刨工操作技术要领图解.docx

1、刨工操作技术要领图解陈文 主 编山 东 科 学 技 术 出 版 社图 书 在 版 编 目 ( CIP ) 数据刨工操 作 技术 要 领 图 解 / 陈 文 主 编 . 济 南 : 山 东 科 学 技 术 出 版 社 , 2005( 青 工 操 作 技 术 要 领 图 解 系 列 )ISBN 7 - 5331 - 4090 - 7 . 刨 . . . . 陈 . . . . 刨削 图解 . TG55 64中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 (2005) 第 053008 号青 工 操 作 技 术 要 领 图 解 系 列 刨 工 操 作 技 术 要 领 图 解 丛 书 主 编 王

2、志 鑫 本 书 主 编 陈 文主 审 孙 召 瑞出 版 者 : 山 东 科 学 技 术 出 版 社地 址 : 济 南 市 玉 函 路 16 号邮 编 : 2 50 00 2 电 话 : ( 05 31 ) 82 09 808 8网 址 : www .l kj .com .cn电 子 邮 件 : sd kj sd press .co m .cn发 行 者 : 山 东 科 学 技 术 出 版 社地 址 : 济 南 市 玉 函 路 16 号邮 编 : 2 50 00 2 电 话 : ( 05 31 ) 82 09 807 1印 刷 者 : 山 东 新 华 印 刷 厂地 址 : 济 南 市 胜 利 大

3、 街 56 号邮 编 : 2 50 00 1 电 话 : ( 05 31 ) 82 07 911 2开 本 : 8 50 mm 116 8 mm 1/ 32印 张 : 1 0字 数 : 2 16 千版 次 : 2 00 5 年 6 月 第 1 版 第 1 次 印 刷印 数 : 1 - 50 00ISBN 7 - 5331 - 4090 - 7 TG24定 价 : 16 .50 元丛 书 主 编 王 志 鑫 本 书 主 编 陈 文副 主 编 房 玉 胜 房 翠 平李 传 红 王 德 富王 风 平编 者 李 国 平 郭 丽 波 陶 希 海 王 连 海刘 志 强 张 爱 迎 李 坤 淑 燕 云 鹏刘

4、 晓 张 洪 国 孙 召 瑞主 绘审 图孙 召 瑞 李 传 红 孙 召 瑞 郭 丽 波内 容 提 要本 书 重 点 介 绍 了 当 前 机械 加 工 行 业 中 广 泛 应 用 的 刨 工 技 术 , 主 要 包 括 刨 工 基 础 知 识 、 刨 床 、 刨 床 刀 具 与 夹 具 、 刨 削 基 本 技 术 、 刨 削 提 高 技 术 、 特 殊 零 件 的 刨 削 、 机 械 加 工 工 艺 规 程 及 刨 削 工 艺 分 析 等 。 本 书 图 文 并 茂 , 形 象 逼 真 , 通 俗 易 懂 , 言 简 意 赅 。 在 众 多 刨 工 书 籍 中 独 具 特 色 , 它 将 成 为

5、 广 大 刨 工 爱 好 者 的 良 师 益 友 , 也可 作 为 各 类 刨 工 培 训 机 构 的 参 考 书 和 教 学 用 书 , 并可供 有 关 工 程 技 术 人 员 参 考 。前 言随 着 工 业 技 术 的 发 展 和 改 革 开 放 的 不 断 深 入 , 我 国 城 乡 建 设 急 需 大 量 的 技 能 人 才 , 职 业 技 能 培 训 是 提 高 劳 动 者 素 质 、 增 强 劳 动者 就 业 能 力 的 有 效 措 施 。 为 满 足 广 大 青 年 学 习 技 术 、 掌 握 操 作 技 能 的 要 求 , 以 及 社 会力 量 办 学 单 位 和 农 村 举

6、办 短 期 职 业 培 训 班 的 需 求 , 特 别 是 满 足 下 岗 职 工 转 岗 和 农 民 工进 城 务 工 的 需 求 , 我 们 组 织 编 写 了 这 套 浅 显易 懂 、 图 文 并 茂 的 培 训 教 材 。本 套 培 训 教 材 本 着 以 职 业 活 动 为 导 向 , 以 职 业 技 能 为 中 心 的 指 导 思 想 , 以 国 家 劳 动和 社 会 保 障 部 颁 布 的 职 业 资 格 鉴 定 标 准 中 的 初 级 ( 国 家 资 格 5 级 ) 内 容 为 主 , 涉 及 少 量的 中 级 ( 国 家 资 格 4 级 ) 内 容 , 以 实 用 、 够 用

7、的 原 则 , 突 出 技 能 操 作 , 以 图 解 的 形 式 , 配 以 简 明 的 文 字 来 说 明 具 体 的 操 作 过 程 与 操 作 工 艺 , 有 很 强 的 针 对 性 和 实 用 性 , 克 服 了 传 统 培 训 教 材 中 理 论 内 容 偏 深 、 偏 多 、 抽 象 的弊 端 , 增 添 了 “ 四 新” 知 识 , 突 出 了 理 论 与 实 践 的 结 合 。 让 学 员 既 学 到 真 本 事 , 又 可 应 对2 刨 工操 作 技 术 要 领 图 解 前 言技 能 鉴 定 考 试 , 体 现 了 科 学 性 和 实 用 性 。本 套 培 训 教 材 介

8、绍 的 内 容 是 从 业 者 应 掌 握 的 基 本 知 识和 基 本 操 作 技 能 , 书 中 提 供 的 典 型 实 例 都 是 成 熟 的 操 作 工 艺 , 便 于 学 习 者 模 仿 和 借 鉴 , 减 少 了 学 习 的 弯 路 , 使 其 能 更 方 便 、 更 好 地 运 用 到 实 际 生 产 中 去 , 是 学 习 者 从 业 和 就 业 的 良 师 益 友 。本 套 培 训 教 材 在 编 写 过 程 中 , 参 考 了 国 内 外 有 关 著 作 和 研 究 成 果 , 邀 请 了 部 分 技 术 高 超 、 技 艺 精 湛 的 高 技 能 人 才 进 行 示 范

9、操 作 , 在 此 谨 向 有 关 参 考 资 料 的 作 者 、 参 与 示 范 操 作 的 人 员 以 及 帮 助 出 版 的 有 关 人 员 、 单 位 表 示 最 诚 挚 的 谢 意 。 由 于 编 者 水 平 有 限 , 编 写 时 间 仓 促 , 疏 漏 不 当 之 处 在 所难 免 , 敬 请 专 家 和 读 者 朋 友 批 评 指 正 。编 者目 录第 一章 刨工基 础知识 / 1第 一 节 金属 切削过 程的基 本规律 / 1第 二 节 刨削 加工的 特点与 刨削用 量的选择 / 14第 三 节 刨工 常用钳 工知识 / 21第 四 节 刨削 加工安 全检查 的内容 / 45

10、第二章 刨床 / 51第 一 节 刨床 的分类 与型号 / 51 第二 节 B6050 型牛 头刨床结 构 / 58 第三 节 B6050 型牛 头刨床操 作 / 73第四 节 B6050 型牛 头刨床的 精度要 求和检 验 / 75第 五 节 刨床 的精度 调整与 维修 / 84第三章 刨床刀 具与夹 具 / 98第一 节 刨刀 / 98第二 节 刨床 夹具 / 114第四章 刨削基 本技术 / 126第一 节 平面 的刨削 / 126第二 节 直镶 条的刨 削 / 152第三 节 斜面 的刨削 / 154 第四 节 V 形槽的刨 削 / 164 第 五 节 燕尾 形零件 的刨削 / 169

11、2 刨 工操 作 技 术 要 领 图 解 目 录第六 节 切断 / 180第 七 节 直角 沟槽的 刨削 / 189第八 节 T 形槽 的刨削 / 193第五章 刨削提 高技术 / 202第一 节 孔内 刨削 / 202第二 节 曲面 刨削 / 214第三 节 强力 刨削 / 224第四 节 精刨 代刮 / 230第 五 节 特殊 材料的 刨削 / 239第六章 特殊零 件的刨 削 / 254第一 节 斜镶 条的刨 削 / 254第 二 节 细长 轴键槽 的刨削 / 268第 三 节 大型 薄板工 件的刨 削 / 277第四 节 斜齿 条的刨 削 / 284第 五 节 机床 导轨面 的刨削 /

12、 296主要参 考书目 / 307第 一 章刨 工 基 础 知 识9第 一 章 刨 工 基 础 知 识【 学 习 要 求 】1 .了 解 金 属 切 削 过 程 的 一 般 规 律 。2 .了 解 刨 削 加 工 的 特 点 及 刨 削 用 量 的 选 择 。3 .掌 握 刨 工 常 用 的 钳 工 方 法 。4 .了 解 刨 工 安 全 常 识 。第 一 节 金 属 切 削 过 程 的 基 本 规 律金 属 切 削 过 程 , 是 指 切 削 层 材 料 在 刀 具 切 削 刃 和 前 刀 面 的 作 用 下 , 经 挤 压 产 生 剪 切 滑 移 变 形 并 断 裂 而 成 为 切 屑 的

13、 过 程 。 金 属 切 削 过 程 中 的 主 要 基 本 规 律 是 金 属 变 形 、 切 削 力 、 切 削 温 度 和 刀 具 磨 损 的 变 化 规 律 , 其 中 切 削 力 和 刀 具 磨 损 的 实 际 意 义 最 大 , 切 削 温 度 和 变 形 对 生 产 也 有 直 接 影 响 。 因 此 , 要 学 会 正 确 刃 磨 和 合 理 使 用 刀 具 , 充 分 发 挥 刀 具 的 切 削 性 能 , 合 理 选 择 切 削 用 量 , 提 高 加 工 质 量 , 降 低 成 本 , 提 高 劳 动 生 产 率 , 就 必 须 掌 握 切 削 过 程 的 基 本 规 律

14、 。2 刨 工操 作 技 术 要 领 图 解一 、 金 属 切 削 的 基 本 概 念1 .切 削 运 动 在 切 削 过 程 中 , 刀 具 相 对 于 工 件 的 运 动 称 为 切 削 运 动 。 它 可 以 是 直 线 运 动 , 也 可 以 是 回 转 运 动 , 按 其 所 起 的 作 用 , 可 分 为 主 运 动 和 进 给 运 动 , 如 图 1 - 1。(1) 主 运 动 是 指 直 接 切 除 工 件 上 的 切 削 层 , 使 之 转 变 为 切 屑 , 以 形 成 工 件 新 表 面 的 运 动 。 它 是 机 床 的 主 要 运 动 。 其 特 征 是 切 削 速

15、度 最 高 , 消 耗 功 率 最 多 。 例 如 , 车 削 时 的 主 运 动 是 工 件 的 回 转 运 动 ; 牛 头 刨 床 刨 削 时 , 刨 刀 的 往 复 运 动 是 主 运 动 。(2) 进 给 运 动 不 断 把 切 削 层 投 入 切 削 的 运 动 称 为 进 给 运 动 。 如 车 外 圆 时 的 纵 向 进 给 运 动 , 车 端 面 时 的 横 向 进 给 运 动 。图 1 - 1 车 削 运 动 和 工 件 上 的 表 面2 .工 件 上 形 成 的 表 面 如 图 1 - 1 所 示 , 在 切 削 运 动 的 作 用 下 , 工 件 上 的 切 削 层 不

16、断 被 车 刀 切 削 , 并 转 变 为 切 屑 , 加 工 出 所 需 的 工 件 新 表 面 。 在 这 一 表 面 形 成 的 过 程 中 , 工 件 上 有 3 个 不 断 变 化 着 的 表 面 :(1) 已 加 工 表 面 即 工 件 上 已 经 切 去 多 余 金 属 层 而 形 成 的 新 表 面 。(2) 过 渡 表 面 即 切 削 刃 正 在 切 削 的 表 面 , 介 于 己 加 工 表 面 和 待 加 工 表 面 之 间 。第 一 章刨 工 基 础 知 识3(3) 待 加 工 表 面 即 工 件 上 将 被 切 去 金 属 层 的 表 面 。二 、 切 削 要 素 基

17、 本 概 念切 削 要 素 分 切 削 用 量 要 素 和 切 削 层 横 截 面 要 素 两 大 类 。1 .切 削用 量要素 切削 用量要 素用 来表 示切 削加工 中主 运动 及进给 运动参数 , 它包括 切 削速度 vc 、 进给量 f 和 背吃 刀量 ap 。如图 1 - 2 所示 , 它 们 是 加 工 前 调 整 机 床 的 依 据 。 在 切 削 加 工 中 , 需针对不同 的工件材 料、 刀具材 料和其 它技术 经济要 求适当选 取。图 1 - 2 切 削 用 量 要 素(1) 切 削 速 度 vc 刀 具 切 削 刃 上 的 某 一 点 相 对 于 待 加 工 表 面 在

18、主 运 动 方 向 上 的 瞬 时 线 速 度 称 为 切 削 速 度 , 它 是 衡 量 主 运 动 大 小 的 参 数 。 切 削 速 度 计 算 公 式 如 下 :vc = dw n/ 1000式 中 , vc 切 削 速 度 ( m/ min) ;n工 件 速 度 ( r/ min) ;dw 被 加 工 工 件 表 面 直 径 ( mm) 。 对 于 旋 转 体 工 件 或 旋 转 类 刀 具 , 在 转 速 一 定 时 , 由 于 切 削 刃4 刨 工操 作 技 术 要 领 图 解上 各 点 的 回 转 半 径 不 同 , 因 而 切 削 速 度 不 同 , 在 计 算 时 应 以

19、最 大 切 削 速 度 为 准 。 如 外 圆 车 削 时 , 计 算 待 加 工 表 面 上 的 速 度 , 钻 削 时 计 算 钻 头 外 径 处 的 速 度 。(2) 进 给 量 f 工 件 或 刀 具 每 转 或 往 复 一 次 或 刀 具 每 转 过 一 齿 , 工 件 与 刀 具 在 进 给 运 动 方 向 上 的 相 对 位 移 称 为 进 给 量 ( 或每 齿 进 给 量 ) , 单 位 为 mm/ r。 车 削 时 的 进 给 速 度 vf 为vf = fn(3) 背 吃 刀 量 ap 工 件 上 已 加 工 表 面 和 待 加 工 表 面 的 垂 直 距 离 。车 外 圆

20、时 ap = ( dw - dm )/ 2钻 削 时 ap = dm/ 2式 中 , ap 背 吃 刀 量 ( mm) ;dw 待 加 工 表 面 的 直 径 ( mm) ;dm 已 加 工 表 面 的 直 径 ( mm) 。2 .切 屑 层 横 截 面 要 素切 屑 层 是 工 件 每 转 一转 , 主 切 削 刃 相 邻 两 个 位 置 间 的 一 层 金 属 。 切 屑 层 被 工 件 轴 向 截 面 切 开 所 得 到 的 截 面 称 为 切 屑 层 横 截 面 。 如 图 1 - 3 中 的 平 行 四 边 形 ABCD, 当 kr = 90时 , 则 为 矩 形 。 图 1 - 3

21、 残 留 面 积(1) 切 屑 厚 度 hD 在 切 屑 层 横 截 面 上 垂 直 于 主 刃 切 削 面 测 得 的 每 刀 切 屑 层 尺 寸 , 单 位 为 mm, 即hp = fsin kr(2) 侧 吃 刀 量 bD 在 切 屑 层 横 截 面 上 平 行 于 主 刃 切 削 面 测 得 的 切 屑 层 尺 寸 , 单 位 为 mm, 即第 一 章刨 工 基 础 知 识5bD = ap/ sin kr(3) 切 屑 层 公 称 横 截 面 积 AD 指 切 屑 层 在 基 面 内 的 面 积 ,单 位 为 mm2 , 即AD = hD bD = fap残留 面 积 是 指 刀 具

22、副 偏 角 r 0时 , 切 削 刃 从 位 置 移 至 位 置 后 , 残 留 在 已 加 工 表 面 的 不 平 部 分 的 剖 面 面 积 , 如 图 1 - 2、 图 1 - 3 中 的 ABE。三 、 切 屑 的 形 成 与 控 制1 .切 屑 的 形 成 在 切 屑 形 成 过 程 中 , 存 在 着 金 属 的 弹 性 变 形 和 塑 性 变 形 。 切 屑 层 变 形 是 指 其 在 刀 具 的 挤 压 作 用 下 , 经 过 剧 烈 的 变 形 后 形 成 切 屑 脱 离 工 件 的 过 程 。 它 包 括 切 屑 层 沿 滑 移 面 的 滑 移 变 形 和 切 屑 在 前

23、面 上 排 出 时 的 滑 移 变 形 两 个 阶 段 。切 屑 形 成 过 程 如 图 1 - 4 , 当 切 屑 层 金 属 接 近 滑 移 面 OA 时 ,将发 生 弹 性 变 形 , 接 触 到 滑 移 面 OA 后 将 发 生 塑 性 变 形 。 塑 性图 1 - 4 切 屑 形 成 过 程变 形 的 表 现 形 式 是 在 切 削 力 的 作 用 下 , 金 属 产 生 不 能 恢 复 原 状 的 滑 移 。 随 着 滑 移 量 的 不 断 增 大 , 当 到 达 OM 面 时 , 塑 性 变 形 超 过 金 属 的 极 限 强 度 , 金 属 就 断 裂 下 来 形 成 切 屑

24、。 由 于 底 层 与 前 刀 面 发 生 摩 擦 滑 移 , 变 形 比 外 层 更 厉 害 。 底 层 长 度 也 大 于 上 层6 刨 工操 作 技 术 要 领 图 解长度 , 因 而 发 生 卷 曲 。 塑 性 变 形 越 大 , 卷 曲 也 越 厉 害 , 最 后 切 屑 离 开 前 刀 面 , 变 形 结 束 。2 .切 屑 的 类 型 在 切 屑 形 成 过 程 中 , 由 于 工 件 材 料 、 刀 具 几 何 参 数 和 切 削 用 量 不 同 , 切 削 时 , 被 切 削 层 的 变 形 和 滑 移 不 同 , 形成 的 切 屑 形 状 也 不 同 , 一 般 切 屑 的

25、 形 状 有 带 状 切 屑 、 挤 裂 切 屑 、 粒 状 切 屑 和 崩 碎 切 屑 4 种 类 型 ( 图 1 - 5) 。(1) 带 状 切 屑 在 切 削 过 程 中 , 如 果 滑 移 面 上 的 滑 移 没 有 达 到 破 裂 强 度 ( 即 塑 性 变 形 不 充 分 ) , 那 么 就 形 成 连 绵 不 断 的 带 状 切 屑 见 图 1 - 5 ( a ) 。 在 切 屑 靠 近 刀 具 前 面 的 一 面 很 光 滑 , 另 一面 呈 毛 茸 状 。 当 切 削 塑 性 较 大 的 金 属 材 料 ( 如 碳 素 钢 、 合 金 钢 、 铜 和 铝 合 金 ) 或 刀

26、具 前 角 较 大 、 切 削 速 度 较 高 时 , 经 常 会 出 现 这 种 切 屑 。图 1 - 5 切 屑 的 类 型(2) 挤 裂 切 屑 ( 节 状 切 屑 ) 在 切 削 过 程 中 , 如 果 滑 移 面 上 的 滑 移 比 较 充 分 , 达 到 材 料 的 破 裂 强 度 时 , 则 滑 移 面 上 局 部 就 会 破 裂 成 节 状 , 但 与 刀 具 前 面 接 触 的 一 面 还 相 互 连 接 未 被 折 断 , 称 为 挤 裂 切 屑 。 当 切 削 纯 铜 或 高 速 、 大 进 给 量 切 削 钢 材 时 , 易 得 到 这 种 切 屑 。(3) 粒 状 切

27、 屑 在 切 削 过 程 中 , 如 果 整 个 滑 移 面 上 均 超 过 材 料 的 破 裂 强 度 , 则 切 屑 就 成 为 粒 状 。 用 低 速 大 进 给 量 切 削 塑 性 材 料 时 , 就 是 这 种 切 屑 。(4) 崩 碎 切 屑 在 切 削 铸 铁 、 黄 铜 等 脆 性 金 属 材 料 时 , 切 屑 层 几 乎 不 经 过 塑 性 变 形 阶 段 就 产 生 崩 裂 , 得 到 的 切 屑 呈 不 规 则 的 粒 状 , 加 工 后 的 工 件 表 面 也 较 粗 糙 。第 一 章刨 工 基 础 知 识73 .影 响 断 屑 的 因 素 主 要 因 素 有 断 屑

28、 槽 、 刀 具 的 几 何 角 度 和 切 削 用 量 。(1) 断 屑 槽 断 屑 槽 形 状 、 宽 度 、 斜 角 均 影 响 断 屑 。 断 屑 槽 形 状 有 直 线 圆 弧 型 、 直 线 型 和 圆 弧 型 3 种 , 如 图 1 - 6。 切 削 碳 素 钢 、 合 金 钢 、 工 具 钢 时 , 可 选 用 直 线 圆 弧 型 、 直 线 型 断 屑 槽 ; 切 削 纯 铜 、 不 锈 钢 等 高 塑 性 材 料 时 , 选 用 圆 弧 型 断 屑 槽 。(2) 刀 具 几 何 角 度 主 偏 角 r 和 刃 倾 角 s 对 断 屑 影 响 较 大 。 在 背 吃 刀 量

29、ap 和 进 给 量 f 选 定 以 后 , 主 偏 角 r 增 大 , 切 屑 易折 断 。 例 如 , 生 产 中 , 车 刀 主 偏 角 r = 75 93时 , 断 屑 效 果 较好 。 刃 倾 角 s 控 制 切 屑 流 向 , 刃 倾 角 s 为 负 值 时 , 切 屑 流 向 已加 工 表 面 或 过 渡 表 面 , 易 形 成 “ c”形 或 “ 6”形 切 屑 。 刃 倾 角 s 为 正 值 时 , 切 屑 流 向 待 加 工 表 面 或 与 后 刀 面 相 碰 , 形 成 螺 旋 形 或 “c”形 切 屑 。图 1 - 6 断 屑 槽 的 形 状(3) 切 削 用 量 切

30、削 用 量 中 , 对 断 屑 影 响 最 大 的 是 进 给 量f , 其 次 是 背 吃 刀 量 ap 和 切 削 速 度 vc 。 进 给 量 f 增 大 , 切 屑 变 形 增 大 , 切 屑 易 折 断 ; 背 吃 刀 量 ap 影 响 主 切 削 刃 和 副 切 削 刃 、 刀 尖 参 加 切 削 的 比 例 ; 若 增 大 背 吃 刀 量 ap , 减 小 进 给 量 f , 则 切 屑 不 易 折 断 ; 切 削 速 度 vc 增 大 , 切 削 温 度 升 高 , 切 屑 塑 性 增 大 , 切 屑 不 易 折 断 。8 刨 工操 作 技 术 要 领 图 解c D c p r

31、四 、 切 削 力切 削 加 工 时 , 工 件 材 料 抵 抗 刀具 切 削 所 产 生 的 阻 力 称 为 切 削 力 。 1 .总 切 削 力 的 来 源 切 削 过 程中 切 削 部 位 所 产 生 的 全 部 切 削 力 称 为 总 切 削 力 。 图 1 - 6 中 F 与 F 是 分 别 作 用 在 刀 具 和 工 件 上 的一 个 切 削 部 分 总 切 削 力 。切削 时 作 用 在 刀 具 上 的 力 来 源 于 两 个 方 面 : 一 是 变 形 区 产 生 的变 形 抗 力 ; 二 是 前 面 与 切 屑 和 后 面与 工 件 之 间 的 摩 擦 力 。2 .切 削 分

32、 力 及 其 作 用 在 生 产 中为 了 测 量 和 应 用 方 便 , 常 把 总 切 削 力 F 分 解 成 相 互 垂 直 的 3 个 分 力 , 即 切 削 力 Fc 、 背 向 力 Fp 和 进 给 力 Ff ( 图 1 - 7 ) 。切 削 力 Fc 是 主 运 动 切 削 速 度 方向 的 分 力 , 又 称 切 向 力 。 背 向 力 Fp 是 横 向 进 给 方 向 的 分 力 , 又 称 径 向 力 。 进 给 力 Ff 是 纵 向 进 给 方 向 的 分 力 , 又 称 轴 向 力 。总 切 削 力 F 与 各 分 力 之 间 关 系 为图 1 - 6 总 切 削 力图

33、 1 - 7 切 削 力 的 分 解F = F2 + F2 = F2 + F2 + F2一 般 情 况 下 , 切 削 力 Fc 是 3 个 分 力 中 最 大 的 一 个 分 力 , 它 约 消 耗 了 切 削 总 功 率 的 95 % , 是 设 计 与 使 用 刀 具 的 主 要 依 据 , 并 且 也 是 验 算 机 床 与 夹 具 中 主 要 零 部 件 的 强 度 和 刚 性 以 及 确 定第 一 章刨 工 基 础 知 识9机 床 电 动 机 功 率 的 主 要 依 据 。 此 外 它 还 是 切 削 加 工 时 选 择 切 削 用 量 应 考 虑 的 重 要 因 素 。背 向 力

34、 Fp 不 消 耗 功 率 , 但 对 工 艺 系 统 变 形 及 工 件 的 加 工质 量 有 一 定 的 影 响 , 特 别 是 在 刚 度 较 差 的 工 件 加 工 中 影 响 更 显 著 。 进 给 分 力 Ff 消 耗 总 功 率 的 5 % 左 右 , 主 要 作 用 在 机 床 进 给 系 统 , 因 此 , 常 用 作 验 算 机 床 进 给 系 统 中 主 要 零 部 件 强 度 和 刚 度 的 依 据 。3 .影 响 切 削 力 的 因 素 凡 是 影 响 变 形 和 摩 擦 的 因 素 都 影 响 切 削 力 。(1) 工 件 材 料 工 件 材 料 的 硬 度 、 强

35、 度 越 高 , 切 削 力 越 大 。 工 件 材 料 的 塑 性 、 韧 性 越 好 , 切 削 力 越 大 。 切 削 脆 性 材 料 , 切 削 力 较 小 。(2) 切 削 用 量 切 削 用 量 中 对 切 削 力 影 响 最 大 的 是 背 吃 刀 量 ap , 其 次 是进 给量 f、 切削 速 度 vc 的影 响最 小 。 背吃 刀 量 ap 增 加 1 倍时 , 主 切 削 力 Fc 也 增 加 1 倍 ; 进 给 量 f 增加 1 倍 时 , 主 切 削 力 Fc 增加 0 .7 0 .8 倍 ; 切削 速 度 vc 对主 削力 Fc 的 影 响 呈 波 浪 形 , 低

36、速 和 高 速 时 , 切 削 速 度 增 加 , 切 削 力 下 降 ; 中 速 时 , 随 切 削 速 度vc 增 加 , 积 屑 瘤 高 度 由 小 变 大 又 变 小 , 切 削 力 由 大 变 小 又 变 大 。(3) 刀 具 几 何 参 数 前 角 0 、 主 偏 角 r 、 刃 倾 角 s 等 都 影 响 切 削 力 。 前 角 0 对 切 削 力 影 响 较 大 ; 前 角 0 增 大 , 切 削 力 下 降 。 车 削 塑 性 较 大 的 材 料 , 前 角 0 影 响 较 大 ; 车 削 脆 性 材 料 , 前 角 0 影 响 较 小 。当 主 偏 角 为 r = 60 7

37、5时 , 主 切 削 力 Fc 最小 。主 偏 角 r 改 变 背 向 力 Fp 和 进 给 力 Ff 的 比 例 , 主 偏 角 r 增 大 时 , 背 向 力 Fp 减 小 , 进 给 力 Ff 增 大 。 刃 倾 角 s 对 主 切 削 力 Fc 的 影 响 较 小 , 对 背 向 力 Fp 和 进 给 力 Ff 影 响 较 大 ; 当 刃 倾 角 s 逐 渐 由 正 值 变 为 负 值 时 , 背 向 力 Fp 增 大 , 进 给 力 Ff 减 小 。 刀 尖 圆 弧 半 径 r 增 大 , 圆 弧 刃 参 加 切 削 长 度 增 加 , 切 削 力 增 加 。 负 倒 棱 使 切 削

38、 刃 变 钝 , 切 削 力 增 加 。10 刨 工操 作 技 术 要 领 图 解五 、 切 削 热 与 切 削 温 度切 削 热 与 切 削 温 度 是 切 削 过 程 中 的 又 一 物 理 现 象 , 研 究 切 削 热 的 产 生 和 传 导 , 以 及 它 对 工 件 和 刀 具 的 影 响 , 具 有 重 要 的 实 用 意 义 。1 .切 削 热 的 来 源 和 传 散 切 削 热 来 源 有 两 个 : 一 是 在 刀 具 的 作 用 下 , 切 削 层 金 属 的 变 形 所 消 耗 的 功 转 变 的 切 削 热 ; 二 是 切 屑与 刀 具 前 面 、 工 件 与 刀 具

39、 后 面 之 间 的 摩 擦 所 消 耗 的 功 转 化 的 切 削 热 。切削 热 的 产 生 主 要 集 中 在 3 个 区 域 , 即 第 I 变 形 区 、 第 变 形 区 和 第 变 形 区 。 切 削 过 程 中 产 生 的 切 削 热 通 过 切 屑 、 工 件 、 刀 具 和 周 围 介 质 ( 空 气 、 切 削 液 等 ) 传 散 出 去 。2 .切 削 温 度 所 谓 切 削 温 度 , 一 般 指 切 屑 、 工 件 与 刀 具 接 触表面 上 ( 切 削 区 域 ) 的 平 均 温 度 。 实 际 上 切 屑 、 工 件 和 刀 具 上 各 点 处 的 温 度 均 不

40、 相 同 。 由 图 1 - 8 和 图 1 - 9 可 知 , 刀 具 上 的 最 高 温 度 在 刀 尖 附 近 , 因 为 在 这 里 切 屑 变 形 最 大 , 切 屑 与 刀 具 的 摩 擦 也 最 大 , 热 量 集 中 又 最 不 易 传 散 。3 .影 响 切 削 温 度 的 主 要 因 素 研 究 切 削 温 度 的 目 的 是 要 控 制 刀 具 上 的 最 高 温 度 , 防 止 刀 具 过 快 磨 损 。 影 响 切 削 温 度 的 主 要 因 素 :(1) 工 件 材 料 通 过 强 度 、 硬 度 、 塑 性 、 热 导 率 影 响 切 削 温 度 。材 料 强 度

41、 大 、 硬 度 高 , 切 削 温 度 高 ; 材 料 塑 性 大 , 切 削 温 度 高 ; 材 料 热 导 率 小 , 散 热 慢 , 切 削 温 度 高 。(2) 切 削 用 量 切 削 用 量 增 大 , 切 削 温 度 升 高 , 切 削 速 度 c 影 响 最 大 , 进 给 量 f 次 之 , 背 吃 刀 量 ap 影 响 最 小 。(3) 刀 具 几 何 参 数 前 角 0 、 主 偏 角 r 、 刀 尖 圆 弧 半 径 r 影 响切 削 温 度 。 前 角 0 增 大 , 变 形 和 摩 擦 减 小 , 切 削 温 度 降 低 。 但 前 角 0 太 大 , 散 热 体 积

42、 减 小 , 切 削 温 度 上 升 。 主 偏 角 r 增第 一 章 11刨 工 基 础 知 识大 , 主 切 削 刃 参 加 切 削 长 度 缩 短 , 传 热 面 积 减 少 , 切 削 温 度 上 升 。 刀 尖 圆 弧 半 径 r 增 大 , 平 均 主 偏 角 r 减 小 , 切 削 温 度 降 低 。(4) 切 削 液 使 用 切 削 液 带 走 大 量 热 量 , 切 削 温 度 降 低 。图 1 - 8 刀具、 切 屑和 工件 的温 度 ( )分 布图 1 - 9 刀 具 前 面 上 的 切削 温 度 ( )分 布六 、 刀 具 的 磨 损 和 刀 具 寿 命在 切 削 过

43、程 中 , 刀 具 在 高 温 高 压 下 与 切 屑 及 工 件 在 接 触 区 里 产 生 强 烈 的 摩 擦 , 使 锋 利 的 切 削 部 逐 渐 磨 损 而 失 去 正 常 的 切 削 能 力 , 这 种 现 象 称 为 刀 具 的 磨 钝 。 当 刀 具 严 重 磨 损 时 , 不 但 影 响 工 件 的 加 工 精 度 和 表 面 质 量 , 而 且 会 造 成 重 磨 困 难 , 增 加 刀 具 材 料 的 消 耗 , 缩 短 刀 具 的 使 用 时 间 。 所 以 刀 具 磨 损 对 产 品 的 质 量 ( 如 尺 寸 精 度 、 形 位 精 度 、 表 面 粗 糙 度 )

44、、 生 产 效 率 以 及 加 工 成 本 都 有 直 接 影 响 。1 .刀 具 磨 损 形 式 刀 具 在 切 削 过 程 中 , 承 受 高 温 、 高 压 , 切 削 刃 和 刀 具 表 面 将 逐 渐 出 现 磨 损 。 磨 损 分 为 正 常 磨 损 和 非 正 常 磨 损 两 种 。12 刨 工操 作 技 术 要 领 图 解(1) 正 常 磨 损 有 后 刀 面 磨 损 , 前 刀 面 磨 损 和 前 、 后 刀 面 同 时 磨 损 3 种 形 式 , 如 图 1 - 10。图 1 - 10 刀 具 正 常 磨 损 的 形 式1) 后 刀 面 磨 损 主 要 发 生 在 后 刀

45、面 上 , 形 成 a = 0棱 面 。 一般 在 切 削 脆 性 金 属 或 以 较 低 切 削 速 度 、 较 小 进 给 量 切 削 塑 性 金 属 时 产 生 。2) 前 刀 面 磨 损 主 要 发 生 在 前 刀 面 上 , 在 近 切 削 刃 处 出 现 月 牙洼 。一 般 在较 高切 削速 度 、 较大 进给 量 切削 塑性 金 属时 产生 。3) 前 、 后 刀 面 同 时 磨 损 是 刀 具 同 时 出 现 前 刀 面 磨 损 和 后 刀 面 磨 损 。 在 中 等 切 削 速 度 、 中 等 进 给 量 切 削 塑 性 金 属 时 产 生 。(2) 非 正 常 磨 损 由

46、于 冲 击 、 振 动 、 热 效 应 等 原 因 使 刀 具 崩 刃 、 碎 裂 而 损 坏 。2 .刀 具 磨 损 的 原 因(1) 机 械 磨 损 工 件 或 切 屑 上 的 硬 质 点 在 刀 具 表 面 上 刻 划 而 造 成 的 磨 损 。(2) 粘 接 磨 损 工 件 或 切 屑 表 面 与 刀 具 表 面 之 间 在 高 温 下 发 生 粘 接 , 刀 具 表 面 微 粒 被 带 走 而 造 成 的 磨 损 。(3) 氧 化 磨 损 高 温 切 削 时 , 硬 质 合 金 中 的 碳 化 物 氧 化 成 硬 度 和 强 度 低 的 氧 化 物 , 被 工 件 或 切 屑 带 走

47、 而 造 成 的 磨 损 。(4) 扩 散 磨 损 高 温 切 削 时 , 刀 具 与 工 件 材 料 的 合 金 元 素 相第 一 章 13刨 工 基 础 知 识互 扩 散 , 降 低 物 理 、 化 学 性 能 而 造 成 的 磨 损 。(5) 相 变 磨 损 切 削 温 度 超 过 相 变 温 度 时 , 金 相 组 织 发 生 变 化 , 硬 度 降 低 , 刀 具 迅 速 磨 损 。高 速 钢 刀 具 在 低 温 时 以 机 械 磨 损 为 主 , 温 度 升 高 时 发 生 粘 接 磨 损 , 达 到 相 变 温 度 时 形 成 相 变 磨 损 , 失 去 切 削 能 力 ; 硬

48、质 合 金 刀 具 在 低 温 时 以 机 械 磨 损 为 主 , 温 度 升 高 时 粘 接 磨 损 速 度 加 快 , 高 温 时 氧 化 磨 损 与 扩 散 磨 损 加 剧 。3 .刀 具 磨 损 过 程 一 般 刀 具 磨 损 过 程 分 为 3 个 阶 段 , 如 图 1 - 11。(1 ) 初 期 磨 损 阶 段 由 于 刀 具 刃 磨 后 , 表 面 粗 糙 度值 大 , 表 层 组 织 不 耐 磨 , 磨 损 较 快 。 磨 损 速 度 取 决 于 刀 具 刃 磨 质 量 。(2 ) 正 常 磨 损 阶 段 磨损 量 随 时 间 增 长 缓 慢 而 均 匀 地 增 大 , 是

49、刀 具 工 作 的 有 效 期 。图 1 - 11 刀 具 的 磨 损 过 程(3) 急 剧 磨 损 阶 段 磨 损 急 剧 加 速 , 很 快 变 钝 , 刀 具 损 坏 。应 在 此 阶 段 前 换 刀 。4 .刀 具 的 寿 命(1) 刀 具 的 寿 命 一 把 新 刀 磨 好 的 刀 具 ( 或 不 重 磨 刀 片 上 的 一 个 新 切 削 刃 ) , 从 开 始 切 削 至 达 到 磨 损 限 度 为 止 所 使 用 的 切 削 时 间 , 称 为 刀 具 寿 命 , 刀 具 寿 命 以 符 号 t ( 单 位 : min) 表 示 。(2) 刀 具 的 总 寿 命 一 把 新 刀 具 从 开 始 切 削 , 经 过 反 复 刃磨 、 使 用 , 直 至 完 全 丧 失 切 削 能 力 而 报 废 的 实 际 总 切 削 时 间 , 称 为 刀 具 的 总 寿 命 。刀 具 的 寿 命 还 可 以 用 磨 损 限 度 所 经 过 的 切 削 路 程 ( lm ) 表14 刨 工操 作 技 术 要 领 图