课题十二-金属切削加工基础知识ppt课件.ppt

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1、认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目模块三模块三 机械加工基础机械加工基础认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目课题十二课题十二 金属切削加工基础知识金属切削加工基础知识学习情境学习情境1 1 熟悉切削

2、加工与切削刀具熟悉切削加工与切削刀具学习情境学习情境2 2 了解用刀具基本定义了解用刀具基本定义认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 学习情境学习情境3 3 掌握工件材料的切削加工性掌握工件材料的切削加工性学习情境学习情境4 4 熟悉常用切削刀具熟悉常用切削刀具认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 【课题要点】【课题要点】本课题主要介绍金属切削加工的运动分析和本课题主要介绍金属切削加工的运动分析和切削要素，切削刀具的基本定义，常用刀

3、具的基切削要素，切削刀具的基本定义，常用刀具的基本定义，工件材料的切削加工性，常用的金属切本定义，工件材料的切削加工性，常用的金属切削刀具等。削刀具等。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 【学习目标】【学习目标】（1 1）熟悉金属切削加工的基本知识、刀具）熟悉金属切削加工的基本知识、刀具材料应具备的性质、刀具材料类型。材料应具备的性质、刀具材料类型。（2 2）了解金属切削刀具的角度定义及工作）了解金属切削刀具的角度定义及工作角度的选择方法、工件材料的切削加工性、常用角度的选择方法、工件材料的切削加工性、常用的金

4、属切削刀具类型。的金属切削刀具类型。（3 3）能初步掌握金属切削刀具选择方法。）能初步掌握金属切削刀具选择方法。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 【课题描述】【课题描述】金属切削是金属切削加工过程中刀具与工件之金属切削是金属切削加工过程中刀具与工件之间相互作用和各自变化规律的一门学科。在设计机间相互作用和各自变化规律的一门学科。在设计机床和刀具床和刀具制定机器零件的切削工艺及其定额制定机器零件的切削工艺及其定额合合理地使用刀具和机床以及控制切削过程时，都要利理地使用刀具和机床以及控制切削过程时，都要利用金属切

5、削原理的研究成果，使机器零件的加工达用金属切削原理的研究成果，使机器零件的加工达到经济到经济优质和高效率的目的。优质和高效率的目的。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目学习情境学习情境1 1 熟悉切削加工与切削刀具熟悉切削加工与切削刀具 【情境导航】【情境导航】切削加工运动分析切削加工运动分析 切削要素切削要素 切削刀具基本定义切削刀具基本定义认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 【相关知识】【相关知识】一、切削加工运动分析一、切削

6、加工运动分析 切削加工时，为了获得各种形状的零件，刀切削加工时，为了获得各种形状的零件，刀具与工件之间必须具有一定的相对运动，即切削具与工件之间必须具有一定的相对运动，即切削运动，切削运动按其所起的切削作用可分为主运运动，切削运动按其所起的切削作用可分为主运动和进给运动。动和进给运动。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 (一一)主运动主运动 主运动是由机床提供的运动，它使刀具与工主运动是由机床提供的运动，它使刀具与工件之间产生主要的相对运动。主运动的特点是速件之间产生主要的相对运动。主运动的特点是速度最高，消耗

7、功率最大。车削时，主运动是工件度最高，消耗功率最大。车削时，主运动是工件的回转运动；牛头刨床刨削时，主运动是刀具的的回转运动；牛头刨床刨削时，主运动是刀具的往复直线运动。往复直线运动。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 (二二)进给运动进给运动 进给运动是由机床提供的运动，它使刀具与进给运动是由机床提供的运动，它使刀具与工件间产生附加的相对运动，进给运动将使被切工件间产生附加的相对运动，进给运动将使被切金属层不断投入切削，以加工出具有所需几何特金属层不断投入切削，以加工出具有所需几何特性的已加工表面。例如，车削

8、外圆进给运动是刀性的已加工表面。例如，车削外圆进给运动是刀具的纵向运动；车削端面时，进给运动是刀具的具的纵向运动；车削端面时，进给运动是刀具的横向运动。牛头刨床刨削时，进给运动是工作台横向运动。牛头刨床刨削时，进给运动是工作台的移动。的移动。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 (三三)主运动和进给运动的合成主运动和进给运动的合成 当主运动和进给运动同时进行时，切削刃上当主运动和进给运动同时进行时，切削刃上某一点相对于工件的运动为合成运动。常用合成某一点相对于工件的运动为合成运动。常用合成速度向量速度向量veve

9、来表示。来表示。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 二、切削要素二、切削要素 切削要素是用来表示切削加工中主运动和进切削要素是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削要素包括切削速度、进给运动参数的数量。切削要素包括切削速度、进给量、背吃刀量三个要素。给量、背吃刀量三个要素。(一一)切削速度切削速度v vc c 在切削加工时，切削刃选定点相对于工作主在切削加工时，切削刃选定点相对于工作主运动的瞬时速度称为切削速度，它表示在单位时运动的瞬时速度称为切削速度，它表示在单位时间内工件或刀具沿主运动方向相对移

10、动的距离，间内工件或刀具沿主运动方向相对移动的距离，单位为单位为m/minm/min或或m/sm/s。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 主运动为旋转运动时，切削速度主运动为旋转运动时，切削速度v vc c的计算公的计算公式为式为 式中：式中：dd工件直径，工件直径，mmmm；nn工件或刀具每分工件或刀具每分(秒秒)钟转数，钟转数，r/minr/min（r/sr/s）。）。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 (二二)进给量进给量

11、f f 进给量是刀具在进给运动方向上相对工件的位进给量是刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移最来表移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移最来表示或度量。车削时进给量的单位是示或度量。车削时进给量的单位是mm/rmm/r，即工作每，即工作每转一圈，刀具沿进给运动方向移动的距离。刨削的转一圈，刀具沿进给运动方向移动的距离。刨削的主运动为往复直线运动，其间歇进给的进给量为毫主运动为往复直线运动，其间歇进给的进给量为毫米米/双行程，即每个往复行程刀具与工件之间的相双行程，即每个往复行程刀具与工件之间的相对横向移动距离。对横向移动距离。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能

12、开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 单位时间的进给量，称为进给速度，它是切单位时间的进给量，称为进给速度，它是切削刀选定点相对于工作进给运动的瞬间速度。车削刀选定点相对于工作进给运动的瞬间速度。车削时的进给速度削时的进给速度v vf f(mm/min(mm/min或或m/s)m/s)计算公式为计算公式为 认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 铣削时，由于铣刀是多齿刀具，进给量单位铣削时，由于铣刀是多齿刀具，进给量单位除除mm/rmm/r外，还规定了每齿进给量，用外

13、，还规定了每齿进给量，用azaz表示，单表示，单位是位是(mm/z)(mm/z)。v vf f，f f，a az z三者之间的关系为：三者之间的关系为：式中：式中：zz多齿刀具的齿数。多齿刀具的齿数。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 (三三)背吃刀量背吃刀量(切削深度切削深度)a)ap p 背吃刀量背吃刀量(切削深度切削深度)a)ap p是指主刀刃工作长度是指主刀刃工作长度(在基面上的投影在基面上的投影)沿垂直于进给运动方向上的投沿垂直于进给运动方向上的投影值。对于外圆车削，背吃刀量影值。对于外圆车削，背吃刀

14、量a ap p等于工件已加等于工件已加工表面和待加工表面之间的距离，单位为工表面和待加工表面之间的距离，单位为mmmm。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 三、切削刀具基本定义三、切削刀具基本定义 切削刀具种类很多，如车刀、刨刀、铣刀和切削刀具种类很多，如车刀、刨刀、铣刀和钻头等，它们几何形状各异，复杂程度不等，但钻头等，它们几何形状各异，复杂程度不等，但它们切削部分的结构和几何角度却具有许多共同它们切削部分的结构和几何角度却具有许多共同的特征。其中，车刀是最常用、最简单和最基本的特征。其中，车刀是最常用、最简

15、单和最基本的切削工具，最具有代表性，其他刀具都可以看的切削工具，最具有代表性，其他刀具都可以看做是车刀的组合或变形。因此，在研究金属切削做是车刀的组合或变形。因此，在研究金属切削工具时，通常以车刀为例进行研究和分析。工具时，通常以车刀为例进行研究和分析。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 （一）车刀的组成（一）车刀的组成 车刀由切削部分、刀柄两部分组成。切削部分车刀由切削部分、刀柄两部分组成。切削部分承担切削任务，刀柄是用以装夹在机床刀架上。切承担切削任务，刀柄是用以装夹在机床刀架上。切削部分是由一些面和切削刃

16、组成。常用的外圆车刀削部分是由一些面和切削刃组成。常用的外圆车刀是由一个刀尖、两条切削刃、三个刀面组成的，如是由一个刀尖、两条切削刃、三个刀面组成的，如图图12.112.1所示。所示。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目图图12.112.1 车刀的组成车刀的组成认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 1.1.刀面刀面 （1 1）前刀面）前刀面A Ar r。前刀面。前刀面A Ar r是指刀具上切屑流是指刀具上切屑流过的表面。过的表面。（

17、2 2）后刀面）后刀面A Aa a。后刀面。后刀面A Aa a是指与工件上切削是指与工件上切削表面相对的刀衙面。表面相对的刀衙面。（3 3）副后刀面）副后刀面A Aaa。副后刀面。副后刀面A Aaa是指与已是指与已加工表面相对的刀面。加工表面相对的刀面。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 2.2.切削刃切削刃 （1 1）主切削刃）主切削刃S S。主切削刃。主切削刃S S是指前刀面与是指前刀面与后刀面的交线，承担主要的切削工作。后刀面的交线，承担主要的切削工作。（2 2）副切削刃）副切削刃SS。副切削刃。副切削刃

18、SS是指前刀是指前刀面与副后刀面的交线，承担少量的切削工作。面与副后刀面的交线，承担少量的切削工作。（3 3）刀尖。刀尖是指主、副切削刃相交的）刀尖。刀尖是指主、副切削刃相交的一点，实际上该点不可能磨得很尖，而是由一段一点，实际上该点不可能磨得很尖，而是由一段折线或微小圆弧组成，微小圆弧的半径称为刀尖折线或微小圆弧组成，微小圆弧的半径称为刀尖圆弧半径，用圆弧半径，用r r表示，如图表示，如图12.212.2所示。所示。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目图图12.212.2 刀尖形状刀尖形状认识到了贫困户贫困的根

19、本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 （二）刀具几何角度参考系（二）刀具几何角度参考系 为了便于确定车刀上的几何角度，常选择为了便于确定车刀上的几何角度，常选择某一参考系作为基准，通过测量刀面或切削刃某一参考系作为基准，通过测量刀面或切削刃相对于参考系坐标平面的角度值来反映它们的相对于参考系坐标平面的角度值来反映它们的空间方位。空间方位。根据根据ISO 3002/11997ISO 3002/11997标准推荐，刀具几标准推荐，刀具几何角度参考系有正交平面参考系、法平面参考何角度参考系有正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系三

20、种。系和假定工作平面参考系三种。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 1.1.正交平面参考系正交平面参考系 如图如图12.312.3所示，正交平面参考系由以下三个所示，正交平面参考系由以下三个平面组成：平面组成：基面基面P Pr r是过切削刃上某选定点平行或垂真于是过切削刃上某选定点平行或垂真于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般来说其方位要垂直于假定一个平面或轴线，一般来说其方位要垂直于假定的主运动方向。车刀的基面都平行于它的底面。的主运动方向

21、。车刀的基面都平行于它的底面。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 主切削平面主切削平面P Ps s是过切削刃某选定点与主切削是过切削刃某选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。刃相切并垂直于基面的平面。正交平面正交平面P Po o是过切削刃某选定点同时垂直于是过切削刃某选定点同时垂直于基面和切削平面得到的平面。基面和切削平面得到的平面。过主切削刃，副切削刃某选定点都可以建立过主切削刃，副切削刃某选定点都可以建立正交平面参考系。基面正交平面参考系。基面P Pr r、主切削平面、主切削平面P Ps s、正交、正交平

22、面平面P Po o三个平面在空间相互垂直。三个平面在空间相互垂直。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 2.2.法平面参考系法平面参考系 如图如图12.412.4所示，法平面参考系由所示，法平面参考系由P Pr r，P Ps s和法和法平面平面P Pn n组成。其中法平面组成。其中法平面P Pn n是过切削刃某选定点是过切削刃某选定点垂直于切削刃的平面。垂直于切削刃的平面。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目图12.3 正交平面参考

23、系图 图12.4 法平面参考系图认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 3.3.假定工作平面参考系假定工作平面参考系 如图如图12.512.5所示，假定工作平面参考系由所示，假定工作平面参考系由P Pr r，P Pf f和和P Pp p组成。假定工作平面组成。假定工作平面P Pf f是过切削刃某选定点是过切削刃某选定点平行于假定进给运动平面并垂直于基面的平面。平行于假定进给运动平面并垂直于基面的平面。背平面背平面P Pp p是过切削刃某选定点既垂直于二假定迸是过切削刃某选定点既垂直于二假定迸给运动平面又垂直于基面的

24、平面。给运动平面又垂直于基面的平面。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目图12.5 假定工作平面参考系图认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 （三）刀具标注角度（三）刀具标注角度 刀具标注角度如图刀具标注角度如图12.612.6所示。所示。1.1.在基面内测量的角度在基面内测量的角度 （1 1）主偏角）主偏角k kr r。主偏角。主偏角k kr r是指主切削刃与进是指主切削刃与进给运动方向之间的夹角。给运动方向之间的夹角。（2 2）

25、副偏角）副偏角k kr r。副偏角。副偏角k kr r是指副切削刃是指副切削刃与进给运动反方向之间的夹角。与进给运动反方向之间的夹角。（3 3）刀尖角）刀尖角r r。刀尖角。刀尖角r r是指主切削刃与是指主切削刃与副切削刃之间的夹角，刀尖角的大小会影响刀具副切削刃之间的夹角，刀尖角的大小会影响刀具切削部分的强度和传热性能。它与主偏角和副偏切削部分的强度和传热性能。它与主偏角和副偏角的关系为角的关系为 认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 2.2.在主切削刃正交平面在主切削刃正交平面(O-O)(O-O)内测量的角度

26、内测量的角度 (1)(1)前角前角o o。前角。前角o o是指前刀面与基面间的是指前刀面与基面间的夹角。当前刀面与基面平行时，前角为零。基面夹角。当前刀面与基面平行时，前角为零。基面在前刀面以内，前角为负。基面在前刀面以外，在前刀面以内，前角为负。基面在前刀面以外，前角为正。前角为正。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目图12.6 车刀的几何角度认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 (2)(2)后角后角o o。后角。后角o o是指后

27、刀面与切削平面是指后刀面与切削平面间的夹角。间的夹角。(3)(3)楔角楔角o o。楔角。楔角o o是指前刀面与后刀面间是指前刀面与后刀面间的夹角。的夹角。楔角的大小将影响切削部分截面的大小，决楔角的大小将影响切削部分截面的大小，决定着切削部分的强度，它与前角定着切削部分的强度，它与前角o o和后角和后角o o的的关系为关系为 o o=90=90（o o+o o)认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 3.3.在切削平面内在切削平面内(S(S向向)测量的角度测量的角度 刃倾角刃倾角s s是指主切削刃与基面间的夹角。刃

28、是指主切削刃与基面间的夹角。刃倾角正负的规定如图倾角正负的规定如图12.712.7所示。刀尖处于最高点所示。刀尖处于最高点时，刃倾角为正；刀尖处于最低点时，刃倾角为时，刃倾角为正；刀尖处于最低点时，刃倾角为负；切削刃平行于底面时，刃倾角为零。负；切削刃平行于底面时，刃倾角为零。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目图12.7 s的正负规定认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 s s=0=0的切削称为直角切削，此时主切削刃与的切削称为直

29、角切削，此时主切削刃与切削速度方向垂直，切屑沿切削刃的法向流出。切削速度方向垂直，切屑沿切削刃的法向流出。s s00的切削称为斜角切削，此时主切削刃与切的切削称为斜角切削，此时主切削刃与切削速度方向不垂直，切屑的流向与沿切削刃的法削速度方向不垂直，切屑的流向与沿切削刃的法向倾斜了一个角度。向倾斜了一个角度。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 4.4.在副切削刃正交平面内在副切削刃正交平面内(O-O)(O-O)测量的角测量的角度度 副后角副后角o o是指副后刀面与副切削刃切削平是指副后刀面与副切削刃切削平面的夹角

30、。面的夹角。上述的几何角度中，最常用的是前角上述的几何角度中，最常用的是前角o o、后、后角角o o、主偏角、主偏角k kr r、刃倾角、刃倾角r r、副偏角、副偏角k kr r和副后和副后角角o o，通常称之为基本角度。在刀具切削部分，通常称之为基本角度。在刀具切削部分的几何角度中，上述基本角度能完整地表达出车刀的几何角度中，上述基本角度能完整地表达出车刀切削部分的几何形状，反映出刀具的切削特点。切削部分的几何形状，反映出刀具的切削特点。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第三章 6-24三、分支程序与循环程序

31、设计三、分支程序与循环程序设计休息一下，巩固所学的知识认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目学习情境学习情境2 2 了解用刀具基本定义了解用刀具基本定义 【情境导航】【情境导航】刀具的材料刀具的材料 切削力和影响切削力的因素切削力和影响切削力的因素 刀具的磨损与耐用度刀具的磨损与耐用度 刀具几何参数的合理选择刀具几何参数的合理选择认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 【相关知识】【相关知识】一、刀具的材料一、刀具的材料 刀具的材料是指

32、刀具切削部分的材料，刀具刀具的材料是指刀具切削部分的材料，刀具材料性能的优劣对切削加工过程及精度、质量、材料性能的优劣对切削加工过程及精度、质量、生产效率有着直接影响。生产效率有着直接影响。(一一)刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能 1.1.高硬度高硬度 高硬度是刀具材料应具备的最基本性能，一高硬度是刀具材料应具备的最基本性能，一般认为，刀具材料应比工件材料的硬度高般认为，刀具材料应比工件材料的硬度高1.31.31.51.5倍，常温硬度高于倍，常温硬度高于60HRC60HRC。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫

33、”项目 2 2足够的强度和韧度足够的强度和韧度 切削过程中，刀具承受很大的压力、冲击和振动，切削过程中，刀具承受很大的压力、冲击和振动，刀具材料必须具备足够的抗弯强度和冲击韧性。一般说刀具材料必须具备足够的抗弯强度和冲击韧性。一般说来，刀具材料的硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性值越来，刀具材料的硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性值越低。为了不产生崩刃和折断，刀具材料必须具备足够的低。为了不产生崩刃和折断，刀具材料必须具备足够的强度和韧度。强度和韧度。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 3.3.高耐磨性高耐磨性 在切削

34、过程中，刀具要经受剧烈摩擦，所以在切削过程中，刀具要经受剧烈摩擦，所以作为刀具材料必须具备良好的耐磨性。作为刀具材料必须具备良好的耐磨性。耐磨性不仅与硬度有关，往往还与强度、韧耐磨性不仅与硬度有关，往往还与强度、韧度和金相组织结构等因素有关。一般认为，刀具度和金相组织结构等因素有关。一般认为，刀具材料的硬度越高、马氏体中合金元素越多、金属材料的硬度越高、马氏体中合金元素越多、金属碳化物数量越多、颗粒越细、分布越均匀，耐磨碳化物数量越多、颗粒越细、分布越均匀，耐磨性就越高。性就越高。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”

35、项目 4.4.高耐热性高耐热性 耐热性是衡量刀具材料切削性能优劣的主要耐热性是衡量刀具材料切削性能优劣的主要指标，它是刀具材料在高温下保持或基本保持其指标，它是刀具材料在高温下保持或基本保持其硬度、强度、韧度和耐磨性的主要指标。故工具硬度、强度、韧度和耐磨性的主要指标。故工具钢刀具常用红硬性钢刀具常用红硬性(加热加热4 h4 h仍能保持仍能保持58HRC58HRC时的时的温度值即为红硬性温度值即为红硬性)来表示。例如，高速钢的红来表示。例如，高速钢的红硬性为硬性为550 550 650 650，即在此温度下，高速钢，即在此温度下，高速钢仍能保持或基本保持常温时的切削性能指标，硬仍能保持或基本保

36、持常温时的切削性能指标，硬质合金约为质合金约为900 900。作为刀具材料除具备上述性能外，还应具备作为刀具材料除具备上述性能外，还应具备一定的可加工性能，如切削加工性、磨削性、焊一定的可加工性能，如切削加工性、磨削性、焊接性能、热处理性能、高温塑性等。接性能、热处理性能、高温塑性等。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 (二二)刀具材料类型刀具材料类型 1.1.高速钢高速钢 高速钢是在高碳钢中加入高速钢是在高碳钢中加入W W，CrCr，V V，MoMo等合等合金元素，与金元素，与C C生成碳化物而制成的。加入合

37、金元生成碳化物而制成的。加入合金元素后，细化了晶粒，提高了合金的硬度。一般高素后，细化了晶粒，提高了合金的硬度。一般高速钢的淬火硬度可达速钢的淬火硬度可达636367HRC67HRC。红硬性可达红硬性可达550 550 660 660。切削速度。切削速度vcvc可可比合金工具钢提高比合金工具钢提高1 12 2倍。高速钢具有较高的强倍。高速钢具有较高的强度，在所有刀具材料中它的抗弯强度和冲击韧度度，在所有刀具材料中它的抗弯强度和冲击韧度最高，是制造各种刃形复杂刀具的主要材料。就最高，是制造各种刃形复杂刀具的主要材料。就其性能用途，高速钢可分为普通高速钢和高性能其性能用途，高速钢可分为普通高速钢和

38、高性能高速钢两类。高速钢两类。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 2.2.硬质合金硬质合金 硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物和硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物和金属黏结剂金属黏结剂(如如CoCo，NiNi，MoMo等等)，经过高压成型，并，经过高压成型，并在在1 500 1 500 左右的高温下烧结而成。左右的高温下烧结而成。硬质合金的硬度高达硬质合金的硬度高达898995HRA95HRA，耐磨性、耐，耐磨性、耐热性很好，耐热温度可达热性很好，耐热温度可达800 800 1 000 1 000。其缺

39、。其缺点是抗弯强度低、脆性大、怕振动、怕冲击、制造点是抗弯强度低、脆性大、怕振动、怕冲击、制造工艺差。工艺差。硬质合金刀具的加工效率非常高，切削速度可硬质合金刀具的加工效率非常高，切削速度可达达100 m/min100 m/min以上，能够切削淬火钢等硬材料。以上，能够切削淬火钢等硬材料。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目(三三)其他刀具材料或超硬刀具材料其他刀具材料或超硬刀具材料1.1.陶瓷陶瓷2.2.金刚石金刚石3.3.立方氮化硼立方氮化硼认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来

40、国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 二、切削力和影响切削力的因素二、切削力和影响切削力的因素 (一一)切削力切削力 如图如图12.812.8所示，直角自由切削时，作用在前所示，直角自由切削时，作用在前刀面上有弹、塑性变形抗力刀面上有弹、塑性变形抗力F Fnrnr和摩擦力和摩擦力F Ffrfr，作用，作用在后刀面上的力有弹、塑性变形抗力在后刀面上的力有弹、塑性变形抗力F Fnana和和F Ffafa它们它们的合力的合力F Fr r作用在前刀面上近切削刃处。直角非自作用在前刀面上近切削刃处。直角非自由切削时，由于副切削刃的影响，使直角自由切由切削时，由于副切削刃的影响，使直角自由切

41、削时的削时的F F，改变了方向。为了便于测量和应用，改变了方向。为了便于测量和应用，将合力分解为三个互相垂直的分力将合力分解为三个互相垂直的分力F Fc c，F Fp p和和F Ff f。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目图图12.812.8 切削力的来源和分力切削力的来源和分力认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 1.1.主切削力主切削力F Fc c 主切削力主切削力F Fc c是指垂直于基面，与主切削速度方向是指垂直于基面，与

42、主切削速度方向一致的分力。它是最大的一个分力，是设计及使用刀一致的分力。它是最大的一个分力，是设计及使用刀具、计算机床功率和设计主传动系统的主要依据，也具、计算机床功率和设计主传动系统的主要依据，也是夹具设计及切削用量选择的依据。是夹具设计及切削用量选择的依据。2.2.吃刀抗力吃刀抗力F Fp p 吃刀抗力吃刀抗力F Fp p是指在基面内，与进给方向相垂直，是指在基面内，与进给方向相垂直，即沿吃刀方向上的分力。吃刀抗力即沿吃刀方向上的分力。吃刀抗力F Fp p影响工艺系统的影响工艺系统的变形，会引起工艺系统振动，影响加工表面质量。变形，会引起工艺系统振动，影响加工表面质量。认识到了贫困户贫困的

43、根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 3.3.进给抗力进给抗力F Fr r 进给抗力进给抗力F Fr r在基面内，与进给运动方向相平在基面内，与进给运动方向相平行，即沿进给方向上的分力。它是验算机床进给行，即沿进给方向上的分力。它是验算机床进给系统临界强度的依据。系统临界强度的依据。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 (二二)影响切削力的因素影响切削力的因素 1.1.工件材料工件材料 工件材料的强度、硬度越高，材料的剪切屈工件材料的强度、硬度越高，材

44、料的剪切屈服强度服强度s s越大，虽然变形系数越大，虽然变形系数有所下降，但单有所下降，但单位切削力增大。强度、硬度相近的材料，若其塑位切削力增大。强度、硬度相近的材料，若其塑性或韧性越大，切屑越不易折断，使切屑与前刀性或韧性越大，切屑越不易折断，使切屑与前刀面间摩擦增加，切削力越大，如不锈钢面间摩擦增加，切削力越大，如不锈钢1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti与与4545钢强度接近，但其韧性高钢强度接近，但其韧性高4545钢钢4 4倍，相同条件下，其切削力要高倍，相同条件下，其切削力要高25%25%。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重

45、视，已经展开了“精准扶贫”项目 对于脆性材料，由于塑性变形小，切屑与前对于脆性材料，由于塑性变形小，切屑与前刀面摩擦小，切削力较小，如灰铸铁刀面摩擦小，切削力较小，如灰铸铁HT200HT200与热与热轧轧4545钢，两者硬度相近。但切削铸铁的切削力要钢，两者硬度相近。但切削铸铁的切削力要小小40%40%。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 2.2.切削用量切削用量 背吃刀量背吃刀量apap和进给量增大，分别会使切削宽和进给量增大，分别会使切削宽度度ww和切削厚度和切削厚度cc增大。切削层面积增大。切削层面积Ac

46、Ac增大，增大，变形抗力和摩擦力增加，使切削力增大。但两者变形抗力和摩擦力增加，使切削力增大。但两者影响程度不同。影响程度不同。apap增大，增大，ww和和AcAc增大，但变形增大，但变形系数不变，使切削力成正比增大。系数不变，使切削力成正比增大。f f增大，增大，cc和和AcAc增大，但变形系数增大，但变形系数有所下降，使切削力不成有所下降，使切削力不成正比增大。因而，在切削加工中，如果从切削力正比增大。因而，在切削加工中，如果从切削力和切削功率来考虑，增大进给量比增大背吃刀量和切削功率来考虑，增大进给量比增大背吃刀量有利，这样既可提高效率又减小了单位切削力。有利，这样既可提高效率又减小了单

47、位切削力。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 加工塑性金属材料时，在中速和高速下加工塑性金属材料时，在中速和高速下(v vc c 40 m/min)40 m/min)，切削力一般随着切削速度的增大而减，切削力一般随着切削速度的增大而减小。这主要是因为小。这主要是因为vcvc增大，使切削温度提高，摩擦增大，使切削温度提高，摩擦减小，从而使变形系数变小。切削脆性材料，如灰减小，从而使变形系数变小。切削脆性材料，如灰铸铁、黄铜等时，因其塑性变形很小，切屑和前刀铸铁、黄铜等时，因其塑性变形很小，切屑和前刀面的摩擦也很小

48、，所以切削速度对切削力没有显著面的摩擦也很小，所以切削速度对切削力没有显著影响。影响。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 3.3.刀具几何参数刀具几何参数 前角前角o o增大，被切金属的变形减小，切削力增大，被切金属的变形减小，切削力显著下降。一般来说，当加工塑性较大的金属材显著下降。一般来说，当加工塑性较大的金属材料时，前刀面对切削力的影响比加工塑性较小的料时，前刀面对切削力的影响比加工塑性较小的金属材料更显著。金属材料更显著。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作

49、高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 主偏角主偏角k kr r从从3030增大到增大到6060时，切削厚度增加，时，切削厚度增加，切削变形减小，使主切削力减小；但随着切削变形减小，使主切削力减小；但随着k kr r增大，增大，在在60609090时，刀尖圆弧半径也增大，挤压摩擦时，刀尖圆弧半径也增大，挤压摩擦加剧，使主切削力又增大。加剧，使主切削力又增大。主偏角主偏角k kr r在在60607575范围时，主切削力最小。范围时，主切削力最小。但车细长轴类零件时，往往采用大于但车细长轴类零件时，往往采用大于6060的主偏角的主偏角以减小吃刀抗力。对于切断或切槽来说，主偏角应以减小吃刀抗力。对于切

50、断或切槽来说，主偏角应大于大于9090，以减小切削的挤压以及后刀面与工件的，以减小切削的挤压以及后刀面与工件的摩擦，减小切削力。摩擦，减小切削力。认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目 刃倾角刃倾角s s的绝对值增大时，使主切削刃参加的绝对值增大时，使主切削刃参加工作长度增加，摩擦加剧；但在法向剖面中刃口工作长度增加，摩擦加剧；但在法向剖面中刃口圆弧半径减小，刀刃锋利，切削变形等上述因素圆弧半径减小，刀刃锋利，切削变形等上述因素综合作用的结果，使综合作用的结果，使F Ff f变化较小，当刃倾角由正变化较小，当刃倾角