機(jī)械制造工藝學(xué)—工藝規(guī)程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)ppt課件

1、第一章第一章下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.4 1.4 切削參數(shù)及切削液的選擇切削參數(shù)及切削液的選擇1.5 1.5 常用工程資料常用工程資料上一頁上一頁 下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 金屬切削加工就是器具有一定幾何外形的刀具把工件毛坯上的一部分金屬資料統(tǒng)稱余量切除，獲得圖樣所要求的零件。在切削過程中，刀具和工件之間必需有相對(duì)的切削運(yùn)動(dòng)，因此，掌握切削運(yùn)動(dòng)、刀具幾何角度、切削用量和切削層參數(shù)等的根本定義，是學(xué)習(xí)本課程的根底。

2、本章主要以外圓車削為例來討論這些問題，但其定義也適于其它切削加工方法。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 1.1.1 1.1.1 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 金屬切削加工時(shí)，刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，金屬切削加工時(shí)，刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。稱為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。以圖以圖1-11-1所示車削外圓為例來研討切削運(yùn)動(dòng)。所示車削外圓為例來研討切削運(yùn)動(dòng)。圖1-1 切削運(yùn)動(dòng)和工件外表上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 1.1.1.1 1.1.1.

3、1 主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)是切削時(shí)的主要運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)可以由刀具完成主運(yùn)動(dòng)是切削時(shí)的主要運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)可以由刀具完成, ,也可以由工件完成，其運(yùn)動(dòng)方式通常為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)也可以由工件完成，其運(yùn)動(dòng)方式通常為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)動(dòng), , 如車削時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，銑削時(shí)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如車削時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，銑削時(shí)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，鉆削時(shí)鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。普通地講，主運(yùn)動(dòng)的速度最高，鉆削時(shí)鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。普通地講，主運(yùn)動(dòng)的速度最高，耗費(fèi)的功率也最大，主運(yùn)動(dòng)只需一個(gè)。耗費(fèi)的功率也最大，主運(yùn)動(dòng)只需一個(gè)。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 1.1.1.2 1.1.1

4、.2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是將被切削金屬層不斷地投入切削，以切除進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是將被切削金屬層不斷地投入切削，以切除工件外表上全部余量的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有一個(gè)或幾個(gè)。工件外表上全部余量的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有一個(gè)或幾個(gè)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由刀具或工件完成，如車削外圓時(shí)車刀平行于工進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由刀具或工件完成，如車削外圓時(shí)車刀平行于工件軸線的縱向運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方式普通有直線、旋轉(zhuǎn)或兩者件軸線的縱向運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方式普通有直線、旋轉(zhuǎn)或兩者的合成運(yùn)動(dòng)，它可以是延續(xù)的或斷續(xù)的，耗費(fèi)的功率也比的合成運(yùn)動(dòng)，它可以是延續(xù)的或斷續(xù)的，耗費(fèi)的功率也比主運(yùn)動(dòng)要小得多。主運(yùn)動(dòng)要小得多。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁 1.1.1.3

5、 1.1.1.3 工件外表工件外表 切削加工過程中，工件上有三個(gè)不斷變化著的外表，切削加工過程中，工件上有三個(gè)不斷變化著的外表，如圖如圖1-11-1所示。所示。 1 1已加工外表已加工外表 工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的外表。工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的外表。 2 2待加工外表待加工外表 工件上有待切除切削層的外表。工件上有待切除切削層的外表。 3 3過渡外表過渡外表 主切削刃正在加工的外表稱為過渡外主切削刃正在加工的外表稱為過渡外表，它是待加工外表與已加工外表的銜接外表。表，它是待加工外表與已加工外表的銜接外表。1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1

6、 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 1.1.2 1.1.2 切削要素切削要素 1.1.2.1 1.1.2.1 切削用量切削用量 它包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度三個(gè)要它包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度三個(gè)要素。素。 1 1切削速度切削速度 切削速度是刀具切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件切削速度是刀具切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的速度。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀具的主運(yùn)動(dòng)的速度。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀具或工件最大直徑處的切削速度，由下式確定或工件最大直徑處的切削速度，由下式確定 式中式中 v v 切削速度切削速度 或或 ； d d 完成主運(yùn)動(dòng)的刀具或工件的最大直完成主運(yùn)動(dòng)的刀具或工件的最大

7、直徑徑 ； n n 主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速 或或 。1000dnvminmm smmminrr s上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)如刨削，那么式中 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程速度 ； 主運(yùn)動(dòng)每秒或每分鐘的往復(fù)次數(shù) 或 。21000rLnv Lrnmmminstst s上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 2 進(jìn)給量 進(jìn)給量是工件或刀具的主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)或每一行程時(shí)，刀具切削刃相對(duì)工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的挪動(dòng)量。車削時(shí)的進(jìn)給量 是工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，切削刃沿進(jìn)給方向的挪動(dòng)量，單位為 ，其進(jìn)給速度

8、 為 式中 進(jìn)給速度 或 。 對(duì)于銑刀、鉸刀等多齒刀具，還規(guī)定每齒進(jìn)給量 ，即多齒刀具每轉(zhuǎn)或每行程中每齒相對(duì)于工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移，單位為 。ffmm rfvfvnffvminmmmm szf/mm z上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 3切削深度 切削深度是指待加工外表與已加工外表之間的垂直間隔。車削時(shí) 式中切削深度 ； 工件待加工外表直徑 ； 工件已加工外表直徑 。pa2wmpddapawdmdmmmmmm上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 1.1.2.2 切削層參數(shù) 切削時(shí)，沿進(jìn)

9、給運(yùn)動(dòng)方向挪動(dòng)一個(gè)進(jìn)給量所切除的金屬層稱為金屬切削層。經(jīng)過切削刃基點(diǎn)通常指主切削刃任務(wù)長度的中點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)方向的平面，稱為切削層尺寸平面。在切削層尺寸平面內(nèi)測定的切削層尺寸幾何參數(shù)那么稱為切削層尺寸平面要素?，F(xiàn)將各切削層參數(shù)的定義闡明如下：上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 1切削層公稱橫截面積 它是指在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實(shí)踐橫截面積，用 表示，即圖1-2中AMCD所包圍的面積。DADA圖1-2 車削時(shí)的切削層尺寸 上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 切削層公稱橫截面積

10、 可按下式計(jì)算 其中， 稱為殘留面積，它構(gòu)成了已加工外表實(shí)際外表粗糙度的幾何基形。 DADPABMPDDAa fAa fb hABMA上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.1 1.1 切削運(yùn)動(dòng)與切削要素切削運(yùn)動(dòng)與切削要素 2切削層公稱寬度 它是指在給定瞬間，在切削層尺寸平面內(nèi)，主切削刃截面上兩個(gè)極限點(diǎn)間的間隔。它大致反映了主切削刃參與切削任務(wù)的長度，對(duì)于直線主切削刃有以下近似關(guān)系DbsinPDrab 3切削層公稱厚度 它是指在同一瞬間的切削層橫截面積與其公稱切削層寬度之比。即DhDDDAhb上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.1 1.2.1 刀具的種

11、類刀具的種類 消費(fèi)中所運(yùn)用的刀具種類很多，按加工方式和詳消費(fèi)中所運(yùn)用的刀具種類很多，按加工方式和詳細(xì)用途分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀細(xì)用途分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動(dòng)線及數(shù)控機(jī)床刀具和磨具等幾大具、齒輪刀具、自動(dòng)線及數(shù)控機(jī)床刀具和磨具等幾大類型；按所用資料分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、類型；按所用資料分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼陶瓷刀具、立方氮化硼CBNCBN刀具和金剛石刀具等；刀具和金剛石刀具等；按構(gòu)造分為整體刀具、鑲片刀具、機(jī)夾刀具和復(fù)合刀按構(gòu)造分為整體刀具、鑲片刀具、機(jī)夾刀具和復(fù)合刀具等；按能否規(guī)范化分為規(guī)范刀具和非規(guī)范刀具

12、等。具等；按能否規(guī)范化分為規(guī)范刀具和非規(guī)范刀具等。常用刀具詳細(xì)的構(gòu)造、特點(diǎn)及運(yùn)用等將后續(xù)章節(jié)中引常用刀具詳細(xì)的構(gòu)造、特點(diǎn)及運(yùn)用等將后續(xù)章節(jié)中引見。見。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.2 1.2.2 刀具的幾何參數(shù)刀具的幾何參數(shù) 各種刀具的切削部分在切削中所起的作用都是一各種刀具的切削部分在切削中所起的作用都是一樣的，因此在構(gòu)造上它們有著許多共同的特征。其中樣的，因此在構(gòu)造上它們有著許多共同的特征。其中外圓車刀是最根本、最典型的切削刀具，其它各種刀外圓車刀是最根本、最典型的切削刀具，其它各種刀具都可看成是車刀的演化和組合，如圖具都可看成是車刀的演

13、化和組合，如圖1-31-3所示。這所示。這里以普通外圓車刀為例闡明刀具切削部分的組成，并里以普通外圓車刀為例闡明刀具切削部分的組成，并給出切削部分幾何角度的普通性定義。給出切削部分幾何角度的普通性定義。圖1-3 刀具的切削部分上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.2.1 刀具切削部分的組成 車刀由切削部分和刀柄組成。其中起切削作用的部分稱切削部分，夾持部分稱刀柄。圖1-4表示了普通外圓車刀的組成情況。圖1-4 車刀的組成部分及各部分稱號(hào)1-刀柄 2-主切削刃 3-主后刀面 4-切削部分 5-刀尖 6-副后刀面 7-副切削刃 8-前刀面SAASrA上一

14、頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 切削部分由不同刀面和切削刃構(gòu)成?，F(xiàn)分述如下： 1刀具外表 前刀面 刀具上切屑沿其流出的外表。 主后刀面 刀具上同前刀面相交構(gòu)成主切削刃的外表，也是切削過程中與過渡外表相對(duì)的刀具外表。 副后刀面 刀具上同前刀面相交構(gòu)成副切削刃的外表，也是切削過程中與已加工外表相對(duì)的刀具外表。rAAA上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 2切削刃及刀尖 主切削刃 刀具前刀面與主后刀面的交線。它承當(dāng)著主要的切削任務(wù)。 副切削刃 刀具前刀面與副后刀面的交線。它的一小部分也參與切削，主要起修光作用。 刀尖是主切削刃

15、與副切削刃的交點(diǎn)。實(shí)踐上刀尖是一段圓弧過渡刃。SA上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.2.2 1.2.2.2 刀具切削部分的幾何參數(shù)刀具切削部分的幾何參數(shù) 1 1丈量刀具角度的參考系丈量刀具角度的參考系 用于確定刀具幾何角度的參考系主要有兩大類，一類用于確定刀具幾何角度的參考系主要有兩大類，一類是用于定義刀具在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和丈量時(shí)刀具幾何角是用于定義刀具在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和丈量時(shí)刀具幾何角度的參考系，稱為刀具靜止參考系，在刀具靜止參考系中度的參考系，稱為刀具靜止參考系，在刀具靜止參考系中定義的刀具角度稱為刀具的標(biāo)注角度；另一類是規(guī)定刀具定義的刀

16、具角度稱為刀具的標(biāo)注角度；另一類是規(guī)定刀具在進(jìn)展切削加工時(shí)幾何參數(shù)的參考系，稱為刀具任務(wù)參考在進(jìn)展切削加工時(shí)幾何參數(shù)的參考系，稱為刀具任務(wù)參考系，該參考系思索了切削運(yùn)動(dòng)和實(shí)踐安裝情況對(duì)刀具幾何系，該參考系思索了切削運(yùn)動(dòng)和實(shí)踐安裝情況對(duì)刀具幾何角度的影響，在該參考系中定義和丈量的刀具角度稱為刀角度的影響，在該參考系中定義和丈量的刀具角度稱為刀具的任務(wù)角度。具的任務(wù)角度。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 2刀具靜止參考系及刀具標(biāo)注角度 刀具靜止參考系 刀具靜止參考系主要由以下基準(zhǔn)坐標(biāo)平面組成，如圖1-5所示。 圖1-5 刀具靜止參考系的基準(zhǔn)平面a正交平面與法

17、平面參考系 b假定進(jìn)給平面與背平面參考系1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 a 基面 經(jīng)過主切削刃選定點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)切削速度的平面。 b 切削平面 經(jīng)過切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。對(duì)應(yīng)于主切削刃和副切削刃的切削平面分別稱為主切削平面 和副切削平面 。c 正交平面 經(jīng)過主切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。d 法平面 經(jīng)過主切削刃選定點(diǎn)并垂直于主切削刃的平面。e 假定任務(wù)平面 經(jīng)過主切削刃選定點(diǎn)與基面垂直，且與假定進(jìn)給方向平行的平面。f 背平面 經(jīng)過主切削刃選定點(diǎn)并垂直于基面和假定任務(wù)平面的平面。rPSPSPOPnPfPpP上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2

18、1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 刀具標(biāo)注角度 車刀的主要角度有前角、后角、主偏角、副偏角和刃傾角等，如圖1-6所示。圖1-6 車刀的主要角度 1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 a前角 在正交平面中丈量的前刀面與基面之間的夾角。當(dāng)前刀面與切削平面夾角小于90時(shí)，前角為正，大于90時(shí)，前角為負(fù)。主要影響主切削刃的鋒利程度和刃口強(qiáng)度。 b后角 在正交平面中丈量的主后刀面與切削平面間的夾角。當(dāng)后刀面與基面間的夾角小于90時(shí)，后角為正值，大于90時(shí)，后角為負(fù)值。主要影響刀具主后刀面與工件外表之間的摩擦，并配合前角改動(dòng)切削刃的鋒利程度與刃口強(qiáng)度。 c主偏角 在基面中丈量的主切削平面與假定任務(wù)平面

19、間的夾角。主要影響切削刃任務(wù)長度和背向力的大小。 d副偏角 在基面中丈量的副切削平面與假定任務(wù)平面間的夾角。主要影響已加工外表的粗糙度。OOrr上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具f刃傾角 在切削平面中丈量的主切削刃與基面之間的夾角。刃傾角主要影響切屑流向及刀尖強(qiáng)度。當(dāng)?shù)都庀鄬?duì)車刀刀柄安裝面處于最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正值；刀尖處于最低點(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)值；當(dāng)切削刃平行于刀柄安裝面時(shí)，刃傾角為零度，此時(shí)切削刃在基面內(nèi)。刃傾角對(duì)排屑的影響如圖1-7所示。S圖1-7 刃傾角及其對(duì)排屑方向的影響 1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 除了以上五個(gè)根本角度外，刀具還有刀

20、尖角、楔角兩個(gè)派生角度。 楔角0 前刀面與主后刀面間的夾角，0=900+0。 刀尖角r 主切削平面與副切削平面間的夾角。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.2.3 刀具任務(wù)參考系及刀具任務(wù)角度 為了較合理地表達(dá)在切削過程中起作用的刀具角度，應(yīng)按合成切削運(yùn)動(dòng)方向來定義和確定刀具的參考系及其角度，即刀具任務(wù)參考系和任務(wù)角度。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具1刀具任務(wù)參考系 任務(wù)基面 指過切削刃上選定點(diǎn)并與合成切削速度 垂直的平面。 任務(wù)切削平面 指過切削刃上選定點(diǎn)與切削刃相切、并垂直于任務(wù)基面的平面。 任務(wù)正交平

21、面 指過切削刃上選定點(diǎn)并同時(shí)與任務(wù)基面和任務(wù)切削平面相垂直的平面。 任務(wù)平面 指過切削刃上選定點(diǎn)且同時(shí)包含主運(yùn)動(dòng)速度和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度方向的平面。它垂直于任務(wù)基面。 任務(wù)法平面 與法平面 定義一樣。rePevsePoePfePnePnP1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具2刀具任務(wù)角度 任務(wù)前角 在任務(wù)正交平面 內(nèi)丈量的任務(wù)基面與前刀面間的夾角。 任務(wù)后角 在任務(wù)正交平面 內(nèi)丈量的任務(wù)切削平面與后刀面間的夾角。 任務(wù)側(cè)前角 在任務(wù)平面 內(nèi)丈量的任務(wù)基面與刀具前刀面間的夾角。 任務(wù)側(cè)后角 在任務(wù)平面 內(nèi)丈量的任務(wù)切削平面與刀具后刀面間的夾角。 oeoePoePoefefePfePfe1.2 1.

22、2 金屬切削刀具金屬切削刀具 在普通安裝條件下，多數(shù)情況如普通車削、鏜孔、端銑等普通不計(jì)算任務(wù)角度，也不思索其影響。只需在一些特殊情況如車螺紋或絲杠、鏟削加工等角度變化值較大時(shí)下，才需求計(jì)算任務(wù)角度。所以刀具任務(wù)參考系和任務(wù)角度的其它內(nèi)容就不詳述了，用到時(shí)可查閱有關(guān)資料。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.2.4 刀具安裝位置對(duì)幾何角度的影響 為了闡明問題方便，以下討論在過刀尖的背平面內(nèi)進(jìn)展。 圖1-8 外圓車刀背平面中刀尖位置對(duì)任務(wù)角度的影響 a刀尖高于工件中心 b刀尖低于工件中心1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 車外圓時(shí)，如圖1-8a所

23、示，當(dāng)?shù)都獍惭b位置高于工件中心時(shí)，過刀尖M點(diǎn)的任務(wù)基面應(yīng)和M點(diǎn)的切削速度方向垂直，而不再平行于刀柄安裝平面。過刀尖M點(diǎn)的任務(wù)切削平面應(yīng)和M點(diǎn)的切削速度方向一致，即和過M點(diǎn)的圓周面相切，而不再垂直于刀柄安裝平面。它們相對(duì)于刀具靜止參考系中的基面 和切削平面 轉(zhuǎn)過了 角，從而使任務(wù)背前角 比背前角 增大 角，任務(wù)背后角 比背后角 【 減小 角。當(dāng)?shù)都獍惭b位置低于任務(wù)中心時(shí)，那么情況相反，【增大 角， 減小 角，如圖1-8b所示。rPsPPpepPpepPpePpeP上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 車內(nèi)孔時(shí)，當(dāng)車刀刀尖安裝高于工件中心時(shí)圖1-9a，任務(wù)背前角

24、比背前角減小 角，任務(wù)背后角比背后角增大 角。當(dāng)車刀刀尖安裝低于工件中心時(shí)圖1-9b，工件背前角和任務(wù)背后角的變化與上述情況相反。PP圖1-9 車孔刀背平面中刀尖安裝高低對(duì)任務(wù)角度的影響a刀尖高于工件中心 b刀尖低于工件中心1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 此外，當(dāng)?shù)侗行木€與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，任務(wù)主、副偏角也將較主、副偏角發(fā)生變化，如圖1-10所示。圖1-10 車刀安裝偏斜對(duì)主偏角和副偏角的影響上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.3 1.2.3 刀具資料刀具資料 刀具資料的切削性能直接影響著消費(fèi)效率、工件刀具資料的切削性能直接影響著消費(fèi)效

25、率、工件的加工精度、已加工外表質(zhì)量和加工本錢等，所以正的加工精度、已加工外表質(zhì)量和加工本錢等，所以正確選擇刀具資料是設(shè)計(jì)和選用刀具的重要內(nèi)容之一。確選擇刀具資料是設(shè)計(jì)和選用刀具的重要內(nèi)容之一。 1.2.3.1 1.2.3.1 刀具資料應(yīng)具備的性能刀具資料應(yīng)具備的性能 金屬切削時(shí)，刀具切削部分直接和工件及切屑相金屬切削時(shí)，刀具切削部分直接和工件及切屑相接觸，接受著很大的切削壓力和沖擊，并遭到工件及接觸，接受著很大的切削壓力和沖擊，并遭到工件及切屑的猛烈摩擦，產(chǎn)生很高的切削溫度。即刀具切削切屑的猛烈摩擦，產(chǎn)生很高的切削溫度。即刀具切削部分是在高溫、高壓及猛烈摩擦的惡劣條件下任務(wù)的。部分是在高溫、高

26、壓及猛烈摩擦的惡劣條件下任務(wù)的。因此，刀具切削部分資料應(yīng)具備以下根本性能。因此，刀具切削部分資料應(yīng)具備以下根本性能。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具1 硬度高 刀具資料的硬度必需高于被加工資料的硬度。普通要求刀具資料的常溫硬度必需HRC62以上。2 足夠的強(qiáng)度和韌性 刀具切削部分的資料在切削時(shí)接受著很大的切削力和沖擊力，因此刀具資料必需求有足夠的強(qiáng)度和韌性。3 耐磨性和耐熱性好 刀具在切削時(shí)接受著猛烈的摩擦，因此刀具資料應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性。刀具資料的耐磨性和耐熱性有著親密的關(guān)系，其耐熱性通常用它在高溫下堅(jiān)持較高硬度的才干來衡量熱硬性。耐熱性越好，允許的切

27、削速度越高。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具4導(dǎo)熱性好 刀具資料的導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率單位為 表示。熱導(dǎo)率大，表示導(dǎo)熱性好，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量就容易傳散出去，從而降低切削部分的溫度，減輕刀具磨損。5 具有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性 既要求刀具資料本身的可切削性能、耐磨性能、熱處置性能、焊接性能等要好，且又要資源豐富，價(jià)錢低廉。()Wm K上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具4導(dǎo)熱性好 刀具資料的導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率單位為 表示。熱導(dǎo)率大，表示導(dǎo)熱性好，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量就容易傳散出去，從而降低切削部分的溫度，減輕刀具磨損。5 具有良好的工藝

28、性和經(jīng)濟(jì)性 既要求刀具資料本身的可切削性能、耐磨性能、熱處置性能、焊接性能等要好，且又要資源豐富，價(jià)錢低廉。()Wm K上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具4導(dǎo)熱性好 刀具資料的導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率單位為 表示。熱導(dǎo)率大，表示導(dǎo)熱性好，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量就容易傳散出去，從而降低切削部分的溫度，減輕刀具磨損。5 具有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性 既要求刀具資料本身的可切削性能、耐磨性能、熱處置性能、焊接性能等要好，且又要資源豐富，價(jià)錢低廉。()Wm K上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁種類常用牌號(hào)硬度HRCHRA抗彎強(qiáng)度 GPa熱硬性C工藝性能用途碳素工具鋼T 8 A 、T10

29、AT12A606481832.452.752 0 0 250可冷熱加工成形，刃磨性能好用于手開工具，如銼刀、鋸條、鏨子等合金工具鋼9siCr、CiWMn606581842.452.752 5 0 300可冷熱加工成形，刃磨性能好，熱處置變形小用于低速成形刀具，如絲錐、板牙、鉸刀等1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.3.2 1.2.3.2 常用刀具資料常用刀具資料 刀具資料可分為工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和刀具資料可分為工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬資料等五大類。常用刀具資料的主要性能及用途見表超硬資料等五大類。常用刀具資料的主要性能及用途見表1-11-1W表1-1常用刀

30、具資料的主要性能及用途上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具高 速鋼W9Mo3Cr4V、W6Mo5CrV2636982873.434.415 5 0 600可 冷 熱 加 工成 形 ， 刃 磨性 能 好 ， 熱處置變形小用于機(jī)動(dòng)復(fù)雜的中速刀具，如鉆頭、銑刀、齒輪刀具等硬質(zhì)合金YG類K類YT類P類YW類M類698189931.082.168 0 0 1100粉 未 冶 金 成形 ， 只 能 磨削 加 工 不 能熱 處 置 ， 多鑲 片 運(yùn) 用 ，較脆 用于機(jī)動(dòng)簡單的高速切削刀具，如車刀、刨刀、銑刀刀片陶瓷S G 4 、AT6939415002100HV0 . 4

31、 1.1151200壓 制 燒 結(jié) 成形 ， 只 能 磨削 加 工 ， 不需 熱 處 置 ，脆 性 略 大 于硬質(zhì)合金多用于車刀，適宜精加工延續(xù)切削表1-1常用刀具資料的主要性能及用途上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具立 方碳 化硼CBNFD、LBN-Y73007400HV0.570.8112001500高溫高壓燒結(jié)成形，硬度高于陶瓷，極脆，可用金剛石砂輪磨削，不需熱處置用于加工高硬度、高強(qiáng)度資料特別是鐵族資料人 造金 剛石10000HV0.421.07 0 0 800硬度高于CBN，極脆用于有色金屬的高精度、低粗糙度切削，也用于非金屬精細(xì)加工，不切削鐵族

32、金屬表1-1常用刀具資料的主要性能及用途上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具1 高速鋼 高速鋼是一種含鎢W、鉬MO、鉻Cr、釩V等合金元素較多的高合金工具鋼。由于合金元素與碳原子的結(jié)合力很強(qiáng)，使鋼在550600時(shí)仍能堅(jiān)持高硬度，從而使切削速度比碳素工具鋼和合金工具鋼成倍提高，故得名“高速鋼，又名“風(fēng)鋼或“鋒鋼。 高速鋼刀具制造工藝簡單，容易磨出鋒利的刃口，廣泛用于制造切削速度較高、外形復(fù)雜的刀具，如鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀及齒輪刀具等。 高速鋼按化學(xué)成分可分為鎢系、鉬系含MO2%以上；按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一

33、頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 普通高速鋼 普通高速鋼指用來加工普通工程資料的高速鋼，常用的牌號(hào)有：a W18Cr4V簡稱W18 屬鎢系高速鋼，具有較好的切削性能，是我國最常用的一種高速鋼。 b W6Mo5Cr4V2簡稱M2 屬鉬系高速鋼，碳化物分布均勻性、韌性和高溫塑性均超越W18Cr4V，但其磨削性能較差，我國目前主要用于熱軋刀具，如麻花鉆等。c W9Mo3Cr4V簡稱W9 是一種含鎢量較多，含鉬量較少的鎢鉬系高速鋼。其碳化物不均勻性介于W18和M2之間，但抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度高于M2。具有較好的硬度和韌性，其熱塑性也很好，可用于制造各種刀具如鋸條、鉆頭、拉刀、銑刀、齒輪刀具等。

34、上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 硬質(zhì)合金的常溫硬度很高8993HRA，相當(dāng)于7882HRC。耐熔性好，熱硬性可達(dá)8001000以上，允許的切削速度比高速鋼提高47倍，刀具壽命高58倍，是目前切削加工中用量僅次于高速鋼的主要刀具資料。但它的抗彎強(qiáng)度和韌性均較低，性脆，怕沖擊和振動(dòng)，工藝性也不如高速鋼。因此，硬質(zhì)合金常制成各種外形的刀片焊接或夾固在車刀、刨刀、端銑刀等的刀體上運(yùn)用。 我國目前常用的硬質(zhì)合金主要有以下三類：上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 高性能高速鋼 高性能高速鋼是在普通高速鋼的根底上，用調(diào)整其根本化

35、學(xué)成分和添加一些其它合金元素如釩、鈷、鉛、硅、鈮等的方法，著重提高其耐熱性和耐磨性而衍生出來的。它主要用來加工不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金和超高強(qiáng)度鋼等難加工資料。主要有以下幾種：a 鈷高速鋼 鈷高速鋼是在高速鋼中參與鈷，常用牌號(hào)是W2Mo9Cr4Co8簡稱M42，具有良好的綜合性能，允許的切削速度較高，有一定的韌性，可磨削性好，可用于切削高溫合金、不銹鋼等難加工資料。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 鎢鈷類硬質(zhì)合金 由WC和Co組成，代號(hào)為YG。常溫硬度為8991HRA，耐熱性達(dá)800900，適用于加工切屑呈崩碎狀的脆性資料。常用牌號(hào)有YG3、YG6和YG

36、8等，其中數(shù)字表示含Co的百分比，其他為含WC的百分比。鈷在硬質(zhì)合金中起粘結(jié)作用，含Co愈多的硬質(zhì)合金韌性愈好，所以YG8適于粗加工和斷續(xù)切削，YG6適于半精加工，YG3適于精加工和延續(xù)切削。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 由WC、TiC和Co組成，代號(hào)為YT。此類硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性9001000均比YG類合金高，但抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度降低。主要適于加工切屑呈帶狀的鋼料等韌性資料。常用牌號(hào)有YT30、YT15和YT5等，數(shù)字表示含TiC的百分比。故YT30適于對(duì)鋼料的精加工和延續(xù)切削，YT15適于半精加工，YT5適于粗加工和

37、斷續(xù)切削。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 鎢鈦鉭鈮鈷類硬質(zhì)合金 又稱通用合金，由WC、TiC、TaCNbCTCo組成，代號(hào)為YW。其抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性、耐熱性、高溫硬度和抗氧化才干都有很大提高。常用牌號(hào)有YW1和YW2，這兩種硬質(zhì)合金都具有YG類硬質(zhì)合金的韌性，比YT類硬質(zhì)合金的抗刃口剝落才干強(qiáng)。由于YW類硬質(zhì)合金的綜合性能較好，除可加工鑄鐵、有色金屬和鋼料外，主要用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工資料。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具3其它刀具資料陶瓷資料陶瓷刀具資料的主要成分是硬度和熔點(diǎn)都很高的

38、Al2O3、Si3N4等氧化物、氮化物，再參與少量的金屬碳化物、氧化物或純金屬等添加劑。也是采用粉末冶金工藝方法經(jīng)制粉，壓制燒結(jié)而成。陶瓷刀具有很高的硬度9195HRA和耐磨性，刀具耐用度高；有很好的高溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，與金屬親和力小，抗粘結(jié)和抗分散才干好；具有較低的摩擦系數(shù)，在高速精車和精細(xì)銑削時(shí)，被加工工件可獲得鏡面效果。陶瓷刀具的最大缺陷是脆性大，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度低，接受沖擊負(fù)荷的才干差。主要用于對(duì)鋼料、鑄鐵、高硬資料如淬火鋼等延續(xù)切削的半精加工或精加工。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 人造金剛石 人造金剛石是在高溫高壓和金屬觸媒作用的條件

39、下，由石墨轉(zhuǎn)化而成。 金剛石刀具的性能特點(diǎn)是：有極高的硬度和耐磨性，切削刃非常鋒利，有很高的導(dǎo)熱性。但耐熱性較差，且強(qiáng)度很低。 主要用于高速條件下精細(xì)車削及鏜削有色金屬及其合金和非金屬資料。但由于金剛石中的碳原子和鐵有很強(qiáng)的化學(xué)親合力，故金剛石刀具不適宜加工鐵族資料。 上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 立方氮化硼簡稱CBN 是用六方氮化硼俗稱白石墨為原料，利用超高溫高壓技術(shù)，繼人造金剛石之后人工合成的又一種新型無機(jī)超硬資料。 其主要性能特點(diǎn)是：硬度高高達(dá)80009000HV，耐磨性好，能在較高切削速度下堅(jiān)持加工精。熱穩(wěn)定性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，且有較高的熱導(dǎo)

40、率和較小的摩擦系數(shù)，但其強(qiáng)度和韌性較差。 主要用于對(duì)高溫合金、淬硬鋼、冷硬鑄鐵等資料進(jìn)展半精加工和精加工。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.4 1.2.4 刀具的磨損與刀具耐用度刀具的磨損與刀具耐用度 1.2.4.1 1.2.4.1 刀具的磨損形狀刀具的磨損形狀 刀具磨損是指刀具摩擦面上的刀具資料逐漸損失刀具磨損是指刀具摩擦面上的刀具資料逐漸損失的景象。刀具磨損分為正常磨損與非正常磨損兩類。的景象。刀具磨損分為正常磨損與非正常磨損兩類。正常磨損是在刀具設(shè)計(jì)與運(yùn)用合理，制造與刃磨質(zhì)量正常磨損是在刀具設(shè)計(jì)與運(yùn)用合理，制造與刃磨質(zhì)量符合要求的情況下，刀

41、具在切削過程中逐漸產(chǎn)生的磨符合要求的情況下，刀具在切削過程中逐漸產(chǎn)生的磨損。刀具正常磨損的形狀普通有以下三種，如圖損。刀具正常磨損的形狀普通有以下三種，如圖1-111-11所示。所示。圖1-11刀具磨損形狀上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具1前刀面磨損切屑沿前刀面流出時(shí)，由于摩擦、高壓、高溫的作用，使刀具前刀面上接近主切削刃處磨損出洼凹稱為月牙洼，月牙洼產(chǎn)生的地方是在切削溫度最高的地方。磨損量的大小用月牙洼的寬度KB和深度KT表示，如圖1-11b、c所示，它是在高速、大進(jìn)給量切削塑性資料時(shí)產(chǎn)生的。2后刀面磨損由于切削刃的刃口鈍圓半徑對(duì)加工外表的擠壓和摩擦，

42、在銜接切削刃的的后刀面上磨出一后角等于零的小棱面，這就是后刀面磨損，磨損量只用VB表示，如圖1-11a所示。它是在切削速度較低、切削厚度較小的情況下，切削脆性資料時(shí)產(chǎn)生的。1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 3前、后刀面同時(shí)磨損 在切削過程中，由于振動(dòng)、沖擊、熱效應(yīng)等異常緣由，導(dǎo)致刀具忽然損壞的景象如崩刃、碎裂等稱為非正常磨損。 1.2.4.2 刀具磨損的緣由及減輕措施 1 磨料磨損 在車削過程中，工件資料中的碳化物、氧化物、氮化物和積屑瘤碎片等硬質(zhì)點(diǎn)，在刀具外表上劃出溝紋呵斥的刀具磨損。減輕磨損的措施可以采取熱處置使工件資料所含硬質(zhì)點(diǎn)減小、變軟，或選用硬度高、晶粒細(xì)的刀具資料。1.2

43、1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具2 粘結(jié)磨損 刀具外表與切屑、加工外表構(gòu)成的摩擦副，在切削壓力和摩擦力作用下，使接觸面間微觀不平度的凸出點(diǎn)處發(fā)生猛烈塑性變形，溫度升高而呵斥粘結(jié)。接觸面滑動(dòng)時(shí)粘結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生剪切破裂而呵斥的磨損稱為粘結(jié)磨損，當(dāng)顆粒大時(shí)稱為剝落。 粘結(jié)磨損主要發(fā)生在中等切削速度范圍內(nèi)，磨損程度主要取決于工件資料與刀具資料間的親和力、兩者的硬度比等。添加系統(tǒng)的剛度，減輕振動(dòng)有助于防止大微粒的零落。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具3 分散磨損 高溫切削時(shí)，刀具與切屑、加工外表接觸區(qū)摩擦副間的某些化學(xué)元素相互分散置換，使刀具資料變得脆弱而呵斥的磨損稱為

44、分散磨損。 減輕刀具分散磨損的措施主要是合理選擇刀具資料，使它與工件資料組合的化學(xué)穩(wěn)定性好；合理選擇切削用量以降低切削溫度。4 化學(xué)磨損 在一定的切削溫度下，刀具資料與周圍介質(zhì)或切削液中某些元素反響，生成化合物加速刀具磨損，稱為化學(xué)磨損。 刀具磨損的緣由除上述四種外，還有疲勞破損和熱電磨損等。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.4.3 1.2.4.3 刀具的磨損過程和磨鈍規(guī)范刀具的磨損過程和磨鈍規(guī)范1 1 磨損過程磨損過程 在正常磨損情況下，刀具磨損量隨著切削時(shí)間的增長在正常磨損情況下，刀具磨損量隨著切削時(shí)間的增長而逐漸擴(kuò)展。假設(shè)用刀具后刀面磨損帶

45、而逐漸擴(kuò)展。假設(shè)用刀具后刀面磨損帶B B區(qū)平均寬度區(qū)平均寬度VBVB值值表示刀具的磨損程度，那么表示刀具的磨損程度，那么VBVB值與切削時(shí)間值與切削時(shí)間t t的關(guān)系如圖的關(guān)系如圖1-121-12所示。磨損過程大致可以分為三個(gè)階段。所示。磨損過程大致可以分為三個(gè)階段。圖1-12 刀具磨損典型曲線上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具初期磨損階段：如圖1-12中的AB段。由于新刃磨的刀具切削刃和后刀面不平整，或有微裂紋等缺陷，切削初期刀具磨損較快。 正常磨損階段：如圖1-12中的BC段。刀具外表磨平后，接觸面積增大，壓強(qiáng)減小，磨損量大致與切削時(shí)間呈線性關(guān)系。這一階

46、段是刀具的有效任務(wù)階段。猛烈磨損階段：如圖1-12中的CD段。磨損量到達(dá)一定數(shù)值后，刀具變鈍，切削力增大，切削溫度劇增，刀具急劇磨損而喪失運(yùn)用性能，運(yùn)用時(shí)應(yīng)防止到達(dá)這一階段。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具2 磨鈍規(guī)范 刀具用到產(chǎn)生猛烈磨損開場前的磨損量稱為刀具磨損限制或磨鈍規(guī)范。通常采用刀具后刀面的磨損量VB來規(guī)定刀具的磨鈍規(guī)范。表1-2為硬質(zhì)合金車刀的磨鈍規(guī)范，供選用時(shí)參考。加工條件后刀面的磨鈍規(guī)范VBmm加工條件后刀面的磨鈍規(guī)范VBmm精車0.10.3鑄鐵件粗車0.81.2合金鋼粗車，粗車剛性較差的工件0.40.5鋼及鑄鐵大件低速粗車1.01.5碳

47、素粗車0.60.8表1-2 硬質(zhì)合金車刀的磨鈍規(guī)范上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 1.2.4.4 1.2.4.4 刀具耐用度及其影響要素刀具耐用度及其影響要素1 1 刀具耐用度的概念刀具耐用度的概念 刀具耐用度是指新刃磨好的刀具從開場切削至到達(dá)磨刀具耐用度是指新刃磨好的刀具從開場切削至到達(dá)磨鈍規(guī)范為止的總的切削時(shí)間，用鈍規(guī)范為止的總的切削時(shí)間，用T T表示。刀具耐用度可以表示。刀具耐用度可以衡量刀具資料的切削性能、判別刀具角度能否合理和比較衡量刀具資料的切削性能、判別刀具角度能否合理和比較工件資料的切削加工性等。當(dāng)?shù)毒哔Y料、角度以及工件資工件資料的切削

48、加工性等。當(dāng)?shù)毒哔Y料、角度以及工件資料確定后，刀具耐用度決議于切削用量。料確定后，刀具耐用度決議于切削用量。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具2 切削用量對(duì)刀具耐用度的影響 泰勒用了26年時(shí)間，切削了萬噸鋼鐵得出了切削速度與刀具耐用度的實(shí)驗(yàn)公式，即 式中 切削速度； 刀具耐用度； 與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的系數(shù)； 指數(shù)，表示 對(duì) 的影響程度。 值表示切削速度對(duì)刀具耐用度的影響程度。 值愈小，切削速度對(duì) 的影響愈大。常用刀具資料的 值大約為：高速鋼 =0.11；硬質(zhì)合金0.20.3；陶瓷0.4。mvTAvTAmvTpemmmT上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1

49、.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 進(jìn)給量和背吃刀量也會(huì)影響刀具耐用度。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得切削用量三要素對(duì)刀具耐用度的綜合影響可用下式表達(dá)。 式中 系數(shù)，與除切削用量之外的切削條件諸要素有關(guān)； 、 分別為 和 對(duì) 的影響指數(shù)。111TmnPcpCTv f aTC1n1PfpaT上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.2 1.2 金屬切削刀具金屬切削刀具 例如用YT5硬質(zhì)合金車削 Gpa的碳鋼時(shí)，刀具耐用度T和切削用量間有如下關(guān)系： 以上公式顯示，切削速度對(duì)刀具耐用度的影響最大，進(jìn)給量次之，背吃刀量影響最小。所以，在優(yōu)選切削用量以提高消費(fèi)率時(shí)，其選擇先后順序應(yīng)為：首先盡量選大的背吃刀量 ，然后根據(jù)加工條件和加工

50、要求選取允許的最大進(jìn)給量 ，最后在刀具耐用度或機(jī)床功率所允許的情況下選取最大的切削速度 。0.637b52.250.75TcpCTv fapafv上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.3.1 1.3.1 金屬切削過程的變形區(qū)金屬切削過程的變形區(qū) 實(shí)驗(yàn)闡明，金屬的切削過程本質(zhì)上是被切削金屬實(shí)驗(yàn)闡明，金屬的切削過程本質(zhì)上是被切削金屬層在刀具前刀面擠壓作用下產(chǎn)生剪切滑移的塑性變形層在刀具前刀面擠壓作用下產(chǎn)生剪切滑移的塑性變形過程。過程。 通常把切削過程的塑性變形劃分為三個(gè)變形區(qū)，通常把切削過程的塑性變形劃分為三個(gè)變形區(qū)，如圖如圖1-13 1

51、-13 所示。所示。 圖1-13 金屬切削過程的變形區(qū) 上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.3.1.1 第變形區(qū) 切削刃前方的變形區(qū)。被切削金屬層在刀具前面的擠壓作用下，即沿圖1-13中的OA曲線發(fā)生剪切滑移，直至OM曲線滑移終止，被切削金屬層與資料母體脫離而成為切屑沿刀具前面流出。曲線OAMO所包圍的區(qū)域就稱為第一變形區(qū)又稱剪切滑移區(qū)。它是金屬切削過程中主要的變形區(qū)，耗費(fèi)大部分功率并產(chǎn)生大量的切削熱，常用它來闡明切削過程的變化情況。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.3

52、.1.2 1.3.1.2 第第變形區(qū)變形區(qū) 與刀具前刀面接觸的切屑底層變形區(qū)。切屑沿前刀面與刀具前刀面接觸的切屑底層變形區(qū)。切屑沿前刀面滑移排出時(shí)緊貼前刀面的底層金屬進(jìn)一步遭到前刀面的擠滑移排出時(shí)緊貼前刀面的底層金屬進(jìn)一步遭到前刀面的擠壓阻滯和摩擦，再次產(chǎn)生剪切滑移變形而纖維化。由于受壓阻滯和摩擦，再次產(chǎn)生剪切滑移變形而纖維化。由于受前刀面的擠壓和摩擦，該區(qū)域金屬流動(dòng)速度較上層略緩，前刀面的擠壓和摩擦，該區(qū)域金屬流動(dòng)速度較上層略緩，甚至?xí)粼谇暗睹嫔?，?gòu)成積屑瘤。甚至?xí)粼谇暗睹嫔希瑯?gòu)成積屑瘤。 1.3.1.3 1.3.1.3 第第變形區(qū)變形區(qū) 第第變形區(qū)是指工件過渡外表和已加工外表金屬層

53、受變形區(qū)是指工件過渡外表和已加工外表金屬層受切削刃鈍圓部分和刀具后刀面的擠壓和摩擦產(chǎn)生塑性變形切削刃鈍圓部分和刀具后刀面的擠壓和摩擦產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域，呵斥表層金屬的纖維化和加工硬化。該區(qū)的擠壓的區(qū)域，呵斥表層金屬的纖維化和加工硬化。該區(qū)的擠壓和摩擦情況與工件已加工外表質(zhì)量親密相關(guān)。和摩擦情況與工件已加工外表質(zhì)量親密相關(guān)。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 以上分別討論了三個(gè)變形區(qū)各自的特征，但是，三個(gè)變形區(qū)之間是相互聯(lián)絡(luò)又相互影響的。金屬切削過程中的許多物理景象都各三個(gè)變形區(qū)的變形親密相關(guān)。 1.3.2 切屑種類 常見的切屑有四種，如

54、圖1-14所示 圖1-14 切屑形狀a帶狀切屑 b節(jié)狀切屑 c單元切屑 d崩碎切屑1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.3.2.1 1.3.2.1 帶狀切屑帶狀切屑 這是一種最常見的延續(xù)狀切屑。其底面光滑，上外表這是一種最常見的延續(xù)狀切屑。其底面光滑，上外表呈毛茸狀。普通切削塑性較好的金屬資料，采用較大的前呈毛茸狀。普通切削塑性較好的金屬資料，采用較大的前角、較高的切削速度、較小的進(jìn)給量和吃刀深度時(shí)，容易角、較高的切削速度、較小的進(jìn)給量和吃刀深度時(shí)，容易構(gòu)成帶狀切屑，如圖構(gòu)成帶狀切屑，如圖1-141-14a a所示。構(gòu)成帶狀切屑時(shí)，所示。構(gòu)成帶狀切屑時(shí)，切削力比較穩(wěn)

55、定，加工外表比較光潔，但切屑延續(xù)不斷，切削力比較穩(wěn)定，加工外表比較光潔，但切屑延續(xù)不斷，會(huì)纏繞在刀具或工件上，不夠平安或能夠劃傷已加工外表，會(huì)纏繞在刀具或工件上，不夠平安或能夠劃傷已加工外表，因此要留意采取斷屑措施。因此要留意采取斷屑措施。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.3.2.2 1.3.2.2 節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑 這類切屑的上外表呈鋸齒狀，底面有時(shí)出現(xiàn)裂紋，如這類切屑的上外表呈鋸齒狀，底面有時(shí)出現(xiàn)裂紋，如圖圖1-141-14b b所示。普通在采用較低的切削速度和較大的所示。普通在采用較低的切削速度和較大的進(jìn)給量粗加工中等硬度的

56、鋼材時(shí)，容易得到節(jié)狀切屑。由進(jìn)給量粗加工中等硬度的鋼材時(shí)，容易得到節(jié)狀切屑。由于構(gòu)成這類切屑時(shí)變形較大，切削力動(dòng)搖較大，因此，工于構(gòu)成這類切屑時(shí)變形較大，切削力動(dòng)搖較大，因此，工件外表比較粗糙。件外表比較粗糙。 1.3.2.3 1.3.2.3 單元切屑又稱粒狀切屑單元切屑又稱粒狀切屑 切削塑性很大的資料時(shí)如鉛、退火鋁、紫銅等，切削塑性很大的資料時(shí)如鉛、退火鋁、紫銅等，切屑易粘在刀具的前刀面上，不易流出，裂紋擴(kuò)展到整個(gè)切屑易粘在刀具的前刀面上，不易流出，裂紋擴(kuò)展到整個(gè)剪切面上，使整個(gè)單元被切斷，而構(gòu)成此類切屑，如圖剪切面上，使整個(gè)單元被切斷，而構(gòu)成此類切屑，如圖1-1-1414C C所示。當(dāng)出現(xiàn)

57、這類切屑時(shí)，切削力動(dòng)搖很大，切所示。當(dāng)出現(xiàn)這類切屑時(shí)，切削力動(dòng)搖很大，切削過程不平穩(wěn)，已加工外表的粗糙度值添加。削過程不平穩(wěn)，已加工外表的粗糙度值添加。 上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.3.2.4 崩碎切屑 在切削脆性金屬資料如鑄鐵、黃銅等時(shí)，由于資料的塑性很小，切削層金屬崩碎而成為不規(guī)那么的切屑，即為崩碎切屑，如圖1-14d所示。工件資料越硬，切削層公稱厚度越大就越容易構(gòu)成崩碎切屑，這時(shí)的切削力變化較大。同時(shí)，由于刀具與切屑之間接觸長度短，切削力和切削熱都主要集中在主切削刃和刀尖附近，刀尖容易磨損，并易產(chǎn)生振動(dòng)，影響外表質(zhì)量。

58、上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 前三種類型的切屑，普通是在切削塑性金屬資料時(shí)產(chǎn)生的，在構(gòu)成節(jié)狀切屑條件下，減小刀具前角或增大切削層公稱厚度，并采用很低的切削速度就可構(gòu)成單元切屑；反之，增大刀具前角、提高切削速度、減小切削層公稱厚度那么可構(gòu)成帶狀切屑，使加工外表較為光潔。也就是說，切屑的形狀是可以隨切削條件的不同而轉(zhuǎn)化的。在消費(fèi)中，常根據(jù)詳細(xì)情況采取不同的措施來得到需求的切屑，以保證切削加工的順利進(jìn)展。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.3.

59、3 1.3.3 切削力切削力 在金屬切削加工時(shí)，工件資料抵抗刀具切削所產(chǎn)在金屬切削加工時(shí)，工件資料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力稱為切削力。生的阻力稱為切削力。 1.3.3.1 1.3.3.1 切削力的來源切削力的來源 切削時(shí)作用在刀具上的力主要來自兩個(gè)方面：切削時(shí)作用在刀具上的力主要來自兩個(gè)方面：1 1 抑制被加工資料對(duì)前、后刀面彈性、塑性抑制被加工資料對(duì)前、后刀面彈性、塑性變形抗力；變形抗力；2 2抑制切屑、工件與前、后刀面間的摩擦力。抑制切屑、工件與前、后刀面間的摩擦力。上一頁上一頁目錄目錄下一頁下一頁1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程的根本規(guī)律 1.3.3.2 1.3.3.2

60、 切削合力和分力切削合力和分力 在實(shí)踐加工中，總切削力的方在實(shí)踐加工中，總切削力的方向和大小都不易直接測定，也沒有向和大小都不易直接測定，也沒有必要直接測定它。為了順應(yīng)設(shè)計(jì)和必要直接測定它。為了順應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝分析的需求，普通不是直接研工藝分析的需求，普通不是直接研討總切削力，而是研討它在一定方討總切削力，而是研討它在一定方向上的分力。下面以車削外圓為例，向上的分力。下面以車削外圓為例，總切削力總切削力 可以分解為以下三個(gè)相可以分解為以下三個(gè)相互垂直的分力，如圖互垂直的分力，如圖1-151-15所示。所示。 圖1-15 外圓車削時(shí)總切削力的分解F1.3 1.3 金屬切削過程的根本規(guī)律金屬切削過程