机械制造基础第十章金属切削加工基础知识12470.pptx

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1、机械制造基础第十章 金属切削加工基础知识 主讲：仝勖峰西安电子科技大学本章内容n n金属切削加工的工作原理及特点，切削运金属切削加工的工作原理及特点，切削运动和切削要素；动和切削要素；n n切削刀具基础知识；切削刀具基础知识；n n金属切削过程中的物理现象。金属切削过程中的物理现象。一、切削加工切削切削切削切削:利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。切削加工切削加工切削加工切削加工=钳工钳工钳工钳工+机械加工机械加工机械加工机械加工 机机机机械械械械加加加加

2、工工工工利利利利用用用用机机机机械械械械力力力力对对对对各各各各种种种种工工工工件件件件进进进进行行行行加加加加工工工工的的的的方方方方法。法。法。法。机机机机械械械械加加加加工工工工的的的的方方方方法法法法许许许许多多多多：车车车车、钻钻钻钻、铣铣铣铣、刨刨刨刨和和和和磨磨磨磨等等等等多多多多种种种种，但但但但它它它它们们们们在在在在切切切切削削削削运运运运动动动动、切切切切削削削削刀刀刀刀具具具具、切切切切削削削削过过过过程程程程的的的的物物物物理理理理实质等方面都有着共同的现象和规律。实质等方面都有着共同的现象和规律。实质等方面都有着共同的现象和规律。实质等方面都有着共同的现象和规律。二

3、、切削运动与切削要素1 1、零件表面的形成、零件表面的形成 零件表面的组成有：零件表面的组成有：基本表面平面、外、内圆面；基本表面平面、外、内圆面；成形面：沟、槽、螺纹及齿面等成形面：沟、槽、螺纹及齿面等 金属切削基础知识录像金属切削基础知识录像 1 1、零件表面的形成、零件表面的形成 2、切削运动2 2 2 2、切削运动、切削运动、切削运动、切削运动 1 1 1 1）三个表面）三个表面）三个表面）三个表面 在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表面，在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表面，在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表面，在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表

4、面，即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。（1 1 1 1）待加工表面）待加工表面）待加工表面）待加工表面 工件上即将切去切屑的表面。工件上即将切去切屑的表面。工件上即将切去切屑的表面。工件上即将切去切屑的表面。（2 2 2 2）已加工表面）已加工表面）已加工表面）已加工表面 工件上已切去切屑的表面。工件上已切去切屑的表面。工件上已切去切屑的表面。工件上已切去切屑的表面。（3 3 3 3）过渡表面）过渡表面）过渡表面）过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面，工件上由切削刃形成的那

5、部分表面，工件上由切削刃形成的那部分表面，工件上由切削刃形成的那部分表面，即已加工表面和待加工表面之间的过渡表面。即已加工表面和待加工表面之间的过渡表面。即已加工表面和待加工表面之间的过渡表面。即已加工表面和待加工表面之间的过渡表面。2、切削运动2、切削运动切削运动：刀具与工件之间的相对运动。切削运动：刀具与工件之间的相对运动。切削运动：刀具与工件之间的相对运动。切削运动：刀具与工件之间的相对运动。切削运动又分主运动和进给运动，其中：切削运动又分主运动和进给运动，其中：切削运动又分主运动和进给运动，其中：切削运动又分主运动和进给运动，其中：1 1 1 1）主运动）主运动）主运动）主运动 由由由

6、由机机机机床床床床或或或或人人人人力力力力提提提提供供供供的的的的主主主主要要要要运运运运动动动动，它它它它促促促促使使使使刀刀刀刀具具具具和和和和工工工工件件件件之之之之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。2 2 2 2）进给运动）进给运动）进给运动）进给运动 是是是是使使使使待待待待加加加加工工工工表表表表面面面面不不不不断断断断地地地地或或或或连连连连续续续续地地地地投投投投入入入入切切切切削削削削并并并并得得得得出出出出所所所所需需需需几何特性的已加工表面的运动。

7、几何特性的已加工表面的运动。几何特性的已加工表面的运动。几何特性的已加工表面的运动。2、切削运动 切切削削过过程程中中主主运运动动只只有有一一个个；进进给给运运动动可以有一个或几个。可以有一个或几个。切削运动的形式有：旋转或直线的。切削运动的形式有：旋转或直线的。实际的切削运动是一个合成切削运动。实际的切削运动是一个合成切削运动。2、切削运动 3、切削用量一般，切削用量包括：一般，切削用量包括：一般，切削用量包括：一般，切削用量包括：切削速度、进给量和背吃刀量。切削速度、进给量和背吃刀量。切削速度、进给量和背吃刀量。切削速度、进给量和背吃刀量。常称为常称为常称为常称为切削三要素切削三要素切削三

8、要素切削三要素。1 1 1 1）切削速度）切削速度）切削速度）切削速度 (以车削为例以车削为例以车削为例以车削为例)切削速度切削速度切削速度切削速度(m/s)(m/s)(m/s)(m/s)是主运动的线速度。是主运动的线速度。是主运动的线速度。是主运动的线速度。m/sc=式中：式中：D为工件待加工表面的直径为工件待加工表面的直径(mm)；n为转速为转速(r/min)。车削时指工车削时指工件待加工表面最大直径处线速度件待加工表面最大直径处线速度3、切削用量2 2）进给量）进给量f(mm/r)f(mm/r)指指(车车)刀具相对于工件旋转一转刀具相对于工件旋转一转,在进在进给方向的位移量。单位为：给方

9、向的位移量。单位为：mm/rmm/r或或mm/strmm/str。3、切削用量3 3 3 3）背吃力量）背吃力量）背吃力量）背吃力量a a a ap p p p(mm)(mm)(mm)(mm)指指指指工工工工件件件件上上上上已已已已加加加加工工工工表表表表面面面面与与与与待待待待加加加加工工工工表表表表面面面面之之之之间间间间的的的的垂垂垂垂直直直直距离，单位为：距离，单位为：距离，单位为：距离，单位为：mmmmmmmm。式中：式中：式中：式中：d d d d 为已加工表面的直径为已加工表面的直径为已加工表面的直径为已加工表面的直径(mm)(mm)(mm)(mm)。生产中为提高效率一般对工件分

10、粗、精加工阶生产中为提高效率一般对工件分粗、精加工阶生产中为提高效率一般对工件分粗、精加工阶生产中为提高效率一般对工件分粗、精加工阶段，如粗加工时的选择原则：段，如粗加工时的选择原则：段，如粗加工时的选择原则：段，如粗加工时的选择原则：“先定先定先定先定a a a ap,p,p,p,次选次选次选次选f,f,f,f,最后定最后定最后定最后定c c c c”aP4、切削层参数1 1）切削层公称横截面积）切削层公称横截面积A AD D 在在给给定定瞬瞬间间，切切削削层层在在切切削削层层尺尺寸寸平平面面里的实际横截面积，单位为里的实际横截面积，单位为mmmm2 2。2 2）切削层公称宽度）切削层公称宽

11、度b bD D ；3 3）切削层公称厚度）切削层公称厚度h hD D 三、切削刀具 刀具组成切削部分夹持部分刀具组成切削部分夹持部分刀具组成切削部分夹持部分刀具组成切削部分夹持部分1 1 1 1、刀具材料、刀具材料、刀具材料、刀具材料(指切削部分指切削部分指切削部分指切削部分)1 1）对刀具材料的基本要求对刀具材料的基本要求对刀具材料的基本要求对刀具材料的基本要求 切切切切削削削削过过过过程程程程中中中中，刀刀刀刀具具具具的的的的切切切切削削削削部部部部分分分分要要要要承承承承受受受受很很很很大大大大的的的的压压压压力力力力、摩摩摩摩擦擦擦擦、冲冲冲冲击击击击和和和和很很很很高高高高的的的的温

12、温温温度度度度，刀刀刀刀具具具具切切切切削削削削部部部部分分分分的的的的材料应具备以下性能：材料应具备以下性能：材料应具备以下性能：材料应具备以下性能：(1)(1)(1)(1)高的硬度高的硬度高的硬度高的硬度 一般刀具材料的硬度应在一般刀具材料的硬度应在一般刀具材料的硬度应在一般刀具材料的硬度应在60HRC60HRC60HRC60HRC以上。以上。以上。以上。1 1）对刀具材料的基本要求）对刀具材料的基本要求 (2)(2)(2)(2)足够的强度和韧性足够的强度和韧性足够的强度和韧性足够的强度和韧性 又又又又称称称称坚坚坚坚韧韧韧韧性性性性，以以以以承承承承受受受受切切切切削削削削中中中中的的的

13、的冲冲冲冲击击击击力力力力和和和和振振振振动动动动，减减减减少少少少刀刀刀刀具具具具脆脆脆脆性性性性断断断断裂裂裂裂和和和和崩刃。崩刃。崩刃。崩刃。(3)(3)(3)(3)耐磨性好耐磨性好耐磨性好耐磨性好 即抵抗磨损的能力，使刀具使用耐久。即抵抗磨损的能力，使刀具使用耐久。即抵抗磨损的能力，使刀具使用耐久。即抵抗磨损的能力，使刀具使用耐久。(4)(4)(4)(4)高的耐热性高的耐热性高的耐热性高的耐热性 是指刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨性等。是指刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨性等。是指刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨性等。是指刀具在高温下仍能保持硬度、强度、

14、韧性和耐磨性等。(5)(5)(5)(5)工艺性能要好工艺性能要好工艺性能要好工艺性能要好 为了便于刀具本身的制造，刀具材料还应具有一定的工艺性能为了便于刀具本身的制造，刀具材料还应具有一定的工艺性能为了便于刀具本身的制造，刀具材料还应具有一定的工艺性能为了便于刀具本身的制造，刀具材料还应具有一定的工艺性能,如如如如:切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。2 2）常用刀具材料）常用刀具材料（1 1）碳素工具钢）碳素工具钢 T10T10钢钢(W(WC C=1%)

15、=1%)制制手手用用钢钢锯锯条条、简简单单冷冷作作模模;T12 T12钢用于制作铰刀、锉刀、量具等钢用于制作铰刀、锉刀、量具等（2 2）合金工具钢）合金工具钢 常常用用牌牌号号如如9SiCr9SiCr、Cr12Cr12、CrMnCrMn、GCr15GCr15等等。主主要要用用于于制制造造刃刃具具、模模具具、量量具具等等工工具。具。2 2）常用刀具材料）常用刀具材料（3 3 3 3）高速钢）高速钢）高速钢）高速钢 高速钢是含高速钢是含高速钢是含高速钢是含W W W W、C C C Cr r r r、V V V V等合金元素较多的合金工具钢。等合金元素较多的合金工具钢。等合金元素较多的合金工具钢。

16、等合金元素较多的合金工具钢。其常用牌号有其常用牌号有其常用牌号有其常用牌号有:W18C:W18C:W18C:W18Cr r r r4V4V4V4V、W6MW6MW6MW6Mo o o o5C5C5C5Cr r r r4V24V24V24V2等等等等,广泛用于制造广泛用于制造广泛用于制造广泛用于制造形状复杂的高速切削工具形状复杂的高速切削工具形状复杂的高速切削工具形状复杂的高速切削工具,如：麻花如：麻花如：麻花如：麻花 钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。（4 4 4 4）

17、硬质合金）硬质合金）硬质合金）硬质合金 根据根据根据根据GB/2075-1998GB/2075-1998GB/2075-1998GB/2075-1998规定，按被加工材料规定，按被加工材料规定，按被加工材料规定，按被加工材料分了分了分了分了三个大三个大三个大三个大（类）组；分别用字母（类）组；分别用字母（类）组；分别用字母（类）组；分别用字母P P P P、M M M M、K K K K表示表示表示表示(这些字母完全是这些字母完全是这些字母完全是这些字母完全是 习惯性，本身无其他含义习惯性，本身无其他含义习惯性，本身无其他含义习惯性，本身无其他含义)。3 3）新型刀具材料）新型刀具材料（1 1

18、 1 1）涂层刀具材料）涂层刀具材料）涂层刀具材料）涂层刀具材料 是是是是指指指指通通通通过过过过气气气气相相相相沉沉沉沉积积积积或或或或其其其其他他他他技技技技术术术术方方方方法法法法，在在在在硬硬硬硬质质质质合合合合金金金金或或或或高高高高速速速速钢钢钢钢的的的的基基基基体体体体上上上上涂涂涂涂覆覆覆覆一一一一薄薄薄薄层层层层高高高高硬硬硬硬耐耐耐耐磨磨磨磨的的的的难难难难熔熔熔熔金金金金属属属属或或或或非非非非金金金金属属属属化化化化合物而构成的。合物而构成的。合物而构成的。合物而构成的。如如如如在在在在硬硬硬硬质质质质合合合合金金金金表表表表面面面面上上上上涂涂涂涂厚厚厚厚4 4 4

19、49m9m9m9m的的的的涂涂涂涂层层层层时时时时，表表表表面面面面硬硬硬硬度度度度可可可可达达达达25002500250025004200HV4200HV4200HV4200HV，是是是是实实实实现现现现刀刀刀刀具具具具要要要要求求求求“面面面面硬硬硬硬而而而而心心心心韧韧韧韧”的的的的有有有有效方法之一。效方法之一。效方法之一。效方法之一。常常常常用用用用的的的的涂涂涂涂层层层层材材材材料料料料有有有有TiCTiCTiCTiC、TiNTiNTiNTiN、Al2O3Al2O3Al2O3Al2O3等等等等硬硬硬硬质质质质合合合合金金金金涂涂涂涂层层层层刀刀刀刀具具具具寿寿寿寿命命命命可可可可比

20、比比比原原原原来来来来提提提提高高高高1 1 1 13 3 3 3倍倍倍倍，高高高高速速速速钢钢钢钢涂涂涂涂层层层层后后后后寿寿寿寿命命命命提提提提高高高高2 2 2 210101010倍倍倍倍，世世世世界界界界各各各各国国国国对对对对涂涂涂涂层层层层刀刀刀刀具具具具运运运运用用用用很很很很广广广广泛泛泛泛。处处处处于于于于领领领领先先先先地地地地位位位位的的的的瑞典，在车削中使用涂层硬质合金刀片已达瑞典，在车削中使用涂层硬质合金刀片已达瑞典，在车削中使用涂层硬质合金刀片已达瑞典，在车削中使用涂层硬质合金刀片已达70%70%70%70%80%80%80%80%。3 3）新型刀具材料）新型刀具材

21、料（2 2 2 2）陶瓷刀具材料）陶瓷刀具材料）陶瓷刀具材料）陶瓷刀具材料 按化学成分可分为按化学成分可分为按化学成分可分为按化学成分可分为AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3基和基和基和基和SiSiSiSi3 3 3 3N N N N4 4 4 4基两类。基两类。基两类。基两类。陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷刀刀刀刀具具具具硬硬硬硬度度度度高高高高而而而而耐耐耐耐磨磨磨磨，允允允允许许许许切切切切削削削削速速速速度度度度达达达达成成成成12.5m/s12.5m/s12.5m/s12.5m/s，耐耐耐耐热热热热性性性性度度度度可可可可达达达达1200120012001200145014

22、5014501450，其其其其效效效效率率率率比比比比硬硬硬硬质质质质合合合合金金金金提提提提高高高高了了了了1 1 1 14 4 4 4倍，可制成刀片。倍，可制成刀片。倍，可制成刀片。倍，可制成刀片。用用用用于于于于半半半半精精精精和和和和精精精精加加加加工工工工高高高高硬硬硬硬度度度度、强强强强度度度度钢钢钢钢及及及及冷冷冷冷硬硬硬硬铸铸铸铸铁铁铁铁等等等等，缺缺缺缺点抗弯强度低，冲击韧性差。点抗弯强度低，冲击韧性差。点抗弯强度低，冲击韧性差。点抗弯强度低，冲击韧性差。3 3）新型刀具材料）新型刀具材料（3 3 3 3）超硬刀具材料）超硬刀具材料）超硬刀具材料）超硬刀具材料 它它它它包包包

23、包括括括括人人人人造造造造聚聚聚聚晶晶晶晶金金金金刚刚刚刚石石石石和和和和立立立立方方方方氮氮氮氮化化化化硼硼硼硼等等等等人人人人造造造造聚聚聚聚晶晶晶晶金金金金刚刚刚刚石石石石刀刀刀刀具具具具，硬硬硬硬度度度度极极极极高高高高(5000HV(5000HV(5000HV(5000HV以以以以上上上上),),),),耐耐耐耐磨磨磨磨性性性性极极极极好好好好，可可可可切切切切削削削削硬硬硬硬的材料而长时间保持尺寸的稳定。的材料而长时间保持尺寸的稳定。的材料而长时间保持尺寸的稳定。的材料而长时间保持尺寸的稳定。刀具寿命比硬质合金高几十至三百倍，宜精细加工。刀具寿命比硬质合金高几十至三百倍，宜精细加工

24、。刀具寿命比硬质合金高几十至三百倍，宜精细加工。刀具寿命比硬质合金高几十至三百倍，宜精细加工。立立立立方方方方氮氮氮氮化化化化硼硼硼硼(CBN)(CBN)(CBN)(CBN)的的的的显显显显微微微微硬硬硬硬度度度度达达达达80008000800080009000HV9000HV9000HV9000HV，仅仅仅仅次次次次于于于于天天天天然然然然金金金金刚刚刚刚石石石石（10000HV10000HV10000HV10000HV），耐耐耐耐磨磨磨磨性性性性很很很很好好好好，其其其其耐耐耐耐热热热热性性性性达达达达1500150015001500，且与铁族材料亲和作用小。，且与铁族材料亲和作用小。，且

25、与铁族材料亲和作用小。，且与铁族材料亲和作用小。2 2、刀具角度、刀具角度 刀具的种类相当繁多，但其切削部分的结构要素和几何角度有着刀具的种类相当繁多，但其切削部分的结构要素和几何角度有着刀具的种类相当繁多，但其切削部分的结构要素和几何角度有着刀具的种类相当繁多，但其切削部分的结构要素和几何角度有着许多共同的特征。许多共同的特征。许多共同的特征。许多共同的特征。各种刀具就一个刀齿而言，都相当于车刀的刀头。各种刀具就一个刀齿而言，都相当于车刀的刀头。各种刀具就一个刀齿而言，都相当于车刀的刀头。各种刀具就一个刀齿而言，都相当于车刀的刀头。2 2、刀具角度、刀具角度车刀切削部分的组成车刀切削部分的组

26、成车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成 车刀切削部分有：车刀切削部分有：车刀切削部分有：车刀切削部分有：“三面两刃一尖三面两刃一尖三面两刃一尖三面两刃一尖”。1 1 1 1）前刀面（简称前面）前刀面（简称前面）前刀面（简称前面）前刀面（简称前面）指刀具上切屑流经的表面。指刀具上切屑流经的表面。指刀具上切屑流经的表面。指刀具上切屑流经的表面。2 2 2 2）主后刀面（简称后面）主后刀面（简称后面）主后刀面（简称后面）主后刀面（简称后面）是与工件上过渡表面相对的表面。是与工件上过渡表面相对的表面。是与工件上过渡表面相对的表面。是与工件上过渡表面相对的表面。3 3 3 3）副后刀面（简称副后面）副后

27、刀面（简称副后面）副后刀面（简称副后面）副后刀面（简称副后面）是与工件已加工表面相对的表面。是与工件已加工表面相对的表面。是与工件已加工表面相对的表面。是与工件已加工表面相对的表面。2 2、刀具角度、刀具角度车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成 车刀切削部分有：车刀切削部分有：车刀切削部分有：车刀切削部分有：“三面两刃一尖三面两刃一尖三面两刃一尖三面两刃一尖”。4 4 4 4）主切削刃）主切削刃）主切削刃）主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。前刀面与主后刀面的交线。前刀面与主后刀面的交线。前刀面与主后刀面的交线。5 5 5 5）副切削刃）副切削刃）副切削刃）副

28、切削刃 前刀面与副后刀面的交线。前刀面与副后刀面的交线。前刀面与副后刀面的交线。前刀面与副后刀面的交线。6 6 6 6）刀尖）刀尖）刀尖）刀尖 指指指指主主主主、副副副副切切切切削削削削刃刃刃刃汇汇汇汇交交交交的的的的部部部部位位位位，它它它它可可可可以以以以是是是是圆圆圆圆弧弧弧弧，或或或或是是是是一小段直线。一小段直线。一小段直线。一小段直线。2 2、刀具角度、刀具角度3 3、刀具角度参考系刀具角度参考系 刀具角度是确定车刀各部分几何形状的重要参数，用于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面称为参考系。参考系有两类：一类称为刀具静止参考系，又称标注参考系，它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，

29、用此定义的刀具角度称刀具标注角度；另一类是刀具工作参考系，又称为动态参考系。3 3、刀具角度参考系刀具角度参考系 组成刀具静止参考系的平面，如下所示，由以下三平组成刀具静止参考系的平面，如下所示，由以下三平面组成：面组成：1 1）基面）基面Pr Pr 过切削刃选定点并垂直于假定主运动方向过切削刃选定点并垂直于假定主运动方向的平面。车刀的基面可理解为平行于刀具底面（水平面）的平面。车刀的基面可理解为平行于刀具底面（水平面）的平面。的平面。2 2）切削平面）切削平面Ps Ps 过切削刃上选定点与切削刃相切并垂过切削刃上选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面（主切削平面以直于基面的平面（主切削平面以P

30、sPs表示，副切削平面以表示，副切削平面以PsPs，表示）。，表示）。3 3）正交平面）正交平面Po Po 过切削刃上选定点，并同时垂直于基过切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平面面和切削平面的平面。的平面。4 4）假定工作平面）假定工作平面Pf Pf 过切削刃选定点，垂直于基面并过切削刃选定点，垂直于基面并平行与假定进给运动方向的平面。平行与假定进给运动方向的平面。3 3、刀具角度参考系刀具角度参考系 4 4、车刀的几何角度及其作用车刀的几何角度及其作用 4 4、车刀的几何角度及其作用车刀的几何角度及其作用 1 1）前角）前角r r。前刀面与基面间的夹角。前刀面与基面间的夹角。根据前刀面

31、与基面间的相对位置又分别规定为正前角、根据前刀面与基面间的相对位置又分别规定为正前角、零度前角和负前角。零度前角和负前角。作用：影响切削刃锋利程度及强度，增加前角可使刀作用：影响切削刃锋利程度及强度，增加前角可使刀刃锋利，切削力减少。切削温度降低，但过大的前角会使刃锋利，切削力减少。切削温度降低，但过大的前角会使刃口强度降低，容易造成刃口损坏。刃口强度降低，容易造成刃口损坏。选择原则：前角的数值大小与刀具切削部分的材料，选择原则：前角的数值大小与刀具切削部分的材料，被加工材料、工作条件等都有关系。被加工材料、工作条件等都有关系。(1)(1)刀具切削部分材料性脆、强度低时前角应取小值；刀具切削部

32、分材料性脆、强度低时前角应取小值；(2)(2)工件材料强度和硬度低时，可选取较大前角；工件材料强度和硬度低时，可选取较大前角；(3)(3)在重切削和有冲击的工作条件时，前角只能取较小在重切削和有冲击的工作条件时，前角只能取较小值，有时甚至取负值。值，有时甚至取负值。一般是在保证刀具刃口强度的条件下，尽量选用大前角。一般是在保证刀具刃口强度的条件下，尽量选用大前角。4 4、车刀的几何角度及其作用车刀的几何角度及其作用 2 2）后角）后角 o o 指主后刀面与切削平面之间的夹角。指主后刀面与切削平面之间的夹角。作用：减小后刀面与工件之间的摩擦，它也和作用：减小后刀面与工件之间的摩擦，它也和前角一样

33、影响刃口的强度和锋利程度。前角一样影响刃口的强度和锋利程度。选择原则：与前角相似，一般后角值为选择原则：与前角相似，一般后角值为6 68 8度度 。3 3）主偏角）主偏角 指主切削平面与假定工作平面间夹角。指主切削平面与假定工作平面间夹角。作用：影响切削刃工作长度、背向力、刀尖强作用：影响切削刃工作长度、背向力、刀尖强度和散热条件；主偏差越小，背向力越大，切削度和散热条件；主偏差越小，背向力越大，切削刃工作长度越大，散热条件越好。刃工作长度越大，散热条件越好。选择原则：工件粗大，刚性好时可取较小值，选择原则：工件粗大，刚性好时可取较小值，车细长轴时为了减少背向力以免工件弯曲加工出车细长轴时为了

34、减少背向力以免工件弯曲加工出腰鼓形，宜选取较大的值，常用为腰鼓形，宜选取较大的值，常用为45457575度间。度间。4 4、车刀的几何角度及其作用车刀的几何角度及其作用 4 4）副偏角）副偏角 副切削平面与假定工作平面间的夹角。副切削平面与假定工作平面间的夹角。作用：影响已加工表面的粗糙度，减少副偏角可使加作用：影响已加工表面的粗糙度，减少副偏角可使加工表面粗糙值降低。工表面粗糙值降低。选择原则：精加工为提高加工表面质量，选取较小值，选择原则：精加工为提高加工表面质量，选取较小值，一般为一般为5 51010度度5 5）刃倾角）刃倾角 s s 指主切削刃与基面间的夹角，反映主切削刃指主切削刃与基

35、面间的夹角，反映主切削刃对基面的倾斜程度。对基面的倾斜程度。作用：影响切屑流动方向和刀尖的强度。作用：影响切屑流动方向和刀尖的强度。(1)(1)(1)(1)当当当当s s s s 为正值时，刀尖在主切削刃上的最高点，切为正值时，刀尖在主切削刃上的最高点，切为正值时，刀尖在主切削刃上的最高点，切为正值时，刀尖在主切削刃上的最高点，切屑流向得加工表面；屑流向得加工表面；屑流向得加工表面；屑流向得加工表面；(2)(2)(2)(2)当当当当s s s s 为负值时，刀尖在主切削刃上为最低点，切为负值时，刀尖在主切削刃上为最低点，切为负值时，刀尖在主切削刃上为最低点，切为负值时，刀尖在主切削刃上为最低点

36、，切屑流向已加工表面；屑流向已加工表面；屑流向已加工表面；屑流向已加工表面；(3)(3)(3)(3)刃倾角为刃倾角为刃倾角为刃倾角为0 0 0 0时，切屑垂直于过渡表面方向流出。时，切屑垂直于过渡表面方向流出。时，切屑垂直于过渡表面方向流出。时，切屑垂直于过渡表面方向流出。4 4、车刀的几何角度及其作用车刀的几何角度及其作用 在在s s 为正值时切屑对刀具的压力使刀头及刃口部分容易损坏，表为正值时切屑对刀具的压力使刀头及刃口部分容易损坏，表现出刀头强度较差；反之则表示刀头强度较好。现出刀头强度较差；反之则表示刀头强度较好。选择原则：精加工时取正值，粗加工时或有冲击时取负值，一般选择原则：精加工

37、时取正值，粗加工时或有冲击时取负值，一般情况下为情况下为0 05 5度。度。5 5、刀具结构刀具结构 刀具结构种类很多，以车刀为例介绍常见分类：刀具结构种类很多，以车刀为例介绍常见分类：1 1）整体车刀）整体车刀 切削部分与刀杆为同一种材料，如高速钢车切削部分与刀杆为同一种材料，如高速钢车（白钢刀），在有色金属加工中应用较多。（白钢刀），在有色金属加工中应用较多。2 2）焊接车刀）焊接车刀 切削部分与刀杆不同材料，刀杆为中碳钢锻切削部分与刀杆不同材料，刀杆为中碳钢锻造，而切削部分为硬质合金类刀片，运用硬钎焊连接而成，造，而切削部分为硬质合金类刀片，运用硬钎焊连接而成，方便灵活，尤其小刀具运用多

38、。方便灵活，尤其小刀具运用多。.3 3）机械夹固式车刀）机械夹固式车刀 按是否重磨又分机夹不重磨式和机夹按是否重磨又分机夹不重磨式和机夹重磨式两种，其中机夹不重磨时，一刀刃用钝后不需重磨。重磨式两种，其中机夹不重磨时，一刀刃用钝后不需重磨。如图所示，只须将夹紧螺钉稍松，将刀片再转过一刃即可如图所示，只须将夹紧螺钉稍松，将刀片再转过一刃即可使用。而机夹重磨式，类似焊接车刀，用钝后可重磨使用。而机夹重磨式，类似焊接车刀，用钝后可重磨。5 5、刀具结构刀具结构 5 5、刀具结构刀具结构 5 5、刀具结构刀具结构 切削过程录像切削过程录像四、四、金属切削过程金属切削过程 1 1、切屑形成及种类、切屑形

39、成及种类1 1）切屑形成）切屑形成 塑性材料的切屑过程是一个：挤压变塑性材料的切屑过程是一个：挤压变形切离过程；经历了：弹性变形、塑性变形、挤形切离过程；经历了：弹性变形、塑性变形、挤裂和切离四个阶段。裂和切离四个阶段。2 2）切屑的种类）切屑的种类带状切屑带状切屑节状切屑节状切屑崩碎切屑崩碎切屑 2、积屑瘤2 2、积屑瘤对切削过程的影响、积屑瘤对切削过程的影响优点：优点：硬化刀刃保护刀具；硬化刀刃保护刀具；增大前角增大前角利切削；利切削；粗加工时利用之。粗加工时利用之。不足：时积时流使工件表面粗糙；精加工时，予以限制。不足：时积时流使工件表面粗糙；精加工时，予以限制。3 3、切削力3 3、切

40、削力、切削力以车外圆时为例：以车外圆时为例：总切削力总切削力F F分解为分解为相互垂直的三个分力：相互垂直的三个分力：1 1）切削力）切削力Fc FFc F在在主运动方向上的分力；主运动方向上的分力；2 2）进给力）进给力Ff FFf F在在进给方向上的分力；进给方向上的分力；3 3）背向力）背向力Fp FFp F在在垂直于工作平面方向垂直于工作平面方向上的分力。上的分力。4 4、切削热与切削温度4 4、切削热与切削温度、切削热与切削温度 1 1）切削热的产生、传出及对加工的影响（见录像片）切削热的产生、传出及对加工的影响（见录像片）2 2）切削温度及其影响）切削温度及其影响 影响切削温度的主

41、要因素：影响切削温度的主要因素：工件材料工件材料 强而硬的材料生热多；强而硬的材料生热多；切削用量切削用量 影响程度依次排序为：影响程度依次排序为：切削速度、进给量、背吃刀量。切削速度、进给量、背吃刀量。刀具角度刀具角度 前角大点、主偏角小些都可使生热少些。前角大点、主偏角小些都可使生热少些。4 4、切削热与切削温度3 3）切削液及其选用）切削液及其选用 降低切削热的一个有效途径是喷注切削液，可以降温。降低切削热的一个有效途径是喷注切削液，可以降温。其实切削液还可以起：其实切削液还可以起：冷却作用、润滑、清洗和防锈作冷却作用、润滑、清洗和防锈作用。用。生产中常用的切削液可分为三类：生产中常用的

42、切削液可分为三类：（1 1 1 1）水溶液）水溶液）水溶液）水溶液 水为主，加有防锈液等添加剂。作用：冷却水为主，加有防锈液等添加剂。作用：冷却为主。为主。（2 2 2 2）乳化液）乳化液）乳化液）乳化液 将乳化油加水稀释而成。不仅冷却且兼润滑将乳化油加水稀释而成。不仅冷却且兼润滑作用。作用。（3 3 3 3）切削油）切削油）切削油）切削油 矿物油为主。少数采用动、植物油等，润滑矿物油为主。少数采用动、植物油等，润滑为主为主 5 5、刀具磨损和刀具耐用度 刀具在使用一段时间后，其切削刃变钝，以致无法使刀具在使用一段时间后，其切削刃变钝，以致无法使用。为此要讨论刀具磨损与耐用度。用。为此要讨论刀

43、具磨损与耐用度。1 1）刀具磨损形态）刀具磨损形态（1 1）后刀面磨损，磨损以后刀面上的磨损宽度值）后刀面磨损，磨损以后刀面上的磨损宽度值VBVB表示。表示。（2 2）前刀面磨损）前刀面磨损 在高切削速度，背吃刀量较大且不用切在高切削速度，背吃刀量较大且不用切削液情况下，切塑性材时，前刀面上出现月牙洼，前刀面削液情况下，切塑性材时，前刀面上出现月牙洼，前刀面的磨损量以最大深度值的磨损量以最大深度值KTKT表示。表示。（3 3）前后刀面同时磨损）前后刀面同时磨损5 5、刀具磨损和刀具耐用度 五、常用材料切削性能五、常用材料切削性能1 1、结构钢、结构钢、结构钢、结构钢1 1）低碳钢）低碳钢）低碳

44、钢）低碳钢 性软而韧，易生鳞刺，经正火处理后，可使性软而韧，易生鳞刺，经正火处理后，可使切削性得以改善。切削性得以改善。2 2）中碳钢）中碳钢）中碳钢）中碳钢 有较好综合力学性能，切削性好。有较好综合力学性能，切削性好。3 3）高碳钢）高碳钢）高碳钢）高碳钢 组织中多为珠光体加网状渗碳体，经球化退组织中多为珠光体加网状渗碳体，经球化退火可改善切削性。火可改善切削性。五、常用材料切削性能五、常用材料切削性能2 2 2 2、普通灰口铸铁：易切削！（为什么？）、普通灰口铸铁：易切削！（为什么？）、普通灰口铸铁：易切削！（为什么？）、普通灰口铸铁：易切削！（为什么？）3 3 3 3、不锈钢、不锈钢、不

45、锈钢、不锈钢(1)(1)(1)(1)不锈钢的塑性高，切削抗力大；不锈钢的塑性高，切削抗力大；不锈钢的塑性高，切削抗力大；不锈钢的塑性高，切削抗力大；(2)(2)(2)(2)切削温度高，刀具易磨损；切削温度高，刀具易磨损；切削温度高，刀具易磨损；切削温度高，刀具易磨损；(3)(3)(3)(3)易生积屑瘤；易生积屑瘤；易生积屑瘤；易生积屑瘤；(4)(4)(4)(4)切屑不易卷曲和折断等原因不锈钢切削性较差。切屑不易卷曲和折断等原因不锈钢切削性较差。切屑不易卷曲和折断等原因不锈钢切削性较差。切屑不易卷曲和折断等原因不锈钢切削性较差。4 4 4 4、铝、镁合金：铝、镁合金由于硬度低导热性好易、铝、镁合

46、金：铝、镁合金由于硬度低导热性好易、铝、镁合金：铝、镁合金由于硬度低导热性好易、铝、镁合金：铝、镁合金由于硬度低导热性好易切削。切削。切削。切削。5 5 5 5、工程塑料：一般易切削；但要注意其力学性能比、工程塑料：一般易切削；但要注意其力学性能比、工程塑料：一般易切削；但要注意其力学性能比、工程塑料：一般易切削；但要注意其力学性能比金属差些；有的脆性大，易开裂。金属差些；有的脆性大，易开裂。金属差些；有的脆性大，易开裂。金属差些；有的脆性大，易开裂。6 6 6 6、工程陶瓷：陶瓷多硬度高、耐磨和耐热等特点，、工程陶瓷：陶瓷多硬度高、耐磨和耐热等特点，、工程陶瓷：陶瓷多硬度高、耐磨和耐热等特点

47、，、工程陶瓷：陶瓷多硬度高、耐磨和耐热等特点，传统用金刚石砂轮磨削。传统用金刚石砂轮磨削。传统用金刚石砂轮磨削。传统用金刚石砂轮磨削。本章思考题本章思考题1 1 1 1、切削用量有哪些？、切削用量有哪些？、切削用量有哪些？、切削用量有哪些？2 2 2 2、积屑瘤的产生过程和作用是什么？、积屑瘤的产生过程和作用是什么？、积屑瘤的产生过程和作用是什么？、积屑瘤的产生过程和作用是什么？3 3 3 3、常见的刀具材料有哪些？、常见的刀具材料有哪些？、常见的刀具材料有哪些？、常见的刀具材料有哪些？4 4 4 4、简述常见金属材料的切削性能。、简述常见金属材料的切削性能。、简述常见金属材料的切削性能。、简述常见金属材料的切削性能。谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH