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1、工程二金属切削加工原理工程二金属切削加工原理义务一根本定义义务一根本定义 义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程 义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择义务一根本定文义务一根本定文一、工件上的外表与切削运动一、工件上的外表与切削运动1.工件上的外表工件上的外表在切削过程中，工件上的金属层不断地被刀具在切削过程中，工件上的金属层不断地被刀具切除，从而加工出符合预定要求的新外表。外切除，从而加工出符合预定要求的新外表。外圆车削过程中，工件上有待加工外表、已加工圆车削过程中，工件上有待加工外表、已加工外表、过渡外表三
2、个不断变化着的外表，如图外表、过渡外表三个不断变化着的外表，如图2-1所示。所示。2.切削运动切削运动金属切削加工时刀具和工件之间的相对运动，金属切削加工时刀具和工件之间的相对运动，称为切削运动。图称为切削运动。图2-1所示的外圆切削中，切削所示的外圆切削中，切削运动是由工件的旋转运动和车刀的延续纵向直运动是由工件的旋转运动和车刀的延续纵向直线运动组成的。根据切削运动在切削加工过程线运动组成的。根据切削运动在切削加工过程中所起的作用不同，可分为主运动和进给运动。中所起的作用不同，可分为主运动和进给运动。下一页前往义务一根本定文义务一根本定文(1)主运动主运动促使刀具和工件之间产生相对运动，并使
3、刀具前刀面接近工件，从而促使刀具和工件之间产生相对运动，并使刀具前刀面接近工件，从而构成工件新外表的运动，称为主运动。主运动的特征是速度最高、耗构成工件新外表的运动，称为主运动。主运动的特征是速度最高、耗费功率最大。在切削加工中，主运动只需一个，其方式可以是旋转运费功率最大。在切削加工中，主运动只需一个，其方式可以是旋转运动或直线运动。图动或直线运动。图2-1中所示车削外圆时，工件的旋转运动是主运动。中所示车削外圆时，工件的旋转运动是主运动。(2)进给运动进给运动维持切削过程延续进展以逐渐切除整个工件外表的运动，称为进给运维持切削过程延续进展以逐渐切除整个工件外表的运动，称为进给运动。动。进给
4、运动的速度较低，耗费的功率较小。进给运动可以是延续的或延进给运动的速度较低，耗费的功率较小。进给运动可以是延续的或延续的，其方式可以是直线运动、旋转运动或两者的合成运动。图续的，其方式可以是直线运动、旋转运动或两者的合成运动。图2-1所示车削外圆时，车刀的纵向延续直线运动就是进给运动。所示车削外圆时，车刀的纵向延续直线运动就是进给运动。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文总之，任何切削方法必需有一个主运动，而进给运动有一个、几个或总之，任何切削方法必需有一个主运动，而进给运动有一个、几个或者没有。主运动和进给运动可以由工件或刀具分别完成，也可由刀具者没有。主运动和进给运动可以由工件或
5、刀具分别完成，也可由刀具单独完成。单独完成。二、切削用量与合成切削速度二、切削用量与合成切削速度切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。1.切削速度切削速度vc切削加工时，切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。切削刃切削加工时，切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。切削刃上各点的切削速度能够是不同的，计算时通常取最大值。切削速度的上各点的切削速度能够是不同的，计算时通常取最大值。切削速度的单位是米单位是米/秒秒(m/s)。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文当主运当主运动是旋是旋转运运动时:式中，式中，d完成主运完成主运
6、动的工件或刀具的最大直径的工件或刀具的最大直径(mm );n主运主运动的的转速速(r/s)。2.进给量量f进给量量f.指主运指主运动一一转或一个行程内，刀具在或一个行程内，刀具在进给方向上相方向上相对于工件于工件的挪的挪动量，量，单位是位是mm/r(对于于车削、削、锁削等削等)或或mm/行程行程(对于刨削、于刨削、磨削等磨削等)。上一页 下一页前往义务一根本定义义务一根本定义进给量是机床量是机床实践完成的践完成的进给运运动的一种度量，也可以用也可以用的一种度量，也可以用也可以用进给速度速度v(单位是位是mm/r)或每或每齿进给量关量关(单位是位是mm/z)，用于，用于铣刀、刀、铰刀等多刀等多齿
7、刀具来表示，那么刀具来表示，那么:vf=nf=nzf式中，式中，:z多刃刀具的刀多刃刀具的刀齿数数;n主运主运动的的转速速(r/s)。3.背吃刀量背吃刀量aD吃刀量吃刀量a是切削是切削时刀具与工件的最大接触量。而沿平行刀杆底面且垂刀具与工件的最大接触量。而沿平行刀杆底面且垂直于直于进给运运动方向丈量的接触方向丈量的接触长度称度称为背吃刀量，背吃刀量，单位是位是mm。切削。切削外外圆时，背吃刀量是已加工外表和待加工外表之，背吃刀量是已加工外表和待加工外表之间的垂直的垂直间隔，即隔，即上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文式中，式中，dw工件待加工外表的直径工件待加工外表的直径(mm);d
8、m工件已加工外表的直径工件已加工外表的直径(mm)。主运主运动动和和进给进给运运动动的合成运的合成运动动即即为为合成切削运合成切削运动动。切削刃。切削刃选选定点相定点相对对于工件的合成切削运于工件的合成切削运动动的瞬的瞬时时速度，称速度，称为为合成切削速度合成切削速度ve(m/s。外。外圆车圆车削削时时的合成切削速度如的合成切削速度如图图2-1所示。所示。上一页 下一页前往刀具切削部分的构成要素刀具切削部分的构成要素1 前刀面：前刀面： 前刀面前刀面Ar是切屑流过的外表。分为：与主是切屑流过的外表。分为：与主切削刃毗邻的称为主前刀面；与副切削刃毗邻的称为副前切削刃毗邻的称为主前刀面；与副切削刃
9、毗邻的称为副前刀面。刀面。2后刀面：后刀面： 后刀面分为主后刀面与副后刀面。后刀面分为主后刀面与副后刀面。3切削刃：切削刃： 切削刃是前刀面上直接进展切削的边锋，切削刃是前刀面上直接进展切削的边锋，有主切削刃和副切削刃之分。有主切削刃和副切削刃之分。主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边；副切削刃主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边；副切削刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。指前刀面与副后刀面相交的锋边。4刀尖刀尖 刀尖可以是主、副切削刃的实践交点，也可以刀尖可以是主、副切削刃的实践交点，也可以是主、副两条切削刃衔接起来的一小段切削刃，它可以是是主、副两条切削刃衔接起来的一小段切削刃，它可以是圆弧，
10、也可以是直线，通常都称为过渡刃。圆弧，也可以是直线，通常都称为过渡刃。义务一根本定文义务一根本定文三、刀具的几何参数三、刀具的几何参数1.刀具切削部分的构造要素刀具切削部分的构造要素图2-2所示所示为外外圆车刀切削部分，它由以下要素刀切削部分，它由以下要素构成构成:前刀面前刀面Ar切削切削时切屑流切屑流经的刀具外表。的刀具外表。主后刀面主后刀面Aa切削切削时与工件上与工件上过渡外表相渡外表相对的的刀具外表。刀具外表。副后刀面副后刀面A a切削切削时与工件上已加工外表相与工件上已加工外表相对的刀具外表。的刀具外表。主切削刃主切削刃S前刀面与主后刀面的交前刀面与主后刀面的交线，在切削，在切削刃切削
11、刃切削过程中完成主要切削任程中完成主要切削任务。副切削刃副切削刃S前刀面与副后刀面的交前刀面与副后刀面的交线，它参，它参与部分切削任与部分切削任务最最终构成已加工外表并影响已构成已加工外表并影响已加工外表粗糙度的大小。加工外表粗糙度的大小。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文2.刀具刀具标标注角度参考系注角度参考系为为了确定构成刀具切削部分的各刀面、刀刃的空了确定构成刀具切削部分的各刀面、刀刃的空间间位置，必需建立空位置，必需建立空间间坐坐标标参考系。用于确定刀具角度的坐参考系。用于确定刀具角度的坐标标参考系有两参考系有两类类:静静态态参考系参考系(也称也称标标注角度参考系注角度参考
12、系)是用于定是用于定义义刀具的刀具的设计设计、制造、刃磨和丈量、制造、刃磨和丈量时时几何参数的参考系几何参数的参考系;任任务务参考系是用于定参考系是用于定义义刀具在切削刀具在切削过过程中几何参数程中几何参数的参考系，主要用来分析刀具切削的参考系，主要用来分析刀具切削时时的的实实践角度践角度(即任即任务务角度角度)。(1)静静态态参考系参考系静静态态参考系中的各基准平面，是在以下假定条件下确定的。参考系中的各基准平面，是在以下假定条件下确定的。假定切削刃上假定切削刃上选选定点和工件中心等高度定点和工件中心等高度;假定刀杆假定刀杆轴线轴线垂直于机床垂直于机床进给进给运运动动方向方向;假定刀具底面垂
13、直于假定刀具底面垂直于选选定点的主运定点的主运动动方向。方向。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文刀具静刀具静态参考系主要由以下坐参考系主要由以下坐标平面平面组成，如成，如图2-3所示。所示。基面基面Pr经过切削刃上切削刃上选定点，并与定点，并与该点的切削速度方向垂直的平面。点的切削速度方向垂直的平面。切削平面切削平面Ps经过切削刃上切削刃上选定点，并与切削刃相切且垂直于基面的定点，并与切削刃相切且垂直于基面的平面。平面。正交平面正交平面Po经过切削刃上切削刃上选定点，并同定点，并同时垂直于垂直于该点的基面和切削点的基面和切削平面的平面。平面的平面。法平面法平面Pn经过切削刃上切削刃
14、上选定点，并与切削刃垂直的平面。定点，并与切削刃垂直的平面。假定任假定任务平面平面Pf经过切削刃上切削刃上选定点，且垂直于基面并平行于假定定点，且垂直于基面并平行于假定进给运运动方向的平面。方向的平面。背平面背平面PD经过切削刃上切削刃上选定点，并同定点，并同时垂直于基面和假定任垂直于基面和假定任务平平面的平面。面的平面。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文(2)刀具的刀具的标标注角度注角度刀具的刀具的标标注角度是刀具注角度是刀具设计图设计图上需求上需求标标注的刀具角度，用于刀具的制注的刀具角度，用于刀具的制造、刃磨和丈量。我国以正交平面参考系造、刃磨和丈量。我国以正交平面参考系为为
15、主，兼用法平面参考系及主，兼用法平面参考系及假定任假定任务务平面和背平面参考系。静平面和背平面参考系。静态态参考系参考系车车刀刀标标注角度如注角度如图图2-4所所示，其根本定示，其根本定义义如下如下:正交平面参考系正交平面参考系标标注角度。正交平面参考系由注角度。正交平面参考系由Po、Pr和和PS组组成，成，其根本角度有以下几个其根本角度有以下几个:主偏角主偏角Kr主切削刃在基面上的投影与主切削刃在基面上的投影与进给进给运运动动方向方向间间的的夹夹角，在基角，在基面面Pr内丈量。内丈量。副偏角副偏角K r副切削刃在基面上的投影与副切削刃在基面上的投影与进给进给运运动动方向方向间间的的夹夹角，在
16、角，在基面基面Pr内丈量。内丈量。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文刃刃倾角角s主切削刃与基面主切削刃与基面间的的夹角，在切削平面角，在切削平面PS内丈量。内丈量。前角前角o前刀面与基面前刀面与基面间的的夹角，在正交平面角，在正交平面Po内丈量。内丈量。后角后角o主后刀面与切削平面主后刀面与切削平面间的的夹角，在正交平面角，在正交平面Po内丈量。内丈量。前角和后角一直前角和后角一直为锐角，从切削刃角，从切削刃选定点开定点开场，前刀面，前刀面(或后刀面或后刀面)向向刀具刀具实体体倾斜斜为正，反之正，反之为负。楔角楔角o前刀面与后刀面之前刀面与后刀面之间的的夹角，在正交平面角，在正交平
17、面Po内丈量。内丈量。刀尖角刀尖角r主切削刃和副切削刃在基面内投影之主切削刃和副切削刃在基面内投影之间的的夹角，在基面角，在基面Po内丈量。内丈量。 法平面参考系法平面参考系标注角度。法平面参考系由注角度。法平面参考系由Pr 、 PS和和Pn三个平面三个平面组成。成。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文法平面参考系中的刀具角度的定法平面参考系中的刀具角度的定义与正交平面参考系中的角度定与正交平面参考系中的角度定义类似，除法前角似，除法前角n、法后角、法后角n ，和法楔角，和法楔角n，是在法平面，是在法平面Pn ，内丈，内丈量外，其他三个角度与正交平面参考系角度完全一量外，其他三个角度
18、与正交平面参考系角度完全一样。假定任假定任务平面和背平面参考系。假定任平面和背平面参考系。假定任务平面和背平面参考系由平面和背平面参考系由Pf、PD、 Pr三个平面三个平面组成。在假定任成。在假定任务平面平面Pf内丈量的角度有内丈量的角度有侧前角前角f侧后角后角f和和侧楔角楔角f ，在背平面，在背平面PD内丈量的角度有背前角内丈量的角度有背前角D 、背后、背后角角D和背楔角和背楔角D。其他角度和正交平面参考系角度一。其他角度和正交平面参考系角度一样。(3)刀具的任刀具的任务角度角度在切削在切削过程中，刀具因受安装位置和程中，刀具因受安装位置和进给运运动的影响，使静的影响，使静态参考系参考系中参
19、考平面的位置中参考平面的位置发生生变化，呵斥由任化，呵斥由任务参考系所确定的刀具角度即参考系所确定的刀具角度即任任务角度与角度与标注角度不一注角度不一样。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文进给进给运运动对动对刀具任刀具任务务角度的影响。在切削角度的影响。在切削过过程中由于程中由于进给进给运运动动的影的影响，使静响，使静态态参考系中的基面、切削平面向参考系中的基面、切削平面向进给进给方向方向倾倾斜了一个角度，斜了一个角度，成成为为任任务务坐坐标标系中的基面、切削平面，如系中的基面、切削平面，如图图2-5、图图2-6所示，从而影所示，从而影响了刀具的前角、后角。响了刀具的前角、后角。a
20、.横向横向进给进给(图图2-5所示所示)时时，在正交平面内的任，在正交平面内的任务务角度角度:在切断工件在切断工件时时，当，当进给进给量量f增大增大时时，拜，拜值值增大增大;工件直径工件直径dw减小，拜减小，拜值值也增大。切削刃接近工件中心也增大。切削刃接近工件中心时时，值值急急剧剧增大，任增大，任务务后角后角oe。变变为负值为负值，使工件最后被，使工件最后被挤挤断。断。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文b.纵纵向向进给进给(图图2-6所示所示)时时，在假定任，在假定任务务平面内的任平面内的任务务角度角度:进给进给量量f越大，工件直径越大，工件直径dw越小，任越小，任务务角度角度变
21、变化化值值就越大。普通就越大。普通车车削削时时f值较值较小，其影响可不小，其影响可不计计。但在。但在车车削大螺距螺削大螺距螺纹纹或螺杆或螺杆时时，进给进给量量f很大，很大，值较值较大，必需思索大，必需思索对对刀具任刀具任务务角度的影响。角度的影响。刀具安装位置刀具安装位置对对任任务务角度的影响。角度的影响。a.刀具安装高度的影响，如刀具安装高度的影响，如图图2-7所示。所示。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文假定假定车刀刀s = o时，那么当刀尖安装高于工件，那么当刀尖安装高于工件轴心心线时，在背平面，在背平面PD内，刀具的任内，刀具的任务前角前角De增大，任增大，任务后角后角De
22、减小，两者的减小，两者的变化化值均均为D。式中，式中，h刀尖高于工件中心刀尖高于工件中心线的数的数值。在正交平面在正交平面PO，刀具任，刀具任务前角前角oe和任和任务后角后角oe的的变化与上面情况化与上面情况类似。假似。假设刀尖低于工件刀尖低于工件轴线，那么上述任，那么上述任务角度的角度的变化情况恰好相化情况恰好相反。内孔反。内孔锁削削时装刀高度装刀高度对任任务角度的影响与外角度的影响与外圆车削正好相反。削正好相反。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文b.车车刀刀杆中心刀刀杆中心线线与与进给进给方向不垂直方向不垂直时时，如，如图图2-8所示。所示。车车刀刀杆中心刀刀杆中心线线与与进给
23、进给方向不垂直方向不垂直时时，那么任，那么任务务主偏角将增大主偏角将增大(或减小或减小)，而任，而任务务副偏角将减小副偏角将减小(或增大或增大)，其角度，其角度变变化化值为值为G，即，即:式中，符号由刀杆偏斜方向决式中，符号由刀杆偏斜方向决议议;G刀杆中心刀杆中心线线与与进给进给方向的垂方向的垂线线的的夹夹角。角。车圆锥时车圆锥时，进给进给方向与工件方向与工件轴线轴线不平行，也会使不平行，也会使车车刀主偏角和副偏角刀主偏角和副偏角发发生生变变化。化。上一页 下一页前往义务一根本定文义务一根本定文3.切削切削层层切削切削层层是指刀具切削部分沿是指刀具切削部分沿进给进给运运动动方向挪方向挪动动一个
24、一个进给进给量量(或由一个刀或由一个刀齿齿)所切除的工件所切除的工件资资料料层层。普通用。普通用经过经过起作用的一段主切削刃的中点，起作用的一段主切削刃的中点，且垂直于切削速度平面内的切削且垂直于切削速度平面内的切削层层参数来表示。它的外形和尺寸，如参数来表示。它的外形和尺寸，如图图2-9所示。所示。切削切削层层公称厚度公称厚度h。是在切削。是在切削层层尺寸平面内，垂直于尺寸平面内，垂直于过过渡外表丈量渡外表丈量的切削的切削层层参数。参数。单单位是位是mm。切削切削层层公称公称宽宽度度bD是在切削是在切削层层尺寸平面内，沿尺寸平面内，沿过过渡外表丈量的切渡外表丈量的切削削层层参数。参数。单单位
25、是位是mm。上一页 下一页前往义务一根本定义义务一根本定义切削切削层层公称横截面公称横截面积积A。在切削。在切削层层尺寸平面内，切削尺寸平面内，切削层层公称厚度与公称厚度与公称公称宽宽度的乘度的乘积积，单单位是位是mm2。由于副偏角由于副偏角Kr0，故工件已加工外表上将留下一小，故工件已加工外表上将留下一小块块残留面残留面积积，如，如图图2-9所示中的所示中的 B1DB2。残留面。残留面积积普通普通较较小，但其高度小，但其高度对对已加工外已加工外表粗糙度影响表粗糙度影响较较大。大。上一页前往 前角前角前刀面与基面之前刀面与基面之间的的夹角。增大前角。增大前角，使主切削刃角，使主切削刃锋利，减小
26、切削力和切削利，减小切削力和切削热。但。但前角前角过大，刀刃很脆弱，易大，刀刃很脆弱，易产生崩刃。前角有正生崩刃。前角有正与与负如如图的区分。的区分。 后角后角主后刀面与切削平面之主后刀面与切削平面之间的的夹角。角。后角的主要作用是减少刀具后刀面与工件外表后角的主要作用是减少刀具后刀面与工件外表间的摩擦和后刀面的磨的摩擦和后刀面的磨损，并配合前角影响切削刃，并配合前角影响切削刃的的锋利和利和强度。度。 主偏角主偏角 r主切削刃和假定主切削刃和假定进给方向在基面方向在基面Pr上投影的上投影的夹角。主偏角的大小影响切屑断角。主偏角的大小影响切屑断面外形和切削分力的大小。有面外形和切削分力的大小。有
27、时主偏角也根据工主偏角也根据工件加工外形来定。件加工外形来定。 车刀切削部分的主要角度 副偏角副偏角r副切削刃和假定副切削刃和假定进给的相反方向在基面的相反方向在基面Pr上投影的上投影的夹角。副偏角的主要作用是减少副切削刃与工件已角。副偏角的主要作用是减少副切削刃与工件已加工外表的摩擦，减少刀具磨加工外表的摩擦，减少刀具磨损和防止切削和防止切削时产生振生振动。减。减小副偏角可减小切削残留面小副偏角可减小切削残留面积，降低己加工外表的粗糙度，降低己加工外表的粗糙度如如图 刃刃倾角角s在主切削平面在主切削平面Ps里丈量的主切削刃与里丈量的主切削刃与基面基面间的的夹角。它与前角角。它与前角类似，也有
28、正、似，也有正、负和零和零值之分如之分如图。刃。刃倾角主要影响刀角主要影响刀头的的强度、切削分力和排屑方向。度、切削分力和排屑方向。选择刀具几何角度刀具几何角度时，应遵照遵照“锐字字领先，先，锐中求固原那中求固原那么。即将刀具么。即将刀具锋利放在第一位，同利放在第一位，同时保保证刀具有一定的刀具有一定的强固。固。国内外先国内外先进刀具在角度的刀具在角度的变革方面，大致有革方面，大致有“三大一小的三大一小的趋势，即采用大的前角、刃，即采用大的前角、刃倾角和主偏角，采用小的后角。角和主偏角，采用小的后角。义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程一、切屑的构成一、切屑的构成1.变形区的划分形区的划分
29、根据切削根据切削过程中整个切削区域金属程中整个切削区域金属资料的料的变形形特点，可将切削特点，可将切削层划分划分为三个三个变形区，如形区，如图2-10所示。所示。第一第一变形区。从形区。从OA线开开场发生塑性生塑性变形，到形，到OM线晶粒的剪切滑移根本完成，工件晶粒的剪切滑移根本完成，工件资料在被料在被切削切削层上构成切削上构成切削变形区形区。在。在OA到到OM之之间整个第一整个第一变形区内，形区内，变形的主要特征是沿滑移形的主要特征是沿滑移面的剪切滑移面的剪切滑移变形，以及随之形，以及随之产生的加工硬化。生的加工硬化。其其变形程度主要影响切屑形状。普通形程度主要影响切屑形状。普通OA与与OM
30、之之间的的间隔只需隔只需0.020.20 mm，可以把第一，可以把第一变形区看作是一个剪切面。形区看作是一个剪切面。下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程第二第二变形区。切屑流出形区。切屑流出时，与刀具前面接触的切屑底，与刀具前面接触的切屑底层金属遭到前刀金属遭到前刀面的面的挤压和摩擦作用后和摩擦作用后产生生变形区形区。由于切屑与刀具之。由于切屑与刀具之间存在着很存在着很大的大的压力，以及很高的温度，力，以及很高的温度，剧烈的烈的挤压和摩擦所引起的切屑底和摩擦所引起的切屑底层金金属的猛烈属的猛烈变形和切屑与刀具界面温度的升高，是第二形和切屑与刀具界面温度的升高，是第二变形区的主要特
31、形区的主要特征，征，这些些对刀具的磨刀具的磨损、切削力、切削、切削力、切削热等都有影响。等都有影响。在一定条件下，切削塑性在一定条件下，切削塑性资料料时，经常在刀具前刀面接近切削刃常在刀具前刀面接近切削刃处豁豁着一小着一小块剖面呈三角形的硬剖面呈三角形的硬块(硬度通常是工件硬度通常是工件资料的料的23倍倍)，这就就是是积屑瘤，如屑瘤，如图2-11所示。切削所示。切削时，由于豁，由于豁结和加工硬化，使得切屑和加工硬化，使得切屑底底层部分金属被分部分金属被分别并豁并豁结在前刀面上，构成在前刀面上，构成积屑瘤核，随着切屑延屑瘤核，随着切屑延续流出，切屑底流出，切屑底层依次依次层层堆堆积，使，使积屑瘤
32、不断屑瘤不断长大。当切屑与刀具大。当切屑与刀具前面的接触条件前面的接触条件发生生变化化时，积屑瘤就会停屑瘤就会停顿生生长。上一页 下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程积屑瘤屑瘤稳定定时可以可以维护刀尖，替代切削刃刀尖，替代切削刃进展切削，减展切削，减轻刀具磨刀具磨损，增大增大实践前角，减小切削践前角，减小切削变形。但由于形。但由于积屑瘤不断地屑瘤不断地长大和零落使切大和零落使切削削层不断不断变化，呵斥化，呵斥“切削刃的不切削刃的不规那么和不光滑，构成那么和不光滑，构成“过切景切景象，象，使已加工外表粗糙，尺寸精度降低使已加工外表粗糙，尺寸精度降低;积屑瘤零落的碎片或屑瘤零落的碎片
33、或损伤刀具外表刀具外表或茹附于工件已加工外表，影响工件外表或茹附于工件已加工外表，影响工件外表质量。因此，精加工量。因此，精加工时必需必需设法抑制法抑制积屑瘤。屑瘤。第三第三变形区。已加工外表遭到后刀面的形区。已加工外表遭到后刀面的挤压和摩擦作用后构成和摩擦作用后构成变形区形区。由于刀具。由于刀具钝圆半径的存在，在已加工外表构成半径的存在，在已加工外表构成过程中，除了程中，除了挤压、摩擦使外表摩擦使外表层金属金属产生生变形之外，外表形之外，外表层还遭到切削遭到切削热的作用，的作用，这些些都将影响已加工外表的都将影响已加工外表的质量。量。上一页 下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程
34、这三个变形区聚集在切削刃附近，使切削区域应力集中且复杂，资料这三个变形区聚集在切削刃附近，使切削区域应力集中且复杂，资料的被切削层在这里与工件本体分别，大部分变成切屑，小部分留在已的被切削层在这里与工件本体分别，大部分变成切屑，小部分留在已加工外表。切削过程中各种景象均与这三个区域的变形有关。加工外表。切削过程中各种景象均与这三个区域的变形有关。2.切屑的种类切屑的种类经过一、二变形区的根本变形而流出的切屑，可粗略地分为带状切屑、经过一、二变形区的根本变形而流出的切屑，可粗略地分为带状切屑、挤裂切屑、单元切屑和崩碎切屑四个类型挤裂切屑、单元切屑和崩碎切屑四个类型(如图如图2-12所示所示)。(
35、2)带状切屑带状切屑这是常见的一种切屑，它内面光滑，外面毛茸，形如带子，连绵不断。这是常见的一种切屑，它内面光滑，外面毛茸，形如带子，连绵不断。在切削中构成带状切屑时，切削力平稳，已加工外表光洁。但应思索在切削中构成带状切屑时，切削力平稳，已加工外表光洁。但应思索断屑问题。断屑问题。上一页 下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程(2)挤裂切屑挤裂切屑当被切金属经过第一变形区时，假设部分地方的切应力到达其强度极当被切金属经过第一变形区时，假设部分地方的切应力到达其强度极限，那么被剪裂，切屑出现部分裂纹。这种外外表呈锯齿形而有部分限，那么被剪裂，切屑出现部分裂纹。这种外外表呈锯齿形而有
36、部分裂纹，整个外形仍连绵不断的切屑，称为挤裂切屑。裂纹，整个外形仍连绵不断的切屑，称为挤裂切屑。(3)单元切屑单元切屑当剪切面上的切应力超越被切金属的强度极限时，整个剪切面被剪裂，当剪切面上的切应力超越被切金属的强度极限时，整个剪切面被剪裂，构成每粒外形很类似的单元切屑。在这种情况下，切削力动摇大，已构成每粒外形很类似的单元切屑。在这种情况下，切削力动摇大，已加工外表质量差。加工外表质量差。(4)崩碎切屑崩碎切屑切削脆性资料切削脆性资料(如灰铸铁如灰铸铁)时，被切金属未经明显的塑性变形就在拉应时，被切金属未经明显的塑性变形就在拉应力作用下脆断，构成大小不等、外形各异的碎块状切屑。力作用下脆断，
37、构成大小不等、外形各异的碎块状切屑。上一页 下一页前往22 金属切削过程一、切削的种类 义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程这时，切削力动摇大，且集中于切削刃，已加工外表粗糙度值较大。这时，切削力动摇大，且集中于切削刃，已加工外表粗糙度值较大。前三种切屑是在切削塑性资料时构成的，在一定条件下可以相互转化。前三种切屑是在切削塑性资料时构成的，在一定条件下可以相互转化。二、切削力二、切削力切削加工时，刀具切入工件，使被加工资料发生变形而得到切屑和已切削加工时，刀具切入工件，使被加工资料发生变形而得到切屑和已加工外表所需求的力称为切削力。切削力来源于变形抗力和摩擦阻力。加工外表所需求的力称为切削
38、力。切削力来源于变形抗力和摩擦阻力。1.切削力的分析切削力的分析为了便于分析切削力的作用和丈量切削力的大小，常将总切削力为了便于分析切削力的作用和丈量切削力的大小，常将总切削力F分分解为如图解为如图2-13所示的三个相互垂直的切削分力所示的三个相互垂直的切削分力FC、Ff和和FD。上一页 下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程主切削力主切削力FC是是总总切削力在主运切削力在主运动动方向的分力，是切削力中最大的方向的分力，是切削力中最大的一个切削分力，一个切削分力，单单位位为为牛牛(N)。主切削力是。主切削力是选择选择主主电动电动机功率，机功率，计计算算机床机床动动力，校核刀具、力，
39、校核刀具、夹夹具的具的强强度与度与刚刚度的主要根据之一。度的主要根据之一。轴轴向力向力Ff是是总总切削力在切削力在进给进给运运动动方向上的分力，方向上的分力，单单位位为为牛牛(N)。轴轴向力向力经过经过刀架作用在机床的刀架作用在机床的进给进给机构上，它是机构上，它是计计算和校算和校验验机床机床进给进给系系统统的的动动力、力、强强度和度和刚刚度的主要根据之一。度的主要根据之一。径向力径向力FD是是总总切削力在基面内垂直于工件切削力在基面内垂直于工件轴线轴线方向的分力，方向的分力，单单位位为为牛牛(N)。径向力能。径向力能够顶够顶弯工件，弯工件，对对加工加工质质量影响大，通常用来量影响大，通常用来
40、计计算算与加工精度有关的工件与加工精度有关的工件挠挠度、刀具和机床零件的度、刀具和机床零件的强强度等。度等。总总切削力切削力F与三个切削分力之与三个切削分力之间间的关系如下的关系如下:上一页 下一页前往4、影响、影响总总切削抗力的要素切削抗力的要素工件工件资资料料 工件工件资资料的料的强强度、硬度越高，度、硬度越高，韧韧性和塑性越好，性和塑性越好，越越难难切削，切削，总总切削抗力越大。切削抗力越大。切削用量切削用量 切削用量中切削用量中对对切削力影响最大的是切削深度，切削力影响最大的是切削深度，其次是其次是进给进给量，切削速度影响最小。因此，要减小切削力量，切削速度影响最小。因此，要减小切削力
41、或或节节省省动动力耗力耗费时费时，可以把切削深度减小，取大一些的，可以把切削深度减小，取大一些的进进给给量。量。刀具角度刀具角度 刀具前角、后角增大刀具前角、后角增大时时，总总切削抗力减小；主切削抗力减小；主偏角增大，切削抗力减小，但背向抗力和偏角增大，切削抗力减小，但背向抗力和进给进给抗力增大。抗力增大。切削液切削液 合理合理选择选择运用切削液，使运用切削液，使总总切削抗力减小。切削抗力减小。义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程(2)切削用量切削用量切削用量中背吃刀量和进给量对切削力的影响较大。背吃刀量和进给切削用量中背吃刀量和进给量对切削力的影响较大。背吃刀量和进给量增大时，切削层面积
42、增大，变形抗力和摩擦阻力增大，因此切削力量增大时，切削层面积增大，变形抗力和摩擦阻力增大，因此切削力随之增大。当背吃刀量增大随之增大。当背吃刀量增大1倍时，切削力约增大倍时，切削力约增大1倍倍;而进给量增大而进给量增大1倍时，切削力增大约倍时，切削力增大约70%。加工塑性金属资料时，切削速度对切削力的影响是经过积屑瘤和摩擦加工塑性金属资料时，切削速度对切削力的影响是经过积屑瘤和摩擦的作用实现的。如图的作用实现的。如图2-14所示，在低速范围内，随着切削速度的添加，所示，在低速范围内，随着切削速度的添加，积屑瘤逐渐长大，刀具实践前角逐渐增大，使切削力逐渐减小积屑瘤逐渐长大，刀具实践前角逐渐增大，
43、使切削力逐渐减小;在中速在中速范围内，积屑瘤逐渐减小并消逝，使切削力逐渐增至最大范围内，积屑瘤逐渐减小并消逝，使切削力逐渐增至最大;在高速阶段在高速阶段，由于切削温度升高，资料硬度下降，使切削力得到稳定的降低。切，由于切削温度升高，资料硬度下降，使切削力得到稳定的降低。切削脆性资料时，切削变形、刀屑间摩擦都小，切削速度变化对切削力削脆性资料时，切削变形、刀屑间摩擦都小，切削速度变化对切削力的影响较小。的影响较小。上一页 下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程(3)刀具几何参数刀具几何参数加工塑性加工塑性资资料料时时，前角越大，切削，前角越大，切削层层的的变变形及刀屑的摩擦力越小，切
44、形及刀屑的摩擦力越小，切削力也越小。加工脆性削力也越小。加工脆性资资料料时时，前角，前角对对切削力的影响很小。切削力的影响很小。主偏角主偏角r对对主切削力主切削力Fc的影响的影响较较小，小，对轴对轴向力向力Ff和径向力和径向力FD的影响的影响较较大。主偏角大。主偏角r变变化化时时，影响，影响FD与与Ff的比的比值值。如。如图图2-15所示，当主偏所示，当主偏角角r增大增大时时， Ff增大，增大， FD减小。减小。刃刃倾倾角角s对对FC影响影响较较小，但小，但s增大增大时时， FD减小，减小， Ff增大。增大。此外，刀尖此外，刀尖圆圆弧半径大小、刀具磨弧半径大小、刀具磨损损量、切削液、刀具量、切
45、削液、刀具资资料、加工方料、加工方式和式和负负倒棱等倒棱等对对切削力也有一定的影响。切削力也有一定的影响。上一页 下一页前往1、切削、切削热热与切削温度与切削温度由于被切削由于被切削资资料料层层的的变变形，分形，分别别及刀具和被切削及刀具和被切削资资料料间间的的摩擦而摩擦而产产生的生的热热量称量称为为切削切削热热。切削。切削过过程中，切削区域的程中，切削区域的温度称温度称为为切削温度。切削切削温度。切削过过程中，大部分的程中，大部分的热热量由切屑量由切屑带带走，其次被刀具、工件和周走，其次被刀具、工件和周围围介介质传导质传导。传传入刀具的温度，入刀具的温度，致使刀具致使刀具资资料料软软化，切削
46、性能降低，磨化，切削性能降低，磨损损加快，加快，进进而影响而影响加工加工质质量和量和缩缩短刀具寿命。短刀具寿命。传传入工件的切削入工件的切削热热，会，会导导致工致工件受伸件受伸长长和膨和膨胀胀，而影响加工精度。，而影响加工精度。2、减少切削、减少切削热热和降低切削温度的工和降低切削温度的工艺艺措施措施合理合理选择选择刀具刀具资资料和刀具几何角度料和刀具几何角度合理合理选择选择切削用量切削用量适中适中选择选择和运用切削液和运用切削液义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度切削热是切削过程中产生的重要物理景象之一。切削热是切削过程中产生的重要物理景象之一。切
47、削过程所耗费的能量几乎全部转变成热能，切削过程所耗费的能量几乎全部转变成热能，大量的切削热使切削温度升高。虽然有被切资大量的切削热使切削温度升高。虽然有被切资料受热软化使切削力降低以及积屑瘤等消逝的料受热软化使切削力降低以及积屑瘤等消逝的有利方面，但也因加剧了刀具磨损而缩短了刀有利方面，但也因加剧了刀具磨损而缩短了刀具的寿命。同时刀具、工件产生热变形会影响具的寿命。同时刀具、工件产生热变形会影响加工精度，在加工外表生成热蜕变层而影响外加工精度，在加工外表生成热蜕变层而影响外表质量。总的来说切削温度升高是有害的。表质量。总的来说切削温度升高是有害的。1.切削热的产生与传送切削热的产生与传送切削热
48、来自切削区域的三个变形区。切削塑性切削热来自切削区域的三个变形区。切削塑性资料时，切削热主要来源于第一、第二变形区资料时，切削热主要来源于第一、第二变形区;切削脆性资料时，切削热主要来源于第三变形切削脆性资料时，切削热主要来源于第三变形区。区。上一页 下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程切削热分别由切屑、工件、刀具和周围介质传导出去。各部分传出热切削热分别由切屑、工件、刀具和周围介质传导出去。各部分传出热量的比例随工件资料、刀具资料及加工方式等不同而不同。量的比例随工件资料、刀具资料及加工方式等不同而不同。2.切削温度的分布切削温度的分布根据实验结果，并辅以传热学计算，所得的切屑
49、、刀具和工件的温度根据实验结果，并辅以传热学计算，所得的切屑、刀具和工件的温度分布情况如图分布情况如图2-16所示。图所示。图2-16中的曲线为等温线，即每条曲线上各中的曲线为等温线，即每条曲线上各点温度相等。由图点温度相等。由图2-16可知，切削温度分布极不均匀，温度梯度很大。可知，切削温度分布极不均匀，温度梯度很大。所谓温度梯度是指在等温线的法线方向上，单位长度间隔上的温度降所谓温度梯度是指在等温线的法线方向上，单位长度间隔上的温度降落量。在形生长切屑的情况下，切屑下层第二变形区的温度最高落量。在形生长切屑的情况下，切屑下层第二变形区的温度最高;在在刀具中，离切削刃和刀尖一定间隔的地方温度
50、最高，相对地说，切削刀具中，离切削刃和刀尖一定间隔的地方温度最高，相对地说，切削刃的温度较低刃的温度较低;工件温度比切屑、刀具低得多，较高的切削温度仅存工件温度比切屑、刀具低得多，较高的切削温度仅存在于切削刃附近一个很窄小的范围，工件其他部分的温度和室温相近。在于切削刃附近一个很窄小的范围，工件其他部分的温度和室温相近。上一页 下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程3.影响切削温度的主要要素影响切削温度的主要要素(1)切削用量切削用量增大切削用量增大切削用量时时，耗，耗费费的切削功率增大，的切削功率增大，产产生的切削生的切削热热多，切削温度多，切削温度就会上升，其中，背吃刀量就会上
51、升，其中，背吃刀量对对切削温度的影响最小，切削温度的影响最小，进给进给量次之，切量次之，切削速度最大。因此，削速度最大。因此，为为控制切削温度，在机床允控制切削温度，在机床允许许的情况下，的情况下，选选用用较较大的背吃刀量和大的背吃刀量和进给进给量比量比选选用大的切削速度更有利。用大的切削速度更有利。(2)刀具几何参数刀具几何参数刀具的前角和主偏角刀具的前角和主偏角对对切削温度影响比切削温度影响比较较大。增大前角，可使切削大。增大前角，可使切削变变形及切屑与前刀面的摩擦减小，形及切屑与前刀面的摩擦减小，产产生的切削生的切削热热减少，切削温度下降。减少，切削温度下降。但前角但前角过过大大(250
52、)时时，会使刀，会使刀头头的散的散热热体体积积减小，使切削温度升高。减小，使切削温度升高。减小主偏角，可添加切削刃的任减小主偏角，可添加切削刃的任务长务长度，增大刀度，增大刀头头的散的散热热面面积积，降低，降低切削温度。切削温度。上一页 下一页前往义务二金属切削的过程义务二金属切削的过程(3)工件方面工件方面工件资料的强度硬度高，热导率低，高温硬度和高温强度高，都会使工件资料的强度硬度高，热导率低，高温硬度和高温强度高，都会使切削温度升高。切削塑性金属比切削脆性金属温度高。切削温度升高。切削塑性金属比切削脆性金属温度高。(4)其他要素其他要素刀具后刀面磨损增大时，加剧了刀具与工件间的摩擦，使切
53、削温度升刀具后刀面磨损增大时，加剧了刀具与工件间的摩擦，使切削温度升高。切削速度越高，刀具磨损对切削温度的升高越明显。适当浇注切高。切削速度越高，刀具磨损对切削温度的升高越明显。适当浇注切削液对降低切削温度有很好的效果。切削液的种类、导热性能、比热削液对降低切削温度有很好的效果。切削液的种类、导热性能、比热容、流量、运用方式及本身的温度等与切削温度有很大关系。容、流量、运用方式及本身的温度等与切削温度有很大关系。上一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性一、刀具磨损方式一、刀具磨损方式车刀的几种磨损方式，综合表示于图车刀的几种磨损方式，综合表示于图2-1
54、7，其，其中图中图2-17(a)为立体图。为立体图。1.前面磨损前面磨损当用较高切削速度和较大切削厚度加工塑性金当用较高切削速度和较大切削厚度加工塑性金属时，主要磨损刀具前面。常见的磨损痕迹是属时，主要磨损刀具前面。常见的磨损痕迹是月牙洼。月牙洼中心温度最高，磨损最大。普月牙洼。月牙洼中心温度最高，磨损最大。普通用月牙洼深度通用月牙洼深度KT作为刀具磨损量。作为刀具磨损量。2.后面磨损后面磨损切削脆性金属，或用小切削厚度、低速切削塑切削脆性金属，或用小切削厚度、低速切削塑性金属时，主要磨损刀具后面，用主后刀面磨性金属时，主要磨损刀具后面，用主后刀面磨损带的宽度损带的宽度VB作为刀具磨损量。作为
55、刀具磨损量。下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性3.前面后面同时磨损前面后面同时磨损当用适中的切削厚度和切削速度加工塑性金属时，刀具前、后面都有当用适中的切削厚度和切削速度加工塑性金属时，刀具前、后面都有明显的磨损，难分主次，即称为前面后面同时磨损。普通用明显的磨损，难分主次，即称为前面后面同时磨损。普通用VB作为作为刀具磨损量。刀具磨损量。二、刀具磨损缘由二、刀具磨损缘由为了有效地控制和减少刀具磨损，延伸刀具寿命，必需弄清刀具磨损为了有效地控制和减少刀具磨损，延伸刀具寿命，必需弄清刀具磨损的缘由。实验阐明，刀具磨损量是切削温度和相对滑动速度的函数
56、。的缘由。实验阐明，刀具磨损量是切削温度和相对滑动速度的函数。1.磨料磨损磨料磨损这是切屑这是切屑(或工件或工件)外表的硬质点外表的硬质点(碳化物、氧化物等碳化物、氧化物等)，像磨料一样在刀，像磨料一样在刀具外表划出沟痕呵斥的刀具磨损。具外表划出沟痕呵斥的刀具磨损。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性2.黏结磨损黏结磨损在切削塑性金属时，刀屑界面间在高温高压下发生豁结景象。切屑在切削塑性金属时，刀屑界面间在高温高压下发生豁结景象。切屑(或或工件工件)比刀具软，黏结处的破裂往往发生在切屑比刀具软，黏结处的破裂往往发生在切屑(或工件或工件)一方
57、。但由于一方。但由于疲劳、硬质合金豁结相的缺陷等缘由，黏结处的破裂也会发生在刀具疲劳、硬质合金豁结相的缺陷等缘由，黏结处的破裂也会发生在刀具一方，从而使刀具外表的微粒被切屑粘走，呵斥豁结磨损。主要发生一方，从而使刀具外表的微粒被切屑粘走，呵斥豁结磨损。主要发生在中等切削速度以及硬质合金刀具。在中等切削速度以及硬质合金刀具。3.相变磨损相变磨损当切削温度高于工具钢的相变温度时，马氏体转化为硬度较低的金相当切削温度高于工具钢的相变温度时，马氏体转化为硬度较低的金相组织，从而使磨损加剧。组织，从而使磨损加剧。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性4
58、.分散磨分散磨损损在高温下，刀具在高温下，刀具资资料中的料中的C, Co, W和和Ti易分散到切屑和工件中去易分散到切屑和工件中去;而工而工件中的件中的Fe也会分散到刀具中。从而改也会分散到刀具中。从而改动动了刀具了刀具资资料的化学成分，使刀料的化学成分，使刀具切削部分硬度降低、磨具切削部分硬度降低、磨损损加加剧剧。5.氧化磨氧化磨损损在高温在高温(700800 )下，空气中的氧易与硬下，空气中的氧易与硬质质合金中的合金中的Co, W, C发发生氧化作用，生成疏松脆弱的氧化物，使刀具磨生氧化作用，生成疏松脆弱的氧化物，使刀具磨损损加加剧剧。总总之，当工件之，当工件资资料、刀具料、刀具资资料和切
59、削条件不同料和切削条件不同时时，刀具磨，刀具磨损损的的缘缘由也由也不同。其主要不同。其主要缘缘由能由能够够是上述多种是上述多种缘缘由的一、二种。切削温度由的一、二种。切削温度对对刀具刀具磨磨损损具有决具有决议议性影响。性影响。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性三、刀具磨三、刀具磨损过程程刀具磨刀具磨损过程如程如图2-18所示，普通可分所示，普通可分为三个三个阶段。段。1.初期磨初期磨损因新刃磨的刀具外表粗糙不平，接触因新刃磨的刀具外表粗糙不平，接触应力很大，力很大，并能并能够有脱碳有脱碳层、氧化、氧化层等缺陷，所以初期磨等缺陷，所以初期磨
60、损较快。快。这一一阶段的磨段的磨损速度，主要取决于刀速度，主要取决于刀具的刃磨具的刃磨质量。量。经研磨的刀具，初期磨研磨的刀具，初期磨损的速的速度要慢得多。度要慢得多。2.正常磨正常磨损刀具磨刀具磨损量随切削量随切削时间增增长而而缓慢均匀地增大。慢均匀地增大。这段曲段曲线根本上是根本上是线性的。性的。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性3.急急剧剧磨磨损损刀具磨刀具磨损损到一定程度后，刀具太到一定程度后，刀具太钝钝，摩擦，摩擦过过大，切削力和切削温度迅大，切削力和切削温度迅速上升，磨速上升，磨损损量急量急剧剧增大。增大。四、刀具寿命四、刀具
61、寿命1.刀具寿命刀具寿命规规范范按照按照ISO的的规规定，定，车车刀假刀假设设是后面磨是后面磨损损，当磨，当磨损带损带均匀均匀时时，VB = 0.3 mm;不均匀不均匀时时，VBmax = 0.6 mm。车车刀假刀假设设是前面磨是前面磨损损，月牙洼深，月牙洼深度度KT = 0.06 + 0.3f ( mm，式中，式中f是是进给进给量。精量。精车车可按不同要求可按不同要求选选工件工件外表粗糙度外表粗糙度Ra值值作作为为刀具寿命刀具寿命规规范。范。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性2.切削用量对刀具寿命的影响切削用量对刀具寿命的影响实验研讨阐
62、明，切削速度实验研讨阐明，切削速度v,对刀具寿命对刀具寿命T的影响最大，其次是进给量的影响最大，其次是进给量.f，背吃刀量，背吃刀量a,的影响最小。这与切削用量对切削温度的影响规律一样，的影响最小。这与切削用量对切削温度的影响规律一样，可见切削温度对刀具寿命影响最大。可见切削温度对刀具寿命影响最大。五、切削加工性的评定目的五、切削加工性的评定目的切削加工性，指工件资料切削加工的难易程度。研讨它的目的是为在切削加工性，指工件资料切削加工的难易程度。研讨它的目的是为在设计时经济合理地选择工件资料、在制造时改善资料的切削加工性。设计时经济合理地选择工件资料、在制造时改善资料的切削加工性。评定工件资料
63、切削加工性的目的较多，普通都各偏重一方面。如对比评定工件资料切削加工性的目的较多，普通都各偏重一方面。如对比两种资料切削时的切削力大小、断屑难易程度、工件加工质量好坏、两种资料切削时的切削力大小、断屑难易程度、工件加工质量好坏、刀具寿命长短、允许切削速度的高低等，其中相对切削加工性用得较刀具寿命长短、允许切削速度的高低等，其中相对切削加工性用得较多。多。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性以刀具寿命以刀具寿命为60min、切削、切削45#钢(b= 736MPa)的速度的速度vcj;为基准，基准，切削其他切削其他资料的速度料的速度vc与与vc
64、j;的比的比值，称，称为相相对切削加工性切削加工性Kr，即，即Kr = vc / vcj 。常用。常用资料的料的K:值，见表表2-1。六、影响六、影响资料切削加工性的主要要素料切削加工性的主要要素工件工件资料的切削加工性能主要受其本身的物理力学性能的影响。料的切削加工性能主要受其本身的物理力学性能的影响。1.资料的料的强度和硬度度和硬度工件工件资料的硬度和料的硬度和强度越高，特度越高，特别是是资料的高温硬度料的高温硬度值越高越高时，切削，切削加工性越差。加工性越差。2.资料的料的韧性性韧性越大的性越大的资料，切削加工性越差。料，切削加工性越差。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加
65、工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性3.资料的塑性资料的塑性资料的塑性越大，切削加工性越差。但资料的塑性太低时，也会使切资料的塑性越大，切削加工性越差。但资料的塑性太低时，也会使切削加工性变差。削加工性变差。4.资料的热导率资料的热导率资料的热导率越低，切削加工性越差。资料的热导率越低，切削加工性越差。七、常用金属资料的切削加工性七、常用金属资料的切削加工性1.构造钢构造钢普通碳素构造钢的切削加工性主要取决于钢中碳的质量分数及热处置普通碳素构造钢的切削加工性主要取决于钢中碳的质量分数及热处置方式。高碳钢的切削加工性差方式。高碳钢的切削加工性差;中碳钢的切削加工性好，但经热轧、冷中碳钢的切削
66、加工性好，但经热轧、冷轧、正火或调质后其加工性不一样轧、正火或调质后其加工性不一样;低碳钢切削加工性差。低碳钢切削加工性差。上一页 下一页前往合金构造钢的切削加工性能主要受参与合金元素的影响，其切削加工合金构造钢的切削加工性能主要受参与合金元素的影响，其切削加工性较普通构造钢差。性较普通构造钢差。2.铸铁铸铁普通灰铸铁加工较为容易。但铸铁外表往往有一层高硬度的硬皮，粗普通灰铸铁加工较为容易。但铸铁外表往往有一层高硬度的硬皮，粗加工时切削加工性较差。球墨铸铁切削加工性良好。而白口铸铁硬度加工时切削加工性较差。球墨铸铁切削加工性良好。而白口铸铁硬度高，切削加工性很差。高，切削加工性很差。3.有色金
67、属有色金属纯铜纯铝的塑性好，切削加工性差，但铜合金与铝合金切削加工性能纯铜纯铝的塑性好，切削加工性差，但铜合金与铝合金切削加工性能比较好。比较好。4.难加工的金属资料难加工的金属资料高锰钢、高强度钢、不锈钢、钦合金、高温合金、难熔金属及其合金高锰钢、高强度钢、不锈钢、钦合金、高温合金、难熔金属及其合金等资料切削加工性差。等资料切削加工性差。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性八、改善资料切削加工性的途径八、改善资料切削加工性的途径1.选择适当的热处置辅助工艺选择适当的热
68、处置辅助工艺经过热处置改动资料的金相组织，是改善资料经过热处置改动资料的金相组织，是改善资料切削加工性的主要方法。例如，低碳钢用正火切削加工性的主要方法。例如，低碳钢用正火处置，降低塑性，提高硬度处置，降低塑性，提高硬度;高碳钢和各种工具高碳钢和各种工具钢用球化退火，降低硬度，并使网状、片状渗钢用球化退火，降低硬度，并使网状、片状渗碳体变成球状渗碳体碳体变成球状渗碳体;铸铁用退火处置，降低表铸铁用退火处置，降低表层硬度，消除内应力等。这些方法都能改善切层硬度，消除内应力等。这些方法都能改善切削加工性。削加工性。2.选择或研制切削加工性好的资料选择或研制切削加工性好的资料这是一种经过调整资料的化
69、学成分来改善其切这是一种经过调整资料的化学成分来改善其切削加工性的措施。削加工性的措施。上一页 下一页前往义务三刀具磨损与工件资料的切削加工义务三刀具磨损与工件资料的切削加工性性例如，含硫、锰或铅较多的易切钢，加工时切削力小，断屑容易，刀例如，含硫、锰或铅较多的易切钢，加工时切削力小，断屑容易，刀具寿命高，已加工外表质量好。含铅的黄铜比其他黄铜好切削，被称具寿命高，已加工外表质量好。含铅的黄铜比其他黄铜好切削，被称为易切黄铜。为易切黄铜。3.合理选择资料供应形状合理选择资料供应形状例如，低碳钢以冷拔形状最易切削例如，低碳钢以冷拔形状最易切削;铸件、锻件的余量不均且有硬皮，铸件、锻件的余量不均且
70、有硬皮，切削加工性较热轧毛坯差。切削加工性较热轧毛坯差。上一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择一、刀具资料的选择一、刀具资料的选择1.对刀具资料的根本要求对刀具资料的根本要求(1)硬度高硬度高刀具切削部分的资料应具有较高的硬度，其最刀具切削部分的资料应具有较高的硬度，其最低硬度要高于工件的硬度，普通要在低硬度要高于工件的硬度，普通要在60HRC以以上，硬度愈高，耐磨性愈好。上，硬度愈高，耐磨性愈好。(2)红硬性好红硬性好红硬性好是要求刀具资料在高温下坚持其原有红硬性好是要求刀具资料在高温下坚持其原有的良好的硬度性能，红硬性常用红硬温度来表的良好的硬度性能，红硬性常用红硬温度
71、来表示。红硬温度是指刀具资料在切削过程中硬度示。红硬温度是指刀具资料在切削过程中硬度不降低时的温度，其温度越高，刀具材在高温不降低时的温度，其温度越高，刀具材在高温下耐磨的性能就越好。下耐磨的性能就越好。下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择(3)具有足够的强度和韧性具有足够的强度和韧性为接受切削过程中产生的切削力和冲击力，防止产生振动和冲击，刀为接受切削过程中产生的切削力和冲击力，防止产生振动和冲击，刀具资料应具有足够的强度和韧性，才不会发生脆裂和崩刃。具资料应具有足够的强度和韧性，才不会发生脆裂和崩刃。普通的刀具资料假设硬度高和红硬性好，那么其在高温下必耐磨，但普通的刀
72、具资料假设硬度高和红硬性好，那么其在高温下必耐磨，但其韧性往往较差，不易接受冲击和振动其韧性往往较差，不易接受冲击和振动;反之，韧性好的资料往往硬度反之，韧性好的资料往往硬度和红硬温性较差。和红硬温性较差。2.常用车刀的资料常用车刀的资料常用车刀的资料主要有高速钢和硬质合金。常用车刀的资料主要有高速钢和硬质合金。(1)高速钢高速钢高速钢是指含有钨高速钢是指含有钨(W)、铬、铬(Cr)、钒、钒(V)等合金元素较多的高合金工具等合金元素较多的高合金工具钢，其经热处置后硬度可达钢，其经热处置后硬度可达6265 HRC。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择高速高速钢的的红
73、硬温度可达硬温度可达500600 ，在此温度下刀具，在此温度下刀具资料硬度不会料硬度不会降低，仍能降低，仍能坚持正常切削，且其持正常切削，且其强度和度和韧性都很好，刃磨后刃口性都很好，刃磨后刃口锋利，利，能接受冲能接受冲击和振和振动。但由于。但由于红硬温度不太高，故允硬温度不太高，故允许的切削速度普通的切削速度普通为2530 m/min，所以高速，所以高速钢资料常用于制造精料常用于制造精车车刀或用于制造整刀或用于制造整体式成型体式成型车刀以及刀以及钻头、铣刀、刀、齿轮刀具等，其常用牌号有刀具等，其常用牌号有W18Cr4V和和W6Mo5Gr4V2等。等。(2)硬硬质合金合金硬硬质合金是用碳化合金
74、是用碳化钨(WC) ,碳化碳化钦(TiC)和和钻(Co)等等资料利用粉末冶金料利用粉末冶金的方法制成的合金，它具有很高的硬度，其的方法制成的合金，它具有很高的硬度，其值可达可达8990HRA(相当于相当于7482HRG )。硬。硬质合金合金车刀的刀的红硬温度高达硬温度高达8501000 ，即在，即在此温度下仍能此温度下仍能坚持其正常的切削性能，但另一方面，它的持其正常的切削性能，但另一方面，它的韧性很差、性很差、性脆、不易接受冲性脆、不易接受冲击、振、振动且易崩刃。且易崩刃。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择由于红硬温度高，故硬质合金车刀允许的切削速度高达由于红
75、硬温度高，故硬质合金车刀允许的切削速度高达200300 m/mina因此，运用这种车刀可以加大切削用量，进展高速强力切削，因此，运用这种车刀可以加大切削用量，进展高速强力切削，可显著提高消费率。虽然硬质合金车刀的韧性较差，不耐冲击，但可可显著提高消费率。虽然硬质合金车刀的韧性较差，不耐冲击，但可以制成各种方式的刀片，将其焊接在以制成各种方式的刀片，将其焊接在45钢的刀杆上或采用机械夹固的钢的刀杆上或采用机械夹固的方式夹持在刀杆上，以提高运用寿命。综上所述，车刀的资料主要采方式夹持在刀杆上，以提高运用寿命。综上所述，车刀的资料主要采用硬质合金，其他的刀具如钻头、铣刀等资料也广泛采用硬质合金。用硬
76、质合金，其他的刀具如钻头、铣刀等资料也广泛采用硬质合金。常用的硬质合金代号有常用的硬质合金代号有P01(YT30)、P10(YT15)、P30(YTS )、K01 (YG3X)、K20(YG6 ) , K30 ( YG8 )，其含义参见，其含义参见GB2075-1998。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择二、刀具几何参数的选择二、刀具几何参数的选择刀具几何参数的合理选择，对保证加工质量、刀具几何参数的合理选择，对保证加工质量、提高消费率、降低加工本钱有重要的意义。提高消费率、降低加工本钱有重要的意义。1.前角的选择前角的选择增大前角，可减小切削变形及刀屑之间的摩
77、擦，增大前角，可减小切削变形及刀屑之间的摩擦，从而减小切削力，降低切削功率的耗费，降低从而减小切削力，降低切削功率的耗费，降低切削温度，也可以抑制积屑瘤等的产生，提高切削温度，也可以抑制积屑瘤等的产生，提高加工质量。但增大前角使楔角减小，刀头强度加工质量。但增大前角使楔角减小，刀头强度降低，容易崩刃，同时刀头的散热面积和容热降低，容易崩刃，同时刀头的散热面积和容热体积也减小，使切削温度上升，刀具磨损加剧，体积也减小，使切削温度上升，刀具磨损加剧，影响刀具运用寿命。选择前角时，应在保证刀影响刀具运用寿命。选择前角时，应在保证刀具强度的情况下，尽能够取较大的值，详细选具强度的情况下，尽能够取较大的
78、值，详细选择原那么如下择原那么如下:上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择加工塑性加工塑性资资料料时时，应选较应选较大的前角，可以减小切削大的前角，可以减小切削变变形，降低切削形，降低切削力和切削温度，而加工脆性力和切削温度，而加工脆性资资料料时时，切削力，切削力动摇动摇大，大，对对刀具冲刀具冲击击大，大，为为添加刃口添加刃口强强度，度，应应取取较较小的前角。工件的小的前角。工件的强强度低、硬度低度低、硬度低时时，可，可选选较较大的前角大的前角;反之，反之，应应取取较较小的前角。用硬小的前角。用硬质质合金刀具切削高硬度或高合金刀具切削高硬度或高强强度度资资料料时时，
79、应应取取负负前角。前角。刀具刀具资资料的抗弯料的抗弯强强度和冲度和冲击韧击韧性性较较高高时时，可取，可取较较大的前角。如硬大的前角。如硬质质合金刀具比高速合金刀具比高速钢钢刀具的前角刀具的前角约约小小50100。粗加工粗加工时时，切削用量大，切削力大，切削用量大，切削力大，应选应选用用较较小的前角小的前角;精加工精加工时时，为为使刀具使刀具锋锋利，利，应选应选用用较较大的前角。大的前角。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择当机床的功率缺乏或工当机床的功率缺乏或工艺艺系系统统的的刚刚度度较较低低时时，为为减小切削力，减小切削力，应应取取较较大的前角。大的前角。对对于
80、成型刀具或在数控机床、自于成型刀具或在数控机床、自动线动线上不宜上不宜频频繁改繁改换换的的刀具，刀具，为为了保了保证证任任务务的的稳稳定性和刀具寿命，定性和刀具寿命，应选较应选较小的前角或零度前小的前角或零度前角。角。断断续续冲冲击击切削切削时时，为为提高切削刃的提高切削刃的强强度。度。 表表2-2为为硬硬质质合金合金车车刀合理前角、后角的参考刀合理前角、后角的参考值值，高速，高速钢车钢车刀的前角刀的前角普通比表中的普通比表中的值值大大50100。2.后角的后角的选择选择增大后角，可减小后刀面与已加工外表增大后角，可减小后刀面与已加工外表间间的摩擦，减小刀具磨的摩擦，减小刀具磨损损，还还可使切
81、削刃可使切削刃钝圆钝圆半径减小，提高刃口半径减小，提高刃口锋锋利程度。但后角利程度。但后角过过大，将使切大，将使切削刃的削刃的强强度降低，且不利于散度降低，且不利于散热热，并会降低刀具寿命。，并会降低刀具寿命。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择后角后角选择原那么如下原那么如下:工件的工件的强度、硬度度、硬度较高高时，应选择较小的后角小的后角;工件工件资料的塑性、料的塑性、韧性性较大大时，为减小摩擦，减小摩擦，应取取较大的后角大的后角;加工脆性加工脆性资料料时，应取取较小小的后角。的后角。粗加工、断粗加工、断续切削或工切削或工艺系系统刚性缺乏性缺乏时，为强化切削刃
82、，化切削刃，应选较小的后角小的后角;精加工或延精加工或延续切削切削时，刀具的磨，刀具的磨损主要主要发生在刀具后刀面，生在刀具后刀面，应选用用较大的后角。大的后角。3.主偏角与副偏角的主偏角与副偏角的选择主偏角与副偏角的作用有以下几点主偏角与副偏角的作用有以下几点:减小主偏角和副偏角，可减小残留面减小主偏角和副偏角，可减小残留面积的高度，降低已加工外表的的高度，降低已加工外表的粗糙度粗糙度值。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择减小主偏角和副偏角，可提高刀尖减小主偏角和副偏角，可提高刀尖强强度，改善散度，改善散热热条件，提高刀具条件，提高刀具寿命。寿命。减小主偏角和
83、副偏角，使径向力增大，容易引起工减小主偏角和副偏角，使径向力增大，容易引起工艺艺系系统统的振的振动动，影响加工精度和外表粗糙度。影响加工精度和外表粗糙度。主偏角的主偏角的选择选择原那么与参考原那么与参考值值:粗加工和半精加工，硬粗加工和半精加工，硬质质合金合金车车刀普通刀普通选选用用较较大的主偏角，以利于大的主偏角，以利于减少振减少振动动、提高刀具耐用度。、提高刀具耐用度。加工很硬的加工很硬的资资料，如冷硬料，如冷硬铸铁铸铁和淬硬和淬硬钢钢，为为减减轻单轻单位位长长度切削刃上度切削刃上的的负负荷、改善刀荷、改善刀头导热头导热和容和容热热条件、提高刀具耐用度，宜取条件、提高刀具耐用度，宜取较较小
84、的主小的主偏角。偏角。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择工工艺艺系系统统的的刚刚性性较较好好时时，减小主偏角可提高刀具耐用度，减小主偏角可提高刀具耐用度;刚刚性缺乏性缺乏(如如车细长轴车细长轴)时时，应应取大的主偏角，甚至主偏角取大的主偏角，甚至主偏角Kr 900 ，以减小径，以减小径向力只减少振向力只减少振动动。需求从中需求从中间间切入的以及仿形加工的切入的以及仿形加工的车车刀，刀，应应增大主偏角和副偏角增大主偏角和副偏角;有有时时由于工件外形的限制，例如由于工件外形的限制，例如车阶车阶梯梯轴轴，那么需用，那么需用Kr = 900的偏刀。的偏刀。单单件小批消件
85、小批消费费，希望一两把刀具加工出工件上一切的外表，那么，希望一两把刀具加工出工件上一切的外表，那么应应选选取通用性取通用性较较好的好的450车车刀或刀或900偏刀。偏刀。硬硬质质合金合金车车刀合理主副偏角的参考刀合理主副偏角的参考值见值见表表2-3。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择 4.刃刃倾倾角的角的选择选择(1)刃刃倾倾角的作用角的作用影响切屑的流出方向影响切屑的流出方向(如如图图2-19所示所示):当当s=00时时，切屑沿主切削刃，切屑沿主切削刃方向流出方向流出;当当s 00 时时，切屑流向待加工外表，切屑流向待加工外表;当当s 00 时时，切屑流，切屑
86、流向已加工外表。可向已加工外表。可见见，在精加工和半精加工，在精加工和半精加工时时，取正刃，取正刃倾倾角能防止切角能防止切屑屑缠绕缠绕和划和划伤伤已加工外表。已加工外表。影响刀尖影响刀尖强强度和散度和散热热条件条件(如如图图2-20所示所示):当当s 00切削切削过过程中程中远远离刀尖的切削刃离刀尖的切削刃处处先接触工件，刀尖可免受冲先接触工件，刀尖可免受冲击击，同，同时时，切削面，切削面积积在在切入切入时时由小到大，切出由小到大，切出时时由大到小逐由大到小逐渐变渐变化，因此切削化，因此切削过过程比程比较较平平稳稳，大大减小了刀具遭到的冲大大减小了刀具遭到的冲击击和崩刃的景象。和崩刃的景象。上
87、一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择影响切削刃的影响切削刃的锋锋利程度利程度:由于刃由于刃倾倾角呵斥角呵斥较较小的切削刃小的切削刃实实践践钝圆钝圆半半径，使切削刃径，使切削刃锋锋利，故刀具刃利，故刀具刃倾倾角角较较大大时时，可以切下很薄的切削，可以切下很薄的切削层层。(2)刃刃倾倾角的角的选择选择原那么与参考原那么与参考值值加工加工钢钢件或件或铸铁铸铁件件时时，粗，粗车车取取s= -50 00，精，精车车取取s= 50 00;有冲有冲击负击负荷或断荷或断续续切削取切削取s= -150 -50 ，冲，冲击击特大特大时时，取，取s= -300 450 。微量切削。微量切
88、削时时，为为添加切削刃的添加切削刃的锋锋利程度和切薄才干，可取利程度和切薄才干，可取s= 450 750 。当工。当工艺艺系系统刚统刚度度较较差差时时，普通不宜采用，普通不宜采用负负刃刃倾倾角，以防角，以防止径向力的添加。止径向力的添加。5.其他几何参数的其他几何参数的选择选择其他几何参数主要指切削刃区的剖面方式和刀尖刃形等，其他几何参数主要指切削刃区的剖面方式和刀尖刃形等，应应根据根据实实践践切削条件确定。切削条件确定。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择三、刀具寿命的选择三、刀具寿命的选择刀具寿命分两种刀具寿命分两种:最高消费率寿命和最低本钱寿最高消费率寿命和
89、最低本钱寿命。最高消费率寿命是指单位时间内消费最多命。最高消费率寿命是指单位时间内消费最多数量的产品或加工每个零件所耗费的消费时间数量的产品或加工每个零件所耗费的消费时间最少。最低本钱寿命是指每件产品最少。最低本钱寿命是指每件产品(或工序或工序)的的加工费用最低。在选择刀具寿命时，采用最低加工费用最低。在选择刀具寿命时，采用最低本钱寿命有利于市场竟争。只需在产品消费义本钱寿命有利于市场竟争。只需在产品消费义务紧迫或消费中出现不平衡环节时，才采用最务紧迫或消费中出现不平衡环节时，才采用最高消费率寿命。高消费率寿命。刀具寿命对切削加工的消费率和消费本钱有较刀具寿命对切削加工的消费率和消费本钱有较大
90、的影响。在选择刀具寿命时，还应留意制造大的影响。在选择刀具寿命时，还应留意制造和刃磨都比较简单、且本钱不高的刀具，寿命和刃磨都比较简单、且本钱不高的刀具，寿命可选得低一些可选得低一些;反之，那么应选得高些。对于装反之，那么应选得高些。对于装夹和调整比较复杂的刀具，寿命应选得高些。夹和调整比较复杂的刀具，寿命应选得高些。切削大型工件时刀具寿命选得高些，可以切削大型工件时刀具寿命选得高些，可以防止在切削过程中途换刀。表防止在切削过程中途换刀。表2-4列举了部分刀列举了部分刀具的合理寿命数值。具的合理寿命数值。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择四、切削用量的选择四、切
91、削用量的选择选择合理的切削用量，要综合思索消费率、加选择合理的切削用量，要综合思索消费率、加工质量和加工本钱等情况。普通地，粗加工时，工质量和加工本钱等情况。普通地，粗加工时，要尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具寿要尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具寿命，应优先选择大的背吃刀量，其次选择较大命，应优先选择大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具寿命确定适宜的切削的进给量，最后根据刀具寿命确定适宜的切削速度速度;精加工时，要保证工件的加工质量，应选精加工时，要保证工件的加工质量，应选用较小的进给量和背吃刀量，并尽能够选用较用较小的进给量和背吃刀量，并尽能够选用较高的切削速度。高的切削
92、速度。1.背吃刀量的选择背吃刀量的选择粗加工的背吃刀量通常根据工件的加工余量确粗加工的背吃刀量通常根据工件的加工余量确定，应尽量一次走刀切除全部加工余量。假设定，应尽量一次走刀切除全部加工余量。假设加工余量大一次无法切除时，可将第一次走刀加工余量大一次无法切除时，可将第一次走刀的背吃刀量取大些，普通为总加工余量的的背吃刀量取大些，普通为总加工余量的2/3一一3/4。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择当加工余量过大、机床功率缺乏、工艺系统刚度较低、刀具强度不够当加工余量过大、机床功率缺乏、工艺系统刚度较低、刀具强度不够以及断续切削的冲击振动较大时，可分几次走刀。在
93、加工铸件、锻件以及断续切削的冲击振动较大时，可分几次走刀。在加工铸件、锻件时，应尽量使背吃刀量大于硬皮层的厚度，以维护刀尖。时，应尽量使背吃刀量大于硬皮层的厚度，以维护刀尖。2.进给量的选择进给量的选择粗加工时，进给量的选择主要受切削力的限制。在工艺系统的刚度和粗加工时，进给量的选择主要受切削力的限制。在工艺系统的刚度和强度良好的情况下，可选用较大的进给量值。由于进给量对工件的已强度良好的情况下，可选用较大的进给量值。由于进给量对工件的已加工外表粗糙度值影响很大，普通在半精加工和精加工时，进给量获加工外表粗糙度值影响很大，普通在半精加工和精加工时，进给量获得都较小。通常按照工件加工外表粗糙度值
94、的要求，根据工件资料、得都较小。通常按照工件加工外表粗糙度值的要求，根据工件资料、切削速度、刀尖圆弧半径等选择合理的进给量值。详细选择进给量时切削速度、刀尖圆弧半径等选择合理的进给量值。详细选择进给量时可查阅并参照切削用量手册。可查阅并参照切削用量手册。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择3.切削速度的选择切削速度的选择背吃刀量和进给量选定以后，应在保证刀具合理寿命的条件下，确定背吃刀量和进给量选定以后，应在保证刀具合理寿命的条件下，确定适宜的切削速度。粗加工时，背吃刀量和进给量都较大，切削速度因适宜的切削速度。粗加工时，背吃刀量和进给量都较大，切削速度因受刀具寿
95、命和机床功率的限制，普通较低。精加工时，背吃刀量和进受刀具寿命和机床功率的限制，普通较低。精加工时，背吃刀量和进给量都应取较小值，切削速度主要受工件加工质量和刀具寿命的限制，给量都应取较小值，切削速度主要受工件加工质量和刀具寿命的限制，普通都较高。选择切削速度时，还应思索工件资料的强度和硬度以及普通都较高。选择切削速度时，还应思索工件资料的强度和硬度以及切削加工性等要素，详细选择切削速度时可查阅并参照切削用量手册。切削加工性等要素，详细选择切削速度时可查阅并参照切削用量手册。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择五、切削液的选择五、切削液的选择1.切削液的作用切削液
96、的作用(1)冷却作用冷却作用切削液作为冷却剂能从切削区域带走大量切削切削液作为冷却剂能从切削区域带走大量切削热，使切削温度降低。其冷却性能取决于它的热，使切削温度降低。其冷却性能取决于它的热导率、比热容、汽化热、汽化速度、流量和热导率、比热容、汽化热、汽化速度、流量和流速等。普通以水溶液的冷却效果最好，油类流速等。普通以水溶液的冷却效果最好，油类最差。最差。(2)光滑作用光滑作用切削液能渗入到刀具与切屑、加工外表之间构切削液能渗入到刀具与切屑、加工外表之间构成物理吸附膜或与金属发生化学反响构成化学成物理吸附膜或与金属发生化学反响构成化学吸附膜，减小摩擦。物理吸附膜在低速精加工吸附膜，减小摩擦。
97、物理吸附膜在低速精加工时具有良好的光滑效果，但将被高温高压所破时具有良好的光滑效果，但将被高温高压所破坏。坏。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择化学吸附膜在高速切削和加工难切削资料光阴滑效果良好。切削液的化学吸附膜在高速切削和加工难切削资料光阴滑效果良好。切削液的光滑作用取决于其浸透才干、构成光滑膜的才干及其强度等。光滑作用取决于其浸透才干、构成光滑膜的才干及其强度等。(3)清洗作用清洗作用切削液可以冲走切削区域和机床上的细碎切屑以及零落的磨粒等，防切削液可以冲走切削区域和机床上的细碎切屑以及零落的磨粒等，防止划伤已加工外表和机床导轨。清洗性能取决于切削液的流量
98、、流速止划伤已加工外表和机床导轨。清洗性能取决于切削液的流量、流速等。等。(4)防锈作用防锈作用在切削液中参与防锈剂，可在金属外表构成一层维护膜，起到防锈作在切削液中参与防锈剂，可在金属外表构成一层维护膜，起到防锈作用。用。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择2.切削液的添加剂切削液的添加剂为改善切削液的性能而参与的一些化学物质，称为切削液的添加剂。为改善切削液的性能而参与的一些化学物质，称为切削液的添加剂。常用的添加剂有以常用的添加剂有以 下几种下几种:(1)油性添加剂油性添加剂油性添加剂都是极性有机化合物，常用的有动植物油、脂肪酸及其皂、油性添加剂都是极性有机
99、化合物，常用的有动植物油、脂肪酸及其皂、胺类等化合物。油性添加剂能构成结实的物理吸附膜，主要用于低速胺类等化合物。油性添加剂能构成结实的物理吸附膜，主要用于低速精加工。精加工。(2)极压添加剂极压添加剂它是含有硫、磷、氯、碘等元素的有机化合物，在高温下与金属外表它是含有硫、磷、氯、碘等元素的有机化合物，在高温下与金属外表起化学反响，构成耐高温高压的化学吸附膜，在高温高压下具有较好起化学反响，构成耐高温高压的化学吸附膜，在高温高压下具有较好的光滑效果。的光滑效果。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择(3)乳化剂乳化剂乳化剂是使矿物油和水乳化，构成稳定乳化液的关键物质
100、。外表活性乳化剂是使矿物油和水乳化，构成稳定乳化液的关键物质。外表活性剂是常用的乳化剂。外表活性剂能显著降低水的外表张力，由亲水基剂是常用的乳化剂。外表活性剂能显著降低水的外表张力，由亲水基团和亲油团和亲油(憎水憎水)基团组成，它在油一水界面构成单分子定向吸附层，基团组成，它在油一水界面构成单分子定向吸附层，其中极性一端向水，非极性一端向油，把水和油衔接起来，使油以微其中极性一端向水，非极性一端向油，把水和油衔接起来，使油以微小的颗粒稳定地分散在水中，构成水包油乳化液。金属切削就运用这小的颗粒稳定地分散在水中，构成水包油乳化液。金属切削就运用这种水包油乳化液。种水包油乳化液。(4)防锈剂防锈剂
101、它是一种极性很强的化合物，与金属外表有很强的附着力，吸附在金它是一种极性很强的化合物，与金属外表有很强的附着力，吸附在金属外表上构成维护膜，或与金属外表化合构成维护膜，起到防锈作用。属外表上构成维护膜，或与金属外表化合构成维护膜，起到防锈作用。常用的防锈添加剂有碳酸钠、亚硝酸钠等。常用的防锈添加剂有碳酸钠、亚硝酸钠等。上一页 下一页前往义务四金属切削条件的选择义务四金属切削条件的选择3.常用切削液的种类与运用常用切削液的种类与运用(1)水溶液水溶液它的主要成分是水、适量的防锈剂、乳化剂、油性添加剂等。水溶液它的主要成分是水、适量的防锈剂、乳化剂、油性添加剂等。水溶液的冷却效果良好，主要用于磨削
102、和粗加工。的冷却效果良好，主要用于磨削和粗加工。(2)乳化液乳化液它是将乳化油它是将乳化油(由矿物油和乳化剂配成由矿物油和乳化剂配成)用水稀释而成，用途广泛。低用水稀释而成，用途广泛。低浓度的乳化液具有良好的冷却效果，主要用于磨削、粗加工等。高浓浓度的乳化液具有良好的冷却效果，主要用于磨削、粗加工等。高浓度的乳化液光滑效果较好，主要用于精加工等。度的乳化液光滑效果较好，主要用于精加工等。(3)切削油切削油它的主要成分是矿物油，少数采用动植物油和复合油。切削油主要用它的主要成分是矿物油，少数采用动植物油和复合油。切削油主要用于精加工、精车螺纹和齿轮加工。于精加工、精车螺纹和齿轮加工。上一页前往图
103、图2-1工件上的外表与切削运动工件上的外表与切削运动前往1-待加工外表待加工外表;2-过过渡外表渡外表;3-已加工外表已加工外表;vc-切削速度切削速度; Vf-进给进给速度速度; ve-合成切削速度合成切削速度;合成切削速度角合成切削速度角;进给进给运运动动角角图图2-2车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成前往图图2-3刀具静态参考系刀具静态参考系前往图图2-4车刀静态参考系和标注角度车刀静态参考系和标注角度前往图图2-5横向进给运动对任务角度的影响横向进给运动对任务角度的影响前往图图2-6纵向进给运动对任务角度的影响纵向进给运动对任务角度的影响前往图图2-7刀具安装高度对工件角度的影响刀具
104、安装高度对工件角度的影响前往图图2-8刀杆中心线与进给方向不垂直对任刀杆中心线与进给方向不垂直对任务角度的影响务角度的影响前往图图2-9切削层参数切削层参数前往图图2-10金属切削的三个变形区域金属切削的三个变形区域前往图图2-11积屑瘤积屑瘤前往图图2-12切屑的种类切屑的种类前往(a)带状切屑带状切屑;(b)挤裂切屑挤裂切屑;(c)单兀切屑单兀切屑;(d)崩碎切屑崩碎切屑图图2-13切削合力与分力切削合力与分力前往图图2-14切削速度对切削力的影响图切削速度对切削力的影响图前往图图2-15主偏角对主偏角对Ff和和FD的影响的影响前往图图2-16切削区域的温度分布高切削区域的温度分布高前往图图2-17车刀的几种磨损方式车刀的几种磨损方式前往图图2-18刀具的磨损过程刀具的磨损过程前往-初期磨初期磨损损;-正常磨正常磨损损;-急急剧剧磨磨损损表表2-1工件资料的相对切削加工性及其工件资料的相对切削加工性及其分级分级前往表表2-2硬质合金车刀合理前角、后角的参硬质合金车刀合理前角、后角的参考值考值前往表表2-3车刀合理偏角参考值车刀合理偏角参考值前往图图2-19刃倾角对切屑流出方向的影响刃倾角对切屑流出方向的影响前往图图2-20刃倾角对刀尖强度的影响刃倾角对刀尖强度的影响前往表表2-4常用刀具合理寿命参考值常用刀具合理寿命参考值前往
