切削基本知识.pptx

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1、会计学1切削基本知识切削基本知识第一节第一节第一节第一节 金属切削加工的基本知识金属切削加工的基本知识金属切削加工的基本知识金属切削加工的基本知识一、切削运动和工件表面一、切削运动和工件表面 1.1.切削运动切削运动 2.2.工件上的表面工件上的表面二、切削要素二、切削要素 1.1.切削用量切削用量（重点）（重点）2.2.切削层横截面要素切削层横截面要素三、刀具几何参数三、刀具几何参数 1.1.刀具切削部分的刀具切削部分的结构要素结构要素 2.2.刀具角度的参考系刀具角度的参考系 3.3.刀具的标注角度刀具的标注角度（难点）（难点）4.4.刀具工作角度（不要求）刀具工作角度（不要求）第1页/共

2、70页第一节第一节第一节第一节 金属切削加工的基本知识金属切削加工的基本知识金属切削加工的基本知识金属切削加工的基本知识1.1.切削运动切削运动切削运动切削运动（1）主运动）主运动速度最高，耗功最多速度最高，耗功最多有且只有一个有且只有一个旋转或直线往复旋转或直线往复（2）进给运动）进给运动速度较低，耗功较少速度较低，耗功较少有有0 n 个个连续，也可以步进连续，也可以步进旋转或直线往复旋转或直线往复第2页/共70页（3 3）合成切削运动）合成切削运动）合成切削运动）合成切削运动ve=vc+vf l切削加工过程切削加工过程中的辅助运动中的辅助运动切入运动切入运动空程运动空程运动分度运动等分度运

3、动等2.工件上的表面工件上的表面待加工表面待加工表面已加工表面已加工表面过渡表面过渡表面第3页/共70页 1.切削用量三要素切削用量三要素 切削速度切削速度V Vc c：单位为：单位为m/sm/s或或m/minm/min。进给量进给量 ：单位是单位是mm/rmm/r 背吃刀量背吃刀量ap：单位是单位是mmmm (切削深度切削深度)二、切削要素二、切削要素切削用量切削用量切削层横截面要素切削层横截面要素车削：车削：钻孔：钻孔：第4页/共70页2.切削层横截面三要素切削层横截面三要素切削层公称宽度切削层公称宽度b bD D：b bD D=a ap p/sin/sink kr r切削层公称厚度切削层

4、公称厚度h hD D：h hD D=f fsinsink kr r切削层公称横截面积切削层公称横截面积A AD D：A AD Db bD Dh hD D=a ap pf f二、切削要素二、切削要素切削用量切削用量切削层横截面要素切削层横截面要素第5页/共70页 1.刀具切削部分的结构要素刀具切削部分的结构要素 三、刀具几何参数三、刀具几何参数切削部分切削部分+夹持部分夹持部分l前面（前面（A A）l主后面（主后面（A A）l副后面（副后面（A A）l主切削刃（主切削刃（S S）l副切削刃（副切削刃（S S）l刀尖刀尖：三面二刃一尖三面二刃一尖第6页/共70页 2.刀具角度的参考系刀具角度的参考

5、系 三、刀具几何参数三、刀具几何参数静止静止参考系参考系切削切削参考系参考系车刀的正交平面参考系车刀的正交平面参考系基面：垂直于主速度基面：垂直于主速度切削平面：切于主速度切削平面：切于主速度正交平面正交平面：（主剖面）：（主剖面）第7页/共70页 3.刀具的标注角度刀具的标注角度(车刀为例车刀为例)三、刀具几何参数三、刀具几何参数(1)(1)在基面中测量的角度在基面中测量的角度 主偏角主偏角k kr r 副偏角副偏角k kr r 刀尖角刀尖角r r k kr r+k+kr r+r r=180 180第8页/共70页 3.刀具的标注角度刀具的标注角度 （2 2）在在正正交交平平面面中测量的角度

6、：中测量的角度：前角前角o o：主后角主后角o o：楔角楔角o o：=90-(90-(o o+o o)第9页/共70页刃倾角刃倾角s：刀尖为最高点时，刀尖为最高点时，s 0；刀尖为最低点时，刀尖为最低点时，s 60HRC)l足够的强度和韧性足够的强度和韧性l高的耐热性高的耐热性(热硬性热硬性)l良好的导热性和较小的膨胀系数良好的导热性和较小的膨胀系数l稳定的化学性能和良好的抗粘结性能稳定的化学性能和良好的抗粘结性能l良好的工艺性能和经济性良好的工艺性能和经济性一、刀具材料应具备的性能一、刀具材料应具备的性能第16页/共70页1.1.高速钢的特点：高速钢的特点：锋钢、钨钢、白钢锋钢、钨钢、白钢2

7、.2.普通高速钢：普通高速钢：W18Cr4V等等(62-66HRC)3.3.高性能高速钢：高性能高速钢：W2Mo9Cr4VCo8等等(66HRC)4.4.粉末冶金高速钢：粉末冶金高速钢：拉刀等形状复杂的刀具拉刀等形状复杂的刀具5.5.高速钢刀具的表面涂层：高速钢刀具的表面涂层：TiC或或TiN二、高速钢二、高速钢第17页/共70页三、硬质合金三、硬质合金三、硬质合金三、硬质合金lWC、TiC等等粉末，用钴等作粘结剂烧结而成。粉末，用钴等作粘结剂烧结而成。l切削温度高达切削温度高达10001000。速度。速度4-104-10倍于高速钢。倍于高速钢。l韧性差，不易做成形状复杂的整体刀具。韧性差，不

8、易做成形状复杂的整体刀具。金属碳化物比例越大，硬度越高，耐磨性也好；金属碳化物比例越大，硬度越高，耐磨性也好；粘结剂含量越高，抗弯强度和韧性会有所提高；粘结剂含量越高，抗弯强度和韧性会有所提高；晶粒越细，硬度越高。晶粒越细，硬度越高。1.硬质合金的组成和性能硬质合金的组成和性能第18页/共70页常用的硬质合金以常用的硬质合金以WC为基体，并分为为基体，并分为 WC-Co (YG6:Co 6%,WC 94%)WC-TiC-Co (YT15:TiC 15%)WC-TiC-TaC（NbC）Co (YW1)WC-TaC（NbC）Co (YN)2.普通硬质合金的分类、牌号和性能普通硬质合金的分类、牌号和

9、性能lYG类，类，K类，适合加工脆性材料、有色金属等类，适合加工脆性材料、有色金属等lYT类，类，P类，适合加工普通碳钢等塑性材料类，适合加工普通碳钢等塑性材料lYW类，类，M类，可履盖类，可履盖K类、类、P类的应用范围类的应用范围lYN类，类，P类，精加工工具钢、淬火钢类，精加工工具钢、淬火钢第19页/共70页第20页/共70页1.超细晶粒硬质合金超细晶粒硬质合金lWC粒度在粒度在0.21m之间之间l具有硬质合金的高硬度和高速钢的高强度具有硬质合金的高硬度和高速钢的高强度3.其他硬质合金及其使用性能其他硬质合金及其使用性能2.涂层硬质合金涂层硬质合金 l韧性基体，韧性基体，CVD沉积涂层，厚

10、度沉积涂层，厚度513 m。3.钢结硬质合金钢结硬质合金 lWC、TiC(约约35)，高速钢，高速钢(65)l硬度、强度与韧性介于高速钢和硬质合金之间；硬度、强度与韧性介于高速钢和硬质合金之间；l可锻造、切削、热处理与焊接，可用于制造模具、可锻造、切削、热处理与焊接，可用于制造模具、拉刀、铣刀等形状复杂的刀具拉刀、铣刀等形状复杂的刀具第21页/共70页l按化学成分可分为：按化学成分可分为：高纯氧化铝高纯氧化铝AL2O3陶瓷、陶瓷、复合氧化铝复合氧化铝AL2O3TiC陶瓷、陶瓷、复合氮化硅复合氮化硅Si3N4TiCCo陶瓷陶瓷l高温硬度很高，化学稳定性好，不易粘结高温硬度很高，化学稳定性好，不易

11、粘结l缺点：韧性很差，导热能力低，不能受冲击缺点：韧性很差，导热能力低，不能受冲击陶陶 瓷瓷第22页/共70页已知最硬材料，其硬度极高，接近于已知最硬材料，其硬度极高，接近于10000HV（硬质合金仅为（硬质合金仅为 1300 1800HV）l金刚石分天然和人造两种金刚石分天然和人造两种l主要用于非铁金属、非金属材料的精加工主要用于非铁金属、非金属材料的精加工l寿命极高寿命极高l但不宜加工铁族材料但不宜加工铁族材料 金刚石金刚石第23页/共70页 其硬度约其硬度约9000HV；热稳定性好，热稳定性好，1300 1500仍保持其硬度；仍保持其硬度；与铁族材料的亲和作用小；与铁族材料的亲和作用小；

12、用以加工淬硬钢、高温合金等；用以加工淬硬钢、高温合金等；加工精度高，可代替磨削加工。加工精度高，可代替磨削加工。立方氮化硼（立方氮化硼（CBN）lCBN刀片可用机夹式或焊接法，也可与刀片可用机夹式或焊接法，也可与硬质合金压制在一起成为复合刀片。硬质合金压制在一起成为复合刀片。第24页/共70页一、选择题一、选择题一、选择题一、选择题 1普通高速钢的常温硬度约可达（普通高速钢的常温硬度约可达（）。）。A7075HRC B5055HRC C6065HRC 2YT30属于一种（属于一种（）硬质合金。）硬质合金。A钨钴类钨钴类 B钨估钛类钨估钛类 C通用类通用类 3下列牌号的硬质合金中（下列牌号的硬质

13、合金中（）的硬度最高。）的硬度最高。AYT5 BYT15 CYT304下列牌号的硬质合金中下列牌号的硬质合金中()的强度最高，的强度最高，()的硬度最高。的硬度最高。AYG3 BYG6 CYG85下列刀具材料中（下列刀具材料中（）最适用于铸铁件粗加工。）最适用于铸铁件粗加工。A钨钴类硬质合金钨钴类硬质合金 B钨估钛类硬质合金钨估钛类硬质合金 C.金刚石金刚石6下列刀具材料中（下列刀具材料中（）的常温硬度最高。）的常温硬度最高。A.高速钢高速钢 B.硬质合金硬质合金 C.人造金刚石人造金刚石 D.立方氮化硼立方氮化硼7切削时，刀具要承受切削力与冲击力，所以必须具有（切削时，刀具要承受切削力与冲击

14、力，所以必须具有（）。）。A.高硬度高硬度 B.高耐磨性高耐磨性 C.耐热性耐热性 D.足够的强度和韧性足够的强度和韧性8目前最常用的刀具材料是高速钢和（目前最常用的刀具材料是高速钢和（）。）。A.金刚石金刚石 B.工具钢工具钢 C.硬质合金硬质合金 D.金属陶瓷金属陶瓷第25页/共70页二、判断题二、判断题二、判断题二、判断题1.刀具材料的强度必须要大于工件材料的强度。刀具材料的强度必须要大于工件材料的强度。2.车刀切削部分的硬度必须大于材料的硬度。车刀切削部分的硬度必须大于材料的硬度。3.钨钴类硬质合金中，含钴量愈高，硬度就愈低。钨钴类硬质合金中，含钴量愈高，硬度就愈低。4.刀具材料的耐热

15、性是指在高温下保持高硬度、高强度刀具材料的耐热性是指在高温下保持高硬度、高强度的性能，并具有良好的抗扩散、抗氧化的能力。的性能，并具有良好的抗扩散、抗氧化的能力。5.涂层硬质合金是在韧性较好的硬质合金基体上，涂一涂层硬质合金是在韧性较好的硬质合金基体上，涂一层硬度、耐磨性极高的的难熔金属化合物而获得的。层硬度、耐磨性极高的的难熔金属化合物而获得的。6.陶瓷刀具的主要缺点是抗弯强度低、冲击韧性差、导陶瓷刀具的主要缺点是抗弯强度低、冲击韧性差、导热能力低。热能力低。三、简答题三、简答题试对比分析试对比分析YG3与与YG8硬质合金的成分、性能和硬质合金的成分、性能和适用范围的差异。适用范围的差异。第

16、26页/共70页第三节第三节第三节第三节 金属切削过程及其基本规律金属切削过程及其基本规律金属切削过程及其基本规律金属切削过程及其基本规律一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程 1 1.切削变形切削变形切削变形切削变形(了解了解了解了解)2 2.切屑的形成切屑的形成切屑的形成切屑的形成(了解了解了解了解)3 3.切屑的形态切屑的形态切屑的形态切屑的形态(了解了解了解了解)4.4.切削变形程度的衡量切削变形程度的衡量切削变形程度的衡量切削变形程度的衡量(不要求不要求不要求不要求)5 5.前刀面上的摩擦与积屑瘤前刀面上的摩擦与积屑瘤前刀面上的摩擦与

17、积屑瘤前刀面上的摩擦与积屑瘤(重点重点重点重点)6 6.已加工表面变形与加工硬化已加工表面变形与加工硬化已加工表面变形与加工硬化已加工表面变形与加工硬化(理解理解理解理解)7 7.影响切削变形的主要因素影响切削变形的主要因素影响切削变形的主要因素影响切削变形的主要因素(理解理解理解理解)二二二二、切削力与切削功率、切削力与切削功率、切削力与切削功率、切削力与切削功率(了解了解了解了解)三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度(了解了解了解了解)四四四四、刀具磨损与刀具寿命、刀具磨损与刀具寿命、刀具磨损与刀具寿命、刀具磨损与刀具寿命(了解了解了解了解)第2

18、7页/共70页被切削金属层经刀具的挤被切削金属层经刀具的挤被切削金属层经刀具的挤被切削金属层经刀具的挤压，发生弹性变形、塑压，发生弹性变形、塑压，发生弹性变形、塑压，发生弹性变形、塑性变形、直至切离工件性变形、直至切离工件性变形、直至切离工件性变形、直至切离工件形成切屑沿前刀面排出。形成切屑沿前刀面排出。形成切屑沿前刀面排出。形成切屑沿前刀面排出。1.1.切削变形切削变形切削变形切削变形一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程第一变形区：第一变形区：剪切滑移区剪切滑移区,宽宽0.02 0.2mm第二变形区：第二变形区：刀刀屑接触区屑接触区,挤压摩擦区挤压摩擦区第三变形区：第三变形区：刀刀工

19、件接触区工件接触区,挤压摩擦区挤压摩擦区第28页/共70页2.2.切屑的形成切屑的形成切屑的形成切屑的形成工件受到挤压，内部产生应力和弹性变形工件受到挤压，内部产生应力和弹性变形工件受到挤压，内部产生应力和弹性变形工件受到挤压，内部产生应力和弹性变形 当剪应力当剪应力当剪应力当剪应力=屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度 s s时，产生塑性变形时，产生塑性变形时，产生塑性变形时，产生塑性变形 切削层金属与工件基体分离，切屑沿前刀面流出。切削层金属与工件基体分离，切屑沿前刀面流出。切削层金属与工件基体分离，切屑沿前刀面流出。切削层金属与工件基体分离，切屑沿前刀面流出。切屑的切屑的形成过程形成过程第2

20、9页/共70页3 3、切屑的形态切屑的形态 切屑形态切屑形态主要有四种类型主要有四种类型 l带状切屑带状切屑 速度大、前角大、切削层薄时形成速度大、前角大、切削层薄时形成l挤裂切屑挤裂切屑（又称节状切屑）小前角（又称节状切屑）小前角 l单元切屑单元切屑（又称粒状切屑）（又称粒状切屑）小或负前角小或负前角l崩碎切屑崩碎切屑 脆性材料脆性材料第30页/共70页5.5.前刀面上的摩擦与积屑瘤前刀面上的摩擦与积屑瘤（1）刀-屑接触区的摩擦特性及摩擦系数 刀刀-屑接触区两个分区：滑动区、粘结区屑接触区两个分区：滑动区、粘结区（2）积屑瘤的形成）积屑瘤的形成 底底层层切切屑屑粘粘结结滞滞流流上上层层切切屑

21、屑流流过过时时产产生生内内摩摩擦擦 滞流层变形大，发生加工硬化，与底层粘在一起滞流层变形大，发生加工硬化，与底层粘在一起第31页/共70页保护刀具，增大前角保护刀具，增大前角增大切削厚度，增大增大切削厚度，增大RaRa值值已加工表面形成鳞刺已加工表面形成鳞刺对粗加工有利，对精加工不利对粗加工有利，对精加工不利积屑瘤对切削过程的影响积屑瘤对切削过程的影响影响积屑瘤的主要因素影响积屑瘤的主要因素工件材料工件材料切削速度切削速度刀具前角刀具前角切削液切削液改善工件材料性能（可正火降低塑性）改善工件材料性能（可正火降低塑性）1525m/min最易形成最易形成大前角切削（减小刀大前角切削（减小刀-屑接触

22、面压力）屑接触面压力）冷却润滑液（减少摩擦、降温、增滑）冷却润滑液（减少摩擦、降温、增滑）控制积屑瘤的措施控制积屑瘤的措施第32页/共70页6.6.已加工表面变形与加工硬化已加工表面变形与加工硬化已加工表面变形与加工硬化已加工表面变形与加工硬化在第在第在第在第IIIIII变形区，后刀面挤压和摩擦已加工表面层，变形区，后刀面挤压和摩擦已加工表面层，变形区，后刀面挤压和摩擦已加工表面层，变形区，后刀面挤压和摩擦已加工表面层，使已加工表面层的金属晶粒产生变形。使已加工表面层的金属晶粒产生变形。使已加工表面层的金属晶粒产生变形。使已加工表面层的金属晶粒产生变形。磨出锋利切削刃磨出锋利切削刃增大前角或增

23、大后角增大前角或增大后角减小背吃刀量减小背吃刀量ap合理选用切削液合理选用切削液减小加工硬化的措施减小加工硬化的措施第33页/共70页刀尖的形状刀尖的形状第34页/共70页l工件材料：强度和硬度工件材料：强度和硬度，变形减小变形减小l刀具前角：刀具前角：o o，变形减小变形减小l切削速度：切削速度：vc440m/min，变形小，变形小l切削厚度：切削厚度切削厚度：切削厚度，变形减小。，变形减小。l冷却润滑：变形小冷却润滑：变形小7.7.影响切削变形的主要因素影响切削变形的主要因素影响切削变形的主要因素影响切削变形的主要因素第35页/共70页第三节第三节第三节第三节 金属切削过程及其基本规律金属

24、切削过程及其基本规律金属切削过程及其基本规律金属切削过程及其基本规律一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程二、切削力与切削功率二、切削力与切削功率二、切削力与切削功率二、切削力与切削功率 1 1.切削力的来源及其分解（了解）切削力的来源及其分解（了解）切削力的来源及其分解（了解）切削力的来源及其分解（了解）2 2.切削力的计算（了解）切削力的计算（了解）切削力的计算（了解）切削力的计算（了解）3 3.切削功率与单位切削功率（了解）切削功率与单位切削功率（了解）切削功率与单位切削功率（了解）切削功率与单位切削功率（了解）4 4.影响切削力的因素（

25、理解）影响切削力的因素（理解）影响切削力的因素（理解）影响切削力的因素（理解）三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度四四四四、刀具磨损与刀具寿命、刀具磨损与刀具寿命、刀具磨损与刀具寿命、刀具磨损与刀具寿命第36页/共70页l l切削力来自变形与摩擦切削力来自变形与摩擦切削力来自变形与摩擦切削力来自变形与摩擦弹性变形抗力弹性变形抗力弹性变形抗力弹性变形抗力塑性变形抗力塑性变形抗力塑性变形抗力塑性变形抗力切屑与前刀面的摩擦力切屑与前刀面的摩擦力切屑与前刀面的摩擦力切屑与前刀面的摩擦力后刀面与已加工表面的摩擦力后刀面与已加工表面的摩擦力后刀面与已加工表面的摩

26、擦力后刀面与已加工表面的摩擦力1.1.切削力的产生及分解切削力的产生及分解切削力的产生及分解切削力的产生及分解l切削力及其分解主切削力主切削力Fc 进给力进给力Ff 背向力背向力Fp 第37页/共70页2.2.切削力的计算切削力的计算切削力的计算切削力的计算切削力的经验公式切削力的经验公式（系数查表（系数查表1-3，23页）页）第38页/共70页3.3.切削功率与单位切削功率切削功率与单位切削功率l切削功率切削功率：单位时间内切削力作的功叫单位时间内切削力作的功叫Pcl单位切削功率单位切削功率pc Q单位时间内的金属切除量单位时间内的金属切除量l选择机床电动机功率PE时第39页/共70页4.4

27、.影响切削力的主要因素影响切削力的主要因素影响切削力的主要因素影响切削力的主要因素l l工件材料工件材料工件材料工件材料：强度、硬度：强度、硬度：强度、硬度：强度、硬度，切削力，切削力，切削力，切削力 塑性、韧性塑性、韧性塑性、韧性塑性、韧性，切削力，切削力，切削力，切削力 l l切削用量切削用量切削用量切削用量：a aP P、f f ，切削力，切削力，切削力，切削力 l l刀具几何参数刀具几何参数刀具几何参数刀具几何参数：前角：前角：前角：前角，切削力，切削力，切削力，切削力 主偏角主偏角主偏角主偏角，背向力，背向力，背向力，背向力 l l其它因素其它因素其它因素其它因素：切削液可降低切削力

28、。：切削液可降低切削力。：切削液可降低切削力。：切削液可降低切削力。1Cr18Ni9Ti，切削力比，切削力比45钢高约钢高约25%。第40页/共70页第三节第三节第三节第三节 金属切削过程及其基本规律金属切削过程及其基本规律金属切削过程及其基本规律金属切削过程及其基本规律一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程一、金属切削的变形过程二、切削力与切削功率二、切削力与切削功率二、切削力与切削功率二、切削力与切削功率三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度三、切削热与切削温度四、刀具磨损与刀具寿命四、刀具磨损与刀具寿命四、刀具磨损与刀具寿命四、刀具磨损与

29、刀具寿命 1 1.刀具磨损方式刀具磨损方式刀具磨损方式刀具磨损方式 2 2.刀具磨损的原因刀具磨损的原因刀具磨损的原因刀具磨损的原因 3 3.刀具的磨损过程和磨钝标准刀具的磨损过程和磨钝标准刀具的磨损过程和磨钝标准刀具的磨损过程和磨钝标准 4 4.刀具寿命刀具寿命刀具寿命刀具寿命第41页/共70页正常磨损正常磨损正常磨损正常磨损三种形式三种形式三种形式三种形式：前刀面磨损：前刀面磨损：前刀面磨损：前刀面磨损：切削塑性材料时切削塑性材料时切削塑性材料时切削塑性材料时后刀面磨损：后刀面磨损：后刀面磨损：后刀面磨损：磨损带往往不均匀磨损带往往不均匀磨损带往往不均匀磨损带往往不均匀前后刀面同时磨损前后

30、刀面同时磨损前后刀面同时磨损前后刀面同时磨损非正常磨损非正常磨损非正常磨损非正常磨损 主要指刀具的脆性破损、塑性破损主要指刀具的脆性破损、塑性破损主要指刀具的脆性破损、塑性破损主要指刀具的脆性破损、塑性破损1.1.刀具磨损的形式刀具磨损的形式刀具磨损的形式刀具磨损的形式第42页/共70页2.2.刀具磨损的原因刀具磨损的原因刀具磨损的原因刀具磨损的原因l磨料磨损磨料磨损：提高刀具硬度：提高刀具硬度l粘结磨损粘结磨损：又称：又称冷焊磨损，塑性材料易发生冷焊磨损，塑性材料易发生l扩散磨损扩散磨损：高温时磨损加剧：高温时磨损加剧l化学磨损化学磨损：又称：又称氧化磨损氧化磨损l相变磨损相变磨损：高速钢刀

31、具高温时发生：高速钢刀具高温时发生第43页/共70页3.3.刀具的磨损过程和磨钝标准刀具的磨损过程和磨钝标准l初期磨损阶段初期磨损阶段（AB线段）线段）l正常磨损阶段正常磨损阶段（BC线段）线段）l急剧磨损阶段急剧磨损阶段（CD线段）线段）l国际标准国际标准ISO规定以规定以1/2背吃背吃刀量处后刀面上测定的磨损带刀量处后刀面上测定的磨损带宽度宽度VB值作为刀具磨钝标准值作为刀具磨钝标准第44页/共70页4.4.刀具耐用度刀具耐用度刀具耐用度刀具耐用度(2)切削用量对刀具耐用度的影响切削用量对刀具耐用度的影响切削速度提高一倍，切削速度提高一倍，T 降低到原来的降低到原来的3.125若进给量提高

32、一倍，若进给量提高一倍，T 则降低到原来的则降低到原来的21若切削深度提高一倍，若切削深度提高一倍，T则仅降低到原来的则仅降低到原来的78（2626年时间）年时间）年时间）年时间）硬质合金车刀切削碳钢硬质合金车刀切削碳钢(0.736GPa)第45页/共70页l l(3)(3)影响刀具耐用度的主要因素影响刀具耐用度的主要因素影响刀具耐用度的主要因素影响刀具耐用度的主要因素 刀具材料刀具材料刀具材料刀具材料：刀具的几何参数刀具的几何参数刀具的几何参数刀具的几何参数：偏角：偏角：偏角：偏角，刃长，刃长，刃长，刃长，散热，散热，散热，散热，TT切削用量切削用量切削用量切削用量 ：切削速度影响最大：切削

33、速度影响最大：切削速度影响最大：切削速度影响最大工件材料工件材料工件材料工件材料 ：强度、硬度、导热性：强度、硬度、导热性：强度、硬度、导热性：强度、硬度、导热性l l(4)(4)合理耐用度的选择合理耐用度的选择合理耐用度的选择合理耐用度的选择单件工时最短的原则单件工时最短的原则 T TP P单件成本最低的原则单件成本最低的原则 T TC C第46页/共70页一、选择题一、选择题一、选择题一、选择题 1对工件已加工表面质量影响最大的是（对工件已加工表面质量影响最大的是（）。）。A.第第I变形区变形区 B.第第II变形区变形区 C.第第III变形区变形区 2在一般情况下，前角增大则切削力会（在一

34、般情况下，前角增大则切削力会（）。）。A随之增大随之增大 B随之减小随之减小 C基本不变基本不变 D变化不定变化不定3在采用在采用()速度车削塑性金属材料时，常会形成积屑瘤。速度车削塑性金属材料时，常会形成积屑瘤。A中、低中、低 B高、低高、低 C高、中高、中 D极低极低4积屑瘤对刀刃有保护作用，并使刀具的实际工作前角（积屑瘤对刀刃有保护作用，并使刀具的实际工作前角（）。）。A减小减小 B增大增大 C不变不变 D不稳定不稳定5在下列因素中对刀具耐用度影响最大的因素是（在下列因素中对刀具耐用度影响最大的因素是（）。）。A切削速度切削速度 B进给量进给量 C背吃刀量背吃刀量6外圆车削时的径向切削力

35、又称为外圆车削时的径向切削力又称为 A总切削力总切削力 B切削力切削力 C背向力背向力 D进给力进给力7在下面的因素中对切削力影响最大的因素是（在下面的因素中对切削力影响最大的因素是（）。）。A切削速度切削速度 B切削厚度切削厚度 C背吃刀量背吃刀量 D进给量进给量8.主偏角增大时，径向力（主偏角增大时，径向力（）。）。A增大增大 B减小减小 C不变不变 D等于零等于零第47页/共70页第四节第四节第四节第四节 金属切削基本理论的应用金属切削基本理论的应用金属切削基本理论的应用金属切削基本理论的应用一一一一、切屑控制、切屑控制、切屑控制、切屑控制(了解了解了解了解)二二二二、工件材料的切削加工

36、性、工件材料的切削加工性、工件材料的切削加工性、工件材料的切削加工性(了解了解了解了解)三三三三、切削液及其选用、切削液及其选用、切削液及其选用、切削液及其选用(了解了解了解了解)四四四四、刀具几何参数的合理选择、刀具几何参数的合理选择、刀具几何参数的合理选择、刀具几何参数的合理选择(理解理解理解理解)前角的选择前角的选择前角的选择前角的选择 后角的选择后角的选择后角的选择后角的选择 偏角的选择偏角的选择偏角的选择偏角的选择 刃倾角的选择刃倾角的选择刃倾角的选择刃倾角的选择五五五五、切削用量的合理选择（重点）、切削用量的合理选择（重点）、切削用量的合理选择（重点）、切削用量的合理选择（重点）背

37、吃刀量的选择背吃刀量的选择背吃刀量的选择背吃刀量的选择 进给量的选择进给量的选择进给量的选择进给量的选择 切削速度的选择切削速度的选择切削速度的选择切削速度的选择第48页/共70页一、切屑控制一、切屑控制(了解了解)1.切屑形状的分类切屑形状的分类(33页页表表5-1)2.切屑的切屑的流向流向、卷曲和、卷曲和折断折断3.断屑措施断屑措施4.其他断屑方法其他断屑方法l磨制断屑槽磨制断屑槽l改变切削用量：改变切削用量：f，断屑易。，断屑易。l改变刀具角度：改变刀具角度：Kr,断屑易。断屑易。附加断屑装置附加断屑装置附加断屑装置附加断屑装置第49页/共70页刃倾角对切屑流向的影响刃倾角对切屑流向的影

38、响切屑卷曲切屑卷曲:内部变形或障碍物造成。内部变形或障碍物造成。未遇障碍时未遇障碍时遇到障碍时遇到障碍时第50页/共70页切屑经第切屑经第切屑经第切屑经第I I、第、第、第、第IIII变形区，变形区，变形区，变形区，塑性降低，性能变脆。塑性降低，性能变脆。塑性降低，性能变脆。塑性降低，性能变脆。自然卷曲或障碍物强制卷曲自然卷曲或障碍物强制卷曲自然卷曲或障碍物强制卷曲自然卷曲或障碍物强制卷曲,切屑即会折断。切屑即会折断。切屑即会折断。切屑即会折断。切屑的折断机理切屑的折断机理l磨制断屑槽磨制断屑槽第51页/共70页附加断屑装置附加断屑装置附加断屑装置附加断屑装置其它断屑方法其它断屑方法（了解）（

39、了解）间断进给断屑：间断进给断屑：使切屑厚使切屑厚度不均，产生应力集中度不均，产生应力集中 第52页/共70页1.1.切削加工性的概念及评定指标切削加工性的概念及评定指标（了解）（了解）l指工件材料被切削加工的指工件材料被切削加工的难易程度难易程度l常用指标为一定常用指标为一定耐用度耐用度T下的下的切削速度切削速度vT Kv:某种材料的相对加工性，某种材料的相对加工性，Kvv60/(v60)j(v60)j:强度强度b0.637GPa的的45钢的钢的v60l当当Kv11时，表示该材料比时，表示该材料比4545钢钢易易切削切削 l当当Kv 3，易切削材料，易切削材料结构钢及铸铁结构钢及铸铁，KV=

40、1-1.6，普通材料，普通材料中碳调质钢、不锈钢中碳调质钢、不锈钢，0.5-0.65，难切削材料，难切削材料第53页/共70页l金属材料的物理力学性能硬度、强度：硬度、强度高，切削加工性差硬度、强度高，切削加工性差塑性、冲击韧性：过大或过小，切削加工性差过大或过小，切削加工性差导热系数大大：切削加工性好，但影响尺寸精度：切削加工性好，但影响尺寸精度2.2.影响切削加工性的因素影响切削加工性的因素（理解）（理解）l材料的化学成分材料的化学成分提高强度、硬度，降低导热系数，提高强度、硬度，降低导热系数，切削加工性差切削加工性差P、S等，改善切削加工性等，改善切削加工性石墨使石墨使切削加工性变好（硬

41、度下降、润滑好）切削加工性变好（硬度下降、润滑好）l金相组织钢的金相组织：钢的金相组织：F F、A A易粘结；易粘结；P P加工性好加工性好第54页/共70页合理选择刀具材料合理选择刀具材料适当热处理适当热处理调整材料的化学成分调整材料的化学成分采用新的切削加工技术采用新的切削加工技术3.改善材料切削加工性的途径改善材料切削加工性的途径（了解）（了解）第55页/共70页1.1.切削液的功用切削液的功用切削液的功用切削液的功用冷却冷却、润滑、清洗、防锈润滑、清洗、防锈（依靠加入添加剂）（依靠加入添加剂）改善切削、提高切削速度、提高加工表面质量等改善切削、提高切削速度、提高加工表面质量等2.2.切

42、削液的种类及应用切削液的种类及应用切削液的种类及应用切削液的种类及应用水溶液水溶液:水中加入防锈、润滑剂水中加入防锈、润滑剂乳化剂：乳化油稀释而成乳化剂：乳化油稀释而成切削油：润滑性好切削油：润滑性好三、切削液及其选用三、切削液及其选用（了解）（了解）3.3.切削液的合理选择切削液的合理选择4.4.切削液的使用方法切削液的使用方法切削液的使用方法切削液的使用方法粗加工以冷却为主粗加工以冷却为主精加工以润滑为主精加工以润滑为主第56页/共70页 切削液的使用方法切削液的使用方法切削液的使用方法切削液的使用方法浇注浇注(普遍使用普遍使用)深孔钻深孔钻高压冷却高压冷却第57页/共70页1.1.前角的

43、选择（理解）前角的选择（理解）前角的选择（理解）前角的选择（理解）l前角的功用影响切削变形和切削力影响切削变形和切削力影响加工表面质量影响加工表面质量(鳞刺鳞刺)影响刀具耐用度影响刀具耐用度影响断屑影响断屑l合理选择前角材料强度、硬度较高时，材料强度、硬度较高时，o o宜小宜小塑性材料塑性材料o o宜大；脆性材料宜大；脆性材料o o宜小宜小刀具韧性好时刀具韧性好时o o宜大宜大粗加工、断续切削、加工铸锻件，粗加工、断续切削、加工铸锻件，o o宜小宜小 (HT200:一般取一般取5 15)第58页/共70页l后角的功用减少后刀面与工件的摩擦减少后刀面与工件的摩擦o,后面磨损后面磨损 ，T；o，强

44、度，强度，T 2.2.后角的选择后角的选择后角的选择后角的选择l合理选择后角粗加工、断续切削、加工铸锻件，粗加工、断续切削、加工铸锻件，o o宜小宜小材料强度、硬度较高时，材料强度、硬度较高时，o o宜小宜小塑性材料塑性材料o o宜大；脆性材料宜大；脆性材料o o宜小宜小工艺系统刚性差：工艺系统刚性差：o o宜小宜小一般取一般取510 第59页/共70页3.3.主偏角及副偏角的选择主偏角及副偏角的选择主偏角及副偏角的选择主偏角及副偏角的选择l主偏角及副偏角的功用影响表面粗糙度影响表面粗糙度:kr，RaRa 。影响刀具耐用度：影响刀具耐用度：kr，刃长，刃长，散热，散热，T影响切削分力比例：影响

45、切削分力比例：kr，Fp l合理选择主、副偏角材料强度、硬度高时，材料强度、硬度高时，kr宜小宜小工艺系统刚性好，工艺系统刚性好，kr宜小；宜小；差时，差时，kr 90粗加工、半精加工，粗加工、半精加工，kr宜大；宜大；粗车时：一般粗车时：一般1015 第60页/共70页4.4.刃倾角的选择刃倾角的选择l刃倾角的功用影响切屑流向影响切屑流向增大刀具的实际前角增大刀具的实际前角影响刀尖强度影响刀尖强度l合理选择刃倾角粗加工、有冲击载荷时，取粗加工、有冲击载荷时，取s 0（防切屑划伤已加工表面）（防切屑划伤已加工表面）材料强度、硬度高时，取材料强度、硬度高时，取s 0 加工一般钢铁，取加工一般钢铁

46、，取0-5 第61页/共70页ap、f、v，P，T，加工精度，加工精度，Ra值值五、切削用量的合理选择（重点）五、切削用量的合理选择（重点）精加工精加工时应取小的时应取小的ap、f，对对v的选择应避免积屑瘤、鳞刺的影响的选择应避免积屑瘤、鳞刺的影响1.先确定先确定ap。根据零件加工余量和精加工要求。根据零件加工余量和精加工要求。2.再确定进给量再确定进给量f。根据表面粗糙度要求。根据表面粗糙度要求。3.最后确定切削速度最后确定切削速度vc。根据刀具寿命。根据刀具寿命。1.1.1.1.切削用量的选择原则切削用量的选择原则切削用量的选择原则切削用量的选择原则l查工艺手册，或根据实践经验予以确定查工

47、艺手册，或根据实践经验予以确定l选择切削用量必须遵循以下原则选择切削用量必须遵循以下原则第62页/共70页l l背吃刀量背吃刀量背吃刀量背吃刀量a ap p的合理选择的合理选择的合理选择的合理选择背吃刀量背吃刀量背吃刀量背吃刀量a ap p一般是根据加工余量来确定一般是根据加工余量来确定一般是根据加工余量来确定一般是根据加工余量来确定粗加工时，尽可能一次走刀即切除全部余量粗加工时，尽可能一次走刀即切除全部余量粗加工时，尽可能一次走刀即切除全部余量粗加工时，尽可能一次走刀即切除全部余量;半精加工半精加工半精加工半精加工(Ra6.33.2m)(Ra6.33.2m)时，时，时，时，a ap p0.5

48、2mm0.52mm精加工精加工精加工精加工(Ra1.6(Ra1.60.8m)0.8m)时，时，时，时，a ap p0.10.4mm0.10.4mm 2.切削用量的合理选择切削用量的合理选择l进给量进给量 的合理选择的合理选择粗加工时，选工艺系统刚度能承受的最大粗加工时，选工艺系统刚度能承受的最大f精加工时，一般取较小值精加工时，一般取较小值 例例第63页/共70页粗车时，粗车时，粗车时，粗车时，v v宜取较小值；精车时宜取较小值；精车时宜取较小值；精车时宜取较小值；精车时v v宜取较大值。宜取较大值。宜取较大值。宜取较大值。工件材料强度、硬度较高时，应选较小的工件材料强度、硬度较高时，应选较小

49、的工件材料强度、硬度较高时，应选较小的工件材料强度、硬度较高时，应选较小的v v值。值。值。值。材料加工性较差时，选较小的材料加工性较差时，选较小的材料加工性较差时，选较小的材料加工性较差时，选较小的v v值。值。值。值。刀具材料的性能越好，刀具材料的性能越好，刀具材料的性能越好，刀具材料的性能越好，v v也选得越高。也选得越高。也选得越高。也选得越高。切削速度切削速度的合理选择的合理选择（一般原则）一般原则）l在选择在选择v时，还应注意以下几点：时，还应注意以下几点：精加工时，应尽量避开积屑瘤的速度值域精加工时，应尽量避开积屑瘤的速度值域断续切削时，为减小冲击，应适当降低断续切削时，为减小冲

50、击，应适当降低v 加工薄壁、细长件时，应选用较低的加工薄壁、细长件时，应选用较低的v v被确定之后，还应校验切削功率和机床功率被确定之后，还应校验切削功率和机床功率 第64页/共70页总余量总余量=9 mm精加工：精加工：aP=0.2 mm半精车：半精车：aP=1 mmaP=?余量余量=0.4 mm余量余量=2 mm粗车：粗车：aP=6.6/2=3.3mmf=0.1mm/rf=0.2mm/rf=0.3mm/r计算出计算出v，然后换算出转速然后换算出转速n，再圆整为标准转速再圆整为标准转速n，再换算出再换算出v第65页/共70页l l切削用量的优化切削用量的优化切削用量的优化切削用量的优化指指在