 切削液的常用种类:
       (1)水基类:水溶液:冷却好,润滑差;乳化液:冷却中,润滑中。
       (2)油基类:切削油:冷却差,润滑好。
       5. 了解常用金属材料的可切削性。
       (1)主要指标:相对加工性;与刀具耐用度、切削热、已加工表面质量、切屑控制和断屑情况、切削力有关。
       (2)影响因素:强度、硬度、塑性、导热性等
       (3)改善方法:适当的热处理,适当调整材料化学成份。
       6. 了解切削过程中的物理现象,如切屑形成过程及切屑类型、积屑瘤形成机理及控制、切削力、切削热及刀具磨损等。
       6.1 切削类型:带状(塑性材料如钢件)、挤裂、单元、崩碎(脆性材料如铸铁)切屑。
       6.2 积屑瘤:
       产生条件:中等切削速度,塑性材料。
       对加工影响:保护刀具、增大前角、影响表面质量和尺寸精度(积屑瘤不稳定)。
       控制措施:提高或降低速度。
       6.3 切削力:
       (1)主切削力Fc(消耗机床功率95%);背向力Fp(又称径向力,它使工件弯曲变形进而引起振动,对加工精度和表面粗糙度影响大);进给力Ff(消耗机床功率5%)。
       (2)影响因素:材料的强度、硬度、塑性、韧性;刀具的几何角度(主偏角、前角影响大);切削用量(吃刀量、进给量影响大,切削速度影响不大)
       6.4 切削热
       (1)切削热来源:切削层金属变形(主要);切屑与刀具前刀面之间摩擦;切屑与刀具后刀面之间摩擦。
       (2)切削热传出:切屑(50-80%);工件(10-40%);刀具(3-9%);周围介质(1%)
       (3)影响切削热因素:
       a 切削用量因素:切削速度影响大;通过增加背吃刀量、降低速度来提高效率。
       b 材料因素:强度、硬度影响;一般来说,合金钢比结构钢工件温度高;
       c 导热性影响:有色金属工件温度低;
       d 切屑影响:铸铁工件温度低但刀尖温度高(粒状或崩碎状切屑影响)。
       e 常用切削液影响:水溶液好,乳化液次,切削油更次。
       7. 遵守职业道德和职业规范,树立安全生产、节能环保和产品质量等职业意识。

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