金切削基础知识

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1、第一章金金属属切切削削基基础础知知识识金属切削加工是指利用刀具切除被加工零件上多余材料的加金属切削加工是指利用刀具切除被加工零件上多余材料的加工方法。切削加工可使零件获得较高的尺寸精度和表面质量，是工方法。切削加工可使零件获得较高的尺寸精度和表面质量，是机械制造中最基本的加工方法。机械制造中最基本的加工方法。1.11.切削运动与工件上形成的表面切削运动与工件上形成的表面2.切削用量切削用量3.切削层参数切削层参数1.21.刀具材料刀具材料2.刀具切削部分的几何参数刀具切削部分的几何参数3.刀具结构刀具结构主要内容主要内容1、切削运动与切削用量及切削要素切削运动与切削用量及切削要素2、刀具刀具3

2、、金属切削过程的规律金属切削过程的规律4、切削液切削液本章重难点本章重难点1 1、金属切削过程中的各种物理现象金属切削过程中的各种物理现象2、刀具角度的标注刀具角度的标注5、钳工常用的刀具材料钳工常用的刀具材料1.11.切削运动与工件上形成的表面切削运动与工件上形成的表面2.切削用量切削用量3.切削用量选择切削用量选择1.21.刀具的组成部分刀具的组成部分2.刀具的主要角度及作用刀具的主要角度及作用内容介绍内容介绍1 111切削运动与切削运动与切削运动与切削运动与切削用量切削用量切削用量切削用量一一一一 、切削运动切削运动切削运动切削运动切削加工时，刀具与工件间的相对运动。它包括切削加工时，刀

3、具与工件间的相对运动。它包括切削加工时，刀具与工件间的相对运动。它包括切削加工时，刀具与工件间的相对运动。它包括主运动主运动主运动主运动和和和和进给运动进给运动进给运动进给运动。n n1.1.主运动主运动主运动主运动n n 使使使使刀刀刀刀具具具具与与与与工工工工件件件件产产产产生生生生相相相相对对对对运运运运动动动动，以以以以切切切切除除除除工工工工件件件件上上上上多多多多余余余余金金金金属属属属的的的的基基基基本本本本运运运运动动动动。这这这这个个个个运运运运动动动动速速速速度度度度最最最最高高高高，消消消消耗耗耗耗功功功功率率率率最最最最大大大大。如如如如车车车车削削削削中中中中工工工工

4、件件件件的的的的旋旋旋旋转转转转运运运运动动动动、钻钻钻钻削削削削中钻头的旋转运动、刨削中的刀具的直线往复运动等。中钻头的旋转运动、刨削中的刀具的直线往复运动等。中钻头的旋转运动、刨削中的刀具的直线往复运动等。中钻头的旋转运动、刨削中的刀具的直线往复运动等。n n注意：注意：注意：注意：n n(1)(1)主运动可为刀具，也可为工件；主运动可为刀具，也可为工件；主运动可为刀具，也可为工件；主运动可为刀具，也可为工件；n n(2)(2)主运动可是直线运动，也可旋转运动；主运动可是直线运动，也可旋转运动；主运动可是直线运动，也可旋转运动；主运动可是直线运动，也可旋转运动；n n(3)(3)切削加工中

5、，主运动只有一个。切削加工中，主运动只有一个。切削加工中，主运动只有一个。切削加工中，主运动只有一个。n n2.2.进给运动进给运动进给运动进给运动n n 指指指指刀刀刀刀具具具具与与与与工工工工件件件件之之之之间间间间产产产产生生生生的的的的附附附附加加加加运运运运动动动动，与与与与主主主主运运运运动动动动配配配配合合合合使使使使切切切切除除除除多多多多余余余余金金金金属属属属连连连连续续续续进进进进行行行行，形形形形成成成成已已已已加加加加工工工工表表表表面面面面的的的的运运运运动动动动。如如如如车车车车削削削削中中中中车车车车刀刀刀刀的的的的纵纵纵纵向向向向或或或或径径径径向向向向运运运

6、运动动动动、钻钻钻钻削削削削中中中中钻头的直线运动、刨削中工件的间歇直线运动。钻头的直线运动、刨削中工件的间歇直线运动。钻头的直线运动、刨削中工件的间歇直线运动。钻头的直线运动、刨削中工件的间歇直线运动。n n注意：注意：注意：注意：n n（1 1）进给运动可以是一个或几个；）进给运动可以是一个或几个；）进给运动可以是一个或几个；）进给运动可以是一个或几个；n n（2 2）进进进进给给给给运运运运动动动动可可可可是是是是直直直直线线线线运运运运动动动动、旋旋旋旋转转转转运运运运动动动动或或或或两两两两者者者者的的的的组合；组合；组合；组合；n n（3 3）进给运动可由刀具或工件完成。）进给运动

7、可由刀具或工件完成。）进给运动可由刀具或工件完成。）进给运动可由刀具或工件完成。工件上的三个表面工件上的三个表面 1. 待加工表面 2. 已加工表面 3. 过渡表面3.切削加工时工件上形成的三个表面切削加工时工件上形成的三个表面（1） 待加工表面 工件上多余金属即将被切除的表面。随着切削的进行逐渐减小，直至多余金属被切完。（2）过渡表面 工件上多余金属被切除过程中，待加工表面与已加工表面之间相连接表面，或刀刃正在切削着的表面。（3）已加工表面 工件上多余金属被切除后形成的新表面。(二二)、切削用量、切削用量（1）切削速度）切削速度（2）进给量）进给量（3）背吃刀量）背吃刀量1. 切削速度切削速

8、度v c 刀刃选定点相对工件的主运动的瞬时速度。刀刃选定点相对工件的主运动的瞬时速度。工件最大直径的线速度。其计算式为：工件最大直径的线速度。其计算式为：式中：式中：d 工件最大直径工件最大直径(mm)； n 工件主运动转速工件主运动转速(r/s或或r/min)； v c - 车削时的切削速度（车削时的切削速度（m/ min）。）。n n2.进给量进给量fn n主运动每一转工件与刀具沿进给方向的位移主运动每一转工件与刀具沿进给方向的位移量量f(mm/r)n n单位时间相对位移量叫进给速度单位时间相对位移量叫进给速度v f。n nV f=f n(mm/s或或mm/min)。n n对于多齿刀具的每

9、齿进给量对于多齿刀具的每齿进给量f z=f/Z(mm/z或或毫米毫米/齿齿)。Z刀具齿数。显然有：刀具齿数。显然有：n nV f=f n=f z Z n(mm/s或或mm/min)3. 背吃刀量背吃刀量ap 对外圆车削而言，它是待加工表面与已加工表对外圆车削而言，它是待加工表面与已加工表面问的垂直距离。即面问的垂直距离。即式中： p-背吃刀量，mm； d w待加工面直径，mm； dm已加工表面直径,mm。 三、切削用量的合理选择三、切削用量的合理选择 (1) 背吃刀量的选择背吃刀量的选择 粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀尽可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般较小，可一次

10、切除。在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达810mm；半精加工的背吃刀量0.55mm；精加工的背吃刀量取0.21.5mm。 (2)进给速度（进给量）的选择进给速度（进给量）的选择 粗加工时，由于对工件的表面质量没有太高的要求，这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时，则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。进给速度V f可以按公式 Vf =f n计算，式中f表示每转进给量，粗车时一般取0.30.8mmr；精车时常取0.10.3mm/r；切断时常取0.050.2mm/r。 (3) 切削速度

11、的确定选择切削速度的确定选择 切削速度vc可根据己经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度进行选取。实际加工过程中，也可根据生产实践经验和查表的方法来选取。 粗加工或工件材料的加工性能较差时，宜选用较低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时，宜选用较高的切削速度。切削速度vc确定后，可根据刀具或工件直径（D）按公式n=l000vc/D 来确定主轴转速n（r/min）。 在工厂的实际生产过程中，切削用量一般根据经验并通过查表的方式进行选取。 常用硬质合金或涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值见表4-3。 表4-4为常用切削用量推荐表，供参考。n n12刀具的切削角度 一、刀具的

12、组成部分一、刀具的组成部分 以车刀威力分析刀具切削部分的角度。如图13所示，车刀由刀头和刀柄两部分组成。刀头由刀面、切削面和刀尖构成。丙部用于装夹，刀头用于切削。图13 车刀切削部分的构成 二、刀具的主要角度和作用二、刀具的主要角度和作用 1.确定刀具主要角度的辅助平面：基面、切削平面、正正交平面。 （1）基面 （2）切削平面 （3）正正交平面图14 3个辅助平面基面基面pr切削平面切削平面ps正交平面正交平面 po通过切削刃选定点垂直于假通过切削刃选定点垂直于假定主运动方向的平面。对于定主运动方向的平面。对于车刀，基面平行于车刀刀杆车刀，基面平行于车刀刀杆底面。底面。通过切削刃选定点，与主通

13、过切削刃选定点，与主切削刃相切并垂直于基面切削刃相切并垂直于基面的平面。的平面。通过切削刃选定点，同时垂通过切削刃选定点，同时垂直于基面、切削平面的平面。直于基面、切削平面的平面。表11 刀具的组成部分 刀面刀面前面（前刀面）前面（前刀面）切削时切屑流过的表面切削时切屑流过的表面主后面（主后刀面）主后面（主后刀面） 与过渡表面相对的表面与过渡表面相对的表面副后面（副后刀面）副后面（副后刀面） 与已加工表面相对的背面与已加工表面相对的背面 切削刃切削刃主切削刃主切削刃前刀面与后刀面的交线，它担负着主要前刀面与后刀面的交线，它担负着主要的切削工作。的切削工作。副主切削刃副主切削刃前刀面与副后刀面的

14、交线，副主切削刃前刀面与副后刀面的交线，副主切削刃配合主切削刃完成少量的切削工作。配合主切削刃完成少量的切削工作。 刀尖刀尖主切削刃与副主切削刃的交点，为了提高刀尖强度，刀尖处一主切削刃与副主切削刃的交点，为了提高刀尖强度，刀尖处一般磨出直线或圆弧形的过渡刃。般磨出直线或圆弧形的过渡刃。测量平面测量平面切削角度及作用切削角度及作用角度间的关系及大小选择角度间的关系及大小选择在正交平面内测量（图在正交平面内测量（图1-51-5）前角前角00前刀面与基面间的夹角。主前刀面与基面间的夹角。主要影响切削刃的锋利及切削变形程度。要影响切削刃的锋利及切削变形程度。前角一般在前角一般在-5-5 2525之间

15、选取。之间选取。 后角后角 0 0 主后刀面与切削平面主后刀面与切削平面 间的夹间的夹角。主后角可改变车刀主后刀面与工角。主后角可改变车刀主后刀面与工件间的摩擦状况。件间的摩擦状况。后角不能为零度或负值，一般在后角不能为零度或负值，一般在661212之间选取。之间选取。楔角楔角 0 0前刀面与主后刀面间的夹角。前刀面与主后刀面间的夹角。它影响刀头的强度和散热。它影响刀头的强度和散热。0 0 0 0 0 0=90900 0在基面内测量（图在基面内测量（图1-61-6） 主偏角主偏角 r r 主切削刃在基面上的投主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。它能改变影与进给运动方向的夹角。它能改变主

16、切削刃与刀头的受力及散热情况。主切削刃与刀头的受力及散热情况。主偏角一般在主偏角一般在4545 9090之间选取。之间选取。 副偏角副偏角 r r 副切削刃在基面上的投副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。它可改影与进给运动反方向的夹角。它可改变副切削刃与工件已加工面间的摩擦变副切削刃与工件已加工面间的摩擦状况及工件表面粗糙度。状况及工件表面粗糙度。一般在一般在552020间选取。间选取。 刀尖角刀尖角 r r 主、副切削刃在基面上的投主、副切削刃在基面上的投影之间的夹角。它主要影响刀尖强度影之间的夹角。它主要影响刀尖强度及散热情况。及散热情况。 r r r r r r 180180

17、在切削平面内测量（图在切削平面内测量（图1-71-7）刃倾角刃倾角ss 主切削刃与基面间主切削刃与基面间的夹角。的夹角。它影响刀尖的强度和控制切它影响刀尖的强度和控制切削流向。削流向。刃倾角一般在刃倾角一般在-5-51010之间选取。之间选取。粗加工时取负值；精加工时，一般取粗加工时取负值；精加工时，一般取正值。正值。 表表12 各测量面内的主要角度及作用各测量面内的主要角度及作用 13 金属切削过程的基本规律金属切削过程的基本规律 金属切削过程是指通过切削运动，刀具从工件表面上切除多余金属层，形成切屑和已加工表面的过程。在这个过程中将产生许多物理现象，如切削力、切削热、刀具磨损等，这些均以切

18、削过程中金属的弹、塑性变形为基础。而生产实践中出现的积屑瘤、鳞刺、振动等问题，又都同切削过程中的变形规律有关。因此，研究和掌握切削过程中的基本规律，将有利于金属切削技术的发展，对合理选择切削用量，提高生产效率、工件的加工质量和降低生产成本都有重要的意义。 一、切削过程切削层金属是在前刀面和切削刃的不断挤压作用下，产生了弹性、塑性变形继而剪切滑移而成为切屑的。通常将切削刃作用范围的切削层划分为三个变形区。如图18所示：1.第第变形区变形区从OA线开始发生塑性变形，到OM线金属晶粒的剪切滑移基本完成。OA线和OM线之间的区域（图中区）称为第变形区。2.第第变形区变形区切屑沿前刀面排出时进一步受到前

19、刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化，基本上和前刀面平行。这一区域（图中区）称为第变形区。3.第第变形区变形区已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，造成表层金属纤维化与加工硬化。这一区（图中区）称为第变形区。二、切屑的种类二、切屑的种类由于工件材料不同，切削条件各异，切削过程中生成的切屑形状是多种多样的。切屑的形状主要分为带状、节状、粒状和崩碎四种类型，如图所示。（1）带状切屑它的内表面是光滑的，外表面呈毛茸状。加工塑性金属时，在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形成此类切屑。（2）节状切屑又称挤裂切屑。它的外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。在切削速度较

20、低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。（3）粒状切屑又称单元切屑。在切屑形成过程中，如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度，切屑单元从被切材料上脱落，形成粒状切屑。（4）崩碎切屑加工脆性材料，切削厚度越大越易得到这类切屑。前三种切屑是加工塑性金属时常见的切屑类型。形成带状切屑时，切削过程最平稳，切削力波动小，已加工表面粗糙度较小；形成粒状切屑时切削过程中的切削力波动最大。前三种切屑类型可以随切削条件变化而相互转化，例如，在形成节状切屑工况条件下，如进一步减小前角、降低切削速度或加大切削厚度，就有可能得到粒状切屑；反之，加大前角、提高切削速度或减小切削厚度，就可得到带状切屑。三、切削

21、力1.切削合力和分力切削合力和分力切削力切削力金属切削时，刀具切除工件上切削层金属，使之成为切屑，所需要的力金属切削时，刀具切除工件上切削层金属，使之成为切屑，所需要的力。来源于：来源于：（1）克服工件材料弹性变形的力；）克服工件材料弹性变形的力；（2）克服工件材料塑性变形的力；）克服工件材料塑性变形的力；（3）克服刀）克服刀屑、刀屑、刀工接触面上的摩擦力工接触面上的摩擦力。合力合力合力合力FrFr分解成三个分力：分解成三个分力：分解成三个分力：分解成三个分力：1)F1)FCC主切削力或切向力。主切削力或切向力。主切削力或切向力。主切削力或切向力。是计算切削功率的主要力，也是设计机床零件和计算

22、刀具强度的重要依据。是计算切削功率的主要力，也是设计机床零件和计算刀具强度的重要依据。是计算切削功率的主要力，也是设计机床零件和计算刀具强度的重要依据。是计算切削功率的主要力，也是设计机床零件和计算刀具强度的重要依据。2)FP切深抗力、背向力或径向力。切深抗力、背向力或径向力。使工件产生弯曲变形并可能引起振动。使工件产生弯曲变形并可能引起振动。3)Ff进给力（走刀抗力）或轴向力。进给力（走刀抗力）或轴向力。是设计进给机构和计算进给功率的依据是设计进给机构和计算进给功率的依据。由图由图19可知，合力与分力之间的关系为：可知，合力与分力之间的关系为：切削力的来源切削合力与分力2.影响切削力的因素影

23、响切削力的因素较多，主要因素有：（1）工件材料工件材料工件材料强度、硬度愈大、切削力愈大。工件材料强度、硬度愈大、切削力愈大。（2）切削用量切削用量影响最大的是影响最大的是背吃刀量，其次是进给量背吃刀量，其次是进给量f，切削速度影响较小。，切削速度影响较小。（3）刀具几何角度方面）刀具几何角度方面影响最大的是前角、主偏角和刃倾角。影响最大的是前角、主偏角和刃倾角。（4）切削液）切削液合理选择切削液可以减小塑性变形和刀具与工件间的摩擦力，使切削力合理选择切削液可以减小塑性变形和刀具与工件间的摩擦力，使切削力减小。减小。四、切切削热与切削温度切切削热是切削过程中切削层的变形、分离及切屑、刀具和工件

24、的摩擦所消耗的能量转化产生的热。切削温度一般指切削区域的平均温度。切削温度的高低与切削热的产生和传散两个因素有关。切削热主要通过切屑、刀具、工件、切削液和周围空气传导出去。切削温度升高，将影响刀具的切削性能和零件的加工精度及表面质量。研究切削热和切削温度的目的就是要严格控制切削区的温度。可采取以下措施：（1）在刀具强度允许的情况下，适当增大刀具前角。（2）改善刀具的散热条件，在机床、工件、刀具系统较好时，可尽可能减小主偏角。(3)合理选择切削用量，在机床进给强度允许的情况下，尽可能选择大的背吃刀量和进给量，最后选择较小的切削速度。（4）提高刀具前、后面的刃磨质量，减小摩擦力。（5）合理选择切削

25、液。五、刀具的磨损与刀具寿命五、刀具的磨损与刀具寿命1.刀具磨损刀具磨损在切削过程中，由于刀具与切削、工件之间产生剧烈的挤压、摩擦，从而引起刀在切削过程中，由于刀具与切削、工件之间产生剧烈的挤压、摩擦，从而引起刀具磨损。刀具的磨损对切削加工的效率、质量和成本有直接的影响。具磨损。刀具的磨损对切削加工的效率、质量和成本有直接的影响。（1）刀具磨损形式：）刀具磨损形式：正常磨损正常磨损：后刀面磨损、前刀面磨损和副后刀面磨损：后刀面磨损、前刀面磨损和副后刀面磨损3种形式。种形式。非正常磨损：刀具塑性变形、切削刃崩刃、剥落和热裂等形式。非正常磨损：刀具塑性变形、切削刃崩刃、剥落和热裂等形式。（2）磨损

26、过程）磨损过程刀具的磨损分三个阶段刀具的磨损分三个阶段（如图（如图1-10所示）所示）1）初期磨损阶段（初期磨损阶段（AB段）段）该段刀具磨损较快。该段刀具磨损较快。2）正常磨损阶段（正常磨损阶段（BC段）段）该段是刀具的有效工作阶段。该段是刀具的有效工作阶段。3）急剧磨损阶段急剧磨损阶段（CD段）段）刀具使用尽量避免这个阶段。刀具使用尽量避免这个阶段。（3）刀具磨损标准）刀具磨损标准刀具磨损到一定刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度限度后就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。通常是指后刀面磨损带中称为磨钝标准。通常是指后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值，以间部分平

27、均磨损量允许达到的最大值，以VB表示。刀具磨损值达到规定的标准应该表示。刀具磨损值达到规定的标准应该重磨或更换切削刃，否则影响加工质量。重磨或更换切削刃，否则影响加工质量。2.刀具寿命。刀具寿命。刀具寿命是指：刀具刃磨或换刃后，从开始切削到磨损量达到磨钝标准为止所经刀具寿命是指：刀具刃磨或换刃后，从开始切削到磨损量达到磨钝标准为止所经过的切削时间。符号用过的切削时间。符号用T，单位用，单位用min。影响刀具寿命的因素：影响刀具寿命的因素：（1）工件材料的影响）工件材料的影响工件材料的强度、硬度越高，导热性越差，产生的切削温工件材料的强度、硬度越高，导热性越差，产生的切削温度越高，刀具磨损越快，

28、刀具寿命降低。度越高，刀具磨损越快，刀具寿命降低。图1-10刀具磨损过程（2）切削用量的影响）切削用量的影响在一定的切削速度范围内，刀具寿命最高，提高或降低切在一定的切削速度范围内，刀具寿命最高，提高或降低切削速度都会使刀具寿命下降。各种刀具材料都有一个最佳切削速度范围。切削速度对刀削速度都会使刀具寿命下降。各种刀具材料都有一个最佳切削速度范围。切削速度对刀具寿命的影响最大，进给量其次，背吃刀量的影响最小。具寿命的影响最大，进给量其次，背吃刀量的影响最小。（3）刀具几何参数的影响：增大前角，可使切削力减小，切削温度降低，刀具寿命）刀具几何参数的影响：增大前角，可使切削力减小，切削温度降低，刀具

29、寿命提高。但前角太大，刀具强度降低，散热差，导致刀具寿命降低。因此，应选择合理提高。但前角太大，刀具强度降低，散热差，导致刀具寿命降低。因此，应选择合理的刀具前角，以获得高的刀具寿命。减小主偏角、副偏角，增大刀尖圆弧半径可提高的刀具前角，以获得高的刀具寿命。减小主偏角、副偏角，增大刀尖圆弧半径可提高刀具强度和降低切削温度，均能提高刀具寿命。刀具强度和降低切削温度，均能提高刀具寿命。（4）刀具材料的影响：刀具材料是影响刀具寿命的重要因素。刀具材料的强度硬度）刀具材料的影响：刀具材料是影响刀具寿命的重要因素。刀具材料的强度硬度越高，耐磨性越好；刀具材料的耐热性、导热性越好，刀具寿命就越高。越高，耐

30、磨性越好；刀具材料的耐热性、导热性越好，刀具寿命就越高。合理选用刀具材料，采用涂层刀具材料和使用新型刀具材料，改善和提高刀具的切合理选用刀具材料，采用涂层刀具材料和使用新型刀具材料，改善和提高刀具的切削性能，是提高刀具寿命和提高切削速度的重要途径之一。削性能，是提高刀具寿命和提高切削速度的重要途径之一。14切削液切削液为了提高切削加工效果为了提高切削加工效果(增加切削润滑，降低切削区温度增加切削润滑，降低切削区温度)而使用的液体。而使用的液体。一、切削液的作用一、切削液的作用1.冷却作用冷却作用切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对切削液的冷却作用是通过它和因

31、切削而发热的刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对流和汽化作用把流和汽化作用把切削热切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度刀具耐用度。2.润滑作用润滑作用金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦

32、和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加切削加工性能工性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒工件及磨粒磨屑之在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒工件及磨粒磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面工件表面质量。质量。3.清洗作用清洗作用在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除

33、去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。4.防锈作用防锈作用在金属切削过程中，工件要与环境介质及切削液组分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外，在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时，也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序间防锈措施。二、切削液的种类及应用切削液主要以冷却为主的水溶性和以润滑为主的油溶性切削液两种。切削液的分类及适用范围见表14。种类种类主要组成

34、主要组成性能及适用范围性能及适用范围水溶性溶性切削液水溶性普普通通型型在水中添加亚硝酸钠等水溶性在水中添加亚硝酸钠等水溶性防锈添加剂，加入碳酸钠磷酸钠，防锈添加剂，加入碳酸钠磷酸钠，使水溶液微带碱性。使水溶液微带碱性。冷却、清洗性好，有一定的防锈性，但润滑性差。适于粗磨、冷却、清洗性好，有一定的防锈性，但润滑性差。适于粗磨、粗加工。粗加工。防防锈锈性性在水中除添水溶性防锈添加剂，在水中除添水溶性防锈添加剂，再加入表面活性剂、油性添加剂。再加入表面活性剂、油性添加剂。冷却、清洗性好、防锈性好，兼有一定的润滑性，透明性较冷却、清洗性好、防锈性好，兼有一定的润滑性，透明性较好。适于适用于对防锈性要求

35、高的精加工。好。适于适用于对防锈性要求高的精加工。挤挤压压型型挤压型型添加剂挤压型型添加剂 有一定的润滑性。适于重切削和强力磨削。有一定的润滑性。适于重切削和强力磨削。乳乳化化液液普普通通型型2 2号乳化液号乳化液+ +水水清洗性、冷却性能好，兼有防锈性和润滑性。适于磨削加工清洗性、冷却性能好，兼有防锈性和润滑性。适于磨削加工及一般切削加工。及一般切削加工。防防锈锈性性1 1号乳化液号乳化液+ +水水防锈性好，冷却、润滑性能一般，清洗性能稍差。适于防锈防锈性好，冷却、润滑性能一般，清洗性能稍差。适于防锈性要求较高的工序及一般车、铣钻等加工。性要求较高的工序及一般车、铣钻等加工。挤挤压压型型3

36、3号乳化液号乳化液+ +水水挤压润滑性好，其它性能一般。适于要求良好挤压润滑性能挤压润滑性好，其它性能一般。适于要求良好挤压润滑性能的工序，如拉削、攻螺纹、铰孔等。的工序，如拉削、攻螺纹、铰孔等。合合成成切削液多多效效型型水、表面活性剂和化学添加剂水、表面活性剂和化学添加剂除有良好的冷却、清洗、防锈润滑性能外，还能防止对铜、除有良好的冷却、清洗、防锈润滑性能外，还能防止对铜、铝等金属的腐蚀作用。适于多种金属的切削及磨削加工，也适铝等金属的腐蚀作用。适于多种金属的切削及磨削加工，也适于挤压切削或精密加工。于挤压切削或精密加工。表1-4切削液的种类及适用范围表表1-4切削液的种类及适用范围（续）切

37、削液的种类及适用范围（续）油溶性切削液矿矿物物油油 主要有机械油、柴油、煤油等主要有机械油、柴油、煤油等润滑性好，冷却性能差，化学稳定润滑性好，冷却性能差，化学稳定性能好，透明性好。适于流体润滑，可性能好，透明性好。适于流体润滑，可用于冷却润滑系统合一的机床，如多轴用于冷却润滑系统合一的机床，如多轴自动机床、齿轮加工机床、螺纹加工机自动机床、齿轮加工机床、螺纹加工机床。床。动动植植物物油油主要有豆油菜油棉籽油蓖麻油猪主要有豆油菜油棉籽油蓖麻油猪油等油等润滑性能比矿物油更粘附在机床上润滑性能比矿物油更粘附在机床上好，但易腐化变质，冷却性能差，粘附好，但易腐化变质，冷却性能差，粘附在机床上不易清洗

38、。适于边界润滑，可在机床上不易清洗。适于边界润滑，可用于攻螺纹、铰孔、拉削。用于攻螺纹、铰孔、拉削。复复合合油油 以矿物油为主以矿物油为主+ +动植物油动植物油润滑性好，冷却性能差。可用于攻润滑性好，冷却性能差。可用于攻螺纹、铰孔、拉削。螺纹、铰孔、拉削。挤挤压压切切削削油油以矿物油为主以矿物油为主+ +挤压添加剂、油挤压添加剂、油性添加剂及防锈添加剂等，常用性添加剂及防锈添加剂等，常用的有硫化切削油、含硫的有硫化切削油、含硫 氯、硫磷氯、硫磷或硫氯磷的挤压切削液。或硫氯磷的挤压切削液。挤压润滑性能好，可代替动植物油复挤压润滑性能好，可代替动植物油复合油。适于要求良好挤压润滑性能的工合油。适于

39、要求良好挤压润滑性能的工序，如攻螺纹、铰孔、拉削、滚齿、插序，如攻螺纹、铰孔、拉削、滚齿、插齿及难加工材料的加工。齿及难加工材料的加工。四、油溶性切削液质量的判定四、油溶性切削液质量的判定1.外观外观新的油溶性切削液有荧光反应，而用过的则没有荧光反应；质量好的油性切削液呈透明或半透明状，无混浊现象，也不应有悬浮的颗粒，容器底部应无杂质。2气味气味用过的油溶性切削液若老化严重，会有酸性气味。3水分水分用试管装入油溶性切削液，放在酒精灯上加热，若有“叭叭”声，则表示含有水分。4机械杂质机械杂质在油溶性切削液中取样100ml，用100目铜丝网过滤，检查铜网上有无杂质。15钳工常用的刀具材料钳工常用的

40、刀具材料通常所说的刀具材料是指刀具切削部分的材料，刀具材料性能的优劣直接影响加工表面的质量、切削效率以及刀具的寿命。一、刀具切削部分材料应具备的性能一、刀具切削部分材料应具备的性能性能优良刀具材料，保证刀具高效工作基本条件。刀具切削部分强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下基本要求。1.高硬度高耐磨性高硬度高耐磨性刀具材料硬度必须高于被加工材料硬度才能切下金属，这刀具材料必备基本要求，现有刀具材料硬度都60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料耐磨性还决定于它化学成分金相组织稳定性。2.足够强度与冲击韧性足够强度与冲击韧性强度指抵抗切削力作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折

41、断所应具备性能。一般用抗弯强度来表示。冲击韧性指刀具材料间断切削或有冲击工作条件下保证不崩刃能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。为了使刀具承受压力、冲击和振动，要求刀具材料必须具有足够的强度和韧性。3.高耐热性耐热性又称红硬性，衡量刀具材料性能主要指标。它综合反映了刀具材料高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结抗扩散能力。要求刀具材料在高温下保持较高的硬度，以适应切削速度高的要求。4.导热性和耐热冲击性刀具材料应具有良好的导热性，以便切削时产生的热量能迅速散发。5.抗粘接性防止工件与刀具材料分子间在高温高压下互相吸附产生粘结。6.化学稳定性刀具材料在高温下应不与周围介质发生化

42、学反应。7.良好工艺性经济性为了便于制造，刀具材料应有良好工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。当然制造选用时应综合考虑经济性。使刀具便于制造、成本低廉。二、钳工常用的刀具材料钳工常用的刀具材料钳工常用的刀具材料见表1-5表1-5钳工常用的刀具材料钳工常用的刀具材料刀具刀具材料材料 主要性能主要性能主要应用主要应用常见牌号与分类常见牌号与分类碳素工碳素工具钢具钢 碳含量范围为碳含量范围为0.650.651.351.35，淬火后硬，淬火后硬度较高度较高 ，刃磨性好，刃口锋利，价格便，刃磨性好，刃口锋利，价格便宜，但温度超过宜，但温度超过200200硬度就显著下降，硬度就显著下降，耐磨性差淬透性差

43、，淬硬层薄耐磨性差淬透性差，淬硬层薄常用于低速手工工常用于低速手工工具，如手用铰刀、具，如手用铰刀、锉刀和锯条。锉刀和锯条。T12AT12A、T10AT10A合金工合金工具钢具钢较高的淬透性、韧性、耐磨性和耐热较高的淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。性的一类钢种。 它主要用于制造丝锥它主要用于制造丝锥板牙等形状复杂的刀板牙等形状复杂的刀具具9SiCr9SiCr、CrWMnCrWMn 高速钢高速钢 耐热性好，切削温度高达耐热性好，切削温度高达540-620540-620时仍时仍保持其切削性能，强度、韧性和制造工艺保持其切削性能，强度、韧性和制造工艺性能好，热处理变形小。性能好，热处理变形小

44、。用来制造车刀、铣刀用来制造车刀、铣刀钻头铰刀和齿轮刀具钻头铰刀和齿轮刀具等，等，W18CW18Cr r4V4V、W18CW18Cr r4VC4VCo o5 5和和W12CW12Cr r4V5C4V5Co o5 5等。等。硬质合硬质合金金 具有较高的耐热性，切削温度高达具有较高的耐热性，切削温度高达10001000时硬度仍无明显下降，缺时硬度仍无明显下降，缺点是韧性很差点是韧性很差通常把它制成不同形通常把它制成不同形状的刀片，在通过焊状的刀片，在通过焊接或紧固件镶嵌在刀接或紧固件镶嵌在刀体上。如体上。如车刀、铣车刀、铣刀、铰刀、钻头铰刀、铰刀、钻头铰刀和刮刀等刀具，刀和刮刀等刀具，都可以镶嵌都可以镶嵌硬质合金硬质合金 刀片刀片按其化学成分与使按其化学成分与使用性能可分为钨钴用性能可分为钨钴类类(YG)(YG)、钨钛钴类、钨钛钴类(YT)(YT)、碳化钛基类、碳化钛基类（YNYN）等）等