模塊01 刀具材料與切削加工基本知識

1、模塊模塊1 1 刀具材料與切削加工基本知識刀具材料與切削加工基本知識 金屬切削加工就是利用金屬切削機(jī)床，使用金屬切削金屬切削加工就是利用金屬切削機(jī)床，使用金屬切削刀具對金屬材料進(jìn)行切削加工，從工件上切除多余金屬，刀具對金屬材料進(jìn)行切削加工，從工件上切除多余金屬，使之成為具有一定幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的工件。使之成為具有一定幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的工件。在切削加工過程中，除了要有一定切削性能的切削刀具外，在切削加工過程中，除了要有一定切削性能的切削刀具外，還要有機(jī)床提供工件與切削刀具間所必需的相對運(yùn)動(dòng)，而還要有機(jī)床提供工件與切削刀具間所必需的相對運(yùn)動(dòng)，而且這種相對運(yùn)動(dòng)還要與工件各種表

2、面的形成規(guī)律和幾何特且這種相對運(yùn)動(dòng)還要與工件各種表面的形成規(guī)律和幾何特征相適應(yīng)。本模塊就來學(xué)習(xí)金屬切削刀具材料的選用、切征相適應(yīng)。本模塊就來學(xué)習(xí)金屬切削刀具材料的選用、切削運(yùn)動(dòng)和切削用量、刀具的組成及其幾何參數(shù)、常用車削削運(yùn)動(dòng)和切削用量、刀具的組成及其幾何參數(shù)、常用車削用刀具的繪制、車刀的工作角度及其計(jì)算等內(nèi)容。用刀具的繪制、車刀的工作角度及其計(jì)算等內(nèi)容。模塊模塊1 1 刀具材料與切削加工基本知識刀具材料與切削加工基本知識 課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 課題課題3 3 刀具的組成及其主要角度刀具的組成及其主要角度 課題課題4

3、 4 常用車刀的繪制及刃磨常用車刀的繪制及刃磨 課題課題5 5 車刀的工作角度車刀的工作角度 課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 一、課題引入一、課題引入 二、課題分析二、課題分析 三、相關(guān)知識三、相關(guān)知識 知識點(diǎn)知識點(diǎn)常用刀具材料的選用。常用刀具材料的選用。刀具材料應(yīng)具備的性能。刀具材料應(yīng)具備的性能。刀具材料類型。刀具材料類型。技能點(diǎn)技能點(diǎn)能夠根據(jù)加工條件為某一工作任務(wù)選擇刀具能夠根據(jù)加工條件為某一工作任務(wù)選擇刀具。性能優(yōu)良的刀具材料是保證刀具高效工作的基本條件性能優(yōu)良的刀具材料是保證刀具高效工作的基本條件。刀具材。刀具材料選擇不當(dāng)，則無論刀具結(jié)構(gòu)如何先進(jìn)、幾何參數(shù)如何合理，料選擇

4、不當(dāng)，則無論刀具結(jié)構(gòu)如何先進(jìn)、幾何參數(shù)如何合理，都是無法正常工作的。新型刀具材料的出現(xiàn)和采用，常常使刀都是無法正常工作的。新型刀具材料的出現(xiàn)和采用，常常使刀具耐用度成幾倍、幾十倍地提高，而且使一些難加工材料的切具耐用度成幾倍、幾十倍地提高，而且使一些難加工材料的切削加工成為可能。削加工成為可能。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用一、課題引入一、課題引入現(xiàn)要求在車床上以現(xiàn)要求在車床上以70m/min70m/min的切削速度精加工如圖的切削速度精加工如圖1-11-1所示的零件，已知零件材料為所示的零件，已知零件材料為4545鋼，試選用合理的刀具材料。鋼，試選用合理的刀具材料。圖圖1-1

5、1-1 加工軸零件圖加工軸零件圖課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用二、課題分析二、課題分析 在切削加工中，刀具直接承擔(dān)著在切削加工中，刀具直接承擔(dān)著切除切除加工余量，加工余量，形成形成零件表零件表面的任務(wù)。刀具切削部分的材料不僅對加工表面質(zhì)量，而且對刀面的任務(wù)。刀具切削部分的材料不僅對加工表面質(zhì)量，而且對刀具壽命、切削效率和加工成本均有直接影響。具壽命、切削效率和加工成本均有直接影響。在選擇刀具材料時(shí)，在選擇刀具材料時(shí)，需要考慮的因素主要包括：需要考慮的因素主要包括：被加工零件的材料、切削加工速度和被加工零件的材料、切削加工速度和切削加工階段。對于不同的被加工材料，如鋼和鑄鐵，由于它

6、們切削加工階段。對于不同的被加工材料，如鋼和鑄鐵，由于它們具有不同的切削特點(diǎn)，故需要選擇不同的刀具材料；對于不同的具有不同的切削特點(diǎn)，故需要選擇不同的刀具材料；對于不同的加工階段，如粗加工、半精加工和精加工等，由于加工要求不同，加工階段，如粗加工、半精加工和精加工等，由于加工要求不同，在選用具體刀具牌號時(shí)，也應(yīng)有所不同。另外，需要指出的是，在選用具體刀具牌號時(shí)，也應(yīng)有所不同。另外，需要指出的是，切削速度在很大程度上決定著刀具材料的選用?？傊?，我們應(yīng)當(dāng)切削速度在很大程度上決定著刀具材料的選用。總之，我們應(yīng)當(dāng)重視刀具材料的合理選用。重視刀具材料的合理選用。下面就來學(xué)習(xí)刀具材料的選用方法。下面就來學(xué)

7、習(xí)刀具材料的選用方法。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用三、相關(guān)知識三、相關(guān)知識( (一一) ) 常用刀具材料的選用常用刀具材料的選用 一般來說，選擇刀具材料時(shí)主要考慮的因素是一般來說，選擇刀具材料時(shí)主要考慮的因素是工件材料工件材料和和切削速度切削速度。目前，我國常用的刀具材料有工具鋼。目前，我國常用的刀具材料有工具鋼( (碳素工具鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼合金工具鋼和高速鋼) )、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬刀具材料、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬刀具材料( (金剛金剛石、立方氮化硼石、立方氮化硼) )等等4 4大類。目前使用量最大的刀具材料是高速大類。目前使用量最大的刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)

8、合金；碳素工具鋼和合金工具鋼由于耐熱性差已很少鋼和硬質(zhì)合金；碳素工具鋼和合金工具鋼由于耐熱性差已很少使用，主要用于手工刀具或低速切削刀具；陶瓷、金剛石、立使用，主要用于手工刀具或低速切削刀具；陶瓷、金剛石、立方氮化硼或因強(qiáng)度低、脆性大，或因成本高，僅應(yīng)用于某些有方氮化硼或因強(qiáng)度低、脆性大，或因成本高，僅應(yīng)用于某些有限場合。限場合。 (1) (1) 低速切削時(shí)的刀具材料。低速切削時(shí)，選擇工具鋼作為低速切削時(shí)的刀具材料。低速切削時(shí)，選擇工具鋼作為刀具材料較為適宜，部分刀具常用工具鋼見表刀具材料較為適宜，部分刀具常用工具鋼見表1-11-1。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用表表1-1 1-

9、1 部分刀具常用工具鋼部分刀具常用工具鋼 9SiCr9SiCrT12AT12A，T10AT10A圓板牙圓板牙W18Cr4VW18Cr4VCrWMnCrWMn拉刀拉刀9SiCr9SiCrT12AT12A手用鉸刀手用鉸刀W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2機(jī)用鉸刀機(jī)用鉸刀W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2麻花鉆麻花鉆W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2成形車刀成形車刀W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2車刀、銑刀車刀、銑刀高速鋼高速鋼合金工具鋼合金工具鋼碳素工具

10、鋼碳素工具鋼刀具種類刀具種類課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 由表由表1-11-1不難看出，碳素工具鋼和合金工具鋼僅適合于制作不難看出，碳素工具鋼和合金工具鋼僅適合于制作諸如手用鉸刀和圓板牙等手用刀具，而手用刀具工作時(shí)的切削諸如手用鉸刀和圓板牙等手用刀具，而手用刀具工作時(shí)的切削速度一般不會(huì)高于速度一般不會(huì)高于10m/min10m/min。所以，在工具鋼中高速鋼才是機(jī)加。所以，在工具鋼中高速鋼才是機(jī)加工刀具的主要材料。高速鋼刀具能加工碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)工刀具的主要材料。高速鋼刀具能加工碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵等常用金屬。鋼和鑄鐵等常用金屬。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料

11、的選用不過，由于受材料耐熱溫度不過，由于受材料耐熱溫度( (普通高速鋼為普通高速鋼為600700)600700)的的制約，對于像制約，對于像W18Cr4VW18Cr4V和和W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2這樣的普通高速鋼，在使用這樣的普通高速鋼，在使用時(shí)仍然必須注意切削速度的限制。時(shí)仍然必須注意切削速度的限制。切削中碳鋼時(shí)，切削速度一切削中碳鋼時(shí)，切削速度一般不能大于般不能大于30m/min30m/min。需要強(qiáng)調(diào)的是，由于高速鋼具有良好的綜需要強(qiáng)調(diào)的是，由于高速鋼具有良好的綜合性能，目前在形狀復(fù)雜刀具的制造中仍占有主要地位，如標(biāo)合性能，目前在形狀復(fù)雜刀具的制造中仍占有主要地位，如標(biāo)準(zhǔn)

12、麻花鉆、絲錐、鉸刀、拉刀、成形車刀、成形銑刀和齒輪刀準(zhǔn)麻花鉆、絲錐、鉸刀、拉刀、成形車刀、成形銑刀和齒輪刀具等。具等。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 課題引入中的例子由于要求切削速度為課題引入中的例子由于要求切削速度為70m/min70m/min，所以不適，所以不適宜采用工具鋼宜采用工具鋼( (包括普通高速鋼包括普通高速鋼) )作為刀具材料。當(dāng)然，若采用作為刀具材料。當(dāng)然，若采用高性能高速鋼等則應(yīng)另當(dāng)別論。高性能高速鋼等則應(yīng)另當(dāng)別論。 【知識鏈接知識鏈接】 高速鋼高速鋼(HSS)(HSS)是一種加入了較多的是一種加入了較多的鎢鎢、鉻鉻、釩釩、鉬鉬等合金元素的高合金工具鋼；根據(jù)化學(xué)

13、成分可分為等合金元素的高合金工具鋼；根據(jù)化學(xué)成分可分為鎢系鎢系、鎢鎢鉬系鉬系及及鉬系鉬系高速鋼；根據(jù)制造方法可分為高速鋼；根據(jù)制造方法可分為熔煉高速鋼熔煉高速鋼和和粉末冶粉末冶金金高速鋼。因其強(qiáng)度和韌性在現(xiàn)有刀具材料中最高，并且制造高速鋼。因其強(qiáng)度和韌性在現(xiàn)有刀具材料中最高，并且制造工藝簡單，容易刃磨出鋒利的切削刃，鍛造、熱處理變形小，工藝簡單，容易刃磨出鋒利的切削刃，鍛造、熱處理變形小，所以有著良好的綜合性能。所以有著良好的綜合性能。高速鋼按其用途和切削性能可分為高速鋼按其用途和切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。普通高速鋼和高性能高速鋼。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 高

14、性能高速鋼是在普通高速鋼成分中添加碳、釩、鈷、鋁高性能高速鋼是在普通高速鋼成分中添加碳、釩、鈷、鋁等合金元素后而形成的，由于進(jìn)一步提高了材料的耐熱性，其等合金元素后而形成的，由于進(jìn)一步提高了材料的耐熱性，其使用壽命約為普通高速鋼的使用壽命約為普通高速鋼的1.531.53倍，并能用于切削加工不銹鋼、倍，并能用于切削加工不銹鋼、耐熱鋼、鈦合金及高強(qiáng)度鋼等難加工材料。耐熱鋼、鈦合金及高強(qiáng)度鋼等難加工材料。我國推廣使用的高我國推廣使用的高性能高速鋼牌號是性能高速鋼牌號是W6Mo5Cr4V2A1W6Mo5Cr4V2A1。隨著粉末冶金高速鋼的出現(xiàn)，隨著粉末冶金高速鋼的出現(xiàn)，清除了碳化物的偏析現(xiàn)象，大大改善

15、了高速鋼的物理、力學(xué)性清除了碳化物的偏析現(xiàn)象，大大改善了高速鋼的物理、力學(xué)性能和工藝性能，特別適用于制造切削難加工材料的形狀復(fù)雜的能和工藝性能，特別適用于制造切削難加工材料的形狀復(fù)雜的刀具。另外，高速鋼的表面處理與涂層技術(shù)的采用，大大提高刀具。另外，高速鋼的表面處理與涂層技術(shù)的采用，大大提高了刀具的耐磨性和使用壽命。了刀具的耐磨性和使用壽命。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 (2) (2) 高速切削時(shí)的刀具材料。高速度、高精度一直是切削加高速切削時(shí)的刀具材料。高速度、高精度一直是切削加工追求的目標(biāo)。硬質(zhì)合金刀具材料因其具有較高的耐熱性工追求的目標(biāo)。硬質(zhì)合金刀具材料因其具有較高的耐熱

16、性( (耐熱耐熱溫度達(dá)溫度達(dá)8001 000)8001 000)、較高的切削速度、較高的切削速度( (為高速鋼的為高速鋼的410410倍，切倍，切削中碳鋼時(shí)可達(dá)削中碳鋼時(shí)可達(dá)100m/min100m/min以上以上) )，在生產(chǎn)實(shí)際中得到了普遍的應(yīng)，在生產(chǎn)實(shí)際中得到了普遍的應(yīng)用，已成為主要的刀具材料。根據(jù)用，已成為主要的刀具材料。根據(jù)GB/T18376.12001GB/T18376.12001，常用的，常用的硬質(zhì)合金分為硬質(zhì)合金分為3 3類，其牌號及用途見表類，其牌號及用途見表1-21-2。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用表表1-2 1-2 常用硬質(zhì)合金的牌號及用途常用硬質(zhì)合金的牌

17、號及用途 高溫合金、高錳鋼和不銹鋼等難加工材料高溫合金、高錳鋼和不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的粗加工和半精加工粗加工和半精加工YW2YW2M20M20 高溫合金、高錳鋼和不銹鋼等難加工材料高溫合金、高錳鋼和不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工、精加工半精加工、精加工YWlYWlM10M10M M類類 鎢釷鉭鎢釷鉭( (鈮鈮) )鈷類鈷類 鑄鐵、有色金屬及其合金的精加工、半精加鑄鐵、有色金屬及其合金的精加工、半精加工，不能承受沖擊載荷工，不能承受沖擊載荷YG3YG3K10K1

18、0鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和粗加工鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和粗加工YG6YG6K20K20 鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬材料的粗鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬材料的粗加工，也可用于斷續(xù)切削加工，也可用于斷續(xù)切削YG8YG8K30K30K K類類( (鎢鈷類鎢鈷類) )碳素鋼、合金鋼的精加工碳素鋼、合金鋼的精加工YT30YT30P01P01 碳素鋼、合金鋼在連續(xù)切削時(shí)的粗加工、半碳素鋼、合金鋼在連續(xù)切削時(shí)的粗加工、半 精加工，亦可用于斷續(xù)切削時(shí)精加工精加工，亦可用于斷續(xù)切削時(shí)精加工YTl5YTl5P10P10碳素鋼、合金鋼的粗加工，可用于斷續(xù)切削碳素鋼、合金鋼的粗加工，可用于斷

19、續(xù)切削YT5YT5P30P30P P類類( (鎢鈦鈷類鎢鈦鈷類) )主要用途主要用途相近舊牌號相近舊牌號牌號牌號種類種類課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 【知識鏈接知識鏈接】 硬質(zhì)合金是將高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物硬質(zhì)合金是將高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物粉末，用鈷等金屬作為粘結(jié)劑在高溫下壓制、燒結(jié)而成的粉末粉末，用鈷等金屬作為粘結(jié)劑在高溫下壓制、燒結(jié)而成的粉末冶金制品。硬質(zhì)合金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為冶金制品。硬質(zhì)合金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%95%85%95%的碳化鎢，其余的為的碳化鎢，其余的為用來粘結(jié)碳化鎢粉末的鈷黏合劑。硬質(zhì)合金的性能取決于碳化用來粘結(jié)碳化鎢粉末的鈷黏合劑。硬質(zhì)合金的性能取決于碳化

20、物物( (也稱硬質(zhì)相也稱硬質(zhì)相) )和粘結(jié)劑和粘結(jié)劑( (也稱粘結(jié)相也稱粘結(jié)相) )的比例。碳化物的多少的比例。碳化物的多少?zèng)Q定了硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性；粘結(jié)劑的多少?zèng)Q定了硬質(zhì)合決定了硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性；粘結(jié)劑的多少?zèng)Q定了硬質(zhì)合金的強(qiáng)度。含碳化物多，適用于精加工，含粘結(jié)劑多，適用于金的強(qiáng)度。含碳化物多，適用于精加工，含粘結(jié)劑多，適用于粗加工。粗加工。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 1. P 1. P類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金 相當(dāng)于我國原鎢鈦鈷類相當(dāng)于我國原鎢鈦鈷類(YT)(YT)硬質(zhì)合金，主要成分為硬質(zhì)合金，主要成分為WC+TiC+CoWC+TiC+Co。常用牌號有常用牌號有P0

21、1P01、P10P10、P20P20、P30P30、P40P40。YTYT代號后的數(shù)字為該牌代號后的數(shù)字為該牌號合金含號合金含TiCTiC的百分?jǐn)?shù)。的百分?jǐn)?shù)。P P類硬質(zhì)合金具有很高的硬度、較高的耐類硬質(zhì)合金具有很高的硬度、較高的耐熱性、較好的耐磨性，主要用于加工長切屑的黑色金屬，用藍(lán)色熱性、較好的耐磨性，主要用于加工長切屑的黑色金屬，用藍(lán)色作標(biāo)志。其中，作標(biāo)志。其中，P01P01適合精加工，適合精加工，P10P10、P20P20適合半精加工，適合半精加工，P30P30、P40P40適合粗加工。特別需要指出的是，適合粗加工。特別需要指出的是，P P類硬質(zhì)合金不適宜切削含類硬質(zhì)合金不適宜切削含T

22、iTi元素的不銹鋼和鈦合金。這是因?yàn)榈毒吆凸ぜ械脑氐牟讳P鋼和鈦合金。這是因?yàn)榈毒吆凸ぜ械腡iTi元素之間元素之間的親和作用會(huì)加劇刀具的磨損。的親和作用會(huì)加劇刀具的磨損。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 【知識鏈接知識鏈接】 各類硬質(zhì)合金牌號中的數(shù)字越大，各類硬質(zhì)合金牌號中的數(shù)字越大，CoCo的含量的含量越多，韌性越好，適用于粗加工；如果碳化物的含量越多，則越多，韌性越好，適用于粗加工；如果碳化物的含量越多，則熱硬性越高，韌性越差，適用于精加工。熱硬性越高，韌性越差，適用于精加工。 課題引入中的例子要求精加工一個(gè)課題引入中的例子要求精加工一個(gè)4545鋼零件，且切削速度鋼零件，且

23、切削速度為為70m/min70m/min。因?yàn)槠湟蟾咚佘囅?，所以選擇硬質(zhì)合金作刀具材。因?yàn)槠湟蟾咚佘囅?，所以選擇硬質(zhì)合金作刀具材料較為適宜。又由于工件材料為料較為適宜。又由于工件材料為4545鋼，所以最好選擇鋼，所以最好選擇P P類硬質(zhì)合類硬質(zhì)合金作為刀具材料?？紤]到精加工對刀具材料的耐磨性要求較高，金作為刀具材料。考慮到精加工對刀具材料的耐磨性要求較高，所以最終刀具牌號選擇耐磨性較好的所以最終刀具牌號選擇耐磨性較好的P01P01。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 如果要求車削的零件材料為如果要求車削的零件材料為Crl8Ni9TiCrl8Ni9Ti的不銹鋼，又該如何的不銹鋼，又

24、該如何選擇刀具材料呢？我們知道，選擇刀具材料呢？我們知道，Crl8Ni9TiCrl8Ni9Ti不銹鋼為塑性材料，從不銹鋼為塑性材料，從表面上看可以選擇表面上看可以選擇P P類硬質(zhì)合金作為刀具材料，但稍加思考就會(huì)類硬質(zhì)合金作為刀具材料，但稍加思考就會(huì)發(fā)現(xiàn)，該零件材料是含有發(fā)現(xiàn)，該零件材料是含有TiTi元素的不銹鋼，若采用元素的不銹鋼，若采用P P類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金材料刀具進(jìn)行加工，會(huì)因粘結(jié)而加劇刀具磨損，使工件表面變材料刀具進(jìn)行加工，會(huì)因粘結(jié)而加劇刀具磨損，使工件表面變得粗糙。所以，選用得粗糙。所以，選用K K類硬質(zhì)合金作為刀具材料比較合理。類硬質(zhì)合金作為刀具材料比較合理。課題課題1 1 刀具

25、材料的選用刀具材料的選用 2. K2. K類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金 相當(dāng)于我國原鎢鈷類相當(dāng)于我國原鎢鈷類(YG)(YG)硬質(zhì)合金，主要成分為硬質(zhì)合金，主要成分為WC+CoWC+Co。常。常用牌號有用牌號有K01K01、K10K10、K20K20、K30K30、K40K40。YGYG代號后的數(shù)字為該牌號代號后的數(shù)字為該牌號合金含鈷量的百分?jǐn)?shù)。合金含鈷量的百分?jǐn)?shù)。K K類硬質(zhì)合金主要用于加工短切屑類硬質(zhì)合金主要用于加工短切屑( (崩碎狀崩碎狀) )的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，以及含的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，以及含TiTi元素的不銹鋼，元素的不銹鋼，用紅色作標(biāo)志。用紅色作標(biāo)志。課題課題1

26、1 刀具材料的選用刀具材料的選用 【例例1-11-1】 現(xiàn)要求以現(xiàn)要求以50m/min50m/min的切削速度粗加工一鑄鐵件，的切削速度粗加工一鑄鐵件，試選擇恰當(dāng)?shù)牡毒吲铺?。試選擇恰當(dāng)?shù)牡毒吲铺枴?解：一般情況下，加工鑄鐵零件可以選用普通高速鋼或硬解：一般情況下，加工鑄鐵零件可以選用普通高速鋼或硬質(zhì)合金中的質(zhì)合金中的K K類作為刀具材料。但是，由于切削速度高于類作為刀具材料。但是，由于切削速度高于30m/min30m/min，故不適宜采用普通高速鋼作為刀具材料，選擇硬質(zhì)合，故不適宜采用普通高速鋼作為刀具材料，選擇硬質(zhì)合金刀具材料較為合適。又因?yàn)槭谴旨庸?，考慮到粗加工對刀具金刀具材料較為合適。又

27、因?yàn)槭谴旨庸ぃ紤]到粗加工對刀具強(qiáng)度要求較高，所以最終選擇牌號為強(qiáng)度要求較高，所以最終選擇牌號為K30K30的硬質(zhì)合金作為刀具材的硬質(zhì)合金作為刀具材料。料。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 3. M 3. M類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金 相當(dāng)于我國原鎢鈦鉭相當(dāng)于我國原鎢鈦鉭( (鈮鈮) )鈷類鈷類(YW)(YW)硬質(zhì)合金，主要成分為硬質(zhì)合金，主要成分為WC+TiC+TaC(NbC)+CoWC+TiC+TaC(NbC)+Co。常用牌號有。常用牌號有M10M10、M20M20、M30M30、M40M40。M M類硬類硬質(zhì)合金主要用于加工黑色金屬和有色金屬，用黃色作標(biāo)志。其中，質(zhì)合金主要用于加工

28、黑色金屬和有色金屬，用黃色作標(biāo)志。其中，精加工可用精加工可用M10M10，半精加工可用，半精加工可用M20M20，粗加工可用，粗加工可用M30M30。 該類硬質(zhì)合金具有高的耐熱性和高溫硬度，能用來切削鋼或該類硬質(zhì)合金具有高的耐熱性和高溫硬度，能用來切削鋼或鑄鐵，所以又稱通用硬質(zhì)合金。鑄鐵，所以又稱通用硬質(zhì)合金。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用( (二二) ) 刀具材料應(yīng)具備的性能刀具材料應(yīng)具備的性能一般來說，金屬切削刀具常用于極其惡劣的工作條件，一般來說，金屬切削刀具常用于極其惡劣的工作條件，刀具在切削過程中通常要承受較大的切削力、較高的切削溫度、刀具在切削過程中通常要承受較大的切

29、削力、較高的切削溫度、劇烈的摩擦及沖擊振動(dòng)，所以很容易造成磨損或損壞。要?jiǎng)偃蝿×业哪Σ良皼_擊振動(dòng)，所以很容易造成磨損或損壞。要?jiǎng)偃吻邢骷庸?，刀具材料必須具備相?yīng)的性能。切削加工，刀具材料必須具備相應(yīng)的性能。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 1. 1. 足夠的硬度和耐磨性足夠的硬度和耐磨性 刀具材料的硬度必須刀具材料的硬度必須高于高于被加工材料的硬度才能切下金屬，被加工材料的硬度才能切下金屬，這是刀具材料必須具備的基本性能，通常要求常溫下刀具材料硬這是刀具材料必須具備的基本性能，通常要求常溫下刀具材料硬度在度在60HRC60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削條以上。刀

30、具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削條件較復(fù)雜，材料的耐磨性還取決于它的化學(xué)成分和金相組織的穩(wěn)件較復(fù)雜，材料的耐磨性還取決于它的化學(xué)成分和金相組織的穩(wěn)定性。定性。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 2. 2. 足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性 強(qiáng)度強(qiáng)度是指刀具抵抗切削力的作用而不至于刀刃崩碎或刀桿折是指刀具抵抗切削力的作用而不至于刀刃崩碎或刀桿折斷所應(yīng)具備的性能，一般用斷所應(yīng)具備的性能，一般用抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度來表示。來表示。沖擊韌性沖擊韌性是指刀具是指刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力。一般材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力。一般來說，硬度

31、越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對來說，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵問題。矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵問題。 3. 3. 高的耐熱性高的耐熱性 耐熱性又稱紅硬性，是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨耐熱性又稱紅硬性，是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度、抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力。耐熱性是衡量刀具性、強(qiáng)度、抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力。耐熱性是衡量刀具材料切削性能的主要指標(biāo)。刀具材料的耐熱性越好，高溫硬度越材料切削性能的主要指標(biāo)。刀具材料的耐熱性越好，高溫硬度越高，允許的切削速度就越高。高，允許的切削速度就越高

32、。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 4. 4. 良好的導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱性 能降低切削溫度，減輕刀具磨損。能降低切削溫度，減輕刀具磨損。 【知識鏈接知識鏈接】 常用刀具材料的耐熱溫度如下：碳素工具鋼常用刀具材料的耐熱溫度如下：碳素工具鋼200250200250，合金工具鋼，合金工具鋼300400300400，普通高速鋼，普通高速鋼600700600700，硬，硬質(zhì)合金質(zhì)合金8001 0008001 000。 5. 5. 工藝性和經(jīng)濟(jì)性工藝性和經(jīng)濟(jì)性 為了便于刀具的制造，刀具材料還應(yīng)具有良好的工藝性，如為了便于刀具的制造，刀具材料還應(yīng)具有良好的工藝性，如鍛造、熱處理及磨削加工性能等。當(dāng)

33、然在選用刀具材料時(shí)還應(yīng)綜鍛造、熱處理及磨削加工性能等。當(dāng)然在選用刀具材料時(shí)還應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性。目前，超硬材料及涂層刀具材料費(fèi)用較高，不過合考慮經(jīng)濟(jì)性。目前，超硬材料及涂層刀具材料費(fèi)用較高，不過其使用壽命很長，在成批生產(chǎn)中，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件中的費(fèi)用反而其使用壽命很長，在成批生產(chǎn)中，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件中的費(fèi)用反而有所降低。因此，在選用時(shí)一定要綜合考慮。有所降低。因此，在選用時(shí)一定要綜合考慮。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 ( (三三) ) 其他刀具材料其他刀具材料 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的刀具材料層出不窮，應(yīng)充分重視隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的刀具材料層出不窮，應(yīng)充分重視新型刀具材料的應(yīng)用。這

34、些材料包括陶瓷、人造金剛石和立方氮新型刀具材料的應(yīng)用。這些材料包括陶瓷、人造金剛石和立方氮化硼等?；鸬?。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 1. 1. 陶瓷陶瓷 陶瓷是一種快速發(fā)展的刀具材料，陶瓷刀具主要成分是陶瓷是一種快速發(fā)展的刀具材料，陶瓷刀具主要成分是氧化氧化鋁鋁，一些制造廠商還加入了，一些制造廠商還加入了10%10%或更少的鈦、鎂或者鉻的氧化物，或更少的鈦、鎂或者鉻的氧化物，刀具材料在超過刀具材料在超過2.82.810107 7PaPa的壓強(qiáng)下成型，在溫度高達(dá)的壓強(qiáng)下成型，在溫度高達(dá)1 6491 649時(shí)燒結(jié)，因此時(shí)燒結(jié)，因此具有較高的硬度和密度具有較高的硬度和密度。它比硬

35、質(zhì)合金刀具有更高。它比硬質(zhì)合金刀具有更高的硬度、耐磨性、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和抗粘結(jié)性能。由于陶瓷的硬度、耐磨性、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和抗粘結(jié)性能。由于陶瓷材料刀具的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性差，對沖擊非常敏感，故材料刀具的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性差，對沖擊非常敏感，故不適用不適用于斷續(xù)切削和重切削加工于斷續(xù)切削和重切削加工。主要應(yīng)用于高硬度材料工件的半精車、主要應(yīng)用于高硬度材料工件的半精車、精車，或用于低硬度、高韌性材料工件的加工。我國研制的牌號精車，或用于低硬度、高韌性材料工件的加工。我國研制的牌號有有AMAM、AMFAMF復(fù)合陶瓷刀片。復(fù)合陶瓷刀片。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 2. 2.

36、 人造金剛石人造金剛石 人造金剛石又稱為聚晶金剛石，聚晶金剛石刀具是由一層隨人造金剛石又稱為聚晶金剛石，聚晶金剛石刀具是由一層隨機(jī)取向的人造金剛石晶體涂層通過硬釬焊與碳化鎢刀頭粘結(jié)而成。機(jī)取向的人造金剛石晶體涂層通過硬釬焊與碳化鎢刀頭粘結(jié)而成。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 它具有極高的硬度和耐磨性，非常高的導(dǎo)熱性和很低的熱膨它具有極高的硬度和耐磨性，非常高的導(dǎo)熱性和很低的熱膨脹系數(shù)，切削刃非常鋒利，刃面粗糙度很小，摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)。脹系數(shù)，切削刃非常鋒利，刃面粗糙度很小，摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 應(yīng)用：應(yīng)用： 金剛石刀具是目前高速切削金剛石刀具是目前高速切削(2 500

37、5 000m/min)(2 5005 000m/min)鋁合金較理鋁合金較理想的刀具材料。由于碳對鐵的親和作用，特別是在高溫下，金剛想的刀具材料。由于碳對鐵的親和作用，特別是在高溫下，金剛石能與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它石能與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它不適宜不適宜于切削鐵及其合金工件。于切削鐵及其合金工件。金剛石刀具金剛石刀具主要適合于主要適合于非鐵合金的高精度加工，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于非鐵合金的高精度加工，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于制造加工高硬度、高耐磨的機(jī)械密封件的精密磨削用砂輪。近來制造加工高硬度、高耐磨的機(jī)械密封件的精密磨削用砂輪。近來研制成的復(fù)合人造金剛石刀片，則是在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)上一研制成的復(fù)合人造金剛

38、石刀片，則是在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)上一層約層約0.5 mm0.5 mm的金剛石制作而成的，是金剛石刀具的一種發(fā)展方向。的金剛石制作而成的，是金剛石刀具的一種發(fā)展方向。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 3. 3. 立方氮化硼立方氮化硼(CBN)(CBN) 特點(diǎn)：立方氮化硼有很高的硬度特點(diǎn)：立方氮化硼有很高的硬度( (僅次于金剛石僅次于金剛石) )和耐熱性和耐熱性(1 (1 3001 500)3001 500)，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性( (遠(yuǎn)優(yōu)于金剛石遠(yuǎn)優(yōu)于金剛石) )和導(dǎo)熱性，和導(dǎo)熱性，低的摩擦系數(shù)。低的摩擦系數(shù)。 應(yīng)用：應(yīng)用： 立方氮化硼與鐵族元素親和性很低，所以它是高速

39、切削黑立方氮化硼與鐵族元素親和性很低，所以它是高速切削黑色金屬、加工淬硬鋼及高溫合金等難加工材料較理想的刀具材色金屬、加工淬硬鋼及高溫合金等難加工材料較理想的刀具材料。料。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 練習(xí)與思考練習(xí)與思考1 1精加工鑄鐵工件采用什么牌號的刀具材料比較合適？精加工鑄鐵工件采用什么牌號的刀具材料比較合適？2 2為什么加工含鈦不銹鋼工件采用為什么加工含鈦不銹鋼工件采用K K類硬質(zhì)合金刀具更合類硬質(zhì)合金刀具更合理？理？3 3為什么不可忽視刀具材料必須具備的性能？為什么不可忽視刀具材料必須具備的性能？ 課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)

40、和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 一、課題引入一、課題引入 二、課題分析二、課題分析 知識點(diǎn)知識點(diǎn)切削運(yùn)動(dòng)、切削用量的概念。切削運(yùn)動(dòng)、切削用量的概念。切削用量三要素及其計(jì)算。切削用量三要素及其計(jì)算。切削用量的選擇。切削用量的選擇。技能點(diǎn)技能點(diǎn)掌握切削加工的基本概念以及切削用量的計(jì)算。掌握切削加工的基本概念以及切削用量的計(jì)算。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量一、課題引入一、課題引入 在上一個(gè)課題中，我們學(xué)習(xí)了如何選擇刀具材料，如果下在上一個(gè)課題中，我們學(xué)習(xí)了如何選擇刀具材料，如果下一步著手車削外圓，準(zhǔn)備以一步著手車削外圓，準(zhǔn)備以40m/min40m/min的速度，將外圓尺寸由的速

41、度，將外圓尺寸由 50mm50mm車削到車削到 45mm45mm。那么，車削時(shí)需要哪些運(yùn)動(dòng)？加工表面能。那么，車削時(shí)需要哪些運(yùn)動(dòng)？加工表面能否一次走刀加工完成呢？刀具移動(dòng)的速度和主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度又否一次走刀加工完成呢？刀具移動(dòng)的速度和主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度又該怎樣選擇和計(jì)算呢？該怎樣選擇和計(jì)算呢？課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量二、課題分析二、課題分析 要完成相應(yīng)零件表面的加工，首先，離不開機(jī)床和刀具之要完成相應(yīng)零件表面的加工，首先，離不開機(jī)床和刀具之間的相對運(yùn)動(dòng)，如車削外圓時(shí)需要車床主軸間的相對運(yùn)動(dòng)，如車削外圓時(shí)需要車床主軸( (工件工件) )的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的縱向和刀具

42、的縱向( (軸向軸向) )移動(dòng)；其次，在切削加工前，必須根據(jù)加移動(dòng)；其次，在切削加工前，必須根據(jù)加工階段的不同，合理確定和計(jì)算切削運(yùn)動(dòng)參數(shù)工階段的不同，合理確定和計(jì)算切削運(yùn)動(dòng)參數(shù)( (切削用量切削用量) )的大的大小小. .課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 其原因是：一方面，切削運(yùn)動(dòng)參數(shù)是切削加工前操作者調(diào)其原因是：一方面，切削運(yùn)動(dòng)參數(shù)是切削加工前操作者調(diào)整機(jī)床的依據(jù)，例如，在車削加工前通常需要調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速整機(jī)床的依據(jù)，例如，在車削加工前通常需要調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速等；另一方面，切削運(yùn)動(dòng)參數(shù)的合理與否還影響著切削加工效等；另一方面，切削運(yùn)動(dòng)參數(shù)的合理與否還影響著切削加工效率、零

43、件加工精度和加工成本，例如，粗加工時(shí)如果切削運(yùn)動(dòng)率、零件加工精度和加工成本，例如，粗加工時(shí)如果切削運(yùn)動(dòng)速度過高，加工材料切除量過大等都會(huì)給加工帶來極為不利的速度過高，加工材料切除量過大等都會(huì)給加工帶來極為不利的影響，輕則加快刀具磨損，重則引起加工振動(dòng)甚至崩刃、斷刀，影響，輕則加快刀具磨損，重則引起加工振動(dòng)甚至崩刃、斷刀，總之，加工效率低下，加工成本提高?？傊庸ば实拖?，加工成本提高。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 下面就來學(xué)習(xí)切削運(yùn)動(dòng)和切削用量三要素的有關(guān)內(nèi)容。下面就來學(xué)習(xí)切削運(yùn)動(dòng)和切削用量三要素的有關(guān)內(nèi)容。 ( (一一) ) 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)

44、給運(yùn)動(dòng)。如圖切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。如圖l-2l-2所示，車削外圓所示，車削外圓時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，刀具的軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，刀具的軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量圖圖1-2 1-2 外圓切削外圓切削課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 1. 1. 主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)c c 主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是指直接切除工件上多余材料是指直接切除工件上多余材料( (切削層切削層) )，使之轉(zhuǎn)變?yōu)椋怪D(zhuǎn)變?yōu)榍行?，以形成工件新表面的運(yùn)動(dòng)。金屬切削過程中，無論哪種切屑，以形成工件新表面的運(yùn)動(dòng)。金屬切削過程中，無論哪種切削運(yùn)動(dòng)，主

45、運(yùn)動(dòng)只有一種，且它的速度通常較高，功率消耗切削運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)只有一種，且它的速度通常較高，功率消耗也較大，約占功率總消耗的也較大，約占功率總消耗的90%90%。主運(yùn)動(dòng)可以由工件完成，如車。主運(yùn)動(dòng)可以由工件完成，如車削加工時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；也可以由刀具完成，如銑削、鉆削削加工時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；也可以由刀具完成，如銑削、鉆削加工中的銑刀、鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。加工中的銑刀、鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 2. 2. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f f 使新的切削層不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使新的切削層不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)中，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)中，

46、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)( (如鉆削加工時(shí)如鉆削加工時(shí)) )或多個(gè)或多個(gè)( (如磨削加工時(shí)如磨削加工時(shí)) )，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)通常速度較低、功率消耗較小，可以是連續(xù)的，也可以進(jìn)給運(yùn)動(dòng)通常速度較低、功率消耗較小，可以是連續(xù)的，也可以是間斷的。例如，車削外圓時(shí)，縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，橫向進(jìn)是間斷的。例如，車削外圓時(shí)，縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是間斷的，刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)僅消耗切削總功率的給運(yùn)動(dòng)是間斷的，刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)僅消耗切削總功率的10%10%左右。左右。 3. 3. 合成切削運(yùn)動(dòng)合成切削運(yùn)動(dòng)e e 合成切削運(yùn)動(dòng)是由主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)。刀具切削合成切削運(yùn)動(dòng)是由主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)。刀具切削刃上選

47、定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)合成運(yùn)動(dòng)方向稱為合成切削運(yùn)動(dòng)方刃上選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)合成運(yùn)動(dòng)方向稱為合成切削運(yùn)動(dòng)方向，其速度稱為合成切削速度。向，其速度稱為合成切削速度。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 【知識鏈接知識鏈接】 切削過程中，隨著切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，在工件上形成了切削過程中，隨著切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，在工件上形成了3 3個(gè)個(gè)不斷變化著的表面不斷變化著的表面( (如圖如圖1-2(a)1-2(a)所示所示) )。它們是已加工表面、待加工表面和加。它們是已加工表面、待加工表面和加工表面工表面( (也稱過渡表面也稱過渡表面) )。工件上即將被切去金屬層的表面稱為待加工表面；。工件上即將被

48、切去金屬層的表面稱為待加工表面；工件上經(jīng)刀具切除多余金屬后形成的新表面稱為已加工表面；工件上由切削工件上經(jīng)刀具切除多余金屬后形成的新表面稱為已加工表面；工件上由切削刃正在切削的表面稱為加工表面。刃正在切削的表面稱為加工表面。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 ( (二二) ) 切削用量三要素切削用量三要素 我們已經(jīng)知道，切削加工中必須考慮我們已經(jīng)知道，切削加工中必須考慮切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)的大小，以滿的大小，以滿足切削加工生產(chǎn)率、工件的加工質(zhì)量和切削加工的經(jīng)濟(jì)性等方面足切削加工生產(chǎn)率、工件的加工質(zhì)量和切削加工的經(jīng)濟(jì)性等方面的要求。用來表征切削運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)稱為的要求。用來表征切削

49、運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)稱為切削用量切削用量，它也是金，它也是金屬切削加工之前操作者調(diào)整機(jī)床的依據(jù)。一般來說，切削用量包屬切削加工之前操作者調(diào)整機(jī)床的依據(jù)。一般來說，切削用量包括括切削速度切削速度、背吃刀量背吃刀量和和進(jìn)給量進(jìn)給量3 3個(gè)要素。個(gè)要素。 1. 1. 切削速度切削速度 主運(yùn)動(dòng)的線速度稱為切削速度，它是用來表示主運(yùn)動(dòng)大小的主運(yùn)動(dòng)的線速度稱為切削速度，它是用來表示主運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)。車削時(shí)的切削速度如下所示。參數(shù)。車削時(shí)的切削速度如下所示。 c1000dn課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量(1-1) (1-1) 式中式中 c c切削速度，切削速度，m/minm/min；n n主

50、軸主軸( (工件工件) )每分鐘轉(zhuǎn)速，每分鐘轉(zhuǎn)速，r/minr/min；d d工件或刀具的最大直徑，工件或刀具的最大直徑，mmmm； 提示：計(jì)算時(shí)，應(yīng)以最大的切削速度為準(zhǔn)。如車削時(shí)以待加提示：計(jì)算時(shí)，應(yīng)以最大的切削速度為準(zhǔn)。如車削時(shí)以待加工表面直徑的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速一定時(shí)，切削刃上各點(diǎn)工表面直徑的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速一定時(shí)，切削刃上各點(diǎn)的切削速度不同，此處速度最大，刀具磨損最快。的切削速度不同，此處速度最大，刀具磨損最快。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 【知識鏈接知識鏈接】 對于主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的切削加工方式均按對于主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的切削加工方式均按公式公式(

51、1-1)(1-1)計(jì)算計(jì)算c c，例如磨削、鉆削、銑削和鏜削等。它們的，例如磨削、鉆削、銑削和鏜削等。它們的區(qū)別在于區(qū)別在于 的意義不同。其中，磨削、鉆削、銑削時(shí)的意義不同。其中，磨削、鉆削、銑削時(shí) 為刀為刀具直徑；鏜削時(shí)具直徑；鏜削時(shí) 工件直徑。工件直徑。( ( ：待加工工件直徑：待加工工件直徑) ) 【例例1-21-2】 如圖如圖1-31-3所示，在車床上車削工件，已知主軸轉(zhuǎn)所示，在車床上車削工件，已知主軸轉(zhuǎn)速為速為450r/min450r/min， =60mm=60mm，已加工表面直徑，已加工表面直徑 =50mm=50mm，切削速度，切削速度為多少？為多少？解：由于解：由于 =60mm=

52、60mm，n n=450r/min=450r/min所以所以 c3.146045084.78m / min10001000dn課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量wdwdwdwdwdmdwd 【知識鏈接知識鏈接】 對于上例，若工件直徑為對于上例，若工件直徑為 80mm80mm，車床主軸，車床主軸轉(zhuǎn)速仍選擇為轉(zhuǎn)速仍選擇為450r/min450r/min，則此時(shí)的切削速度為，則此時(shí)的切削速度為113.04m/min113.04m/min。不難看出，在相同轉(zhuǎn)速下，加工表面直徑越大，切削速度越大，不難看出，在相同轉(zhuǎn)速下，加工表面直徑越大，切削速度越大，若要保證相同的切削速度，加工大直徑

53、工件時(shí)，應(yīng)選用比較低若要保證相同的切削速度，加工大直徑工件時(shí)，應(yīng)選用比較低的主軸轉(zhuǎn)速。的主軸轉(zhuǎn)速。 在實(shí)際工作中，往往是已知工件直徑在實(shí)際工作中，往往是已知工件直徑( (或刀具直徑或刀具直徑) )和由加和由加工條件確定的切削速度計(jì)算車床工條件確定的切削速度計(jì)算車床( (或銑床等或銑床等) )主軸的轉(zhuǎn)速，本課主軸的轉(zhuǎn)速，本課題引入的實(shí)例就屬于這種情況，具體公式如下。題引入的實(shí)例就屬于這種情況，具體公式如下。c1000nd課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 總之，應(yīng)用切削速度公式總之，應(yīng)用切削速度公式(1-1)(1-1)可完成以下工作：確定可完成以下工作：確定切削切削速度速度和確

54、定和確定主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速，前者可用于檢驗(yàn)所選刀具材料是否符合，前者可用于檢驗(yàn)所選刀具材料是否符合加工的要求，后者則可作為調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的依據(jù)。加工的要求，后者則可作為調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的依據(jù)。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 2. 2. 進(jìn)給速度進(jìn)給速度 進(jìn)給速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對進(jìn)給速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對于工件的位移量，其計(jì)算公式如下所示。于工件的位移量，其計(jì)算公式如下所示。式中式中 v vf f進(jìn)給速度，進(jìn)給速度，mm/minmm/min；n n主軸每分鐘轉(zhuǎn)速，主軸每分鐘轉(zhuǎn)速，r/minr/min；f f進(jìn)給量，進(jìn)給量，m

55、m/rmm/r。 進(jìn)給量進(jìn)給量f f是指工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方是指工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對于工件的位移量。向上相對于工件的位移量。ffn課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量(1-2)(1-2) 3. 3. 背吃刀量背吃刀量 已加工表面和待加工表面間的垂直距離稱為背吃刀量，單已加工表面和待加工表面間的垂直距離稱為背吃刀量，單位為位為mmmm。車削時(shí)的計(jì)算公式如下所示。車削時(shí)的計(jì)算公式如下所示。 (1-3)(1-3)wmp2dda課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量式中式中 a ap p背吃刀量，背吃刀量，mmmm；d dw w

56、待加工表面直徑，待加工表面直徑，mmmm；d dm m已加工表面直徑，已加工表面直徑，mmmm。 【知識鏈接知識鏈接】 以上僅給出了外圓車削時(shí)的計(jì)算公式，以上僅給出了外圓車削時(shí)的計(jì)算公式， 內(nèi)孔內(nèi)孔車削時(shí)的背吃刀量為已加工表面直徑與待加工表面直徑之差的一車削時(shí)的背吃刀量為已加工表面直徑與待加工表面直徑之差的一半。半。 ( (三三) ) 切削用量的選擇切削用量的選擇 切削用量總的選擇原則是切削用量總的選擇原則是(1)(1)粗加工時(shí)，由于工件的尺寸精度粗加工時(shí)，由于工件的尺寸精度要求不高，工件的表面粗糙度允許較大，所以選擇時(shí)著重考慮如要求不高，工件的表面粗糙度允許較大，所以選擇時(shí)著重考慮如何發(fā)揮機(jī)

57、床和刀具的能力、減少機(jī)動(dòng)時(shí)間、提高生產(chǎn)率、提高刀何發(fā)揮機(jī)床和刀具的能力、減少機(jī)動(dòng)時(shí)間、提高生產(chǎn)率、提高刀具耐用度，具耐用度，選擇時(shí)應(yīng)選擇盡量大的背吃刀量、較大的進(jìn)給量、合選擇時(shí)應(yīng)選擇盡量大的背吃刀量、較大的進(jìn)給量、合適的切削速度適的切削速度。(2)(2)精加工以精加工以精度精度為主，首先選擇較小的背吃刀量，為主，首先選擇較小的背吃刀量，再選擇較小的進(jìn)給量，最后選擇較高再選擇較小的進(jìn)給量，最后選擇較高( (對于硬質(zhì)合金刀具對于硬質(zhì)合金刀具) )或較低或較低( (對于高速鋼刀具對于高速鋼刀具) )的切削速度。的切削速度。 一般選擇順序?yàn)椋合冗x擇背吃刀量，再選擇進(jìn)給量，最后選一般選擇順序?yàn)椋合冗x擇背

58、吃刀量，再選擇進(jìn)給量，最后選擇切削速度。擇切削速度。課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 1. 1. 背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇 背吃刀量應(yīng)根據(jù)背吃刀量應(yīng)根據(jù)機(jī)床機(jī)床、工件工件和和刀具刀具的剛度來確定，在剛度允的剛度來確定，在剛度允許的條件下，除留給下道工序的余量外，其余的材料盡可能一刀許的條件下，除留給下道工序的余量外，其余的材料盡可能一刀切除，這樣可以減少走刀次數(shù)、提高生產(chǎn)效率。在切除，這樣可以減少走刀次數(shù)、提高生產(chǎn)效率。在中等中等功率機(jī)床功率機(jī)床上粗加工的背吃刀量可達(dá)上粗加工的背吃刀量可達(dá)810mm810mm；半精半精加工時(shí)背吃刀量可取加工時(shí)背吃刀量可取0.52mm0.

59、52mm；精加工精加工時(shí)背吃刀量可取時(shí)背吃刀量可取0.10.4mm0.10.4mm。粗加工時(shí)，當(dāng)余量。粗加工時(shí)，當(dāng)余量太大或工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，所有余量太大或工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，所有余量( (A A) )可分兩次可分兩次( (或多次或多次) )切切除。具體安排如下所示：除。具體安排如下所示：第一次進(jìn)給的背吃刀量第一次進(jìn)給的背吃刀量a ap1p1為為a ap1p1=(2/3=(2/33/4)3/4)A A；第二次進(jìn)給的背吃刀量第二次進(jìn)給的背吃刀量a ap2p2為為a ap2p2=(1/3=(1/31/4)1/4)A A；課題課題2 2 切削運(yùn)動(dòng)和切削用量切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 2. 2. 進(jìn)給量的選

60、擇進(jìn)給量的選擇 (1)(1)當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的可選擇較高的進(jìn)給進(jìn)給速度。速度。一般在一般在100200mm/min100200mm/min范圍內(nèi)選取范圍內(nèi)選取；(2)(2)在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在速度，一般在2050mm/min2050mm/min范圍內(nèi)選取；范圍內(nèi)選取；(3)(3)當(dāng)加工精度、表面當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/mi