金屬切削原理與刀具 第4章切削基本規(guī)律的應(yīng)用

第四章切削基本規(guī)律的應(yīng)用本章要點斷屑工件材料切削加工性切削液已加工表面粗糙度刀具幾何參數(shù)選擇切削用量選擇1

4.1.1切屑的種類4.1斷屑由于工件材料和切削條件的不同，切屑過程中的變形情況也不同，因而產(chǎn)生的切屑形狀也不同，從變形的觀點來看，可將切屑的形狀分為四種類型。2形成條件影響名稱簡圖形態(tài)變形帶狀，底面光滑，外面呈毛茸狀節(jié)狀，底面光滑有裂紋，外面呈鋸齒狀粒狀不規(guī)則塊狀顆粒剪切滑移尚未達到斷裂程度局部剪切應(yīng)力達到斷裂強度剪切應(yīng)力完全達到斷裂強度未經(jīng)塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，切削厚度較小，刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，切削厚度較大，刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低切削厚度較大加工硬脆材料，刀具前角較小切削過程平穩(wěn)，表面粗糙度小，妨礙切削工作，應(yīng)設(shè)法斷屑切削過程欠平穩(wěn)，表面粗糙度欠佳切削力波動較大，切削過程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳切削力波動大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑表切屑類型及形成條件3切脆性材料不平穩(wěn),表面粗糙帶狀切屑擠裂切屑粒(節(jié))狀切屑崩碎切屑

加工塑性材料切塑性材料：

帶狀切屑

擠裂切屑

粒狀切屑↑γ0↑v↓hD↓γ0↓v↑hD↓γ0↓v↑hD↑γ0↑v↓hD切削不平穩(wěn)，力波動大加工表面粗糙切削平穩(wěn)，力波動小加工面光潔，斷屑難

滑移量較大，局部剪應(yīng)力達斷裂強度4帶狀切屑擠裂切屑節(jié)狀切屑崩碎切屑圖切屑形態(tài)照片5

當λs為負值時，切屑向已加工表面流出；當λs為正值時，切屑向待加工表面流出；當刃傾角λs=0°時，切屑垂直于切削刃流出。4.1.2切屑的流向4.1斷屑6789

為使切削過程正常進行和保證已加工表面質(zhì)量，應(yīng)使切屑卷曲和折斷。切屑的卷曲是由于切屑內(nèi)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。圖切屑的卷曲4.1.3切屑的卷曲與折斷4.1斷屑1011

圖1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12圖2為切屑與工作上的過渡表面相碰后形成圓卷形切屑13

圖3為切屑與車刀的后刀面相碰后折斷形成C形或6形切屑。14

斷屑是對已變形的切屑再附加一次變形（常需有斷屑裝置）

圖斷屑的產(chǎn)生4.1.3切屑的卷曲與折斷4.1斷屑斷屑的原因15斷屑的原因在圖（a）中，厚度為hch的切屑受到斷屑臺推力FBn作用而產(chǎn)生彎曲，并產(chǎn)生卷曲應(yīng)變。4.1.3切屑的卷曲與折斷4.1斷屑16斷屑的原因在繼續(xù)切削的過程中，切屑的卷曲半徑由ρ0逐漸增大到ρ，當切屑端部碰到后刀面時，切屑又產(chǎn)生反向彎曲應(yīng)變，相當于切屑反復(fù)彎折，最后彎曲應(yīng)變εmax大于材料極限應(yīng)變εb時折斷。4.1.3切屑的卷曲與折斷4.1斷屑17折斷條件：εmax＝（－）≥εb

由上式可知，當切屑越厚（hch大），切屑卷曲半徑ρ越小，材料硬度越高、脆性越大（極限應(yīng)變值εb?。r，切屑越容易折斷。斷屑的原因18圖1920主偏角越大，越易斷屑刃傾角前角越小，越易斷屑刀具幾何角度影響斷屑槽尺寸參數(shù)（寬度、反屑角）寬度越小，越易斷屑反屑角越大，越易斷屑4.1.4斷屑主要措施4.1斷屑21切削用量切削速度速度，不易斷屑進給量進給量，易斷屑背吃刀量背吃刀量，不易斷屑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。4.1斷屑4.1.4斷屑主要措施22一定刀具耐用度T的切削速度VT

VT越高，材料的切削加工性越好。相對加工性

各種材料的V60與45#鋼（正火）的V60比值。生產(chǎn)中通常用相對加工性做為衡量標準。4.2.1衡量切削加工性的指標4.2工件材料切削加工性工件材料的切削加工性是指將其加工成合格零件的難易程度。23工件材料的相對切削加工性及分級加工性等級材料相對加工性等級材料名稱及種類相對加工性Kr代表性材料1很易切削材料一般有色金屬＞3.0銅鋁合金，鋁銅合金，鋁鎂合金2容易切削材料易切削鋼2.5～3退火l5Cr，σb＝0.373～o.441GPa自動機鋼，σb＝0.393～0.491GPa3較易切削鋼1.6～2.5正火30鋼，σb＝0.441～0.549GPa4普通材料一般鋼、鑄鐵1.0～1.645鋼，灰鑄鐵5稍難切削材料0.65～1.02Crl3，調(diào)質(zhì)σb＝0.834GPa85，鋼σb＝0.883GPa6難加工材料較難切削材料0.5～0.6545Cr，調(diào)質(zhì)σb＝1.03GPa65Mn，調(diào)質(zhì)σb＝0.932～0.9817難切削材料0.15～0.550CrV,調(diào)質(zhì)；1Crl8Ni9Ti,鈦合金8很難切削材料＜0.15某些鈦合金，鑄造鎳基高溫合金24切削力和切削溫度應(yīng)用在：粗加工或機床動力不足相同的切削條件下，切削力大、切削溫度高的材料，其切削加工性就差。已加工表面質(zhì)量精加工——表面粗糙度值有特殊要求的零件——已加工表面殘余應(yīng)力、加工硬化斷屑的難易程度應(yīng)用在：自動機床或自動生產(chǎn)線上切屑容易折斷的材料，其切削加工性就好，反之，切削加工性就差4.2.1衡量切削加工性的指標4.2工件材料切削加工性25材料的化學(xué)成分碳對切削加工性的影響

其他合金元素對切削加工性的影響硅、鉻、鎳、釩、鉬、鎢、鎘等合金元素的加入均會降低材料的可切削加工性。硫、硒、鉛等合金元素的加入可改善材料的切削加工性。碳素鋼低碳鋼高碳鋼中碳鋼切削性差4.2.2影響材料切削加工性的因素4.2工件材料切削加工性26金相組織的影響一般情況下，由塑性、韌性高或硬度、強度高的組織構(gòu)成的材料，其切削加工性差。反之則好。低碳鋼中鐵素體含量較高，所以強度硬度低，延伸率高，易產(chǎn)生塑性變形，不易加工。淬火鋼的組織以馬氏體為主，所以硬度、強度均高，不易加工。中碳鋼的金相組織是珠光體加鐵素體，具有中等的硬度、強度和塑性，因此容易加工?；诣T鐵中游離石墨比冷硬鑄鐵多，所以加工性好。4.2.2影響材料切削加工性的因素4.2工件材料切削加工性27材料的機械性能對切削加工性的影響材料的強度和硬度

工件材料的硬度和強度越高，切削加工性就越差。

材料的韌性

韌性大的材料，其切削加工性能差。材料的塑性

材料的塑性越大，切削加工性越差。

材料的導(dǎo)熱系數(shù)

材料的導(dǎo)熱系數(shù)越高，切削加工性越好。

4.2.2影響材料切削加工性的因素4.2工件材料切削加工性28工件材料的物理力學(xué)性能對加工性的影響例45鋼

1Cr18Ni9Ti2930通過熱處理改善材料加工性如工具鋼，一般經(jīng)退火處理可降低硬度、強度、提高加工性。有的工件材料通過調(diào)質(zhì)處理，提高硬度、強度，降低塑性來改善加工性。如車制不銹鋼2Cr13螺紋時，由于硬度太低，塑性較大，光潔度不易提高，當經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，硬度提高到HRC28時，塑性下降，光潔度可以改善，生產(chǎn)效率也相應(yīng)提高。還有一些工件材料，如氮化鋼，為了減小工件已加工表面的殘余應(yīng)力，可采取去應(yīng)力退火。時效處理也是改善加工性的方法，如加工Cr20Ni80Ti3之前。先加熱到1000℃保持數(shù)小時，然后在900-950℃溫度下時效處理16小時，再在空氣中冷卻，這樣處理可以提高切削加工性。4.2.3改善材料切削加工性的途徑4.2工件材料切削加工性31調(diào)整材料的化學(xué)成分除了材料中的含碳量外，材料中加入某些合金元素時，將不同程度的影響材料的機械性能，進而影響材料的切削加工性。

選擇材料加工性好的存在狀態(tài)低碳鋼以冷拔及熱軋狀態(tài)最好加工；中碳鋼以部分球化的珠光體組織最好加工；高碳鋼則以完全球化的退火狀態(tài)加工性最好。

對難加工材料，采取其他相應(yīng)的對策選擇合理的刀具材料、刀具幾何角度、切削用量、選用合適的設(shè)備和加工方法等。4.2.3改善材料切削加工性的途徑4.2工件材料切削加工性32

金屬切削過程中合理選用切削液:可以改善刀具與切屑和刀具與工件界面的摩擦情況，改善散熱條件，從而降低切削力、切削溫度和刀具磨損。切削液還可以減少刀具與切屑的粘結(jié)，抑制積屑瘤的生長，提高已加工表面質(zhì)量，可以減少工件熱變形，保證加工精度。4.3.1切削液的作用4.3切削液33冷卻作用

切削液可帶走大量的切削熱，降低切削區(qū)的切削溫度。切削液的冷卻效果決定于：切削液本身導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、溫度、流量和流速、汽化熱。水的導(dǎo)熱系數(shù)為油的3-5倍，比熱約大1倍，汽化熱要大6-12倍，故其冷卻性能最好，油類最差，乳化液則介乎二者之間而接近于水.4.3.1切削液的作用4.3切削液34潤滑作用

切削液可滲透到切屑、工件、刀具接觸面之間，在金屬表面上展開和粘附，形成一層牢固的、有一定強度的潤滑膜。

切削液的潤滑性能與其滲透性、形成潤滑膜的能力及潤滑膜的強度有著密切關(guān)系。潤滑膜形成的機理：物理吸附膜、化學(xué)吸附膜4.3.1切削液的作用4.3切削液35清洗作用金屬切削過程中，有時產(chǎn)生一些細小的切屑，為了防止碎屑或磨粉劃傷工件已加工表面和機床導(dǎo)軌面，防止磨屑嵌在砂輪空隙中降低磨削性能，要求切削液具有良好的清洗作用。清洗性能的好壞與切削液的滲透性、流動性和使用壓力有關(guān)。防銹作用防銹作用取決于切削液本身性能，加入防銹添加劑，可在金屬表面吸附或化合，形成保護膜，防止與腐蝕介質(zhì)接觸而起到防銹作用。4.3.1切削液的作用4.3切削液36

為了改善切削液的性能而加入的化學(xué)物質(zhì)稱為添加劑。常見的有油性、極壓添加劑、乳化劑（表面活性劑）、防銹等。油性添加劑油性添加劑主要起滲透和潤滑作用。它降低油與金屬的界面張力，使切削油很快滲透到切削區(qū)，在一定的切削溫度下形成物理吸附膜，減小切屑、工件和刀具界面的摩擦。它主要用于一般金屬低速精加工時溫度和壓力較低的狀態(tài)，高溫高壓時將被破壞。常用的油性添加劑為動、植物油及油酸、胺類、醇類及酯類等。4.3.2切削液中的添加劑4.3切削液37極壓添加劑在極壓潤滑狀態(tài)下，切削液中必須添加極壓添加劑來維持潤滑膜的強度。它與金屬表面起化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)吸咐膜，熔點高得多，可防止極壓狀態(tài)下金屬摩擦面直接接觸，減小摩擦。多數(shù)難切削金屬的加工，屬于極壓潤滑狀態(tài)，需加極壓添加劑。常用的極壓添加劑為含硫、磷、氯等有機化合物，與金屬生成氯化鐵、硫化鐵、磷酸鐵等化學(xué)吸附膜，能在高溫下保持潤滑作用4.3.2切削液中的添加劑4.3切削液38乳化劑乳化劑是使礦物油和水乳化，形成穩(wěn)定乳化液的添加劑。它是一種表面活性劑，它的分子是由極性基團和非極性基團兩部分組成。表面活性劑在乳化液中，除了起乳化作用外，還能吸附在金屬表面上，形成潤滑膜，起油性添加劑的作用。4.3.2切削液中的添加劑4.3切削液39乳化液示意圖40防銹添加劑它是一種極性很強的化合物，與金屬表面有很強的附著力，吸附在金屬表面形成保護膜，或與金屬表面化合形成鈍化膜，起防銹作用。常用的防銹添加劑有水溶性類和油溶性類。前者以碳酸鈉、三乙醇胺等，后者如石油磺酸鈉、石油磺酸鋇等，應(yīng)用較廣。除上述添加劑外，有時還可添加抗泡沫劑、防霉添加劑等。生產(chǎn)中根據(jù)具體切削條件和使用要求，綜合添加幾種添加劑,以得到效果較好的切削液4.3.2切削液中的添加劑4.3切削液41

金屬切削加工中學(xué)用的切削液可分三大類：水溶液、乳化液、切削油。水溶液

主要成分是水，水的熱導(dǎo)率和比熱容都比油大得多，流動性又好，可以吸收大量的熱。其中加入了一定量的防銹劑，用于粗磨；加入一定的油類，可用于精磨4.3.3切削液的種類4.3切削液42乳化液

乳化液是乳化油用水稀釋而成。乳化油是由礦物油、乳化劑及添加劑配成，用95-98%水稀釋成乳白色的或半透明的乳化液。它有良好的冷卻作用，但潤滑、防銹性能較差，可再加入一定量的油性、極壓添加劑和防銹添加劑。特點：流動性好、冷卻能力強。應(yīng)用最為廣泛。應(yīng)用：低濃度的用于粗車和磨削；高濃度的用于精車、鉸孔和銑削等。4.3.3切削液的種類4.3切削液43切削油礦物油、動植物油和復(fù)合油礦物油常用的有5#、7#、10#、20#、30#機械油和輕柴油、煤油等，但需要加入油性、極壓添加劑。動植物油，如豆油、菜油、棉子油、蓖麻油、豬油等。復(fù)合油是將植物油或動物油脂與礦物油混合制成。特點：潤滑性好，流動性差，冷卻作用小。應(yīng)用：低速精加工。如精車絲杠、螺紋等。4.3.3切削液的種類4.3切削液44

切削液應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料、加工方法和加工要求的具體情況選用，否則不能取得應(yīng)有的效果。高速鋼刀具耐熱性差，故應(yīng)采用切削液。硬質(zhì)合金刀具由于耐熱性好，一般不用切削液。若適用切削液必須連續(xù)，充分地供應(yīng)，否則高溫下刀片冷熱不勻，容易產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋。切削鋼料等塑性材料，需用切削液。切削鑄鐵等脆性材料，則一般可不用切削液對于銅、鋁及鋁合金，為了得到較高表面質(zhì)量和精度，可采用10-20%乳化液、煤油或煤油與礦物油的混合。（不用含硫的切削液）4.3.4切削液的選用4.3切削液45鉆孔、攻絲、鉸孔和位削等，其排屑方式為半封閉狀態(tài)，宜用乳化液、極壓乳化液和極壓切削油。成形刀具、螺紋和齒輪刀具要求保持形狀、尺寸精度，且其加工成本高，刃磨復(fù)雜，要求較高耐用度，也應(yīng)采用潤滑性較好的極壓切削油或高濃度極壓切削液。磨削加工溫度很高，且細小磨屑會破壞工件表面質(zhì)量，要求切削液具有較好冷卻性能和清洗性能，常用半透明或透明的水溶液和普通乳化液。磨削不銹鋼、高溫合金則宜用潤滑性能較好的水溶液和極壓乳化液。4.3.4切削液的選用4.3切削液46

切削液的合理使用非常重要，其澆注部位、充足的程度與澆注方法的差異，將直接影響到切削液的使用效果。切削液應(yīng)澆注在切削變形區(qū)，該區(qū)是發(fā)熱的核心區(qū)，不應(yīng)該澆注在刀具或零件上。4.3.4切削液的選用4.3切削液474.4.1表面粗糙度的形成4.4已加工表面粗糙度加工表面的微觀幾何特征表面粗糙度表面波度指波距L小于1mm的表面微小波紋。L/H＜50指波距L在1-20mm之間的表面波紋。L/H=50～1000484.4.1表面粗糙度的形成4.4已加工表面粗糙度刀具幾何形狀形成的表面粗糙度圖車削時殘留面積的高度直線刃車刀（圖a）圓弧刃車刀（圖b）影響因素：fκrRmaxvfⅠⅡrεb）RmaxⅠⅡfa）vf494.4.1表面粗糙度的形成4.4已加工表面粗糙度積屑瘤的影響圖4-9積削瘤對表面粗糙度影響（32x）a)積削瘤掉落時的照片b）積削瘤影響表面粗糙度504.4.1表面粗糙度的形成4.4已加工表面粗糙度鱗刺的影響圖4-10在已加工表面上突出的鱗刺514.4.1表面粗糙度的形成4.4已加工表面粗糙度刀具磨損的影響圖4-11刀具后面磨損對已加工表面粗糙度的影響524.4.1表面粗糙度的形成4.4已加工表面粗糙度刀具刃磨質(zhì)量的影響振動的影響圖4-12在已加工表面上復(fù)映的劃痕及振紋

a）復(fù)映刻痕b）振紋534.4.2影響表面粗糙度的因素4.4已加工表面粗糙度切削速度的影響圖4-13切削速度對表面粗糙度Ra的影響

a）切削速度對粗糙度影響加工條件：工件材料易切鋼、刀具高速鋼：ap=1.2mmb)不同切削速度時的粗糙度波形加工條件：工件材料45鋼、刀具P10（YT15）γ0=15°、κr=45°、f=0.1mm/r、ap=0.5mm54

切削速度影響最大：v=10～50m/min范圍，易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，表面粗糙度最差。

其他影響因素：刃磨質(zhì)量，切削液等圖切削45鋼時切削速度與粗糙度關(guān)系100120v（m/min）020406080140表面粗糙度Rz（μm）481216202428收縮系數(shù)Ks1.52.02.53.0積屑瘤高度

h（μm）0200400600hKsRz4.4.2影響表面粗糙度的因素切削速度的影響554.4.2影響表面粗糙度的因素4.4已加工表面粗糙度進給量、主副偏角、刀尖圓弧半徑的影響H=f/(cotκr+cotκr′)H=rε(1-cosα)≈f

2/8rε減小f

、κr

、κr′及加大rε

，可減小殘留面積的高度564.4.2影響表面粗糙度的因素4.4已加工表面粗糙度進給量、主副偏角、刀尖圓弧半徑的影響圖4-14副偏角κr′和刀尖圓弧半徑rε對表面粗糙度Ra影響

a）κr′影響b）rε影響574.4.2影響表面粗糙度的因素4.4已加工表面粗糙度前角的影響圖4-15前角γ0對表面粗糙度Ra的影響584.4.2影響表面粗糙度的因素4.4已加工表面粗糙度刀具材料的影響切削液的影響59

刀具是直接進行切削加工的工具。切削過程中，切削力的大小，切削溫度的高低，切屑的連續(xù)與碎斷，刀具耐用度的高低，加工質(zhì)量的好壞，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的高低，都與刀具幾何參數(shù)的選擇有很大關(guān)系。

刀具幾何參數(shù)包括刀具幾何角度、切削刃的刃口形式、切削刃形狀和刀面形式等內(nèi)容。合理的刀具幾何參數(shù)可保證工件加工質(zhì)量，延長刀具壽命，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。4.5刀具幾何參數(shù)選擇60前角的功用前角影響切削變形和摩擦，從而影響切削力、切削熱和切削功率。前角影響刀具的鋒利性，同時影響切削刃和刀頭的強度及刀頭散熱條件。1）增大前角能減小切屑的變形，減少切削力，降低切削溫度和動力消耗。2）增大前角能改善切屑對前刀面的摩擦，減少刀具磨損，提高刀具耐用度。4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇61γo1Prγo2

062前角的作用前角越大，刀越鋒利、切削輕快，強度下降、不利散熱63前角的功用3）增大前角能改善加工表面質(zhì)量，抑制積屑瘤的產(chǎn)生，減少切削振動。4）前角過大，將削弱刃口強度，減少散熱體積，導(dǎo)致熱應(yīng)力集中，切削區(qū)局部溫度升高，容易造成刀具破損和磨損。5）由于減小了切削變形，也不利于斷屑。γ0↑→變形程度↓→F↓→Q↓→T↑振動↓質(zhì)量↑

刀刃和刀頭強度↓散熱面積容熱體積↓斷屑困難在一定的條件下，存在一個合理值4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇64合理前角的概念在一定的條件下，前角應(yīng)存在一個合理的數(shù)值。對應(yīng)最大耐用度的前角稱為合理前角。4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇65硬質(zhì)合金車刀合理前角參考值

工件材料種類合理前角參考范圍（單位：度）粗車精車低碳鋼20～2525～30中碳鋼10～1515～20合金鋼10～1515～20淬火鋼-15～-5不銹鋼15～2020～25灰鑄鐵10～155～10銅或銅合金10～155～10鋁或鋁合金30～3535～40鈦合金5～10高速鋼車刀的前角一般比表中大5°-10°。

66前角的選擇原則根據(jù)工件材料選對不同材料的工件，在切削時用的前角不同。加工塑性材料前角較大；脆性材料應(yīng)較??；切削鋼的合理前角比切削鑄鐵大；切削中硬鋼的合理前角比切削軟鋼??；加工高強度鋼、淬火鋼、高速鋼時，應(yīng)選用小前角。4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇67前角的選擇原則根據(jù)刀具材料選對于不同的刀具材料，在切削時用的前角不同。硬質(zhì)合金的抗彎強度較低，抗沖擊韌度差，所以合理前角應(yīng)取較?。桓咚黉摰毒呖箯潖姸容^高，所以合理前角應(yīng)取較大。根據(jù)加工要求選粗加工、斷續(xù)切削或切削特硬材料時，為保證切削刃強度，應(yīng)取較小的前角，甚至負前角；精加工時，選大前角；工藝系統(tǒng)剛性不夠易引起振動時，應(yīng)選用較小的前角。4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇68倒棱倒棱有兩個參數(shù):倒棱前角和倒棱寬度。倒棱前角它的大小與刀具材料有關(guān)，高速鋼刀具一般取0°，硬質(zhì)合金刀具一般取-15°～-5°。倒棱寬度與加工性質(zhì)、進給量有關(guān)。粗加工、進給量較大時，取較大值；精加工、進給量較小時，一般bγ1=0.2～1mm。倒棱指沿著切削刃在前刀面上磨出負前角的小棱面，倒棱可以提高刀刃強度、增強散熱能力，從而提高了刀具耐用度。4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇6970正前角平面型：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、銑刀和脆性材料的加工。前刀面的形式4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇71正前角平面帶倒棱型：此時，切屑仍沿前刀面而不沿倒棱流出。在切削塑性材料時，可按bγ1=（0.5～1.0）f、γol=-15°～-5°選取。用于粗切鑄鍛件或斷續(xù)表面的加工。前刀面的形式4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇72正前角曲面帶倒棱型：這種型式是在正前角平面帶倒棱的基礎(chǔ)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前刀面的形式卷屑槽的參數(shù)約為lBn=（6～8）f，rBn=（0.7～0.8）lBn。4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇73負前角單面型：當磨損主要發(fā)生在后刀面時，可制成負前角單面型。此時刀片承受壓應(yīng)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前刀面的形式4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇74負前角雙面型：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(yīng)有足夠的寬度，以保證切屑沿該棱面流出。前刀面的形式4.5.1前角及前刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇75后角的功用后角的主要作用是減小后刀面與加工表面間的摩擦，降低刀具磨損，提高工件表面質(zhì)量。配合前角工作，后角越大，切削刃鈍圓半徑越小，切削刃越鋒利。影響切削刃和刀頭的強度及散熱體積。

0

04.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇76減小主后刀面與加工表面的摩擦后角的功用77增大后角能減少后刀面與工件加工表面之間的摩擦。從而減少刀具的磨損，提高加工表面質(zhì)量和刀具耐用度。并可減少刃口鈍圓半徑rn使刃口鋒利，這樣就使摩擦進一步減少，降低磨損，從而可提高刀具耐用度。改善加工表面質(zhì)量。后角的功用4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇78增大后角，在同樣的磨鈍標準VB條件下，刀具由新刃磨用到磨鈍，允許磨去的金屬體積較大因而有利于提高刀具耐用度。但后角越大，在同樣的磨鈍標準條件下，刀具的徑向磨損值NB增大，因此一些精加工刀具，當尺寸精度要求高時，就不宜按一般原則采用大的后角。后角的功用4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇79增大后角，刀具磨鈍后，重新刃磨，磨去的體積增大。為降低重磨費用，對于重磨刀具宜適當減小后角后角的功用4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇80后角的功用α0↑→rn↓鋒利、

摩擦F↓→

質(zhì)量↑

VB一定，磨損體積↑→T↑但NB↑

刀頭強度↓散熱體積↓重磨體積↑

在一定的條件下，存在一個合理值4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇81后角選擇的原則粗加工時，強力切削及承受沖擊載荷的刀具，為增加其刀具強度，后角應(yīng)選取小些;精加工時，增大后角可提高刀具耐用度和加工表面的質(zhì)量。工件材料的硬度與強度高時，取較小的后角，以保證刀頭強度;工件材料的硬度與強度低，塑性大時，后角應(yīng)適當加大。加工脆性材料時，切削力集中在刃口附近，宜取較小的后角。4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇82后角選擇的原則采用負前角時，取較大的后角，以保證切削刃相對鋒利。定尺寸刀具取較小的后角，以防止重磨后刀具尺寸的變化。為降低重磨費用，對于重磨刀具宜適當減小后角。4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇83后刀面選擇雙重后刀面

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。4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇84后刀面選擇刃帶在后刀面上磨出后角為零度的小棱面，起穩(wěn)定、導(dǎo)向、消振、強化切削刃的作用。刃帶寬度不宜過寬，否則會增大摩擦作用。4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇85后刀面選擇消振棱指沿著切削刃在后刀面上磨出負后角的小棱面，有強化切削刃、減緩刀具磨損和消振作用。它有兩個參數(shù):消振棱后角消振棱寬度4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇86負倒棱消振棱刃帶87副后角的功用及選擇：減少副后刀面與工件已加工表面之間的摩擦。一般與主后角相同，對于切斷刀、割槽刀等，取較小值α′o=1°～3°。4.5.2后角及后刀面的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇88主偏角對切削過程的影響主偏角κr的變化，影響各切削分力的大小比值與產(chǎn)生振動的可能性。減小主偏角κr，則背向力Fp增大，進給力Ff減小。當工藝系統(tǒng)剛度較差時，若過于減小κr，F(xiàn)p顯著增大，就可能引起振動，造成損壞刀具，頂彎工件。主偏角κr的變化，影響切削截面的形狀。在切削深度和進給量一定的情況下，隨著κr角的減小，切削厚度將減小，切削寬度增加，切削刃參加工作的長度增加，切削刃單位長度的負荷減輕，刀尖角增大，這就會提高刀尖強度，改善散熱條件，因而可提高刀具耐用度。4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇89kr1Kr’kr2FpFfnfdwdmkrkr’ap9091主偏角對切削過程的影響主偏角κr影響工件表面形狀當車削階梯軸時，應(yīng)選用κr=90o，而當車削外圓端面及倒角時，則可選κr=45o。主偏角κr的大小，還影響斷屑的效果。

κr越大時，切削厚度越大，切削寬度越小，越容易斷屑。主偏角κr的大小，還可能影響殘留面積的高度當主切削刃的直線部分參與形成殘留面積時，減小κr，可提高加工表面光潔度主偏角κr大小，影響切入條件，從而影響切削沖擊4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇92主偏角對切削過程的影響殘留面積指刀具副偏角不為零時,刀具經(jīng)過切削后,殘留在已加工表面上的不平部分剖面面積。4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇9394主偏角對切削過程的影響κr↓→hD↓bD↑→單位刃長負荷↓→

T↑

刀尖強度↑散熱體積↑，Ra↓

Fp↑→變形↑加工精度↓，易振動→Ra↑，T↓

在一定的條件下，存在一個合理值4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇95主偏角的選擇原則根據(jù)工件形狀或工藝加工要求進行合理選擇。當工藝系統(tǒng)剛性不足時，應(yīng)選取較大主偏角當工件材料強度大、硬度高時，為減輕單位切削刃上的負荷，增強刀尖強度，改善散熱條件，以提高刀具耐用度就要取較小的主偏角κr=10o-30o。在高速強力切削時，為防止振動應(yīng)選用較大的主偏角，一般κr>15o。4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇96負偏角對切削過程的影響減小副偏角κr?，可增強刀尖強度，改善散熱條件。減小副偏角κr?

，則可以顯著減少切削后的殘留面積，提高表面光潔度。但κr?

太小就會增加負切削刃的工作長度，增大副后刀面同已加工表面之間的摩擦，易引起系統(tǒng)振動，反而增大表面粗糙度值。副偏角↓→

Ra↓刀尖強度↑散熱體積↑

副刃工作長度↑→

摩擦↑Fp↑易振動→Ra↑，T↓4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇97副偏角對殘留面積的影響98副偏角對殘留面積的影響99負偏角的選擇原則

根據(jù)工件加工表面光潔度和具體的加工情況而定的。在不引起振動的前提下，副偏角通常取小值。一般情況下選取κ′r=10°～15°；特殊情況，例如切斷刀，為了保證刀頭強度，可以選取κ′r=1°～2°。4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇100刀尖形式直線過渡刃

過渡刃的偏角κrε≈κr/2、長度bε≈（1/4～1/5）ap，這種過渡刃多用于粗加工或強力切削的車刀上。4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇101刀尖形式圓弧過渡刃

過渡刃也可磨成圓弧形。它的參數(shù)就是刀尖圓弧半徑rε。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rε=0.5～5mm，硬質(zhì)合金車刀rε=0.5～2mm。4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇102水平修光刃修光刃是在副切削刃靠近刀尖處磨出一小段κr‘=0o的平行刀刃。其長度bε‘≈（1.2～1.5）f。能降低表面粗糙度值，但bε‘

過大易引起振動。刀尖形式4.5.3主、副偏角的選擇4.5刀具幾何參數(shù)選擇103大圓弧刃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