机械加工工艺基础：第1章 金属切削的基础知识

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1、Fundamental of Mechanical Machining Technology机械加工工艺基础机械加工工艺基础1冷加工课程内容冷加工课程内容 第一章第一章 金属切削基础金属切削基础 第二章第二章 金属加工机床基本知识金属加工机床基本知识 第三章第三章 常用切削加工方法的工艺特点及应用常用切削加工方法的工艺特点及应用 第四章第四章 特种加工与精密加工技术特种加工与精密加工技术 第五章第五章 典型表面加工方案的选择典型表面加工方案的选择 第六章第六章 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性 第七章第七章 机械加工工艺过程机械加工工艺过程 2绪绪 论论1.机械加工 machining

2、 借助机械装置将原材料或毛坯改变成零件的过程。借助机械装置将原材料或毛坯改变成零件的过程。 一个古老的概念 通常指常规切削加工或称冷加工（通常指常规切削加工或称冷加工（machining）3非常规加工非常规加工 nontraditional machining2. 2. 加工加工 processing 泛指对材料的处理过程泛指对材料的处理过程冷加工金切加工热加工材料液态 成形或塑性成形绪绪 论论3. 加工（ processing）方法分类：方法分类： 4 去除加工 增材加工 变形加工切削加工切削加工腐蚀加工腐蚀加工机械切削加工：机械切削加工：钳工加工钳工加工焊、镀、沉积、生长焊、镀、沉积、生长

3、 铸、锻、压、弯、挤、轧、铸、锻、压、弯、挤、轧、旋旋压、拉深、胀型压、拉深、胀型绪绪 论论4. .切削加工的特点和地位切削加工的特点和地位（ cutting machining）： 51.加工精度高加工精度高目前的最高精度是切出来的目前的最高精度是切出来的2.工艺范围很宽工艺范围很宽 IT12IT3, Ra25Ra0.013.生产率高生产率高4.加工成本较低加工成本较低5.污染较小污染较小6.要求刀具材料优于工件材料（硬度、强度等）要求刀具材料优于工件材料（硬度、强度等）7.得到了最广泛的应用得到了最广泛的应用 占目前机械制造总量的占目前机械制造总量的4060678第一章第一章 金属切削基础

4、知识金属切削基础知识第一节 切削运动及切削要素切削运动及切削要素91.1. 切削运动切削运动1.1基本成形表面基本成形表面圆柱面圆柱面直母线旋转平面平面直母线沿直线曲面曲面曲母线沿直线或圆主运动主运动：提供切削可能性的运提供切削可能性的运动，主运，主运动只有一个；只有一个；进给运动进给运动：提供提供连续切削可能性的运切削可能性的运动，进给运运动可以有多个。可以有多个。10机床名称机床名称主运动主运动进给运动进给运动卧式车床卧式车床工件旋转运动工件旋转运动车刀纵向、横向、斜向直线移动车刀纵向、横向、斜向直线移动钻钻 床床钻头旋转运动钻头旋转运动钻头轴向移动钻头轴向移动卧铣、立铣卧铣、立铣铣刀旋转

5、运动铣刀旋转运动工件纵向、横向、斜向直线移动工件纵向、横向、斜向直线移动牛头刨床牛头刨床刨刀往复运动刨刀往复运动工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向间歇移动间歇移动龙门刨床龙门刨床工件往复运动工件往复运动刨刀横向、垂向、斜向间歇移动刨刀横向、垂向、斜向间歇移动外圆磨床外圆磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动横向移动内圆磨床内圆磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动横向移动平面磨床平面磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件往复移动，砂轮横向、垂向移动

6、工件往复移动，砂轮横向、垂向移动11机床的切削运机床的切削运动切削三要素切削三要素 包括：切削速度包括：切削速度 进给进给量量 背吃刀背吃刀量量122. 2. 切削用量切削用量第一节 切削运动及切削要素切削运动及切削要素2.1 切削速度切削速度定义：定义： 切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。 以以 v vc c 表示，单位表示，单位 m/s m/s 或或 m/minm/min计算公式：计算公式： （1）主运动为旋转运动时，）主运动为旋转运动时， vc 为最大线速度为最大线速度 d d 工件或刀具的直径，工件或刀具的直径，mmmm n n 工件或

7、刀具的转速，工件或刀具的转速，r/s r/s 或或 r/minr/min13第一节 切削运动及切削要素切削运动及切削要素（2）主运动为直线运动时，）主运动为直线运动时， v vc c为平均速度为平均速度 L L 往复行程长度，往复行程长度，mmmm n n 主运动的往复速度，主运动的往复速度，st/sst/s或或st/minst/min142.2 进给量进给量刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。车削：车削： 每转进给量每转进给量 用用 f 表示，单位表示，单位 mm/r mm/r 刨削：刨削： 每行程进给量每行程进给量 用用 f 表示，单位表示，单位 m

8、m/stmm/st铣削：铣削： 每齿进给量每齿进给量 用用 fz 表示，单位表示，单位mm/zmm/z15fz进给速度，即瞬时速度进给速度，即瞬时速度 用用 vf 表示，单位表示，单位mm/smm/s 或或 mm/minmm/min z z 刀具齿数刀具齿数162.3 背吃刀量背吃刀量 back engagement of the cutting edge 在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向测量的切切削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸。削层尺寸。即切削深度，用即切削深度，用 aap表示，单

9、位表示，单位mmmm17183.切削层参数切削层参数 parameters cutting layer包括：包括： 切削层公称横截面积切削层公称横截面积 A AD D 切削层公称宽度切削层公称宽度 b bD D 切削层公称厚度切削层公称厚度 h hD D =AD/bD 19hD切削层公称横截面积切削层公称横截面积 A AD D= b= bD D h hD DA AD D不包括残留面积，但车削的残留面积很小时不包括残留面积，但车削的残留面积很小时20A AD D 用于计算切削力用于计算切削力FC= kc ADAD =f ap3.3 切削用量的合理选择问题(1)(1)粗加工按粗加工按a ap pf

10、 fv v的顺序选择的顺序选择 a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多 余金属，只留后余金属，只留后续工序的加工余量，所以工序的加工余量，所以应根据毛根据毛 坯尺寸首先坯尺寸首先选择ap b、粗加工不必考、粗加工不必考虑表面粗糙度，在表面粗糙度，在ap确定后，确定后，选取大取大 的的f，减少走刀，减少走刀时间 c、ap和和f确定后，在机床功率和刀具耐用度允确定后，在机床功率和刀具耐用度允许的前提的前提 下下选择v(2)(2)精加工按精加工按v v f f a ap p的顺序选择的顺序选择 精加工的主要目的是保精加工的主要目的是保证产品品质

11、量和降低零件的表面粗糙量和降低零件的表面粗糙度。因此首先度。因此首先应选择尽可能高的尽可能高的v，然后，然后选择达到表面粗糙达到表面粗糙度要求的度要求的f，最后再根据精加工余量决定，最后再根据精加工余量决定ap211.1.刀具材料刀具材料 指刀头的材料指刀头的材料1.1 基本要求基本要求221.1. 高硬度高硬度 以硬克软以硬克软 60HRC60HRC2.2. 高强度、高韧性高强度、高韧性 高承载、抗冲击高承载、抗冲击3.3. 耐磨性耐磨性4.4. 耐热性（红硬性、热硬性）耐热性（红硬性、热硬性）5.5. 制造工艺性制造工艺性 便于制造及热处理便于制造及热处理第二节 刀具材料及刀具构造刀具材料

12、及刀具构造第一章第一章1.1.碳素工具钢、合金工具钢（如钳工工具等）碳素工具钢、合金工具钢（如钳工工具等）2.2.高速钢（高速钢（W18Cr4VW18Cr4V）（形状复杂的刀具，如铣刀、齿轮刀具等）（形状复杂的刀具，如铣刀、齿轮刀具等）3.3.硬质合金（硬质合金（YGYG类（钨钴）、类（钨钴）、YTYT类（钨钴钛）类（钨钴钛）4.4.新型材料新型材料 （陶瓷材料、金刚石、立方氮化硼（陶瓷材料、金刚石、立方氮化硼 CBNCBN）231.2 1.2 常用刀具材料常用刀具材料第一章第一章 第二节第二节24碳素工具碳素工具钢：如如T7、T8、T9T13等。适合于制等。适合于制造造简单的手工工具，如的手

13、工工具，如锉刀、刀、锯条等；条等；合金工具合金工具钢：在碳素工具在碳素工具钢中加入少量的中加入少量的钨、铬、锰、硅等元素，耐、硅等元素，耐热性性较低，如低，如9SiCr等，适合于等，适合于制造低速成型刀具，如制造低速成型刀具，如丝锥；高速高速钢：含含较多的多的钨、铬、钒等合金元素、常用等合金元素、常用的有：的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。适合于制造等。适合于制造中速精加工刀具；中速精加工刀具；硬硬质合金：合金：成分由成分由WC、TiC和和Co组成，采用成，采用烧结方法方法获得得常用的刀具材料常用的刀具材料25常用的刀具材料常用的刀具材料 常用的硬质合金有：常用的硬质合金有： 钨钴钛

14、类（牌号钨钴钛类（牌号YT）硬质合金：）硬质合金：适合于加工钢等塑性材料，适合于加工钢等塑性材料，其代号有其代号有YT5、YT15、YT30等，粗加工用等，粗加工用YT5, 精加工用精加工用YT30; 钨钴类（牌号钨钴类（牌号YG）硬质合金：）硬质合金：适合于加工铸铁、青铜等脆适合于加工铸铁、青铜等脆性材料，其代号有性材料，其代号有YG3、YG6、YG8等，粗加工用等，粗加工用YG8，精，精加工用加工用YG3。其它刀具材料其它刀具材料26 陶瓷：陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种：常用的刀具陶瓷有两种： Al2O3基陶瓷和基陶瓷和Si3N4基陶基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、很高的耐磨瓷。

15、陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐性和耐热性，其主要缺点是抗弯性，其主要缺点是抗弯强度低，冲度低，冲击韧性很差，性很差，不能承受不能承受较大的冲大的冲击载荷。荷。金金刚石：石：它分三种它分三种 天然天然单晶金晶金刚石刀具石刀具整体人造聚晶金整体人造聚晶金刚石刀具石刀具金金刚石复合刀片石复合刀片立方氧化硼：立方氧化硼：由由软的立方氧化硼在高温高的立方氧化硼在高温高压下加入催化下加入催化剂转变而成。而成。2. 刀具角度刀具角度27车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成 车刀切削部分由下列要素组成第一章第一章 第二节第二节28 各种多各种多齿刀具或复刀具或复杂刀具，刀具，就其一个刀就

16、其一个刀齿而言，都相当于一而言，都相当于一把把车刀。刀。车刀分刀分为切削部分和切削部分和夹持部持部分，切削部分由三个刀面分，切削部分由三个刀面组成：成：前刀面、主后刀面、副后刀面。前刀面、主后刀面、副后刀面。前前刀面和主后刀面的交刀面和主后刀面的交线叫主切削刃叫主切削刃前刀面和副后刀面的交前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃叫副切削刃两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非绝对尖锐尖锐 为了研究刀具的几何角度，了研究刀具的几何角度，建立三个建立三个辅助平面：助平面：基面基面：通：通过主切削刃上的某一点，主切削刃上的某一点，与与该点切削速度方向垂直的平面。点切削速度方向垂

17、直的平面。切削平面切削平面：通：通过主切削刃上的某主切削刃上的某一点，与一点，与该点加工表面相切的平点加工表面相切的平面。面。正交平面正交平面：通：通过主切削刃上的某主切削刃上的某一点，与主切削刃在基面上的投一点，与主切削刃在基面上的投影垂直的平面影垂直的平面刀具的几何角度刀具的几何角度(车刀的基本形状车刀的基本形状)2. 刀具角度刀具角度2.1 刀具参考系（静止）刀具参考系（静止）29第一章第一章 第二节第二节第一章第一章 第二节第二节30前角前角。：在正交平面：在正交平面中，前刀面与基面之间中，前刀面与基面之间的夹角；的夹角；后角后角。：在正交平面中，。：在正交平面中，主后刀面与切削平面之

18、主后刀面与切削平面之间的夹角；间的夹角；主偏角主偏角Kr：在基面上，在基面上，主切削刃的投影与进给主切削刃的投影与进给方向的夹角。方向的夹角。副偏角副偏角Kr：在基面上，：在基面上，副切削刃的投影与进给副切削刃的投影与进给反方向的夹角。反方向的夹角。刃倾角刃倾角s：在主切削面：在主切削面中中测量的主切削刃与基量的主切削刃与基面面间的的夹角。角。车刀的几何角度车刀的几何角度2.2 主偏角、副偏角主偏角、副偏角（基面投影）（基面投影）31第一章第一章 第二节第二节主主偏偏角角：在在基基面面中中测测量量，它它是是主主切切削削刃在基面的投影与进给方向的夹角。刃在基面的投影与进给方向的夹角。其其作作用用

19、是是：主主偏偏角角的的大大小小影影响响背背向向力力（Fp）和进给力（）和进给力（Ff）的比例，）的比例，主主偏偏角角增增大大时时，背背向向力力(Fp)减减小小，进进给力给力(Ff)增大。增大。减小主偏角：减小主偏角：增加主切削刃参加切削的长度，增加主切削刃参加切削的长度，因而散热较好，对延长刀具使用寿命因而散热较好，对延长刀具使用寿命有利。但在加工细长轴时，工件刚度有利。但在加工细长轴时，工件刚度不足，小的主偏角会使刀具作用在工不足，小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大，易产生弯曲和振件上的径向力增大，易产生弯曲和振动，因此，主偏角应选大些。车刀常动，因此，主偏角应选大些。车刀常用的主偏

20、角有用的主偏角有45、60、75、90等几种，其中等几种，其中45多。多。321 在工艺系统刚度允许的条件下，应采用较小的主偏角，以提高刀具寿命；加工细长轴则用较大的主偏角。2 加工很硬的材料，为减轻单位切削刃上的负荷，宜取较小的主偏角。3 在切削过程中，刀具需作中间切入时，应取较大的主偏角。4 主偏角的大小，还应与工件的形状相适应，如切阶梯轴，可取主偏角为90。主偏角选择原则：主偏角选择原则：33副偏角副偏角Kr 在基面中测量，是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。在基面中测量，是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。其主要作用是减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦。一般取较小其

21、主要作用是减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦。一般取较小的副偏角，可减少工件表面的残留面积，改善已加工表面的粗糙度。但的副偏角，可减少工件表面的残留面积，改善已加工表面的粗糙度。但过小的副偏角会使径向切削力增大，在工艺系统刚度不足时引起振动。过小的副偏角会使径向切削力增大，在工艺系统刚度不足时引起振动。在在切切削削深深度度ap、进进给给量量f、主主偏偏角角Kr相相等等的的条条件件下下，减减小小副副偏偏角角Kr，可可减减小小车车削削后后的的残残留留面面积积，从从而而减减小小表表面面粗糙度，一般选取粗糙度，一般选取Kr=515。选择原则选择原则： 1、在不引起振动的条件下，一般取较小的副偏角。

22、精加工刀具必要时需磨出一段Kr（副偏角）=0的修光刃，以加强副切削刃对已加工表面的修光作用。 2、系统刚度较差时，应取较大的副偏角。 3、切断、切槽刀及孔加工刀具的副偏角只能取很小值（如Kr=12），以保证重磨后刀具尺寸变化量小（例如钻头的倒锥，如果大了，磨钻头会越细。）主、副偏角的影响主、副偏角的影响主偏角对切削层的影响主偏角对切削层的影响34第一章第一章 第二节第二节f、ap一定，主偏角愈小，bD 愈大 hD愈小主偏角主偏角(副偏角副偏角)对残留面积、切削力的影响对残留面积、切削力的影响35第一章第一章 第二节第二节2.3 前角前角 orthogonal rake、 （正交平面投影）正交平

23、面投影）36第一章第一章 第二节第二节在在主主剖剖面面中中测测量量，是是前前刀刀面面与与基基面面之之间间的的夹夹角角。其其作作用用是是使使刀刀刃刃锋锋利利，便便于于切切削削。前前角角大大，刃刃口口锋锋利利，切切削削层层的的塑塑性性变变形形和和摩摩擦擦阻阻力力小小，切切削削力力和和切切削削热热降降低低。但但前前角角不不能能太太大大，否否则则会会削削弱弱刀刀刃刃的的强强度度，散散热热条条件件变变坏坏，刀刀具具寿寿命命下下降降，容容易易磨磨损损甚甚至至崩崩坏坏。加加工工塑塑性性材材料料时时，前前角角可可选选大大些些，如如用用 硬硬 质质 合合 金金 车车 刀刀 切切 削削 钢钢 件件 可可 取取0=

24、1020，加加工工脆脆性性材材料料，车车刀刀的的前前角角0应应减减小小，例例如如切切削削灰灰铸铸铁铁0=515。2.3 前角前角 orthogonal rake、 （正交平面投影）正交平面投影）37第一章第一章 第二节第二节前角的选择原则：主要根据工件材料，其次考虑刀具材料和加工条前角的选择原则：主要根据工件材料，其次考虑刀具材料和加工条件选择：件选择：1、工件材料的强度、硬度低，塑性好，应取较大的前角；加工脆、工件材料的强度、硬度低，塑性好，应取较大的前角；加工脆性材料（如铸铁）应取较小的前角，甚至是负前角。性材料（如铸铁）应取较小的前角，甚至是负前角。2、刀具材料的抗弯强度及韧度高、刀具材

25、料的抗弯强度及韧度高时，可取较大的前角（如高速钢）。时，可取较大的前角（如高速钢）。3、断续切削或粗加工有硬皮的、断续切削或粗加工有硬皮的锻、铸件时，应取较小的前角。锻、铸件时，应取较小的前角。4、工艺系统刚度差或机床功率不、工艺系统刚度差或机床功率不足时应取较大的前角。足时应取较大的前角。5、成形刀具或齿轮刀具等为防止、成形刀具或齿轮刀具等为防止产生齿形误差常取很小的前角甚至零度产生齿形误差常取很小的前角甚至零度的前角。的前角。后角后角38第一章第一章 第二节第二节在主剖面中测量，是主后面与切削在主剖面中测量，是主后面与切削平面之间的夹角。其作用是减小刀平面之间的夹角。其作用是减小刀具后刀面

26、与工件之间的摩擦。但后具后刀面与工件之间的摩擦。但后角过大会降低切削刃强度，并使散角过大会降低切削刃强度，并使散热条件变差，从而降低刀具寿命。热条件变差，从而降低刀具寿命。车削时主后面与工件的摩擦，一般车削时主后面与工件的摩擦，一般取取0=612，粗车时取小值，粗车时取小值，精车时取大值。精车时取大值。后角的选择原则：后角的选择原则：（1）精精加加工工刀刀具具及及切切削削厚厚度度较较小小的的刀刀具具（如如多多刃刃具具），磨磨损损主主要要发发生生在在后后刀刀面面上上，为为降降低低磨磨损损，应应取取较较大大的的后后角角；粗粗加加工工刀刀具具要要求求刀刀刃刃坚坚固，应取较小的后角。固，应取较小的后角

27、。（2）工工件件强强度度、硬硬度度较较高高时时，为为保保证证刃刃口口强强度度，宜宜取取较较小小的的后后角角；工工件件材材料料软软、粘粘时时后后角角摩摩擦擦严严重重，应应取取较较大大的的后后角角；加加工工脆脆性性材材料料时时，载载荷荷集集中中在在切切削削刃刃处处，为为提提高高切切削削刃强度，宜取较小的后角。刃强度，宜取较小的后角。（3）定定尺尺寸寸刀刀具具，如如拉拉刀刀和和铰铰刀刀等等，为为避避免免重重磨磨后后尺尺寸寸变变化化过过大大，应应取取较小的后角。较小的后角。（4）工工艺艺系系统统刚刚度度差差（如如切切细细长长轴轴）时时，亦亦取取较较小小的的后后角角，以以增增大大后后刀刀面与工件的接触面

28、积，减少振动。面与工件的接触面积，减少振动。前角、后角的影响前角、后角的影响大，切削刃锋利，切削轻快，但受力不好大，切削刃锋利，切削轻快，但受力不好小，切削刃变钝，刀尖强固，切削力变大小，切削刃变钝，刀尖强固，切削力变大39n n后角主要是减小主后刀面与工件的摩擦后角主要是减小主后刀面与工件的摩擦第一章第一章 第二节第二节2.4 刃倾角刃倾角 edge inclination angle （主切削平面投影）主切削平面投影） 40第一章第一章 第二节第二节41在在切切削削平平面面中中测测量量，是是主主切切削削刃刃与与基基面面的的夹夹角角。其其作作用用主主要要是是控控制制切切屑屑的的流流动动方方向

29、向。主主切切削削刃刃与与基基面面平平行行，s=0。刀刀尖尖处处于于主主切切削削刃刃的的最最低低点点，s为为负负值值，刀刀尖尖强强度度增增大大，可可使使远远离离刀刀尖尖的的切切削削刃刃首首先先接接触触工工件件,使刀尖避免受冲击。切屑流向已加工表面，用于粗加工。使刀尖避免受冲击。切屑流向已加工表面，用于粗加工。刃倾角刃倾角s刀尖处于主切削刃的刀尖处于主切削刃的最高点，最高点，s为正值，刀尖为正值，刀尖强度削弱，可增大实际工强度削弱，可增大实际工作前角，使切削轻快，切作前角，使切削轻快，切屑流向待加工表面，用于屑流向待加工表面，用于精加工。车刀刃倾角精加工。车刀刃倾角s，一般在一般在-5-+5之间选

30、取。之间选取。对于回转的多刃刀具对于回转的多刃刀具,如柱形铣刀等，螺旋角就如柱形铣刀等，螺旋角就是刃倾角是刃倾角,此角可使切削刃此角可使切削刃逐渐切入和切出逐渐切入和切出,使切削过使切削过程平稳。程平稳。42 机械加工基础知识机械加工基础知识 1、加工硬材料或刀具承受冲击载荷（断续切削）时，应取较大的负刃倾角，以保护刀尖。 2、精加工宜取正刃倾角，使切屑流向待加工表面，并可使刃口锋利。选择原则：选择原则： 3、内孔加工刀具（如铰刀、丝锥等）的刃倾角方向应根据孔的性质决定。左旋槽(s为负值)可使切屑向前排出，适用于通孔(不易扎刀，内孔光洁度也好)，右旋槽适用于不孔。 4、机床、夹具、工件、刀具系

31、统刚性较好时刃倾角可加大负值，反之增大刃倾角。 刀具的工作角度刀具的工作角度43第一章第一章 第二节第二节刀具角度总结刀具角度总结44第一章第一章 第二节第二节结构形式结构形式452 2、焊接式、焊接式3 3、机夹式、机夹式1 1、整体式、整体式 例如钻头、丝锥例如钻头、丝锥3. 3. 刀具结构刀具结构第一章第一章 第二节第二节切削刀具是由一个或多个刀齿构成的。每个刀齿的切削切削刀具是由一个或多个刀齿构成的。每个刀齿的切削切削刃都是由前刀面与后刀面形成的刀楔形成的。切削刃都是由前刀面与后刀面形成的刀楔形成的。机夹铣刀机夹铣刀46第一章第一章 第二节第二节CoroMill 铣刀系列47CoroM

32、ill 200n n多用途的刀盘多用途的刀盘CoroMill 300n n高精度的立铣刀高精度的立铣刀CoroMill 245n n端面铣削的首选端面铣削的首选CoroMill 331n n尺寸可调的三面刃铣刀尺寸可调的三面刃铣刀CoroMill 290n n方肩铣削的首选方肩铣削的首选方肩铣削的首选方肩铣削的首选多用途的立铣加工 CoroMill 39048坡铣坡铣满槽铣满槽铣插补铣插补铣面铣面铣方肩铣方肩铣插铣插铣含加工录象 494 4、机夹重磨式、机夹重磨式第一章第一章 第二节第二节50其它刀具其它刀具51f第一章第一章 第二节第二节1. 1. 切屑切屑 1 1） 形成过程形成过程 对金

33、属材料挤压，变形，断裂形成切对金属材料挤压，变形，断裂形成切屑屑 前角小，材料变形大，切削力大，切削温度前角小，材料变形大，切削力大，切削温度大大 52第三节 金属切削过程金属切削过程第一章第一章 第三节第三节2 2）切屑种类）切屑种类（1 1）带状切屑带状切屑：高速小进给，切：高速小进给，切削连续，平稳，削连续，平稳，Ra低，不安全低，不安全（2 2）节状切屑节状切屑：低速大进给，切：低速大进给，切削力波动大，削力波动大，Ra高，粗加工高，粗加工（3 3）崩碎切屑崩碎切屑：切削铸铁，黄铜：切削铸铁，黄铜等脆性材料。切削热，切削力在等脆性材料。切削热，切削力在主切削刃和刀尖上，易振动，崩主切削

34、刃和刀尖上，易振动，崩刃，影响表面质量。刃，影响表面质量。53第一章第一章 第三节第三节2.2.积屑瘤积屑瘤（刀瘤刀瘤） built-up edge1 1）形成）形成 在一定速度范围内，切削塑性金属材料时，在一定速度范围内，切削塑性金属材料时，在切削刃上粘附的小块工件材料，称为积屑瘤。在切削刃上粘附的小块工件材料，称为积屑瘤。 硬度高，尺寸及位置不稳定。硬度高，尺寸及位置不稳定。54中等切速中等切速: : vc = 1050m/min第一章第一章 第三节第三节 2 2）对加工的影响）对加工的影响 对切削刃有保护作用。对切削刃有保护作用。 增大工作前角，使切削轻快。增大工作前角，使切削轻快。 周

35、期性形成和脱落，使切削过程不稳定，影响周期性形成和脱落，使切削过程不稳定，影响尺寸精度；还会粘在已加工表面上，影响表面尺寸精度；还会粘在已加工表面上，影响表面质量。质量。 对粗加工有利对粗加工有利 对精加工不利对精加工不利55第一章第一章 第三节第三节 3 3）如何避免积屑瘤）如何避免积屑瘤（1 1）工件正火或调质处理）工件正火或调质处理，以提高其强度，硬度以提高其强度，硬度。（2 2）避开中速切削）避开中速切削 低速时温度低，摩擦小，如拉削、铰削、精低速时温度低，摩擦小，如拉削、铰削、精刨刨 vc 100/min56第一章第一章 第三节第三节3 3）切削力）切削力1.1.切削力的分解切削力的

36、分解 切削力切削力F Fc c 9090总功率；总功率； 进给力进给力F Ff f 很小；很小； 背向力背向力F Fp p 不做功，不做功， 57工件材料变形抗力刀具与切屑摩擦力工件材料变形抗力刀具与切屑摩擦力刀具与工件摩擦力刀具与工件摩擦力第一章第一章 第三节第三节第一章第一章 第三节第三节58第一章第一章 第三节第三节592.切削力的估算切削力的估算2 2）切削力和功率的估算切削力和功率的估算 设计时要选电机，算功率，要估算切削力设计时要选电机，算功率，要估算切削力 F Fc c = k= kcA AD D k kcapf ( (N N ) ) k kc 是切削层单位面积切削力是切削层单位

37、面积切削力( (N/mm 2) ) 切削功率切削功率 P Pm m= F= Fc cvc c1010-3 -3 ( (kW kW ) ) vc c是切削速度是切削速度 (m/s) 电机功率电机功率 PE = Pm / 传动效率传动效率60第一章第一章 第三节第三节第一章第一章 第三节第三节613 3）切削热）切削热热源热源 切削功大都变成热能，形成切切削功大都变成热能，形成切削热。削热。（1 1）切屑变形，主要来源。）切屑变形，主要来源。（2 2）切屑与前刀面摩擦。）切屑与前刀面摩擦。（3 3）工件与后刀面摩擦。）工件与后刀面摩擦。62第一章第一章 第三节第三节热传导热传导 （高速钢刀具）（高

38、速钢刀具） 切屑传出切屑传出 50 508686 工件工件 40 401010 刀具刀具 9 9 3 3 辐射辐射 1 163第一章第一章 第三节第三节对切削温度的影响因素对切削温度的影响因素（1 1）切削用量切削用量 切削速度影响最大，其次为进给量，背吃刀量切削速度影响最大，其次为进给量，背吃刀量（2 2）工件材料）工件材料 强度、硬度越高，消耗功率越大，产生切削热多，强度、硬度越高，消耗功率越大，产生切削热多，切削温度高。（切钢比铸铁发热多）切削温度高。（切钢比铸铁发热多）64（3）刀具刀具主偏角小，作用切削刃长，散热好主偏角小，作用切削刃长，散热好前角大，材料变形小，切削热少前角大，材料

39、变形小，切削热少材料导热性好，散热也好材料导热性好，散热也好第一章第一章 第三节第三节如切削钢件时，银灰色为如切削钢件时，银灰色为200以下，淡黄色为以下，淡黄色为220左右，深蓝色为左右，深蓝色为300左右，淡灰色为左右，淡灰色为400左右，紫黑色为左右，紫黑色为500以上。以上。降低切削温度的措施降低切削温度的措施1.减少切削减少切削热的的产生生：包括：包括选择合理的刀具几何角度和切削合理的刀具几何角度和切削用量，比如适当增大刀具的前角以减少切屑用量，比如适当增大刀具的前角以减少切屑变形，形，选用大用大的背吃刀量和小的的背吃刀量和小的进给量。量。2.改善散改善散热条件条件：包括使用冷却液等

40、各种冷却措施；：包括使用冷却液等各种冷却措施；冷却液一般有：冷却液一般有：水溶液水溶液：比：比热大，大，导热性好，但不能起性好，但不能起润滑作用，如滑作用，如苏打水，打水，苏打用于防打用于防锈。用于粗磨。用于粗磨。 切削油切削油：如：如矿物油；比物油；比热小，但有小，但有润滑作用。滑作用。 乳化液乳化液：具有良好的流：具有良好的流动性和性和导热性，它由乳化油加水性，它由乳化油加水稀稀释而成，而成，应用最广泛。用最广泛。4 4）刀具磨损）刀具磨损磨损形式磨损形式 前刀面磨损前刀面磨损 后刀面磨损后刀面磨损主要磨损形式主要磨损形式 同时磨损。同时磨损。66第一章第一章 第三节第三节磨损阶段磨损阶段

41、三阶段：三阶段： 初期磨损阶段初期磨损阶段 OA 正常磨损阶段正常磨损阶段 AB 急剧磨损阶段急剧磨损阶段 BC67第一章第一章 第三节第三节刀具磨损的影响因素刀具磨损的影响因素（1 1）切削用量大，则刀具磨损大）切削用量大，则刀具磨损大 其中切削速度影响最大其中切削速度影响最大（2 2）刀具材料和角度）刀具材料和角度（3 3）使用切削液可降低刀具磨损）使用切削液可降低刀具磨损68第一章第一章 第三节第三节刀具耐用度刀具耐用度（1 1）定义：）定义： 刃磨后的刀具，自开始切削直到磨损量达刃磨后的刀具，自开始切削直到磨损量达到磨钝标准，所经历的实际切削时间，称为刀具到磨钝标准，所经历的实际切削时

42、间，称为刀具耐用度。用耐用度。用 T 表示。表示。（2 2）磨钝标准）磨钝标准 用后刀面的磨损程度作为标准。用后刀面的磨损程度作为标准。 实际上按刀具切削时间来判断。实际上按刀具切削时间来判断。 粗加工，切削时间粗加工，切削时间min； 精加工，走刀次数或零件个数。精加工，走刀次数或零件个数。69第一章第一章 第三节第三节第四节第四节 切削加工的技术经济分析切削加工的技术经济分析一、技术经济指标一、技术经济指标二、影响因素二、影响因素70第一章第一章 第四节第四节一、主要技术经济指标一、主要技术经济指标1 1、产品质量、产品质量（1 1）加工精度：）加工精度： 尺寸精度、形状精度、位置精度尺寸

43、精度、形状精度、位置精度 经济精度：在正常情况下所能达到的精度经济精度：在正常情况下所能达到的精度（2 2）表面质量：）表面质量： 表面粗糙度、加工硬化和剩余应力表面粗糙度、加工硬化和剩余应力 加工硬化：挤压、摩擦使表面硬度提高加工硬化：挤压、摩擦使表面硬度提高712 2、加工时间和成本、加工时间和成本（1 1）加工时间）加工时间 t tw w ：（：（一个零件）一个零件）t tw w t tm m+t+tc c+t+to o t tm m ：基本工艺时间，也称机动时间。基本工艺时间，也称机动时间。 t tc c ：辅助时间，即调整、装卸、空程时间。辅助时间，即调整、装卸、空程时间。 t to

44、 o ：其他时间，清扫、休息时间。其他时间，清扫、休息时间。（2 2）加工成本）加工成本C Cw w ：（：（不包括材料成本）不包括材料成本）C Cw w = t = tw w M + M + ( (t tm m/T /T ) )C Ct t M M ：单位时间全厂开支，包括工资、设备折旧等。单位时间全厂开支，包括工资、设备折旧等。 T T ：刀具耐用度。刀具耐用度。 C Ct t ：刀具刃磨一次的费用。刀具刃磨一次的费用。72二、影响因素二、影响因素1 1、切削用量、切削用量切削用量的选择原则（次序）：切削用量的选择原则（次序）： 背吃刀量、进给量、切削速度背吃刀量、进给量、切削速度粗加工时

45、，考虑加工效率，一般取较大的背吃刀粗加工时，考虑加工效率，一般取较大的背吃刀量和进给量，而切削速度不高量和进给量，而切削速度不高精加工时，考虑加工质量，常选取较小的背吃刀精加工时，考虑加工质量，常选取较小的背吃刀量和进给量，较高的切削速度量和进给量，较高的切削速度732 2、切削液、切削液作用：冷却、润滑作用：冷却、润滑分类：分类： 水基：主要是冷却作用，如乳化液。水基：主要是冷却作用，如乳化液。 油基：主要是润滑作用，如切削油。油基：主要是润滑作用，如切削油。使用方法：使用方法： 加工性质加工性质 工件材料工件材料 刀具材料刀具材料 74加工性质加工性质 粗加工时，主要考虑冷却粗加工时，主要

46、考虑冷却 精加工时，主要考虑润滑精加工时，主要考虑润滑工件材料工件材料 一般钢材一般钢材-乳化液、硫化切削油乳化液、硫化切削油 铜合金、有色金属铜合金、有色金属-不含硫化油不含硫化油 铸铁、黄铜、青铜铸铁、黄铜、青铜-不用切削液不用切削液刀具材料刀具材料 高速钢刀具，用切削液高速钢刀具，用切削液 硬质合金刀具，连续使用或不用切削液硬质合金刀具，连续使用或不用切削液切削液使用：浇注法切削液使用：浇注法-切削区切削区753 3、工件材料的影响、工件材料的影响切削加工性：指材料被切削加工的难易程度。切削加工性：指材料被切削加工的难易程度。加工性指标：加工性指标：vT 一定刀具耐用度下的切削速度，一定刀具耐用度下的切削速度， Kr 相对加工性相对加工性常用热处理改善切削加工性能常用热处理改善切削加工性能 如：如： 高碳钢退火高碳钢退火 低碳钢正火低碳钢正火 冷拔冷拔76