第5章---金屬切削原理模板

1、1數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝 教師：蔡曉娜教師：蔡曉娜電話：電話：110071870182第第1 1章章 金屬切削加工基礎(chǔ)金屬切削加工基礎(chǔ)本章要點本章要點: :金屬切削基本知識金屬切削基本知識; ;金屬切削過程和控制金屬切削過程和控制; ;刀具幾何角度的選擇刀具幾何角度的選擇; ;切削用量。切削用量。3 金屬切削加工定義：金屬切削加工定義： 在機床上，用金屬切削刀具切除在機床上，用金屬切削刀具切除工件上多余的金屬，并在高生產(chǎn)率和工件上多余的金屬，并在高生產(chǎn)率和低成本的前提下，使其形狀、尺寸精低成本的前提下，使其形狀、尺寸精度及表面質(zhì)量達到預(yù)定要求的加工。度及表面質(zhì)量達到預(yù)定要求的加工。 切削運動

2、定義：切削運動定義： 為實現(xiàn)切削過程，工件與刀具之為實現(xiàn)切削過程，工件與刀具之間要有相對運動，即切削運動，它由間要有相對運動，即切削運動，它由金屬切削機床來完成。金屬切削機床來完成。 4我國金屬切削加工技術(shù)的發(fā)展概況我國金屬切削加工技術(shù)的發(fā)展概況 一、明代發(fā)展成與近代相類似的切削加工方法一、明代發(fā)展成與近代相類似的切削加工方法如車、銑、刨、磨削等。如車、銑、刨、磨削等。 二、建國以來，我國的機械制造業(yè)不斷壯大金二、建國以來，我國的機械制造業(yè)不斷壯大金屬切削加工技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。大力推廣先進屬切削加工技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。大力推廣先進的切削方法；在金屬切削變形、切削力、切削熱、的切削方法；在

3、金屬切削變形、切削力、切削熱、刀具磨損和刀具耐用度、以及加工質(zhì)量等方面都取刀具磨損和刀具耐用度、以及加工質(zhì)量等方面都取得了一定水平的科研成果；廣泛推廣應(yīng)用了機夾重得了一定水平的科研成果；廣泛推廣應(yīng)用了機夾重磨刀具和可轉(zhuǎn)位刀具。磨刀具和可轉(zhuǎn)位刀具。 三、三、8080年代以后，我國金屬切削技術(shù)達到較高年代以后，我國金屬切削技術(shù)達到較高的水平，計算機已在切削理論研究和刀具設(shè)計中應(yīng)的水平，計算機已在切削理論研究和刀具設(shè)計中應(yīng)用，各種先進的測試儀器已應(yīng)用于切削機理的分析用，各種先進的測試儀器已應(yīng)用于切削機理的分析和研究中，并取得一系列科研成果。和研究中，并取得一系列科研成果。 51.1金屬切削的基本知識

4、金屬切削的基本知識 金屬切削機床：金屬切削機床：指用切削和特種加指用切削和特種加工等方法加工金屬工件，使之獲得工等方法加工金屬工件，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機器。面質(zhì)量的機器。習(xí)慣稱之為習(xí)慣稱之為機床。機床。61.1.11.1.1金屬切削機床的分類金屬切削機床的分類一、一、按機床的加工性質(zhì)和所用按機床的加工性質(zhì)和所用刀具，機床分刀具，機床分為為12類：類： 車床車床 C 鉆床鉆床 Z 銑床銑床 X 鏜床鏜床 T 磨床磨床 M 拉床拉床 L 齒輪加工機床齒輪加工機床 Y 螺紋加工機床螺紋加工機床 S 鋸床鋸床 G 刨插床刨插床 B 其他機床其他

5、機床 Q 特種加工機床特種加工機床 在每一類機床中，又按工藝范圍、布在每一類機床中，又按工藝范圍、布局型式和結(jié)構(gòu)性能為若干組，每一組又分局型式和結(jié)構(gòu)性能為若干組，每一組又分為若干個系（系列）。為若干個系（系列）。7車床車床8臥臥式式銑銑床床9立立式式銑銑床床10立立式式鉆鉆床床11臥式鏜床外形臥式鏜床外形1213牛頭刨床牛頭刨床(Horizontal Shaper)(Horizontal Shaper)14插齒插齒(Gear Shaping)(Gear Shaping)機機1516特種加工機床特種加工機床171.1.11.1.1金屬切削機床的分類金屬切削機床的分類（2）按應(yīng)用范圍（通用性程度）

6、分為：按應(yīng)用范圍（通用性程度）分為： 1 1）通用機床）通用機床 2 2）專門化機床）專門化機床 3 3）專用機床）專用機床181.1. 通用機床通用機床 用于加工多種工件、完成多種用于加工多種工件、完成多種工序工序，加工，加工范圍較廣，通用性較大，但范圍較廣，通用性較大，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低； 主要適用于單件小批生產(chǎn)，例如：臥式車主要適用于單件小批生產(chǎn)，例如：臥式車床、萬能升降臺銑床等。床、萬能升降臺銑床等。2.2. 專門化機床專門化機床 專門用于加工形狀專門用于加工形狀相同而尺寸不同工件的相同而尺寸不同工件的特定工特定工序，如曲軸車床、凸輪軸車床等序，如曲軸車床、

7、凸輪軸車床等； 工藝范圍較窄。工藝范圍較窄。193.3. 專用機床專用機床 只能用于加工某一種零件的只能用于加工某一種零件的某一道特定工某一道特定工序序，適用于大批量生產(chǎn)，如機床主軸箱的，適用于大批量生產(chǎn)，如機床主軸箱的專用鏜床、車床導(dǎo)軌的專用磨床和各種組專用鏜床、車床導(dǎo)軌的專用磨床和各種組合機床等合機床等； 工藝范圍最窄。工藝范圍最窄。20二、金屬切削機床的分類二、金屬切削機床的分類（3 3）按機床的加工精度分類）按機床的加工精度分類 1 1）普通精度機床）普通精度機床 2 2）精密機床）精密機床 3 3）高精度機床）高精度機床 21二、金屬切削機床的分類二、金屬切削機床的分類（4 4）按機

8、床的自動化程度分類）按機床的自動化程度分類 1 1）手動機床）手動機床 2 2）機動機床）機動機床 3 3）半自動機床）半自動機床 4 4）全自動機床）全自動機床22（1 1）按加工零件的大小和機床質(zhì)量）按加工零件的大小和機床質(zhì)量 1 1）儀表機床儀表機床 2 2）中型機床（一般機床）中型機床（一般機床） 3 3）大型機床（重量達大型機床（重量達10t10t） 4 4）重型機床（大于重型機床（大于30t30t） 1 1）超重型機床（大于超重型機床（大于100t100t）231.1.21.1.2機床的運動機床的運動 各種類型的機床，為了進行切削加工各種類型的機床，為了進行切削加工以獲得所需的具有

9、一定的幾何形狀、一定以獲得所需的具有一定的幾何形狀、一定尺寸精度和表面質(zhì)量的工件，必須使刀具尺寸精度和表面質(zhì)量的工件，必須使刀具和工件間按照一定的規(guī)律完成一系列的運和工件間按照一定的規(guī)律完成一系列的運動，其中包括刀具和工件的相對運動。機動，其中包括刀具和工件的相對運動。機床在加工過程中完成的各種運動，按其功床在加工過程中完成的各種運動，按其功用可以分為用可以分為表面成形運動和輔助運動表面成形運動和輔助運動。 24 1.1.表面成形運動表面成形運動 表面成形運動表面成形運動直接參與切削直接參與切削過程，使過程，使之在工件上形成一定幾何形狀表面的刀具之在工件上形成一定幾何形狀表面的刀具和工件間的相

10、對運動。和工件間的相對運動。表面成形運動直接表面成形運動直接影響被加工表面的精度和粗糙度。影響被加工表面的精度和粗糙度。例例1 1：車削外圓柱面，工件的旋轉(zhuǎn)運動：車削外圓柱面，工件的旋轉(zhuǎn)運動B B1 1（圓）（圓）刀具的縱向直線運動刀具的縱向直線運動A A2 2（直線）。運動（直線）。運動B B1 1和和A A2 2就是兩個表面成形運動。就是兩個表面成形運動。25車削外圓柱表面時的成形運動車削外圓柱表面時的成形運動26 例例2 2：龍門刨床刨削工件，工作臺帶：龍門刨床刨削工件，工作臺帶著工件作往復(fù)直線運動，刀架帶刀具著工件作往復(fù)直線運動，刀架帶刀具作間歇的直線運動。這兩個直線運動作間歇的直線運

11、動。這兩個直線運動產(chǎn)生發(fā)生線（皆直線），因而都是成產(chǎn)生發(fā)生線（皆直線），因而都是成形運動形運動。27常見典型表面成形運動常見典型表面成形運動表面成形運動的基本形式：表面成形運動的基本形式： 旋轉(zhuǎn)運動和直線運動旋轉(zhuǎn)運動和直線運動282930 主運動主運動 是刀具與工件之間的相對運動。它是刀具與工件之間的相對運動。它使刀具的前刀面能夠接近工件，切除使刀具的前刀面能夠接近工件，切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行脊ぜ系谋磺邢鲗?，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行紡亩瓿汕行技庸?。一般，主運動速從而完成切屑加工。一般，主運動速度最高，消耗功率最大，一種機床通度最高，消耗功率最大，一種機床通常只有一個主運動。例如，車削加

12、工常只有一個主運動。例如，車削加工時，工件的回轉(zhuǎn)運動是主運動。時，工件的回轉(zhuǎn)運動是主運動。按作用情況不同按作用情況不同, ,可分為可分為: :主運動和進給運動。主運動和進給運動。 31進給運動進給運動 根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進給運動配合主運動實現(xiàn)依次連續(xù)不斷給運動配合主運動實現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對運動。進給運動與主運動的附加相對運動。進給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工。進給運動可以是多個，也可以加工。進給運動可以是多個，也可以是一個；可以是連續(xù)

13、的，也可以是步是一個；可以是連續(xù)的，也可以是步進的。進的。32輔助運動輔助運動 實現(xiàn)機床的各種輔助動作實現(xiàn)機床的各種輔助動作, ,為表面成為表面成形創(chuàng)造條件，如切入運動、切出運動、形創(chuàng)造條件，如切入運動、切出運動、調(diào)整運動、分度運動以及其他各種空調(diào)整運動、分度運動以及其他各種空行程運動。行程運動。 33主運動和進給運動主運動和進給運動1 1、主運動、主運動 2 2、進給運動、進給運動 3 3、待加工表面、待加工表面 4 4、加工表面、加工表面 1 1、已加工表面、已加工表面34 切削加工過程中，工件上有三個不斷變切削加工過程中，工件上有三個不斷變化著的表面?；谋砻?。（1 1）已加工表面：工

14、件上經(jīng)刀具切削后）已加工表面：工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。產(chǎn)生的表面。（2 2）待加工表面：工件上有待切除切削）待加工表面：工件上有待切除切削層的表面。層的表面。（3 3）過渡表面：主切削刃正在加工的表）過渡表面：主切削刃正在加工的表面稱為過渡表面，它是待加工表面與面稱為過渡表面，它是待加工表面與已加工表面的連接表面。已加工表面的連接表面。工件表面工件表面35車車削削運運動動和和加加工工表表面面36371.2金屬切削的要素金屬切削的要素 1.2.1 1.2.1 切削要素切削要素切削用量要素切削用量要素、切削層尺寸平面要素、切削層尺寸平面要素 1.1.切削用量要素切削用量要素 切削用量是切削過

15、程中最基本的切削用量是切削過程中最基本的操作參數(shù)，包括切削速度、進給量和操作參數(shù)，包括切削速度、進給量和背吃刀量（切削深度）三個要素。背吃刀量（切削深度）三個要素。38（1 1）切削速度）切削速度 切削速度是刀具切削刃上選切削速度是刀具切削刃上選定點相對于工件的主運動的速度。定點相對于工件的主運動的速度。當(dāng)主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，切削速度當(dāng)主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，切削速度為刀具或工件最大直徑處的線速度；為刀具或工件最大直徑處的線速度；當(dāng)主運動為往復(fù)直線運動（如刨當(dāng)主運動為往復(fù)直線運動（如刨削），則往復(fù)運動的平均速度為切削），則往復(fù)運動的平均速度為切削速度。削速度。39（2 2）進給量）進給量 進給量是

16、工件或刀具的主運動每轉(zhuǎn)或每進給量是工件或刀具的主運動每轉(zhuǎn)或每一行程時，刀具切削刃相對工件在進給運一行程時，刀具切削刃相對工件在進給運動方向上的移動量。車削時的進給量是工動方向上的移動量。車削時的進給量是工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，切削刃沿進給方向的移動量。件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，切削刃沿進給方向的移動量。（3 3）背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度） 對于車削和刨削加工來說，背吃刀量對于車削和刨削加工來說，背吃刀量a ap p為工件上已加工表面和待加工表面間的為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位是垂直距離，單位是mmmm。402.2.切削層尺寸平面要素切削層尺寸平面要素 切削時，沿進給運動方向移動一個進

17、給切削時，沿進給運動方向移動一個進給量所切除的金屬層稱為量所切除的金屬層稱為金屬切削層金屬切削層。 通過切削刃基點（通常指主切削刃工作通過切削刃基點（通常指主切削刃工作長度的中點）并垂直于該點主運動方長度的中點）并垂直于該點主運動方向的平面，稱為向的平面，稱為切削層尺寸平面切削層尺寸平面。 在切削層尺寸平面內(nèi)測定的切削層尺寸在切削層尺寸平面內(nèi)測定的切削層尺寸幾何參數(shù)稱為幾何參數(shù)稱為切削層尺寸平面要素切削層尺寸平面要素。41各切削層參數(shù)的定義說明如下：各切削層參數(shù)的定義說明如下：（1 1）切削層公稱厚度切削層公稱厚度 它是指在給定瞬間，在切削層尺寸平面它是指在給定瞬間，在切削層尺寸平面內(nèi)，內(nèi)，

18、（2 2）切削層公稱寬度切削層公稱寬度寬度寬度 它是指在給定瞬間，在切削層尺寸平它是指在給定瞬間，在切削層尺寸平面內(nèi)，面內(nèi)，它大致反映了主切削刃參加切削工作的它大致反映了主切削刃參加切削工作的長度。長度。42（3 3）切削層公稱橫截面積切削層公稱橫截面積A AD D 它是指在給定瞬間，切削層在切它是指在給定瞬間，切削層在切削 層削 層 尺 寸 平 面 里 的 實 際 橫 截 面 積尺 寸 平 面 里 的 實 際 橫 截 面 積(mm2) (mm2) 。它等于切削層厚度與切削層。它等于切削層厚度與切削層寬度的乘積，也等于背吃刀量與進給寬度的乘積，也等于背吃刀量與進給量的乘積。量的乘積。 A AD

19、 D=h=hD Db bD D=a=ap pf f43車削時的切削層尺寸車削時的切削層尺寸 44451.2. 2 切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則1.1.切削用量對加工質(zhì)量的影響切削用量對加工質(zhì)量的影響 實際生產(chǎn)中，粗加工時，為了提高實際生產(chǎn)中，粗加工時，為了提高生產(chǎn)率，一般采用較大的背吃刀量和生產(chǎn)率，一般采用較大的背吃刀量和進給量，切削速度不高。精加工時，進給量，切削速度不高。精加工時，主要考慮加工質(zhì)量，應(yīng)采用小的背吃主要考慮加工質(zhì)量，應(yīng)采用小的背吃刀量和進給量，較高的切削速度。刀量和進給量，較高的切削速度。462.2.切削用量對刀具耐用度的影響切削用量對刀具耐用度的影響 根據(jù)刀具耐用度

20、計算公式，可知根據(jù)刀具耐用度計算公式，可知apap 、f f、v v中任一參數(shù)增大，都會下中任一參數(shù)增大，都會下降。但其影響度不一樣，降。但其影響度不一樣，v v最大，最大，f f次次之，之， apap 最小。故從刀具耐用度出發(fā)最小。故從刀具耐用度出發(fā)選擇切削用量時，首先選擇大的選擇切削用量時，首先選擇大的apap ，其次選擇大的其次選擇大的f f，最后再根據(jù)已定的，最后再根據(jù)已定的確定合理的確定合理的v v值。值。471.2. 2 切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則1. 1. 背吃刀量背吃刀量a ap p的合理選擇的合理選擇 背吃刀量背吃刀量a ap p一般是根據(jù)加工余量確定。一般是根據(jù)加

21、工余量確定。粗加工（表面粗糙度粗加工（表面粗糙度Ra10Ra1012.1m12.1m），一次），一次走刀盡可能切除全部余量，如果余量太大或不走刀盡可能切除全部余量，如果余量太大或不均勻、工藝系統(tǒng)剛性不足、斷續(xù)切削時，可分均勻、工藝系統(tǒng)剛性不足、斷續(xù)切削時，可分幾次走刀。在中等功率機床上，幾次走刀。在中等功率機床上， a ap p 8 810mm10mm半精加工（表面粗糙度半精加工（表面粗糙度Ra6.3Ra6.33.2m3.2m）時，）時， a ap p 0.10.12mm2mm精加工（表面粗糙度精加工（表面粗糙度Ra1.6Ra1.60.8m0.8m）時，）時， a ap p 0.10.10.4

22、mm0.4mm482. 2. 進給量進給量 f f 的合理選擇的合理選擇粗加工時，對表面質(zhì)量沒有太高的要求，粗加工時，對表面質(zhì)量沒有太高的要求，而切削力往往較大，合理的而切削力往往較大，合理的f f應(yīng)是工藝系應(yīng)是工藝系統(tǒng)所能承受的最大進給量。生產(chǎn)中統(tǒng)所能承受的最大進給量。生產(chǎn)中f f常根常根據(jù)工件材料材質(zhì)、形狀尺寸、刀桿截面尺據(jù)工件材料材質(zhì)、形狀尺寸、刀桿截面尺寸、已定的寸、已定的apap，從切削用量手冊中查得。，從切削用量手冊中查得。精加工時，進給量主要受加工表面粗糙度精加工時，進給量主要受加工表面粗糙度限制，一般取較小值。但進給量值過小，限制，一般取較小值。但進給量值過小，切削深度太薄，刀

23、尖處應(yīng)力集中，散熱不切削深度太薄，刀尖處應(yīng)力集中，散熱不良，使刀具磨損加快，反而使表面粗糙度良，使刀具磨損加快，反而使表面粗糙度加大。所以，進給量也不易太小。加大。所以，進給量也不易太小。493. 3. 切削速度切削速度v v的合理選擇的合理選擇(1)(1)粗車時，粗車時，apap、f f 均較大，故均較大，故v v較小；精車較小；精車時時apap、f f均較小，所以均較小，所以v v較大。較大。(2)(2)工件材料強度、硬度較高時，應(yīng)選較小工件材料強度、硬度較高時，應(yīng)選較小的的v v；反之較高。材料加工性能越差，；反之較高。材料加工性能越差，v v較較低。易切削鋼的低。易切削鋼的v v較同等

24、條件的普通碳鋼較同等條件的普通碳鋼高。加工灰鑄鐵高。加工灰鑄鐵v v較碳鋼低。加工鋁合金、較碳鋼低。加工鋁合金、銅合金的銅合金的v v較加工鋼高得多。較加工鋼高得多。(3)(3)刀具材料的性能越好，刀具材料的性能越好，v v也選得越高。也選得越高。 50此外，在選擇此外，在選擇v v時，還應(yīng)考慮：時，還應(yīng)考慮：精加工時，應(yīng)盡量避免積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生精加工時，應(yīng)盡量避免積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域。的區(qū)域。斷續(xù)切削時，為減小沖擊和熱應(yīng)力，應(yīng)當(dāng)斷續(xù)切削時，為減小沖擊和熱應(yīng)力，應(yīng)當(dāng)降低降低v v。在易發(fā)生振動情況下，在易發(fā)生振動情況下，v v應(yīng)避開自激振動應(yīng)避開自激振動的臨界速度。的臨界速度。加工大件、細(xì)長

25、件、薄壁件及帶硬皮的工加工大件、細(xì)長件、薄壁件及帶硬皮的工件時，應(yīng)選用較低的件時，應(yīng)選用較低的v v。 51切削用量的優(yōu)化切削用量的優(yōu)化 切削用量的優(yōu)化，即在一定的預(yù)定目切削用量的優(yōu)化，即在一定的預(yù)定目標(biāo)及約束條件下，選擇最佳的切削用標(biāo)及約束條件下，選擇最佳的切削用量。作為常用的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)有：最量。作為常用的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)有：最低加工成本；最高生產(chǎn)率；最大利潤。低加工成本；最高生產(chǎn)率；最大利潤。 在切削用量三要素中，背吃刀量主要在切削用量三要素中，背吃刀量主要取決于加工余量，沒有多少選擇余地，取決于加工余量，沒有多少選擇余地，一般都已事先給定，而不參與優(yōu)化。一般都已事先給定，而不參與優(yōu)化。52

26、 所以切削用量的優(yōu)化主要是指切削所以切削用量的優(yōu)化主要是指切削速度速度v v與進給量與進給量f f的優(yōu)化組合。生產(chǎn)中的優(yōu)化組合。生產(chǎn)中v v和和f f的數(shù)值是不能任意選定的。它們要的數(shù)值是不能任意選定的。它們要受到機床、工件、刀具及切削條件等受到機床、工件、刀具及切削條件等方面的限制，根據(jù)這些約束條件，可方面的限制，根據(jù)這些約束條件，可建立一系列約束條件不等式。對所建建立一系列約束條件不等式。對所建立的目標(biāo)函數(shù)及約束方程求解，便可立的目標(biāo)函數(shù)及約束方程求解，便可很快獲得很快獲得v v和和f f的最優(yōu)解。的最優(yōu)解。 53 金屬切削刀具是完成切削的重要工具金屬切削刀具是完成切削的重要工具, ,其作

27、用是從工件上切除多于金其作用是從工件上切除多于金屬。它是影響生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和成本的主要因素。刀具的性能決定機屬。它是影響生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和成本的主要因素。刀具的性能決定機床性能的發(fā)揮。床性能的發(fā)揮。1-3 1-3 刀刀 具具一、刀具的類型一、刀具的類型（1 1）切刀類）切刀類根據(jù)用途和加工方法不同，刀具有以下幾類：根據(jù)用途和加工方法不同，刀具有以下幾類：（2 2）孔加工刀具）孔加工刀具（3 3）拉刀類）拉刀類（4 4）銑刀類）銑刀類（1 1）螺紋刀具）螺紋刀具（6 6）齒輪刀類）齒輪刀類（7 7）磨具類）磨具類（8 8）組合刀具）組合刀具（9 9）數(shù)控機床刀具）數(shù)控機床刀具（1010）特種加

28、工刀具）特種加工刀具第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工54 切削部分由切削部分由刀面、切削刃組刀面、切削刃組成，采用各種成，采用各種專專用刀具材料用刀具材料，根，根據(jù)需要制造成不據(jù)需要制造成不同形狀。其組成同形狀。其組成要素包括：要素包括：（1）前刀面）前刀面、（2）主后刀面）主后刀面、（3）副后刀面）副后刀面、（4）主切削刃、）主切削刃、（1）副切削刃、）副切削刃、（6）刀尖。）刀尖。1 1、刀刀柄柄：是是刀刀具具上的夾持部分；一般由采用上的夾持部分；一般由采用碳鋼碳鋼。2 2、切削部分、切削部分：是刀具上直接參加切削工作的部分，也稱刀頭。：是刀具上直接參加切削工作的部分，也稱刀頭。

29、二、刀具的結(jié)構(gòu)二、刀具的結(jié)構(gòu)刀柄刀柄+ +切削部分切削部分第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工55（1 1）前刀面）前刀面： （2 2）主后刀面：）主后刀面： （3 3）副后刀面：）副后刀面： （4 4）主切削刃：）主切削刃： （6 6）刀尖）刀尖 ：（1 1）副切削刃）副切削刃： 切屑流過的刀面。切屑流過的刀面。與工件表面相對的刀面。與工件表面相對的刀面。與工件已加工表面相對的刀面。與工件已加工表面相對的刀面。 前刀面與主后刀面相前刀面與主后刀面相交的棱邊形成。交的棱邊形成。 由前刀面與副后刀由前刀面與副后刀面相交的棱邊形成。面相交的棱邊形成。 主、副切削刃實主、副切削刃實際交點。際交

30、點。第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工56三、刀具的幾何參數(shù)三、刀具的幾何參數(shù) 為定量地表示刀具切削部分的幾何形狀，必須把刀具放在一個確為定量地表示刀具切削部分的幾何形狀，必須把刀具放在一個確定的參考系中，用一組確定的幾何參數(shù)確切表達刀具和切削刃在空定的參考系中，用一組確定的幾何參數(shù)確切表達刀具和切削刃在空間的位置，這就是間的位置，這就是刀具的幾何參數(shù)（即刀具的角度）刀具的幾何參數(shù)（即刀具的角度）。1 1、刀具的參考系、刀具的參考系第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工57（1 1）基面）基面（r r）通過主切削刃上選定點，垂直于該點切削速度方通過主切削刃上選定點，垂直于該點切削速

31、度方 向的平面向的平面。車刀基面是車刀的安裝面車刀基面是車刀的安裝面。通過主切削刃上選定點，與主切削刃相切，且垂直于該點基面的平面。通過主切削刃上選定點，與主切削刃相切，且垂直于該點基面的平面。（2 2）切削平面切削平面（s）（3 3）基面（）基面（PoPo）通過切削刃上選定點，同時垂直于基面和切削平面的平面。通過切削刃上選定點，同時垂直于基面和切削平面的平面。Pr-Ps-PoPr-Ps-Po三個面互相垂直，我們稱之為正交平面參考系。三個面互相垂直，我們稱之為正交平面參考系。其建立過程為第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工582 2、車刀的標(biāo)注角度、車刀的標(biāo)注角度 刀具的標(biāo)注角度是指刀具

32、設(shè)計圖樣上標(biāo)注出的角度，它是刀具刀具的標(biāo)注角度是指刀具設(shè)計圖樣上標(biāo)注出的角度，它是刀具制造、刃磨和測量的依據(jù)。制造、刃磨和測量的依據(jù)。在正交平面參考系中標(biāo)注的角度主要有：在正交平面參考系中標(biāo)注的角度主要有：前角前角（oo）后角后角（oo）刃傾角刃傾角（ss）主偏角主偏角（rr）副偏角副偏角（ r r）副后角副后角（oo ）第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工591 1、前角、前角（oo）： 前刀面與基面平行時，前刀面與基面平行時， o=0o=0；前刀面與切削平面之間的夾；前刀面與切削平面之間的夾角小于角小于9090度時，度時， o0o0；前刀面與切削平面之間的夾角大于；前刀面與切削平面之

33、間的夾角大于9090度度時，時， o0.o0o 0；前刀面與基面之間的夾角大于；前刀面與基面之間的夾角大于9090度時度時o 0.o 0.后角愈大，刀具與工件之間的磨擦愈小，但刀具強度也愈差。后角愈大，刀具與工件之間的磨擦愈小，但刀具強度也愈差。在正交平面中測量的在正交平面中測量的前刀面與基面的夾角前刀面與基面的夾角。在正交平面中測量的在正交平面中測量的主后刀面與切削平面主后刀面與切削平面的夾角。的夾角。3 3、副后角、副后角（oo）：在副正交平面中測量的在副正交平面中測量的副后刀面與副切削副后刀面與副切削平面平面的夾角的夾角。副后角影響刀面與已加工表面之間的磨擦和刀具強度。副后角影響刀面與已

34、加工表面之間的磨擦和刀具強度。第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工604 4、刃傾角、刃傾角（ss）：）：在切削平面內(nèi)度量的在切削平面內(nèi)度量的主切削刃與基面之間主切削刃與基面之間的夾角的夾角。它總是正值它總是正值，刃傾角影響切屑排出的方向和刀頭形狀。，刃傾角影響切屑排出的方向和刀頭形狀。1 1、主偏角、主偏角（rr）：）：在基面內(nèi)測量的在基面內(nèi)測量的主切削刃在基面上的主切削刃在基面上的投影與進給運動方向投影與進給運動方向的夾角。的夾角。主偏角一般為正值主偏角一般為正值，它影響刀頭強度。，它影響刀頭強度。6 6、副偏角（、副偏角（ r r）：）：在基面內(nèi)測量的在基面內(nèi)測量的副切削刃在基面上

35、的副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向投影與進給運動反方向的夾角。的夾角。副偏角一般為正值副偏角一般為正值，它影響刀頭強度和表面粗糙度。，它影響刀頭強度和表面粗糙度。 前角和后角確定了前刀面和后刀面的位置；主偏角和刃傾角確定前角和后角確定了前刀面和后刀面的位置；主偏角和刃傾角確定了主切削刃的空間位置；副偏角和副后角確定了副后刀面的位置；即了主切削刃的空間位置；副偏角和副后角確定了副后刀面的位置；即六個基本角度確定了車刀切削部分的幾何形狀。六個基本角度確定了車刀切削部分的幾何形狀。第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工61第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工62四、刀具材料四、刀具材

36、料1 1、刀具材料應(yīng)具備的性能、刀具材料應(yīng)具備的性能（1 1）高的硬度）高的硬度 刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。刀具材料的常溫硬刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。刀具材料的常溫硬度，一般要求在度，一般要求在HRC60HRC60以上。以上。（2 2）高的耐磨性）高的耐磨性 耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力。一般刀具材料的硬度越高，耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力。一般刀具材料的硬度越高，耐磨性越好耐磨性越好。（3 3）足夠的強度和韌性）足夠的強度和韌性以便承受切削力，沖擊和振動，而不致于產(chǎn)生崩刃和折斷以便承受切削力，沖擊和振動，而不致于產(chǎn)生崩刃和折斷（4 4）高的耐熱性（熱穩(wěn)定性）高的耐熱性

37、（熱穩(wěn)定性） 耐熱性是指刀具材料在高溫下保持硬度，耐磨性，強度和韌性的能力耐熱性是指刀具材料在高溫下保持硬度，耐磨性，強度和韌性的能力。（1 1）良好的工藝性能）良好的工藝性能 即刀具材料應(yīng)具有良好的鍛造性能，熱處理性能，焊接性能，磨削即刀具材料應(yīng)具有良好的鍛造性能，熱處理性能，焊接性能，磨削加工性能等加工性能等。第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工632 2、幾種常見的刀具材料、幾種常見的刀具材料（2 2）硬質(zhì)合金）硬質(zhì)合金（3 3）涂層刀具）涂層刀具（4 4）陶瓷刀具）陶瓷刀具（1 1）超硬刀具材料）超硬刀具材料（1 1）高速鋼）高速鋼YTYT類：類：YGYG類：類：YWYW類：類：金剛石金剛石立方氮化硼立方氮化硼第十四章第十四章 金屬切削加工金屬切削加工64（1 1）高速鋼）高速鋼高速鋼是含有較多鎢、鉬、鉻、釩等元素的高合金工具鋼。與碳素工高速鋼是含有較多鎢、鉬、鉻、釩等元素的高合金工具鋼。與碳素工具鋼和合金工具鋼相比，高速鋼能提高切削速度具鋼和合金工具鋼相比，高速鋼能提高切削速度1 13 3倍（因此而得名），倍（因此而得名），提高刀具耐用度提高刀具耐用度10104040倍。它可以加工從有色金屬到高溫合金在內(nèi)的范圍倍。它可以加工