第4章 數(shù)控加工的切削基礎

1、第第4章章 數(shù)控加工的切削基礎數(shù)控加工的切削基礎4 41 1 切削運動與切削要素切削運動與切削要素 4 42 2 金屬切削刀具金屬切削刀具 4 43 3 金屬切削過程金屬切削過程4 44 4 金屬材料的切削加工性金屬材料的切削加工性4 45 5 切削用量及切削用量及切削液的選擇切削液的選擇 本章主要研究了數(shù)控加工的切削基礎，包括：切削運動本章主要研究了數(shù)控加工的切削基礎，包括：切削運動與切削要素、金屬切削刀具的分類、刀具的幾何角度及對加與切削要素、金屬切削刀具的分類、刀具的幾何角度及對加工的影響、刀具材料的性能、刀具磨損和刀具耐用度、金屬工的影響、刀具材料的性能、刀具磨損和刀具耐用度、金屬切削

2、過程中切屑的形成及種類、積屑瘤的現(xiàn)象、切削力的來切削過程中切屑的形成及種類、積屑瘤的現(xiàn)象、切削力的來源及分解、切削熱、切削溫度與切削液源及分解、切削熱、切削溫度與切削液 、切削加工工藝性的、切削加工工藝性的概念和指標概念和指標 、切削用量及切削液的選擇。、切削用量及切削液的選擇。 重點要求掌握重點要求掌握切削運動、切削力與切削要素的概念、刀具切削運動、切削力與切削要素的概念、刀具材料的材料的種類、種類、刀具的幾何角度的概念及刀具幾何參數(shù)的選擇、刀具的幾何角度的概念及刀具幾何參數(shù)的選擇、切削用量的選擇。熟悉常用金屬切削刀具的分類、刀具材料切削用量的選擇。熟悉常用金屬切削刀具的分類、刀具材料的性能

3、、刀具磨損和刀具耐用度及切削液的選擇等。了解積的性能、刀具磨損和刀具耐用度及切削液的選擇等。了解積屑瘤的現(xiàn)象及防止方法。屑瘤的現(xiàn)象及防止方法。 金屬切削加工就是用金屬切削刀具把工件毛坯上預留的金屬切削加工就是用金屬切削刀具把工件毛坯上預留的金屬材料金屬材料( (統(tǒng)稱余量統(tǒng)稱余量) )切除，獲得圖樣所要求的零件。在切削切除，獲得圖樣所要求的零件。在切削過程中，刀具和工件之間必須有相對運動，這種相對運動就過程中，刀具和工件之間必須有相對運動，這種相對運動就稱為切削運動。切削運動可分為主運動和進給運動。稱為切削運動。切削運動可分為主運動和進給運動。1 .1 .切削運動切削運動切削過程切削過程（單擊觀

4、看錄像）（單擊觀看錄像）（1）主運動）主運動 主運動是由機床提供的主要運動，它使刀具和工主運動是由機床提供的主要運動，它使刀具和工件之間產生相對運動，從而使刀具前刀面接近工件并切除切削件之間產生相對運動，從而使刀具前刀面接近工件并切除切削層層 。(見見圖圖) （2 2）進給運動）進給運動 進給運動又稱走刀運動，是由機床提供的使進給運動又稱走刀運動，是由機床提供的使刀具與工件之間產生附加的相對運動，即進給運動是切削過程刀具與工件之間產生附加的相對運動，即進給運動是切削過程中使金屬層不斷地投入切削，加上主運動從而加工出完整表面中使金屬層不斷地投入切削，加上主運動從而加工出完整表面所需的運動。所需的

5、運動。 (見見圖圖) 總之，在各類切削加工中，主運動必須有一個，而進給運總之，在各類切削加工中，主運動必須有一個，而進給運動可以有一個動可以有一個(如車削如車削)、兩個、兩個(如圓磨削如圓磨削)或多個，甚至沒有或多個，甚至沒有(如如拉削拉削)。 由主運動和進給運動合成的運動稱為合成切削運由主運動和進給運動合成的運動稱為合成切削運動動（見圖）（見圖）。刀具切削刃上選定點相對工件的瞬時合。刀具切削刃上選定點相對工件的瞬時合成運動方向稱為合成切削運動方向，其速度稱為合成成運動方向稱為合成切削運動方向，其速度稱為合成切削速度。合成切削速度為同一選定點的主運動速度切削速度。合成切削速度為同一選定點的主運

6、動速度與進給運動速度的矢量和，即：與進給運動速度的矢量和，即： Ve=Vc+Vf 圖圖 幾種常見加工方法的切削運動幾種常見加工方法的切削運動a) a) 車外圓車外圓 b) b) 刨平面刨平面 c) c) 銑平面銑平面 d) d) 鉆孔鉆孔 e) e) 磨外圓磨外圓 v vc c主運動主運動 v vf f縱向進給運動縱向進給運動 v vn n圓周進給運動圓周進給運動 v vp p徑向進給運動徑向進給運動 返回切削運動返回加工表面2. 2. 加工中的工件表面加工中的工件表面（1）已加工表面已加工表面 工件上經刀具切削后產生的表面稱為工件上經刀具切削后產生的表面稱為已加工表面。已加工表面。 （見圖）

7、（見圖） （2）待加工表面待加工表面 工件上有待切除切削層的表面稱為待工件上有待切除切削層的表面稱為待加工表面。加工表面。 （見圖）（見圖） （3）過渡表面過渡表面 過渡表面就是工件上由切削刃形成的那過渡表面就是工件上由切削刃形成的那部分表面，它在下一切削行程（如刨削）、刀具或工件部分表面，它在下一切削行程（如刨削）、刀具或工件的下一轉里的下一轉里( (如單刃鏜削或車削如單刃鏜削或車削) )將被切除，或者由下一將被切除，或者由下一切削刃切削刃( (如銑削如銑削) )切除切除 。 （見圖）（見圖） 4 41 12 2 切削要素切削要素 切削要素包括切削用量和切削層的幾何參數(shù)。切削要素包括切削用量

8、和切削層的幾何參數(shù)。1 1切削用量切削用量（1）切削速度）切削速度（ ） 在切削加工在切削加工時，切削刃選定點相對于工件主運動時，切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。即在單位的瞬時速度稱為切削速度。即在單位時間內，工件和刀具沿主運動方向的時間內，工件和刀具沿主運動方向的相對位移，單位為相對位移，單位為 。主運動主運動是回轉運動時，其切削速度為加工表是回轉運動時，其切削速度為加工表面最大線速度：面最大線速度：min/m1000ndvwcc （2）進給量（）進給量（f） 在主運動的在主運動的一個循環(huán)內，刀具在進給方向一個循環(huán)內，刀具在進給方向上相對于工件的位移量稱為進上相對于工件的

9、位移量稱為進給量。車削時的進給速度給量。車削時的進給速度(單位單位為為mmmin)是指切削刃上選是指切削刃上選定點相對于工件的進給運動的定點相對于工件的進給運動的瞬時速度，它與進給量之間的瞬時速度，它與進給量之間的關系為：關系為： 2mwPddanfvf （3） 背吃刀量背吃刀量( ap ) 背吃刀量背吃刀量是已加工表面和待加工表面之間的是已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，其單位為垂直距離，其單位為mm。外圓車。外圓車削時，為削時，為: 2 2切削層參數(shù)切削層參數(shù) 切削層是指切削部分沿進給方向一個進給量切削層是指切削部分沿進給方向一個進給量f所切除的工件材料層。切削層的尺所切除的工件材料層

10、。切削層的尺寸稱為切削層參數(shù)。寸稱為切削層參數(shù)。 （1）切削層厚度（）切削層厚度（hD ） 是刀具或工件每移動一個進給量以后，主切削刃相鄰是刀具或工件每移動一個進給量以后，主切削刃相鄰兩位置間的垂直距離，單位為兩位置間的垂直距離，單位為mm。 （2）切削層寬度）切削層寬度( bD ) 是沿切削刃方向量得的待加工表面至已加工表面之間是沿切削刃方向量得的待加工表面至已加工表面之間的距離。它大致反映了工作主切削刃參加切削工作的長度，單位為的距離。它大致反映了工作主切削刃參加切削工作的長度，單位為mm。 （3）切削層橫截面面積）切削層橫截面面積(AD) 它是指在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里它是指

11、在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實際橫截面積，單位為的實際橫截面積，單位為mm2。 外圓縱車時切削層的外圓縱車時切削層的參數(shù)參數(shù) 由于在數(shù)控機由于在數(shù)控機床上要加工多種床上要加工多種工件，并完成工工件，并完成工件上多道工序的件上多道工序的加工，因此需要加工，因此需要使用的刀具品種、使用的刀具品種、規(guī)格和數(shù)量就較規(guī)格和數(shù)量就較多。數(shù)控刀具的多。數(shù)控刀具的分類有多種方法。分類有多種方法。4.2 數(shù)控刀具數(shù)控刀具4.2.1 數(shù)控刀具的類型和特點數(shù)控刀具的類型和特點按照刀具結構分：按照刀具結構分：整體式：鉆頭、立銑刀等整體式：鉆頭、立銑刀等鑲嵌式：鑲嵌式：包括刀片采用焊接和機夾式包括刀片采用焊接

12、和機夾式特殊形式：特殊形式：內冷式、減振式等內冷式、減振式等 機夾可轉機夾可轉位刀具得到廣位刀具得到廣泛應用，數(shù)量泛應用，數(shù)量上已達到整個上已達到整個數(shù)控刀具數(shù)控刀具30%40%，金屬切除率占金屬切除率占總數(shù)的總數(shù)的80%90%焊接式刀具焊接式刀具 將硬質合金刀片用焊接的方法固定在刀將硬質合金刀片用焊接的方法固定在刀體上稱為焊接式刀具。體上稱為焊接式刀具。 這種刀具的優(yōu)點是結構簡單，制造方便，這種刀具的優(yōu)點是結構簡單，制造方便，剛性較好。剛性較好。 缺點是由于存在焊接應力，使刀具材料缺點是由于存在焊接應力，使刀具材料的使用性能受到影響，甚至出現(xiàn)裂紋。另外，的使用性能受到影響，甚至出現(xiàn)裂紋。另外

13、，刀桿不能重復使用，硬質合金刀片不能充分刀桿不能重復使用，硬質合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪費。回收利用，造成刀具材料的浪費。 機夾可轉位刀具機夾可轉位刀具 如圖所示，機械夾固如圖所示，機械夾固式可轉位刀具由刀體式可轉位刀具由刀體l、刀片刀片2、刀墊、刀墊3以及夾緊元以及夾緊元件件4組成。刀片每邊都有組成。刀片每邊都有切削刃，當某切削刃磨損切削刃，當某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元鈍化后，只需松開夾緊元件，將刀片轉一個位置便件，將刀片轉一個位置便可繼續(xù)使用?？衫^續(xù)使用。1刀體刀體 2刀片刀片 3刀墊刀墊 4夾夾緊元件緊元件按照切削工藝分：按照切削工藝分：車削刀具：車削刀具：外圓、

14、內孔、螺紋、成形車刀等外圓、內孔、螺紋、成形車刀等銑削刀具：銑削刀具：面銑刀、立銑刀、螺紋銑刀等面銑刀、立銑刀、螺紋銑刀等鉆削刀具：鉆削刀具：鉆頭、鉸刀、絲錐等鉆頭、鉸刀、絲錐等鏜削刀具：鏜削刀具：粗鏜刀、精鏜刀等粗鏜刀、精鏜刀等車削刀具圖片車削刀具圖片銑削刀具圖片銑削刀具圖片鉆削刀具圖片鉆削刀具圖片鏜削刀具圖片鏜削刀具圖片外圓車刀外圓車刀內孔車刀內孔車刀螺紋車刀螺紋車刀常用車常用車刀刀面銑面銑刀刀方肩方肩銑銑刀刀仿形仿形銑銑刀刀三面刃和三面刃和螺紋銑螺紋銑刀刀整體硬質整體硬質合金銑合金銑刀刀常用銑常用銑刀刀鉸刀鉸刀鉆頭鉆頭絲錐絲錐鉆削刀具鉆削刀具粗鏜刀粗鏜刀精鏜刀精鏜刀鏜削刀具鏜削刀具4.2

15、.2 數(shù)控刀具的材料數(shù)控刀具的材料切削刀具材料的硬度和韌性切削刀具材料的硬度和韌性 高速鋼刀具高速鋼刀具 高速鋼高速鋼(HSS)刀具過去曾經是切削工具的主流，刀具過去曾經是切削工具的主流，隨著數(shù)控機床等現(xiàn)代制造設備的廣泛應用，大力開發(fā)隨著數(shù)控機床等現(xiàn)代制造設備的廣泛應用，大力開發(fā)了各種涂層和不涂層的高性能、高效率的高速鋼刀具，了各種涂層和不涂層的高性能、高效率的高速鋼刀具，高速鋼憑藉其在強度、韌性、熱硬性及工藝性等方面高速鋼憑藉其在強度、韌性、熱硬性及工藝性等方面優(yōu)良的綜合性能，在切削某些難加工材料以及在復雜優(yōu)良的綜合性能，在切削某些難加工材料以及在復雜刀具，特別是切齒刀具、拉刀和立銑刀造中仍

16、有較大刀具，特別是切齒刀具、拉刀和立銑刀造中仍有較大的比重。但經過市場探索一些高端產品逐步已被硬質的比重。但經過市場探索一些高端產品逐步已被硬質合金工具代替。合金工具代替。硬質合金刀具硬質合金刀具普通普通硬質硬質合金合金新型新型硬質硬質合金合金超細晶粒超細晶粒硬質合金硬質合金涂層硬涂層硬質合金質合金金屬陶瓷金屬陶瓷 粒徑在粒徑在1m以下，這種材料具有以下，這種材料具有硬度高、韌性好、切削刀可靠性硬度高、韌性好、切削刀可靠性高等優(yōu)異性能高等優(yōu)異性能保持了普通硬質合金機體的強度保持了普通硬質合金機體的強度和韌性，又使表面有很高的硬度和韌性，又使表面有很高的硬度和耐磨性和耐磨性TiC基硬質合金，其性

17、能介于基硬質合金，其性能介于陶瓷和硬質合金之間陶瓷和硬質合金之間硬質合金的分類和標志硬質合金的分類和標志P類 藍色（包括藍色（包括P01P50),這類合金主要用于加工長這類合金主要用于加工長切屑的黑色金屬切屑的黑色金屬 M類，黃色（包括類，黃色（包括M10M40），這類合金為通用），這類合金為通用型，適于加工長切屑或短切屑的黑色金屬及有色金屬型，適于加工長切屑或短切屑的黑色金屬及有色金屬 切削刀具用硬質合金根據(jù)國際切削刀具用硬質合金根據(jù)國際標準標準ISO分類，把所有牌號分分類，把所有牌號分成用顏色標志的三大類，分別成用顏色標志的三大類，分別用用P、M、K表示表示 M類K類紅色（包括紅色（包括K

18、10K40），系單純），系單純WC的硬質合金的硬質合金牌號。主要用于加工短切屑的黑色金屬、有色金牌號。主要用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬及非金屬材料屬及非金屬材料 陶瓷刀具陶瓷刀具n不僅能對高硬度材料進行粗、精加工，也可進行銑削、不僅能對高硬度材料進行粗、精加工，也可進行銑削、刨削、斷續(xù)切削等沖擊力很大的加工；刨削、斷續(xù)切削等沖擊力很大的加工；n可加工傳統(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料；可加工傳統(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料；n刀具耐用度比傳統(tǒng)刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加刀具耐用度比傳統(tǒng)刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數(shù)；工中的換刀次數(shù)；n可進行高速切削或實現(xiàn)可進

19、行高速切削或實現(xiàn)“以車、銑代磨以車、銑代磨”，切削效率，切削效率比傳統(tǒng)刀具高比傳統(tǒng)刀具高3-10倍。倍。 超硬刀具超硬刀具 是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：單晶金剛是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：單晶金剛石、聚晶金剛石石、聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼、聚晶立方氮化硼(PCBN) 等。等。超硬刀具主要是以金剛石和立方氮化硼為材料制作的超硬刀具主要是以金剛石和立方氮化硼為材料制作的刀具，其中以人造金剛石復合片刀具，其中以人造金剛石復合片(PCD)刀具及立方氮刀具及立方氮化硼復合片化硼復合片(PCBN)刀具占主導地位。許多切削加工概刀具占主導地位。許多切削加工概念，如綠色加工、以車代

20、磨、以銑代磨、硬態(tài)加工、念，如綠色加工、以車代磨、以銑代磨、硬態(tài)加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的應用而起，故高速切削、干式切削等都因超硬刀具的應用而起，故超硬刀具已成為切削加工中不可缺少的重要手段。超硬刀具已成為切削加工中不可缺少的重要手段。 由于在數(shù)控機床上要加工多種工件，并完成工件上多道由于在數(shù)控機床上要加工多種工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品種、規(guī)格和數(shù)量較多。工序的加工，因此需要使用的刀具品種、規(guī)格和數(shù)量較多。 為減少刀具的品種規(guī)格，有必要發(fā)展柔性制造系統(tǒng)和加為減少刀具的品種規(guī)格，有必要發(fā)展柔性制造系統(tǒng)和加工中心使用的工具系統(tǒng)。工中心使用的工具系統(tǒng)。目前的

21、數(shù)控工具形成了兩大系統(tǒng)：車削工具系統(tǒng)、鏜銑目前的數(shù)控工具形成了兩大系統(tǒng)：車削工具系統(tǒng)、鏜銑類工具系統(tǒng)，鏜銑類工具系統(tǒng)又可分為：整體式工具系統(tǒng)，類工具系統(tǒng)，鏜銑類工具系統(tǒng)又可分為：整體式工具系統(tǒng)，模塊化式工具系統(tǒng)。模塊化式工具系統(tǒng)。4.2.3 數(shù)控工具系統(tǒng)數(shù)控工具系統(tǒng)數(shù)控車床工具系統(tǒng)數(shù)控車床工具系統(tǒng) 在通用刀柄上可以在通用刀柄上可以快速、可靠、精確快速、可靠、精確地更換不同刀具頭，地更換不同刀具頭，并還可以換上測量并還可以換上測量工件加工尺寸的測工件加工尺寸的測量裝置量裝置鏜銑類整體式工具系統(tǒng)鏜銑類整體式工具系統(tǒng)鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)模塊式刀柄模塊式刀柄通過將基本刀柄、接桿和通

22、過將基本刀柄、接桿和加長桿（如需要）進行組合，可以用加長桿（如需要）進行組合，可以用很少的組件組裝成非常多種類的刀柄。很少的組件組裝成非常多種類的刀柄。 整體式刀柄整體式刀柄用于刀具裝配中裝夾不改用于刀具裝配中裝夾不改變，或不宜使用模塊式刀柄的場合。變，或不宜使用模塊式刀柄的場合。模塊化工具的主要優(yōu)點是：模塊化工具的主要優(yōu)點是： (1)減少換刀時間和刀具的安裝次數(shù)，縮短生減少換刀時間和刀具的安裝次數(shù)，縮短生產周期。產周期。 (2)促使工具向標準化和系列化發(fā)展。促使工具向標準化和系列化發(fā)展。 (3)便于提高工具的生產管理及柔性加工的水平。便于提高工具的生產管理及柔性加工的水平。 (4)擴大工具的

23、利用率，充分發(fā)揮工具的性能，擴大工具的利用率，充分發(fā)揮工具的性能，減少用戶工具的儲備量。減少用戶工具的儲備量。JT(BT)40-XS16-75123工具系統(tǒng)型號表示方法工具系統(tǒng)型號表示方法1.柄部型式及尺寸柄部型式及尺寸JT：表示采用國際標準表示采用國際標準ISO7388號號加工中心機床用錐柄柄部；加工中心機床用錐柄柄部； BT：表表示采用日本標準示采用日本標準MAS403號加工中心號加工中心機床用錐柄柄部；其后數(shù)字為相應的機床用錐柄柄部；其后數(shù)字為相應的ISO錐度號：如錐度號：如 50和和40分別代表大端分別代表大端直徑直徑69.85和和44.45的的7:24錐度。錐度。2.刀柄用途及主參數(shù)

24、刀柄用途及主參數(shù)XD 裝三面銑刀刀柄裝三面銑刀刀柄 MW -無扁尾氏錐柄刀柄無扁尾氏錐柄刀柄XS 裝三面刃銑刀刀柄裝三面刃銑刀刀柄M 有扁尾氏錐柄刀柄有扁尾氏錐柄刀柄Z（J）-裝鉆夾頭刀柄（賈式錐度加裝鉆夾頭刀柄（賈式錐度加J） XP 裝削平柄銑刀刀柄裝削平柄銑刀刀柄用途后的數(shù)字表示工具的工作特性，用途后的數(shù)字表示工具的工作特性，其含義隨工具不同而異。其含義隨工具不同而異。 3.工作長度工作長度常用刀柄常用刀柄面銑刀刀柄面銑刀刀柄整體鉆夾頭刀柄整體鉆夾頭刀柄常用刀柄常用刀柄鏜刀柄鏜刀柄常用刀柄常用刀柄莫式錐度刀柄莫式錐度刀柄快換式絲錐刀柄快換式絲錐刀柄鉆夾頭刀柄鉆夾頭刀柄常用刀柄常用刀柄ER彈

25、簧夾頭刀柄彈簧夾頭刀柄ER彈簧夾頭彈簧夾頭側壓式立銑刀柄側壓式立銑刀柄選擇數(shù)控刀具通常應考慮下列因素選擇數(shù)控刀具通常應考慮下列因素 : (1)被加工工件的材料及性能被加工工件的材料及性能。 如金屬、非金屬等不同材料，材料的硬度如金屬、非金屬等不同材料，材料的硬度。 (2)切削工藝的類別切削工藝的類別 有車、鉆、銑、鏜或粗加工、半精加工、精加工、有車、鉆、銑、鏜或粗加工、半精加工、精加工、超精加工等。超精加工等。 (3)被加工件的幾何形狀、零件精度、加工余量等被加工件的幾何形狀、零件精度、加工余量等因素。因素。 (4)要求刀具能承受的背吃刀量、進給速度、切削要求刀具能承受的背吃刀量、進給速度、切

26、削速度等切削參數(shù)。速度等切削參數(shù)。 (5)其他因素，如現(xiàn)生產的狀況其他因素，如現(xiàn)生產的狀況(操作間斷時間、振操作間斷時間、振動、電力波動或突然中斷動、電力波動或突然中斷) 。數(shù)控刀具的選用原則：數(shù)控刀具的選用原則： 424 刀具幾何角度刀具幾何角度 1刀具切削部分組成要素刀具切削部分組成要素2 2刀具切削部分的幾何角度刀具切削部分的幾何角度 （1）正交平面參考系）正交平面參考系 基面基面( (P Pr r) ) 通過切削刃通過切削刃選定點并垂直于主運動方選定點并垂直于主運動方向的平面。向的平面。 切削平面切削平面( (P PS S) ) 通過切通過切削刃選定點與切削刃相切削刃選定點與切削刃相切

27、并垂直于基面的平面。并垂直于基面的平面。 正交平面正交平面(P(Po o) ) 正交平正交平面是指通過切削刃選定點面是指通過切削刃選定點并同時垂直于基面和切削并同時垂直于基面和切削平面的平面。平面的平面。 圖圖 刀具角度坐標系刀具角度坐標系 在基面中測量的角度在基面中測量的角度: ）主偏角（）主偏角（）：主切）：主切削刃在基面上的投影與進削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角。它總給運動方向的夾角。它總為正值。為正值。 ）副偏角（）副偏角（ ）：副）：副切削刃在基面上的投影與切削刃在基面上的投影與進給運動相反方向的夾角。進給運動相反方向的夾角。 主切削刃和副切削刃在基主切削刃和副切削刃在基面上

28、的投影的夾角稱為刀面上的投影的夾角稱為刀尖角尖角 （+ ） 在切削平面中測量的角度在切削平面中測量的角度 ： 刃傾角（刃傾角（ls）：主切削刃（）：主切削刃（S）與基）與基面（面（Pr）的夾角。當?shù)都鉃樽罡唿c）的夾角。當?shù)都鉃樽罡唿c時，時，ls為正值；當?shù)都鉃樽畹忘c時，為正值；當?shù)都鉃樽畹忘c時， ls 為負值；當主切削刃與基面平行為負值；當主切削刃與基面平行時，時， ls為零為零 在副正交平面內測量的角度在副正交平面內測量的角度:副后角（副后角（ 0 ）：副后刀面與副切削平）：副后刀面與副切削平面的夾角。面的夾角。 車刀的六個基本角度：車刀的六個基本角度：前角（前角（ g0 ）、后角（）、后角

29、（ 0 ）、刃傾角）、刃傾角（ ls ）主偏角主偏角()、副偏角、副偏角()、副后角、副后角(0 ) 前角主要影響切屑變形和切削力的大小以及刀具耐用度和前角主要影響切屑變形和切削力的大小以及刀具耐用度和加工表面質量的高低。加工表面質量的高低。前角增大，可以使切削變形和摩擦減前角增大，可以使切削變形和摩擦減小，故切削力小、切削熱低，加工表面質量高。但前角過大，小，故切削力小、切削熱低，加工表面質量高。但前角過大，刀具強度降低，耐用度下降。前角減小，刀具強度提高，切刀具強度降低，耐用度下降。前角減小，刀具強度提高，切屑變形增大，易斷屑。但前角過小，會使切削力和切削熱增屑變形增大，易斷屑。但前角過小

30、，會使切削力和切削熱增加，刀具耐用度也隨之降低。加，刀具耐用度也隨之降低。 具體選擇原則如下：具體選擇原則如下： 工件材料：塑性材料選用較大的前角；脆性材料選用較小工件材料：塑性材料選用較大的前角；脆性材料選用較小的前角；工件的強度、硬度低應選較大的前角，反之取較小的前角；工件的強度、硬度低應選較大的前角，反之取較小前角；加工特硬材料或高強度鋼（如淬火鋼）應選很小前角前角；加工特硬材料或高強度鋼（如淬火鋼）應選很小前角甚至負前角。甚至負前角。 刀具材料：刀具材料的抗彎強度和沖擊韌度較刀具材料：刀具材料的抗彎強度和沖擊韌度較高時應選較大前角。如高速鋼刀具比硬質合金刀高時應選較大前角。如高速鋼刀具

31、比硬質合金刀具的前角要大；陶瓷刀具的前角則應更小一些。具的前角要大；陶瓷刀具的前角則應更小一些。 加工過程：粗加工、斷續(xù)切削選用較小的前角；加工過程：粗加工、斷續(xù)切削選用較小的前角；精加工選用較大的前角。精加工選用較大的前角。 當工藝系統(tǒng)剛性差和機床功率小時選較大前角，當工藝系統(tǒng)剛性差和機床功率小時選較大前角，以減小切削力和振動；數(shù)控機床和自動線用刀具，以減小切削力和振動；數(shù)控機床和自動線用刀具，為了保證刀具穩(wěn)定（不崩刃及破損）一般使用的為了保證刀具穩(wěn)定（不崩刃及破損）一般使用的刀具前角比較小或零度前角。刀具前角比較小或零度前角。 后角的主要功用是減小主后刀面與過渡表面后角的主要功用是減小主后

32、刀面與過渡表面層之間的摩擦，層之間的摩擦，減輕刀具磨損。減輕刀具磨損。后角減小，可以使主后刀面與工件表面間的后角減小，可以使主后刀面與工件表面間的摩擦加劇，刀具磨損加大，工件冷硬程度增加，加工表面質摩擦加劇，刀具磨損加大，工件冷硬程度增加，加工表面質量差；尤其是切削厚度較小時，由于刃口鈍圓半徑的影響，量差；尤其是切削厚度較小時，由于刃口鈍圓半徑的影響，上述情況更為嚴重。上述情況更為嚴重。 后角增大，則摩擦減小，也減小了刃口鈍圓半徑，對切后角增大，則摩擦減小，也減小了刃口鈍圓半徑，對切削厚度較小的情況有利，但使刀刃強度和散熱情況變差。削厚度較小的情況有利，但使刀刃強度和散熱情況變差。 其選擇原則

33、如下其選擇原則如下： 工件材料：工件材料：工件硬度、強度較高時工件硬度、強度較高時選用較小的后角，以增選用較小的后角，以增加切削刃強度加切削刃強度；加工脆性；加工脆性材料切削力集中在刀刃附近，為強材料切削力集中在刀刃附近，為強化切削刃應選用較小的后角；工件塑性、韌性較大時選用較化切削刃應選用較小的后角；工件塑性、韌性較大時選用較大的后角，減小刀具后刀面的摩擦。大的后角，減小刀具后刀面的摩擦。 加工過程：粗加工、斷續(xù)切削時，為強化切削加工過程：粗加工、斷續(xù)切削時，為強化切削刃，應選用較小的后角；精加工、連續(xù)切削時，刃，應選用較小的后角；精加工、連續(xù)切削時，刀具的磨損主要發(fā)生在刀具后刀面，應選用較

34、大刀具的磨損主要發(fā)生在刀具后刀面，應選用較大的后角。的后角。 當工藝系統(tǒng)剛性差，易出現(xiàn)振動時選較小的后當工藝系統(tǒng)剛性差，易出現(xiàn)振動時選較小的后角。在一般條件下，為提高刀具耐用度可加大后角。在一般條件下，為提高刀具耐用度可加大后角，但為降低重磨費用，對重磨刀具可適當減小角，但為降低重磨費用，對重磨刀具可適當減小后角。后角。 主偏角可影響刀具耐用度、已加工表面粗糙主偏角可影響刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力度及切削力的大小。的大小。主偏角較小，則刀頭強度高，散熱條件好，已加工主偏角較小，則刀頭強度高，散熱條件好，已加工表面殘留面積高度小，參加切削的主切削刃長度長，作用在表面殘留面積高度小，參加

35、切削的主切削刃長度長，作用在主切削刃上的平均切削負荷小。但背向力大，切削厚度小，主切削刃上的平均切削負荷小。但背向力大，切削厚度小，斷屑效果差。斷屑效果差。 主偏角的選擇原則：主偏角的選擇原則： ： 工件材料：工件材料：加工很硬的材料如淬硬鋼和冷硬鑄鐵時，為減加工很硬的材料如淬硬鋼和冷硬鑄鐵時，為減少單位長度切削刃上的負荷，改善刀刃散熱條件，提高刀具少單位長度切削刃上的負荷，改善刀刃散熱條件，提高刀具耐用度，應取耐用度，應取r r=10=103030，工藝系統(tǒng)剛性好的取小值，工藝系統(tǒng)剛性好的取小值，反之取大值。反之取大值。 加工過程：使用硬質合金刀具進行精加工時，加工過程：使用硬質合金刀具進行

36、精加工時，應選用較大的主偏角。應選用較大的主偏角。 當工藝系統(tǒng)剛性低（如車細長軸、薄壁筒）時，當工藝系統(tǒng)剛性低（如車細長軸、薄壁筒）時，應取較大的主偏角，甚至取應取較大的主偏角，甚至取r90，以減小背向，以減小背向力力Fp，從而降低工藝系統(tǒng)的彈性變形和振動。，從而降低工藝系統(tǒng)的彈性變形和振動。 單件小批生產時，希望用一兩把車刀加工出工單件小批生產時，希望用一兩把車刀加工出工件上所有表面，則主偏角應選為件上所有表面，則主偏角應選為r=45o或或90o，提，提高刀具的通用性；高刀具的通用性； 需要從工件中間切入的車刀，以及仿形加工的需要從工件中間切入的車刀，以及仿形加工的車刀，應適當增大主偏角；有

37、時主偏角的大小取車刀，應適當增大主偏角；有時主偏角的大小取決于工件形狀，例如加工階梯軸的工件，則需根決于工件形狀，例如加工階梯軸的工件，則需根據(jù)工件形狀選擇主偏角據(jù)工件形狀選擇主偏角r=90o的刀具。的刀具。 副偏角的功能在于減小副切削刃與已加工表面的摩擦。副偏角的功能在于減小副切削刃與已加工表面的摩擦。減減小副偏角可以提高刀具強度，改善散熱條件，可減小殘留面小副偏角可以提高刀具強度，改善散熱條件，可減小殘留面積高度，但可能增加副后刀面與已加工表面的摩擦，引起震積高度，但可能增加副后刀面與已加工表面的摩擦，引起震動。動。 副偏角主要根據(jù)已加工表面的粗糙度要求和刀具強度來副偏角主要根據(jù)已加工表面

38、的粗糙度要求和刀具強度來選擇，其選擇原則：選擇，其選擇原則： 在不引起震動的情況下，一般刀具應盡量選用較小的副在不引起震動的情況下，一般刀具應盡量選用較小的副偏角，如車刀、刨刀均可取偏角，如車刀、刨刀均可取r r=5=5o o1010o o 工件材料：加工高強度、高硬度材料時應取較工件材料：加工高強度、高硬度材料時應取較小的副偏角小的副偏角r=4o6o，以提高刀尖強度，改善散，以提高刀尖強度，改善散熱條件。熱條件。 加工過程：粗加工時，取副偏角加工過程：粗加工時，取副偏角r=10o15o，精加工刀具的副偏角應更小一些（精加工刀具的副偏角應更小一些（r=5o10o），），以減小殘留面積，從而減小

39、了表面粗糙度。以減小殘留面積，從而減小了表面粗糙度。 切斷刀、鋸片刀和槽銑刀等，為了保證刀頭強切斷刀、鋸片刀和槽銑刀等，為了保證刀頭強度和重磨后刀頭寬度變化較小，只能取很小的副度和重磨后刀頭寬度變化較小，只能取很小的副偏角偏角r=1o2o。（5 5）刃傾角的選擇）刃傾角的選擇 刃傾角的作用是主要影響切屑流向和刀尖強度。刃傾角的作用是主要影響切屑流向和刀尖強度。 刃傾角為正值，切削開始時刀尖與工件先接觸，切屑流向刃傾角為正值，切削開始時刀尖與工件先接觸，切屑流向待加工表面，可避免纏繞和劃傷已加工表面，對半精加工、待加工表面，可避免纏繞和劃傷已加工表面，對半精加工、精加工有利；精加工有利； 刃傾角

40、為負值，切削開始時刀尖后接觸工件，切屑流向刃傾角為負值，切削開始時刀尖后接觸工件，切屑流向已加工表面，容易將已加工表面劃傷；在粗加工開始，尤其已加工表面，容易將已加工表面劃傷；在粗加工開始，尤其是在斷續(xù)切削時，可避免刀尖受沖擊，起到保護刀尖的作用。是在斷續(xù)切削時，可避免刀尖受沖擊，起到保護刀尖的作用。 刃傾角的選擇原則：刃傾角的選擇原則： 工件材料：加工高強度鋼、淬硬鋼時，應取絕工件材料：加工高強度鋼、淬硬鋼時，應取絕對值較大的負刃傾角，以使刀具有足夠的強度。對值較大的負刃傾角，以使刀具有足夠的強度。 加工過程：粗加工時，可取加工過程：粗加工時，可取S0，以使刀具，以使刀具具有較高的強度和較好

41、的散熱條件，并使切入工具有較高的強度和較好的散熱條件，并使切入工件時刀尖免受沖擊。精加工時，取件時刀尖免受沖擊。精加工時，取S0，使切，使切屑流向待加工表面，以提高表面質量。屑流向待加工表面，以提高表面質量。 當工藝系統(tǒng)剛性差時，應取當工藝系統(tǒng)剛性差時，應取S0，以減小背，以減小背向力，避免切削中的振動。向力，避免切削中的振動。 刀具在使用過程中喪失切削能力的現(xiàn)象稱為刀具失效。主刀具在使用過程中喪失切削能力的現(xiàn)象稱為刀具失效。主要的失效形式包括要的失效形式包括刀具的破損刀具的破損和和磨損磨損兩種。兩種。 (1)(1)刀具的破損是由于刀具選擇、使用不當及操作失誤而刀具的破損是由于刀具選擇、使用不

42、當及操作失誤而造成的，俗稱打刀。造成的，俗稱打刀。 刀具的破損包括脆性破損和塑性破損兩種形式。刀具的破損包括脆性破損和塑性破損兩種形式。 脆性破損是由于切削過程中的沖擊振動而造成的刀具崩刃、脆性破損是由于切削過程中的沖擊振動而造成的刀具崩刃、碎斷現(xiàn)象和由于刀具表面受交變力作用引起表面疲勞而造成的碎斷現(xiàn)象和由于刀具表面受交變力作用引起表面疲勞而造成的刀面裂紋、剝落現(xiàn)象；刀面裂紋、剝落現(xiàn)象； 塑性破損是由于高溫切削塑性材料或超負荷切削難切削材塑性破損是由于高溫切削塑性材料或超負荷切削難切削材料時，因劇烈的摩擦及高溫作用使得刀具產生固態(tài)相變和塑性料時，因劇烈的摩擦及高溫作用使得刀具產生固態(tài)相變和塑性

43、變形。變形。 (2)刀具的磨損屬于正常失效形式，可以通過重磨修復，刀具的磨損屬于正常失效形式，可以通過重磨修復，主要表現(xiàn)為刀具的前刀面磨損、后刀面磨損及邊界磨損三主要表現(xiàn)為刀具的前刀面磨損、后刀面磨損及邊界磨損三種形式種形式(見圖見圖) 。 前刀面磨損和邊界磨損常見于塑性材料加工中，前刀前刀面磨損和邊界磨損常見于塑性材料加工中，前刀面磨損出現(xiàn)在常說的面磨損出現(xiàn)在常說的“月牙洼月牙洼”，邊界磨損主要出現(xiàn)在主，邊界磨損主要出現(xiàn)在主切削刃靠近工件外皮處和副切削刃靠近刀尖處。切削刃靠近工件外皮處和副切削刃靠近刀尖處。 后刀面磨損常見于脆性材料加工中，因脆性材料加工后刀面磨損常見于脆性材料加工中，因脆性

44、材料加工時，易形成崩碎切屑，切屑與刀具前刀面摩擦不大，主要時，易形成崩碎切屑，切屑與刀具前刀面摩擦不大，主要是刀具后刀面與已加工表面的摩擦。是刀具后刀面與已加工表面的摩擦。 圖圖215 刀具的磨損刀具的磨損 return2.2.刀具磨損過程與磨鈍標準刀具磨損過程與磨鈍標準（1）刀具的磨損過程）刀具的磨損過程 初期磨損階段（初期磨損階段（OA） 此階段磨此階段磨損較快。這是因為新磨好的刀具表損較快。這是因為新磨好的刀具表面存在微觀粗糙度，且刀刃比較鋒面存在微觀粗糙度，且刀刃比較鋒利，刀具與工件實際接觸面積較小，利，刀具與工件實際接觸面積較小，壓應力較大，使后刀面很快出現(xiàn)磨壓應力較大，使后刀面很快

45、出現(xiàn)磨損帶。損帶。 正常磨損階段（正常磨損階段（AB） 此階段磨此階段磨損速度減慢，磨損量隨時間的增加損速度減慢，磨損量隨時間的增加均勻增加，切削穩(wěn)定，是刀具的有均勻增加，切削穩(wěn)定，是刀具的有效工作階段。效工作階段。 急劇磨損階段（急劇磨損階段（BC） 刀具經過刀具經過正常磨損階段后已經變鈍，如繼續(xù)正常磨損階段后已經變鈍，如繼續(xù)切削，溫度將劇增，切削力增大，切削，溫度將劇增，切削力增大，刀具磨損急劇增加。一般應在此階刀具磨損急劇增加。一般應在此階段之前及時換刀。段之前及時換刀。圖圖 刀具磨損的典型曲線刀具磨損的典型曲線 （2）刀具的磨鈍標準）刀具的磨鈍標準 刀具磨損到一定程度后，切削力、切削溫

46、度顯著刀具磨損到一定程度后，切削力、切削溫度顯著增加，加工表面變得粗糙，工件尺寸可能會超出公差增加，加工表面變得粗糙，工件尺寸可能會超出公差范圍，切屑顏色、形狀發(fā)生明顯變化，甚至產生振動范圍，切屑顏色、形狀發(fā)生明顯變化，甚至產生振動或出現(xiàn)不正常的噪聲等。需要根據(jù)加工要求規(guī)定一個或出現(xiàn)不正常的噪聲等。需要根據(jù)加工要求規(guī)定一個最大的允許磨損值，這就是刀具的磨鈍標準。最大的允許磨損值，這就是刀具的磨鈍標準。 通常以主后刀面中間部分平均磨損量通常以主后刀面中間部分平均磨損量VB作為磨鈍作為磨鈍標準。標準。 3.3.刀具耐用度刀具耐用度 （1）刀具耐用度的概念）刀具耐用度的概念 所謂刀具耐用度，指的是從

47、刀具刃磨后開始切削，一直到所謂刀具耐用度，指的是從刀具刃磨后開始切削，一直到磨損量達到磨鈍標準為止所經過的總切削時間。用符號磨損量達到磨鈍標準為止所經過的總切削時間。用符號T表示，表示，單位為單位為min。耐用度應為切削時間，不包括對刀、測量、快進、。耐用度應為切削時間，不包括對刀、測量、快進、回程等非切削時間?；爻痰确乔邢鲿r間。 （2）影響刀具耐用度的因素）影響刀具耐用度的因素 切削用量切削用量 ：在保證一定刀具耐用度的條件下，為了提高生：在保證一定刀具耐用度的條件下，為了提高生產率，應首先選取大的背吃刀量，然后選擇較大的進給量，最產率，應首先選取大的背吃刀量，然后選擇較大的進給量，最后選擇

48、合理的切削速度。后選擇合理的切削速度。 刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù) ：刀具幾何參數(shù)對刀具耐用度影：刀具幾何參數(shù)對刀具耐用度影響最大的是前角響最大的是前角0和主偏角和主偏角kr。 刀具材料刀具材料 ：刀具材料的高溫強度越高，耐磨性：刀具材料的高溫強度越高，耐磨性越好，刀具耐用度越高。越好，刀具耐用度越高。 工件材料工件材料 ：工件材料的強度、硬度越高，產生：工件材料的強度、硬度越高，產生的切削溫度越高，故刀具耐用度越低。此外，工的切削溫度越高，故刀具耐用度越低。此外，工件材料的塑性、韌性越高，導熱性越低，切削溫件材料的塑性、韌性越高，導熱性越低，切削溫度越高，刀具耐用度越低。度越高，刀具耐用度越低

49、。 4.4.刀具耐用度的確定刀具耐用度的確定 合理選擇刀具耐用度，可以提高生產率和降低加工成本。合理選擇刀具耐用度，可以提高生產率和降低加工成本。刀具耐用度定得過高，就要選取較小的切削用量，從而降低刀具耐用度定得過高，就要選取較小的切削用量，從而降低了金屬切除率，降低了生產率，提高了加工成本。了金屬切除率，降低了生產率，提高了加工成本。 反之耐用度定得過低，雖然可以采取較大的切削用量，但反之耐用度定得過低，雖然可以采取較大的切削用量，但卻因刀具磨損快，換刀、磨刀時間增加，刀具費用增大，同卻因刀具磨損快，換刀、磨刀時間增加，刀具費用增大，同樣會使生產率降低和成本提高。目前生產中常用的刀具耐用樣會

50、使生產率降低和成本提高。目前生產中常用的刀具耐用度參考值見下表：度參考值見下表： 選擇刀具耐用度時，還應考慮以下幾點：選擇刀具耐用度時，還應考慮以下幾點： (1)復雜的、高精度的、多刃的刀具耐用度應比簡復雜的、高精度的、多刃的刀具耐用度應比簡單的、低精度的、單刃刀具高；單的、低精度的、單刃刀具高； (2)可轉位刀具換刃、換刀片快捷，為使切削刃始可轉位刀具換刃、換刀片快捷，為使切削刃始終處于鋒利狀態(tài)，刀具耐用度可選得低一些；終處于鋒利狀態(tài)，刀具耐用度可選得低一些； (3)精加工刀具切削負荷小，刀具耐用度應比粗加精加工刀具切削負荷小，刀具耐用度應比粗加工刀具選得高一些；工刀具選得高一些； (4)精

51、加工大件時，為避免中途換刀，耐用度應選精加工大件時，為避免中途換刀，耐用度應選得高一些；得高一些； (5)數(shù)控加工中，刀具耐用度應大于一個工作班，數(shù)控加工中，刀具耐用度應大于一個工作班，至少應大于一個零件的切削時間。至少應大于一個零件的切削時間。 4.3 4.3 金屬切削過程金屬切削過程4.3.1 4.3.1 切屑的形成及種類切屑的形成及種類 1.切屑形成過程切屑形成過程 切削層金屬受到刀具的擠壓開始產生彈性變形；切削層金屬受到刀具的擠壓開始產生彈性變形； 隨著刀具的推進，應力、應變逐漸加大，當應力達到材料隨著刀具的推進，應力、應變逐漸加大，當應力達到材料的屈服強度時產生塑性變形；的屈服強度時

52、產生塑性變形； 刀具再繼續(xù)切入，當應力達到材料的抗拉強度時，金屬層刀具再繼續(xù)切入，當應力達到材料的抗拉強度時，金屬層被擠裂而形成切屑。被擠裂而形成切屑。 2切屑的種類切屑的種類 （1）帶狀切屑：形成帶狀切屑時，切削過程較平穩(wěn)，切削力）帶狀切屑：形成帶狀切屑時，切削過程較平穩(wěn)，切削力波動較小，加工表面質量高。波動較小，加工表面質量高。 （圖（圖217） 圖圖 切屑種類切屑種類 a) 帶狀切屑帶狀切屑 b) 節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑 c) 單元切屑單元切屑 d) 崩碎切屑崩碎切屑 （2）擠裂切屑：又稱節(jié)狀切屑。產生擠裂切屑時，切削過）擠裂切屑：又稱節(jié)狀切屑。產生擠裂切屑時，切削過程不太穩(wěn)定，切削力波動也較

53、大，已加工表面質量較低。程不太穩(wěn)定，切削力波動也較大，已加工表面質量較低。（3）單元切屑：又稱粒狀切屑。產生單元切屑時，切削過）單元切屑：又稱粒狀切屑。產生單元切屑時，切削過程不平穩(wěn)，切削力波動較大，已加工表面質量較差。程不平穩(wěn)，切削力波動較大，已加工表面質量較差。（4）崩碎切屑：產生崩碎切屑時，切削力波動大，加工表）崩碎切屑：產生崩碎切屑時，切削力波動大，加工表面凹凸不平，刀刃容易損壞。面凹凸不平，刀刃容易損壞。4 43 32 2 積屑瘤積屑瘤 1.積屑瘤的現(xiàn)象積屑瘤的現(xiàn)象 在中速或較低切削速度范圍內，在中速或較低切削速度范圍內，切削一般鋼料或其它塑性金屬材料，切削一般鋼料或其它塑性金屬材料

54、，而又能形成帶狀切屑時，緊靠切削刃而又能形成帶狀切屑時，緊靠切削刃的前面上粘結一硬度很高的楔狀金屬的前面上粘結一硬度很高的楔狀金屬塊。塊。 它包圍著切削刃且覆蓋部分前刀面，它包圍著切削刃且覆蓋部分前刀面，這種楔狀金屬塊稱為積屑瘤，俗稱刀這種楔狀金屬塊稱為積屑瘤，俗稱刀瘤。瘤。 2.積屑瘤在切削過程中的作用積屑瘤在切削過程中的作用 （1）增大前角）增大前角 ； （2）增大切削厚度）增大切削厚度 ； （3）增大已加工表面粗糙度）增大已加工表面粗糙度 ； （4）影響刀具耐用度。）影響刀具耐用度。 圖圖 積屑瘤的形成積屑瘤的形成 3.影響積屑瘤的主要因素及防止方法影響積屑瘤的主要因素及防止方法 （1）

55、切削速度）切削速度 ：控制切削速度使切削溫度控：控制切削速度使切削溫度控制在制在300oC以下或以下或380oC以上以上 ，就可以減少積屑瘤，就可以減少積屑瘤的生成。的生成。 （2）進給量：若適當降低進給量，則可削弱積）進給量：若適當降低進給量，則可削弱積屑瘤的生成基礎。屑瘤的生成基礎。 （3) 前角前角 ：前角增大到：前角增大到35o時，一般不產生積時，一般不產生積屑瘤。屑瘤。 （4） 切削液切削液 ：采用潤滑性能良好的切削液可：采用潤滑性能良好的切削液可以減少或消除積屑瘤的產生。以減少或消除積屑瘤的產生。 （5) 工件材料硬度工件材料硬度 ：提高硬度，降低塑性制積：提高硬度，降低塑性制積屑

56、瘤的產生。屑瘤的產生。 4 43 33 3 切削力切削力 1.1.切削力的來源及分解切削力的來源及分解 切削時作用在刀具上的力來自兩個方面：切削時作用在刀具上的力來自兩個方面： 一是切屑形成過程中彈性變形及塑性變形產生的變形抗力；一是切屑形成過程中彈性變形及塑性變形產生的變形抗力； 二是刀具與切屑及工件表面間的摩擦阻力，這兩方面的力所二是刀具與切屑及工件表面間的摩擦阻力，這兩方面的力所構成的切削合力，作用于前刀面和后刀面上。構成的切削合力，作用于前刀面和后刀面上。 為了便于分析切削力的作用和測量、計算切削力的大小，通為了便于分析切削力的作用和測量、計算切削力的大小，通常將合力常將合力F r分解

57、成如圖所示的三個互相垂直的分力。（分解成如圖所示的三個互相垂直的分力。（Fc,Ff,Fp)圖圖 切削合力與分力切削合力與分力 （1） 主切削力主切削力FC 是總切削合力沿主運動方向上的分力，是總切削合力沿主運動方向上的分力，垂直于基面，與切削速度方向一致。在切削過程中消耗的垂直于基面，與切削速度方向一致。在切削過程中消耗的功率最大，是計算刀具強度、機床切削功率的主要依據(jù)。功率最大，是計算刀具強度、機床切削功率的主要依據(jù)。 (2)進給力進給力Ff 是切削合力沿進給運動方向上的分力，是切削合力沿進給運動方向上的分力，在基面內，與進給方向即工件軸線方向平行，故又稱進給在基面內，與進給方向即工件軸線方

58、向平行，故又稱進給抗力或軸向力?？沽蜉S向力。 （3）背向力）背向力FP 是切削合力沿工作平面垂直方向上的分是切削合力沿工作平面垂直方向上的分力，在基面內，與進給方向垂直，即通過工件直徑方向，力，在基面內，與進給方向垂直，即通過工件直徑方向，故又稱徑向力或吃刀抗力。故又稱徑向力或吃刀抗力。 2 2. .切削功率切削功率 消耗在切削過程中的總功率消耗在切削過程中的總功率P(kwP(kw) )為消耗在三個分力方向為消耗在三個分力方向上功率之和，但由于進給運動速度比主運動速度小得多，在上功率之和，但由于進給運動速度比主運動速度小得多，在進給運動方向上消耗的功率只占總功率的進給運動方向上消耗的功率只占

59、總功率的1 155，可忽略不，可忽略不計，而徑向分力幾乎不消耗功率；計，而徑向分力幾乎不消耗功率；背向力背向力FP 方向的運動速度方向的運動速度為零，不消耗功率為零，不消耗功率。所以切削功率為：所以切削功率為：Pc=FcVc10-3/60Fc主切削力主切削力Vc切削速度切削速度 3.3.切削熱、切削溫度切削熱、切削溫度 切削過程中，切削力所做的功可轉化為等量的熱，除少量散切削過程中，切削力所做的功可轉化為等量的熱，除少量散逸在周圍介質中外，其余均傳散到刀具、切屑和工件中，并使逸在周圍介質中外，其余均傳散到刀具、切屑和工件中，并使其溫度升高，引起工件熱變形，加速刀具的磨損。其溫度升高，引起工件熱

60、變形，加速刀具的磨損。 （1）切削熱的形成及傳散）切削熱的形成及傳散 切削熱的形成主要是由于切削功耗產生，而切削中的功耗切削熱的形成主要是由于切削功耗產生，而切削中的功耗主要是被切削層金屬的變形、切屑與刀具前面的摩擦和工件與主要是被切削層金屬的變形、切屑與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦?？梢越普J為，切削過程中的功耗都轉化為刀具后面的摩擦。可以近似認為，切削過程中的功耗都轉化為切削熱。切削熱。 切削熱通過切屑、刀具、工件和周圍介質傳散。各部分傳切削熱通過切屑、刀具、工件和周圍介質傳散。各部分傳熱的比例取決于工件材料、切削速度、刀具材料及其幾何形狀、熱的比例取決于工件材料、切削速度、刀具材