第2章金属切削基本原理.pptx

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1、课程主讲人：第2章金属切削基本原理2.金属切削基本原理机械制造技术基础主讲教师：詹友基教授 林志熙副教授 许明三教授 练国富教授Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology2.金属切削基本原理讨论削铅笔金属切削2.金属切削基本原理讨论讨论 解释：切刀切菜或小刀削铅笔都用锋利的刀具切断纤维，使菜等分成两断(挤压，产生变形，达到断裂极限 )。 金属切削过程又是怎样的？ 问：大家说说金属切削过程跟刀切菜，小刀削铅笔一样吗？2.金属切削基本原理第二章第二章金属切削基本原理 Cutting Theory 2.金属切削基本原理金属切削基本原理2.1

2、 2.1 金属切削过程金属切削过程2.2 2.2 切削力切削力2.3 2.3 切削热与切削温度切削热与切削温度2.4 2.4 磨削机理磨削机理2.5 2.5 刀具磨损与刀具耐用度刀具磨损与刀具耐用度2.6 2.6 刀具几何参数与切削用量的选择刀具几何参数与切削用量的选择2.金属切削基本原理2.1金属切削过程Process of Chip Forming 2.金属切削基本原理2.1.1 2.1.1 切屑的形成与切屑变形切屑的形成与切屑变形2.1.2 2.1.2 切屑的类型切屑的类型2.1.3 2.1.3 影响切屑变形的因素影响切屑变形的因素2.1 金属切削过程2.金属切削基本原理切削变形实验设备

3、与录像装置（高频摄影法）2.金属切削基本原理 切屑根部金相照片切屑根部金相照片M刀具切屑切屑OA终滑移线始滑移线：=s剪切角研究金属切削变形方法研究金属切削变形方法2.金属切削基本原理2.1.1 切屑的形成与切削变形 切屑的形成过程及变形区的划分切屑的形成过程及变形区的划分I 变形区变形区剪切滑移，塑性变形剪切滑移，塑性变形II 变形区变形区切屑流出，受挤压，剧烈摩擦切屑流出，受挤压，剧烈摩擦III 变形区变形区挤压、摩擦，金属回弹，产生残留应力挤压、摩擦，金属回弹，产生残留应力2.金属切削基本原理第一变形区金属的剪切滑移 用相对滑移用相对滑移来衡量变形程度来衡量变形程度 剪切滑移剪切滑移)t

4、an(cotoMKKPNKMKNPys剪切面剪切面OA、OM剪切角剪切角：剪切面和切削速度剪切面和切削速度方向之间的夹角方向之间的夹角2.金属切削基本原理剪切角剪切角的大小反映了切削变形程度的大小，的大小反映了切削变形程度的大小，剪切角越大，切削变形越小。剪切角越大，切削变形越小。 剪切角剪切角 剪切剪切面积面积变形程度变形程度切切削力削力。在第一变形区中，切削变形的主要特征是切削层金属沿滑在第一变形区中，切削变形的主要特征是切削层金属沿滑移面的剪切变形，并伴有加工硬化现象。移面的剪切变形，并伴有加工硬化现象。切削层金属沿滑移面的剪切变形，从金属晶体结构的角度切削层金属沿滑移面的剪切变形，从金

5、属晶体结构的角度来看，就是沿晶格中晶面所进行的滑移。来看，就是沿晶格中晶面所进行的滑移。第一变形区金属的剪切滑移 2.金属切削基本原理变形系数切屑变厚变短切屑变厚变短chcDchkllhh变形系数越大变形系数越大,切屑越厚越短切屑越厚越短,切削变形越大切削变形越大2.金属切削基本原理前刀面的挤压摩擦与积屑瘤粘结区的摩擦粘结区的摩擦为金属间的内摩擦为金属间的内摩擦滑动区的摩擦滑动区的摩擦为外摩擦为外摩擦2.金属切削基本原理利？弊？利？弊？积屑瘤积聚、滞留、粘结、产生、成长、脱落积聚、滞留、粘结、产生、成长、脱落 作用：作用：保护切削刃，增大前角保护切削刃，增大前角影响工件尺寸精度影响工件尺寸精度

6、使表面粗糙度值变大，振动使表面粗糙度值变大，振动措施：措施：高速切削高速切削大前角大前角小进给小进给切削液切削液一般来说是一般来说是不利的不利的，精加工应，精加工应尽尽可能避免积屑可能避免积屑瘤产生，粗加工有瘤产生，粗加工有时时可充分利用积屑瘤。可充分利用积屑瘤。2.金属切削基本原理已加工表面变形与加工硬化存在刃口圆弧，挤压摩擦回弹存在刃口圆弧，挤压摩擦回弹加工硬化加工硬化冷硬冷硬 显微裂纹、残余应力显微裂纹、残余应力鳞刺鳞刺2.金属切削基本原理讨论讨论 问：工件的切削层在前刀面挤压下产生塑性变形，形成切屑切屑有几种形式？ 问：为什么会有不同的形式，影响因素有哪些？ 答：。 答：带状切屑、节状

7、切屑、粒状切屑和崩碎切屑。2.金属切削基本原理2.1.2 切屑的类型带状切屑带状切屑-高速高速挤裂切屑挤裂切屑(节状切屑节状切屑)-低速低速2.金属切削基本原理2.1.2 切屑的类型单元切屑单元切屑(粒状切屑粒状切屑)极低速极低速崩碎切屑崩碎切屑脆性材料脆性材料2.金属切削基本原理切屑可控性 指标：指标：不妨碍正常的加工不妨碍正常的加工 不影响操作者的安全不影响操作者的安全 易于清理、存放和搬运易于清理、存放和搬运 国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO）切屑分类标准切屑分类标准 切屑的卷曲断屑的产生2.金属切削基本原理国际标准化组织的切屑分类法 2.金属切削基本原理2.1.3 影响切削

8、变形的因素 工件材料工件材料 塑性大，强度硬度低，屈服极限低塑性大，强度硬度低，屈服极限低切屑变形大切屑变形大 2.金属切削基本原理材料对变形系数h的影响 2.金属切削基本原理2.1.3 影响切削变形的因素 工件材料工件材料 刀具前角刀具前角 前角大，刃锋利，挤压小，剪切角大前角大，刃锋利，挤压小，剪切角大切屑变形小切屑变形小 2.金属切削基本原理前角对变形系数h的影响 2.金属切削基本原理2.1.3 影响切削变形的因素 工件材料工件材料 刀具前角刀具前角 切削用量切削用量 切削速度切削速度 影响积屑瘤和切削温度影响积屑瘤和切削温度呈波形变化呈波形变化进给量进给量 进给量越大进给量越大切屑变形

9、小切屑变形小 2.金属切削基本原理讨论讨论 问：在金属切削过程中，会出现许多物理现象，比如前面讲切屑变形形成切屑外还有哪些现象? 问：为什么会产生切削力，切削力的来源？ 答：。 答：切削力、切削热、刀具磨损2.金属切削基本原理2.2切削力 Cutting Force 2.金属切削基本原理2.2.1 2.2.1 切削力的来源与分解切削力的来源与分解2.2.2 2.2.2 切削力测定和切削力实验公式切削力测定和切削力实验公式2.2.3 2.2.3 单位切削力、切削功率单位切削力、切削功率2.2.4 2.2.4 影响切削力的因素影响切削力的因素2.2 切削力2.金属切削基本原理切削力的来源切削力的来

10、源切削力的来源 FFFFnn摩擦力弹塑性变形力摩擦力弹塑性变形力nnFF,F切削合力 3 3个变形区产生的弹、个变形区产生的弹、塑性变形抗力塑性变形抗力 切屑、工件与刀具间切屑、工件与刀具间摩擦力摩擦力2.金属切削基本原理旧称主切削力主运动方向的分力，是计算机床切削功率、选配机床电机、校核机床主轴、设计机床部件及计算刀具强度所需参数。旧称径向分力 垂直于工作平面方向的分力，是加工精度分析、工艺系统刚度以及工艺系统振动所需参数。旧称轴向分力进给方向的分力，是设计、校核机床进给机构，计算机床进给功率所需参数2222,2fpcpfcFFFFFF切削力的分解 2.金属切削基本原理2.2.2 切削力测定

11、和切削力实验公式 切削力的测量原理切削力的测量原理 电阻应变片式测力仪电阻应变片式测力仪 电桥平衡电桥平衡 电参数电参数切削力切削力 4321RRRR2.金属切削基本原理计算切削力的经验公式 ffFfFfFfppFpFpFpccFcFcFcFncyxPFfFncyxpFpFncyxpFckvfaCFkvfaCFkvfaCF进给力背向力切削力0,75. 0, 1cccFFFnyx最典型值：2.金属切削基本原理切削功率切削过程中所消耗的功率切削过程中所消耗的功率31060cccvFP切削功率cEPP 机床电机所需功率85. 075. 0传动效率校验和选取机床电机的依据校验和选取机床电机的依据 切削

12、用量三要素对切削力影响最大的是：切削速度进给量背吃刀量ABC提交单选题1分2.金属切削基本原理2.2.4 影响切削力的因素工件材料工件材料强度、硬度、强度、硬度、塑性大塑性大切削力大切削力大 铸铁铸铁切削力小切削力小切削用量切削用量背吃刀量影响大，进给量影响较大背吃刀量影响大，进给量影响较大脆性材料，切削脆性材料，切削速度速度无明显影响无明显影响塑性材料塑性材料，切削速度由积屑瘤和摩擦系数变化决定，切削速度由积屑瘤和摩擦系数变化决定刀具几何参数刀具几何参数前角前角增大增大切削力减小切削力减小主偏角主偏角r r大小大小F Fp p、F Ff f的比值的比值刀具磨损刀具磨损刀具材料及切削液刀具材料

13、及切削液刃倾角刃倾角s与主偏角影响相似，与主偏角影响相似，刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径 r Fp，Ff2.金属切削基本原理2.3切削热与切削温度 Cutting Heat and Cutting Temperature2.金属切削基本原理讨论讨论 问：在金属切削过程中，会产生热，为什么？来源？ 答：弹性、塑性变形功，摩擦功。2.金属切削基本原理2.3.1 2.3.1 切削热的来源与传导切削热的来源与传导2.3.2 2.3.2 切削温度切削温度2.3.3 2.3.3 影响切削温度的因素影响切削温度的因素2.3.4 2.3.4 切削切削液2.3 切削热与切削温度 2.金属切削基本原理2.3.1 切削热

14、的来源与传导 来源：来源：弹性、塑性变形功，摩擦功弹性、塑性变形功，摩擦功Q QF Fc c v vC C 传导：传导：切屑、刀具、工件、介质切屑、刀具、工件、介质车：车：50508686切屑，切屑，10104040车刀车刀 3 39 9工件，工件，1 1 空气空气 钻：钻：2828切屑，切屑，14145 5刀具刀具 52 525 5工件，工件，5 5介质介质 磨：磨：4 4磨屑，磨屑，1212砂轮，砂轮，8484工件工件 切削用量三要素对切削温度影响最大的是：切削速度进给量背吃刀量ABC提交单选题1分2.金属切削基本原理2.3.2 切削温度切屑与前刀面接触区域的平均温度切屑与前刀面接触区域的

15、平均温度kvfaCzcyxp4 . 02 . 01 . 0zyx最典型值：切削速度影响最大切削速度影响最大背吃刀量影响最小背吃刀量影响最小2.金属切削基本原理二维切削中的温度分布750刀具 工件材料：低碳易切钢； 刀具：o=30，o=7； 切削用量：ap=0.6mm， vc =0.38m/s； 切削条件：干切削， 切削塑性材料 前刀面靠近刀尖处温度最高。 切削脆性材料 后刀面靠近刀尖处温度最高。2.金属切削基本原理2.3.3 影响切削温度的因素切削用量切削用量 v v 大，大，f f 中，中，a ap p 小小刀具几何参数刀具几何参数 前角前角大大 切削温度低切削温度低刀具磨损刀具磨损主偏角主

16、偏角r r大大 切削温度高切削温度高硬度强度高，导热系数小硬度强度高，导热系数小切削温度高切削温度高 脆性材料脆性材料 切削温度低切削温度低工件材料工件材料 切削液切削液2.金属切削基本原理 工件和刀具材料不同，组成热电工件和刀具材料不同，组成热电偶两极，切削时刀具与工件接触偶两极，切削时刀具与工件接触处的高温产生温差电势，通过电处的高温产生温差电势，通过电位差计测得切削区的平均温度。位差计测得切削区的平均温度。利用红外辐射原理，借助热敏感元利用红外辐射原理，借助热敏感元件，测量切削区温度。可测量切削件，测量切削区温度。可测量切削区侧面温度场。区侧面温度场。 用不同材料、相互绝缘金属丝用不同材

17、料、相互绝缘金属丝作热电偶两极。作热电偶两极。 可测量刀具或工件指定点温度可测量刀具或工件指定点温度，可测最高温度及温度分布场。，可测最高温度及温度分布场。图 人工热电偶2.金属切削基本原理2.3.4 切削液切削液的作用切削液的作用 冷却作用冷却作用润滑作用润滑作用清洗与防锈作用清洗与防锈作用2.金属切削基本原理常用切削液及其选用水溶液水溶液=水水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂防锈剂、清洗剂、油性添加剂乳化液乳化液=乳化油乳化油+水水切削油切削油车削、钻削、攻螺纹车削、钻削、攻螺纹= 矿物油、矿物油、+动植物油动植物油极压切削油极压切削油滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工滚齿、插齿、车螺纹、一般精加

18、工磨削、粗加工磨削、粗加工= =切削油切削油+硫、氯和磷极压添加剂硫、氯和磷极压添加剂难加工材料的精加工难加工材料的精加工2.金属切削基本原理2.4磨削机理 Grinding Theory2.金属切削基本原理2.4.1 2.4.1 磨削过程磨削过程2.4.2 2.4.2 磨削力磨削力2.4.3 2.4.3 磨削热与磨削温度磨削热与磨削温度2.4.4 2.4.4 磨削过程的砂轮磨损磨削过程的砂轮磨损2.4.5 2.4.5 磨削过程磨削过程的砂轮修整的砂轮修整2.4 磨削机理 2.金属切削基本原理2.4.1 磨削过程 磨粒的形状磨粒的形状 微刃、负前角微刃、负前角 2.金属切削基本原理磨屑的形成过

19、程滑擦阶段（弹性变形阶段）滑擦阶段（弹性变形阶段） 切削厚度由零逐渐增大，只产生弹性变形切削厚度由零逐渐增大，只产生弹性变形 不产生切屑不产生切屑 刻划阶段（塑性变形阶段）刻划阶段（塑性变形阶段） 切削刃开始切入，产生塑性流动，推向前方切削刃开始切入，产生塑性流动，推向前方 和两侧，刻划出沟痕，两侧隆起和两侧，刻划出沟痕，两侧隆起切削阶段（磨屑形成阶段）切削阶段（磨屑形成阶段） 金属层受挤压，沿剪切面滑移金属层受挤压，沿剪切面滑移 形成切屑流出形成切屑流出 具体到每个磨粒，不一定三个阶段均有2.金属切削基本原理磨屑形态带状切屑带状切屑塑性材料塑性材料挤裂切屑挤裂切屑 脆性材料脆性材料球状切屑球

20、状切屑 灰烬切屑灰烬切屑 高温下高温下 2.金属切削基本原理2.4.2 磨削力 特征特征单位磨削力很大单位磨削力很大 背向力背向力FP P值最大值最大 fpcFFF进给力背向力磨削力7000070000N Nmmmm2 2以上以上 FP PFC C=2.0=2.02.52.5 2.金属切削基本原理影响磨削力的因素砂轮速度砂轮速度v vs s 工件速度工件速度v vw w和轴向进给量和轴向进给量 径向进给量径向进给量f r f r 砂轮砂轮 2.金属切削基本原理2.4.3 磨削热和磨削温度 磨削温度的基本概念磨削温度的基本概念 砂轮磨削区温度砂轮磨削区温度A A 磨粒磨削点温度磨粒磨削点温度do

21、t 10001000C C左右左右 几百度几百度 2.金属切削基本原理 影响磨削温度的主要因素 砂轮速度砂轮速度v vs s 工件速度工件速度v vw w 径向进给量径向进给量f fp p 工件材料工件材料 砂轮硬度与粒度砂轮硬度与粒度 2.金属切削基本原理2.4.4 磨削过程中的砂轮磨损 磨损形态磨损形态磨耗磨损磨耗磨损 脱落磨损脱落磨损 磨粒破碎磨粒破碎 2.金属切削基本原理砂轮的磨损过程初期磨损初期磨损磨粒破碎磨粒破碎 正常正常磨损磨损 磨耗磨损磨耗磨损 急剧磨损急剧磨损 脱落磨损脱落磨损 磨削时间砂轮磨损量2.金属切削基本原理2.4.5 磨削过程中的砂轮修整 作用：作用： 去除钝化磨粒

22、或已堵塞磨粒，露出新磨粒去除钝化磨粒或已堵塞磨粒，露出新磨粒 有足够数量的有效切削刃，提高表面质量有足够数量的有效切削刃，提高表面质量 工具：工具：单颗粒金刚石，碳化硅修整轮单颗粒金刚石，碳化硅修整轮电镀人造金刚石滚轮等电镀人造金刚石滚轮等 较小的修整导程较小的修整导程 工艺：工艺： 适宜的修整深度适宜的修整深度 2.金属切削基本原理2.5刀具磨损与刀具耐用度 Cutter Wear and Its Life 2.金属切削基本原理2.5.1 2.5.1 刀具磨损刀具磨损2.5.2 2.5.2 刀具耐用度刀具耐用度2.5 刀具磨损与刀具耐用度2.金属切削基本原理2.5.1 刀具磨损 刀具磨损的形

23、式刀具磨损的形式非正常破损：非正常破损：卷刃、裂纹、崩刀、破裂卷刃、裂纹、崩刀、破裂正常磨损：正常磨损：前刀面磨损前刀面磨损后刀后刀面磨损面磨损月牙洼宽度月牙洼宽度KBKB和深度和深度KTKT平均磨损值平均磨损值VBVB前后刀面同时磨损前后刀面同时磨损切削速度较高切削厚度较大加工塑性材料切削速度较低切削厚度较小加工塑性、脆性材料切削厚度适中加工塑性材料2.金属切削基本原理刀具磨损原因 磨料磨损磨料磨损 硬质点及积屑瘤硬质点及积屑瘤滑擦滑擦划出沟纹划出沟纹各种切速下均存在，低速情况下刀具磨损的主要原因粘结磨损粘结磨损 压力、摩擦压力、摩擦粘结、冷焊粘结、冷焊被带走被带走 中等偏低切速中等偏低切速

24、扩散磨损扩散磨损 相变磨损相变磨损 改变成分结构改变成分结构表层变脆弱表层变脆弱磨损磨损 高温下发生高温下发生温度升高，金相组织变化温度升高，金相组织变化磨损磨损高温下发生高温下发生氧化磨损氧化磨损 高温高温氧化物，硬度下降氧化物，硬度下降磨损磨损 2.金属切削基本原理刀具磨损过程 初期磨损阶段初期磨损阶段正常磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段急剧磨损阶段 2.金属切削基本原理刀具的磨钝标准 规定允许磨损量的最大值规定允许磨损量的最大值后刀面磨损带高度后刀面磨损带高度VBISOVBISO标准标准硬质合金外圆车刀的磨钝硬质合金外圆车刀的磨钝标准，一般为：标准，一般为：VBVB0.3mm0.3mm刀

25、具径向磨损量刀具径向磨损量NB-NB-精加工精加工2.金属切削基本原理2.5.2 刀具耐用度 T 新刃磨的刀具从开始切削至新刃磨的刀具从开始切削至 达到磨钝标准为止的切削时间达到磨钝标准为止的切削时间刀具寿命：刀具寿命： 一把新刀具从使用到报废为止的切削时间一把新刀具从使用到报废为止的切削时间其间包括多次重磨。刀具寿命刀具寿命=刀具耐用度刀具耐用度刀具刃磨次数刀具刃磨次数刀具耐用度的定义刀具耐用度的定义 2.金属切削基本原理切削用量对刀具耐用度的影响 影响程度：影响程度： v vc c大，大，f f 中，中，a ap p 小小 刀具耐用度允许的切削速度刀具耐用度允许的切削速度： vvyxpcv

26、mfavCT75. 025. 25CTpvafvvyxpmvTKfaTCvvv高速钢：高速钢：m=0.1 0.125硬质合金：硬质合金： m=0.2 0.3陶瓷刀具：陶瓷刀具： m0.42.金属切削基本原理不同刀具材料寿命（耐用度）比较图 不同刀具材料的耐用度比较2.金属切削基本原理刀具耐用度的选择经济耐用度经济耐用度 Tc c以单件工序成本最低的原则来确定以单件工序成本最低的原则来确定最大生产率耐用度最大生产率耐用度 Tp p以单位时间内加工工件数量最多的原则来确定以单位时间内加工工件数量最多的原则来确定车刀前刀面出现月牙洼磨损最大可能的情况是( )。A切削速度较低、切削厚度较小的情况下切削

27、塑性金属材料B切削脆性材料C提交切削速度较高、切削厚度较大的情况下切削塑性金属材料单选题1分2.金属切削基本原理2.6刀具几何参数与切削用量的选择2.金属切削基本原理2.6.1 2.6.1 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择2.6.2 2.6.2 切削用量的选择切削用量的选择2.6 刀具几何参数与切削用量的选择2.金属切削基本原理2.6.1 刀具几何参数的选择 刀具几何参数的基本内容刀具几何参数的基本内容刀具角度：刀具角度： 前角、后角、主偏角、刃倾角前角、后角、主偏角、刃倾角副偏角、副后角副偏角、副后角刀面型式：刀面型式：卷屑槽、断屑台、铲背卷屑槽、断屑台、铲背负倒棱、消振棱、刃带负倒棱、

28、消振棱、刃带切削刃的剖面形式：切削刃的剖面形式：刃形：刃形：直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃2.金属切削基本原理 刀具合理几何参数选择应考虑的因素 工件材料工件材料 化学成分、制造方法、热处理状态化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等性能，表层情况等 刀具材料及结构刀具材料及结构 化学成分、性能，刀具结构形式化学成分、性能，刀具结构形式 机床、夹具，系统刚性，功率机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液切削用量和切削液 加工条件加工条件 各参数间的联系各参数间的联系 综合考虑相互作用与影响综合考虑相互作用与影响 2.金属切削基本原理 刀具角度的选择前角

29、及前面的选择前角及前面的选择 前前角的功用角的功用大前角大前角减小切削力、切削热减小切削力、切削热 提高提高刀具寿命、表面质量刀具寿命、表面质量 但但强度降低、温度升高强度降低、温度升高使刀具耐用度为最大值的前角使刀具耐用度为最大值的前角pt 合理前角：合理前角：2.金属切削基本原理前角的选择原则 加工材料加工材料塑性材塑性材料料( (如钢如钢) )大前角大前角脆性材脆性材料料( (如铸铁如铸铁) )小前角小前角材料强度硬度小材料强度硬度小大前角大前角材料硬度强度高材料硬度强度高小前角、负前角小前角、负前角刀具材料刀具材料高速钢高速钢大前角大前角硬质合金硬质合金小前角小前角加工性质加工性质精加

30、工精加工大前角大前角粗加工粗加工小前角小前角2.金属切削基本原理表2.1 硬质合金车刀前角的合理值 2.金属切削基本原理后角及后刀面的选择 后后角角的功用的功用大后角大后角减小摩擦、提高寿命、改善表面质量减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快强度降低、散热差、磨损加快合理后角合理后角2.金属切削基本原理后角的选择原则 切削参数切削参数切削层厚度切削层厚度hD小小 大后角大后角切削层厚度切削层厚度hD大大 小后角小后角工件材料工件材料强度、硬度高强度、硬度高 小后角小后角塑性大塑性大 大后角大后角工艺系统刚性工艺系统刚性刚性差刚性差振动振动 小后角小后角精度要求高精度要求高

31、重磨重磨 小后角小后角2.金属切削基本原理表2.2 硬质合金车刀后角的合理值 2.金属切削基本原理副后角的选择 通常等于后角通常等于后角切断刀、切槽刀、锯片铣刀：切断刀、切槽刀、锯片铣刀：副后角很小一般为副后角很小一般为 0.5 0.52 22.金属切削基本原理主偏角和副偏角的选择 影响残留面积高度影响残留面积高度主、副偏角小主、副偏角小粗糙度值小粗糙度值小影响切削层形状影响切削层形状主偏角大主偏角大切削宽小厚大，负荷大切削宽小厚大，负荷大影响切削分力比例影响切削分力比例主偏角大主偏角大背向力小背向力小，进给力大进给力大影响影响刀尖角大小刀尖角大小刀尖强度、导热面积、容热体积刀尖强度、导热面积

32、、容热体积影响断屑、排屑影响断屑、排屑主偏角主偏角和副偏角的功用和副偏角的功用主偏角大主偏角大切屑变厚窄，易断切屑变厚窄，易断 2.金属切削基本原理合理主偏角值的选择 粗、半精加工粗、半精加工大主偏角大主偏角减小振动，延长寿命，断屑、大切深减小振动，延长寿命，断屑、大切深加工硬材料加工硬材料小主偏角小主偏角减轻负荷，导热容热、延长寿命减轻负荷，导热容热、延长寿命工艺系统刚性好工艺系统刚性好小主偏角小主偏角延长刀具寿命延长刀具寿命工艺系统刚性差工艺系统刚性差大主偏角大主偏角减小背向力减小背向力Fp p 2.金属切削基本原理合理副偏角值的选择 一般较小一般较小510精加工精加工小，小，0加工高强高

33、硬材料或断续切削加工高强高硬材料或断续切削小，小，4 46 6切断刀、锯片、槽铣刀切断刀、锯片、槽铣刀小，小，122.金属切削基本原理刃倾角的选择 控制切屑流出方向控制切屑流出方向 影响刀尖强度影响刀尖强度s0，非刀尖先切入，避免冲击，延长寿命非刀尖先切入，避免冲击，延长寿命影响切入切出平稳性影响切入切出平稳性s0，逐渐切入，冲击小，切削平稳逐渐切入，冲击小，切削平稳 影响切削分力间比值影响切削分力间比值s减小减小进给力减小，背向力进给力减小，背向力 增大增大 刃倾角的功用刃倾角的功用2.金属切削基本原理合理刃倾角值的选择 粗车钢、灰铸铁粗车钢、灰铸铁 冲击载荷冲击载荷强力刨削强力刨削 -10

34、 -10-20-20车淬硬钢车淬硬钢 -5 -5-12-12工艺系统刚性差工艺系统刚性差 0 0微量精车、精镗、精刨微量精车、精镗、精刨 45 457575金刚石、立方氮化硼车刀金刚石、立方氮化硼车刀 0 0-5-5 0 0-5-5精车精车钢、灰铸铁钢、灰铸铁 0 0+5+5 -5 -5-15-15冲击特别大冲击特别大 -30 -30-45-452.金属切削基本原理2.6.2 切削用量的选择 选择切削用量的原则选择切削用量的原则 生产效率生产效率 用量大，时间小。粗加工尽量增大用量大，时间小。粗加工尽量增大 机床功率机床功率 背吃刀量大，功率大。粗加工尽量增大背吃刀量大，功率大。粗加工尽量增大

35、背吃刀量影响最小，优先增大背吃刀量影响最小，优先增大刀具耐用度刀具耐用度 表面粗糙度表面粗糙度 限制提高限制提高质量、生产率、成本，耐用度质量、生产率、成本，耐用度 pafpaf基本原则：基本原则： cpvfa，合适，较大尽量大2.金属切削基本原理2.金属切削基本原理图2.1 金属切削过程中的滑移线和流线示意图2.金属切削基本原理图2.2 第一变形区金属的滑移2.金属切削基本原理图2.7 切削速度与积屑瘤高度的关系 2.金属切削基本原理图2.13 切削速度对变形系数h的影响 2.金属切削基本原理图2.14 进给量对变形系数h的影响 2.金属切削基本原理2.金属切削基本原理图2.21 磨粒的磨削过程 2.金属切削基本原理车刀的磨损形态2.金属切削基本原理图2.28 车刀典型磨损形式示意图2.金属切削基本原理图2.29 扩散磨损 2.金属切削基本原理图2.30 温度对磨损的影响 1.1.粘结磨损粘结磨损 2.2.磨粒磨损磨粒磨损 3.3.扩散磨损扩散磨损4.4.相变磨损相变磨损 5.5.氧化磨损氧化磨损 2.金属切削基本原理残留面积高度maxctgKctgKfRrfR82max