金屬切削參數(shù)課件

1、金屬切削參數(shù)金屬切削參數(shù)一、切削液的合理選擇1切削液的作用 （1）冷卻作用 （2）潤滑作用 （3）清洗與防銹作用 2切削液的種類 （1）水溶性切削液 水溶性切削液主要有水溶液、乳化液和化學合成液三種。（2）油溶性切削液 油溶性切削液主要有切削油和極壓切削油兩種。（3）固體潤滑劑 常用的固體潤滑劑是二硫化鉬。一、切削液的合理選擇3切削液的合理選用 切削液應根據(jù)工件材料、刀具材料、加工方法和技術要求等具體情況進行選用。高速鋼刀具耐熱性差，需采用切削液。通常粗加工時，主要以冷卻為主，同時也希望能減少切削力和降低功率消耗，可采用3%5%的乳化液；精加工時，主要目的是改善加工表面質量，降低刀具磨損，減少

2、積屑瘤，可以采用15%20%的乳化液。 硬質合金刀具耐熱性高，一般不用切削液。若要使用切削液，則必須連續(xù)、充分地供應，否則因驟冷驟熱，產(chǎn)生的內應力將導致刀片產(chǎn)生裂紋。切削鑄鐵一般不用切削液。 切削銅合金等有色金屬時，一般不用含硫的切削液，以免腐蝕工件表面。切削鋁合金時一般可不用切削液，但在鉸孔和攻絲時，常加5:1的煤油與機油的混合液或輕柴油，要求不高時，也可用乳化液。4切削液的使用方法 切削液的其澆注部位、充足的程度與澆注方法的差異，將直接影響切削液的使用效果。切削變形區(qū)是發(fā)熱的核心區(qū)，切削液應盡量澆注在該區(qū)。3切削液的合理選用 二、刀具幾何參數(shù)的合理選擇 刀具幾何參數(shù)的基本內容包括：刃形，切

3、削刃區(qū)的剖面型式，刀面型式，刀具角度。（一）前角及前刀面的選擇 1.前角的功用 增大前角能減小切削變形和摩擦，降低切削力、切削溫度，減少刀具磨損，改善加工質量，抑制積屑瘤等。但前角過大會削弱刀頭強度和散熱能力，容易造成崩刃。因而前角不能太小，也不能太大， 應有一個合理數(shù)值，如圖5-1和5-2所示。 2.前角的選擇原則 （1）主要根據(jù)工件材料的性質選擇 （2）兼顧根據(jù)刀具材料的性質和加工性質 表5-1是硬質合金車刀合理前角的 參考值。 二、刀具幾何參數(shù)的合理選擇1.前角的功用 增大前角能減小切削變形和摩擦，降低切削力、切削溫度，減少刀具磨損，改善加工質量，抑制積屑瘤等。但前角過大會削弱刀頭強度和

4、散熱能力，容易造成崩刃。因而前角不能太小，也不能太大， 應有一個合理數(shù)值，如圖5-1和5-2所示。1.前角的功用 3.前刀面型式（圖5-3 前刀面型式） （1）正前角平面型 如圖5-3a所示，正前角平面型式的特點為：制造簡單 能獲得較鋒利的刃口，但強度低，傳熱能力差。一般用于精加工刀 具、成形刀具、銑刀和加工脆性材料的刀具。 （2）正前角平面帶倒棱型 如圖5-3b所示，倒棱是在主切削刃刃口處磨出 一條很窄的棱邊形成的。倒棱可以提高刀刃強度、增強散熱能力， 從而提高刀具耐用度。此時，切屑仍沿前刀面而不沿倒棱流出。倒 棱型式一般用于粗切鑄鍛件或斷續(xù)表面的加工。 (3) 正前角曲面帶倒棱型 如圖5-

5、3c所示，這種型式是在正前角平面帶倒 棱的基礎上，為了卷屑和增大前角，在前刀面上磨出一定的曲面而 形成的，常用于粗加工或精加工塑性材料的刀具。 (4) 負前角單面型 當磨損主要發(fā)生在后刀面時，可制成如圖5-3d所示的 負前角單面型。此時刀片承受壓應力，具有好的刀刃強度。因此，常 用于切削高硬度（強度）材料和淬火鋼材料。但負前角會增大切削力 (5) 負前角雙面型 如圖5-3e所示，當磨損同時發(fā)生在前、后兩個刀面時 制成負前角雙面型，可使刀片的重磨次數(shù)增多。此時負前角的棱面應 有足夠的寬度，以保證切屑沿該棱面流出。 3.前刀面型式（圖5-3 前刀面型式）3.前刀面型式（圖5-3 前刀面型式）3.前

6、刀面型式（圖5-3 前刀面型式） （二）后角、副后角及后刀面的選擇 1.后角的功用 增大后角能減小后刀面與工件上加工表面間的摩擦，減少刀具磨損，還可以減小切削刃鈍圓半徑，使刀刃鋒利，可減小工件表面粗糙度值。但后角過大會減小刀刃強度和散熱能力。2.后角的選擇原則 后角主要根據(jù)切削厚度選擇。表5-2是硬質合金車刀合理后角的參考值。 3.副后角的選擇 副后角通常等于后角的數(shù)值。4.后刀面的型式（圖5- 4后刀面型式 ） (1)雙重后角 如圖5-4a所示，為了保證刃口強度，減小刃磨后刀面的工作量，常在車刀后刀面上磨出雙重后角。 (2)消振棱 如圖5-4b所示，為了增加后刀面與工件加工表面之間的接觸面積

7、，增加阻尼作用 消除振動，可在后刀面上刃磨出一條有負后角的棱面，稱為消振棱。 (3)刃帶 如圖5-4a所示，對一些定尺寸刀具，如拉刀、鉸刀等，為便于控制外徑尺寸，避免重磨后尺 寸精度迅速變化，常在后刀面上刃磨出后角為零度的小棱邊，稱為刃帶。刀具上的刃帶起著使刀具穩(wěn)定、導向和消振的作用。 （二）后角、副后角及后刀面的選擇 1.后角的功用 4.后刀面的型式（圖5- 4后刀面型式 ） (1)雙重后角 如圖5-4a所示，為了保證刃口強度，減小刃磨后刀面的工作量，常在車刀后刀 面上磨出雙重后角。 (2)消振棱 如圖5-4b所示，為了增加后刀面與工件加工表面之間的接觸面積，增加阻尼作用 消除振動，可在后刀

8、面上刃磨出一條有負后角的棱面，稱為消振棱。 (3)刃帶 如圖5-4a所示，對一些定尺寸刀具，如拉刀、鉸刀等，為便于控制外徑尺寸，避免 重磨后尺 寸精度迅速變化，常在后刀面上刃磨出后角為零度的小棱邊，稱為刃帶。刀具 上的刃帶起著使刀具穩(wěn)定、導向和消振的作用。 4.后刀面的型式（圖5- 4后刀面型式 ） (三)主、副偏角的選擇 1.主、副偏角的功用 主偏角r 影響切削分力的大小，增大r ，會使Ff力增加，F(xiàn)p力減??； 主偏角影響加工表面粗糙度值的大小，增大主偏角，加工表面粗糙度值增 大； 主偏角影響刀具耐用度，增大主偏角，刀具耐用度下降； 主偏角也影響工件表面形狀，車削階梯軸時，選用r =90o，

9、車削細長軸 時，選用r =75o90o；為增加通用性，車外圓、端面和倒角時，可選用 r =45o。 減小副偏角r。，會增加副切削刃與己加工表面的接觸長度，能減小表 面粗糙度數(shù)值，并能提高刀具耐用度。但過小的副偏角會引起振動。2.主、副偏角的選擇 主偏角的選擇原則是，在工藝系統(tǒng)剛度允許的情況下，選擇較小的主偏 角這樣有利于提高刀具耐用度。在生產(chǎn)中，主要按工藝系統(tǒng)剛性選取,見表5-3。 副偏角r，主要是根據(jù)加工性質選取，一般情況下選取r =1015 精加工時取小值。特殊情況，如切斷刀，為了保證刀頭強度，可選r =1o2o 。 (三)主、副偏角的選擇 1.主、副偏角的功用 （四）刃傾角的選擇1.刃傾

10、角的功用 (1)控制切屑的流向 如圖5-5所示 (2)控制切削刃切入時首先與工件接觸的位置 如圖5-6所示， (3)控制切削刃在切入與切出時的平穩(wěn)性 如圖5-6所示，斷續(xù)切削時，當刃傾角為零，切削刃與工件同時接觸，同時切離，會引起振動；若刃傾角不等于零則切削刃上各點逐漸切入工件和逐漸切離工件，故切削過程平穩(wěn)。 (4)控制背向力與進給力的比值2.刃傾角的選擇 選擇刃傾角時，應按照刀具的具體工作條件進行具體分析，一般情況可按加工性質選取。精車s =0o5o；粗車s =0o-5o；斷續(xù)車削s-30o-45o；大刃傾角精刨刀s75o80o。 （四）刃傾角的選擇1.刃傾角的功用(1)控制切屑的流向 如圖

11、5-5所示，當S =0o 時，切屑垂直于切削刃流出；S為負值時，切屑流向已加工表面；S為正值時，切屑流向待加工表面。(1)控制切屑的流向 如圖5-5所示，當S =0o (3)控制切削刃在切入與切出時的平穩(wěn)性 如圖5-6所示，斷續(xù)切削時，當刃傾角為零，切削刃與工件同時接觸，同時切離，會引起振動；若刃傾角不等于零則切削刃上各點逐漸切入工件和逐漸切離工件，故切削過程平穩(wěn)。(3)控制切削刃在切入與切出時的平穩(wěn)性 如圖5-6所示，斷 (五)刀尖型式的選擇（過渡刃的選擇） 1.直線過渡刃 如圖5-7a所示，過渡刃的偏角rr/2、長度b（1/41/5）ap ，這種過渡刃多用于粗加工或強力切削的車刀上。 2.

12、圓弧過渡刃 如圖5-7b所示，過渡刃也可磨成圓弧形。它的參數(shù)就是刀尖圓弧半徑r。刀尖圓弧半徑增大時，使刀尖處的平均主偏角減小，可以減小表面粗糙度數(shù)值，且能提高刀具耐用度。但會增大背向力和容易產(chǎn)生振動，所以刀尖圓弧半徑不能過大。通常高速鋼車刀r=0.55mm，硬質合金車刀r=0.52mm。 3.水平修光刃 如圖5-7c所示，修光刃是在副切削刃靠近刀尖處磨出一小段r=0o的平行刀刃。其長度b（1.21.5）f，即b 應略大于進給量f。但b 過大易引起振動。 4.大圓弧刃 如圖5-7d所示，大圓弧刃是把過渡刃磨成非常大的圓弧形，它的作用相當于水平修光刃。 (五)刀尖型式的選擇（過渡刃的選擇） 1.直

13、線過1.直線過渡刃 如圖5-7所示，過渡刃的偏角rr/2、長度b（1/41/5）ap ，這種過渡刃多用于粗加工或強力切削的車刀上。 1.直線過渡刃 (六)卷屑槽型及切屑的控制1. 切屑的卷曲與流向 (1)切屑的卷曲 切屑的卷曲是由于切屑內部變形，或碰到刀具前刀面上磨出的斷 屑槽、凸臺、附加檔塊以及碰到其它障礙物后造成的。 (2)切屑的流向 切屑的流向主要受刃傾角的影響。2. 斷屑的原因和屑形 (1)切屑在流出過程中遇到障礙物，受到一個彎曲力矩而折斷 圖5-8為切屑在卷曲運動過程中與工件的待加工表面相碰，切屑折斷成C形屑 圖5-9為切屑與工作上的過渡表面相碰后形成圓卷形切屑；圖5-10為切屑與車

14、 刀的后刀面相碰后折斷形成C形或6形切屑。 (2)切屑在流動過程中靠自身重量甩斷 圖5-11、圖5-12為切屑在流出過程中沒有折斷，達到一定長度后靠自身重量甩斷。 在上述切屑類型中，通常認為C形屑、6形屑和短螺旋形屑較為理想?？孔陨?重量甩斷的短螺旋形切屑，有利于減小表面粗糙度值。但不希望太長（約為6040mm）。 (六)卷屑槽型及切屑的控制1. 切屑的卷曲與流向圖5-8為切屑在卷曲運動過程中與工件的待加工表面相碰，切屑折斷成C形屑圖5-8為切屑在卷曲運動過程中與工件的待加工表面相碰，切屑折圖5-9為切屑與工作上的過渡表面相碰后形成圓卷形切屑圖5-9為切屑與工作上的過渡表面相碰后形成圓卷形切屑

15、圖5-10為切屑與車 刀的后刀面相碰后折斷形成C形或6形切屑。圖5-10為切屑與車圖5-11、圖5-12為切屑在流出過程中沒有折斷，達到一定長度后靠自身重量甩斷。 在上述切屑類型中，通常認為C形屑、6形屑和短螺旋形屑較為理想?？孔陨?重量甩斷的短螺旋形切屑，有利于減小表面粗糙度值。但不希望太長（約為6040mm）。在自動機床與自動線上，尤其要控制螺旋形切屑的長度，否則將影響正常生產(chǎn)。重型機床加工時，形成C形屑容易傷人，故希望生成發(fā)條狀切屑。圖5-11、圖5-12為切屑在流出過程中沒有折斷，達到一定長 3影響斷屑的因素（1）卷屑槽 卷屑槽斷面形狀常用的有折線型、直線圓弧型和全圓弧型三種，如圖5-

16、13a、b、c所示 常見的卷屑槽斜角有外斜式、平行式和內斜式三種，如圖1-35所示。 (2)刀具幾何角度 在刀具幾何角度中，以主偏角和刃傾角對斷屑和切屑的流向影響較大。 (3)切削用量 進給量增加，切削厚度按比例增加，彎曲應力增加，切屑容易折斷。所以增大進給量是斷屑的一個比較有效的措施。 (4)工件材料 工件材料的塑性、韌性愈大，強度愈高，愈不容易斷屑。 金屬切削參數(shù)圖5-13a圖5-13a 三、切削用量的合理選擇 切削用量三要素c、ap （一）切削用量選擇的基本原則 1.根據(jù)工件加工余量和粗、精加工要求，選定背吃刀量。 2.根據(jù)加工工藝系統(tǒng)允許的切削力，其中包括機床進給系統(tǒng)、工件剛度及精加工時表面粗糙度要求，確 定進給量。 3.根據(jù)刀具耐用度，確定切削速