金属切削加工基础知识课件

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1、机 械 制 造 基 础 金属切削加工基础知识金属切削加工基础知识机械制造基础教学课件引言切削加工切削加工：利用切削刀具和工件之间的相对运动，从毛坯（铸件、锻件、型材等）上切去多余部分材料，以获得所需几何形状、尺寸精度和表面粗糙度的机器零件的一种加工方法。切削加工分为钳工钳工和机械加工机械加工两部分。切削过程切削过程：在机床上，通过刀具与工件按一定规律作相对运动，从工件上切除多余的金属层，形成切屑和已加工表面，并使已加工零件的尺寸、形状、相互位置精度和表面质量达到设计要求的过程。在这个过程中，会产生切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等物理现象。零件表面的形成零件表面的形成零件表面的形成

2、零件表面的形成两个两个两个两个阶阶段段段段-毛坯成形毛坯成形-切削加工切削加工第一节第一节第一节第一节 切削运动和切削要素切削运动和切削要素切削运动和切削要素切削运动和切削要素零件表面：外圆面、内圆面、平面、曲面机械零件的形状很多，它们的表面都是由圆柱面、圆锥面、平面和各种成形面组成。各种形状的表面是以直线（或曲线）为母线，以曲线（或直线）为运动轨迹所形成的面（见下图）。圆柱面圆锥面平面成形面1成形面2零件表面的形成零件表面的形成零件表面的形成零件表面的形成是指用切削刀具从坯料或工件上切除多余材料，以获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的零件的加工方法金属切削金属切削加工：加工： 切削运动

3、切削运动切削运动切削运动在切削加工过程中，刀具和工件之间的相对运动称为切削运动。按其所起的作用，切削运动分为两类： 主运动主运动切下切屑所必需的基本运动称为主运动。在切削运动中，主运动的速度最高，消耗的功率也最大。进给运动进给运动使被切削的金属层不断投入切削的运动称为进给运动。由于金属切削加工方式的不同，这两种运动的表现形式也不相同。如下图所示为几种主要切削加工的运动形式。切削运动切削运动切削运动切削运动切削运动实例图172所示外圆车削为例1.主运动工件的回转运动。主运动的速度即为切削速度，记作vc，单位是m/min。2.进给运动车刀的运动。车削时的进给速度： vfn f 式中n 主轴转速(r

4、/min)f 进给量(mm/r)切削运动切削运动切削运动切削运动几点说明：几点说明：1）主运动通常只有一个，进给运动可以是多个；2）主运动和进给运动可有刀具单独实现，但工件单独实现很困难；3）切削运动一般都是简单的运动；4）主运动和进给运动可同时也可交替进行；5）一般主运动速度比较高，大部分切削功率消耗于主运动。切削要素切削要素切削要素切削要素待加工表面待加工表面需要切去金属的表面。已加工表面已加工表面切削后得到的表面。过渡表面过渡表面正在被切削的表面。过渡表面亦称为切削表面或加工表面。切削要素切削要素切削要素切削要素切削要素是指切削用量和切削层参数切削要素是指切削用量和切削层参数切削用量是切

5、削用量是切削速度、进给量、背吃刀量切削速度、进给量、背吃刀量的总称。的总称。 切削要素切削要素切削要素切削要素1）切削速度）切削速度切削速度指主运动的线速度，以v表示，单位为m/min。当主运动为旋转运动时，其切削速度可按下式计算：式中：d被切削件（或刀具）的直径，mm；n被切削件（或刀具）的转速，r/min。切削要素切削要素切削要素切削要素2）进给量）进给量进给量指工件（或刀具）每转一转时，刀具（或工件）沿进给方向移动的距离（也称走刀量），以f表示，单位为mm/r。如主运动为往复直线运动（如刨削、插削），则进给量的单位为mm/次。切削要素切削要素切削要素切削要素3）背吃刀量）背吃刀量背吃刀量

6、指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离（旧称切削深度），以ap表示，单位为mm。在车床上车外圆时，背吃刀量计算公式为：式中：工件待加工表面的直径，mm； 工件已加工表面的直径，mm。二、切削运动和切削要素二、切削运动和切削要素二、切削运动和切削要素二、切削运动和切削要素切削要素切削要素切削要素切削要素切削层参数切削层参数切削层切削层工件上正被切削刃切削的一层金属。如图外圆车削时，工件转一转，车刀从位置移动到位置，前进了一个进给量f,所切下来的金属层（阴影部分）即为切削层。切削层。其截面尺寸的大小截面尺寸的大小即为切削层参数，它决定了刀具所承受负荷的大小及切削尺寸，还影响切削力、刀具磨损、表面

7、质量和生产效率。二、切削运动和切削要素二、切削运动和切削要素二、切削运动和切削要素二、切削运动和切削要素切削要素切削要素切削要素切削要素切削层参数切削层参数切削要素切削要素切削要素切削要素材料材料切除率切除率材料切除率是指单位时间内刀具所切除的工件材料的体积，用符号Qz表示，单位为mm3/s，是衡量切削效率的一个指标。计算公式为任务描述用主偏角为75车刀车外圆，工件加工前直径为75mm，加工后直径为66mm，工件的转速n=220r/min，刀具每秒沿工件轴向移动1.6mm，试求进给量、背吃刀量、切削速度、切削层公称厚度、切削层公称宽度、切削层公称横截面积、材料切除率。作业1、什么是切削加工？2

8、、什么是切削用量三要素？3、切削层参数指的是什么？谢谢!THANKS机 械 制 造 基 础第二节第二节第二节第二节 切削刀具基本定义切削刀具基本定义切削刀具基本定义切削刀具基本定义 刀具的各组成部分统称为刀具的要素。刀具的种类很刀具的各组成部分统称为刀具的要素。刀具的种类很多，但从刀具切削部分的几何特征来看，都可看作是由外多，但从刀具切削部分的几何特征来看，都可看作是由外圆车刀的切削部分演变而来的。圆车刀的切削部分演变而来的。1. 1. 刀具的结构刀具的结构刀具的结构刀具的结构车刀的组成：刀头（切削部分）刀头（切削部分）刀柄（夹持部分）刀柄（夹持部分）金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切

9、削刀具1. 1. 刀具的结构刀具的结构刀具的结构刀具的结构1）刀具切削部分的组成）刀具切削部分的组成三个刀面、两个刀刃、一个尖三个刀面、两个刀刃、一个尖nf前刀面前刀面金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具nf前刀面前刀面主后面主后面1）刀具切削部分的组成）刀具切削部分的组成三个刀面、两个刀刃、一个尖三个刀面、两个刀刃、一个尖金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具nf前刀面前刀面主后面主后面副后面副后面1）刀具切削部分的组成）刀具切削部分的组成三个刀面、两个刀刃、一个尖三个刀面、两个刀刃、一个尖金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃

10、1）刀具切削部分的组成）刀具切削部分的组成三个刀面、两个刀刃、一个尖三个刀面、两个刀刃、一个尖金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具1）刀具切削部分的组成）刀具切削部分的组成三个刀面、两个刀刃、一个尖三个刀面、两个刀刃、一个尖nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具1）刀具切削部分的组成）刀具切削部分的组成三个刀面、两个刀刃、一个尖三个刀面、两个刀刃、一个尖nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃刀尖刀尖金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具2. 2. 刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度

11、(1)(1)刀刀具具的的静静止止参参考考系系。刀具要从工件上切除余量，就必须使它具有一定的几何角度。为了适应刀具在设计、制造、刃磨和测量时的需要，选取一组几何参数作为参考系(称为静止参考系)。选择刀具的静止参考系有两点假设： 运运动动假假设设：假设刀具的进给运动速度为零。 安安装装假假设设：假设刀具安装时刀尖与工件的轴线等高；刀杆与工件的轴线垂直。 金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具2. 2. 刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度(2).标注角度 在基面pr内标注的角度 .主偏角主偏角k kr r:主切削平面与假定工作平面间夹角，即主切削刃在基面上的投影与进给

12、方向间夹角（4090）。 .副偏角副偏角k kr r: :副切削平面与假定工作平面间夹角，即副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向间夹角。金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具2. 2. 刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度(2).标注角度主偏角kr越大，进给抗力越大，切深抗力越小金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具2. 2. 刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度(2).标注角度 在正交平面po标注的角度 .前角前角o o:前刀面与基面间夹角（015）。.后角后角o :主后刀面与主切削平面间夹角（612）金属切削刀具金属切削刀具金属

13、切削刀具金属切削刀具2. 2. 刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度前角越大，刀越锋利、切削轻快， 强度下降、不利散热金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具2. 2. 刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度增大后角，可减小主后刀面与加工表面的摩擦金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具2. 2. 刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度在主切削平面ps标注的角度 刃倾角刃倾角s s:主切削刃与基面间夹角（-5+5）。金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具2. 2. 刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的几何角度刀具的

14、几何角度刃倾角对切屑排出方向的影响课堂思考题课堂思考题课堂思考题课堂思考题 刀具的几何角度选择刀具的几何角度选择刀具的几何角度选择刀具的几何角度选择1.被切削材料塑形越大，前角（）2.粗加工前角应取（）精加工是前角应取（）3.在粗加工时以确保刀具强度为主，后角应选择（）在精加工是以确保加工表面质量为主，后角应选择（）4.粗加工时主偏角应选（）精加工时主偏角应选（）越大越大较小较小较大较大较大较大较小较小较小较小较大较大作业1、车刀切削部分由车刀切削部分由哪六个部分组成？哪六个部分组成？2、写出刀具的、写出刀具的5个基本角度。个基本角度。3、简述刀具角度对切削加工的影响。、简述刀具角度对切削加工

15、的影响。谢谢!THANKS机 械 制 造 基 础第第3节节 刀具材料刀具材料刀具的材料性能的优劣直接影响加工表面质量、切削效率、刀具寿命等基本要素，因此正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一。（1）较高硬度，常温下60HRC以上（2）足够的强度和韧性（3）良好的耐磨性（4）良好耐热性（5）良好工艺性1）对刀具材料的要求）对刀具材料的要求铣刀、齿轮刀具铰刀、拉刀手工工具用途小小大热处理变形0.51.08（1）20%碳素工具钢（0.50.6）0.13（0.20.4）许用切削速度m/s（速比）600300400200250耐热性OCHRC6265HRC6165HRC6165硬度W18Cr4V

16、CrWMn、9SiCrT10、T10AT12例高速钢合金工具钢碳素工具钢2、常用刀具材料的性能及用途硬质合金陶瓷材料人造金刚石例钨钴类（YG）钨钛钴类（YT）YG3、YG6YT5、YT15硬度HRA8991（HRC7478）HRA8696HV10000(硬质合金为HV13001800)耐热性OC85010001200700800许用切削速度m/s（速比）1.75（6）（1214）热处理变形不需要用途各种刀片高硬度钢材精加工不宜加工钢铁材料金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具3. 3. 刀具的材料刀具的材料刀具的材料刀具的材料碳素钢刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具

17、3. 3. 刀具的材料刀具的材料刀具的材料刀具的材料高速钢刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具金属切削刀具3. 3. 刀具的材料刀具的材料刀具的材料刀具的材料硬质合金刀块作业常用的刀具材料有哪些常用的刀具材料有哪些?试试对高速钢、硬质对高速钢、硬质合金、陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼的合金、陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼的耐热性进行排序。耐热性进行排序。常用材料：工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料耐热性从小到大：高速钢、人造金刚石、硬质合金、陶瓷材料、立方氮化硼谢谢!THANKS机 械 制 造 基 础第第4节节 切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象0 0 导入导入导入导入金属切削加工是使用高

18、于工件硬度的刀具在工件上切除多余金属材料；那么在切削过程中，我们看到了什么现象呢？切除的铁屑发热、变色；刀具发热磨损；工件发热变形等。1. 1. 金属切削过程与三个变形区金属切削过程与三个变形区金属切削过程与三个变形区金属切削过程与三个变形区第第4节节 切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象弹性变形塑性变形挤裂切离切屑切屑的形成切削层的金属切削层的金属受到刀具前刀受到刀具前刀面的推挤后产面的推挤后产生弹性变形生弹性变形随着切应力、随着切应力、切应变逐渐增切应变逐渐增大，达到其屈大，达到其屈服强度时，产服强度时，产生塑性变形而生塑性变形而滑移滑移刀具继续切刀具继续切入时，材料入时，材料内部的应

19、力、内部的应力、应变继续增应变继续增大，当切应大，当切应力达到其断力达到其断裂强度时，裂强度时，金属材料被金属材料被挤裂挤裂沿刀沿刀具前具前刀面刀面流出流出1. 1. 金属切削过程与三个变形区金属切削过程与三个变形区金属切削过程与三个变形区金属切削过程与三个变形区第第4节节 切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象三个变形区域第变形区近切削刃处切削层内产生的塑性变形区；第变形区与前刀面接触的切屑层内产生的变形区；第变形区近切削刃处已加工表层内产生的变形区。3）单元切屑形状呈颗粒状，裂纹贯穿切屑，是在加工塑性材料时较少见的一种切屑形态。2 2 切屑的形态切屑的形态切屑的形态切屑的形态切削过程中的

20、物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象4）崩碎切屑切削铸铁等脆性材料时，切削层产生弹性变形后，一般不经过塑性变形就突然崩碎，形成不规则的碎块状屑片，称为崩碎切屑。2 2 切屑的形态切屑的形态切屑的形态切屑的形态切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切屑形状随着切削条件不同而变化。例如，加大前角、提高切削速度或减小进给量可将挤裂切屑变成带状切屑。因此，生产上常根据具体情况采取不同措施得到所需的切屑，以保证切削顺利进行。切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象2 2 切屑的形态切屑的形态

21、切屑的形态切屑的形态积屑瘤形成动画切削塑性材料时，由于切屑底面与前刀面的挤压和剧烈摩擦，使切屑底层的流动速度低于上层的流动速度，形成滞流层。当滞流层金属与前刀面之间的摩擦力超过切屑本身分子间结合力时，滞流层的部分新鲜金属就会粘附在刀刃附近，形成楔形的积屑瘤切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象3 3 积屑瘤积屑瘤积屑瘤积屑瘤1 1）积屑瘤影响：保护刀具，提高刀具的寿命；增大刀）积屑瘤影响：保护刀具，提高刀具的寿命；增大刀具的实际前角，使切削力减小；加工表面质量下降具的实际前角，使切削力减小；加工表面质量下降2 2）控制积屑瘤措施：控制高或低的切削速度；

22、减小进）控制积屑瘤措施：控制高或低的切削速度；减小进给量、背吃刀量；使用高效切削液研磨刀具前面；增给量、背吃刀量；使用高效切削液研磨刀具前面；增大刀具前角；加工前对工件采取适当热处理大刀具前角；加工前对工件采取适当热处理切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象3 3 积屑瘤积屑瘤积屑瘤积屑瘤变形摩擦切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象4 4 切削力切削力切削力切削力（1）切削力的来源（2）切削力的分解三个分力：切削力Fc进给力Ff背向力Fp总切削力：F切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象

23、切削过程中的物理现象4 4 切削力切削力切削力切削力在切削过程中，切削力能使工件、机床、刀具与夹具变形，影响加工精度。为提高加工精度，应减小切削力，增大工艺系统刚度。1）刀具前角增大、刃口锋利，可使切削力减小；2）减小切削用量，可使切削力减小；3）增大工件的刚度，可提高表面精度。切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象4 4 切削力切削力切削力切削力5. 5. 切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削热的来源切削热的来源1、切屑层的金属发生弹性变、

24、切屑层的金属发生弹性变形、塑性变形而产形、塑性变形而产 生大量的生大量的热热2、切屑与刀具前刀面产生、切屑与刀具前刀面产生的摩擦的摩擦3、工件与刀具后刀面产生的、工件与刀具后刀面产生的摩擦摩擦5. 5. 切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象5. 5. 切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削热的传导切削热的传导传入切屑传入切屑，约占总热量的，对切削加工无不利，约占总热量的，对切削加

25、工无不利影响影响传入工件传入工件，约占总热量的，会使工件膨胀或伸，约占总热量的，会使工件膨胀或伸长，产生尺寸和形状误差，影响加工精度长，产生尺寸和形状误差，影响加工精度传入刀具传入刀具，约占总热量的，使刀具温度升高，硬度下降，约占总热量的，使刀具温度升高，硬度下降，磨损加快，耐用度降磨损加快，耐用度降传入周围介质传入周围介质，约占总热量的，对切削加工无不利影响，约占总热量的，对切削加工无不利影响5. 5. 切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削温度：切削温度：是指刀具、切屑、工件接触面

26、上的平均温度。是指刀具、切屑、工件接触面上的平均温度。(1) 选择合理的几何角度和切削用量选择合理的几何角度和切削用量(2) 使用切削液使用切削液影响因素：影响因素：其高低取决于切削时产生热量的多少和传其高低取决于切削时产生热量的多少和传导条件的好坏，切削用量、工件材料、刀具材料及角导条件的好坏，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等对切削温度均有影响度等对切削温度均有影响降低切削温度的措施：降低切削温度的措施：5. 5. 切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削热与切削温度切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象(1)冷却作用(2)润滑作用(

27、3)洗涤与防锈作用2、常用切削液1、切削液的作用(1)切削油(2)水溶液(3)乳化液6. 6. 刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象刀具的磨损形式刀具磨损形式分为正常磨损和非正常磨损两大类。非正常磨损是指刀具在切削过程中突然或过早产生损坏现象。其中有：破损在切削刃或刀面上产生裂纹、崩刃或碎裂。卷刃切削时在高温作用下，使切削刃或刀面产生塌陷或隆起的塑性变形现象。切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象6. 6. 刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具

28、磨损与寿命刀具的正常磨损正常磨损是指在刀具设计与使用合理、制造与刃磨质量符合要求的情况下，刀具在切削过程中逐渐的磨损。切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象刀具的正常磨损形态(2)前刀面磨损（月牙洼磨损）塑性变形热软化扩散切屑和前刀面粘接带走刀具材料。(1)后刀面磨损加工表面与后刀面剧烈摩擦。(3)边界磨损在刀刃附近的前、后刀面上，压应力和剪应力很大，但工件外表面处的切削刃上应力突然下降，形成很高的应力梯度，引起很大的剪应力。6. 6. 刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象

29、切削过程中的物理现象6. 6. 刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损过程刀具磨损过程初期磨损阶段初期磨损阶段正常磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段急剧磨损阶段刃磨后的刀具起前、后刀面上的高低不平，受到切屑的冲击和摩擦时，将“凸峰”很快磨去，时间很短刀具上的高低不平已被磨去，磨损量增加缓慢且比较稳定切削刃变钝，刀具与工件之间的摩擦变大，切削力增大，切削温度上升，磨损加剧，刀具失去正常的切削能力切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象6. 6. 刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命tVB正常磨损段ABC急剧磨损段

30、初期磨损段刀具磨损过程刀具磨损过程切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象6. 6. 刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具的寿命刀具的寿命刀具寿命定义为，由刃磨后开始切削，一直到磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总切削时间。刀具磨损到一定的程度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准磨钝标准。下列现象作为磨钝标准：1)噪声2)振动3)已加工表面质量恶化4)切削力突然增加这四种现象，在VB-t曲线上是在B点，因此就将磨钝标准化成VB。切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象6. 6. 刀具磨损与寿

31、命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具磨损与寿命刀具的寿命的影响因素刀具的寿命的影响因素结论：(1)对T的影响最大；(2)对T的影响其次；(3)对T的影响最小。首先选择；尽量取大的；耐用度足够，从而确定。作业作业作业作业1. 切屑按机理不同分为哪四类？切屑按机理不同分为哪四类？不同的切屑对加不同的切屑对加工表面粗糙度有何影响工表面粗糙度有何影响？2. 什么是积屑瘤？什么是积屑瘤？3.背吃刀量背吃刀量ap和进给量和进给量f对切削力的影响有何不同对切削力的影响有何不同?4.切削加工中，主要的切削液有哪几类切削加工中，主要的切削液有哪几类?5.何谓刀具的寿命，切削用量中对刀具寿命影响最何谓刀具的寿命，切

32、削用量中对刀具寿命影响最大的是什么大的是什么?谢谢!THANKS机 械 制 造 基 础常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具第第5节节 常用切削刀具常用切削刀具1. 车刀车刀2. 孔加工刀具孔加工刀具3. 铣刀铣刀4. 砂轮砂轮1. 1. 车刀车刀车刀车刀车刀是应用最广泛的一种刀具。它可以在普通车床、转塔车床、立式车床、自动与半自动车床上，完成工件的不同的加工工序：外圆端面切槽或切断螺纹内孔等常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4. 切削过程切削过程切削过程切削过程屑的形成过程，其实质是一种挤压过程。4.2切屑的种类2）节状切屑切屑的背面呈锯齿形，底面有时出现裂纹。

33、采用较低的切削速度和较大的进给量切削中等硬度的钢件时，容易得到节状切屑。切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象切削过程中的物理现象1. 1. 车刀车刀车刀车刀常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具外圆车刀端面车刀切槽或切断车刀螺纹车刀内孔车刀等按刀具用途分：整体车刀焊接车刀机夹车刀可转位车刀按刀具结构分：1. 1. 车刀车刀车刀车刀常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具整体车刀 整整体体车车刀刀是是用用整整块块高高速速钢钢做做成成长长条条形形状状，俗俗称称“白白钢钢刀刀”。白白钢钢刀刀均均已已淬淬硬硬至至HRC6266，使使用用时时可可视视其其用用途途

34、进行修磨。进行修磨。1. 1. 车刀车刀车刀车刀常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具焊接车刀 这这种种车车刀刀是是将将一一定定形形状状的的硬硬质质合合金金刀刀片片，用用黄黄铜铜、紫紫铜铜或或其其它它焊焊料料，纤纤焊焊在在普普通通结结构构钢钢刀杆上而制成的。刀杆上而制成的。优点：结构简单、紧凑，刚性好、抗振、制造容易；灵活性大，几何参数根据需要即时随意刃磨；使用方便。缺点：刀片易崩裂（主要原因是由于焊接和刃磨时引起的）；刀片刀杆材料得不到充分利用；刀杆尺寸大时不便于刃磨等。1. 1. 车刀车刀车刀车刀常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具机夹车刀 机机夹夹车车刀刀指指用用机

35、机械械方方法法定定位位、夹夹紧紧刀刀片片，通通过过刀刀片片体体外外刃刃磨磨与与安安装装倾倾斜斜后后，综综合合形形成成刀刀具角度的车刀。具角度的车刀。优点：避免焊接的缺陷;刀柄能多次使用；刀片的可磨次数多，利用率较高；刀具几何参数设计选用灵活等。缺点：这种结构的车刀在使用过程中仍需刃磨，还不能完全避免由于刃磨而可能引起的裂纹。1. 1. 车刀车刀车刀车刀常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具可转位车刀 直直接接夹夹固固硬硬质质合合金金刀刀片片的的结结构构可可以以避避免免焊焊接接裂裂纹纹的的产产生生。为为了了进进一一步步消消除除刃刃磨磨或或重重磨磨时时内内应应力力可可能能引引起起的的裂裂

36、纹纹，人人们们又又创创造造了了机机夹夹式式（即即机机械械夹夹固固式式）可可转转位位的不重磨车刀。的不重磨车刀。1. 1. 车刀车刀车刀车刀常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具可转位车刀优点：1. 可转位刀片在制造时已经磨好，使用时不必再重磨，也不需焊接，刀片材料能较好地保持原有力学性能、切削性能、硬度和抗弯强度。2. 减少了刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间，提高了生产效率。3. 可使用涂层刀片，提高刀具耐用度。4. 刀杆长期使用，节省大量钢材。5. 有利于标准化设计和大量生产，保证质量。6. 可以工业生产的方式，提供现成的、先进的、合理的刀具几何参数。2. 2. 孔加工刀具孔加工刀具

37、孔加工刀具孔加工刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具孔加工刀具按其用途一般分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具如麻花钻、中心钻及深孔钻等。另一类是对已有孔进行再加工的刀具如扩孔钻、铰刀、镗刀等。此外，内拉刀、内圆磨砂轮、珩磨头等也可以用来加工孔。常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具麻花钻2. 2. 孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具麻花钻是一种形状较复杂的双刃钻孔或扩孔的标准刀具。麻花钻一般用于在实心的工件上钻孔。麻花钻由于受结构和切削条件等的限制，加工后孔的质量较 低 （ 孔 公 差 IT11级 以 下 ； 表 面 粗 糙 度 Ra25m6.3m）；

38、一般只用于孔的粗加工。也可用于加工攻丝丶铰孔、拉孔、镗孔、磨孔的预制孔加工。常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具麻花钻2. 2. 孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具柄部颈部工作部分麻花钻的结构导向部分切削部分常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具麻花钻切削部分2. 2. 孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具铰刀2. 2. 孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具（1 1）用途）用途v中、小尺寸孔的半精中、小尺寸孔的半精/ /精加工，磨精加工，磨/ /研孔前的预加工。研孔前的预加工。（2 2）特点）特点v齿数多（齿数

39、多（6 61212个），导向性好，芯部直径大，刚性好。个），导向性好，芯部直径大，刚性好。v铰削余量小，切削速度低，加上切削过程中的挤压作用，铰削余量小，切削速度低，加上切削过程中的挤压作用，所以能获得较高的加工精度（所以能获得较高的加工精度（IT6IT6IT8IT8）和较好的表面）和较好的表面质量（质量（R Ra a1.61.6R Ra a0.4um0.4um）。）。常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具铰刀2. 2. 孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具孔加工刀具（3 3）类型）类型v手用手用铰刀和机用铰刀。铰刀和机用铰刀。手用铰刀又分为整体式和可调式手用铰刀又分为整体式和可调式机用铰

40、刀分带柄的和套式机用铰刀分带柄的和套式铣刀刀齿分布在圆周表面或端面上的多刃回转铣刀刀齿分布在圆周表面或端面上的多刃回转刀具。加工平面、台阶、沟槽和各种成形表面。刀具。加工平面、台阶、沟槽和各种成形表面。3. 3. 铣刀铣刀铣刀铣刀 铣刀的分类铣刀的分类（1）圆柱平面铣刀）圆柱平面铣刀（2）端铣刀）端铣刀（3）盘铣刀）盘铣刀 单面刃、双面刃、三单面刃、双面刃、三 面刃、错齿三面刃面刃、错齿三面刃（4）锯片铣刀）锯片铣刀（5）立铣刀）立铣刀（6）键槽铣刀）键槽铣刀（7）角度铣刀）角度铣刀（8）成形铣刀）成形铣刀3. 3. 铣刀铣刀铣刀铣刀常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4.

41、砂轮砂轮砂轮砂轮磨削：磨削：用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的方法统称为磨削。砂轮：砂轮：用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整而成的多孔疏松物体。砂轮的特性：砂轮的特性：磨料、粒度、硬度、结合剂、组织磨料、粒度、硬度、结合剂、组织常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4. 砂轮砂轮砂轮砂轮陶瓷结合剂陶瓷结合剂立方氮化硼砂轮立方氮化硼砂轮金属结合剂金刚石、金属结合剂金刚石、立方氮化硼砂轮立方氮化硼砂轮常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4. 砂轮砂轮砂轮砂轮磨料磨料磨料是制造砂轮的主要材料，直接担负切削工作。磨料

42、应具有高硬度，高耐热性和一定的韧性，在磨削过程中受力破坏后还要能形成锋利的几何形状。金刚石磨料金刚石磨料棕刚玉棕刚玉常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4. 砂轮砂轮砂轮砂轮磨料（1）氧化物系（刚玉类，主要成份Al2O3）棕刚玉（A）韧，硬度低，磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁白刚玉（WA）韧性低、硬，磨淬火钢、高速钢、高碳钢铬刚玉（PA）韧，硬度低，Ra小，磨高速钢、不锈钢等（2）碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）黑色碳化硅（C）韧性低、硬度高，磨铸铁、黄铜等脆材绿色碳化硅(GC)韧性差、更硬，磨Y合金、陶瓷、玻璃等（3）超硬磨料人造金刚石（D）、立方氮化硼（CBN）常用切削刀具

43、常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4. 砂轮砂轮砂轮砂轮粒度 指磨粒颗粒的大小，以刚能通过的那一号筛网的网号来表指磨粒颗粒的大小，以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，如示磨料的粒度，如6060。粒度号越大，表示磨粒颗粒越小。粒度号越大，表示磨粒颗粒越小。v粗磨用粗粒度，精磨用细粒度粗磨用粗粒度，精磨用细粒度 ；当工件材料软，塑性大，；当工件材料软，塑性大， 磨削面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。磨削面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。 高精度白刚玉微粉高精度白刚玉微粉高精度绿碳微粉高精度绿碳微粉常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4. 砂轮

44、砂轮砂轮砂轮硬度 砂轮工作表面的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程砂轮工作表面的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度。反映磨粒与结合剂的粘固强度。磨粒不易脱落，称砂度。反映磨粒与结合剂的粘固强度。磨粒不易脱落，称砂轮硬度高；反之，称砂轮硬度低。轮硬度高；反之，称砂轮硬度低。砂轮硬度选择原则：砂轮硬度选择原则：1. 磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；2. 磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；3.砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；4.成形磨精磨时，选硬

45、砂轮；粗磨时选较软的砂轮。成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4. 砂轮砂轮砂轮砂轮结合剂（1 1）陶瓷结合剂（陶瓷结合剂（V） 化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%90%，但性脆，不宜制成薄片，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为不宜高速，线速度一般为35m/s35m/s。（2 2）树脂结合剂（树脂结合剂（B） 强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或 切槽切断等工作，但耐腐蚀耐切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差热性差 (300)(300)，自锐性好。，自

46、锐性好。（3 3）橡胶结合剂（橡胶结合剂（R） 强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差热性差 (200)(200)，自锐性好。，自锐性好。（4 4）金属结合剂（金属结合剂（M） 青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，但自锐性差，适于金刚石、立青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。方氮化硼砂轮。常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具4. 4. 砂轮砂轮砂轮砂轮组织 反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，即反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，即砂轮

47、结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类13级。级。（1）紧密组织紧密组织成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削。成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削。（2）中等组织中等组织适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。（3）疏松组织疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件较大时，磨热敏性强的材料或薄件常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具常用切削刀具6. 6. 砂轮砂轮砂轮砂轮组织 反映砂轮

48、中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，即反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类13级。级。（1）紧密组织紧密组织成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削。成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削。（2）中等组织中等组织适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。（3）疏松组织疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件较大时，磨热敏性强的材料或薄件作业1、车刀按用途分为哪些类型？2、常见的孔加工刀具有哪些，分别用于什么场合?3、铣刀主要有哪些类型?各用于什么表面加工?4、磨削的用途是什么？5、什么是砂轮？