機(jī)械制造第3章

1、項(xiàng)目學(xué)習(xí)要點(diǎn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)要點(diǎn) 切屑切屑 切削變形及其影響因素切削變形及其影響因素 切削力及其影響因素切削力及其影響因素 切削熱、切削溫度切削熱、切削溫度 切削液切削液 刀具磨損與刀具耐用度刀具磨損與刀具耐用度 刀具幾何參數(shù)和切削用量的合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量的合理選擇 綜合實(shí)訓(xùn)綜合實(shí)訓(xùn) 項(xiàng)目小結(jié)項(xiàng)目小結(jié)一、切屑的種類(lèi)一、切屑的種類(lèi) 常見(jiàn)的有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑和常見(jiàn)的有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑和崩碎切屑四種崩碎切屑四種 ，如下圖所示。，如下圖所示。 帶狀切屑帶狀切屑 節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑 粒狀切屑粒狀切屑 崩碎切屑崩碎切屑任務(wù)一任務(wù)一 切屑切屑1帶狀切屑帶狀切屑 帶狀切屑是在切削厚度

2、較小、切削速度較高、帶狀切屑是在切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時(shí)得到的一種切屑。帶狀切屑內(nèi)表刀具前角較大時(shí)得到的一種切屑。帶狀切屑內(nèi)表面由于與前刀面的擠壓摩擦而較光滑，外表面呈面由于與前刀面的擠壓摩擦而較光滑，外表面呈毛茸狀。毛茸狀。 出現(xiàn)帶狀切屑時(shí)，切削力波動(dòng)小，切削過(guò)程出現(xiàn)帶狀切屑時(shí)，切削力波動(dòng)小，切削過(guò)程平穩(wěn)，已加工表面粗糙度較小。平穩(wěn)，已加工表面粗糙度較小。2節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑 節(jié)狀切屑又稱(chēng)為擠裂切屑，是在切削速度較低、節(jié)狀切屑又稱(chēng)為擠裂切屑，是在切削速度較低、切削厚度較大時(shí)得到的一種切屑。其外表面局部達(dá)到切削厚度較大時(shí)得到的一種切屑。其外表面局部達(dá)到剪切破壞極限，開(kāi)裂呈節(jié)狀，

3、內(nèi)表面仍相聯(lián)。剪切破壞極限，開(kāi)裂呈節(jié)狀，內(nèi)表面仍相聯(lián)。3粒狀切屑粒狀切屑 粒狀切屑又稱(chēng)為單元切屑，是在切削速度很粒狀切屑又稱(chēng)為單元切屑，是在切削速度很低、切削厚度很大時(shí)得到的一種呈梯形的顆粒狀低、切削厚度很大時(shí)得到的一種呈梯形的顆粒狀切屑。出現(xiàn)粒狀切屑時(shí)，切削力波動(dòng)大，切削過(guò)切屑。出現(xiàn)粒狀切屑時(shí)，切削力波動(dòng)大，切削過(guò)程不平穩(wěn)。程不平穩(wěn)。 4崩碎切屑崩碎切屑 崩碎切屑是在切削鑄鐵等脆性材料且切削厚度崩碎切屑是在切削鑄鐵等脆性材料且切削厚度很大時(shí)，得到的一種形狀不規(guī)則的碎塊狀切屑。出很大時(shí)，得到的一種形狀不規(guī)則的碎塊狀切屑。出現(xiàn)崩碎切屑，切削過(guò)程很不平穩(wěn)，已加工表面凹凸現(xiàn)崩碎切屑，切削過(guò)程很不平穩(wěn)

4、，已加工表面凹凸不平，切削刃易損壞。不平，切削刃易損壞。 由以上介紹可知，切屑類(lèi)型是由工件材料由以上介紹可知，切屑類(lèi)型是由工件材料特性和加工條件決定的。因此，當(dāng)加工相同的特性和加工條件決定的。因此，當(dāng)加工相同的塑性材料時(shí)，通過(guò)改變加工條件即可改變切屑塑性材料時(shí)，通過(guò)改變加工條件即可改變切屑的類(lèi)型。的類(lèi)型。 例如，減小刀具前角，降低切削速度，加例如，減小刀具前角，降低切削速度，加大切削厚度時(shí)，節(jié)狀切屑就可以變?yōu)榱钋行?；大切削厚度時(shí)，節(jié)狀切屑就可以變?yōu)榱钋行?；反之，則可以變?yōu)閹钋行?。反之，則可以變?yōu)閹钋行肌?生產(chǎn)中掌握了切屑類(lèi)型的變化規(guī)律，就可生產(chǎn)中掌握了切屑類(lèi)型的變化規(guī)律，就可以控制切屑

5、的形態(tài)和尺寸，以達(dá)到卷屑和斷屑以控制切屑的形態(tài)和尺寸，以達(dá)到卷屑和斷屑的目的。的目的。 二、切屑的控制二、切屑的控制 1切屑的流向切屑的流向 直角自由切削直角自由切削 直角非自由切削直角非自由切削 如下圖所示，直角自由切削時(shí)，切屑從正交平如下圖所示，直角自由切削時(shí)，切屑從正交平面內(nèi)流出；直角非自由切削時(shí)，由于刀尖圓弧半徑面內(nèi)流出；直角非自由切削時(shí)，由于刀尖圓弧半徑和切削刃的影響，切屑流出方向與正交平面形成一和切削刃的影響，切屑流出方向與正交平面形成一個(gè)出屑角個(gè)出屑角。 svcvesvcve 斜角切削時(shí)，切屑的流向受刃傾角斜角切削時(shí)，切屑的流向受刃傾角s的正負(fù)的正負(fù)影響，如下圖所示。此時(shí)的出屑角

6、影響，如下圖所示。此時(shí)的出屑角約等于刃傾約等于刃傾角角s。2卷屑卷屑 卷屑是由切削過(guò)程中的塑性和摩擦變形及切卷屑是由切削過(guò)程中的塑性和摩擦變形及切屑流出時(shí)的附加變形引起的。屑流出時(shí)的附加變形引起的。 卷屑可通過(guò)在前刀面上刃磨出卷屑槽（斷屑卷屑可通過(guò)在前刀面上刃磨出卷屑槽（斷屑槽）、凸臺(tái)、附加擋塊及其他障礙物來(lái)實(shí)現(xiàn)。槽）、凸臺(tái)、附加擋塊及其他障礙物來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3斷屑斷屑 影響斷屑的因素有卷屑槽的尺寸參數(shù)影響斷屑的因素有卷屑槽的尺寸參數(shù) 、刀具角、刀具角度和切削用量度和切削用量 。 （1）卷屑槽的尺寸參數(shù)）卷屑槽的尺寸參數(shù) 卷屑槽的槽形有折線(xiàn)形、直線(xiàn)圓弧形和全圓卷屑槽的槽形有折線(xiàn)形、直線(xiàn)圓弧形和全圓

7、弧形三種，如下圖所示?；⌒稳N，如下圖所示。 槽的寬度槽的寬度lBn、圓弧半徑、圓弧半徑rBn和反屑角和反屑角Bn是影響斷是影響斷屑的主要因素。屑的主要因素。OoolBnRn180BnoolBnRnEC折線(xiàn)形折線(xiàn)形 直線(xiàn)圓弧形直線(xiàn)圓弧形 全圓弧形全圓弧形A 槽的寬度槽的寬度lBn、圓弧半徑、圓弧半徑rBn減小和反屑角減小和反屑角Bn增增大，都能使切屑卷曲變形增大，使切屑易折斷。但大，都能使切屑卷曲變形增大，使切屑易折斷。但槽的寬度槽的寬度lBn、圓弧半徑、圓弧半徑rBn太小或反屑角太小或反屑角Bn太大，太大，會(huì)造成切屑堵塞，排屑不暢。會(huì)造成切屑堵塞，排屑不暢。 槽的寬度槽的寬度lBn一般根據(jù)工

8、件材料和切削用量來(lái)一般根據(jù)工件材料和切削用量來(lái)決定。例如，切削中碳鋼時(shí)，決定。例如，切削中碳鋼時(shí)，lBn10f；切削合金；切削合金鋼時(shí)，鋼時(shí)，lBn7f。 一般來(lái)說(shuō)，圓弧半徑一般來(lái)說(shuō)，圓弧半徑rBn（0.40.7）lBn，反，反屑角屑角Bn5070。（2）刀具角度）刀具角度 刃傾角刃傾角s能控制切屑的流向。能控制切屑的流向。s為正值時(shí)，切屑為正值時(shí)，切屑卷曲后碰到待加工表面或刀具折斷，形成螺旋狀切卷曲后碰到待加工表面或刀具折斷，形成螺旋狀切屑，屑，s為負(fù)值時(shí)，切屑卷曲后碰到已加工表面折斷為負(fù)值時(shí)，切屑卷曲后碰到已加工表面折斷形成形成C形切屑。形切屑。增大，切削厚度變大，易于斷屑。增大，切削厚度

9、變大，易于斷屑。r主偏角主偏角前角前角o減小，切削變形變大，也易于斷屑。減小，切削變形變大，也易于斷屑。 刀具角度中的主偏角刀具角度中的主偏角 、前角、前角o和刃傾角和刃傾角s對(duì)對(duì)斷屑影響最明顯。斷屑影響最明顯。 r（3）切削用量）切削用量 減小背吃刀量減小背吃刀量ap，出屑角，出屑角Bn增大，切屑易流向增大，切屑易流向待加工表面碰斷。待加工表面碰斷。 切削用量對(duì)斷屑都有不同程度的影響。切削用量對(duì)斷屑都有不同程度的影響。 提高切削速度提高切削速度vc，易形成長(zhǎng)帶狀切屑，不易斷，易形成長(zhǎng)帶狀切屑，不易斷屑。屑。 增大進(jìn)給量增大進(jìn)給量f，切屑卷曲應(yīng)力增大，容易斷屑。，切屑卷曲應(yīng)力增大，容易斷屑。任

10、務(wù)二任務(wù)二 切削變形及其影響因素切削變形及其影響因素 一、切削變形一、切削變形 切屑是在切削過(guò)程中工程材料受到刀具前刀面切屑是在切削過(guò)程中工程材料受到刀具前刀面的推擠后發(fā)生塑性變形，最后沿某一斜面剪切滑移的推擠后發(fā)生塑性變形，最后沿某一斜面剪切滑移形成的。形成的。 切削過(guò)程的變形大致劃可分為三個(gè)變形區(qū)：切削過(guò)程的變形大致劃可分為三個(gè)變形區(qū)：第第I變形區(qū)、第變形區(qū)、第II變形區(qū)和第變形區(qū)和第III變形區(qū)變形區(qū) 。1第第I變形區(qū)變形區(qū)ac ac vc 如右圖所示，第如右圖所示，第I變形變形區(qū)的寬度區(qū)的寬度(OA和和OM的間距的間距)僅有僅有0.020.2mm，可將第，可將第I變形區(qū)視為一個(gè)平面，即

11、變形區(qū)視為一個(gè)平面，即剪切面。剪切面與切削速剪切面。剪切面與切削速度之間的夾角稱(chēng)為剪切角度之間的夾角稱(chēng)為剪切角。 第第I變形區(qū)又稱(chēng)為主變形區(qū)，是指在切削層變形區(qū)又稱(chēng)為主變形區(qū)，是指在切削層內(nèi)產(chǎn)生剪切滑移的塑性變形區(qū)。內(nèi)產(chǎn)生剪切滑移的塑性變形區(qū)。 經(jīng)過(guò)第經(jīng)過(guò)第I變形區(qū)后，切削層金屬材料變成切屑，變形區(qū)后，切削層金屬材料變成切屑，從刀具前刀面流出。從刀具前刀面流出。 如下圖所示，切削變形可以用切屑長(zhǎng)度或厚如下圖所示，切削變形可以用切屑長(zhǎng)度或厚度尺寸相對(duì)于切削層的變化量（變形系數(shù)度尺寸相對(duì)于切削層的變化量（變形系數(shù) ）來(lái)）來(lái)表示。表示。sin)cos(occhchcaallacholchlcac s

12、-oo 由于第由于第I變形區(qū)的變形主要是剪切滑移變形，變形區(qū)的變形主要是剪切滑移變形，因此還可以用第因此還可以用第I變形區(qū)單位厚度上的剪切滑移量，變形區(qū)單位厚度上的剪切滑移量，即相對(duì)滑移量即相對(duì)滑移量來(lái)衡量切削變形來(lái)衡量切削變形 ，如下圖所示。，如下圖所示。)tan(cotoMKKPNKMKNPys2第第II變形區(qū)變形區(qū) 第第II變形區(qū)又稱(chēng)為前刀面變形區(qū)，是指與前變形區(qū)又稱(chēng)為前刀面變形區(qū)，是指與前刀面接觸的切屑底層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。刀面接觸的切屑底層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。 第第II變形區(qū)的變形是造成前刀面磨損和產(chǎn)生變形區(qū)的變形是造成前刀面磨損和產(chǎn)生積屑瘤的主要原因。積屑瘤的主要原因。3第第III變形區(qū)

13、變形區(qū) 第第III變形區(qū)又稱(chēng)為已加工表面的變形區(qū)，是指變形區(qū)又稱(chēng)為已加工表面的變形區(qū)，是指靠近切削刃處已加工表面表層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)?？拷邢魅刑幰鸭庸け砻姹韺觾?nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。 第第III變形區(qū)的變形是造成已加工表面加工硬化變形區(qū)的變形是造成已加工表面加工硬化和產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要原因。和產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要原因。二、積屑瘤二、積屑瘤 積屑瘤又稱(chēng)為刀瘤，是指在切削速度不高而積屑瘤又稱(chēng)為刀瘤，是指在切削速度不高而又能形成連續(xù)切削的情況下，加工一般鋼料或其又能形成連續(xù)切削的情況下，加工一般鋼料或其他塑性材料時(shí)，常常在前刀面處粘著的一塊剖面他塑性材料時(shí)，常常在前刀面處粘著的一塊剖面近似呈三角狀的硬塊，如下

14、圖所示。近似呈三角狀的硬塊，如下圖所示。 1積屑瘤的形成積屑瘤的形成 滯流層粘結(jié)或冷焊在滯流層粘結(jié)或冷焊在刀具前刀面刀具前刀面 形成積屑瘤。形成積屑瘤。 積屑瘤的形成主要取積屑瘤的形成主要取決于切削溫度。決于切削溫度。 切削碳切削碳鋼時(shí)在鋼時(shí)在300380 易易產(chǎn)生積屑瘤。產(chǎn)生積屑瘤。hDhDhD積屑瘤碎片積屑瘤碎片積屑瘤碎片積屑瘤碎片積屑瘤積屑瘤2積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響 （1）增大實(shí)際前角）增大實(shí)際前角 （2）增大切削厚度）增大切削厚度（3）增大加工表面粗糙度）增大加工表面粗糙度（4）影響刀具耐用度）影響刀具耐用度3防止積屑瘤的措施防止積屑瘤的措施 （1）提高工件材料硬

15、度）提高工件材料硬度 （2）增加刀具前角）增加刀具前角 （3）降低切削速度或采用高速切削）降低切削速度或采用高速切削 （4）合理使用切削液）合理使用切削液 （5）電解刃磨刀具）電解刃磨刀具 三、影響切削變形的因素三、影響切削變形的因素 1工件材料工件材料 工件材料的硬度、強(qiáng)度越高，材料與刀具之間工件材料的硬度、強(qiáng)度越高，材料與刀具之間的平均摩擦系數(shù)越小，變形系數(shù)的平均摩擦系數(shù)越小，變形系數(shù)就越小，即切削就越小，即切削變形越小。變形越小。2切削用量切削用量 （1）切削速度）切削速度vc 切削速度切削速度vc對(duì)切削變形的對(duì)切削變形的影響如右圖所影響如右圖所示。示。 當(dāng)切削速度達(dá)到當(dāng)切削速度達(dá)到vc

16、1時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)生積屑瘤。隨著切時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)生積屑瘤。隨著切削速度的增大，積屑瘤增高，變形系數(shù)削速度的增大，積屑瘤增高，變形系數(shù)減小。減小。 當(dāng)切削速度達(dá)到當(dāng)切削速度達(dá)到vc2（約為（約為20m/min）時(shí)，積屑瘤）時(shí)，積屑瘤高度達(dá)到最大值，變形系數(shù)高度達(dá)到最大值，變形系數(shù)減小到一個(gè)較小值。隨切減小到一個(gè)較小值。隨切削速度繼續(xù)增大，積屑瘤開(kāi)始減小，變形系數(shù)削速度繼續(xù)增大，積屑瘤開(kāi)始減小，變形系數(shù)增大。增大。 當(dāng)切削速度達(dá)到當(dāng)切削速度達(dá)到vc3（約為（約為40m/min）時(shí)，變形系）時(shí)，變形系數(shù)數(shù)達(dá)到高峰。達(dá)到高峰。 當(dāng)切削速度小于當(dāng)切削速度小于vc1（約為（約為5m/min）時(shí)，由）時(shí)，由于前刀面與

17、切屑底層的摩擦系數(shù)較小，不產(chǎn)生積于前刀面與切屑底層的摩擦系數(shù)較小，不產(chǎn)生積屑瘤。屑瘤。（2）進(jìn)給量）進(jìn)給量f 進(jìn)給量進(jìn)給量f 增大，會(huì)使切削厚度增大，會(huì)使切削厚度hD增大，摩擦增大，摩擦系數(shù)減小，剪切角系數(shù)減小，剪切角增大，變形系數(shù)增大，變形系數(shù)減小。減小。3刀具前角刀具前角o 刀具前角刀具前角o越大，剪切角越大，剪切角越大，變形系數(shù)越大，變形系數(shù)就就越小。越小。 如果切削速度繼續(xù)增大，由于切削溫度較高，如果切削速度繼續(xù)增大，由于切削溫度較高，切屑底層處于微熔狀態(tài)，形成潤(rùn)滑膜，摩擦系數(shù)切屑底層處于微熔狀態(tài)，形成潤(rùn)滑膜，摩擦系數(shù)降低，變形系數(shù)降低，變形系數(shù)減小。減小。任務(wù)三任務(wù)三 切削力及其影響

18、因素切削力及其影響因素 一、切削力一、切削力 切削力是指金屬切削時(shí)，刀具切入工件使被切削力是指金屬切削時(shí)，刀具切入工件使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力。加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力。1切削力的來(lái)源切削力的來(lái)源 切削力的來(lái)源主要有以下兩方面：切削力的來(lái)源主要有以下兩方面： 克服被加工材料對(duì)彈性變形和塑性變形的抗克服被加工材料對(duì)彈性變形和塑性變形的抗力。力。 克服刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力所克服刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力所需的力。需的力。 這些力的合力形成了作用在刀具上的切削力這些力的合力形成了作用在刀具上的切削力Fr。2切削力的分解切削力的分解 為了便于測(cè)量和應(yīng)用，切削力

19、為了便于測(cè)量和應(yīng)用，切削力Fr可按空間直可按空間直角坐標(biāo)分解為三個(gè)互相垂直的分力：主切削力角坐標(biāo)分解為三個(gè)互相垂直的分力：主切削力Fc、背向力背向力Fp和進(jìn)給力和進(jìn)給力Ff，如下圖所示。，如下圖所示。 主切削力主切削力Fc：是總切削力是總切削力Fr在主運(yùn)動(dòng)方向的在主運(yùn)動(dòng)方向的分力。它垂直于基面，并與切削速度方向一致，分力。它垂直于基面，并與切削速度方向一致，是消耗機(jī)床功率最多的切削分力。是消耗機(jī)床功率最多的切削分力。 背向力背向力Fp：是總切削力是總切削力Fr在垂直于工作平面方在垂直于工作平面方向上的分力。它在基面內(nèi)，并與進(jìn)給方向垂直，其向上的分力。它在基面內(nèi)，并與進(jìn)給方向垂直，其數(shù)值約為主切

20、削力的數(shù)值約為主切削力的0.150.7倍。倍。 進(jìn)給力進(jìn)給力Ff：是總切削力是總切削力Fr在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力。它在基面內(nèi)，并與進(jìn)給方向平行，其數(shù)值分力。它在基面內(nèi)，并與進(jìn)給方向平行，其數(shù)值約為主切削力約為主切削力Fc的的0.10.6倍。倍。 rDprDffpcDcrFFFFFFFFFFcossin22222 總切削力總切削力Fr可分解為主切削力可分解為主切削力Fc和作用于基和作用于基面面Pr內(nèi)的合力內(nèi)的合力FD，F(xiàn)D分解為背向力分解為背向力Fp和進(jìn)給力和進(jìn)給力Ff。它們之間的關(guān)系如下：它們之間的關(guān)系如下： 3切削力的計(jì)算切削力的計(jì)算 （1）指數(shù)形式的切削力經(jīng)驗(yàn)公式）指數(shù)形

21、式的切削力經(jīng)驗(yàn)公式ccFcFcFcFncyxpFckvfaCF ppFpFpFpFncyxpFpkvfaCF ffFfFfFfFncyxpFfkvfaCF 切削力切削力 背向力背向力 進(jìn)給力進(jìn)給力 （2）切削層單位面積切削力經(jīng)驗(yàn)公式）切削層單位面積切削力經(jīng)驗(yàn)公式 切削層單位面積切削力切削層單位面積切削力p是指切除單位切削是指切除單位切削層面積所產(chǎn)生的主切削力，其計(jì)算公式為：層面積所產(chǎn)生的主切削力，其計(jì)算公式為： DDcpcDcbhFfaFAFp由上式可得，主切削力由上式可得，主切削力Fc的計(jì)算公式：的計(jì)算公式： DDpcbphfpaF 上頁(yè)式中，上頁(yè)式中，p是指是指f0.3mm/r時(shí)的單位切削

22、力，時(shí)的單位切削力，硬質(zhì)合金外圓車(chē)刀車(chē)削常用金屬的單位切削力如硬質(zhì)合金外圓車(chē)刀車(chē)削常用金屬的單位切削力如下表所示。下表所示。二、切削功率及其計(jì)算二、切削功率及其計(jì)算 切削功率切削功率Pc是指在切削過(guò)程中消耗的功率。它是指在切削過(guò)程中消耗的功率。它是各分力方向上消耗的功率之和。是各分力方向上消耗的功率之和。 由于背向力由于背向力Fp在其方向上沒(méi)有發(fā)生位移，不消在其方向上沒(méi)有發(fā)生位移，不消耗功率；進(jìn)給力耗功率；進(jìn)給力Ff 遠(yuǎn)小于主切削力遠(yuǎn)小于主切削力Fc，且沿進(jìn)給力，且沿進(jìn)給力Ff方向的進(jìn)給速度相對(duì)很小，進(jìn)給力方向的進(jìn)給速度相對(duì)很小，進(jìn)給力Ff所消耗的功率所消耗的功率很小。因此，通常用主運(yùn)動(dòng)消耗的

23、功率來(lái)表示切削很小。因此，通常用主運(yùn)動(dòng)消耗的功率來(lái)表示切削功率功率Pc，其計(jì)算公式為：，其計(jì)算公式為： 310cccvFP 當(dāng)實(shí)際進(jìn)給量當(dāng)實(shí)際進(jìn)給量f大于或小于大于或小于0.3mm/r時(shí)，需時(shí)，需乘以修正系數(shù)乘以修正系數(shù)kfp。進(jìn)給量。進(jìn)給量f對(duì)單位切削力對(duì)單位切削力p的修的修正系數(shù)正系數(shù)kfp如下表所示。如下表所示。三、影響切削力的因素三、影響切削力的因素 1工件材料工件材料 工件材料的硬度、強(qiáng)度越高，剪切屈服強(qiáng)度越工件材料的硬度、強(qiáng)度越高，剪切屈服強(qiáng)度越大，切削力大，切削力Fr越大。越大。 硬度、強(qiáng)度相近的材料，塑性或韌性越好，切硬度、強(qiáng)度相近的材料，塑性或韌性越好，切屑越不易折斷，切屑與

24、前刀面的摩擦越加，切削力屑越不易折斷，切屑與前刀面的摩擦越加，切削力Fr越大。越大。 切削鑄鐵等脆性材料時(shí)，由于塑性變形小，崩切削鑄鐵等脆性材料時(shí)，由于塑性變形小，崩碎切屑與前刀面摩擦小，切削力碎切屑與前刀面摩擦小，切削力Fr較小。較小。 2切削用量切削用量 （1）背吃刀量）背吃刀量ap和進(jìn)給量和進(jìn)給量f 背吃刀量背吃刀量ap和進(jìn)給量和進(jìn)給量f通過(guò)對(duì)切削寬度通過(guò)對(duì)切削寬度bD和切和切削厚度削厚度hD的影響而影響切削力的影響而影響切削力Fr，如下圖所示。，如下圖所示。 如上頁(yè)左圖所示，背吃刀量如上頁(yè)左圖所示，背吃刀量ap增大，切削寬增大，切削寬度度bD增大，切削面積增大，切削面積AD和切屑與前刀

25、面的接觸面和切屑與前刀面的接觸面積按比例增大。由于進(jìn)給量積按比例增大。由于進(jìn)給量f不變，所以單位切削不變，所以單位切削力力p不變。因此，當(dāng)背吃刀量不變。因此，當(dāng)背吃刀量ap增大一倍時(shí)，主切增大一倍時(shí)，主切削力削力Fc成比例增大，背向力成比例增大，背向力Fp和進(jìn)給力和進(jìn)給力Ff也近似也近似成比例增大。成比例增大。 如上頁(yè)右圖所示，進(jìn)給量如上頁(yè)右圖所示，進(jìn)給量f增大，切削厚度增大，切削厚度hD增大，而切削寬度增大，而切削寬度bD不變。此時(shí)，切削面積不變。此時(shí)，切削面積AD按按比例增大，但切屑與前刀面的接觸面積卻未變化。比例增大，但切屑與前刀面的接觸面積卻未變化。由于進(jìn)給量由于進(jìn)給量f增大，切削變形

26、程度減小，單位切削增大，切削變形程度減小，單位切削力力p變小。因此，進(jìn)給量變小。因此，進(jìn)給量f增大一倍時(shí)，切削力增大一倍時(shí)，切削力Fr增大增大70%80%。（2）切削速度）切削速度vc 切削速度切削速度vc對(duì)切削力對(duì)切削力Fr的影響是由積屑瘤與的影響是由積屑瘤與摩擦的作用所造成的，如下圖所示。摩擦的作用所造成的，如下圖所示。 切削速度切削速度vc小于小于40m/min時(shí)，隨著切削速度時(shí)，隨著切削速度的升高，積屑瘤由小變大又變小，切削力相應(yīng)地的升高，積屑瘤由小變大又變小，切削力相應(yīng)地先減小后增大。先減小后增大。 在積屑瘤消失以在積屑瘤消失以后隨著后隨著vc增大，切削溫增大，切削溫度上升，前刀面摩

27、擦度上升，前刀面摩擦減小，切削變形減小，減小，切削變形減小，切削力減小。切削力減小。3刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù) （1）前角）前角o 當(dāng)切削塑性材料時(shí)，前角當(dāng)切削塑性材料時(shí)，前角o增大，切削層所受增大，切削層所受擠壓變形和摩擦減小，切屑易于從前刀面流出，切擠壓變形和摩擦減小，切屑易于從前刀面流出，切削力削力Fr減小。當(dāng)切削脆性金屬時(shí)，前角減小。當(dāng)切削脆性金屬時(shí)，前角o對(duì)切削力對(duì)切削力Fr的影響不明顯。的影響不明顯。（2）負(fù)倒棱）負(fù)倒棱 在前刀面上磨出負(fù)倒棱寬度在前刀面上磨出負(fù)倒棱寬度br1（如右圖所示）可以提高刃口（如右圖所示）可以提高刃口強(qiáng)度，但會(huì)增大切削變形，使切強(qiáng)度，但會(huì)增大切削變形，使切

28、削力削力Fr增大。增大。 （3）主偏角）主偏角 主偏角主偏角kr從從30增大至增大至60時(shí)，切削變形減時(shí)，切削變形減小，使主切削力小，使主切削力Fc減小。隨主偏角減小。隨主偏角kr繼續(xù)增大，繼續(xù)增大，刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑r也增大，擠壓摩擦加劇，使主切也增大，擠壓摩擦加劇，使主切削力削力Fc又增大。一般主偏角又增大。一般主偏角kr在在6075范圍范圍內(nèi)，主切削力值最小。內(nèi)，主切削力值最小。 根據(jù)切削力的分解公式可知，進(jìn)給力根據(jù)切削力的分解公式可知，進(jìn)給力Ff隨主隨主r的增大而增大，背向力的增大而增大，背向力Fp隨主偏角隨主偏角r偏角偏角的增大的增大而減小。因此，長(zhǎng)徑比超過(guò)而減小。因此，長(zhǎng)徑比

29、超過(guò)10的細(xì)長(zhǎng)軸，加工時(shí)為的細(xì)長(zhǎng)軸，加工時(shí)為避免振動(dòng)，常采用大于避免振動(dòng)，常采用大于60的主偏角的主偏角以減小背向以減小背向r力力Fp。4其他因素其他因素 刀具與工件之間的摩擦系數(shù)不同，對(duì)切削力的影刀具與工件之間的摩擦系數(shù)不同，對(duì)切削力的影響不同。同樣的切削條件下，高速鋼刀具對(duì)切削力的響不同。同樣的切削條件下，高速鋼刀具對(duì)切削力的影響最大，硬質(zhì)合金刀具次之，陶瓷刀具最小。影響最大，硬質(zhì)合金刀具次之，陶瓷刀具最小。 切削過(guò)程中合理使用切削液，可以降低切削力。切削過(guò)程中合理使用切削液，可以降低切削力。所用切削液潤(rùn)滑性能越高，切削力降低越顯著。所用切削液潤(rùn)滑性能越高，切削力降低越顯著。 刀具磨損增加

30、時(shí)，作用在前、后刀面的切削力也刀具磨損增加時(shí)，作用在前、后刀面的切削力也 增大。增大。任務(wù)四任務(wù)四 切削熱、切削溫度切削熱、切削溫度 一、切削熱一、切削熱 切削熱是指切削過(guò)程中切削區(qū)的變形和摩擦消切削熱是指切削過(guò)程中切削區(qū)的變形和摩擦消耗能量所產(chǎn)生的熱。耗能量所產(chǎn)生的熱。 切削熱主要是由工件材切削熱主要是由工件材料彈塑性變形產(chǎn)生的熱、切料彈塑性變形產(chǎn)生的熱、切屑與前刀面摩擦產(chǎn)生的熱以屑與前刀面摩擦產(chǎn)生的熱以及已加工表面與后刀面摩擦及已加工表面與后刀面摩擦產(chǎn)生的熱組成。產(chǎn)生的熱組成。 切削熱通過(guò)切屑、工件、刀具及周?chē)橘|(zhì)傳散，切削熱通過(guò)切屑、工件、刀具及周?chē)橘|(zhì)傳散，如上圖所示。如上圖所示。二、

31、切削溫度二、切削溫度 切削溫度是切削熱在工件與刀具上作用的結(jié)切削溫度是切削熱在工件與刀具上作用的結(jié)果。在工件和刀具一定的前提下，切削溫度的高果。在工件和刀具一定的前提下，切削溫度的高低取決于切削熱產(chǎn)生的多少和傳散的快慢。低取決于切削熱產(chǎn)生的多少和傳散的快慢。 右圖為切削塑右圖為切削塑性材料時(shí)，刀具、性材料時(shí)，刀具、切屑和工件上的溫切屑和工件上的溫度分布示意圖。由度分布示意圖。由圖可知：圖可知： （1）剪切區(qū)內(nèi)，沿剪切面方向上各點(diǎn)溫度）剪切區(qū)內(nèi)，沿剪切面方向上各點(diǎn)溫度幾乎相等；而在垂直于剪切面方向上的溫度梯度幾乎相等；而在垂直于剪切面方向上的溫度梯度很大。很大。 （2）前、后刀面的最高溫度都不在

32、切削刃）前、后刀面的最高溫度都不在切削刃處，而在離切削刃有一定距離的地方。處，而在離切削刃有一定距離的地方。 （3）在切屑厚度方向上的切削溫度梯度很）在切屑厚度方向上的切削溫度梯度很大，靠近前刀面的一層（底層）溫度最高，遠(yuǎn)離大，靠近前刀面的一層（底層）溫度最高，遠(yuǎn)離前刀面方向溫度下降很快。前刀面方向溫度下降很快。 （4）后刀面與工件的接觸長(zhǎng)度較短，因此，）后刀面與工件的接觸長(zhǎng)度較短，因此，工件加工表面上溫度的升降是在極短的時(shí)間內(nèi)完成工件加工表面上溫度的升降是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的。刀具通過(guò)時(shí)加工表面只受到一次熱沖擊。的。刀具通過(guò)時(shí)加工表面只受到一次熱沖擊。三、影響切削溫度的因素三、影響切削溫度的

33、因素 1工件材料工件材料 工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，需要的切削力工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，需要的切削力就越大，產(chǎn)生的熱量就越多，因而切削溫度就越高。就越大，產(chǎn)生的熱量就越多，因而切削溫度就越高。 工件材料的塑性大，切削力也大，切削溫度工件材料的塑性大，切削力也大，切削溫度也高。也高。 材料的熱導(dǎo)率越大，通過(guò)切屑和工件傳出的材料的熱導(dǎo)率越大，通過(guò)切屑和工件傳出的熱量就越多，切削溫度下降就越快。熱量就越多，切削溫度下降就越快。2切削用量切削用量 切削用量中，切削速度切削用量中，切削速度vc對(duì)切削溫度影響最對(duì)切削溫度影響最大，進(jìn)給量大，進(jìn)給量f次之，背吃刀量次之，背吃刀量ap影響最小。影響最小。 切

34、削速度切削速度vc增大，切削變形和摩擦產(chǎn)生的熱增大，切削變形和摩擦產(chǎn)生的熱量急劇增多，盡管切屑帶走的熱量相應(yīng)增多，但量急劇增多，盡管切屑帶走的熱量相應(yīng)增多，但散熱條件并沒(méi)有改善，因此切削溫度顯著升高。散熱條件并沒(méi)有改善，因此切削溫度顯著升高。 進(jìn)給量進(jìn)給量f增大，產(chǎn)生的熱量增加，但同時(shí)切削增大，產(chǎn)生的熱量增加，但同時(shí)切削厚度變大，切屑帶走的熱量增加，而散熱條件并厚度變大，切屑帶走的熱量增加，而散熱條件并未改善，因此最終切削溫度有所升高。未改善，因此最終切削溫度有所升高。 背吃刀量背吃刀量ap增大，產(chǎn)生的熱量按比例增加，增大，產(chǎn)生的熱量按比例增加，但同時(shí)刀具的傳熱面積也按比例增加，顯著改善但同時(shí)

35、刀具的傳熱面積也按比例增加，顯著改善散熱條件，因此最終切削溫度僅略有升高。散熱條件，因此最終切削溫度僅略有升高。3刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù) （1）前角）前角 前角前角o增大，切削變形程度減小，產(chǎn)生的切削增大，切削變形程度減小，產(chǎn)生的切削熱減少，因而切削溫度下降。但前角熱減少，因而切削溫度下降。但前角o大于大于1820時(shí)，楔角時(shí)，楔角o減小，傳熱體積減小，對(duì)切削溫度減小，傳熱體積減小，對(duì)切削溫度的影響減小。的影響減小。 （2）主偏角）主偏角 在背吃刀量在背吃刀量ap相同的情況下，主偏角相同的情況下，主偏角 增大，主增大，主切削刃的工作長(zhǎng)度縮短，刀尖角切削刃的工作長(zhǎng)度縮短，刀尖角r減小，傳熱面積減

36、減小，傳熱面積減小，切削熱相對(duì)集中，從而提高了切削溫度；反之，小，切削熱相對(duì)集中，從而提高了切削溫度；反之，主偏角主偏角 減小，切削溫度降低，刀具耐用度提高。減小，切削溫度降低，刀具耐用度提高。 rr4刀具磨損刀具磨損 刀具后刀面磨損量增大，切削溫度升高；當(dāng)?shù)毒吆蟮睹婺p量增大，切削溫度升高；當(dāng)磨損量達(dá)到一定值之后，對(duì)切削溫度的影響加?。荒p量達(dá)到一定值之后，對(duì)切削溫度的影響加??；切削溫度越高，刀具磨損對(duì)切削溫度的影響就越切削溫度越高，刀具磨損對(duì)切削溫度的影響就越顯著。顯著。5切削液切削液 澆注切削液對(duì)降低溫度、減少刀具磨損和提澆注切削液對(duì)降低溫度、減少刀具磨損和提高已加工表面質(zhì)量有明顯的效果

37、。切削液的導(dǎo)熱高已加工表面質(zhì)量有明顯的效果。切削液的導(dǎo)熱率、比熱容和流量越大，切削溫度越低。切削液率、比熱容和流量越大，切削溫度越低。切削液本身溫度越低，其冷卻效果越顯著。本身溫度越低，其冷卻效果越顯著。任務(wù)五任務(wù)五 切削液切削液 一、切削液的種類(lèi)一、切削液的種類(lèi) 切削液是指為了提高金屬切削加工效果而在切削液是指為了提高金屬切削加工效果而在加工過(guò)程中注入工件與刀具或磨具之間的液體。加工過(guò)程中注入工件與刀具或磨具之間的液體。 1水溶性切削液水溶性切削液 （1）水溶液）水溶液 水溶液的主要成分為水，并根據(jù)需要加入防銹水溶液的主要成分為水，并根據(jù)需要加入防銹添加劑、表面活性劑、油性添加劑和極壓添加劑

38、等。添加劑、表面活性劑、油性添加劑和極壓添加劑等。水溶液具有良好的冷卻和防銹性能，并有一定的潤(rùn)水溶液具有良好的冷卻和防銹性能，并有一定的潤(rùn)滑性。滑性。 （2）乳化液）乳化液 乳化液是以水（占乳化液是以水（占95%98%）為主加入適）為主加入適量的乳化油形成的乳白色或半透明的乳化液。量的乳化油形成的乳白色或半透明的乳化液。 根據(jù)乳化液中含乳化油的多少，乳化液分為根據(jù)乳化液中含乳化油的多少，乳化液分為低濃度乳化液和高濃度乳化液。其中，低濃度乳低濃度乳化液和高濃度乳化液。其中，低濃度乳化液（濃度為化液（濃度為3%5%），冷卻和清洗作用較好，），冷卻和清洗作用較好，適于粗加工和磨削；高濃度乳化液（濃度

39、為適于粗加工和磨削；高濃度乳化液（濃度為10%20%），潤(rùn)滑作用較好，適于精加工（如），潤(rùn)滑作用較好，適于精加工（如拉削和鉸孔等）。拉削和鉸孔等）。 為了進(jìn)一步提高乳化液的潤(rùn)滑性能，還可在為了進(jìn)一步提高乳化液的潤(rùn)滑性能，還可在乳化液中加入一定量的氯、硫、磷等極壓添加劑，乳化液中加入一定量的氯、硫、磷等極壓添加劑，配制成極壓乳化液。配制成極壓乳化液。 離子型切削液是由母液在水溶液中離解出各離子型切削液是由母液在水溶液中離解出各種強(qiáng)度的離子而形成的切削液。切削時(shí)，摩擦產(chǎn)種強(qiáng)度的離子而形成的切削液。切削時(shí)，摩擦產(chǎn)生的靜電荷可與切削液中的離子迅速反應(yīng)而消除，生的靜電荷可與切削液中的離子迅速反應(yīng)而消除，

40、降低切削溫度，起到較好的冷卻作用。降低切削溫度，起到較好的冷卻作用。 （3）離子型切削液）離子型切削液2非水溶性切削液非水溶性切削液 （1）切削油）切削油 切削油的主要成分為礦物油（如機(jī)油、煤油、切削油的主要成分為礦物油（如機(jī)油、煤油、輕柴油等），少數(shù)采用動(dòng)植物油（如豬油、豆油等）輕柴油等），少數(shù)采用動(dòng)植物油（如豬油、豆油等）或混合油。切削油主要起潤(rùn)滑作用?；蚧旌嫌汀Ｇ邢饔椭饕饾?rùn)滑作用。 （2）極壓切削油）極壓切削油 極壓切削油是在切削油中加入硫、氯和磷等極壓切削油是在切削油中加入硫、氯和磷等極壓添加劑而配制成的。極壓切削油能形成非常極壓添加劑而配制成的。極壓切削油能形成非常結(jié)實(shí)的潤(rùn)滑膜，顯

41、著提高潤(rùn)滑效果和冷卻作用。結(jié)實(shí)的潤(rùn)滑膜，顯著提高潤(rùn)滑效果和冷卻作用。 （3）固體潤(rùn)滑劑）固體潤(rùn)滑劑 固體潤(rùn)滑劑是指用二硫化鉬、硬脂酸和石蠟等固體潤(rùn)滑劑是指用二硫化鉬、硬脂酸和石蠟等做成的蠟棒。將固體潤(rùn)滑劑涂在刀具表面，切削時(shí)做成的蠟棒。將固體潤(rùn)滑劑涂在刀具表面，切削時(shí)可減小摩擦，起潤(rùn)滑作用?？蓽p小摩擦，起潤(rùn)滑作用。二、切削液的作用二、切削液的作用 1冷卻作用冷卻作用 切削液可以減小刀具、工件和切屑之間的摩切削液可以減小刀具、工件和切屑之間的摩擦，減少熱量的產(chǎn)生，同時(shí)可以帶走熱量，降低擦，減少熱量的產(chǎn)生，同時(shí)可以帶走熱量，降低切削溫度。切削溫度。 2潤(rùn)滑作用潤(rùn)滑作用 切削液可以在切屑、工件與刀具

42、界面之間形成切削液可以在切屑、工件與刀具界面之間形成潤(rùn)滑油膜，以減小前刀面與切屑，后刀面與已加工潤(rùn)滑油膜，以減小前刀面與切屑，后刀面與已加工表面間產(chǎn)生的高速摩擦，并改善已加工表面的粗糙表面間產(chǎn)生的高速摩擦，并改善已加工表面的粗糙度，提高刀具耐用度。度，提高刀具耐用度。 3清洗作用清洗作用 切削液能沖刷掉切削過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑和磨切削液能沖刷掉切削過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑和磨粉，避免劃傷已加工表面和機(jī)床導(dǎo)軌。粉，避免劃傷已加工表面和機(jī)床導(dǎo)軌。 切削液清洗性能的好壞取決于切削液的滲透切削液清洗性能的好壞取決于切削液的滲透性、流動(dòng)性和使用壓力。水溶液或乳化液中加入性、流動(dòng)性和使用壓力。水溶液或乳化液中加入劑量

43、較大的活性劑和少量礦物油，可以改善切削劑量較大的活性劑和少量礦物油，可以改善切削液的清洗性能。液的清洗性能。4防銹作用防銹作用 切削液可以減小周?chē)橘|(zhì)對(duì)工件、刀具、機(jī)床切削液可以減小周?chē)橘|(zhì)對(duì)工件、刀具、機(jī)床和夾具的腐蝕。切削液防銹作用的好壞取決于切削和夾具的腐蝕。切削液防銹作用的好壞取決于切削液本身的性能和加入的防銹添加劑的性能。液本身的性能和加入的防銹添加劑的性能。5其他作用其他作用 除了以上除了以上4種作用外，所使用的切削液應(yīng)具備種作用外，所使用的切削液應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性，在貯存和使用中不產(chǎn)生沉淀或分層、良好的穩(wěn)定性，在貯存和使用中不產(chǎn)生沉淀或分層、析油、析皂和老化等現(xiàn)象；析油、析皂和老

44、化等現(xiàn)象； 對(duì)細(xì)菌和霉菌有一定抵抗能力，不易長(zhǎng)霉及對(duì)細(xì)菌和霉菌有一定抵抗能力，不易長(zhǎng)霉及生物降解而導(dǎo)致發(fā)臭、變質(zhì)；生物降解而導(dǎo)致發(fā)臭、變質(zhì)； 不損壞涂漆零件，對(duì)人體無(wú)危害，無(wú)刺激性不損壞涂漆零件，對(duì)人體無(wú)危害，無(wú)刺激性氣味；氣味； 在使用過(guò)程中無(wú)煙霧或少煙霧；在使用過(guò)程中無(wú)煙霧或少煙霧； 便于回收，低污染，排放的廢液處理簡(jiǎn)便，便于回收，低污染，排放的廢液處理簡(jiǎn)便，經(jīng)處理后能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)等。經(jīng)處理后能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)等。 三、切削液的合理選用三、切削液的合理選用 1工件材料工件材料 切削鋼等塑性材料時(shí)，需要用切削液；切削切削鋼等塑性材料時(shí)，需要用切削液；切削鑄鐵、

45、青銅等脆性材料時(shí)可不用切削液，原因是其鑄鐵、青銅等脆性材料時(shí)可不用切削液，原因是其作用不明顯；切削高強(qiáng)度鋼、高溫合金等難加工材作用不明顯；切削高強(qiáng)度鋼、高溫合金等難加工材料時(shí)，需要切削液具有較高的冷卻和潤(rùn)滑性能，應(yīng)料時(shí)，需要切削液具有較高的冷卻和潤(rùn)滑性能，應(yīng)采用極壓切削油或極壓乳化液；加工銅、鋁及其合采用極壓切削油或極壓乳化液；加工銅、鋁及其合金時(shí)，不能使用含硫的切削液；精加工有色金屬和金時(shí)，不能使用含硫的切削液；精加工有色金屬和鑄鐵時(shí)，主要要求達(dá)到較小的表面粗糙度，可選用鑄鐵時(shí)，主要要求達(dá)到較小的表面粗糙度，可選用煤油與礦物油的混合油。煤油與礦物油的混合油。 2刀具材料刀具材料 當(dāng)用高速鋼刀

46、具粗加工時(shí)，應(yīng)選用以冷卻為當(dāng)用高速鋼刀具粗加工時(shí)，應(yīng)選用以冷卻為主的切削液來(lái)降低切削溫度，如離子型切削液或主的切削液來(lái)降低切削溫度，如離子型切削液或低濃度乳化液；當(dāng)用高速鋼刀具精加工時(shí)，應(yīng)選低濃度乳化液；當(dāng)用高速鋼刀具精加工時(shí)，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能較好的極壓切削油或高濃度乳化液。用潤(rùn)滑性能較好的極壓切削油或高濃度乳化液。 當(dāng)用硬質(zhì)合金刀具粗加工時(shí)，一般不用切削液，當(dāng)用硬質(zhì)合金刀具粗加工時(shí)，一般不用切削液，如需要用，可采用低濃度乳化液或水溶液，但必須如需要用，可采用低濃度乳化液或水溶液，但必須連續(xù)充分地澆注；當(dāng)用硬質(zhì)合金刀具精加工時(shí)采用連續(xù)充分地澆注；當(dāng)用硬質(zhì)合金刀具精加工時(shí)采用的切削液與粗加工時(shí)基本

47、相同，但應(yīng)適當(dāng)提高其潤(rùn)的切削液與粗加工時(shí)基本相同，但應(yīng)適當(dāng)提高其潤(rùn)滑性能。滑性能。 在較低速切削時(shí)，刀具以機(jī)械磨損為主，宜選在較低速切削時(shí)，刀具以機(jī)械磨損為主，宜選用離子型切削液和乳化液。用離子型切削液和乳化液。 3加工方法加工方法 鉆孔、攻絲、鉸孔、拉削等，排屑方式為半鉆孔、攻絲、鉸孔、拉削等，排屑方式為半封閉、封閉狀態(tài)，刀具與工件之間摩擦嚴(yán)重，應(yīng)封閉、封閉狀態(tài)，刀具與工件之間摩擦嚴(yán)重，應(yīng)選用極壓乳化液和極壓切削油。選用極壓乳化液和極壓切削油。 成形刀具、齒輪刀具價(jià)格昂貴，要求刀具的成形刀具、齒輪刀具價(jià)格昂貴，要求刀具的使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能好的極壓切削油或使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能好的

48、極壓切削油或高濃度乳化液。高濃度乳化液。 磨削加工溫度高，且會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)屑和砂磨削加工溫度高，且會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)屑和砂粒，影響加工質(zhì)量，應(yīng)選用冷卻性能和清洗性能粒，影響加工質(zhì)量，應(yīng)選用冷卻性能和清洗性能較好的水溶液或乳化液。較好的水溶液或乳化液。 磨削難加工材料時(shí)，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能較好的磨削難加工材料時(shí)，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能較好的極壓乳化液或極壓切削油。極壓乳化液或極壓切削油。四、切削液的使用方法四、切削液的使用方法 1澆注法澆注法 澆注法是切削加工中普遍使用的方法。如下圖澆注法是切削加工中普遍使用的方法。如下圖所示，切削時(shí)，澆注量應(yīng)充足，澆注位置盡量接近所示，切削時(shí)，澆注量應(yīng)充足，澆注位置盡量接近切

49、削變形區(qū)，不應(yīng)該澆注在刀具或零件上。車(chē)削時(shí)，切削變形區(qū)，不應(yīng)該澆注在刀具或零件上。車(chē)削時(shí)，從后刀面噴射比從前刀面好，刀具耐用度可提高一從后刀面噴射比從前刀面好，刀具耐用度可提高一倍以上。深孔加工時(shí)，應(yīng)使用大流量、高壓力的切倍以上。深孔加工時(shí)，應(yīng)使用大流量、高壓力的切削液，以達(dá)到有效地冷卻、潤(rùn)滑和排屑的作用。削液，以達(dá)到有效地冷卻、潤(rùn)滑和排屑的作用。2高壓冷卻法高壓冷卻法 高壓冷卻法是指對(duì)于加工深孔（如深孔鉆削高壓冷卻法是指對(duì)于加工深孔（如深孔鉆削和套孔鉆削等）時(shí)，用高壓使切削液通過(guò)刀體內(nèi)和套孔鉆削等）時(shí)，用高壓使切削液通過(guò)刀體內(nèi)部的通道直接流向切削區(qū)，以達(dá)到充分冷卻和排部的通道直接流向切削區(qū)，

50、以達(dá)到充分冷卻和排屑的目的。屑的目的。 3噴霧冷卻法噴霧冷卻法 噴霧冷卻法利用壓縮空氣和噴霧裝置使切削液霧噴霧冷卻法利用壓縮空氣和噴霧裝置使切削液霧化，通過(guò)噴嘴高速?lài)娤蚯邢鲄^(qū)。當(dāng)霧化成微小液滴的化，通過(guò)噴嘴高速?lài)娤蚯邢鲄^(qū)。當(dāng)霧化成微小液滴的切削液碰到高溫的刀具、切屑和工件時(shí)迅速汽化，吸切削液碰到高溫的刀具、切屑和工件時(shí)迅速汽化，吸收大量熱量，從而有效地降低切削溫度。收大量熱量，從而有效地降低切削溫度。 任務(wù)六任務(wù)六 刀具磨損與刀具耐用度刀具磨損與刀具耐用度 一、刀具磨損一、刀具磨損 1刀具的正常磨損形式刀具的正常磨損形式 刀具的正常磨損形式有前刀面磨損、后刀面磨損刀具的正常磨損形式有前刀面磨損

51、、后刀面磨損和邊界磨損三種，如下圖所示。和邊界磨損三種，如下圖所示。 （1）前刀面磨損）前刀面磨損 前刀面磨損是指加工塑性材料，且切削厚度前刀面磨損是指加工塑性材料，且切削厚度較大、切削速度較高時(shí)，在刀具前刀面刃口后方較大、切削速度較高時(shí)，在刀具前刀面刃口后方出現(xiàn)的月牙洼形磨損，前刀面磨損量的大小用月出現(xiàn)的月牙洼形磨損，前刀面磨損量的大小用月牙洼的寬度牙洼的寬度KB和深度和深度KT表示表示。（2）后刀面磨損）后刀面磨損 后刀面磨損是指在加工脆性材料或切削厚度較后刀面磨損是指在加工脆性材料或切削厚度較小的塑性材料時(shí)，由于已加工表面和刀具后刀面之小的塑性材料時(shí)，由于已加工表面和刀具后刀面之間的強(qiáng)烈

52、摩擦而在后刀面上形成的磨損。間的強(qiáng)烈摩擦而在后刀面上形成的磨損。 在切削刃參加切削工作的各點(diǎn)上，后刀面在切削刃參加切削工作的各點(diǎn)上，后刀面磨損是不均勻的。在刀尖部分（磨損是不均勻的。在刀尖部分（C區(qū)），磨損嚴(yán)區(qū)），磨損嚴(yán)重，其磨損量最大值用重，其磨損量最大值用VC表示。在切削刃靠近表示。在切削刃靠近工件表面處（工件表面處（N區(qū)），磨損也較嚴(yán)重，其磨損量區(qū)），磨損也較嚴(yán)重，其磨損量用用VN表示。在切削刃中部位置（表示。在切削刃中部位置（B區(qū)），磨損較區(qū)），磨損較為均勻，其平均磨損量用為均勻，其平均磨損量用VB表示，最大磨損量表示，最大磨損量用用VBmax表示。表示。（3）邊界磨損）邊界磨損 加工

53、塑性金屬時(shí)，常在主切削刃靠近工件外皮加工塑性金屬時(shí)，常在主切削刃靠近工件外皮處和副切削刃靠近刀尖處的后刀面上磨出較深的溝處和副切削刃靠近刀尖處的后刀面上磨出較深的溝紋，這屬于邊界磨損。加工鑄件、鍛件等外皮粗糙紋，這屬于邊界磨損。加工鑄件、鍛件等外皮粗糙的工件容易發(fā)生邊界磨損。的工件容易發(fā)生邊界磨損。 2刀具磨損機(jī)理刀具磨損機(jī)理 （1）機(jī)械磨損）機(jī)械磨損 機(jī)械磨損又稱(chēng)磨粒磨損，是指工件材料或切屑機(jī)械磨損又稱(chēng)磨粒磨損，是指工件材料或切屑中含有的比刀具材料硬度高的硬質(zhì)點(diǎn)或積屑瘤碎片，中含有的比刀具材料硬度高的硬質(zhì)點(diǎn)或積屑瘤碎片，在刀具表面滑擦造成的磨損。在刀具表面滑擦造成的磨損。 機(jī)械磨損在各種切削

54、速度下都存在，低速切削機(jī)械磨損在各種切削速度下都存在，低速切削時(shí)，機(jī)械磨損是刀具磨損的主要原因。時(shí)，機(jī)械磨損是刀具磨損的主要原因。 （2）粘結(jié)磨損）粘結(jié)磨損 粘結(jié)又稱(chēng)為冷焊，是指刀具與工件或切屑接觸粘結(jié)又稱(chēng)為冷焊，是指刀具與工件或切屑接觸到原子間距離時(shí)產(chǎn)生結(jié)合的現(xiàn)象。粘結(jié)磨損是指工到原子間距離時(shí)產(chǎn)生結(jié)合的現(xiàn)象。粘結(jié)磨損是指工件或切屑的表面與刀具表面之間的粘結(jié)點(diǎn)因相對(duì)運(yùn)件或切屑的表面與刀具表面之間的粘結(jié)點(diǎn)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)，刀具一方的微粒被對(duì)方帶走而造成的磨損。動(dòng)，刀具一方的微粒被對(duì)方帶走而造成的磨損。 各種刀具材料都會(huì)發(fā)生粘結(jié)磨損。在中、各種刀具材料都會(huì)發(fā)生粘結(jié)磨損。在中、高速切削下，當(dāng)形成不穩(wěn)定積屑

55、瘤時(shí)，粘結(jié)磨損高速切削下，當(dāng)形成不穩(wěn)定積屑瘤時(shí)，粘結(jié)磨損最為嚴(yán)重；當(dāng)?shù)毒吆凸ぜ牧系挠捕缺容^小時(shí)，最為嚴(yán)重；當(dāng)?shù)毒吆凸ぜ牧系挠捕缺容^小時(shí)，由于相互間的親和力較大，粘結(jié)磨損也較為嚴(yán)重；由于相互間的親和力較大，粘結(jié)磨損也較為嚴(yán)重；當(dāng)?shù)毒弑砻娴娜心ベ|(zhì)量較差時(shí)，也會(huì)加劇粘結(jié)磨當(dāng)?shù)毒弑砻娴娜心ベ|(zhì)量較差時(shí)，也會(huì)加劇粘結(jié)磨損。損。（3）擴(kuò)散磨損）擴(kuò)散磨損 擴(kuò)散磨損是指由于在高溫作用下，刀具與工件擴(kuò)散磨損是指由于在高溫作用下，刀具與工件接觸面間分子活性較大，造成合金元素相互擴(kuò)散置換，接觸面間分子活性較大，造成合金元素相互擴(kuò)散置換，使刀具材料的機(jī)械性能降低，再經(jīng)摩擦作用而造成的使刀具材料的機(jī)械性能降低，再經(jīng)摩

56、擦作用而造成的磨損。擴(kuò)散磨損是一種化學(xué)性質(zhì)的磨損。磨損。擴(kuò)散磨損是一種化學(xué)性質(zhì)的磨損。 擴(kuò)散磨損的速度主要取決于切削速度和切削溫?cái)U(kuò)散磨損的速度主要取決于切削速度和切削溫度。切削速度和切削溫度愈高，擴(kuò)散磨損速度愈快。度。切削速度和切削溫度愈高，擴(kuò)散磨損速度愈快。（4）氧化磨損）氧化磨損 氧化磨損是指在高溫下，刀具表面發(fā)生氧氧化磨損是指在高溫下，刀具表面發(fā)生氧化反應(yīng)生成一層脆性氧化物，該氧化物被工件和化反應(yīng)生成一層脆性氧化物，該氧化物被工件和切屑帶走而造成的磨損。氧化磨損也是一種化學(xué)切屑帶走而造成的磨損。氧化磨損也是一種化學(xué)性質(zhì)的磨損。在主、副切削刃工作的邊界處與空性質(zhì)的磨損。在主、副切削刃工作的

57、邊界處與空氣接觸，最容易發(fā)生氧化磨損。氣接觸，最容易發(fā)生氧化磨損。 （5）相變磨損）相變磨損 相變磨損是指切削時(shí)切削溫度超過(guò)刀具材料的相變磨損是指切削時(shí)切削溫度超過(guò)刀具材料的相變溫度，刀具金相組織發(fā)生變化，使硬度降低而相變溫度，刀具金相組織發(fā)生變化，使硬度降低而造成的磨損。工具鋼在高溫時(shí)易產(chǎn)生相變磨損。造成的磨損。工具鋼在高溫時(shí)易產(chǎn)生相變磨損。 由此可見(jiàn)，在低、中速切削（如拉削、鉸由此可見(jiàn)，在低、中速切削（如拉削、鉸孔、和攻絲等）加工時(shí)，刀具的磨損主要是磨?？?、和攻絲等）加工時(shí)，刀具的磨損主要是磨粒磨損和粘結(jié)磨損；在高速切削加工時(shí)，熱化學(xué)作磨損和粘結(jié)磨損；在高速切削加工時(shí)，熱化學(xué)作用使高速鋼刀

58、具產(chǎn)生相變磨損，使硬質(zhì)合金刀具用使高速鋼刀具產(chǎn)生相變磨損，使硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損和氧化磨損。產(chǎn)生粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損和氧化磨損。 3刀具磨損過(guò)程刀具磨損過(guò)程 如右圖所示，刀如右圖所示，刀具的磨損過(guò)程可以分具的磨損過(guò)程可以分為初期磨損階段、正為初期磨損階段、正常磨損階段和急劇磨常磨損階段和急劇磨損階段。損階段。（1）初期磨損階段）初期磨損階段 初期磨損階段的磨損特點(diǎn)是：在開(kāi)始磨損的初期磨損階段的磨損特點(diǎn)是：在開(kāi)始磨損的極短時(shí)間內(nèi)，后刀面磨損量極短時(shí)間內(nèi)，后刀面磨損量VB上升很快。初期磨上升很快。初期磨損階段的后刀面磨損量損階段的后刀面磨損量VB一般為一般為0.050.1mm，其大小與

59、刀具刃磨質(zhì)量有關(guān)。其大小與刀具刃磨質(zhì)量有關(guān)。 （2）正常磨損階段）正常磨損階段 正常磨損階段的磨損特點(diǎn)是：磨損緩慢、均勻，正常磨損階段的磨損特點(diǎn)是：磨損緩慢、均勻，后刀面磨損量后刀面磨損量VB隨切削時(shí)間延長(zhǎng)近似成比例增加。隨切削時(shí)間延長(zhǎng)近似成比例增加。 正常磨損階段是刀具工作的有效階段。曲線(xiàn)的正常磨損階段是刀具工作的有效階段。曲線(xiàn)的斜率代表了刀具正常工作時(shí)的磨損強(qiáng)度。磨損強(qiáng)度斜率代表了刀具正常工作時(shí)的磨損強(qiáng)度。磨損強(qiáng)度是衡量刀具切削性能的重要指標(biāo)之一。是衡量刀具切削性能的重要指標(biāo)之一。（3）急劇磨損階段）急劇磨損階段 急劇磨損階段的磨損特點(diǎn)是：在較短時(shí)間內(nèi)，急劇磨損階段的磨損特點(diǎn)是：在較短時(shí)間

60、內(nèi)，后刀面磨損量后刀面磨損量VB猛增，刀具因而完全失效。猛增，刀具因而完全失效。 這一階段磨損強(qiáng)度很大，如果刀具繼續(xù)工作，這一階段磨損強(qiáng)度很大，如果刀具繼續(xù)工作，不能保證加工質(zhì)量，并出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲等現(xiàn)象，甚不能保證加工質(zhì)量，并出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲等現(xiàn)象，甚至使刀具崩刃。因此，刀具進(jìn)入急劇磨損階段前必至使刀具崩刃。因此，刀具進(jìn)入急劇磨損階段前必須換刀或重新刃磨。須換刀或重新刃磨。 4刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用，這個(gè)磨損刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用，這個(gè)磨損限度稱(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)限度稱(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO統(tǒng)一規(guī)定，以統(tǒng)一規(guī)定，以1/2背背吃刀量處后刀面上測(cè)定