金属切削原理与刀具讲稿.ppt

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1、关于金属切削原理与刀具第一页，讲稿共四十八页哦23.1刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命一、刀具磨损的形态一、刀具磨损的形态1正常磨损正常磨损二、刀具磨损的形态二、刀具磨损的形态2非正常磨损（刀具破损）非正常磨损（刀具破损）三、刀具磨损的原因三、刀具磨损的原因四、刀具磨损过程四、刀具磨损过程五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式1.刀具寿命定义刀具寿命定义2.刀具寿命（耐用度）经验公式刀具寿命（耐用度）经验公式3.影响刀具寿命的因素影响刀具寿命的因素4.刀具寿命的选择刀具寿命的选择第三节第三节金属切削基本规律的应用金属切削基本规律的应用第二页，讲稿共四十八页哦3

2、3.2切削用量的选择切削用量的选择一、影响切削变形因素一、影响切削变形因素二、切削用量对切削加工的影响二、切削用量对切削加工的影响三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法四、提高切削用量的途径四、提高切削用量的途径五、改善切削加工性的途径五、改善切削加工性的途径第三节第三节金属切削基本规律的应用金属切削基本规律的应用第三页，讲稿共四十八页哦43.1刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命v一、刀具磨损的形态一、刀具磨损的形态1正常磨损正常磨损1.前刀面磨损前刀面磨损2.后刀面磨损后刀面磨损3.边界磨损边界磨损第四页，讲稿共四十八页哦51.前刀面磨损前刀面磨损(月牙洼磨损月牙洼磨

3、损)形成条件：形成条件：切削塑性材料时，如果切削塑性材料时，如果切削速度切削速度和和切削厚度切削厚度较较大，切屑与前面完全是大，切屑与前面完全是新鲜表面相互接触和摩擦新鲜表面相互接触和摩擦，化学活性，化学活性很高，反应剧烈，在接触面很大，切削液难以渗入。前刀面在高很高，反应剧烈，在接触面很大，切削液难以渗入。前刀面在高温高压由于切屑的作用形成月牙洼。温高压由于切屑的作用形成月牙洼。形式：形式：前刀面磨出月牙洼，月牙洼的位置发生在前刀面磨出月牙洼，月牙洼的位置发生在刀具前刀面上刀具前刀面上切削温度最高的地方切削温度最高的地方。影响：影响：削弱刀刃强度，降低加工质量削弱刀刃强度，降低加工质量。第五

4、页，讲稿共四十八页哦61.前刀面磨损前刀面磨损(月牙洼磨损月牙洼磨损)影响：影响：削弱刀刃强度，降低加工质量。月牙洼和切削刃之间有一条小棱边。在磨损过程中，月牙洼月牙洼和切削刃之间有一条小棱边。在磨损过程中，月牙洼的宽度、深度不断增大，当月牙洼扩展到使棱边很窄时，切削的宽度、深度不断增大，当月牙洼扩展到使棱边很窄时，切削刃的强度大为削弱，极易导致刃的强度大为削弱，极易导致崩刃崩刃。第六页，讲稿共四十八页哦72.后刀面磨损后刀面磨损形成条件：形成条件：在在切削速度较低切削速度较低、切削厚度较小切削厚度较小的情况下切削塑的情况下切削塑性材料或加工脆性材料时，主要发生后刀面磨损。性材料或加工脆性材料

5、时，主要发生后刀面磨损。形式：形式：由于加工表面和刀具后刀面间存在着由于加工表面和刀具后刀面间存在着强烈的摩擦强烈的摩擦，在，在后刀面上毗邻切削刃的地方后刀面上毗邻切削刃的地方很快很快被磨出后角为零的小棱面被磨出后角为零的小棱面，这，这就是后刀面磨损。就是后刀面磨损。影响：影响：切削力切削力,切削温度切削温度,产生振动，降低加工质量。产生振动，降低加工质量。第七页，讲稿共四十八页哦83.边界磨损边界磨损形成条件：形成条件：切削钢料，或加工铸、锻等外表皮粗糙的切削钢料，或加工铸、锻等外表皮粗糙的工件时，常工件时，常在主切削刃靠近工件外表皮处在主切削刃靠近工件外表皮处以及以及副切削刃靠副切削刃靠近

6、刀尖处的后刀面近刀尖处的后刀面上，磨出较深的沟纹，这就是边界上，磨出较深的沟纹，这就是边界磨损。磨损。第八页，讲稿共四十八页哦9刀具磨损的形态刀具磨损的形态 第九页，讲稿共四十八页哦10v二二、刀刀具具磨磨损损的的形形态态2非非正正常常磨磨损损（刀刀具破损）具破损）刀具破损的主要形式：刀具破损的主要形式：脆性破损脆性破损和和塑性塑性破损破损。脆性脆性破损：裂纹、崩刃、破碎等，破损：裂纹、崩刃、破碎等，塑塑性破损：性破损：卷刃（刀刃塑性变形）。卷刃（刀刃塑性变形）。用用陶瓷、超硬刀具材料陶瓷、超硬刀具材料制成的刀具进行制成的刀具进行断续切削断续切削，或者加工，或者加工高硬度材料高硬度材料时，刀具

7、的时，刀具的脆性破损就更加严重。脆性破损就更加严重。3.1刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命第十页，讲稿共四十八页哦11形式形式状况状况实实例例脆性脆性破损破损硬硬质质合金和陶瓷刀具合金和陶瓷刀具在机械在机械应应力和力和热应热应力冲力冲击击作用下常作用下常发发生。生。1)1)崩刃崩刃切削刃上切削刃上产产生小的缺口。生小的缺口。缺口尺寸缺口尺寸较较小小时时，刀刃，刀刃还还能能继续继续切削。切削。但在但在继续继续切削切削过过程中，刃区崩程中，刃区崩损损部分会迅部分会迅速速扩扩大，可能使刀具完全失效。大，可能使刀具完全失效。陶瓷刀具切削陶瓷刀具切削时时；硬硬质质合金刀具断合金刀具断续续切削切削时时

8、2)2)破碎破碎切削刃上切削刃上发发生小生小块块碎裂或大碎裂或大块块断裂，不能断裂，不能继续继续正常切削。正常切削。硬硬质质合金和陶瓷刀具断合金和陶瓷刀具断续续切削切削时时3)3)剥落剥落在前、后刀面上几乎平行于切削刃而剥下在前、后刀面上几乎平行于切削刃而剥下一一层层碎片，碎片，经经常常连连切削刃一起剥落。切削刃一起剥落。陶瓷刀具端陶瓷刀具端铣时铣时4)4)裂纹裂纹较长时间连续较长时间连续切削后，由于切削后，由于疲疲劳劳而引起裂而引起裂纹纹的一种破的一种破损损。有。有热热裂裂纹纹；机械疲；机械疲劳劳裂裂纹纹，当当这这些裂些裂纹纹不断不断扩扩展合并，就会引起切削展合并，就会引起切削刃的碎裂或断裂

9、。刃的碎裂或断裂。塑性塑性破损破损由于高温和高由于高温和高压压的作用，在前、后刀面和的作用，在前、后刀面和切屑、工件的接触切屑、工件的接触层层上，上，刀具表刀具表层层材料材料发发生塑性流生塑性流动动而而丧丧失切削能力失切削能力。高速高速钢钢刀具因其耐刀具因其耐热热性性较较差，易出差，易出现现第十一页，讲稿共四十八页哦12v三、刀具磨损的原因三、刀具磨损的原因 刀刀具具与与切切屑屑、工工件件间间的的接接触触表表面面经经常常是是新新鲜鲜表表面面；前前、后后刀刀面面上上的的接接触触压压力力很很大大，有有时时超超过过被被切切材材料料的的屈屈服服强强度度；接接触触面面的的温温度度也也很很高高，如如硬硬质

10、质合合金金加加工工钢钢料料时时可可达达80010008001000。因因此此，刀刀具具磨磨损损是是机机械械的的、热热的的和和化化学学的的三种作用的三种作用的综综合合结结果。果。3.1刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命第十二页，讲稿共四十八页哦2023/4/913形式形式状况状况实实例例1.1.磨粒磨粒磨损磨损碳化物（碳化物（Fe3C、TiC等）、氮化物（等）、氮化物（AlN、Si3N4等）和氧化物（等）和氧化物（SiO2、Al2O3等）等等）等硬硬质质点以及点以及积积屑瘤碎片屑瘤碎片等，等，在刀具表面在刀具表面刻划出沟刻划出沟纹纹。在各种切削速度下都存在，它在各种切削速度下都存在，它是低是低

11、速刀具速刀具(如拉刀、板牙等如拉刀、板牙等)磨磨损损的的主要原因主要原因。2.2.粘结粘结磨损磨损切屑、工件与前、后刀面之切屑、工件与前、后刀面之间间，存在着很大，存在着很大的的压压力和力和强强烈的摩擦，形成新烈的摩擦，形成新鲜鲜表面接表面接触而触而发发生生冷冷焊焊粘粘结结。刀具表面上的微粒刀具表面上的微粒逐逐渐渐被切屑或工件粘走被切屑或工件粘走。高速高速钢钢、硬、硬质质合金、陶瓷、立方合金、陶瓷、立方氮化硼和金氮化硼和金刚刚石刀具都可能石刀具都可能发发生。生。硬硬质质合金具在中等偏低的切削速合金具在中等偏低的切削速度下切削塑性金属度下切削塑性金属时时，磨，磨损损比比较严较严重。重。3.3.扩

12、散扩散磨损磨损高温下，刀具和工件、切屑双方的高温下，刀具和工件、切屑双方的化学元素化学元素互相互相扩扩散到散到对对方去，改方去，改变变了原来材料的了原来材料的成分与成分与结结构，削弱了刀具材料的性能构，削弱了刀具材料的性能，加速磨加速磨损过损过程。程。扩扩散磨散磨损损的快慢和程度与刀具材料的快慢和程度与刀具材料中化学元素的中化学元素的扩扩散速率关系密散速率关系密切。切。4.4.化学化学磨损磨损较较高温度下，刀具材料与某些周高温度下，刀具材料与某些周围围介介质质起化起化学作用，在学作用，在刀具表面形成一刀具表面形成一层层硬度硬度较较低低的化合物的化合物，被切屑或工件擦掉而形成磨，被切屑或工件擦掉

13、而形成磨损损。空气不易空气不易进进入刀入刀屑接触区，化学屑接触区，化学磨磨损损中中因氧化而引起的磨因氧化而引起的磨损损最最容易在主、副切削刃的工作容易在主、副切削刃的工作边边界界处处形成形成，从而，从而产产生生较较深的磨深的磨损损沟沟纹纹。5.5.相变相变磨损磨损刀具材料（高速刀具材料（高速钢钢）因切削温度升高达到相）因切削温度升高达到相变变温度（温度（550600C）时时，使，使金相金相组织发组织发生生变变化，硬度降低化，硬度降低而造成磨而造成磨损损。第十三页，讲稿共四十八页哦14温度对磨损的影响温度对磨损的影响 磨粒磨损磨粒磨损粘结磨损粘结磨损扩散磨损扩散磨损化学磨损化学磨损在低速在低速(

14、低温低温)区以区以磨粒磨损磨粒磨损和和粘结磨损粘结磨损为主；为主；在高速在高速(高温高温)区以区以扩散磨损扩散磨损和和化学磨损化学磨损为主为主。第十四页，讲稿共四十八页哦15四、刀具磨损过程四、刀具磨损过程刀具磨损过程初期磨损后刀面磨损量VB正常磨损急剧磨损切削时间3.1刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命第十五页，讲稿共四十八页哦16阶段阶段原因原因特点特点初期初期磨损磨损1）新刃磨的刀具切削刃较锋利，其后刀面与加工表面接触面积很小，压应力较大；2）后刀面存在微观不平等缺陷。磨损很快磨损很快。一般初期磨损量为0.05-0.10mm。正常正常磨损磨损经初期磨损后，刀具的粗糙表面已经磨平，承压面

15、积增大，压应力减小，磨损速率明显减小磨损比较缓缓慢慢均均匀匀。后刀面磨损量随切削时间延长而近似地成比例增加。刀刀具具工工作作的的有有效效阶阶段。段。急剧急剧磨损磨损刀具经过正常磨损阶段后，切切削削刃刃变变钝钝，切切削削力力、切切削削温温度度迅迅速速升升高高，磨磨损损速速度度急急剧剧增加，以致刀具损坏而失去切削能力。磨磨损损强强度度很很大大，生产中应当避免达到这个磨损阶段，要要在在这这个个阶阶段段到到来来之之前前，及及时时更更换换刀刀具具或重新刃磨刀具。或重新刃磨刀具。第十六页，讲稿共四十八页哦17硬质合金车刀的典型磨损曲线硬质合金车刀的典型磨损曲线vYD05-30CrMnSiA；go=4，ao

16、=8，kr=45，ls=-4；vc=150m/min，f=0.2mm.r，asp=0.5mm第十七页，讲稿共四十八页哦18v五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式v1.定义定义（1）刀具寿命：）刀具寿命：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准（刀具磨损到不能继续使用的限度，常取后刀面最大允许磨损量VB）为止的切削时间称为刀具寿命（耐用度）。（2）刀具总寿命：）刀具总寿命：一把新刀从投入切削开始至报废为止的总切削时间，其间包括多次重磨。3.1刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命第十八页，讲稿共四十八页哦19v2.刀具寿命（耐用度）经验公式刀具寿命（耐用度）经验

17、公式式中CT、m、n、p 为与工件、刀具材料等有关的常数。v五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式第十九页，讲稿共四十八页哦20刀具寿命经验公式刀具寿命经验公式的应用v用硬质合金刀具切削碳钢（用硬质合金刀具切削碳钢（=0.763GPa）时，有）时，有可知：可知：v的影响最显著；的影响最显著；f 次之；次之；ap影响最小。影响最小。第二十页，讲稿共四十八页哦213.影响刀具寿命的因素影响刀具寿命的因素v1）切削用量）切削用量v2）工件材料）工件材料v3）刀具几何角度）刀具几何角度v4）刀具材料）刀具材料v五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经

18、验公式第二十一页，讲稿共四十八页哦22切削用量切削用量切切削削用用量量对对刀刀具具寿寿命命的的影影响响规规律律如如同同对对切切削削温温度的影响。度的影响。切切削削速速度度vc、背背吃吃刀刀量量ap、进进给给量量f增增大大，使使切切削削温度温度提高提高，刀具寿命，刀具寿命下降下降。Vc影响最大、进给量影响最大、进给量f其次，其次，ap影响最小影响最小。工件材料工件材料1 1）工工件件材材料料的的硬硬度度或或强强度度提提高高，使使切切削削温温度度提提高，刀具磨损加大，刀具寿命下降。高，刀具磨损加大，刀具寿命下降。2 2）工工件件材材料料的的延延伸伸率率越越大大或或导导热热系系数数越越小小，切切削温

19、度越高，刀具寿命下降。削温度越高，刀具寿命下降。刀具几何刀具几何角度角度1 1）前角前角对刀具寿命的影响呈对刀具寿命的影响呈“驼峰形驼峰形”。2 2）主主偏偏角角r减减小小时时，使使切切削削宽宽度度增增大大，散散热热条条件改善，故切削温度下降，刀具寿命提高。件改善，故切削温度下降，刀具寿命提高。刀具材料刀具材料刀刀具具材材料料的的高高温温硬硬度度越越高高、越越耐耐磨磨，刀刀具具寿寿命命越高。越高。第二十二页，讲稿共四十八页哦23不同刀具材料的耐用度比较不同刀具材料的耐用度比较 不同刀具材料的耐用度比较硬质合金（VB=0.4mm）陶瓷刀具（VB=0.4mm）高速钢刀具耐用度T（min）1 2 3

20、 5 6 8 10 20 30 40 60800600500400300200100806050切削速度v（m/min）第二十三页，讲稿共四十八页哦25式中to、tm、ta、tc 分别为工序时间、基本时间、辅助时间和换刀时间；T 为刀具寿命。令f，ap为常数，有：使工序时间最短的刀具寿命。以车削为例，工序时间：将上式代入式（4-1），对T求导，并令其为0，可得到最大生产率刀具寿命为：又：最高生产率寿命式（4-1）第二十五页，讲稿共四十八页哦26式中 C0 工序成本；Cm 机时费；Ct 刀具费用 使工序成本最小的刀具寿命。以车削为例，工序成本为：仍令f，ap为常数，采用相同方法，可得到经济寿命为

21、tmCm刀具费用taCmC0刀具耐用度Top成本经济寿命最低成本寿命第二十六页，讲稿共四十八页哦27刀具寿命的选择刀具寿命的选择1)1)刀具的复杂刀具的复杂程度和制造、程度和制造、重磨的费用重磨的费用简单简单的刀具如的刀具如车车刀、刀、钻头钻头等寿命等寿命选选得低些；得低些；结结构复构复杂杂和精度高的刀具，如拉刀、和精度高的刀具，如拉刀、齿轮齿轮刀具刀具等，寿命等，寿命选选得高些；得高些；同一同一类类刀具，尺寸大的，制造和刃磨成本均刀具，尺寸大的，制造和刃磨成本均较较高，寿命高，寿命规规定得高些。定得高些。2)2)装卡、调整装卡、调整比较复杂的比较复杂的刀具刀具多刀多刀车车床床上的上的车车刀，

22、刀，组组合机床合机床上的上的钻头钻头、丝锥丝锥、铣铣刀以及刀以及自自动动机机及及自自动线动线上的刀具，寿命上的刀具，寿命应选应选得高一些，一般得高一些，一般为为通用机床上同通用机床上同类类刀具的刀具的2-4倍。倍。3)3)生产线上的生产线上的刀具刀具寿命寿命应规应规定定为为一个班或两个班，以便能在一个班或两个班，以便能在换换班班时间时间内内换换刀。刀。4)4)精加工尺寸精加工尺寸很大的工件很大的工件为为避免在加工同一表面避免在加工同一表面时时中途中途换换刀，寿命刀，寿命应规应规定得定得至少能完成一次走刀至少能完成一次走刀。第二十七页，讲稿共四十八页哦28切削用量选择原则：切削用量选择原则：v能

23、达到零件的质量要求能达到零件的质量要求v在工艺系统强度和刚性允许下在工艺系统强度和刚性允许下v充分利用机床功率和发挥刀具切削性能的前提下充分利用机床功率和发挥刀具切削性能的前提下 选取一组最大的切削用量选取一组最大的切削用量 3.2切削用量的选择切削用量的选择第二十八页，讲稿共四十八页哦29一、影响切削变形因素一、影响切削变形因素1.1.工件材料工件材料2.2.刀具前角刀具前角3.3.切削用量切削用量3.2切削用量的选择切削用量的选择第二十九页，讲稿共四十八页哦30二、切削用量对切削加工的影响二、切削用量对切削加工的影响 加工加工质量质量精加工时，提高切削速度精加工时，提高切削速度Vc，能降低

24、表面粗糙度值；，能降低表面粗糙度值；增大增大进给量进给量将增大加工表面粗糙度值；将增大加工表面粗糙度值；背吃刀量背吃刀量ap对表面粗糙度的影响较小。对表面粗糙度的影响较小。生产生产率率在在切切削削加加工工中中，金金属属切切除除率率与与切切削削用用量量三三要要素素ap、f、v均均保保持持线线性性关关系系，即即其其中中任任一一参参数数增增大大一一倍倍，都都可可使使生生产产率率提高一倍。提高一倍。由由于于刀刀具具寿寿命命的的制制约约，当当任任一一参参数数增增大大时时，其其它它二二参参数数必必须须减减小小。在在制制订订切切削削用用量量时时，三三要要素素获获得得最最佳佳组组合合，高高生生产率才是合理的。

25、产率才是合理的。原则：优先增大原则：优先增大ap，以求一次进刀全部切除加工余量。，以求一次进刀全部切除加工余量。刀具刀具寿命寿命切切削削用用量量三三要要素素对对刀刀具具寿寿命命影影响响的的大大小小，按按顺顺序序为为Vc、f、ap递减递减。原原则则：采采用用尽尽可可能能大大的的背背吃吃刀刀量量ap大大的的进进给给量量f求求出出切削速度切削速度Vc。第三十页，讲稿共四十八页哦31二、切削用量对切削加工的影响二、切削用量对切削加工的影响 v合理选择切削用量，应该：合理选择切削用量，应该：首先选择一个首先选择一个尽量大尽量大的的背吃刀量背吃刀量ap，其次选择一个其次选择一个大的大的进给量进给量f。最后

26、根据已确定的最后根据已确定的ap和和f，并在刀具寿命和机床，并在刀具寿命和机床功率允许条件下选择一个功率允许条件下选择一个合理的合理的切削速度切削速度Vc。3.2切削用量的选择切削用量的选择第三十一页，讲稿共四十八页哦32三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法 v1.背吃刀量背吃刀量ap的选择的选择背吃刀量的选择背吃刀量的选择：根据加工余量确定：根据加工余量确定粗加工（粗加工（Ra5012.5）810mm半精加工（半精加工（Ra6.33.2）0.52mm精加工（精加工（Ra1.60.8）0.10.4mm3.2切削用量的选择切削用量的选择第三十二页，讲稿共四十八页哦33三、

27、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法 v2.进给量进给量f的选择的选择粗加工时，进给量粗加工时，进给量f f的选择主要受的选择主要受切削力的限制切削力的限制；半精加工和精加工时，进给量的选择主要受半精加工和精加工时，进给量的选择主要受加加工表面质量的限制。工表面质量的限制。3.2切削用量的选择切削用量的选择第三十三页，讲稿共四十八页哦v3.切削速度切削速度Vc的确定的确定：当背吃刀量当背吃刀量aP与进给量与进给量f选定后，即可按下式计算切削速度选定后，即可按下式计算切削速度v：切削速度确定之后，即可算出机床转速切削速度确定之后，即可算出机床转速n：n1000v/dw rs

28、式中式中 dw工件未加工前的直径工件未加工前的直径。所选定的转速应根据机床说明书最后确定所选定的转速应根据机床说明书最后确定(取较低而相近的机取较低而相近的机床转速床转速n)，最后应根据选定的转速来计算出实际切削速度。最后应根据选定的转速来计算出实际切削速度。三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法 公式（公式（31）第三十四页，讲稿共四十八页哦在选择切削速度时，还应注意考虑以下几点在选择切削速度时，还应注意考虑以下几点(1)(1)精加工时应尽量避免积屑瘤和鳞刺的产精加工时应尽量避免积屑瘤和鳞刺的产生区域；生区域；(2)(2)断续切削时，宜适当降低切削速度，以减断续切削时，

29、宜适当降低切削速度，以减小冲击和热应力；小冲击和热应力；(3)(3)加工大型、细长、薄壁工件时，应选用较加工大型、细长、薄壁工件时，应选用较低的切削速度；低的切削速度；(4)(4)在易发生振动的情况下，切削速度应避开在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度；自激振动的临界速度；(5)(5)加工带外皮的工件时，应适当降低切削速加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度度第三十五页，讲稿共四十八页哦36三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法 v4.校验机床功率校验机床功率(仅对粗加工仅对粗加工)首先根据所选定的切削用量，计算出切削功率首先根据所选定的切削用量，计算出

30、切削功率P P：P PF v 10F v 10-3-3 kw kw 然后根据机床说明书，查出机床电动机功率然后根据机床说明书，查出机床电动机功率P PE E,校验下校验下列条件是否满足：列条件是否满足：P PP PE Em m 式中式中 m m 机床传动效率机床传动效率 如不能满足上式，要进行分析，适当减小所选的切削如不能满足上式，要进行分析，适当减小所选的切削用量。用量。公式（公式（32）第三十六页，讲稿共四十八页哦37v已知条件：工件材料为已知条件：工件材料为45钢（热轧），钢（热轧），b=0.637GPa。毛坯尺寸。毛坯尺寸50350mm，加工要求为外圆车削至，加工要求为外圆车削至44m

31、m，Ra3.2m，加工长度，加工长度300mm。CA6140卧车。刀具为焊接式硬质合金外圆车刀，刀片材卧车。刀具为焊接式硬质合金外圆车刀，刀片材料为料为YT15，刀杆截面尺寸为，刀杆截面尺寸为16mm25mm；几何参数为；几何参数为o=15，o=8，r=75，r=10，s=6，r=1mm，b1=0.3mm,o1=-10。v试确定车削外圆的试确定车削外圆的切削用量切削用量？第三十七页，讲稿共四十八页哦解：因表面粗糙度有一定要求，所以分粗车、半解：因表面粗糙度有一定要求，所以分粗车、半精车两个工步加工。精车两个工步加工。1 1.粗车工步：粗车工步：（1）确定背吃刀量）确定背吃刀量ap单边余量共单边

32、余量共3mm，粗车选粗车选ap1=2.5mm;半精车选半精车选ap2=0.5mm；（2）确定进给量：从表确定进给量：从表1-7查得查得f=0.40.5mm/r，按实际说按实际说明书查得明书查得f=0.51mm/r；第三十八页，讲稿共四十八页哦（3）确定切削速度）确定切削速度由表由表3-6查得或由公式（查得或由公式（3-1）计算，由表查得：）计算，由表查得：v=90m/min，再由（再由（3-2）求出机床主轴转速：）求出机床主轴转速：n=1000v/dw=1000X90/3.14X50=573r/min按机床说明书选取实际机床的主轴转速为按机床说明书选取实际机床的主轴转速为560r/min，所以

33、实际转速为：所以实际转速为：Vc=dwn/1000=87.9m/min（4）校验机床功率（略）校验机床功率（略）最终选配的粗车切削用量为最终选配的粗车切削用量为Vc=87.9mmin，f=0.51mm/r，ap=2.5mm。第三十九页，讲稿共四十八页哦2.2.半精车工步：半精车工步：（1）确定背吃刀量）确定背吃刀量ap=0.5mm；（2）确定进给量：根据表面粗糙确定进给量：根据表面粗糙Ra3.2m,r=1mm，从表从表3-4查得查得f=0.30.35,按说明书实际进给量确定按说明书实际进给量确定f=0.3mm/r；（3）确定切削速度：确定切削速度：从表从表3-6选取：选取：Vc=130m/mi

34、n，再计算机床转速：，再计算机床转速：第四十页，讲稿共四十八页哦按机床说明书选取实际机床的主轴转速为按机床说明书选取实际机床的主轴转速为900r/min，所以实际转速为：所以实际转速为：Vc=dwn/1000=127.2m/min（4）校验机床功率（略）校验机床功率（略）最终选配的半精车切削用量为：最终选配的半精车切削用量为：ap=0.5mm，f=0.3mm/r，Vc=127.2m/min。第四十一页，讲稿共四十八页哦42四、提高切削用量的途径四、提高切削用量的途径1.采用切削性能更好的采用切削性能更好的新型刀具材料新型刀具材料；v在ap=1mm，f=0.18mm/r的条件下，车削 35040

35、0HBS的高强度钢时，v普通高速钢车刀：c15m/min，v硬质合金车刀：c76m/min，v涂层硬质合金车刀：c=130m/min，v陶瓷刀具：c335m/min。3.2切削用量的选择切削用量的选择第四十二页，讲稿共四十八页哦43四、提高切削用量的途径四、提高切削用量的途径2.改善改善工件材料加工性工件材料加工性；v在ap=4mm，f=0.4 mm/r的条件下，用硬质合金刀具车削70225HBS的中碳钢时，选择c=100m/min，v而加工同样硬度的易切钢时，选择c125m/min。3.2切削用量的选择切削用量的选择第四十三页，讲稿共四十八页哦44四、提高切削用量的途径四、提高切削用量的途径

36、3.改善改善冷却润滑条件冷却润滑条件；采用含有极压添加剂的切削液以及喷雾冷却法等。4.改进改进刀具结构刀具结构，提高刀具制造质量。，提高刀具制造质量。v可转位车刀可比焊接式车刀提高切削速度1530%左右，良好的断屑装置也是提高切削效率的有效方法。v金刚石砂轮代替碳化硅砂轮刃磨硬质合金刀具，刃磨后不会出现裂纹和烧伤，刀具寿命可提高50-100%。3.2切削用量的选择切削用量的选择第四十四页，讲稿共四十八页哦五、改善切削加工性的途径五、改善切削加工性的途径一、改善一、改善材料材料切削加工性的途径切削加工性的途径 1.1.调整材料的化学成分调整材料的化学成分 钢中加硫、铅等元素；铸铁中增加石墨成分钢

37、中加硫、铅等元素；铸铁中增加石墨成分2.2.进行适当的热处理进行适当的热处理 低、中碳钢低、中碳钢宜选正火处理，均匀组织，调整硬度塑性；宜选正火处理，均匀组织，调整硬度塑性；高碳钢高碳钢宜用球化退火宜用球化退火,降低硬度降低硬度,均匀组织均匀组织,改善加工性；改善加工性；中碳以上的合金钢中碳以上的合金钢硬度较高，需退火以降低硬度；硬度较高，需退火以降低硬度；不锈钢不锈钢常要进行调质处理，降低塑性，以便加工；常要进行调质处理，降低塑性，以便加工；铸铁铸铁需进行退火处理，降低表皮硬度，消除内应力需进行退火处理，降低表皮硬度，消除内应力第四十五页，讲稿共四十八页哦二、改善切削加工条件二、改善切削加工

38、条件 1.1.选择合适的刀具材料和切削用量选择合适的刀具材料和切削用量 难加工材料，导热性差，选难加工材料，导热性差，选YGYG、YWYW合金或涂层刀片；合金或涂层刀片；刀具合理几何参数，断屑槽、卷屑槽，控制排屑；刀具合理几何参数，断屑槽、卷屑槽，控制排屑；选择合理切削用量等。选择合理切削用量等。2.2.选用合适的设备和加工方法选用合适的设备和加工方法 难加工材料加工，机床要有足够的功率和刚性；难加工材料加工，机床要有足够的功率和刚性；选择合适的切削液，供给充足；选择合适的切削液，供给充足；高硬度材料加工采用磨削加工更容易高硬度材料加工采用磨削加工更容易；3.3.选择切削加工性好的材料状态选择切削加工性好的材料状态 低碳钢选冷拔状态；中碳钢选热轧状态低碳钢选冷拔状态；中碳钢选热轧状态第四十六页，讲稿共四十八页哦47本章结束本章结束 谢谢大家！第四十七页，讲稿共四十八页哦感感谢谢大大家家观观看看第四十八页，讲稿共四十八页哦