数控机床加工工艺教案gfov.docx

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1、海南科技职业学院数控机床床加工工工艺教案案机械工程程系数控技技术教研研室 编编数控机床床加工工工艺第一章 绪论论一、数控控加工在在机械制制造业中中的地位位和作用用数控机床床综合应应用了电电子计算算机、自自动控制制、精密密检测与与新型机机械结构构等方面面的技术术成果，具具有高柔柔性、高高精度与与高自动动化的特特点。应用数控控加工技技术是机机械制造造业的一一次技术术革命，使使机械制制造业的的发展进进入了一一个新的的阶段，提提高了机机械制造造业的制制造水平平，为社社会提供供了高质质量、多多品种及及高可靠靠性的机机械产品品。目前应用用数控加加工技术术的领域域已从当当初的航航空工业业部门逐逐步扩大大到汽

2、车车、造船船、机床床、建筑筑等民用用机械制制造业，并并已取得得了巨大大的经济济效益。二、数控控加工的的发展1.数控控机床的的发展 数控机床床的发展展经历了了电子管管（19952年年）、晶晶体管(19559年)、小规规模集成成电路（119655年）、大大规模集集成电路路及小型型计算机机（19970年年）和微微处理机机或微型型计算机机(19974年年)等五五代数控控系统 。由于于现代数数控系统统的控制制功能大大部分由由软件技技术来实实现，因因而使硬硬件进一一步得到到了简化化，系统统可靠性性提高，功功能更加加灵活和和完善。目目前现代代数控系系统几乎乎完全取取代了以以往的普普通数控控系统。 2.自动动

3、编程系系统的发发展 在本世纪纪50年年代后期期，美国国首先研研制成功功了APPT(AAutoomatticaallyy Prrogaammeed TToolls)系系统。到到了本世世纪600年代和和70年年代又先先后发展展了APPT和APPT 系统统。在西西欧和日日本，也也在引进进美国技技术的基基础上发发展了各各自的自自动编程程系统，如如德国的的EXAAPT系系统、法法国的IIFAPPT系统统、英国国的2CCL系统统等。我我国的自自动编程程系统发发展较晚晚，但进进步很快快，目前前主要有有用于航航空零件件加工的的SKCC系统以以及ZCCK、ZZBC和和用于线线切割加加工的SSKG等等系统。3.自

4、动动化生产产系统的的发展 在本世纪纪60年年代末期期出现了了直接数数控系统统DNCC(Diirecct NNC)，119766年出现现了由多多台数控控机床联联接成可可调加工工系统，这这是最初初的柔性性制造系系统FMMS（FFlexxiblle MManuufctturiing Celll)。自自动化生生产系统统的发展展，使加加工技术术跨入了了一个新新的里程程，建立立了一种种全新的的生产模模式。我我国已开开始在这这方面进进行探索索与研制制，并取取得了可可喜的成成果，已已有一些些FMSS和CIIMS成成功地用用于生产产。三、数控控加工的的特点（1） 自动化化程度高高（2） 加工精精度高，加加工质量

5、量稳定（3）对对加工对对象的适适应性强强（4）生生产效率率高（5） 易于建建立计算算机通信信网络当然，数数控加工工在某些些方面也也有不足足之处，这这就是数数控机床床价格昂昂贵，加加工成本本高，技技术复杂杂，对工工艺和编编程要求求较高，加加工中难难以调整整，维修修困难。为为了提高高数控机机床的利利用率，取取得良好好的经济济效益，需需要确实实解决好好加工工工艺与程程序编制制、刀具具的供应应、编程程与操作作人员的的培训问问题。四、数控控加工工工艺研究究的内容容及任务务数控机床床加工工工艺的内内容包括括金属切切削和加加工工艺艺的基本本知识和和基本理理论、金金属切削削刀具、典典型零件件加工及及工艺分分析

6、等。数数控机床床加工工工艺研究究的宗旨旨是，如如何科学学地、最最优的设设计加工工工艺，充充分发挥挥数控机机床的特特点，实实现在数数控中的的优质、高高产、低低耗。通过本课课程的学学习，应应基本掌掌握数控控加工的的金属切切削及加加工工艺艺的基本本知识和和基本理理论；学学会选择择机床、刀刀具、夹夹具及零零件表面面的加工工方法；掌握数数控加工工工艺设设计方法法；通过过有关教教学环节节的配合合，初步步具有制制订中等等复杂程程度零件件的数控控加工工工艺和分分析解决决生产中中一般工工艺问题题的能力力。五、数控控机床加加工工艺艺的特点点及学习习方法数控机床床加工工工艺是一一门综合合性、实实践性、灵灵活性强强的

7、专业业技术课课程。学学习本课课程应注注意下列列几点：本课程包包含面广广、内容容丰富、综综合性强强。在学学习时要要善于将将数控控加工基基础和和数控控机床等等知识同同本课程程的知识识结合起起来，合合理的综综合运用用。数控机床床加工工工艺同生生产实际际密切相相关，其其理论源源于生产产实际，是是长期生生产实践践的总结结。数控机床床加工工工艺的应应用有很很大的灵灵活性。对对具体问问题要具具体分析析，优选选最佳方方案。 - 153 -第一章 数控加加工的切切削基础础第一节 概 述一、切削削运动及及加工中中的工件件表面（一）切切削运动动在切削过过程中，刀刀具和工工件之间间必须有有相对运运动，这这种相对对运动

8、就就称为切切削运动动。按切切削运动动在切削削加工中中的功用用不同分分为主运运动和进进给运动动。1.切削削运动（1）主主运动：主运动动是由机机床提供供的主要要运动，它它使刀具具和工件件之间产产生相对对运动，从从而使刀刀具前刀刀面接近近工件并并切除切切削层 。(图图11) （2）进进给运动动：进给给运动又又称走刀刀运动，是是由机床床提供的的使刀具具与工件件之间产产生附加加的相对对运动，即即进给运运动是切切削过程程中使金金属层不不断地投投入切削削，加上上主运动动从而加加工出完完整表面面所需的的运动。 (图111) 总之，在在各类切切削加工工中，主主运动必必须有一一个，而而进给运运动可以以有一个个(如

9、车车削)、两两个(如如圆磨削削)或多多个，甚甚至没有有(如拉拉削)。 由主运动动和进给给运动合合成的运运动称为为合成切切削运动动（图221）。刀刀具切削削刃上选选定点相相对工件件的瞬时时合成运运动方向向称为合合成切削削运动方方向，其其速度称称为合成成切削速速度。合合成切削削速度为为同一选选定点的的主运动动速度与与进给运运动速度度的矢量量和，即即：Ve=VVc+VVf（二）加加工中的的工件表表面切削过程程中，工工件上多多余的材材料不断断地被刀刀具切除除而转变变为切屑屑，因此此工件在在切削过过程中形形成了三三个不断断变化的的表面：（1）已已加工表表面 工件件上经刀刀具切削削后产生生的表面面称为已已

10、加工表表面。 （图111） （2）待待加工表表面 工件件上有待待切除切切削层的的表面称称为待加加工表面面。 （图图11）（3）过过渡表面面 过渡渡表面就就是工件件上由切切削刃形形成的那那部分表表面，它它在下一一切削行行程（如如刨削）、刀刀具或工工件的下下一转里里(如单单刃镗削削或车削削)将被被切除，或或者由下下一切削削刃(如如铣削)切除。 （图111）。二、切削削要素 切削要素素包括切切削用量量和切削削层的几几何参数数。（一）切切削用量量（图112） 1、切削削速度（vc） 切切削刃选选定点相相对于工工件主运运动的瞬瞬时速度度称为切切削速度度。大多多数切削削加工的的主运动动是回转转运动，其其切

11、削速速度vc（单单位为mm/miin)的的计算公公式见式式（1-1）。2.进给给量（ff） 刀具在进进给方向向上相对对于工件件的位移移量称为为进给量量，可用用刀具或或工件每每转或每每行程的的位移量量来表达达或度量量（图11-2）。车削时的的进给速速度vf（单单位为mmm/mmin)与进给给量之间间的关系系见式（11-2）。3.背吃吃刀量（ap)背吃刀量量是已加加工表面面和待加加工表面面之间的的垂直距距离，其其单位为为mm。外外圆车削削时见式式（1-4）。（二）切切削层参参数1.切削削厚度（h D） 切削厚厚度是在在垂直于于切削刃刃的方向向上度量量的切削削层截面面的尺寸寸。直线线切削刃刃上各点点

12、的切削削层厚度度相等（图图1-33）。见见式（11-5）。2.切削削宽度（b D） 切削削宽度是是沿切削削刃方向向度量的的切削层层截面尺尺寸。对对于直线线主切削削刃，见见式（11-6）。3.切削削面积（A D） 切削削面积是是指切削削层在切切削层尺尺寸平面面里的横横截面积积，即图图1-55中的AABCDD所包围围的面积积。车削时切切削面积积A DD可按式式（1-7）计计算。三、刀具具几何角角度（一）刀刀具切削削部分组组成要素素1、前刀刀面(AA) 刀具具上切屑屑流过的的表面。2、主后后刀面(A) 刀具具上与过过渡表面面相对的的表面。 3、副后后刀面(A) 刀具具上与已已加工表表面相对对的表面面

13、。 4、主切切削刃(S) 前刀刀面与主主后刀面面的交线线，它完完成主要要的金属属切除工工作。 5、副切切削刃(S) 前刀刀面与副副后刀面面的交线线，它配配合主切切削刃完完成金属属切除工工作，负负责最终终形成工工件已加加工表面面。 6、刀尖尖 主切切削刃与与副切削削刃的连连接处的的一小部部分切削削刃。它它分为修修圆刀尖尖和倒角角刀尖两两类(图图26)（二）刀刀具切削削部分的的几何角角度 1、正交交平面参参考系(图27) 基面面(Prr) 通过过切削刃刃选定点点并垂直直于主运运动方向向的平面面。 切削削平面(PS) 通过过切削刃刃选定点点与切削削刃相切切并垂直直于基面面的平面面。 正交交平面(Po

14、) 正交交平面是是指通过过切削刃刃选定点点并同时时垂直于于基面和和切削平平面的平平面。 2、刀具具的标注注角度（图图28） （1）在在正交平平面中测测量的角角度 前角角(o) 前刀刀面与基基面间的的夹角。当当前刀面面与切削削平面夹夹角小于于90时，前前角为正正值；大大于900时，前前角为负负值。它它对刀具具切削性性能有很很大的影影响。 后角角(o) 后刀刀面与切切削平面面间的夹夹角。当当后刀面面与基面面夹角小小于900时，后后角为正正值；大大于900时，后后角为负负值。它它的主要要作用是是减小后后刀面与与工件之之间的摩摩擦和减减少后刀刀面的磨磨损。楔角(o) 前刀刀面与后后r刀面面的夹角角。

15、o = 900（o +o）（2）在在基面中中测量的的角度主偏角角（r） 主切削削平面与与假定进进给运动动方向之之间的夹夹角，总总为正值值。主偏偏角的大大小影响响切削条条件和刀刀具寿命命。车刀刀常用的的主偏角角有455、600、755和900四种。 副偏角角(r) 副切切削平面面与假定定进给运运动反方方向间的的夹角。其其大小主主要影响响表面粗粗糙度。刀尖角角(r) 主切切削平面面与副切切削平面面间的夹夹角。r = 1880（r +r） （3）在在切削平平面中测测量的角角度 刃倾角(S) 主切切削刃与与基面间间的夹角角。当刀刀尖相对对于车刀刀刀柄安安装面处处于最高高点时，刃刃倾角为为正值；当刀尖尖

16、处于最最低点时时，刃倾倾角为负负值；当当切削刃刃平行于于刀柄安安装面时时，刃倾倾角为00（4）在在副正交交平面中中测量的的角度在副正交交平面中中测量的的角度有有副后角角，它是是副后刀刀面与副副切削平平面间的的夹角。3.刀具具的工作作角度现以横车车为例说说明刀具具的工作作角度。如如图1-11所所示。四、刀具具材料（一）刀刀具材料料应具备备的性能能1.高的的硬度和和耐磨性性2.足够够的强度度和韧性性3.良好好的耐性性和导热热性4.良好好的工艺艺性5.经济济性（二）刀刀具材料料的种类类1.高速速钢 高速钢钢是含有有较多的的钨、铬铬、钼、钒钒等合金金元素的的高合金金工具钢钢。(1)通通用型高高速钢 ：

17、不适适合高速速切削和和硬的材材料切削削。(2)高高性能高高速钢：加工奥奥氏体不不锈钢、高高温合金金、钛合合金、超超高强度度钢等难难加工材材料。2、硬质质合金常用的硬硬质合金金有三大大类（1）钨钨钴类硬硬质合金金(YGG)：适适用于加加工脆性性材料(铸铁等等)。（2）钨钨钛钴类类硬质合合金(YYT)：适用于于切屑呈呈带状的的钢料等等塑性材材料。（3）钨钨钛钽(铌)类类硬质合合金(YYW) ：既能能加工钢钢、铸铁铁、有色色金属，也也能加工工高温合合金、耐耐热合金金及合金金铸铁等等难加工工材料。3.其他他刀具材材料（1）涂涂层刀具具材料：刀具既既具有基基体材料料的强度度和韧性性，又具具有很高高的耐磨

18、磨性（2）陶陶瓷材料料：主要要用于钢钢、铸铁铁、高硬硬度材料料及高精精度零件件的精加加工。（3）金金刚石：一般不不适宜加加工黑色色金属，主主要用于于有色金金属以及及非金属属材料的的高速精精加工。（4）立立方氮化化硼(CCNB) ：目目前主要要用于加加工淬硬硬钢、冷冷硬铸铁铁、高温温合金和和一些难难加工材材料第二节 金属切切削过程程基本规规律及其其应用一、切屑屑的形成成及种类类（一）切切屑的形形成过程程从实践中中可知，切切屑的形形成过程程就是切切削层变变形的过过程。在在切削过过程中把把切削区区域分为为三个变变形区，如如图1-12所所示。1.第变形区区 即剪切滑滑移区，如如图1-13所所示。2.第

19、变形区区 这一层滞滞缓流动动的金属属称为滞滞流层。3.第变形区区 将影响到到工件的的表面质质量及使使用性能能。（二）切切削的种种类根据切削削过程中中变形程程度的不不同，可可把切削削分为四四种不同同的形态态，如图图1-114所示示。1、带状状切屑2、挤裂裂切屑3、单元元切屑4、崩碎碎切屑二、积屑屑瘤（一）积积屑瘤的的现象在中速或或较低切切削速度度范围内内，切削削一般钢钢料或其其它塑性性金属材材料而，又又能形成成带状切切屑时，常常在切削削刃口附附近粘结结一硬度度很高的的楔形金金属块，它它包围着着切削刃刃覆盖部部分前刀刀面，这这种楔形形金属块块称为积积屑瘤， 如图（11-155）所示示。（二）积积屑

20、瘤的的形成过过程在一定的的切削条条件下，切切削底层层与前刀刀面接触触处发生生粘结，使使与前刀刀面接触触的切削削底层金金属流动动较慢，而而上层金金属流动动较快。流流动较慢慢的切削削底层，称称为滞流流层。如如果温度度与压力力适当，滞滞流层金金属就与与前刀面面粘结成成一体。随随后，新新的滞流流层在此此基础上上逐层积积聚、粘粘合，最最后长成成积屑瘤瘤。（三）积积屑瘤在在切削过过程中的的作用1.增大大前角2.增大大切削厚厚度3.增大大已加工工表面粗粗糙度4.影响响刀具耐耐用度（四）影影响积屑屑瘤的主主要因素素及防止止方法1.切削削速度 控制制切削速速度使切切削温度度控制在在3000以下或或3800以上，

21、就就可以减减少积屑屑瘤的生生成。2.进给给量 适当当降低进进给量，则则可削弱弱积屑瘤瘤的生成成基础。3.前角角 前角角增大到到35时，一一般不产产生积屑屑瘤。4.切削削液 采用润润滑性能能良好的的切削液液可以减减少或消消除积屑屑瘤的产产生。三、切削削力（一）切切削力的的来源及及分解切削时作作用在刀刀具上的的力来自自两个方方面，即即三个变变形区内内产生的的弹性变变形抗力力和塑性性变形抗抗力；切切屑、工工件与刀刀具间的的摩擦力力。如图图1-116所示示它们的的合力FFr作用用在前刀刀面上近近切削刃刃处。1、主切切削力FFc2、背向向力FP3、进给给抗力FFf总切削力力与它们们之间的的关系见见式（1

22、1-155）。Fp、FFf与Fpf有有如下关关系见式式（1-16），（11-177）。（二）计计算切削削力的经经验公式式1.计算算切削力力的指数数公式 计计算切削削力Fc的指指数公式式见式（11-188）。2.用单单位切削削力计算算切削力力的公式式见式（11-222）。单位切削削力是指指单位切切削面积积上的主主切削力力，用pp（单位位为N/m）表表示。（三）切切削功率率1、切削削功率用用Pc表示示，单位位为kWW，计算算公式见见式（11-233）。2、机床床电动机机消耗的的功率PPE（单单位为kkW）见见式（11-244）。（四）影影响切削削力的主主要因素素1.工件件材料的的影响2.切削削用量

23、的的影响（1）背背吃刀量量和进给给量（2）刀刀具磨损损的影响响（3）切切削速度度（4）切切削液的的影响（5）刀刀具几何何角度的的影响3.刀具具几何角角度的影影响4.刀具具磨损的的影响5.切削削液的影影响四、切削削热与切切削温度度（一）切切削热的的产生切削热的的产生 具体在在三个变变形区内内产生，如如图1-18所所示。（二）切切削温度度及其影影响因素素1.切削削用量对对切削温温度的影影响2.刀具具几何参参数对切切削温度度的影响响3.工件件材料对对切削温温度的影影响4.刀具具磨损对对切削温温度的影影响5.切削削液对切切削温度度的影响响五、刀具具磨损与与刀具耐耐用度（一）刀刀具磨损损形式下面主要要介

24、绍正正常磨损损的形态态（1-19）。1、前面面磨损 （见图图1-119a）2、后面面磨损 （见图图1-119b3、前面面和主后后面同时时磨损（二）刀刀具磨损损过程与与磨钝标标准1.刀具具磨损过过程 （见见图1-20）（1）初初期磨损损阶段（OOA）（2）正正常磨损损阶段（AAB）（3）急急剧磨损损阶段（BBC）2刀具具的磨钝钝标准刀具磨损损到一定定限度就就不能继继续使用用，这个个磨损限限度称为为刀具的的磨钝标标准。由由于后刀刀面磨损损最常见见，且易易于控制制和测量量，因此此通常按按后刀面面磨损宽宽度来制制定磨钝钝标准。（三）刀刀具耐用用度1刀具具耐用度度的定义义所谓刀具具耐用度度（又称称刀具寿

25、寿命）是是指刃磨磨后的刀刀具自开开始切削削直到磨磨损量达达到磨钝钝标准为为止的切切削时间间，以TT表示，单单位为分分钟。一把新刀刀从开始始投入切切削到报报废为止止总的实实际切削削时间，称称为刀具具总寿命命。因此此刀具总总寿命等等于这把把刀的刃刃磨次数数（包括括新刀开开刃）乘乘以刀具具耐用度度。2、影响响刀具耐耐用度的的因素刀具耐用用度的经经验公式式由于切削削速度对对切削温温度影响响最大，因因而对刀刀具磨损损影响最最大，因因此切削削速度是是影响刀刀具耐用用度的最最主要因因素。它它们的关关系是用用实验方方法求得得的。同样按照照求T-v关系式式的方法法，固定定其他切切削条件件，分别别改变进进给量和和

26、背吃刀刀量，求求得T-f和T-ap关系式式。综合整理理后，得得出下列列刀具耐耐用度的的实验公公式：式中，CCT与工工件材、刀刀具材料料和其他他切屑条条件有关关的常数数。例如用YYT5硬质质合金车车刀切屑屑b=0.63GGPa（665kgf/mmm2）的钢钢碳时，切切削用量量三要素素的指数数分别为为：；，它们们分别表表示各切切削用量量对刀具具耐用度度的影响响程度。可可见，切切削速度度v对刀具具耐用度度的影响响最大，进进给量ff次之，背背吃刀量量ap最小。在在保证一一定刀具具耐用度度的条件件下，为为提高生生产率，应应首先选选取大的的背吃刀刀量，然然后选取取较大的的进给量量，最后后选择合合理的切切削

27、速度度。（1）切切削用量量在保证一一定刀具具耐用度度的条件件下为了了提高生生产效率率，应首首先选取取大的背背吃刀量量p，然然后选择择较大的的进给量量f，最最后选择择合理的的切削速速度Vcc。（2）刀刀具的几几何参数数刀具几何何参数对对刀具耐耐用度影影响最大大的是前前角 o 和和主偏角角Kr前角oo增大，可可使切削削力减小小，切削削温度降降低，耐耐用度提提高；但但是前角角o太大大会使锲锲角o太小小，刀具具强度削削弱，散散热性差差，且易易与破损损，刀具具耐用度度降低。由由此可见见，对于于每一种种具体加加工条件件，都有有一个使使刀具耐耐用度TT最高的的合理的的数值。主偏角KKr减小小，可使使刀尖轻轻

28、度提高高，改善善散热条条件，提提高道具具耐用度度；但主主偏角KKr过小小，则背背力增大大，对刚刚性差的的工艺系系统，切切削时引引起 振振动。此外，如如果减小小副偏角角Kr，增大大刀尖圆圆弧半径径R，其对对刀具耐耐用度的的影响与与主偏角角减小时时相同。（3）刀刀具材料料刀具材料料的高温温强度越越高，耐耐磨性越越好，道道具耐用用度就越越高。但但在有冲冲击切削削和难加加工材料料切削时时，影响响刀具耐耐用度的的主要因因素是冲冲击和抗抗弯强度度。韧性性越好，抗抗弯强度度越高，越越不容易易产生破破损 （4）工工件材料料工件材料料的温度度越高，耐耐磨性越越好，刀刀具耐用用度越低低。此外外，工件件的塑性性、韧

29、性性越高，导导热性越越低，切切削温度度越高，刀刀具耐用用度越低低。3、刀具具耐用度度的确定定合理选择择刀具耐耐用度，可可以提高高生产率率和降低低加工成成本。刀刀具耐用用度过高高，就要要选取较较小的切切削用量量，从而而降低金金属切削削率，降降低生产产率，提提高了加加工成本本。反之之耐用度度过低，虽虽然可以以采取较较大的切切削用量量，却因因刀具磨磨损快，换换刀、磨磨刀时间间增加，刀刀具费用用增大，同同样会使使生产效效率降低低和成本本提高。目目前的刀刀具耐用用度见下下表。刀具类型型耐用度TT值高速钢车车刀高速钢钻钻头硬质合金金焊接车车刀硬质合金金可转位位车刀硬质合金金面铣刀刀齿轮刀具具自动机用用高速

30、钢钢车刀609908011206015330120180020030001802000选择刀具具耐用度度时，应应考虑到到以下几几点；1）复杂杂的、高高精度的的、多刃刃的刀具具耐用度度应比简简单的、低低精度的的、单刃刃刀具高高2）可转转位刀具具换刀、换换刀片快快捷，为为使切削削刃始终终处于锋锋利状态态，3) 精精加工刀刀具切削削负荷小小，道具具耐用度度应比粗粗加工刀刀具选的的高一些些4）精加加工大件件时，为为了避免免中途换换刀，耐耐用度应应选的高高一些5）数控控加工时时，刀具具耐用度度大于一一个工作作班，至至少应大大于一个个零件的的切削时时间第三节 金属属材料的的切削加加工性一、金属属材料切切削

31、加工工的概念念 金金属材料料的性能能不同，切切削加工工的难易易程度也也不同。例例如，与与切削445钢相相比，切切削铜、铝铝合金比比较为快快；且笑笑合金钢钢比较困困难；切切削耐热热合金更更为困难难。金属属材料切切削材料料的难易易程度成成为材料料额度切切削加工工性。 金金属材料料的切削削加工与与材料的的力学、物物力性能能以及加加工要求求和切削削条件有有关。一一般的说说，良好好的且笑笑加工性性能是指指：刀具具耐用度度T 较较高或一一定耐用用度下的的切削速速度VccT较高高；切削削力较小，切切削温度度较低；容易获获得好的的表面质质量；切切削形状状容易控控制或容容易断屑屑，反之之则认为为切削性性差。二、

32、衡量量金属材材料切削削加工性性的指标标衡量金属属材料切切削加工工性的指指标较多多，最常常用的是是切削速速度Vcct和相相对加工工性Krr。Vct的的含义是是当刀具具耐用度度为T时时，切削削某种材材料所允允许的最最大切削削速度。在在形同的的道具耐耐用度夏夏，Vcct 值值高的材材料切削削加工性性较好。一一般用TT=600minn时所允允许的VVct 高低来来评价材材料的加加工性的的好坏。难难加工材材料用VVct来来评定。Kr是以以正火状状态455钢的VVc600为基准准，记作作（Vcc60）jj，将其其它材料料的Vcc60 与（VVc600）j相相比，即即 KKr=VVc600/（VVc600）

33、j凡Kr大大于1 的材材料，其其加工性性比455钢好；Kr小小于1的的材料，加加工性比比45钢钢叉。常常对加工工性分为为八级加工性等等级名称及种种类相对加工工Kr代表性材材料1很容易切切削的材材料一般有色色金属3.005-5-5铜铅铅合金，99-4铝铝铜合金金，铝镁镁合金2容易切削削的材料料易切削钢钢2.53.00退火155Cr，自自动机钢钢3较易切削削钢1.62.55正火300钢4普通材料料一般钢及及铸铁1.01.6645钢，灰灰铸铁5稍难切削削材料0.6551.02Cr113调质质85钢6难切削材材料较难切削削材料0.50.66545r调调质65Mnn调质7难切削材材料0.1550.550

34、Crr调质，11Cr118Nii9Tii，某些钛合合金8很难切削削材料0.115某些钛合合金三、改善善金属材材料切削削加工的的途径材料的切切削加工工性对生生产率和和表面质质量有很很大的影影响，因因此在满满足零件件使用要要求前提提下，应应尽量选选用加工工性比较较好的材材料材料的切切削加工工性，还还可以通通过一些些措施予予以改善善，采用用热处理理方法是是改善材材料切削削加工性性的重要要途径之之一。例例如，低低碳钢的的塑性过过高，通通过正火火适当降降低塑性性，提高高硬度，可可使网状状片状的的渗碳体体组织转转变为球球状的渗渗碳体，从从而降低低硬度，改改善切削削加工性性；出现现白口组组织的铸铸铁，可可在

35、9550110000度下退退火来降降低硬度度，使切切削加工工较易进进行。此外，调调整材料料的化学学成分也也是改善善其切削削加工性性的重要要途径。例例如在钢钢中适当当加入硫硫、铝等等元素是是之成为为易切钢钢，切削削时可使使刀具的的耐久度度提高，切切削力减减小，断断屑容易易，并可可获得较较好的表表面加工工质量。第四节 刀具几何何参数的的合理选选择一、前角角的选择择：尽量大大（一）前前角的功功用 前角的功功用主要要影响切切削变形形和切削削力的大大小及刀刀具耐用用度和表表面质量量的高低低。增大大前角使使切削变变形和摩摩擦减少少，故切切削力小小、切削削热少，加加工表面面质量高高。但前前角过大大，刀具具强

36、度降降低，散散热体积积减少，刀刀耐用度度下降。减减少前角角，刀具具强度提提高，刀刀屑变形形增大，易易断屑。但但前角过过小，会会使切削削力和切切削热增增加，道道具耐用用度降低低。（二）合合理前角角的选择择原则 刀具具材料： 脆性oo（高速速钢o，硬质质合金o，陶瓷瓷o ） 工件件材料：塑性材料料o , 脆性材材料o , 强度o , 硬度o 加工工要求：粗加工o , 断续切切削o , 精加工工o 机床床功率和和系统刚刚度: 功率大刚刚度高 , 数数控机床床、自动动线：二、后角角的选择择：尽量量小（一）后后角的功功用后角的主主要功用用是减小小主后刀刀面与过过渡表面面的弹性性恢复层层之间的的摩擦，减减

37、轻刀具具磨损。后后角小使使主后刀刀面与工工件表面面的摩擦擦加剧，刀刀具磨损损加大，工工件冷硬硬程度增增加，加加工表面面质量差差；尤其其是切削削厚度较较小时，由由于刃口口钝圆半半径的影影响，上上述情况况更为严严重。后后角增大大，摩擦擦减小，也也减小了了刃口钝钝圆半径径，这对对切削厚厚度较小小的情况况有利，但但使刀刃刃强度和和散热情情况变差差。（二）合合理后角角的选择择原则 粗加加工：o , 精精加工：o 塑性性材料:o , 脆脆性材料料:oo, 硬硬度高:o , 强度高高o 工艺艺系统：刚度高o三、前后后刀面的的形式及及选择 （1）前前刀面常常见的形形式及其其选择 a、正前前角单平平面型：精加工

38、工刀具、复复杂刀具具加工脆脆性材料料的刀具具b、正正前角曲曲面带倒倒棱型：加工塑塑性材料料的刀具具c、负负前角单单平面型型：后刀刀面磨损损刀具 d、负负前角双双平面型型：前后后刀面磨磨损的刀刀具（2）后后刀面的的常见形形式单一后后刀面：基本形式式、常用用，精加加工刀用用 有刃刃带的后后刀面：可增加刀刀具耐磨磨性，定定尺寸刀刀具用带消振振棱的后后刀面：可抑制振振动，加加工时容容易振动动使用 双重重或三重重后刀面面：可增加刃刃口强度度，较少少后刀面面磨损四、主偏偏角及负负偏角的的选择（一）主主偏角的的功用及及合理主主偏角的的选择1、主偏偏角的功功用主偏角的的功用主主要影响响刀具耐耐用度、已已加工表

39、表面粗糙糙度及切切削力的的大小。主主偏角r较小小，则刀刀头强度度高，散散热条件件好，已已加工表表面残留留面积高高度小，作作用主切切削刃的的长度长长，单位位作用主主切削上上的切削削负荷小小；其负负面效应应为背向向力大，切切削厚度度小，断断屑效果果差。主主偏角较较大时，所所产生的的影响与与上述完完全相反反。2、主偏偏角的功功用 系统统刚度：刚度好好，Krr取小值值，刚度度差，KKr取大大值 工件件形状：Kr按按工件阶阶梯的角角度选 工件件材料：工件很很硬时，KKr取小小值 散热热条件：需要时时加强散散热时，KKr取小小值 产量量条件：需要刀刀具通用用性好时时,取KKr990、Krr455（二）副副

40、偏角的的功用及及合理副副偏角的的选择1、副偏偏角的功功用负偏角的的功用主主要是减减小副切切削刃和和已加工工表面的的摩擦。较较小的副副偏角，可可减小残残留面积积高度，提提高刀具具强度和和改善散散热条件件，但将将增加副副后刀面面与已加加工表面面之间的的摩擦，且且易引起起振动。2、副偏偏角的选选择1）一般般刀具的的副偏角角 ，在在不引起起振动的的情况下下，可选选取较小小的副偏偏角，如如车刀、刨刨刀均可可取r=5度10度度2）精加加工刀具具的副偏偏角应取取的小一一些，以以减小残残留面积积，从而而减小表表面粗糙糙度。3）加工工强度、高高硬度材材料或断断续切削削时，应应取较小小的副偏偏角（r =4度度6度

41、度）4）切断断刀、锯锯片刀和和槽铣刀刀等，为为了保证证刀头强强度和重重磨后刀刀头宽度度变化较较小，只只能取很很小的副副偏角。（r =1度2度）五、刃倾倾角的功功用（一）刃刃倾角的的功用 刃倾角主主要影响响切削流流向和刀刀尖强度度。刃倾倾角为正正值，切切削开始始为正值值，切削削开始时时刀尖与与工件接接触，切切屑流向向待加工工表面，可可避免缠缠绕和划划伤已加加工表面面，对半半精加工工、精加加工有利利。刃倾倾角为负负值。切切削开始始时刀尖尖后接触触工件，切切屑流向向已加工工表面，容容易将已已加工表表面划伤伤；在粗粗加工开开始时，尤尤其是在在断续切切削时，可可避免刀刀尖受冲冲击，起起保护刀刀尖的作作用

42、，并并可改善善刀具散散热条件件。（二）刃刃倾角的的选择刃倾角：使刀具具刃口锋锋利，切切削平稳稳原则：1）粗加加工S 0（使使FP小小些）2）断续续切削：S 0（保保护刀尖尖）3）工件件b、HHB大：S 0（使使FP小小些）55）微量量切削：S取大大值(使使刀具实实际刃口口半径）面间的摩摩擦。一一般车刀刀、刨刀刀等的副副后角取取得与主主后角相相等；而而切断到到、切槽槽刀及锯锯刀铣刀刀等的副副后角因因受刀头头强度限限制，只只能取得得较小，通通常 =1度 2度度 五、其他他几何参参数的选选择（一）负负倒棱及及其参数数的选择择在粗加工工钢和铸铸铁的硬硬质合金金刀具上上，常在在主切削削刃上磨磨出一个个前

43、角为为负值的的倒棱面面，称为为负倒棱棱。其作作用是增增加刀刃刃强度，改改善刃部部散热条条件，避避免崩刃刃并提高高刀距耐耐用度。由由于倒棱棱宽度很很窄，它它不改变变刀具前前角的作作用。负倒棱参参数（包包括倒棱棱宽度bb1和倒棱棱角r001）应应适当选选择。太太小时，起起不到应应有的作作用。太太大时，又又会增大大切削力力和切削削变形。一一般情况况下，工工件材料料强度、硬硬度高，而而刀具材材料的抗抗弯强度度低且进进给量大大时，bb1和01应较大大；加工钢料料时：若p0.22mm，ff0.3mmm/r，可可取b1=（00.30.88）f，01=-5度 -10度；当p）22mm，ff0.7mmm/r，

44、b1=（00.30.88）f ，01= 25度（二）过过渡刃及及其参数数选择从第一节节中已知知，连接接刀具主主、副切切削刃的的刀尖通通常磨成成一段圆圆弧或直直线刃，他他们统称称为过渡渡刃。两种过渡渡刃：圆圆弧过渡渡刃，直直线过渡渡刃 取过过渡刃：粗加工用用直线过过渡刃精精加工用用圆弧过过渡刃：高速钢钢：r.mm硬硬质合金金：r.mm 设修修光刃：Kr= 0b= (1.211.8)f六、刀具具几何参参数选择择示例对于上述述刀具几几何参数数的选择择原则不不能生搬搬硬套，而而是根据据具体情情况分析析，合理理运用。下下面以加加工细长长轴的银银白屑车车刀为例例，加以以介绍分分析（一）加加工对象象加工碳钢

45、钢光扛、丝丝扛等长长轴零件件（d=1030mmm）（二）使使用机床床中等功率率、刚性性一般的的数控机机床（三）刀刀具材料料刀具材料料为硬质质合金YYT155，刀杆杆材料为为45钢钢。（四）刀刀距几何何参数的的选择和和分析共建材料料的切削削加工性性是好的的，切削削过程中中要解决决的主要要矛盾是是防止工工件的弯弯曲变形形。为此此要尽量量见效背背向力，增增强工艺艺系统得得刚性，防防止振动动的产生生。1)采用用较大的的前角o=220度30度度，以见见效切屑屑的变形形，减小小切削力力，使切切削轻快快。2）采用用较大的的主偏角角Kr=90度度，以减减小背向向力，避避免加工工时共建建的弯曲曲变形和和振动。3)沿主主切削刃刃磨出bb1=0.150.22mm01=,20度度30度度的倒棱棱，在切切削过程程中他作作为产生生积削瘤瘤的基座座并能提提高切削削刃的强强度。由由于负倒倒