《04第三节合理的切削条件与磨削.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《04第三节合理的切削条件与磨削.ppt（52页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三节选择合理的切削条件一、工件材料工件材料硬度高，切削力大。硬度相近时，韧性大时切削变形大，硬化强烈。消耗功率多，切削力大。如：HT200与正火45钢硬度相近，但铸铁韧性低，故切削力小40二、刀具材料1、对刀具切削部分材料的基本要求刀具材料发展史2、常用刀具材料的性能与应用1）碳素上具钢 HRC6165以上，热硬温度200300，V8m/min常用牌号T10A、T12A。用于锉刀、刮刀、锯条等。2）低合全工具钢碳化量C=0。75-1.5%，合金元素0，切屑流向待加工表面；当0，切屑流向已加工表面；当=0，切屑沿切削刃的法向流出。2）刃倾角影响刀头强度及断续切削时切削刃上受冲击的位置，当0时，
2、车刀刀尖首先接触工件，冲击较大，容易崩刃；当0时，切入冲击离刀刃较远，使切入与切出过程比较平稳。3）刃倾角影响切削刃的锋利程度，在斜角切削（0）时，由于切屑流向的改变，使实际起作用的前角增大，工作切削刃钝圆半径减小，使切削刃更为锋利。刃倾角控制切屑流出方向四、切削用量确定：n1）吃刀量asp选择，见表2-14；n2）进给量f的选择，见表2-15n3）对粗糙度的影响四、五、切削速度的选择1）由吃刀深度asp进给量f和刀具寿命确定，见表2-17，得V初。2）根据工件直径和V初，算得机床转速。3）校正机床功率。选择切削用量注意：1）粗加工asp和f较大，故V较低；2）工件强度，硬度高，V低3）刀具材
3、料的切削性能好，V高4）机夹刀具比焊接刀具，V高。小结：1、刀具材料选择YG（K）类用于铸铁和有色金属，粗加工选钴较多的K30，精加工选钴较少的K01YT（P）类用于钢，粗加工选钴较多的P30，精加工选钛较多的P01高速钢用于形状复杂的刀具2、刀具几何参数的合理选择前角的选择，取决于工件材料、刀具材料、粗精加工。后角的选择，取决于切削厚度或进给量的大小，主偏角的选择，取决于工艺系统的刚度的大小。刃倾角的选择，取决于切屑的流3）选择切削用量1）粗加工asp和f较大，故V较低；2）工件强度，硬度高，V低3）刀具材料的切削性能好，V高4）机夹刀具比焊接刀具，V高。提问：1精加工为什么选择高速？2断续
4、切削为什么选取低速？3切削振动时，应该选择什么速度？4加工铸外皮时，选择什么速度？第四节磨削磨削广泛的切削加工方法，它可以加工平面、外圆、内孔、螺纹、齿轮和其它复杂成形表面，既可以加工各种金属材料，也可加工非金属材料。n磨削是一种精加工方法。n尺寸精度可达IT5IT6。n表面粗糙度能达到Ra0.80.08um.但由于磨床与砂轮结构的改进以及磨削技术的发展，磨削加工已由传统概念中的低效率精加工方法，发展成为一种适用于从粗加工直到超精加工的高效率加工方法。一、砂轮特性及其选择1砂轮特性砂轮是把磨料和结合剂按比例经混合、搅拌、压坯、干燥、焙烧而制成的多孔体（图344）.磨料-起切削作用；结合剂-把磨
5、料粘结在一起，使砂轮具有一定的形状和硬度；气孔容屑和冷却。2.砂轮的选择参数砂轮参数：磨料类别、磨料粒度、结合剂、砂轮硬度、砂轮组织、砂轮的规格尺寸等。砂轮参数的选择过程，实际上就是砂轮的磨削特性的选择过程。2.砂轮的参数砂轮的参数1）砂轮的磨料）砂轮的磨料磨磨料料氧化物氧化物碳化物碳化物超硬磨料超硬磨料棕刚玉棕刚玉白刚玉白刚玉络刚玉络刚玉黑色碳化硅黑色碳化硅绿色碳化硅绿色碳化硅碳化硼碳化硼人造金刚石人造金刚石立方氮化硼立方氮化硼磨削碳钢、合金钢、磨削碳钢、合金钢、通用高速钢通用高速钢磨削硬铸铁、硬质磨削硬铸铁、硬质合金、非铁金属合金、非铁金属磨削硬脆材料、硬磨削硬脆材料、硬质合金、宝石、高质
6、合金、宝石、高温合金温合金取决于工件材料的硬度取决于工件材料的硬度磨料硬度及选择，表3-112）选择砂轮硬度砂轮硬度-指砂轮表面磨料在磨削力作用下脱落的难易程度。砂轮硬度是由结合剂的粘结强度和数量决定的，而与磨料本身的硬度无关。磨削与切削的一个显著差别在于砂轮具有自自锐性，锐性，选择砂轮的硬度，实际上就是选择砂轮的自锐性。选择砂轮硬度的一般原则：磨削软材料时，选用硬砂轮；磨削硬材料时，选用软砂轮磨削软材料时，选用硬砂轮；磨削硬材料时，选用软砂轮。大级名称超软软中软中中硬硬超硬小级名称超软1超软2超软3软1软2 软3中软1中软2中1 中2中硬1中硬2中硬3硬1 硬2超硬代号DEFGHJKLMNP
7、QRSTY砂轮的硬度等级及代号表3）选择磨料粒度粒度是指磨料颗粒平均尺寸的大小程度，用粒度号来表示。按磨料颗粒的大小分为磨粒和微粉两类。磨料的粒度号-是指磨料可通过的最小筛网每英寸（lin=25.4mm）长度上的孔眼数，因此，粒度号越大，表示颗粒越细。微粉-磨粒尺寸小于63um时称为微粉。指颗粒实际尺寸（um），微粉的粒度号越大，颗粒越粗。选择：要求表面粗糙度小，选细粒度；粗糙度大，选粗粒度。研磨、超精加工、镜面磨削10753.5W10W5研磨、超精磨削20141410W20W14珩磨、研磨40282820W40W28微粉半精磨、精磨、珩磨1601255040100280粗磨、半精磨、精磨40
8、03152001604680荒磨、打毛刺200016005004001236磨粒应用范围颗粒尺寸（m）粒度号类别4）选择砂轮结合剂适用于金刚石砂轮强度最高，导电性好，磨耗少，自锐性差M金属适用于切断、开槽强度较B高，更富有弹性，气孔率小，耐热性差R橡胶适用于高速磨削、切断、开槽等强度较V高，弹性好，耐热性差B树脂占90%以上，最常用，适用于各类磨削加工耐热、耐蚀，气孔率大，易保持廓形，弹性差V陶瓷适用范围性能代号结合剂5）砂轮的组织）砂轮的组织取决于容屑空间取决于容屑空间选择原则：一般选用中等组织号的砂轮选择原则：一般选用中等组织号的砂轮。砂轮的组织砂轮的组织 砂轮的组织系指磨粒、结合剂和气孔
9、三者体积的比例关系，用来表示结构紧密和疏松程度。用组织号的大小来表示。有色金属及塑料、橡胶等非金属以及热敏合金粗磨及磨削韧性大、硬度低的工件，适合磨削薄壁、细长工件，或砂轮与工件接触面大以及平面磨削等外圆、内圆、无心磨及工具磨，淬硬工件及刀具刃磨等重负载、成形、精密磨削，加工脆硬材料适用范围大气孔疏松中等紧密疏密程度343638404244464850525456586062磨粒率/%14131211109876543210组织号6）砂轮型号、代号、标记和尺寸砂轮的形状、尺寸及特性参数通常都标记在砂轮的端面上，一般顺序为：形状-尺寸-磨粒-粒度号-硬度-组织号-结合剂-最高线速度。尺寸的标记顺
10、序为：外径厚度内径。表示P平型砂轮，外径300*厚度30*内径75mm，WA白刚玉磨料，60号粒度，L硬度为中软，6号组织，V陶瓷结合剂，最高线速度35ms。形状 例：例：P3003075WA60L6V35外径厚度内径白刚玉粒度号硬度组织号结合剂最高线速度二、磨削运动及磨削用量二、磨削运动及磨削用量 常用的磨削方法：常用的磨削方法：a外圆磨削、外圆磨削、b内孔磨削、内孔磨削、c平面磨削、平面磨削、d成型磨削、成型磨削、e磨螺纹、磨螺纹、f磨齿轮、无心外圆磨削磨齿轮、无心外圆磨削磨削的四个运动以最通用的外圆磨和平面磨（如图345）为例，磨削有四个运动.主运动Vc、切向Vw、轴向fa、径向fr进给
11、运动、外圆磨平面磨1.磨削的主运动磨削的主运动Vcm/s2.工件的切向进给运动工件的切向进给运动VwVW-单位m/s或m/min 在磨削内圆表面、外圆表面和端面时，工件的进给运动在磨削内圆表面、外圆表面和端面时，工件的进给运动是由工件的旋转运动完成的；是由工件的旋转运动完成的；在平面磨削或导轨磨削时，工件的进给运动是由工作台在平面磨削或导轨磨削时，工件的进给运动是由工作台直线运动完成的。直线运动完成的。3.工件轴向进给运动工件轴向进给运动fafamm/r或mm/st4.径向进给量径向进给量frfrmm三、磨削过程三、磨削过程1.砂轮工作表面的形貌特征砂轮工作表面的形貌特征1）磨粒在砂轮工作表面
12、上是）磨粒在砂轮工作表面上是随机分布的；随机分布的；2）每一颗磨粒的形状和大小）每一颗磨粒的形状和大小都是不规则的。都是不规则的。三、磨削过程三、磨削过程1.砂轮工作表面的形貌特征砂轮工作表面的形貌特征 三、磨削过程三、磨削过程2.磨屑的形成过程磨屑的形成过程2）多颗磨粒的切削过程）多颗磨粒的切削过程1）单颗磨粒的切削过程）单颗磨粒的切削过程滑擦滑擦刻划刻划切削切削切削过程三个阶段：滑滑擦擦阶阶段段-当磨粒的切削刃开始与工件接触切削厚度极小，磨粒切削刃的钝圆半径又较大，在工件、磨粒和结合剂产生弹性变形的同时，磨粒沿工件表面滑行并发生强烈的挤压和摩擦，刻刻划划阶阶段段-切削厚度增加，磨粒挤入工件
13、深度的增大，它与工件之间的压力也逐渐增大，工件表面金属由弹性变形逐渐过渡到塑性变形，磨粒在工件表面上刻划出为痕，此阶段金属材料仅产生塑性变形，但并未被切离工件表面。切切削削阶阶段段-磨粒前方的金属层不断变厚，切削阻力也不断增大，当磨粒前方的金属层堆积到某一临界值时，这部分金属就被切下来形成切屑，3.磨削力和磨削功率磨削力和磨削功率1）磨削力）磨削力F的主要特征及磨削阶段的主要特征及磨削阶段 切向力切向力Fc径向力径向力Fp轴向力轴向力Fa磨削的三个阶段：磨削的三个阶段：光磨阶段：光磨阶段：名义进给量名义进给量=0,由于砂轮的弹性恢复，实由于砂轮的弹性恢复，实际进给量逐渐减少际进给量逐渐减少。稳
14、磨阶段：稳磨阶段：实际进给量实际进给量=名义进给量名义进给量fr，初磨阶段：初磨阶段：开始由于砂开始由于砂轮的弹性让刀，实际进轮的弹性让刀，实际进给量远小于给定进给量给量远小于给定进给量fr,当当t=t1时实际进给量时实际进给量=fr，3.磨削力和磨削功率磨削力和磨削功率2）磨削力和磨削功率的计算）磨削力和磨削功率的计算 磨削力磨削力Fp磨削功率磨削功率Pm（N）（KW）式中：式中：Z-单位砂轮宽度的材料切除率单位砂轮宽度的材料切除率3）砂轮钝化及修整砂轮虽具有自锐性，但砂轮的自锐程度并不能满足加工要求，这是因为砂轮空隙常常会被堵塞，在磨削过程中产生不均匀的磨耗磨损和破碎磨损（图351），从而
15、使砂轮轮廓失真，若砂轮硬度过高时，已钝化的磨粒不易脱落，致使磨削温度太高而烧伤工件。所以，砂轮需期修整。修整砂轮的主要目的：是去除已经钝化了的磨粒和去除已被磨屑堵塞了的最外层的结合剂，使新的磨粒显露出来参与切削，同时，使砂轮工作表层组织的空隙得以恢复，使砂轮锋锐；是使砂轮修整后获得大量的微刃和良好的微刃等高性，使有效切削刃增多；是使砂轮获得所需要的形状。常用的修整砂轮的工具有n单颗粒金刚石、n碳化硅修整轮、n电镀人造金刚石滚轮等。其中单颗粒金刚石修整器最常用。四、高效磨削方法简介以提高效率为目的的先进的磨削方法在生产中常用的有：高速磨削、强力磨削和砂带磨削等。（1）高速磨削砂轮线速度超过45m
16、s以上的磨削称为高速磨削。（2）强力磨削强力磨削又称大大切切深深缓缓进进给给磨磨削削，其特征是磨削的径向进给量人特别大，而工件进结速度fr却很低。例如，一次切深可达220mm，而工件进给速度仅为10300mmmin。（3）砂带磨削图353是砂带磨削设备原理示意，环形砂带安装在压轮和张紧轮上，当工件由传送带送至支承板和接触轮之间的磨削区时，即受到高速运动的砂带的磨削加工，当砂带磨损后可即时更换。砂带的构造砂带由磨料、结合剂及基体组成（图354），基体有纸基、布基和纸布混合基等三种，结合剂有动物胶或合成树脂等。植入磨粒时应使磨粒的锋利端向上，如此可使粘附在基体上的单层磨粒都是锋利的。砂带磨削特点砂
17、带磨削的生产效率比普通磨削高520倍，磨削时不易堵塞粘连（砂带磨损后可即时更换），不烧伤工件，使用成本较低，安全性能好。砂带磨削的加工适应性很好，几乎可以加工一切工程材料（钢铁、铜、铝、塑料、橡胶、陶瓷、木材等），可适应干磨和湿磨作业，各种表面的粗磨、半精磨和精磨加工。砂带磨剂已经被作为一种可行性良好的技术，得到了广泛应用。小结：1、砂轮分为刚玉类，用于磨磨削削碳碳钢钢、合合金金钢钢、通通用用高高速速钢钢；碳碳化化硅硅类类，用用于于磨磨削削硬硬铸铸铁铁、硬硬质质合合金金、非非铁铁金金属属；超硬磨料超硬磨料削硬脆材料、硬质合金、宝石、高温合金。削硬脆材料、硬质合金、宝石、高温合金。2、选择砂轮硬度的一般原则：磨磨削削软软材材料料时时，选选用用硬硬砂轮；磨削硬材料时，选用软砂轮砂轮；磨削硬材料时，选用软砂轮。3、砂轮型号标注；形形状状尺尺寸寸磨磨料料粒粒度度号号硬硬度度组织号组织号结合剂结合剂最高线速度最高线速度4 4、单颗磨粒的切削过程，滑擦、单颗磨粒的切削过程，滑擦刻划刻划切削切削5 5、磨削的三个阶段，初磨阶段，稳定阶段，光磨阶段、磨削的三个阶段，初磨阶段，稳定阶段，光磨阶段6 6、常常用用的的磨磨削削方方法法：外外圆圆磨磨、平平面面磨磨、内内圆圆磨磨、成成型型磨、无心外圆磨磨、无心外圆磨