工学学习情景课件

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1、学习情景学习情景2 2 燕尾导轨铣削加工2.2 切削变形切削变形 切削力与切削温度切削力与切削温度2.1 切削运动和切削用量切削运动和切削用量 *2.3 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命 2.4 材料的切削加工性和切削液材料的切削加工性和切削液制作人:万苏文工学学习情景2.1 切削运动与切削用量切削运动与切削用量1、切削运动、切削运动工学学习情景一、金属切削加工的基本概念一、金属切削加工的基本概念 1. 切削运动切削运动工学学习情景 (1)主运动主运动由机床或人力提供的刀具与工件之间主要的相对运动, 它使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料，使被切削层转变为切屑, 从而形成工件的新表面

2、。在切削运动中，主运动速度最高、耗功最大，是切下切屑所必须的基本运动。主运动方向主运动方向切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。切削速度切削速度vc切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。工学学习情景 刀具与工件之间附加的相对运动, 它配合主运动依次地或连续不断地切除切屑, 从而形成具有所需几何特性的已加工表面。 进给运动可由刀具完成(如车削)，也可由工件完成(如铣削)，可以是间歇的（如刨削）, 也可以是连续的（如车削）。（2）进给运动）进给运动进给运动方向进给运动方向切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给方向。进给速度进给速度vf 切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。主运动和进

3、给运动合成的运动称为合成切削运动。（3）合成切削运动）合成切削运动工学学习情景图图2.2各种切削加工的切削运动各种切削加工的切削运动工学学习情景2、切削加工过程中的工件表面工学学习情景（1）待加工表面待加工表面工件上待切除的表面。（2）已）已加工表面加工表面工件上经刀具切削后产生的新表面。（3）过渡表面）过渡表面工件上切削刃正在切削的表面。它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。工学学习情景3、切削要素、切削要素切削要素主要指控制切削过程的切削用量要素和在切削过程中由余量变成切屑的切削层参数。（1）切削用量要素）切削用量要素切削速度切削速度对切削运动定量描述的重要指标之一。外圆车削的切削速度

4、为vc =dwn/1000进给量进给量是指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量 当主运动是回转运动时，进给量指工件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm/r； 当主运动是直线运动时，进给量指刀具或工件每往复直线运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm/str或mm/单行程；工学学习情景车削时进给速度车削时进给速度vfvf可由下式计算可由下式计算 vf=fnvf=fn铣削时进给速度为铣削时进给速度为 v vf f= =f fn=zn=zf fz zn n合成切削速度合成切削速度v ve e可表达为可表达为 v vc c=v=vc c+v+vf f工学学习情景 背吃刀量背

5、吃刀量a ap p在基面上垂直于进给运动方向测量的切削层最大尺寸,外圆车削: ap(dw-dm)/2 v vc c、f f、a ap p 构成了普通外圆车削的构成了普通外圆车削的切削用切削用量三要素量三要素。材料切除率，用材料切除率，用Z Zw w表示表示三要素的乘积作为衡量指标，单位为mm3/min， Zw=1000vcfap工学学习情景（2 2）切削层参数切削层参数 切削层是指在切削过程中，由刀具在切削部分的一个单一动作（或指切削部分切过工件的一个单程，或指只产生一圈过渡表面的动作）所切除的工件材料层（图2.3）。切削层公称厚度切削层公称厚度h hD D 垂直于正在加工的表面（过渡表面）度

6、量的切削层参数。hDfsinKr切削层公称宽度切削层公称宽度b bD D平行于正在加工的表面（过渡表面）度量的切削层参数。bDapsinKr工学学习情景图图2.3 车削时的切削层尺寸车削时的切削层尺寸工学学习情景切削层公称横截面积切削层公称横截面积A AD D在切削层参数平面内度量的横截面积。ADhDbD=apf上述公式中可看出上述公式中可看出 h hD D、b bD D均与主偏角有均与主偏角有关，但切削层公称横截面积关，但切削层公称横截面积A AD D只与只与h hD D、b bD D或或f f、a ap p有关。有关。工学学习情景一、切屑的类型一、切屑的类型2.2 金属切削过程工学学习情景

7、工学学习情景 图图2.9 2.9 切屑类型切屑类型 a) a) 带状切屑带状切屑 b) b) 挤裂切屑挤裂切屑工学学习情景 图图2.9 2.9 切屑类型切屑类型 C C）单元切屑单元切屑 d ) d ) 崩碎切屑崩碎切屑工学学习情景在金属切削过程中，被切削金属层经刀在金属切削过程中，被切削金属层经刀具的挤压作用，发生弹性变形、塑性变具的挤压作用，发生弹性变形、塑性变形、直至切离工件形成切屑沿刀具前刀形、直至切离工件形成切屑沿刀具前刀面排出。通常面排出。通常将这个过程大致将这个过程大致分为三个变形区。分为三个变形区。二、切削变形1变形区的划分变形区的划分工学学习情景 第一变形区l由由OA线和线和

8、OM线围成的区域（线围成的区域（）称为第）称为第一变形区，也称剪切滑移区，是切削过一变形区，也称剪切滑移区，是切削过程中产生变形的主要区域程中产生变形的主要区域lOA为始滑移线，为始滑移线，OM为终滑移线为终滑移线l一般切削速度下，第一变形区的宽度仅一般切削速度下，第一变形区的宽度仅为为0.02 0.2mm。所以可用一个平面所以可用一个平面OM（剪切面）剪切面）表示第一变形区。剪切面表示第一变形区。剪切面OM与切削速度方向的夹角称为剪切角与切削速度方向的夹角称为剪切角 工学学习情景 第二变形区l它是指刀它是指刀屑接触区（屑接触区（）l切屑沿前刀面流出时进一步受到前刀切屑沿前刀面流出时进一步受到

9、前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处金面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处金属纤维化，其方向基本上和前刀面平属纤维化，其方向基本上和前刀面平行。行。又称为挤压变形区又称为挤压变形区工学学习情景 第三变形区l指指刀刀工工件件接接触触区区（）。在在第第三三变变形形区区里里，后后刀刀面面施施加加法法向向力力Frn和和摩摩擦擦力力Fr于于工工件件。Frn使使工工件件产产生生径径向向的的塑塑性性和和弹弹性性变变形形，Fr使使已已加加工工表面产生切向的塑性和弹性变形。表面产生切向的塑性和弹性变形。工学学习情景l切削层金属以切削层金属以vc进入第一变形区后便开进入第一变形区后便开始塑性变形，晶粒伸长始塑性变形，晶粒

10、伸长 运动到刀刃运动到刀刃时，晶粒成纤维状，最后包围刀尖时，晶粒成纤维状，最后包围刀尖 刀尖以上部分沿前刀面流出，成为刀刀尖以上部分沿前刀面流出，成为刀屑底层；刀尖以下部分沿后刀面流出，屑底层；刀尖以下部分沿后刀面流出，且纤维越伸越长、越细，最后拉断，且纤维越伸越长、越细，最后拉断，成为已加工表面层。成为已加工表面层。工学学习情景 积屑瘤l切削塑性较大的金属材料切削塑性较大的金属材料（如钢、铝（如钢、铝合金）合金）时，在切削速度不高、又能形时，在切削速度不高、又能形成带状切屑的情况下，常常有一些从成带状切屑的情况下，常常有一些从切屑和工件上下来的金属冷焊并层积切屑和工件上下来的金属冷焊并层积在

11、前刀面上，形成在前刀面上，形成硬度很高的楔块硬度很高的楔块，能代替刀面和切削刃进行切削，这一能代替刀面和切削刃进行切削，这一小硬块称为积屑瘤。它的硬度约为工小硬块称为积屑瘤。它的硬度约为工件材料的件材料的23倍。倍。工学学习情景积积屑屑瘤瘤工学学习情景 积屑瘤的形成过程l切切屑屑在在前前刀刀面面上上流流动动 产产生生粘粘结结，底底层层金金属属形形成成滞滞流流层层 滞滞流流层层以以上上的的金金属属流流过过时时产产生生内内摩摩擦擦 底底面面上上面面的的金金属属变变形形，发发生生加加工工硬硬化化，被被阻阻滞滞并并与与底底层层粘粘在在一一起起 逐渐扩大，积屑瘤形成逐渐扩大，积屑瘤形成l积屑瘤形成是一个

12、动态过程：局部形成、积屑瘤形成是一个动态过程：局部形成、长大长大 局部断裂或脱落局部断裂或脱落 形成、长大、形成、长大、稳定、脱落稳定、脱落 形成、长大形成、长大工学学习情景 积屑瘤对切削过程的影响 l 保护刀具保护刀具l 增大前角增大前角l 增大切削厚度，改变背吃刀量增大切削厚度，改变背吃刀量l 增大表面粗糙度、降低表面质量增大表面粗糙度、降低表面质量 对粗加工有利，对精加工不利工学学习情景 积屑瘤产生的条件l主要取决于切削温度、刀主要取决于切削温度、刀-屑面压力、屑面压力、前刀面粗糙度前刀面粗糙度 影响积屑瘤的主要因素l工件材料、工件材料、 切削速度、切削速度、 刀具前角及刀具前角及 切削

13、液切削液工学学习情景 控制积屑瘤的措施l 改善工件材料性能（正火、调质）改善工件材料性能（正火、调质）l 选择合适的切削速度（选择合适的切削速度（1525m/min最最易形成）易形成）l 采用大前角切削（减小刀采用大前角切削（减小刀- -屑接触面屑接触面压力）压力）l 使用冷却润滑液（减少摩擦、降温、使用冷却润滑液（减少摩擦、降温、增滑）增滑）工学学习情景6已加工表面变形与加工硬化l加工硬化亦称冷作硬化，它是在第加工硬化亦称冷作硬化，它是在第III变变形区内产生的物理现象。形区内产生的物理现象。l在钝圆弧切削刃和其邻近的狭小后面的在钝圆弧切削刃和其邻近的狭小后面的切削、挤压和摩擦作用下，已加工

14、表面切削、挤压和摩擦作用下，已加工表面层的金属晶粒会产生扭曲、挤紧和破碎。层的金属晶粒会产生扭曲、挤紧和破碎。这种经过严重塑性变形而使表面层硬度这种经过严重塑性变形而使表面层硬度增高的现象称为增高的现象称为加工硬化加工硬化。 工学学习情景加工表面变形加工表面变形工学学习情景l衡量加工硬化程度的指标有：衡量加工硬化程度的指标有：加工加工硬化程度硬化程度N 和和 硬化层深度硬化层深度hy。 l生产中通常采取以下措施来减轻硬生产中通常采取以下措施来减轻硬化程度化程度磨出锋利切削刃磨出锋利切削刃增大前角或增大后角增大前角或增大后角减小背吃刀量减小背吃刀量ap合理选用切削液合理选用切削液 工学学习情景l

15、工工件件材材料料：强强度度和和硬硬度度 hhl刀具前角：刀具前角：o ohhl切切 削削 速速 度度 ： vc 440m/min，hh小小l进进给给量量：f h hD D FrN av hhl选择冷却润滑液越好，选择冷却润滑液越好，h越小越小7影响切削变形的主要因素工学学习情景2.2.2 切削力切削力一、切削力的来源、切削分力、切削功率一、切削力的来源、切削分力、切削功率 切削过程中，刀具施加于工件使工件材料产生变形，并使多余材料变为切屑所需的力，称为切削力。1. 切削力的来源切削力的来源切削力来自于金属切削过程中克服被加工材料的弹、塑性变形抗力和摩擦阻力（图2.14） 。切屑、工件与刀具切屑

16、、工件与刀具间的摩擦力间的摩擦力工学学习情景图图2.14 切削力的来源切削力的来源工学学习情景2.2.切削力的分解切削力的分解 通常将合力F分解为相互垂直的三个分力：切削力 Fc 、进给力 Ff 、背向力 Fp (图2.15)。切削力切削力F Fc c( (F Fz z) )（旧称主切削力，用Fz表示）总切削力在主运动方向的分力，是计算机床切削功率、选配机床电机、校核机床主轴、设计机床部件及计算刀具强度等必不可少的参数。背向力背向力 Fp（Fy）进给力进给力Fx (Ff)旧称径向分力，用Fy表示 总切削力在垂直于工作平面方向的分力，是进行加工精度分析、计算工艺系统刚度以及分析工艺系统振动时，所

17、必须的参数。旧称轴向分力，用Fx表示总切削力在进给方向的分力，是设计、校核机床进给机构，计算机床进给功率不可缺少的参数工学学习情景图图2.15 切削力的分解切削力的分解工学学习情景1.1.总切削力的分解和切削功率总切削力的分解和切削功率（1 1）总切削力的分解总切削力的分解 工学学习情景（2）各切削分力对切削过程的影响FzFy2、切削力Fx作用于机床进给系统，是设计机床所需重要参数 消耗总功率的1%5% 对刀具压弯刀杆，影响刀具强度 对工件阻止工件旋转，消耗机床动力 顶弯工件，当工艺系统刚度不足时，易使工件 产生形状误差，并易引起振动；可增大Kr解决 加工中Fy不作功（不消耗功率）工学学习情景

18、 3切削功率切削功率工学学习情景二、影响切削力的因素二、影响切削力的因素1. 工件材料工件材料影响较大的因素主要是工件材料的强度、硬度和塑性。材料的强度、硬度越高，则屈服强度越高，切削力越大。在强度、硬度相近的情况下，材料的塑性、韧性越大，则刀具前面上的平均摩擦系数越大，切削力也就越大。2. 切削用量切削用量进给量f和背吃刀量ap 进给量f和背吃刀量ap增加，使切削力Fc增加，但影响程度不同。进给量f 增大时，切削力有所增加；而背吃刀量ap增大时，切削刃上的切削负荷也随之增大，即切削变形抗力和刀具前面上的摩擦力均成正比的增加。工学学习情景 切削速度切削速度c 工学学习情景工学学习情景3. 刀具

19、几何参数刀具几何参数工学学习情景图2.21 负倒棱对切削力的影响工学学习情景图2.22 主偏角不同时Fxy力的分解 （a）Kr小 （b） Kr大工学学习情景kr1Krkr2FpFf工学学习情景图2.23 刃倾角对切削力的影响刃倾角的变化对Fc的影响不大，对背向力的影响较大。工学学习情景4. 刀具磨损刀具磨损5. 切削液切削液6. 刀具材料刀具材料 刀具材料与被加工材料间的摩擦系数，影响到摩擦力的变化，直接影响着切削力的变化。其他因素的影响其他因素的影响工学学习情景2.2.3 切削温度及其主要影响因素切削温度及其主要影响因素一、切削热的产生与传导一、切削热的产生与传导工学学习情景图图2.25 切

20、削热的产生与传导切削热的产生与传导工学学习情景二、切削温度对切削加工过程的影响二、切削温度对切削加工过程的影响1.对刀具材料的影响对刀具材料的影响 高速钢刀具材料的耐热性为600左右，超过该温度刀具失效。硬质合金刀具材料耐热性好，在高温8001000时，强度反而更高，韧性更好。因此适当提高切削温度，可防止硬质合金刀具崩刃，延长刀具寿命。2.对工件尺寸精度的影响对工件尺寸精度的影响 车削工件外圆时，工件受热膨胀，切削后冷却至室温，尺寸变小，特别是在精加工和超精密加工时，切削温度的变化对工件尺寸精度的影响特别大，因此控制好切削温度，是保证加工精度的有效措施。工学学习情景三、影响切削温度的因素三、影

21、响切削温度的因素 1.工件材料工件材料 材料的强度、硬度越高，则切削抗力越大，消耗的功越多，产生的热就越多； 导热系数越小，传散的热越少，切削区的切削温度就越高。 2.切削用量切削用量 切削温度与切削用量的关系式为： CVc Zf yap x三个影响指数 zyx，说明切削速度对切削温度的影响最大，背吃刀量对切削温度的影响最小。工学学习情景（3）刀具几何参数）刀具几何参数（4）刀具磨损）刀具磨损 （5）切削液）切削液 1)前角o塑性变形和摩擦切削温度。但前角不能太大，否则刀具切削部分的锲角过小，容热、散热体积减小，切削温度反而上升。 2)主偏角r切削刃工作接触长度，切削宽度bD，散热条件变差，故

22、切削温度。 刀具主后面磨损时，后角减小，后面与工件间摩擦加剧。刃口磨损时，切屑形成过程的塑性变形加剧，使切削温度增大。 利用切削液的润滑功能降低摩擦系数，减少切削热的产生，也可利用它的冷却功用吸收大量的切削热，所以采用切削液是降低切削温度的重要措施。工学学习情景图图 前角与切削温度的关系前角与切削温度的关系工学学习情景工学学习情景2.3刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命一、刀具磨损的形态一、刀具磨损的形态（1）正常磨损）正常磨损 切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较大，在刀具前刀面上经常会磨出一个月牙洼（图2.20例）。1）前面磨损）前面磨损工学学习情景图图2.20 刀具的磨损形态刀具的

23、磨损形态工学学习情景2）后面磨损）后面磨损 加工脆性材料或在切削速度较低、切削厚度较小（hD01mm），由于前刀面上刀屑间的作用相对较弱，主要发生后刀面磨损（图2.20例）。3）前面和后面同时磨损）前面和后面同时磨损 一般在以中等切削用量加工塑性金属材料时会出现这种形式磨损（图2.20例）。4）边界磨损）边界磨损 切削钢料时，常在主切削刃靠近工件外皮处以及刀尖处的后刀面上，磨出较深的沟纹，这就是边界磨损（图2.20例）。加工铸、锻等外皮粗糙的工件，也容易发生边界磨损。工学学习情景（2）非正常磨损）非正常磨损 刀具的非正常磨损是指在切削过程中，刀具的磨损量尚未达到磨钝标准值就突然无法正常使用，即

24、刀具发生破损。1）脆性破损脆性破损2）塑塑性破损性破损 在振动、冲击切削条件的作用下，刀具尚未发生明显磨损（VB0.1mm），但刀具切削部分却出现了刀刃微崩或刀尖崩碎、刀片或刀具折断、表层剥落、热裂纹等现象，使刀具不能继续工作，这种破损称为脆性破损。切削时，刀具由于高温高压的作用，使刀具前、后刀面的材料发生塑性变形，刀具丧失切削能力，这种破损称为塑性破损。工学学习情景防止刀具破损的措施防止刀具破损的措施工学学习情景二、刀具磨损的原因二、刀具磨损的原因1.硬质点磨损硬质点磨损 2.粘结磨损粘结磨损 3.扩散磨损扩散磨损 切削时，切屑、工件材料中含有一些碳化物、氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片

25、等，可在刀具表面刻划出沟纹，这就是磨料磨损。 切削时，切屑、工件与前、后刀面之间存在很大的压力和强烈的摩擦，形成新鲜表面接触而发生冷焊粘结。由于切屑在滑移过程中产生剪切破坏，带走刀具材料，从而造成粘结磨损。 在切削高温下，使工件与刀具材料中的合金元素在固态下相互扩散置换造成的刀具磨损，称为扩散磨损工学学习情景（5）相变磨损）相变磨损 （4）化学磨损）化学磨损 在一定温度下，刀具材料与某些周围介质起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物，被切屑或工件擦掉而形成磨损，称为化学磨损。 当切削温度达到或超过刀具材料的相变温度时，刀具材料中的金相组织将发生变化，硬度显著下降，引起的刀具磨损称为相变

26、磨损。 工学学习情景 图图2.21 切削速度对刀具磨损强度的影响切削速度对刀具磨损强度的影响1-硬质点磨损；硬质点磨损； 2-粘结磨损；粘结磨损；2.扩散磨损；扩散磨损；4-化学磨损化学磨损工学学习情景三、刀具磨损过程及磨钝标准三、刀具磨损过程及磨钝标准1.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（）剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段（）2.刀具的磨钝标准刀具的磨钝标准 刀具磨损到一定限刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这度就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标个磨损限度称为磨钝标准。磨钝标准的具体数准。磨钝标准的具体数值可从切削用量手册中值可从切削用量手册中查得。查

27、得。图2.30工学学习情景图图2.30 刀具的磨损过程刀具的磨损过程工学学习情景工学学习情景四、刀具耐用度及其经验公式四、刀具耐用度及其经验公式1. 刀具耐用度的定义刀具耐用度的定义刀具耐用度（现称刀具寿命）是指一把刃磨好的新刀从投入使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间。刀具耐用度是衡量刀具材料切削性能、工件材料的切削加工性及刀具几何参数是否合理的重要参数。工学学习情景2.切削用量对刀具耐用度的影响切削用量对刀具耐用度的影响（1）切削速度与刀具寿命的关系）切削速度与刀具寿命的关系各种切削速度下的刀具磨损曲线（各种切削速度下的刀具磨损曲线（图图2.31）刀具刀具Tv关系曲线（关系曲线（图图2

28、.32），该直线方程为：），该直线方程为：Lgv=-mlgT+lgA式中，式中， m=tg，即该直线的斜率；，即该直线的斜率；A 当当T1s（或（或1min）时直线在纵坐标上的截距。）时直线在纵坐标上的截距。V = A / T m工学学习情景图图2.31 各种切削速度下的刀具磨损曲线各种切削速度下的刀具磨损曲线工学学习情景图图2.32 在双对数坐标上的在双对数坐标上的Tv曲线曲线工学学习情景2）进给量、被吃刀量与刀具寿命的关系）进给量、被吃刀量与刀具寿命的关系f= B / Tnap= C/Tp综合以上三式，可以得到切削用量三要素与寿命的关系：综合以上三式，可以得到切削用量三要素与寿命的关系：T

29、= CT/vcx f yapx 用用YT15硬质合金车刀切削硬质合金车刀切削b0.63GPa的碳钢时，的碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系式为：切削用量与刀具寿命的关系式为：T= CT/vc5 f2.25ap0.75 T -V关系式反映了切削速度与刀具耐用度之间的关系，关系式反映了切削速度与刀具耐用度之间的关系，是选择切削速度的重要依据。指数是选择切削速度的重要依据。指数m表示切削速度对刀具耐表示切削速度对刀具耐用度的影响程度。高速钢：用度的影响程度。高速钢：m=0.10.125； 硬质合金：硬质合金：m=0.20.3;陶瓷刀具：陶瓷刀具：m=0.4。工学学习情景五、刀具寿命的选择原则五、刀具寿

30、命的选择原则确定合理刀具寿命的两种方法：确定合理刀具寿命的两种方法：最大生产率寿命最低成本寿命 一般情况下，应采用最低成本寿命，当任务紧迫或一般情况下，应采用最低成本寿命，当任务紧迫或生产中出现不平衡环节时，可采用最大生产率寿命。生产中出现不平衡环节时，可采用最大生产率寿命。图2.33工学学习情景图图2.33 刀具寿命对生产率和加工成本的影响刀具寿命对生产率和加工成本的影响工学学习情景工学学习情景六、影响刀具寿命的因素六、影响刀具寿命的因素工学学习情景2.4 材料的切削加工性和切削液材料的切削加工性和切削液 工件材料的工件材料的可切削加工性是可切削加工性是指对某种材料进指对某种材料进行切削加工

31、的难行切削加工的难易程度。易程度。一、工件材料切削加工性的评定指标一、工件材料切削加工性的评定指标1）以一定耐用度下的切削速度）以一定耐用度下的切削速度vT衡量加工性；衡量加工性；2）以切削力或切削温度衡量加工性；）以切削力或切削温度衡量加工性；3）以加工表面质量衡量加工性；）以加工表面质量衡量加工性；4）以切屑控制或断屑的难易）以切屑控制或断屑的难易工学学习情景工学学习情景二、改善工件材料切削加工性的途径二、改善工件材料切削加工性的途径 要改善工件材料的切削加工性，可通过热处理方法，改变材料的金相组织和物理力学性能，也可通过调整材料的化学成分等途径。生产实际中，热处理是常用的处理方法。工学学

32、习情景2.4材料的切削加工性和切削液材料的切削加工性和切削液 工件材料的工件材料的可切削加工性是可切削加工性是指对某种材料进指对某种材料进行切削加工的难行切削加工的难易程度。易程度。一、工件材料切削加工性的评定指标一、工件材料切削加工性的评定指标1）以一定耐用度下的切削速度）以一定耐用度下的切削速度vT衡量加工性；衡量加工性；2）以切削力或切削温度衡量加工性；）以切削力或切削温度衡量加工性；3）以加工表面质量衡量加工性；）以加工表面质量衡量加工性；4）以切屑控制或断屑的难易）以切屑控制或断屑的难易工学学习情景工学学习情景二、改善工件材料切削加工性的途径二、改善工件材料切削加工性的途径 要改善工

33、件材料的切削加工性，可通过热处理方法，改变材料的金相组织和物理力学性能，也可通过调整材料的化学成分等途径。生产实际中，热处理是常用的处理方法。工学学习情景 切削液切削液一、切削液的作用机理一、切削液的作用机理 切削液的冷却作用主要靠热传导带走大量的切削热，从而降低切削温度，提高刀具寿命；减少工件、刀具的热变形，提高加工精度；降低断续切削时的热应力，防止刀具热裂破损等。1.切削液的冷却作用切削液的冷却作用2.切削液的润滑作用切削液的润滑作用 使用切削液后，切屑、工件与刀面之间形成完全的润滑油膜，成为流体润滑摩擦，此时摩擦系数很小；实际情况是属于边界润滑摩擦，其摩擦系数大于流体润滑，但小于干摩擦。

34、图2.34工学学习情景图2.34 金属间边界润滑摩擦 Ff摩擦力工学学习情景二、切削液的添加剂二、切削液的添加剂 用以改善在较低温度下切削液的润滑性能。（3）切削液的清洗作用）切削液的清洗作用 1.油性添加剂油性添加剂 2.极压添加剂极压添加剂 比油性添加剂比油性添加剂能耐较高的温度。能耐较高的温度。 为改善切削液为改善切削液性能所加入的化学性能所加入的化学物质，称为添加剂。物质，称为添加剂。工学学习情景二）切削液的分类二）切削液的分类水溶液乳化液水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。（2）水溶性切削液）水溶性切削液 切削油 固体润滑剂非溶性切削液主要起润滑作用。（1）非水溶性切削液）非水溶

35、性切削液 3.表面活性剂表面活性剂 由于表面活性剂分子的极性基团和非极性基团可分别溶于水和油，从而把水和油连接起来，即起到乳化作用；此外还能吸附在金属表面上形成润滑膜起润滑作用。工学学习情景三）切削液的选用三）切削液的选用按工件材料选用按工件材料选用 加工钢等塑性材料时，需要切削液；加工铸铁等脆性材料时，不用切削液。按刀具材料选用按刀具材料选用 高速钢刀具耐热性差，粗加工时应选用以冷却作用为主的切削液，以降低切削温度；在精加工时应使用润滑性能好的极压切削油或高浓度的极压乳化液，以提高加工表面质量。硬质合金刀具由于耐热性好，一般不用切削液；按加工方法选用按加工方法选用 对半封闭、封闭加工，选用极压乳化液或极压切削油，以对切削区进行冷却、润滑和对切屑冲洗。磨削加工时，由于磨削区温度很高，磨屑会破坏已磨削表面质量,要求切削液具有良好的冷却、清洗、排屑和防锈性能，一般选用乳化液。工学学习情景工学学习情景工学学习情景