金属切削加工基本知识

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1、金属切削加工基本知识金属切削加工基本知识第一节第一节 金属切削加工的运动要素金属切削加工的运动要素第二节第二节 刀具材料和角度刀具材料和角度第三节第三节 金属的切削过程金属的切削过程第四节第四节 技术经济分析技术经济分析金属切削加工是用刀具从金属材料（毛坯）上金属切削加工是用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，从而获得切去多余的金属层，从而获得几何形状、尺寸几何形状、尺寸精度和表面质量精度和表面质量都符合要求的机器零件的加工都符合要求的机器零件的加工方法。方法。分为钳工和机械加工两部分。分为钳工和机械加工两部分。机械加工是通过工人操作机床对工件进行切削机械加工是通过工人操作机床对工件进行

2、切削加工，常见的加工方法有：加工，常见的加工方法有：车、钻、刨、铣、车、钻、刨、铣、磨以及齿形加工磨以及齿形加工等。等。概述概述 第一节第一节 金属切削加工的运动要素金属切削加工的运动要素 一、切削运动一、切削运动 二、运动要素二、运动要素一、切削运动一、切削运动 切削运动包括主运动和进给运动两类。切削运动包括主运动和进给运动两类。1 1、主运动、主运动 在切削运动中，运动速度最高、消耗动力最在切削运动中，运动速度最高、消耗动力最大、为切除切屑的最基本的运动。大、为切除切屑的最基本的运动。 例如：车削时工件的旋转运动；例如：车削时工件的旋转运动； 刨削时刀具（牛头刨）或工件（龙门刨削时刀具（牛

3、头刨）或工件（龙门刨）的直线往复运动；刨）的直线往复运动； 钻削、铣削和磨削时，钻头、铣刀和钻削、铣削和磨削时，钻头、铣刀和砂轮的旋转运动。砂轮的旋转运动。2 2、进给运动、进给运动 在切削过程中，为了使新的金属层连续投在切削过程中，为了使新的金属层连续投入切削，从而切出工件全部加工表面所需要的入切削，从而切出工件全部加工表面所需要的运动。运动。 例如：车削时车刀沿纵向、横向的直线走刀例如：车削时车刀沿纵向、横向的直线走刀运动；运动； 钻削时钻头的轴向移动；钻削时钻头的轴向移动； 铣削时工件随工作台的直线运动。铣削时工件随工作台的直线运动。注释注释: 1 1、主运动可以使旋转运动，也可以是往复

4、运动；主运动可以使旋转运动，也可以是往复运动；2、主运动可以是工件来实现（车外圆）主运动可以是工件来实现（车外圆）,也可以是刀具来实也可以是刀具来实现（刨、铣加工）现（刨、铣加工）; 3、主运动只有一个，进给运动可以一个以上。主运动只有一个，进给运动可以一个以上。二、运动要素二、运动要素1、切削运动中的三个表面、切削运动中的三个表面（1）待加工表面：指加工）待加工表面：指加工时工件上有待切除的表时工件上有待切除的表面；面；（2）已加工表面：指工件）已加工表面：指工件上经刀具切削后产生的上经刀具切削后产生的表面；表面；（3）加工表面）加工表面：指工件上：指工件上由刀具切削刃形成的表由刀具切削刃形

5、成的表面。面。 2、切削用量三要素、切削用量三要素切削速度切削速度进给量进给量背吃刀量背吃刀量在主运动的一个循环（或单位时间）内，工件与刀具间沿进刀方向相对运动的距离。在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离。待加工表面和已加工表面的垂直距离。（1 1）切削速度）切削速度 在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离。相对移动的距离。 例如：例如：主运动为旋转运动时主运动为旋转运动时 v=dv=dw wn/1000(m/s)n/1000(m/s) 式中：式中：d dw w工件待加工表面的直径或刀具最大工件待加工表面的直径或刀具最大直径（直径（

6、mmmm） nn工件或刀具的转速（工件或刀具的转速（r/sr/s） 主运动为往复直线运动时主运动为往复直线运动时 v=2Ln/100060v=2Ln/100060（m/sm/s） 式中：式中：LL往复运动行程长度（往复运动行程长度（mmmm） nn主运动每分钟往复次数主运动每分钟往复次数（2 2）进给量）进给量f f 在主运动的一个循环（或单位时间）内，在主运动的一个循环（或单位时间）内，工件与刀具间沿进刀方向相对运动的距离。工件与刀具间沿进刀方向相对运动的距离。 如在车削、镗削、钻削时，进给量表示工如在车削、镗削、钻削时，进给量表示工件或刀具件或刀具每转一转每转一转，刀具或工件移动的距离，刀

7、具或工件移动的距离，单位是单位是mm/rmm/r。 在牛头刨床（龙门刨）刨削时，刀具（工在牛头刨床（龙门刨）刨削时，刀具（工件）件）每往复一次每往复一次，工件（刀具）移动的距离。，工件（刀具）移动的距离。（3 3）背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度）a ap p 待加工表面和已加工表面的垂直距离。待加工表面和已加工表面的垂直距离。 在车削外圆时：在车削外圆时： a ap p= =（d dw w-d-dm m）/2 /2 （mmmm） 其中：其中： d dw w、 d dm m分别为待加工表面和已加分别为待加工表面和已加工表面的直径。工表面的直径。3 3、切削层参数、切削层参数 切削层包括切

8、削层包括切削厚切削厚度、切削宽度和切削度、切削宽度和切削面积面积。（1 1）切削厚度）切削厚度a ac c 垂直于加工表面度量的切削层尺寸。垂直于加工表面度量的切削层尺寸。（2 2）切削宽度）切削宽度a aw w 沿着加工表面度量的切削层的尺寸。沿着加工表面度量的切削层的尺寸。（3 3）切削面积）切削面积AcAc 切削层截面面积。切削层截面面积。 Ac= Ac= a ac ca aw w= =fafap p第二节第二节 刀具材料和角度刀具材料和角度一、刀具一、刀具二、刀具材料二、刀具材料三、刀具角度三、刀具角度一、刀具一、刀具1 1、刀具结构、刀具结构 车刀的组成和形式 （a）焊接式 （b）整

9、体式 （c）机夹式 铣刀 （a）三面刃铣刀 （b）圆柱铣刀 （c）端铣刀 刨刀的结构 钻头和镗刀的对比二、刀具材料二、刀具材料1 1、刀具材料的性能、刀具材料的性能（1）较高的硬度：为工件硬度的1.3-1.5倍，一般要求HRC60以上。（2）足够的强度和韧性。（3）良好的耐磨性（4）较高的耐热性（5）良好的导热性2、常用刀具材料、常用刀具材料碳素工具钢：T8A、T10、T12A。如丝锥、锉刀、锯条等。合金工具钢：9SiCr、CrWMn。如拉刀、铰刀、钻头等。高速钢：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。如钻头、铣刀、齿轮刀具等。硬质合金：粗加工YG6、YG8、YT5；精加工YT15、YT30。

10、能耐1000高温，耐磨性好。陶瓷：Al2O3、Al2O3-TiC、Si3N4；车刀（高速）。特点：热硬性好，耐磨，抗弯性差，易碎。立方氮化硼：如车刀、铣刀（中高速）。特点：热硬性强，可耐1500高温，与铁亲和力小。人造金刚石：如车刀、铣刀等。特点：热硬性好。 三、刀具角度三、刀具角度1、车刀的切削部分、车刀的切削部分 车刀的切削部分由车刀的切削部分由三个刀面、两个刀刃三个刀面、两个刀刃和一个刀尖和一个刀尖组成。组成。三面：前刀面、主后三面：前刀面、主后刀面、副后刀面。刀面、副后刀面。两刃：主刀刃、副刀两刃：主刀刃、副刀刃。刃。一尖：刀尖。一尖：刀尖。2、车刀切削部分的主要角度、车刀切削部分的主

11、要角度（1）辅助平面 为确定刀具的几何角度而引入的辅助平面包括切削平面、基面和正交平面。切削平面：通过主刀刃上某一点，并与该点加工表面相切的平面。基面：通过主刀刃上某一点，并与该点切削速度方向垂直的平面。正交平面：通过主刀刃上某一点，并与主刀刃在基面上的投影垂直的平面。（2）车刀的主要角度）车刀的主要角度 车刀的主车刀的主要角度包括前要角度包括前角、后角、主角、后角、主偏角、负偏角偏角、负偏角和刃倾角。和刃倾角。1）在正交平面内测量角度）在正交平面内测量角度（a）前角前角0 0：正交平面中，前刀面与基面之间的夹角。 前角的大小对切屑变形、切削力以及切削刃强度都有很大影响。通常为-5至+25之间

12、。（b）后角后角00：主后刀面与切削平面之间的夹角。 主要作用是减少主后刀面与工件间的摩擦。通常为6-12。2）在基面内测量角度）在基面内测量角度（a）主偏角主偏角r r：主刀刃在基面上投影与进给方向的夹角。 它能改变径向切削力和轴向切削力的比例。常用的主偏角有45、60、75、90几种。（b）副偏角副偏角rr：副刀刃在基面上投影与进给反方向的夹角。 主要作用是减少副刀刃和已加工表面之间的摩擦。 一般为515左右。3）在切削平面内测量的角度）在切削平面内测量的角度刃倾角刃倾角s s：主刀刃与基面间主刀刃与基面间的夹角。的夹角。主要作用是影响排屑的方向主要作用是影响排屑的方向和刀具强度。和刀具强

13、度。刀具角度的选择：刀具角度的选择：（1）粗加工）粗加工时，为了减轻刀具的负荷，采用较时，为了减轻刀具的负荷，采用较大的前角，可适当的减小后角。这时切削刃不大的前角，可适当的减小后角。这时切削刃不会明显削弱。会明显削弱。（2）精加工）精加工时，为了减小主后刀面与加工面间时，为了减小主后刀面与加工面间的摩擦，可采用较大的后角，并适当减小前角。的摩擦，可采用较大的后角，并适当减小前角。（3）在切削在切削较硬材料较硬材料或或有冲击有冲击情况时，可采用情况时，可采用较小的主偏角和负的刃倾角，而不必明显地减较小的主偏角和负的刃倾角，而不必明显地减小前角。小前角。（4）当加工精度要求高的当加工精度要求高的

14、细长轴细长轴时，为了减小时，为了减小振动，须选用较大的主偏角；为避免划伤已加振动，须选用较大的主偏角；为避免划伤已加工表面，须选用正的刃倾角，并相应减小前角。工表面，须选用正的刃倾角，并相应减小前角。第三节第三节 金属的切削过程金属的切削过程一、切屑的形成过程及切屑的种类一、切屑的形成过程及切屑的种类二、积屑瘤二、积屑瘤三、切削力和切削功率三、切削力和切削功率四、切削热和切削温度四、切削热和切削温度五、刀具磨损五、刀具磨损 金属在切削过程中，会出现一系列物理金属在切削过程中，会出现一系列物理现象，如金属变形、切削力、切削热、刀具现象，如金属变形、切削力、切削热、刀具磨损等，这些都是以切屑形成过

15、程为基础而磨损等，这些都是以切屑形成过程为基础而生产中出现的许多问题，如积屑瘤、振动、生产中出现的许多问题，如积屑瘤、振动、卷屑、断屑等，都与切削过程密切相关。卷屑、断屑等，都与切削过程密切相关。 一、切屑的形成过程及切屑种类一、切屑的形成过程及切屑种类1. 切屑形成过程切屑形成过程切削层切削层的金属的金属弹性变形弹性变形塑性变形塑性变形挤裂挤裂切离切离切切屑屑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、切应变随着切应力、切应变逐渐增大，达到其屈逐渐增大，达到其屈服强度时，产生塑性服强度时，产生塑性变形而滑移变形而滑移刀具继续切入时，

16、材刀具继续切入时，材料内部的应力、应变料内部的应力、应变继续增大，当切应力继续增大，当切应力达到其断裂强度时，达到其断裂强度时，金属材料被挤裂金属材料被挤裂沿刀沿刀具前具前刀面刀面流出流出 （1 1）带状切屑）带状切屑 带状切屑呈连绵不断的带状或螺旋状,与刀具接触的底层光滑，背面呈毛绒状。 （a）形成条件：大前角、切速高、进给量小、被切金属塑性好。 （c）切屑形成过程：弹性变形、塑性变形、切离。 （c）优点：切削力平稳、切削热少、加工表面光洁。 （d）缺点：切屑连绵不断，易缠绕、易划伤已加工表面。2 2、切屑的种类、切屑的种类 切屑分为带状切屑、节状切屑和崩碎切屑三类。切屑分为带状切屑、节状切

17、屑和崩碎切屑三类。（2 2）节状切屑）节状切屑 节状切屑上面呈较大节状切屑上面呈较大的锯齿状，底面有不贯的锯齿状，底面有不贯穿的裂纹穿的裂纹 形成条件形成条件：切速低、：切速低、进给量大、中等硬度材进给量大、中等硬度材料。料。 缺点缺点：切削力波动大、：切削力波动大、工件表面较粗糙。工件表面较粗糙。（3）崩碎切屑）崩碎切屑 切削层金属发生弹性变切削层金属发生弹性变形后，一般不经过塑性变形形后，一般不经过塑性变形就突然崩裂而形成形状不规就突然崩裂而形成形状不规则的崩碎切屑则的崩碎切屑 形成条件形成条件：铸铁、铸造：铸铁、铸造黄铜等脆性材料。黄铜等脆性材料。 缺点缺点：切削热和切削力：切削热和切削

18、力集中在刀具的主刀刃和刀尖集中在刀具的主刀刃和刀尖处，刀尖易磨损、易产生振处，刀尖易磨损、易产生振动，表面质量不高动，表面质量不高。二、积屑瘤二、积屑瘤 1、积屑瘤的形成 在一定的切削速度下切削塑性材料时，常发现在刀具的前刀面上靠近刀尖的部位粘附着一小块很硬的金属，称为积屑瘤。 一般认为，积屑瘤是由于切屑与前刀面在切削过程中剧烈的摩擦而形成的。有利方面有利方面保护刀具保护刀具增加工增加工作前角作前角积屑瘤硬积屑瘤硬度很高度很高可代替切削刃可代替切削刃进行切屑，减进行切屑，减少刀具的磨损少刀具的磨损积屑瘤的存在，积屑瘤的存在，使刀具的实际工使刀具的实际工作前角增大作前角增大可减小切削变可减小切削

19、变形和切削力，形和切削力，使切削轻快使切削轻快2 2、积屑瘤对加工过程的影响、积屑瘤对加工过程的影响不利方面不利方面影响工件尺影响工件尺寸精度寸精度影响工件表影响工件表面粗造度面粗造度积屑瘤破裂后会划伤表面，加积屑瘤破裂后会划伤表面，加快刀具磨损快刀具磨损会形成硬点和毛刺，使工件表面粗会形成硬点和毛刺，使工件表面粗造度值增大造度值增大时大时小，时有时无，使切削时大时小，时有时无，使切削力产生波动而引起振动力产生波动而引起振动积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，使实际的切削深度不断变化使实际的切削深度不断变化 3. 积屑瘤的控制积屑瘤的控制影响积屑瘤影响积屑瘤的因素的因素

20、工件材料工件材料切削用量切削用量刀具角度刀具角度切削液等切削液等控制措施控制措施要避免在中温、中速加工塑性材料要避免在中温、中速加工塑性材料增大前角可减小切削变形，降低切削增大前角可减小切削变形，降低切削温度，减小积屑瘤的高度温度，减小积屑瘤的高度采用润滑性能优良的切削液可减少采用润滑性能优良的切削液可减少甚至消除积屑瘤甚至消除积屑瘤三、切削力和切削功率三、切削力和切削功率 1、切削力、切削力 切削力是指切削时刀具切入工件，切削层产切削力是指切削时刀具切入工件，切削层产生变形成为切屑所需的力，生变形成为切屑所需的力， （2）切削力的产生）切削力的产生 （a）被切金属层因弹性变形和塑性变形所产被

21、切金属层因弹性变形和塑性变形所产生的变形抗力。生的变形抗力。 （b）刀具与切屑、工件之间的摩擦。刀具与切屑、工件之间的摩擦。 （2 2）总切削力的分解）总切削力的分解 切削力是一个空间力，为了便于研究将其分解为切削力是一个空间力，为了便于研究将其分解为三个相互垂直的分力三个相互垂直的分力, ,即主切削力、进给力和背向力。即主切削力、进给力和背向力。主切削力主切削力:切削合力在切削速度方向上的分力切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，其大小约占总的切，垂直于基面，其大小约占总的切削合力的削合力的背向力背向力:切削合力在切削深度方向上的分力切削合力在切削深度方向上的分力;它在基面内，与切深方

22、向相反它在基面内，与切深方向相反进给力：进给力：切削合力在进给方向上的分力切削合力在进给方向上的分力;它在基面内，与进给方向平行，它在基面内，与进给方向平行，但方向相反但方向相反2 2、影响切削力的主要因素、影响切削力的主要因素工件材料工件材料切削用量切削用量刀具角度刀具角度积屑瘤积屑瘤（1 1）工件材料的影响）工件材料的影响（a）强度和硬度高，则切削力大。（b）塑性和韧性高，则切削力大。 塑性大的材料，切屑与前刀面的摩擦系数大，接触区较长，故切削力较大； 韧性高的材料，致使其发生变形或破坏所消耗的能量较多，故切削力也较大。 如不锈钢0Gr18Ni9Ti与正火的中碳钢的强度硬度基本相同，但不锈

23、钢的塑性韧性较高，其切削力要比正火的中碳钢约高25%。（2 2）刀具角度的影响）刀具角度的影响（a a）前角：增大，切削力减小。前角：增大，切削力减小。（b b）主偏角：增加，切削力降低。主偏角：增加，切削力降低。（3 3）切削用量的影响）切削用量的影响（a a）切削深度切削深度a ap p的影响最大。的影响最大。（b b）进给量进给量f f的影响次之。的影响次之。（c c）切削速度的影响切削速度的影响（4 4）积屑瘤）积屑瘤 使切削力发生变化，总的趋势是随着切使切削力发生变化，总的趋势是随着切削速度的增加切削力有所减小。削速度的增加切削力有所减小。 此外，刀具磨损、刀具材料及冷却润滑条此外，

24、刀具磨损、刀具材料及冷却润滑条件也对切削力有影响。件也对切削力有影响。四、切削热和切削温度四、切削热和切削温度1 1、切削热、切削热来源来源（1 1）被加工件材料的弹性变形和塑性变形；）被加工件材料的弹性变形和塑性变形；（2 2）切屑与前刀面的摩擦；）切屑与前刀面的摩擦；（3 3）后刀面与已加工表面之间的摩擦。）后刀面与已加工表面之间的摩擦。传散传散（1 1）切屑，）切屑，50-86%50-86%；（2 2）工件，）工件，40-10%40-10%；（3 3）车刀，）车刀，9-3%9-3%；（4 4）空气，）空气，1%1%。 2 2、切削温度及影响因素、切削温度及影响因素 切削温度 一般指切屑、

25、工件与刀具接触表面上的平均温度。 决定因素：工件材料、切削用量和刀具角度。 （1 1）工件材料的影响）工件材料的影响 （a a）工件材料的强度、硬度越高，切削中工件材料的强度、硬度越高，切削中消耗的功越大，所产生的切削热越多，切削消耗的功越大，所产生的切削热越多，切削温度就越高。温度就越高。 （b b）工件材料的导热性好，温度低。脆性工件材料的导热性好，温度低。脆性材料，温度低。材料，温度低。（2 2）切削用量的影响）切削用量的影响 （a a）切削速度增加，温度升高。当速度升切削速度增加，温度升高。当速度升高一倍时，温度升高高一倍时，温度升高20-30%20-30%； （b b）进给量进给量

26、f f 增加，温度升高。当增加，温度升高。当 f f 增增加一倍时，温度升高加一倍时，温度升高10%10%； （c c）背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度）a ap p增加，温度增加，温度升高不多。如升高不多。如a ap p增加一倍时，温度只升高增加一倍时，温度只升高3%3%。 （3 3）刀具角度的影响）刀具角度的影响 （a a）前角增大，温度降低；前角增大，温度降低； （b b）主偏角，在进给量一定时，主偏角增主偏角，在进给量一定时，主偏角增大，温度上升。大，温度上升。 3 3、切削液、切削液 （1 1）切削液的作用切削液的作用：降温和润滑。：降温和润滑。 （2 2）切削液的种类切削液的

27、种类：切削油、乳化液、水：切削油、乳化液、水溶液等。溶液等。 （a a）切削油切削油：矿物油、动植物油和复合油。：矿物油、动植物油和复合油。 特点特点：润滑性好，流动性差，冷却作：润滑性好，流动性差，冷却作用小。用小。 应用应用：低速精加工。如精车丝杠、螺：低速精加工。如精车丝杠、螺纹等。纹等。（b b）乳化液乳化液 乳化液是由乳化油加水稀释而成的。 特点特点：流动性好、冷却能力强。应用最为广泛。 应用应用：低浓度的用于粗车和磨削；高浓度的用于精车、铰孔和铣削等。（b b）水溶液水溶液 主要成分是水，水的热导率和比热容都比油大得多，流动性又好，可以吸收大量的热。 其中加入了一定量的防锈剂，用于

28、粗磨；加入一定的油类，可用于精磨。五、刀具磨损五、刀具磨损1、刀具的磨损形式、刀具的磨损形式 由于切削条件不同，刀具磨损产生在刀具的不同部位，一般有三种形式：后刀面磨损、前刀面磨损和前后刀面同时磨损。2 2、刀具磨损过程、刀具磨损过程（1 1）初磨阶段）初磨阶段（2 2）正常磨损阶段）正常磨损阶段（3 3）急剧磨损阶段）急剧磨损阶段刀具磨损的原因刀具磨损的原因（1 1）机械磨损机械磨损（2 2）相变磨损相变磨损 由于温度升高发生组织相变，刀由于温度升高发生组织相变，刀具变软而造成的磨损。具变软而造成的磨损。（3 3）扩散磨损扩散磨损 由于温度升高，工件与刀具中某由于温度升高，工件与刀具中某些元

29、素相互扩散，刀具变软而造成的磨损些元素相互扩散，刀具变软而造成的磨损。第四节第四节 技术经济分析技术经济分析一、工件材料的切削加工性一、工件材料的切削加工性二、生产率二、生产率三、提高生产率的途径三、提高生产率的途径作业作业一、工件材料的切削加工性一、工件材料的切削加工性 材料被切削加工的难易程度通常称材料被切削加工的难易程度通常称为材料的切削加工性。为材料的切削加工性。 材料的切削加工性是一个综合指标，材料的切削加工性是一个综合指标，包括：包括：刀具耐用度高、允许的切削速度刀具耐用度高、允许的切削速度高、切削力小、加工质量易于保证；断高、切削力小、加工质量易于保证；断屑问题易于解决屑问题易于

30、解决。 1 1、衡量材料切削加工性的标准、衡量材料切削加工性的标准v vt t v vt t的含义：当刀具寿命为的含义：当刀具寿命为 t t 分钟时，切削分钟时，切削某种材料所允许的切削速度。某种材料所允许的切削速度。 v vt t越高，表示材料的加工性越好。越高，表示材料的加工性越好。 通常取通常取 t =60t =60分钟，所以分钟，所以v vt t可写作可写作v v6060。对对于一些难加工的材料也可取于一些难加工的材料也可取 t =30mint =30min或或15min15min，则所以则所以v vt t可写作可写作v v3030或或v v1515。 2、常用金属材料的切削加工性、常

31、用金属材料的切削加工性结构钢的切削加工性 （1）低碳钢：软而韧，易粘结在刀具的前刀面上，使切削不利。故切削性较差。通常通过适当的热处理可改善切削加工性。 （2）中碳钢：综合性能好，切削加工性较好。 （3）高碳钢：硬而脆，刀具易磨损，耐用度下降，故切削性甚差。 （4）合金结构钢：强度硬度高，切屑与刀具前刀面的接触长度极短，切削温度高，刀尖处的应力集中极大，易使刀具崩刃。铝、镁合金切削加工性铝、镁合金切削加工性 铝镁合金的比重小，比强度高，具有良好铝镁合金的比重小，比强度高，具有良好的导热性和抗蚀性，且硬度较低，具有的导热性和抗蚀性，且硬度较低，具有良好的良好的切削加工性切削加工性。 按所需功率比

32、较，假定镁合金的功率为按所需功率比较，假定镁合金的功率为1.01.0，则铝合金为，则铝合金为1.81.8，黄铜为，黄铜为2.32.3，铸铁为，铸铁为3.53.5，中碳钢为，中碳钢为6.36.3，不锈钢为，不锈钢为1010。不锈钢、钛合金和高温合金不锈钢、钛合金和高温合金共同特点共同特点：切削力大，切削温度高。因此，切削加工性较差。：切削力大，切削温度高。因此，切削加工性较差。具体原因具体原因： （1 1）加工硬化严重加工硬化严重 奥氏体不锈钢滑移面数目多，晶粒变形，产生较大程度奥氏体不锈钢滑移面数目多，晶粒变形，产生较大程度的加工硬化；的加工硬化； 钛合金除塑性变形外，在高温下易吸入氧、氢、氮

33、气，钛合金除塑性变形外，在高温下易吸入氧、氢、氮气，使合金脆化，加速了刀具的磨损，恶化了切削加工性。使合金脆化，加速了刀具的磨损，恶化了切削加工性。 （2 2）容易粘刀容易粘刀 奥氏体不锈钢和高温合金等材料的高温强度高、韧性大。奥氏体不锈钢和高温合金等材料的高温强度高、韧性大。 当强韧的切屑流经刀具前刀面时，将产生粘接、熔焊等当强韧的切屑流经刀具前刀面时，将产生粘接、熔焊等粘刀现象。粘刀现象。 钛合金在高温下化学亲和力强，加之大的切削压力，促钛合金在高温下化学亲和力强，加之大的切削压力，促进了刀具的粘接磨损。进了刀具的粘接磨损。 二、生产率二、生产率 在切削加工中，单位时间内所生产的零件在切削

34、加工中，单位时间内所生产的零件数目，称为生产率。数目，称为生产率。 Q=1/tQ=1/td d 式中：式中：QQ切削加工生产率切削加工生产率 t td d生产一个零件所需要的总时间生产一个零件所需要的总时间 t td d= =t tj j+t+tf f+t+tQ Q 式式中：中：t tj j基本工艺时间，即加工一个零件基本工艺时间，即加工一个零件所需要的总时间。所需要的总时间。 t tf f辅助时间，为了维持切削加工所辅助时间，为了维持切削加工所消耗到各种辅助操作上的时间。消耗到各种辅助操作上的时间。 t tQ Q其他时间，日清扫切屑等。其他时间，日清扫切屑等。1、切削用量对、切削用量对加工质

35、量的加工质量的影响影响当切削速度增大时，当切削速度增大时，切削力减小，切削力减小，可减小或避免积可减小或避免积屑瘤，有利于提屑瘤，有利于提高加工质量高加工质量进给量增大使工进给量增大使工件残留面积的高件残留面积的高度显著增大度显著增大表面更粗糙表面更粗糙切削深度增大，切削深度增大，时切削力和工件时切削力和工件变形增大变形增大可能引起振动，可能引起振动，使零件的加工使零件的加工精度和表面质精度和表面质量下降量下降三、提高生产率的途径三、提高生产率的途径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在切削用量中，切削速度对刀具耐用度的影响在切削用量中，切削速度对刀具耐用度的影响最大，进

36、给量次之，切削深度影响最小最大，进给量次之，切削深度影响最小3、选择切削用量的原则、选择切削用量的原则粗加工粗加工较大的切削深度和进给量，取尽可能大的的较大的切削深度和进给量，取尽可能大的的切削切削速度切削切削速度精加工精加工一般取较大的切削速度，较小的切削深度和一般取较大的切削速度，较小的切削深度和进给量以保证加工质量进给量以保证加工质量4、 切削用量的选定切削用量的选定切削深度的选择切削深度的选择进给量的选择进给量的选择切削速度的选择切削速度的选择粗加工时尽可能一次去除加工粗加工时尽可能一次去除加工余量；精加工时应一次切除精余量；精加工时应一次切除精加工工序余量加工工序余量粗加工时的进给量应粗加工时的进给量应根据机床系统的强度根据机床系统的强度和刀具强度选择和刀具强度选择精加工时，一般切削深精加工时，一般切削深度不大，切削力较小度不大，切削力较小粗加工时切削速度受机床粗加工时切削速度受机床功率限制；而精加工时，功率限制；而精加工时，主要受刀具耐用度的限制主要受刀具耐用度的限制作业作业 P237 第1、2、4、5、7、10、11题。