第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

1、機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)第一章機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)1.1切削運(yùn)動(dòng)及切削要素切削運(yùn)動(dòng)及切削要素一、零件表面的形成二、切削表面與切削運(yùn)動(dòng) 三、切削用量四、切削層參數(shù)機(jī)械制造的加工方法機(jī)械制造的加工方法1.材料成形材料成形法法： 鑄造鍛造注塑成形2.材料累積材料累積法法：焊接粘接快速原型鉚接機(jī)械力去除機(jī)械力去除熱能去除3.材料去除材料去除法法：光能去除化學(xué)能去除傳統(tǒng)方法特種加工特種加工一、零件表面的形成一、零件表面的形成1.零件表面的形狀零件表面可以看作是一條線（母線）沿另一條（導(dǎo)線）運(yùn)動(dòng)的軌跡。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱(chēng)為形成表面 的發(fā)生線。常見(jiàn)的零件表面按其形狀可分為3類(lèi)：1旋轉(zhuǎn)表面2縱向表面3特形表面

2、一、零件表面的形成一、零件表面的形成1旋轉(zhuǎn)表面2縱向表面3特形表面一、零件表面的形成一、零件表面的形成：2.零件表面成形方法表面發(fā)生線的形成方法a.軌跡法b.成形法c.相切法d.展成法一、零件表面的形成一、零件表面的形成2.零件表面成形方法（a）軌跡法一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)一、零件表面的形成一、零件表面的形成2.零件表面成形方法（b）成形法不需要專(zhuān)門(mén)的成形運(yùn)動(dòng)一、零件表面的形成一、零件表面的形成2.零件表面成形方法（c）相切法兩個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)刀具的旋轉(zhuǎn)+刀具中心按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)一、零件表面的形成一、零件表面的形成生2.零件表面成形方法（d）展成法在形成發(fā)生線的過(guò)程中， 切削線1與發(fā)生線2作純滾動(dòng)（

3、展成運(yùn)動(dòng)）切削線1與發(fā) 線2逐點(diǎn)相切，發(fā)生線2是切 削線1的包絡(luò)線。復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)成形運(yùn)動(dòng)的種類(lèi)成形運(yùn)動(dòng)的種類(lèi)簡(jiǎn)單成形運(yùn)簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)動(dòng)：如果一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，是由單 獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。復(fù)合成形運(yùn)復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)動(dòng)：如果一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，是由兩 個(gè)或連個(gè)以上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或（和）直線運(yùn)動(dòng)按照某 種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成。復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)各部分之間要求保持嚴(yán)格的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，各部分不是獨(dú)立的。復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)是一個(gè)運(yùn)動(dòng)，而不是兩個(gè)或 兩個(gè)以上獨(dú)立的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)。注意二、切削表面與切削運(yùn)動(dòng)二、切削表面與切削運(yùn)動(dòng)1.切削表面待加工表面工件上即將被切除的表面已加工表面切去材料后形成的新的工作表面

4、過(guò)渡表面加工時(shí)主切削刃正在切削的表面，它處于已加工表面和待加工表面 之間二、切削表面與切削運(yùn)動(dòng)二、切削表面與切削運(yùn)動(dòng)2.切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：使刀具和工件之間 產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，促使刀具近工件 而實(shí)現(xiàn)切削的運(yùn)動(dòng)。其速度稱(chēng)為切削速度Vc進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：使切削能持續(xù)進(jìn) 行以形成所需工件表面的運(yùn)動(dòng)。 其速度稱(chēng)為進(jìn)給速度Vf主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成后的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為合成切削運(yùn)動(dòng)Ve= Vc+ Vf特點(diǎn)特點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)的速度高，消耗的功率大；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度 較低，消耗的功率較小。任何一種機(jī)床，必定有、且通常只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)； 而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可能有一個(gè)或幾個(gè)。三、切削用量三、切削用量切削用量：衡量切削運(yùn)動(dòng)量的大小。切削速度vc進(jìn)給量f背吃刀

5、量ap切削用量三要素三、切削用量三、切削用量1）切削速度vc切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。(m/s 或 m/min)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)vc=d n/1000d工件（或刀具）的直徑，mm; n 工件（或刀具）的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)vc = 2Lnr /1000L 往復(fù)行程長(zhǎng)度，mm;nr 主運(yùn)動(dòng)每秒或每分鐘的往復(fù) 次 數(shù)，str/s或str/min1）切削速度vc由于切削刃上個(gè)點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑不同(刀具運(yùn)動(dòng) 為主運(yùn)動(dòng))，或切削刃上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工件直徑不同（工件運(yùn) 動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)），因而切削速度也就同?？紤]到切削速度對(duì)刀具磨損和已加工表面質(zhì) 量有影響，在計(jì)算切削速度時(shí)，應(yīng)取最大值

6、三、切削用量三、切削用量2）進(jìn)給量刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量。單齒刀具（ 車(chē)刀、刨刀）用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每一 往復(fù)行程刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方 向上相對(duì)工件的位移量來(lái)度 量，稱(chēng)為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量或每行 程進(jìn)給量f，單位mm/r或mm/str。多齒刀具（銑刀、鉆頭）刀具每轉(zhuǎn)或每行程中每齒相 對(duì)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的位 移量稱(chēng)每齒進(jìn)給量fz，單位mm/z。進(jìn)給速度進(jìn)給速度Vf=fn=fzzn三、切削用量三、切削用量3）背吃刀量在通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)并垂 直于該點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)方向的切削層尺 寸平面中，垂直于進(jìn)給方向測(cè)量 的切削層尺寸，以ap表示，mm。車(chē)外圓時(shí)，2pa dw dm四、切削層參數(shù)四、切削層參數(shù)切削層

7、：切削刃在一次走刀上從工件上切下的一層材料。通常在與主運(yùn)動(dòng)方向相 垂直的平面內(nèi)度量。四、切削層參數(shù)四、切削層參數(shù)1）切削層公稱(chēng)寬度bD在給定瞬間，作用于主切削刃 截形上兩個(gè)極限點(diǎn)件的距離，在切rbD sin kDrap削層尺寸平面中測(cè)量，bsin khD f asipn kr2）切削層公稱(chēng)厚度hD同一瞬間切削層公稱(chēng)橫截面積AD與其公稱(chēng)寬度bD之比，hD f sin kr3）切削層公稱(chēng)橫截面積AD在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實(shí)際橫截面積，AD hD bD f ap1.1切削運(yùn)動(dòng)及切削要素切削運(yùn)動(dòng)及切削要素f已加工表面1.切削表面2.切削運(yùn)動(dòng)待加工表面主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)3.切削用量過(guò)渡表面切

8、削速度 vc進(jìn)給量背吃刀量4.切削要素切削用量 三要素切削層參數(shù)apAD , bD , hD1.2 切削刀具及其材料切削刀具及其材料一、切削刀具一、切削刀具車(chē)刀切削部分的組成車(chē)刀切削部分的主要角度刀具結(jié)構(gòu)多齒刀具非金屬材料切削刀具二、刀具材料二、刀具材料一、切削刀具一、切削刀具夾持部分切削部分夾持部分夾持部分切削部分切削部分1.1.車(chē)刀的組成車(chē)刀的組成1.車(chē)刀切削部分的組成車(chē)刀切削部分的組成1 1）前刀面）前刀面切屑沿其流出的刀具表切屑沿其流出的刀具表面面2 2）主后刀面）主后刀面與工件上過(guò)渡表面相對(duì)與工件上過(guò)渡表面相對(duì)的的刀具表面刀具表面3 3）副后刀面）副后刀面與工件上已加工表面相與工件上

9、已加工表面相對(duì)對(duì) 的刀具表面的刀具表面夾持部分切削部分前刀面主切削刃副切削刃主后面副后面刀尖三面兩刃一尖三面兩刃一尖1.車(chē)刀切削部分的組成車(chē)刀切削部分的組成6 6）刀尖刀尖連接主切削刃和副切削連接主切削刃和副切削刃刃 的一段刀刃的一段刀刃夾持部分切削部分前刀面主切削刃副切削刃主后面4 4）主切削刃）主切削刃前刀面與主后刀面的交線前刀面與主后刀面的交線副后面5 5）副切削刃）副切削刃前刀面與副后刀面的交線前刀面與副后刀面的交線刀尖三面兩刃一尖三面兩刃一尖2.車(chē)刀切削部分的主要角度車(chē)刀切削部分的主要角度刀具刀具靜止靜止參考系參考系刀具刀具工作工作參考系參考系考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和刀具實(shí)際安裝情況的影響。（

10、由主運(yùn)動(dòng)方向確定）（由合成切削運(yùn)動(dòng)方向確定）（1）刀具）刀具靜止靜止參考系參考系（刀具標(biāo)注角度參考系）刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量幾何參數(shù)時(shí)用； 假定進(jìn)給速度為零（vf=0）規(guī)定車(chē)刀刀尖對(duì)準(zhǔn)工件的中心刀桿的軸心線垂直進(jìn)給方向刀刀 具具 靜靜 止止 參參 考考 系系1）基面）基面 pr過(guò)切削刃選定過(guò)切削刃選定 點(diǎn)、垂直于該點(diǎn)、垂直于該 點(diǎn)假定主運(yùn)動(dòng)點(diǎn)假定主運(yùn)動(dòng) 方向的平面。方向的平面。2 2）切削平面）切削平面ps過(guò)切削刃選定過(guò)切削刃選定 點(diǎn)，與切削刃點(diǎn)，與切削刃 相切并垂直于相切并垂直于 基面的平面?；娴钠矫?。3）正交平面）正交平面popr ps po組成一個(gè)正交平面參考系正交平面參考系過(guò)切削

11、刃選定過(guò)切削刃選定 點(diǎn)，并同時(shí)垂點(diǎn)，并同時(shí)垂 直于基面和切直于基面和切 削平面的平面削平面的平面4）假定工作平面）假定工作平面 p f過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂 直于基平面并平行于直于基平面并平行于 假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的 平面。平面。（2）刀具的主要角度）刀具的主要角度正交平面正交平面參考系內(nèi)的標(biāo)注角度參考系內(nèi)的標(biāo)注角度pr ps po參考系內(nèi) 在正交平面Po內(nèi)的標(biāo)注角度 在切削平面Ps內(nèi)的標(biāo)注角度 在基面Pr內(nèi)的標(biāo)注角度在正交平面Po內(nèi)的標(biāo)注角度前角前角o：在正交平面內(nèi)度量的前刀面與基面的 夾角。后角后角o：在正交平面內(nèi)度量的后刀面與切 削面Ps的夾角功用刀刃鋒利

12、，切削變形 ，切削力和切削功率刀刃和刀尖強(qiáng)度，散熱體積刀具壽命 oa)a)前前角角 o 的選用原則的選用原則選用選用a)a)前前角角 o 的選用原則的選用原則工件材料、刀具材料和加工性質(zhì)工件材料、刀具材料和加工性質(zhì)工件材料塑性大、強(qiáng)度和硬度低或刀具材料韌工件材料塑性大、強(qiáng)度和硬度低或刀具材料韌性性 好（高速鋼）或精加工時(shí)，應(yīng)取較大前角；好（高速鋼）或精加工時(shí)，應(yīng)取較大前角；反之，加工脆性材料或刀具材料韌性差（硬質(zhì)反之，加工脆性材料或刀具材料韌性差（硬質(zhì)合合 金）或粗加工時(shí)應(yīng)取較小的前角。金）或粗加工時(shí)應(yīng)取較小的前角。取決于：加工要求、工件取決于：加工要求、工件 材料。材料。粗加工或工件材料較硬

13、，后角取較小值；粗加工或工件材料較硬，后角取較小值；工件材料越軟、塑性越大，后角越大；工件材料越軟、塑性越大，后角越大；粗加工或工件材料較硬，后角取較小值；粗加工或工件材料較硬，后角取較小值；工件材料越軟、塑性越大，后角越大；工件材料越軟、塑性越大，后角越大；b b）后）后角角o 的選用原則的選用原則o后刀面與工件的摩擦后刀面與工件的摩擦后刀面的磨損率后刀面的磨損率功用選用選用在切削平面Ps內(nèi)的標(biāo)注角度刃傾角刃傾角s：在主切削平面中測(cè)量的主切削刃與基面Pr內(nèi)的夾角。影響刀頭的強(qiáng)度、切削分力影響刀頭的強(qiáng)度、切削分力 和切屑的流動(dòng)方向。和切屑的流動(dòng)方向。加工一般鋼料和鑄鐵，無(wú)沖擊時(shí)：加工一般鋼料和

14、鑄鐵，無(wú)沖擊時(shí)：粗車(chē)粗車(chē)s s 0 05 5，精車(chē)，精車(chē)s s 0 0+5+5；有沖擊時(shí)：有沖擊時(shí)：s s 5 51515； 特別大特別大時(shí)：時(shí)：s s 30304545。切削加工高強(qiáng)度鋼、冷硬鋼時(shí)：切削加工高強(qiáng)度鋼、冷硬鋼時(shí)：s s 30304545。c c）刃傾）刃傾角角 s 的選用原則的選用原則功用選用選用加工一般鋼料和鑄鐵，無(wú)沖擊時(shí)：加工一般鋼料和鑄鐵，無(wú)沖擊時(shí)：粗車(chē)粗車(chē)s s 0 05 5，精車(chē)，精車(chē)s s 0 0+5+5；有沖擊時(shí)：有沖擊時(shí)：s s 5 51515； 特別大特別大時(shí)：時(shí)：s s 30304545。切削加工高強(qiáng)度鋼、冷硬鋼時(shí)：切削加工高強(qiáng)度鋼、冷硬鋼時(shí)：s s 303

15、04545。在基面Pr內(nèi)的標(biāo)注角度主偏角主偏角r r：在基面Pr內(nèi)度 量的切削平面與假定工件平 面Pf（進(jìn)給剖面）的夾角。主切削刃在基面內(nèi)的投影與 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。在基面Pr內(nèi)的標(biāo)注角度副切削刃在基面內(nèi)的投影與 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向之間的夾角。副偏副偏角角r：在基面Pr內(nèi)度量 的副切削平面與假定工件平 面Pf（進(jìn)給剖面）的夾角。討論討論:(1):(1)主偏角對(duì)切削層的形狀和參數(shù)的影響主偏角對(duì)切削層的形狀和參數(shù)的影響當(dāng)背吃刀量和進(jìn)給量一定時(shí)，當(dāng)背吃刀量和進(jìn)給量一定時(shí)，主偏角主偏角愈小愈小，切削層公稱(chēng)，切削層公稱(chēng)寬度寬度 愈大愈大，而公稱(chēng)厚度，而公稱(chēng)厚度愈小愈小，切下的切屑，切下的切屑寬而薄寬而

16、薄主切削刃單位長(zhǎng)度上的主切削刃單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷小負(fù)荷小，散熱條件，散熱條件好好，刀具壽命，刀具壽命高高(2)主偏角對(duì)殘留面積的影響主偏角對(duì)殘留面積的影響主、副偏角主、副偏角小小時(shí)，時(shí)，殘留面積殘留面積小小，表面粗糙度值表面粗糙度值小小。d d）主、副）主、副角角r 、r的選用原則的選用原則r r 和和r r表面粗糙度表面粗糙度殘留面積高度殘留面積高度刀刃強(qiáng)度刀刃強(qiáng)度 ，散熱條件，散熱條件刀具壽命刀具壽命背向力背向力F Fp p，工件易變形，工件易變形功用一般車(chē)刀常用的主偏角有一般車(chē)刀常用的主偏角有4545，6060 ，75,9075,90 度等度等幾種。幾種。副偏角大小取決于表面粗糙度副偏角大

17、小取決于表面粗糙度（5 5 1515) )， 粗加工時(shí)取大值，精加工取小值。粗加工時(shí)取大值，精加工取小值。選用選用一般車(chē)刀常用的主偏角有一般車(chē)刀常用的主偏角有4545，6060 ，75,9075,90 度等度等 幾種。幾種。副偏角大小取決于表面粗糙度副偏角大小取決于表面粗糙度（5 5 1515) )， 粗加工時(shí)取大值，精加工取小值。粗加工時(shí)取大值，精加工取小值。d d）主、副）主、副角角r 、r的選用原則的選用原則（3）刀具的工作角度）刀具的工作角度a)刀尖安裝高低對(duì)工作前、后角的影響刀尖安裝高低對(duì)工作前、后角的影響偏高偏高工作前角工作前角 oe ooe o工作后角工作后角等高等高偏低偏低 如

18、果刀尖如果刀尖高于高于工件回轉(zhuǎn)軸線時(shí)，則工作工件回轉(zhuǎn)軸線時(shí)，則工作前前角角，增大增大而工作而工作后角減小后角減小 如果刀尖如果刀尖低于低于工件回轉(zhuǎn)軸線時(shí)，則工作工件回轉(zhuǎn)軸線時(shí)，則工作前前角角， oe o減少減少 oe o 而工作而工作后角增大后角增大 oe o ooe 。ooe o 。（3）刀具的工作角度）刀具的工作角度b)刀尖安裝偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響刀尖安裝偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響主偏角主偏角re rre r右偏斜右偏斜副偏角副偏角（3）刀具的工作角度）刀具的工作角度b)刀尖安裝偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響刀尖安裝偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響主偏角主偏角 副偏角副偏角re r不偏斜不偏斜

19、re r主偏角主偏角 副偏角副偏角re rre r3.刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)刀刀具具種種類(lèi)類(lèi)按用途分車(chē)刀：用于軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件的外圓、端面、內(nèi)孔、槽等加工銑刀： 用于平面、曲面、溝槽等加工孔加工刀具： 用于通孔、盲孔、臺(tái)階孔等加工螺紋刀具： 用于內(nèi)螺紋、外螺紋加工成型刀具： 用于成型面的加工復(fù)雜刀具： 齒輪刀具、拉刀等車(chē)刀種類(lèi)車(chē)刀種類(lèi)按用途分車(chē)刀種類(lèi)車(chē)刀種類(lèi)按結(jié)構(gòu)分整體式、焊接式、機(jī)夾重磨式、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式整體式切削部分和夾持部分材料相同材料消耗大，應(yīng)用較少常用高速鋼制造焊接式優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好、適應(yīng)性強(qiáng)，可以根據(jù)具體 的加工條件和要求刃磨出合理的幾何角度。缺缺點(diǎn)點(diǎn)：1經(jīng)過(guò)高溫焊接，硬質(zhì)合金刀

20、片易產(chǎn)生熱應(yīng) 力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂紋，使硬質(zhì)合金的切削性 能下降，對(duì)提高生產(chǎn)率不利。2刀桿不能重復(fù)使用，當(dāng)?shù)镀猛昊虮缐暮螅?刀桿也隨之報(bào)廢，造成很大浪費(fèi)。機(jī)夾重磨式用機(jī)械的方法將硬質(zhì)合 金刀片夾固在刀桿上的車(chē) 刀。刀片磨損后，可卸下重 磨，然后再安裝使用。缺缺點(diǎn)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，刀片重磨時(shí)仍有可能產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋。優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)： 可避免焊接引起的缺陷，刀桿可重復(fù)使用。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：不需要刃磨和焊接，刀片能較好的 保持原有力學(xué)、切削性能，刀具切削 性能提高。減少刃磨、換刀、調(diào)刀所需的輔助 時(shí)間，提高生產(chǎn)率。 可使用涂層刀片，提高了刀具耐用度。刀具使用壽命延長(zhǎng)，可節(jié)約刀體材料 及其制造費(fèi)用。機(jī)夾

21、可轉(zhuǎn)位式硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片已國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化，刀片的常用形狀為：機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片已國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化4.多齒刀具多齒刀具(1)(1)麻花鉆麻花鉆(1)(1)麻花鉆麻花鉆 柄部 頸部 工作部分a.導(dǎo)向部分：導(dǎo)向、修光孔壁、排切屑和輸送切削冷卻液b.切削部分：承擔(dān)主要切削工作前刀前刀面面：螺旋槽的螺旋面。螺旋槽的螺旋面。 主主后刀面后刀面：與工件過(guò)渡表面與工件過(guò)渡表面(孔底孔底)相對(duì)的端部?jī)汕?。相?duì)的端部?jī)汕?。副后刀面副后刀面：與工件已加工表面與工件已加工表面(孔壁孔壁)相對(duì)的兩條棱邊。相對(duì)的兩條棱邊。主切削刃主切削刃：螺旋槽與主后刀面螺旋槽與主后刀面的的兩條交線。兩條交線。副切削刃副切削刃：

22、棱邊（刃帶）與螺旋槽的兩條交棱邊（刃帶）與螺旋槽的兩條交線線 橫刃橫刃：兩后刀面在鉆心處的交線。兩后刀面在鉆心處的交線。主后刀面前刀面副后刀面主切削刃副切削刃橫刃群鉆：將標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆按特定方式刃磨(2)(2)銑刀銑刀按用途分（1）加工平面的銑刀（2）加工溝槽及臺(tái)階面（3）加工成形表面(2)(2)銑刀銑刀按結(jié)構(gòu)分整體式銑刀焊接式銑刀機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式銑刀5.非金屬材料切削刀具非金屬材料切削刀具(1)塑料加工用刀具(2)橡膠加工用刀具 (3)玻璃加工用刀具 (4)復(fù)合材料加工用刀具 (5)金剛石刀具二、刀具材料二、刀具材料1.1.刀具材料應(yīng)具備的刀具材料應(yīng)具備的性能性能：（1）較高的硬度和較好的耐磨性（2

23、）足夠的強(qiáng)度和韌度（3）較高的耐熱性（4）良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性（1）較高的硬度和較好的耐磨性刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。刀具材料的常溫硬度一般刀具材料的常溫硬度一般在在60HRC以上。以上。一般刀一般刀具具硬硬度度越高越高，耐磨性耐磨性越好。越好。刀具金相組織刀具金相組織中中硬質(zhì)點(diǎn)硬質(zhì)點(diǎn)（如碳化物、氮化物等）（如碳化物、氮化物等）越越 多，顆粒越小，分布越均勻，則刀多，顆粒越小，分布越均勻，則刀具具耐磨性越耐磨性越好好。刀具材料在切削時(shí)受到很大的切削力與沖擊力。刀具材料在切削時(shí)受到很大的切削力與沖擊力。如車(chē)削如車(chē)削45鋼，在背吃刀鋼，在背吃刀量量

24、ap4，進(jìn)給量，進(jìn)給量f 0.5/r的條件下，刀片所承受的條件下，刀片所承受的的切削力達(dá)到切削力達(dá)到4000N，可見(jiàn)，刀具材料必須具有較高的強(qiáng)度，可見(jiàn)，刀具材料必須具有較高的強(qiáng)度和較強(qiáng)的韌性。和較強(qiáng)的韌性。（2）足夠的強(qiáng)度和韌度刀具材料耐熱性是衡量刀具切削性能的主要標(biāo)刀具材料耐熱性是衡量刀具切削性能的主要標(biāo) 志，通常用高溫下保持高硬度的性能來(lái)衡量，志，通常用高溫下保持高硬度的性能來(lái)衡量，也也 稱(chēng)稱(chēng)熱硬性熱硬性。刀具材刀具材料料高溫硬度越高，則耐熱性越好高溫硬度越高，則耐熱性越好，在高在高溫溫 抗塑性變形能力、抗磨損能力越強(qiáng)抗塑性變形能力、抗磨損能力越強(qiáng)（3）較高的耐熱性刀具不但要有良好的切削性

25、能，本身還應(yīng)該易刀具不但要有良好的切削性能，本身還應(yīng)該易于于 制造，這要求刀具材料有較好制造，這要求刀具材料有較好的的工藝工藝性性，如，如鍛鍛 造、熱處理、焊接、磨削、高溫塑性變形等造、熱處理、焊接、磨削、高溫塑性變形等功功 能。能。經(jīng)濟(jì)性也是刀具材料的重要指標(biāo)之一，選擇刀經(jīng)濟(jì)性也是刀具材料的重要指標(biāo)之一，選擇刀具具 時(shí)，時(shí)，要要考慮經(jīng)濟(jì)效考慮經(jīng)濟(jì)效果果，以降，以降低低生產(chǎn)成生產(chǎn)成本本。（4）良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性2.2.常用的刀具材料常用的刀具材料（1）高速鋼）高速鋼高速鋼是一種含高速鋼是一種含有有W、Cr、V等合金元等合金元素素 較多的工具鋼較多的工具鋼性質(zhì)：性質(zhì)：高速鋼具有良好的熱穩(wěn)定性高

26、速鋼具有良好的熱穩(wěn)定性高速鋼具有較高強(qiáng)度和韌性高速鋼具有較高強(qiáng)度和韌性高速鋼具有一定的硬高速鋼具有一定的硬度度(6370HRC) 和耐磨性和耐磨性a)普通高速鋼（如：普通高速鋼（如：W18Cr4V）優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：鋼磨削性能和綜合性能好，通用性強(qiáng)。鋼磨削性能和綜合性能好，通用性強(qiáng)。缺缺點(diǎn)點(diǎn)：碳化物分布常不均勻，強(qiáng)度與韌性不夠強(qiáng)，碳化物分布常不均勻，強(qiáng)度與韌性不夠強(qiáng)， 熱塑性差，不宜制造成大截面刀具。熱塑性差，不宜制造成大截面刀具。b)高性能高速鋼高性能高速鋼在普通高速鋼的基礎(chǔ)上增在普通高速鋼的基礎(chǔ)上增加加Co、V等合金元素。等合金元素。 優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：具有較強(qiáng)的耐熱性，刀具耐用度是普通高速：具有較強(qiáng)的耐

27、熱性，刀具耐用度是普通高速鋼的鋼的1.53倍倍 。缺缺點(diǎn)點(diǎn)：強(qiáng)度與韌性較普通高速鋼低，高釩高速鋼磨：強(qiáng)度與韌性較普通高速鋼低，高釩高速鋼磨 削加工性差。削加工性差。（2）硬質(zhì)合金）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是由難硬質(zhì)合金是由難熔熔金屬碳化物金屬碳化物和和金屬粘結(jié)金屬粘結(jié)劑劑 經(jīng)粉末冶金方法制成。經(jīng)粉末冶金方法制成。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：硬質(zhì)合金中高熔點(diǎn)、高硬度碳化物含量高，熱熔：硬質(zhì)合金中高熔點(diǎn)、高硬度碳化物含量高，熱熔性性 好好 ,熱硬性好，切削速度高。熱硬性好，切削速度高。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：脆性大，強(qiáng)度和韌性比高速鋼差，承受切削振動(dòng)：脆性大，強(qiáng)度和韌性比高速鋼差，承受切削振動(dòng)和和 沖擊的能力較差。沖擊的能力較差。性能特

28、點(diǎn)：性能特點(diǎn)：（2）硬質(zhì)合金）硬質(zhì)合金P類(lèi)硬質(zhì)合金（藍(lán)色） 適合加工長(zhǎng)切屑的黑色金 屬，如鋼、鑄鋼。M類(lèi)硬質(zhì)合金（黃色） 適合加工長(zhǎng)（短）切屑的 金屬材料，如鋼、鑄鋼、不銹鋼等難加工材料。K類(lèi)硬質(zhì)合金（紅色） 適合加工短切屑的金屬或 非金屬材料，如淬硬鋼、鑄鐵、銅鋁合金、塑料 等。3.3. 新型刀具材料新型刀具材料涂層刀具涂層刀具材材在硬質(zhì)合金或高速鋼的集體 上涂覆一薄層 高硬度、高耐 磨性的難溶金 屬或非金屬化 合物而構(gòu)成的 刀具材料。在硬質(zhì)合金或 高速鋼的集體 上涂覆一薄層 高硬度、高耐 磨性的難溶金 屬或非金屬化 合物而構(gòu)成的 刀具材料。陶瓷刀具材陶瓷刀具材料料陶瓷刀具材料陶瓷刀具材料按

29、化學(xué)成分可分為Al2O3和Si3N4基兩類(lèi)。具有很高的硬 度、耐熱和耐磨 性，并可切削難加 工的高硬度材料缺點(diǎn)：抗彎強(qiáng)度低，性 脆，抗沖擊韌度差。按化學(xué)成分可分為Al2O3和Si3N4基兩類(lèi)。具有很高的硬 度、耐熱和耐磨 性，并可切削難加 工的高硬度材料缺點(diǎn)：抗彎強(qiáng)度低，性 脆，抗沖擊韌度差。超硬刀具超硬刀具材材涂層刀具材涂層刀具材料料超硬刀具材超硬刀具材料料包括天然金剛石、聚晶金剛 石和聚晶立方 碳化硼3種。包括天然金剛 石、聚晶金剛 石和聚晶立方 碳化硼3種。1.3 切削過(guò)程及控制切削過(guò)程及控制一、切屑的形成及其類(lèi)型一、切屑的形成及其類(lèi)型二、積屑瘤二、積屑瘤三、切削力和切削功率三、切削力和

30、切削功率四、切削熱和切削溫度四、切削熱和切削溫度 五、刀具磨損和刀具壽命五、刀具磨損和刀具壽命 六、切削用量六、切削用量一、切屑的形成及其類(lèi)型一、切屑的形成及其類(lèi)型切屑形成過(guò)程及三個(gè)變形區(qū)1.切削形成過(guò)程第一變形區(qū)：第一變形區(qū)： 晶粒晶粒發(fā)生剪切滑發(fā)生剪切滑 移變形移變形第二變形區(qū)第二變形區(qū)金屬纖維化區(qū)域金屬纖維化區(qū)域第三變形區(qū)第三變形區(qū)纖維化與加工硬化纖維化與加工硬化 區(qū)區(qū)123第一變形區(qū)第一變形區(qū)OA線和OM線之 間的區(qū)域。從OA線開(kāi)始發(fā) 生塑性變形，到 OM線金屬晶粒的 滑移基本完成。切削力和切削熱的主要來(lái)源切削力和切削熱的主要來(lái)源第二變形區(qū)第二變形區(qū)切屑沿前刀面切屑沿前刀面 流出時(shí)受到

31、前流出時(shí)受到前 刀面的擠壓和刀面的擠壓和 摩擦，使靠近摩擦，使靠近 前刀面處的前刀面處的金金 屬纖維化屬纖維化。第三變形區(qū)第三變形區(qū)已加工表面受到切削刃鈍圓 部分和后刀面 的擠壓和摩 擦，造成表層 金屬纖維化和 加工硬化。切削收縮：切削收縮：hch hDlch lDhh hchD切屑厚度切屑厚度 壓縮比壓縮比2.切屑的種類(lèi)切屑的種類(lèi)帶狀帶狀節(jié)狀節(jié)狀粒狀粒狀崩碎崩碎（1 1）帶狀切屑）帶狀切屑內(nèi)側(cè)表面光滑，外側(cè)表面呈毛茸狀。內(nèi)側(cè)表面光滑，外側(cè)表面呈毛茸狀。通常加工塑性材料，通常加工塑性材料，切削厚度較小，切削速度較切削厚度較小，切削速度較 高，刀具前角較高，刀具前角較大大時(shí)得到。時(shí)得到。切削力波

32、動(dòng)很小，切削過(guò)程平穩(wěn)，已加工表面粗切削力波動(dòng)很小，切削過(guò)程平穩(wěn)，已加工表面粗糙糙 度較小。度較小。（2 2）節(jié)狀切屑）節(jié)狀切屑外側(cè)面呈鋸齒狀，內(nèi)側(cè)面有時(shí)有裂紋。外側(cè)面呈鋸齒狀，內(nèi)側(cè)面有時(shí)有裂紋。加工塑性金屬材料，加工塑性金屬材料，切削厚度較大，切削切削厚度較大，切削速速 度較低，刀具前角較度較低，刀具前角較小小時(shí)得到。時(shí)得到。切削力波動(dòng)較大，已加工表面較粗糙。切削力波動(dòng)較大，已加工表面較粗糙。（3 3）粒狀切屑）粒狀切屑在節(jié)狀切屑的基礎(chǔ)上切在節(jié)狀切屑的基礎(chǔ)上切 削厚度增大，切削速削厚度增大，切削速 度、前角減小，擠裂切度、前角減小，擠裂切 屑的整個(gè)剪切面上的應(yīng)屑的整個(gè)剪切面上的應(yīng) 力都超過(guò)了材

33、料的破裂力都超過(guò)了材料的破裂 強(qiáng)度。使剪切裂紋進(jìn)一強(qiáng)度。使剪切裂紋進(jìn)一 步擴(kuò)展而斷裂成單元步擴(kuò)展而斷裂成單元 體。體?？梢?jiàn)：可見(jiàn)：從帶狀從帶狀節(jié)狀節(jié)狀粒狀切屑的變化：切粒狀切屑的變化：切 削厚度削厚度由小到大由小到大，切削速度和刀具前角，切削速度和刀具前角 由大到小由大到小。表面粗糙度隨切屑從帶狀向節(jié)狀和粒狀表面粗糙度隨切屑從帶狀向節(jié)狀和粒狀 形態(tài)的轉(zhuǎn)變而逐步降低。形態(tài)的轉(zhuǎn)變而逐步降低。（4 4）崩碎切屑）崩碎切屑切削脆性金屬材料（如鑄鐵和黃銅）切削脆性金屬材料（如鑄鐵和黃銅） 時(shí)得到的。時(shí)得到的。切削厚度大，刀具前角小切削厚度大，刀具前角小時(shí)得到。時(shí)得到。切削力波動(dòng)甚大，有沖擊負(fù)荷，已切削力

34、波動(dòng)甚大，有沖擊負(fù)荷，已加加 工表面凹凸不平。工表面凹凸不平。名稱(chēng)名稱(chēng)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簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)圖形態(tài)形態(tài)帶狀，底面光滑帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀，背面呈毛茸狀節(jié)狀，底面光滑有裂節(jié)狀，底面光滑有裂 紋，背面呈鋸齒狀紋，背面呈鋸齒狀粒狀粒狀不規(guī)則塊狀顆粒不規(guī)則塊狀顆粒變形變形剪切滑移尚未達(dá)剪切滑移尚未達(dá) 到斷裂程度到斷裂程度局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷 裂強(qiáng)度裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)剪切應(yīng)力完全達(dá) 到斷裂強(qiáng)度到斷裂強(qiáng)度未經(jīng)塑性變形即未經(jīng)塑性變形即 被被擠裂擠裂形成形成 條件條件加工塑性材料，加工塑性材料， 切削速度較高，切削速度較高， 進(jìn)給量較小

35、，進(jìn)給量較小， 刀刀具前角較大具前角較大加工塑性材料，加工塑性材料， 切削切削速度較低，速度較低， 進(jìn)給量較進(jìn)給量較大，大， 刀具前角較小刀具前角較小工件材料硬度較工件材料硬度較 高，韌性較低，高，韌性較低， 切削速度較低切削速度較低加工硬脆材料，加工硬脆材料， 刀刀具前角較小具前角較小影響影響切削過(guò)程平穩(wěn)，切削過(guò)程平穩(wěn)， 表面粗糙度小，表面粗糙度小， 妨礙切削工作，妨礙切削工作， 應(yīng)設(shè)法斷屑應(yīng)設(shè)法斷屑切削過(guò)程欠平穩(wěn)，切削過(guò)程欠平穩(wěn)， 表表面粗糙度欠佳面粗糙度欠佳切削力波動(dòng)較大，切削力波動(dòng)較大， 切削過(guò)程不平穩(wěn)，切削過(guò)程不平穩(wěn)， 表面粗糙度不佳表面粗糙度不佳切削力波動(dòng)大，有切削力波動(dòng)大，有 沖

36、擊，表面粗糙度沖擊，表面粗糙度 惡劣，易崩刀惡劣，易崩刀切屑類(lèi)型及形成條件切屑類(lèi)型及形成條件切屑類(lèi)型切屑形態(tài)照片帶狀切屑節(jié)狀切屑粒狀切屑崩碎切屑二、積屑瘤二、積屑瘤在一定范圍的切削速度下切削塑性金 屬形成帶狀切屑 時(shí)，常發(fā)現(xiàn)在刀具 前面靠近切削刃的 部位粘附著一小塊 很硬的金屬楔塊。（1 1）積屑瘤的形成）積屑瘤的形成加工塑性金屬溫度壓力摩擦阻力內(nèi)部結(jié)合力切削瘤高度與切削速度的關(guān)系切削瘤高度與切削速度的關(guān)系切削速度切削速度例：中碳鋼例：中碳鋼低速（低速（ vc 5m / min ）時(shí)，）時(shí)，不形成不形成積屑瘤積屑瘤速度速度（vc 5 50m / min）時(shí)，時(shí)，易形成易形成積屑瘤積屑瘤高速（高

37、速（）時(shí)，時(shí)，不形成不形成積屑瘤積屑瘤vc 100m / min思考：思考：積屑瘤對(duì)切削過(guò)程有什么影響？積屑瘤對(duì)切削過(guò)程有什么影響？ 是利是弊？如何控制？是利是弊？如何控制？（2）積屑瘤對(duì)切削加工的影響）積屑瘤對(duì)切削加工的影響有利：有利： 1）積屑瘤）積屑瘤實(shí)際前角實(shí)際前角切削輕快切削輕快2）可代替刀刃切削，能提高刀具耐用度）可代替刀刃切削，能提高刀具耐用度不利不利：1）切削層公稱(chēng)厚度不斷變化，影響尺寸）切削層公稱(chēng)厚度不斷變化，影響尺寸 精度。精度。2 2切削力變化，引起振動(dòng)。切削力變化，引起振動(dòng)。3 3表面粗糙度增大，刀具磨損。表面粗糙度增大，刀具磨損。3.積屑瘤的控制積屑瘤的控制影響積屑瘤

38、的形成的影響積屑瘤的形成的主要因素主要因素：工件材料的力學(xué)性能工件材料的力學(xué)性能切削速度切削速度冷卻潤(rùn)滑冷卻潤(rùn)滑工件材料的力學(xué)性能工件材料的力學(xué)性能塑性越大，越容易形成積屑瘤（低碳鋼、中碳鋼、鋁合金等）通過(guò)正火或調(diào)質(zhì)處理，降低塑性通過(guò)正火或調(diào)質(zhì)處理，降低塑性防止積屑瘤的主要方法防止積屑瘤的主要方法a. 采采 用用 低低 速速 或或 高高 速速 切切 削削 ； b. 采采 用用 高高 潤(rùn)潤(rùn) 滑滑 性性 的的 切切 削削 液液 ； c.減少進(jìn)給量、增大刀具前角；減少進(jìn)給量、增大刀具前角； d.適當(dāng)提高工件材料的硬度，減少適當(dāng)提高工件材料的硬度，減少加工硬化傾向加工硬化傾向。三、切削力和切削功率三、

39、切削力和切削功率切削力的來(lái)源：切削力的來(lái)源：被切削材料的變形被切削材料的變形 抗力抗力刀具與工件表面、刀具與工件表面、 刀具與切屑之間的刀具與切屑之間的 摩擦力摩擦力切削力的來(lái)源切削力的來(lái)源1.切削力的構(gòu)成與分切削力的構(gòu)成與分解解以車(chē)外圓為例以車(chē)外圓為例, ,切削力分解為：切削力分解為：Fc-主切削力主切削力 Ff-進(jìn)給進(jìn)給力力Fp背向力背向力合合力力:F F 2 F 2 F 2Cfp（1）切削力）切削力Fc總切削力總切削力F在主運(yùn)在主運(yùn) 動(dòng)方向上的分動(dòng)方向上的分力，占總功率的力，占總功率的90 左右。左右。（2）進(jìn)給力）進(jìn)給力Ff總切削力總切削力F在進(jìn)給在進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)方向上的分運(yùn)動(dòng)方向上的分

40、力，占總功率的力，占總功率的1 -5 左右。左右。（3）背向力）背向力Fp切深方向上的力，切深方向上的力， 不消耗功率不消耗功率。但它。但它 一般作用在工件剛一般作用在工件剛 度較弱的方向上，度較弱的方向上， 容易使工件變形，容易使工件變形， 產(chǎn)生振動(dòng)。產(chǎn)生振動(dòng)。2切削力的估算切削力的估算（1）用經(jīng)驗(yàn)公式估算）用經(jīng)驗(yàn)公式估算經(jīng)驗(yàn)公式中的系數(shù)和指數(shù)，可經(jīng)驗(yàn)公式中的系數(shù)和指數(shù)，可從從“切削用量手切削用量手冊(cè)冊(cè)”中查出。中查出。FcF CaxFc f y Fcv nFc KcFcpc與工件材料、刀具材料及切削條件有關(guān)的系數(shù)CFcK Fc切削條件與試驗(yàn)條件不同時(shí)的修正系數(shù)xFcy FcxFcy Fcn

41、Fc切削用量對(duì)切屑力的影響切削用量對(duì)切屑力的影響a pf v c（2 2）用單位切削用單位切削P P來(lái)估算來(lái)估算Fc pAD pbD hD papf2切削功率切削功率切削功切削功率率Pm（kW）P 103 F vmcc機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率P PE E （kW）PE Pm/機(jī)床傳動(dòng)效率，一般機(jī)床傳動(dòng)效率，一般取取0.750.85四、切削熱和切削溫度四、切削熱和切削溫度切削熱的主要來(lái)源：切削熱的主要來(lái)源：切屑變形所產(chǎn)生的熱切屑變形所產(chǎn)生的熱量量Q變變形形切屑與刀具前面之間摩擦產(chǎn)切屑與刀具前面之間摩擦產(chǎn) 生的熱生的熱量量Q前摩前摩工件與刀具后面之間摩擦所工件與刀具后面之間摩擦所 產(chǎn)生的熱

42、產(chǎn)生的熱量量Q后摩后摩Q變變形形+Q前前摩摩+Q后后摩摩=Q屑屑+Q工工+Q刀刀 +Q介介（1）通過(guò)工件傳通過(guò)工件傳出出Q工工 ，使工件溫度升高；，使工件溫度升高；2通過(guò)切屑傳通過(guò)切屑傳出出Q屑屑，使切屑溫度升高，使切屑溫度升高 ；3通過(guò)刀具傳通過(guò)刀具傳出出Q刀刀 ，使刀具溫度升高；，使刀具溫度升高；4通過(guò)周?chē)橘|(zhì)傳通過(guò)周?chē)橘|(zhì)傳出出Q介介 。切削時(shí)所產(chǎn)生的熱量切削時(shí)所產(chǎn)生的熱量由由切屑、工件、刀具及周?chē)榍行?、工件、刀具及周?chē)橘|(zhì)質(zhì) 傳出，分別傳出，分別用用Q屑、屑、Q工工、Q刀刀、Q介介表示。表示。平衡方程式：平衡方程式：2.切削溫度及其影響切削溫度及其影響影響切削溫度的主要因素：影響切削

43、溫度的主要因素：1 1切削用量切削用量2 2工件材料工件材料3 3刀具角度刀具角度4 4切削夜切削夜（1）切削用量）切削用量 用自然熱電偶法測(cè)出的前刀面接觸區(qū)的平均溫用自然熱電偶法測(cè)出的前刀面接觸區(qū)的平均溫度度( C)；C 與工件、刀具材料和其它切削參數(shù)有關(guān)的切削溫度系與工件、刀具材料和其它切削參數(shù)有關(guān)的切削溫度系數(shù)數(shù);Z、Y、X vc、f、ap 的指數(shù)。的指數(shù)。經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式pZf y ax C vc刀具材料刀具材料加工方法加工方法高速鋼高速鋼車(chē)削車(chē)削1401700.350.450.20.30.080.10銑削銑削80鉆削鉆削150硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金車(chē)削車(chē)削320f(mm/r)0.10.41

44、0.150.050.20.310.30.26切削溫度的系數(shù)及指數(shù)三個(gè)影響指數(shù)：三個(gè)影響指數(shù)： Z y x說(shuō)明說(shuō)明：切削速度切削速度對(duì)切削溫度的影響對(duì)切削溫度的影響最大最大； 進(jìn)給量進(jìn)給量對(duì)切削溫度的影響對(duì)切削溫度的影響其次其次； 背吃刀量背吃刀量對(duì)切削溫度的影響對(duì)切削溫度的影響最小最小。cpfZy a x C v（2）工件材料）工件材料強(qiáng)度和硬度強(qiáng)度和硬度Fc和Pm 切削溫度切削溫度導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)切削溫度切削溫度脆性材料，塑性變形小脆性材料，塑性變形小切削溫度切削溫度（3）刀具角度）刀具角度r 切削刃的工作長(zhǎng)度切削刃的工作長(zhǎng)度 、且刀尖且刀尖 角角減減小小，使散熱面積，使散熱面積切削溫度切削

45、溫度0 變形程度變形程度F切削溫度0 因散熱面積因散熱面積，切削溫度切削溫度1） 切削液的作用切削液的作用 a.a.冷卻作用冷卻作用 c.c.排排屑和清洗作用屑和清洗作用b.b.潤(rùn)滑作用潤(rùn)滑作用 d.d.防銹作用防銹作用冷卻冷卻粗加工粗加工2 2）切削液的分類(lèi)）切削液的分類(lèi)水溶水溶液液水添加劑水添加劑乳化乳化液液乳化油水乳化油水切削切削油油礦物油添加礦物油添加劑劑潤(rùn)滑潤(rùn)滑精加工精加工（4）切削液）切削液五、刀具磨損和刀具壽命五、刀具磨損和刀具壽命刀具磨損刀具磨損磨損磨損刀具破壞刀具破壞破損破損工件加工精度降低工件加工精度降低表面粗糙度升高表面粗糙度升高切削力和切削溫度升高切削力和切削溫度升高

46、產(chǎn)生振動(dòng)，不能正常工產(chǎn)生振動(dòng)，不能正常工作作1.刀具磨損形態(tài)刀具磨損形態(tài)（1）后面磨損）后面磨損切削脆性材料或以切削脆性材料或以 較小的背吃刀量切較小的背吃刀量切 削塑性材料。削塑性材料。VB磨損量以磨損量以磨損寬度磨損寬度值值VB表示表示1.刀具磨損形態(tài)刀具磨損形態(tài)（2）前面磨損）前面磨損切削速度較高切削速度較高背吃刀量較大背吃刀量較大不用切削液不用切削液切削塑性材料。切削塑性材料。磨損量以月牙洼的磨損量以月牙洼的最大深最大深度度KT表示表示KT1.刀具磨損形態(tài)刀具磨損形態(tài)（3）前后面同時(shí)磨損）前后面同時(shí)磨損常規(guī)條件下加工塑常規(guī)條件下加工塑 性金屬時(shí)。性金屬時(shí)。KTVB2.刀具磨損過(guò)程刀具磨

47、損過(guò)程AB段段初期磨損階段初期磨損階段BC段段正常磨損階段正常磨損階段CD段段急劇磨損階段急劇磨損階段三個(gè)階段三個(gè)階段3.刀具壽命刀具壽命ISO標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以規(guī)定以1/2背吃刀背吃刀量量 (ap)處的處的 后刀面上測(cè)定的磨損帶寬后刀面上測(cè)定的磨損帶寬度度VB 作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。刀具總壽命刀具壽命刀具總壽命刀具壽命刃磨次數(shù)刃磨次數(shù)1)1) 刀具壽命和刀具總壽命的定義刀具壽命和刀具總壽命的定義刀具壽命刀具壽命 T刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 止所經(jīng)歷止所經(jīng)歷的的切削時(shí)切削時(shí)間間。刀具總壽命刀具總壽命一把新刀從投入

48、切削開(kāi)始至報(bào)廢為止一把新刀從投入切削開(kāi)始至報(bào)廢為止的的總切削時(shí)總切削時(shí)間間， 其間包括多次重磨。其間包括多次重磨。gavfCT1hp11mcT式中式中CT 、m、g、h 為與工件、刀具材料等有關(guān)的常數(shù)為與工件、刀具材料等有關(guān)的常數(shù) 。令令x =1/m，y =1/g，z =1/h，則則2)2) 刀具壽命的經(jīng)驗(yàn)公式刀具壽命的經(jīng)驗(yàn)公式通過(guò)試驗(yàn)，可以得到切削用量與刀具壽命的關(guān)系：通過(guò)試驗(yàn)，可以得到切削用量與刀具壽命的關(guān)系：CTvx f yazcpT T CTv5 f 2.25 a0.75用硬質(zhì)合金刀具切削碳鋼用硬質(zhì)合金刀具切削碳鋼（b= 0.763GP a）時(shí)，有：時(shí)，有：p故故對(duì)對(duì)T的影響程度的影響

49、程度：Vfap應(yīng)先應(yīng)先選選ap，后后選選 f，最后最后選選V。選用切削用量時(shí)：選用切削用量時(shí)：刀具耐用刀具耐用度度T定得過(guò)高，切削用量就要取得低，但定得過(guò)高，切削用量就要取得低，但 切削效率下降，經(jīng)濟(jì)效益未必好；切削效率下降，經(jīng)濟(jì)效益未必好；刀具耐用刀具耐用度度T定得過(guò)低，切削用量可以取得高，但定得過(guò)低，切削用量可以取得高，但換刀次數(shù)多，刀具消耗變大，調(diào)整刀具位置費(fèi)工費(fèi)換刀次數(shù)多，刀具消耗變大，調(diào)整刀具位置費(fèi)工費(fèi) 時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益也未必好。時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益也未必好。刀具構(gòu)造復(fù)雜、制造和磨刀費(fèi)用高時(shí)刀具構(gòu)造復(fù)雜、制造和磨刀費(fèi)用高時(shí)，刀具耐用度刀具耐用度 應(yīng)規(guī)定得高些。應(yīng)規(guī)定得高些。多刀車(chē)床上的車(chē)刀，組合

50、機(jī)床上的鉆頭、絲錐和銑多刀車(chē)床上的車(chē)刀，組合機(jī)床上的鉆頭、絲錐和銑 刀，自動(dòng)機(jī)床及自動(dòng)線上的刀具，因?yàn)檎{(diào)整復(fù)雜，刀，自動(dòng)機(jī)床及自動(dòng)線上的刀具，因?yàn)檎{(diào)整復(fù)雜，刀刀具具 耐用度應(yīng)規(guī)定得高些。耐用度應(yīng)規(guī)定得高些。某工序的生產(chǎn)成為生產(chǎn)線上的瓶頸時(shí)，刀具耐用度某工序的生產(chǎn)成為生產(chǎn)線上的瓶頸時(shí)，刀具耐用度 應(yīng)定得低些。某工序單位時(shí)間的生產(chǎn)成本較高應(yīng)定得低些。某工序單位時(shí)間的生產(chǎn)成本較高時(shí)時(shí)刀具刀具耐耐 用度應(yīng)規(guī)定得低些。用度應(yīng)規(guī)定得低些。精加工大型工件時(shí)精加工大型工件時(shí)，刀具耐用度應(yīng)規(guī)定得高刀具耐用度應(yīng)規(guī)定得高些些，至，至 少保證在一次走刀中不換刀。少保證在一次走刀中不換刀。3）制訂刀具耐用度時(shí)，應(yīng)具體考

51、慮的問(wèn)題：）制訂刀具耐用度時(shí)，應(yīng)具體考慮的問(wèn)題：六、切削用量的合理選擇六、切削用量的合理選擇合理合理的切削用量：在保證加工質(zhì)量的前提下，能取得較高的 生產(chǎn)效率和較低成本的切削用量。切削用量與生產(chǎn)率、刀具壽命的關(guān)系機(jī)床切削效率可以用單位時(shí)間內(nèi)切除的材料的體積機(jī)床切削效率可以用單位時(shí)間內(nèi)切除的材料的體積Q(mm3/min)Q ap . f .vc六、切削用量的合理選擇六、切削用量的合理選擇(1)(1)背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇粗加粗加工工：一般：一般取取 8-10mm，一次走刀盡可能，一次走刀盡可能 切切除全部粗加工余量除全部粗加工余量1加工余量太大，加工余量分為多次切加工余量太大，加工余量分為

52、多次切完完；2切削表面上切削表面上有有硬硬皮皮或切或切削削不銹鋼等冷硬材不銹鋼等冷硬材料料， 應(yīng)應(yīng)使背吃刀量超過(guò)硬皮。使背吃刀量超過(guò)硬皮。精加精加工工：逐步減少背吃刀量，提高加工精度。：逐步減少背吃刀量，提高加工精度。(2)(2) 進(jìn)給量的選擇進(jìn)給量的選擇粗加粗加工工：按工藝系統(tǒng)所能承受的最大進(jìn)給量選；：按工藝系統(tǒng)所能承受的最大進(jìn)給量選；考慮因素考慮因素： 機(jī)床、刀具、工件所承受的切削力機(jī)床、刀具、工件所承受的切削力半精加工、精加工時(shí)半精加工、精加工時(shí)：進(jìn)給量由加工精度和表面：進(jìn)給量由加工精度和表面粗粗糙度決定。糙度決定。生產(chǎn)實(shí)際中多采用生產(chǎn)實(shí)際中多采用查表法查表法確定進(jìn)給量。確定進(jìn)給量。在在

53、ap、f 值選定后，根據(jù)公式或查表來(lái)選定車(chē)削值選定后，根據(jù)公式或查表來(lái)選定車(chē)削 速度。速度。(3)(3) 切削速度的確定切削速度的確定v =CvpT m axv fyvKv1 1）公式計(jì)算法）公式計(jì)算法2 2）查表法）查表法切削用量選擇的基本原則切削用量選擇的基本原則粗加工時(shí)粗加工時(shí)獲得最大的生產(chǎn)率獲得最大的生產(chǎn)率首先選首先選取取盡可能大的背吃刀量盡可能大的背吃刀量ap； 其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件及加工其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件及加工表面粗糙度的要求，選表面粗糙度的要求，選取取盡可能大的進(jìn)給盡可能大的進(jìn)給量量f；最后利用切削用量手冊(cè)選取或者用公式計(jì)算最后利用切削用量手冊(cè)選取或者用公式

54、計(jì)算 確確定定適當(dāng)切削速適當(dāng)切削速度度v。精加工精加工時(shí)時(shí)獲得好加工質(zhì)量獲得好加工質(zhì)量較較小小的背吃刀量和進(jìn)給量的背吃刀量和進(jìn)給量、較較高高的切削速度的切削速度1.4磨具與磨削過(guò)程磨具與磨削過(guò)程一、磨具一、磨具二、磨削過(guò)程中磨粒的作用二、磨削過(guò)程中磨粒的作用 三、磨削過(guò)程的特點(diǎn)三、磨削過(guò)程的特點(diǎn)一、磨具一、磨具磨削是用帶有磨粒的工具（砂輪、砂帶、 油石等）等，對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。砂輪是由細(xì)小而堅(jiān)硬的磨料加結(jié)合劑用燒 結(jié)的方法制成的疏松的多孔體。一、磨具一、磨具砂輪的特性：磨料、粒度、結(jié)合劑、砂輪的特性：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織、形狀硬度、組織、形狀1. 磨料磨料砂輪的磨料砂輪的磨料磨磨

55、 料料碳化物取決于工件材料的硬度棕剛玉剛玉類(lèi)白剛玉黑色碳化硅綠色碳化硅人造金剛石超硬磨料立方氮化硼類(lèi)別類(lèi)別磨料名稱(chēng)磨料名稱(chēng) 代號(hào)代號(hào)磨料性能磨料性能應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍剛剛 玉玉 類(lèi)類(lèi)棕剛玉棕剛玉A棕褐棕褐色色。硬度。硬度 低，韌性好，低，韌性好， 價(jià)廉價(jià)廉加工加工硬度較低硬度較低 的的塑形材料塑形材料， 如低、中碳如低、中碳 鋼，鋼，低合金鋼低合金鋼白剛玉白剛玉W A白色白色。硬度較硬度較 棕剛玉高，韌棕剛玉高，韌 性差，自銳性性差，自銳性 好好加工加工硬度較高硬度較高 的的塑形材料塑形材料， 如高碳鋼、高如高碳鋼、高 速鋼、淬硬鋼速鋼、淬硬鋼類(lèi)別類(lèi)別磨料名稱(chēng)磨料名稱(chēng) 代號(hào)代號(hào)磨料性能磨料性能應(yīng)

56、用范圍應(yīng)用范圍碳碳 化化 物物 類(lèi)類(lèi)黑碳化硅黑碳化硅C黑黑色色，帶光，帶光 澤。澤。硬度比剛硬度比剛 玉高，玉高，導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性 好，韌好，韌性差性差加工加工硬度較低硬度較低 的的脆性材料脆性材料， 如鑄鐵、鑄如鑄鐵、鑄 銅、銅、黃銅等黃銅等綠碳化硅綠碳化硅G C綠綠色色，帶光，帶光 澤。澤。硬度較黑硬度較黑 碳化碳化硅高，導(dǎo)硅高，導(dǎo) 熱性熱性好，韌性好，韌性 較差較差加工加工高硬度高硬度的的 脆性材料脆性材料，如，如 硬質(zhì)合金、寶硬質(zhì)合金、寶 石、玉石、陶石、玉石、陶 瓷、玻璃等瓷、玻璃等類(lèi)別類(lèi)別磨料名稱(chēng)磨料名稱(chēng)代代 號(hào)號(hào)磨料性能磨料性能應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍高高 硬硬 磨磨 料料 類(lèi)類(lèi)人造金剛石人

57、造金剛石SD無(wú)聲透明或淡無(wú)聲透明或淡 黃色、黃綠黃色、黃綠 色、色、黑色，硬黑色，硬 度高，度高，比天然比天然 金剛石金剛石脆脆磨削硬質(zhì)合磨削硬質(zhì)合 金、金、寶石、光寶石、光 學(xué)玻學(xué)玻璃、半導(dǎo)璃、半導(dǎo) 體等體等材料材料立方氮化硼立方氮化硼CBN黑色或淡白黑色或淡白 色。色。立方晶立方晶 體，硬體，硬度僅次度僅次 于金剛于金剛石，耐石，耐 磨性高磨性高磨削各種高溫磨削各種高溫 合金，高鉬、合金，高鉬、 不銹鋼等材料不銹鋼等材料2. 粒度粒度表示磨料顆粒的尺寸大小。表示磨料顆粒的尺寸大小。3. 結(jié)合劑結(jié)合劑陶瓷結(jié)合劑陶瓷結(jié)合劑(V)(V)：外圓、內(nèi)圓、平面、無(wú)心外圓、內(nèi)圓、平面、無(wú)心磨磨削和成形磨

58、削的砂輪等；削和成形磨削的砂輪等；樹(shù)脂結(jié)合劑樹(shù)脂結(jié)合劑(B)(B)：切斷和開(kāi)槽的薄片砂輪及切斷和開(kāi)槽的薄片砂輪及高高速磨削砂輪；速磨削砂輪；橡膠結(jié)合劑橡膠結(jié)合劑(R)(R)：無(wú)心磨削導(dǎo)輪、拋光砂輪；無(wú)心磨削導(dǎo)輪、拋光砂輪；金屬結(jié)合劑金屬結(jié)合劑(M)(M)：金剛石砂輪等。金剛石砂輪等。4. 硬度（硬度（結(jié)合度結(jié)合度）磨具在外力作用下磨粒脫落的難易程度磨具在外力作用下磨粒脫落的難易程度5. 組織組織磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者之間的比例關(guān)系磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者之間的比例關(guān)系03號(hào)組織緊密；號(hào)組織緊密；47號(hào)組織中等，號(hào)組織中等，812號(hào)組織疏松；號(hào)組織疏松；1314號(hào)大氣孔。號(hào)大氣孔。6. 砂輪形狀砂

59、輪形狀7. 磨具標(biāo)記磨具標(biāo)記平行砂輪平行砂輪外徑外徑x厚度厚度x孔徑孔徑磨料磨料粒度粒度硬度硬度組織號(hào)組織號(hào)P 40040127WA 60 L5V35最高工作最高工作 線速度線速度（m/s）結(jié)合劑結(jié)合劑形狀代號(hào)、尺寸、磨料、粒度號(hào)、形狀代號(hào)、尺寸、磨料、粒度號(hào)、硬硬度、組織號(hào)、結(jié)合劑、允許的最高線速度度、組織號(hào)、結(jié)合劑、允許的最高線速度砂輪選擇原則砂輪選擇原則磨削鋼時(shí)選用剛玉類(lèi)，磨削硬鑄鐵、硬質(zhì)合金和非鐵 金屬時(shí)選用碳化硅砂輪。磨削軟材料時(shí)選用硬砂輪，磨削硬砂輪時(shí)選用軟砂 輪。磨削軟而韌的材料選用粗磨料，磨削硬而脆的材料選 用細(xì)磨料。磨削表面的粗糙度要求較低時(shí)選粗磨粒，金屬磨除率 高時(shí)選用粗磨

60、料。要求加工表面質(zhì)量好時(shí)選用樹(shù)脂或橡膠結(jié)合劑的砂 輪，要求最大金屬磨除率選用陶瓷結(jié)合劑砂輪。二、磨削過(guò)程二、磨削過(guò)程（1）比較凸出的和比較）比較凸出的和比較 鋒利的磨粒起切削作用鋒利的磨粒起切削作用2凸凸出高度較小或較出高度較小或較 鈍的鈍的磨粒起刻劃作用磨粒起刻劃作用3磨磨鈍的或比較凹下鈍的或比較凹下 的磨的磨粒的拋光作用粒的拋光作用二、磨削過(guò)程二、磨削過(guò)程（1）滑擦階段）滑擦階段彈性變形彈性變形（2）刻劃階段）刻劃階段塑形變形塑形變形（3）形成切削）形成切削三、磨削過(guò)程的特點(diǎn)三、磨削過(guò)程的特點(diǎn)1.背向力大背向力大2.磨削溫度高磨削溫度高3.表面變形強(qiáng)化和殘留應(yīng)力嚴(yán)表面變形強(qiáng)化和殘留應(yīng)力嚴(yán)重