精密与特种加工技术_第二章_精密切削加工_上课用要点.ppt

第2章 精密切削加工;2.1 概 述 ; 所谓精密加工，是指加工精度和表面质量达到极高程度的加工工艺。精密加工：加工精度为0.1~1um，表面粗糙度为0.02~0.1um的加工方法。 提高加工精度的好处： 1、提高产品的性能与质量、稳定性和可靠性； 2、促进产品的小型化； 3、增强互换性、促进自动化装配应用。 ;精密加工技术是一项涉及内容广泛的综合性技术，实现精密加工，不仅需要精密的机械设备和工具，也需要稳定的环境条件，还需运用计算技术进行实时检测和反馈补偿。只有将各个领域的技术成果集成起来，才有可能实现和发展精密加工。 ;2、金刚石刀具;3、精密切削机理 微量切削;5、误差补偿;2.1.2 精密切削加工分类 ; 精密切削研究最早从金刚石车削开始——金刚石铣削——金刚石镗削，来加工型面和内孔。刀具材料从金刚石刀具材料——立方氮化硼、复合陶瓷等。 精密加工的经济性： 过去尤其其昂贵的价格、高要求的加工环境在一定程度上限制精密加工的应用范围。 现在由于科学技术发展和生活水平的提高，精密加工深入到各个领域。机械制造业：加工工具、卡具、量具，发达国家已经开始零件的精密加工。;2.2 精密切削加工机理 ;切削变形 过渡切削 回转刀具的切削过程,是一种包含材料的弹性变形、塑性变形和切离三个阶段的过渡切削过程。 注意：在塑性滑动区域内也存在弹性变形区，而在切削区域内既存在切屑去除区，也存在塑性变形区和弹性变形区。 2) 最小切入深度p10 零件的最终工序的最小切入深度应小于或等于零件的加工精度。 车削过程能够成立，需满足以下三个条件： 切削过程应是连续的、稳定的。应保持有较高的加工精度和表面质量。刀具应有较长的使用寿命。 3) 毛刺 沿切削刃两侧塑性流动，形成两侧方向毛刺。;2. 切削力 切削力的来源 切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性变形、塑性变形所产生的抗力； 刀具与切削同工件表面间的摩擦阻力。;2) 影响切削力的因素 1、切削速度v：硬质合金车刀——不明显 天然金刚石车刀——随v增大F降低 考虑积削瘤时，低速时切削力随切削速度增加而急剧下降；到200~300m/min时切削力基本不变。 2、进给量f：f对主切削力FZ的影响大于径向切削力FY和轴向切削力FX。 3、切削深度ap：硬质合金车刀——影响明显 天然金刚石车刀——FzFy 精密切削中进给量对切削力的影响大于切削深度。 与普通切削相反。 4、刀具材料：主要因为摩擦系数不同。;1. 切削热 切削热的来源及切削温度 1、弹塑性变形消耗功——热； 2、摩擦消耗功——热。 切削热通过改变切削温度影响切削过程。切削温度是指切屑、工件和刀具接触表面上的平均温度p16。 刀具刀尖的温度最高，对切削过程的影响很大。切削热由切屑、工件、刀具和周围介质传导，传导热的比例随刀具材料、切削用量及刀具几何角度、加工情况等的变化有所不同。其中切削传出的热量最多。采用微量切削方法进行精密切削时，需要采用耐热性高、耐磨性强，有较好的高温硬度和高温强度的刀具材料。;2）切削热的影响及控制 精密加工中，热变形引起的加工误差占总误差的40%~70%。因此必须严格控制工件的温升和环境温度的变化。 通常采用切削液浇注工件的方法来减小切削热对精密加工的影响。;分类 a.水基冷却润滑液（成份以水为主，主要起冷却作用） 水溶液 水+防锈剂（碳酸钠，亚硫酸钠，使表面形成一层气化膜） 乳化液 乳化油（矿物油，乳化剂，添加剂）+水（95%~98%）;b.油基冷却润滑液(主要起润滑作用) 矿物油（机械油，轻柴油，煤油） 油性 植物油（豆油） +添加剂 动物油（猪油） 极压 (2)切削液的选用 1)粘性和塑性较大的材料（低碳钢），选用硫化矿物油。 2)脆性材料（铸铁，青铜），不用冷却润滑液。精加工时，用煤油（降低表面粗糙度和冲走切屑）;3)有色金属，不采用切削液。精加工铝合金可以采用煤油。高速切削镁合金，采用煤油，矿物油，氟化钠溶液。不能采用水，因为水能助燃。 4)难加工材料（耐热钢，不锈钢），采用喷雾法，喷射含石墨的乳化液