（中职）机械制造技术项目二金属切削加工的基础知识电子课件.pptx

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1、YCF正版可修改PPT（中职）机械制造技术项目二金属切削加工的基础知识ppt电子课件机械制造技术项目二金属切削加工的基础知识金属切削加工的基础知识 图2-1 所示为常见的机械产品。这些机械产品主要都是由一个个零件、部件组合而成的。将金属坯件转换成一个个零件，并最终形成产品，都离不开金属切削加工这一重要环节。金属切削加工是依靠刀具和工件之间的相对运动，从工件上切去多余的金属部分，以获得符合工件技术要求的形状、尺寸和表面质量的加工方法。图2-2 所示为金属切削加工零件。图2-1常见的机械产品图2-2金属切削加工零件机器上的零件除极少数采用精密铸造或精密锻造等无屑加工方法获得外，绝大多数零件是靠刀具

2、切削加工获得的。在切削过程中会产生金属变形、切削力、切削热和刀具磨损等物理现象。研究这些现象的实质和规律对于提高切削加工的劳动生产率、降低劳动成本、保证产品质量有着十分重要的意义。1任务一 切削运动和切削要素2任务二 切削液3任务三 金属切削刀具4任务四 刀具寿命及其影响因素5任务五 车刀的刃磨任务一 切削运动和切削要素任务分析金属切削机床进行切削加工时，除了需要一定种类和型号的切削刀具外，机床还要提供毛坯与刀具间所必需的相对运动，来完成零件的加工。那么，机床能提供哪些类型的切削运动，又如何区分这些运动，这些运动的参数又如何选择呢？本任务将带您探索这些问题的答案。1知识链接金属切削加工的主要方

3、法有车削、铣削、磨削、钻削、镗削（图中未表示）等，如图2-3 所示。常见切削加工方法的切削运动如表2-1 所示。图2-3金属切削加工的主要方法一、切削运动切削运动是指在切削过程中刀具和工件之间的相对运动，包括主运动、进给运动和辅助运动。1.主运动主运动是指由机床或人力提供的主要运动，使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。所以，主运动的速度最高，消耗功率最大。序 号 图 例 加工内容 切削运动1在车床上车削外圆（1）工件的回转运动为主运动。（2）车刀的纵向移动为进给运动2在铣床上铣削平面（1）铣刀的回转运动为主运动。（2）工件的纵向移动为进给运动3在刨床上刨削平面（1）刨刀的往复

4、直线运动为主运动。（2）工件的横向间歇移动为进给运动4在磨床上磨削外圆（1）砂轮的回转运动为主运动。（2）工件的纵向移动和转动为进给运动表2-1常见切削加工方法的切削运动2.进给运动进给运动是不断地将多余金属层投入切削，使之变成切屑，并得到具有所需几何特征的已加工表面运动。通常，切削加工的主运动只有一个，而进给运动可能有一个或数个。主运动和进给运动可以由刀具和工件分别完成，也可以由刀具单独完成。3.辅助运动机床上除表面成形运动以外的所有运动都是辅助运动，包括机床的快进快退、送料、定位、夹紧、转位分度等运动，其功能是实现机床加工过程中所必需的各种辅助动作。二、工件上的加工表面如图2-4 所示，在

5、切削加工过程中，工件上通常有三个不断变化的表面。图2-4切削运动和加工表面1.待加工表面工件上有待切削的表面称为待加工表面。2.已加工表面工件上经刀具切削后产生的表面称为已加工表面。3.过渡表面由刀具切削刃在工件上形成的表面，即连接待加工表面和已加工表面之间的表面，称为过渡表面。三、切削要素切削要素包括切削用量和切削层横截面要素。1.切削用量切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。它是调整机床、计算切削力、切削功率、时间定额及核算工序成本的重要参数。切削用量选择得合理与否对切削加工的生产率和加工质量有着显著的影响。（1）切削速度vc。切削速度指刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时

6、速度，单位为m/min。当主运动是旋转运动时，切削速度可按下式计算：式中，dw 为工件待加工表面直径，mm；n 为主运动的转速，r/min。dwnvc=1000（2）进给量 f。进给量指刀具（工件）在进给运动方向上相对于工件的位移量，可以用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量，单位是mm/r（如车床）或mm/程（如刨床）。进给量的大小反映进给速度v 的大小，其公式为v=fn（3）背吃刀量ap。背吃刀量指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，其公式为dw-dm ap=2式中，dm 为工件已加工表面的直径，mm。2.切削层横截面要素切削层是指刀具与工件相对移动一个进给量时，从工件待加工表面上

7、切除的金属层。切削层的轴向剖面称为切削层横截面。切削层横截面要素包括切削宽度、切削厚度和切削面积三个要素。车削时切削层要素如图2-5 所示。图2-5车削时切削层要素（1）切削宽度wc。切削宽度指刀具切削刃与工件的接触长度，单位是mm。若车刀主偏角为kr，则其公式为（2）切削厚度hc。切削厚度指刀具或工件每移动一个进给量时，刀具切削刃相邻的两个位置之间的距离，单位是mm。车外圆时，其公式为（3）切削面积Ac。切削面积是指切削层横截面的面积，单位是mm2，其公式为Ac=fap=wchc apwc=sinkrhc=f sin kr2任务二切削液任务分析什么是切削液？使用切削液对切削加工有何影响？有些

8、切削加工过程需要浇注切削液，有些不需要浇注切削液，又是为什么？切削液该如何选择？通过本任务的学习，将带您找到这些问题的答案。金属切削加工过程如图2-6 所示。图2-6 金属切削加工过程知识链接一、切削液的作用1.润滑作用金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。2.冷却作用切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（砂轮）、切屑和工件间的对流与汽化作用，把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工

9、件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。3.清洗作用在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用，除去生成切屑、磨屑、铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。4.防锈作用在金属切削过程中，工件要与环境介质、切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。此外，在工件加工后或工序之间流转过程中暂时存放时，也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在我国南方地区潮湿多雨季节，更应注意采取工序间的防锈措施。二、切削液的种

10、类常用的切削液分为水溶液、乳化液和切削油三大类。1.水溶液水溶液是由水加入一定量的添加剂制成的。其冷却作用、清洗作用较强，润滑作用和防锈能力较差，主要用于磨削。2.乳化液乳化液是仅以矿物油作为基础油的水溶性切削液。乳化液既能起冷却作用，又能起润滑作用。浓度低的乳化液冷却、清洗作用强，适于粗加工和磨削加工使用；浓度高的乳化液润滑作用强，适于精加工时使用。3.切削油切削油的主要成分是矿物油，少数采用植物油或复合油。切削油的主要作用是润滑，它可大大减少切削时的摩擦热，降低工件的表面粗糙度值。三、切削液的加注方法1.浇注法使用方便、应用广泛，但冷却效果较差，切削液消耗量较大。2.喷雾法将切削液经雾化后

11、，喷到切削区域，雾状液体在高温的切削区域很快就被汽化，因而冷却效果显著，切削液消耗量较少。3.高压法将切削液经高压泵压出，浇注到切削区域，当加工深孔或较难加工材料时，用此法较好。四、切削液的选用原则切削液能很好地改善机械切削加工效果，但是在实际生产过程中，还必须依据工件材料、刀具材料、加工要求、加工方法等因素综合考虑，正确选择和使用切削液。3任务三金属切削刀具任务分析刀具（见图2-7）是切削加工中不可缺少的重要工具，无论是普通机床还是先进的数控机床都必须依靠刀具才能完成切削加工。刀具切削部分性能的好坏取决于构成刀具切削部分的材料、切削部分的几何参数、刀具结构的选择和设计是否合理。那么，对于不同

12、形状的零件、不同的机床是否可选用同一把刀具完成加工呢？图2-7刀具知识链接一、刀具材料1.刀具材料应具备的性能在金属切削加工过程中，刀具切削部分是在较大的切削压力、较高的切削温度及剧烈摩擦条件下工作的。在切削余量不均匀或切削断续的表面时，刀具受到很大的冲击与振动，切削温度也在不断变化。因此，刀具材料必须具备以下几方面的性能。（1）较高的硬度。刀具要从工件上切下切屑，刀具材料的硬度必须高于加工材料的硬度。通常，室温下刀具切削部分材料的硬度应在60 HRC 以上。（2）较高的耐磨性。耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来讲，刀具材料硬度越高，耐磨性越好。（3）足够的强度与韧性。强度和韧性反映刀具材料抵

13、抗断裂、崩刃的能力。强度与韧性高的材料，必然引起其硬度与耐磨性的下降。（4）高的耐热性与化学稳定性。耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志，是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能，可用高温硬度表示，也可用红硬性表示。耐热性越好，材料允许的切削速度越高，刀具材料的切削性能越好。化学稳定性是指刀具材料在高温下不易与加工工件材料或周围介质发生化学反应的能力，包括抗氧化、抗黏结的能力。化学稳定性越高，刀具磨损越慢，加工表面质量越好。（5）良好的导热性和耐热冲击性。刀具材料的导热性越好，切削热越容易从切削区扩散出去，越有利于降低切削温度。耐热冲击性好的刀具材料在切削加工时可使用切削液。（

14、6）良好的工艺性能和经济性。为便于刀具制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能，如锻造性能、热处理性能、高温塑性变形性能和磨削加工性能等。经济性是刀具材料的重要指标之一。有的刀具虽然单件成本很高，但其使用寿命较长，平均到每个零件的成本就不一定很高，因此在选用时要考虑经济效果。此外，在自动化和柔性制造系统中也要求刀具的切削性能比较稳定、可靠，有一定的可预测性和高度的可靠性。2.常用刀具材料的种类和用途金属切削加工过程中常用刀具材料主要有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金等，其类型、牌号和应用场合如表2-2 所示。材料类型 常用牌号 应用场合碳素工具钢T8、T9、T10、T12用于低速、尺寸小的

15、手动刀具，如丝锥、板牙、锯条、锉刀等合金工具钢9SiCr、CrWMn、9Mn2V用于手动或刃形较复杂的低速刀具，如丝锥、板牙、拉刀等高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V用于各种刃形较复杂的刀具，如麻花钻、拉刀、车刀、铣刀等硬质合金 YG5、YT15、YW1用于高温、高速下切削的刀具，如车刀、铣刀等表2-2常用刀具材料的类型、牌号和应用场合二、刀具的几何形状刀具的种类很多，结构各异，但就切削部分而言，它们都可以看成是由外圆车刀演变而成的。现以外圆车刀为例，说明刀具切削部分的几何形状，如图2-8 所示。1.刀具切削部分的组成（1）前刀面。刀具上切屑滑过的表面称为前刀面（A

16、）。图2-8 车刀的组成（2）主后刀面。刀具上与切削表面（过渡表面）相对的表面称为主后刀（A）。（3）副后刀面。刀具上与已加工表面相对的表面称为副后刀面（A）。（4）主切削刃。前面与主后面相交构成的切削刃称为主切削刃（S），它担任主要的切削工作。（5）副切削刃。前面与副后面相交构成的切削刃称为副切削刃（S）。它配合主切削刃完成少量的切削工作，即对已加工表面起修光作用。（6）刀尖。主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。它往往磨成一段很小的直线或圆弧，以提高刀尖的强度和耐磨性。2.辅助平面为了定义刀具角度，在切削状态下，选定切削刃上某一点而假定的几个平面称为辅助平面，如图2-9 所示。（1）基面。过切

17、削刃选定点并垂直于假定主运动方向的平面称为基面（Pr）。（2）切削平面。通过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面称为切削平面（Ps）。（3）正交平面。通过主切削刃选定点并同时垂直于基面和主切削平面的平面称为正交平面（Po）。（4）假定工作平面。通过切削刃选定点与基面垂直且与假定进给运动方向平行的平面称为假定工作平面（Pf）。（5）背平面。通过切削刃选定点并同时垂直于基面和假定工作平面的平面称为背平面（Pn）。图2-9刀具的辅助平面3.刀具的几何角度刀具的切削性能、锋利程度及强度主要是由刀具的几何角度来决定的。其中，前角、后角、主偏角和刃倾角是主切削刃上四个最基本的角度，如图2-10

18、所示。（1）在正交平面内测量的角度。前角。前角（0）是前面与基面间的夹角。前角的大小决定刀刃的强度和锋利程度。前角大，刃口锋利，易切削；但前角过大，强度低，散热差，易崩刃。图2-9刀具的辅助平面图2-10刀具的主要角度后角。后角（0）是主后面与主切削平面间的夹角。后角的大小决定刀具后面与工件之间的摩擦及散热程度。后角过大，散热差，刀具寿命短；后角过小，摩擦严重，刀口变钝，温度高，刀具寿命也短。一般取 0 5 12。楔角。楔角（0）是前面与主后面间的夹角。一般取 0 90-（0+0）。（2）在基面内测量的角度。主偏角。主切削平面与假定工作平面间的夹角称为主偏角（Kr）。主偏角的大小决定背向力与进

19、给力的分配比例和散热程度。主偏角大，背向力小，散热差；主偏角小，进给力小，散热好。副偏角。副切削平面与假定工作平面间的夹角称为副偏角（Kr）。副偏角的大小决定副切削刃与已加工表面之间的摩擦程度。较小的副偏角对已加工表面有修光作用。刀尖角。主切削平面与副切削平面间的夹角称为刀尖角（r）。r=180-（Kr+Kr）。（3）在主切削平面内测量的角度。刃倾角（S）是主切削刃与基面间的夹角。刃倾角主要影响排屑方向和刀尖强度。如图2-11 所示，刀尖位于主切削刃上最高点。刃倾角为正，切屑滑向待加工表面，刀尖不耐冲击；刀尖位于主切削刃上最低点，刃倾角为负，切屑滑向已加工表面，刀尖可受到保护；主切削刃上各点等

20、高时，刃倾角为零，切屑很快卷曲，刀尖抗冲击能力较强。图2-11 刃倾角的作用三、常用刀具的种类和用途1.车刀车刀是金属切削中应用最为广泛的一种刀具。车刀按用途可分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、成形车刀、螺纹车刀等，如图2-12 所示。车刀按其结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成形车刀等，如图2-13 所示。图2-12车刀类型（按用途分类）图2-13车刀类型（按结构分类）2.铣刀铣刀的种类很多，结构不一，应用范围很广，铣刀按其用途可分为加工平面用铣刀、加工沟槽用铣刀和加工成形面用铣刀三大类。常用的铣刀有圆柱形铣刀、端铣刀、三面刃圆盘铣刀、立铣刀、键槽铣刀、T 型槽铣刀、角度铣刀

21、和成形铣刀等，如图2-14 所示。铣刀的结构形式可分为整体式、焊接式、机夹式等。图2-14常用铣刀3.孔加工刀具在金属切削过程中，孔加工的比重是很大的，需要广泛使用各种孔加工刀具。孔加工刀具按其用途分为两大类：一类是从实心材料上加工出孔的刀具，如麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对已有孔进行扩大的刀具、如扩孔钻、锪钻、铰刀和镗刀等。1）麻花钻麻花钻是钻削加工中使用最多、应用最广泛的刀具。麻花钻由工作部分、颈部和柄部组成，如图2-15 所示。柄部主要起夹持与传递转矩和轴向力作用，通常有圆柱直柄和莫氏锥柄两种。一般直径d 20 mm 时可采用直柄，锥柄对直径尺寸没有具体界定，它可传递较大的转矩。图

22、2-15 麻花钻的组成2）铰刀铰刀是一种尺寸精度较高的多刃刀具，有6 12 条刀齿，其由工作部分和柄部组成。其工作部分由引导锥、切削部分和校准部分所组成。引导锥是为了便于将铰刀引入孔中；切削部分担任主要切削工作；校准部分又分为圆柱部分和倒锥部分，其圆柱部分起导向、校准和修光作用；倒锥部分起减少摩擦并防止铰刀将孔径扩大的作用。铰刀的组成如图2-16 所示。图2-16铰刀的组成铰刀的种类很多，铰刀按使用方式分为机用铰刀和手用铰刀，按铰孔形状分为圆柱形铰刀和圆锥形铰刀，按铰刀容屑槽的形状分为直槽铰刀和螺旋槽铰刀，按铰刀结构分为整体式铰刀和调节式铰刀。常用的铰刀如图2-17 所示。为了测量方便，铰刀刀

23、齿相对于铰刀中心应对称分布。机用铰刀刀齿在圆周上均匀分布。手用铰刀刀齿在圆周上不均匀分布，这样在铰刀停歇时，刀齿在孔壁上的压痕就不会重叠，并有利于切除孔壁上的高点。图2-17 常用的铰刀3）镗刀镗刀是镗孔的专用刀具，镗刀按不同结构可分为单刃镗刀和双刃镗刀。（1）单刃镗刀。如图2-18 所示，单刃镗刀分为盲孔镗刀和通孔镗刀。单刃镗刀只有一个主切削刃在单方向进行切削，其结构简单、制造方便、通用性大，用一把镗刀可以加工不同直径的孔。图2-18 单刃镗刀（2）双刃镗刀。双刃镗刀可分为固定双刃镗刀和可调双刃镗刀两种，如图2-19 所示，双刃镗刀的两刀刃在两个对称方向同时切削，故可消除由径向力对镗杆的作用

24、而造成的加工误差。这种镗刀切削时，刀具外径是根据工件孔径确定的，结构比单刃镗刀复杂，应用于加工精度要求较高、生产批量大的场合。固定双刃镗刀直径尺寸不能调节。刀片一端有定位凸肩，供刀片装在镗杆中定位用，刀片用螺钉或楔块紧固在镗杆中。可调双刃镗刀的直径尺寸可在一定范围内调节。镗孔时，刀片不紧固在刀杆上，可浮动和自动定心。刀片位置由两切割刃上的切割力平衡，故可消除由于镗杆偏摆及刀片安装所造成的误差，但这种镗刀不能校准孔的轴线歪斜。图2-19 双刃镗刀4.刨刀刨刀的形状和几何参数与车刀相似，因刨削是断续切削，刨刀切入工件时会受到较大的冲击力，故刨刀杆的横截面比车刀要大。常用刨刀有平面刨刀、成形刨刀、角

25、度偏刀、宽刃刨刀及内孔刨刀等，如图2-20 所示。图2-20 常用刨刀刨刀刀杆有直杆和弯颈两种，如图2-21 所示。直杆刨刀用于粗加工。弯颈刨刀用于精加工，这种刨刀除能缓和冲击、避免崩刃外，在受力弯曲时，刀尖还会离开加工表面而不致“扎刀”。图2-21 弯颈刨刀刨削与直杆刨刀刨削5.砂轮砂轮是由细小而坚硬的磨粒通过结合剂粘接而成，磨粒之间遍布气隙。磨粒以其裸露在表面部分的棱角作为切削刃，气隙则在磨削过程中起容纳切屑、切削液和散逸磨削热的作用。砂轮的组成如图2-22 所示。砂轮的特性取决于磨料、结合剂、砂轮的组织、砂轮的硬度及砂轮的形状等因素。每一种砂轮根据其自身的特性，都有一定的适用范围。故磨削

26、时，应根据工件的材料、形状、尺寸、热处理方法和加工要求合理选用砂轮。图2-22杀轮的组成4任务四刀具寿命及其影响因素任务分析 在生产实践中，操作者很难用一个恒定的刀具控制车刀重磨。常常都是根据车刀切削过程中所产生的异常现象来判断车刀的磨损情况（见图2-23），以确定车刀是否应该重磨，这种方式只是取决于操作者经验的丰富程度。通过本任务内容的学习，可找到更方便、直观的标志来判断适时重磨车刀。图2-23磨损后的刀具知识链接一把磨好的刀具，经过一段时间切削后，刀刃由锋利逐渐变钝，如继续使用就会发现工件已加工表面粗糙度增大，切削温度升高，切屑颜色开始发生变化，甚至会产生振动或不正常的噪声。这说明刀具已严

27、重磨损，必须重磨或换刀。一、刀具磨损的形式刀具正常磨损时，按其发生的部位不同可分为三种形式，如图2-24 所示。1.后面磨损如图2-24（a）所示，在切削脆性金属或以较低的切削速度、较小的切削层厚度（hD 0.1 mm）切削塑性金属时，前面上的压力和摩擦力不大，磨损主要发生在后面上。后面磨损后，在刀刃附近形成后角接近于0的小棱面，用高度VB 表示。图2-24刀具磨损形式2.前面磨损如图2-24（b）所示，在以较高的切削速度和较大的切削厚度（h D 0.5 mm）切削塑性金属时，切屑对前面的压力大、摩擦剧烈、温度高，磨损主要发生在前面上。磨损后在前面上切削刃口附近出现月牙洼，用月牙洼的深度KT

28、表示。3.前、后面磨损如图2-24（c）所示，发生的条件介于上述两种磨损之间。二、刀具磨损的原因刀具磨损与一般机械零件的磨损不同，有两点比较特殊：一是刀具前面所接触的切屑和后面所接触的工件都是新生表面，不存在氧化层或其他污染；二是刀具的摩擦是在高温、高压作用下进行的。对于一定的刀具材料和工件材料，切削温度对刀具的磨损具有决定性的影响，温度越高，刀具磨损越快。三、刀具磨损的过程刀具磨损的过程如图2-25 所示，一般可分为以下三个阶段。1.初期磨损阶段（AB 段）由于刃磨后的刀具表面微观形状高低不平，后面与加工表面的实际接触面积很小，故磨损较快。2.正常磨损阶段（BC 段）由于刀具上微观不平的表层

29、被迅速磨去，表面光洁，摩擦力减小，故磨损较慢。图2-25刀具磨损的过程3.剧烈磨损阶段（CD 段）刀具经过正常磨损阶段后即进入急剧磨损阶段，切削刃将急剧变钝。若继续使用，将使切削力骤然增大，切削温度急剧上升，加工质量显著恶化。四、刀具磨钝标准刀具磨损量的大小将直接影响切削力和切削温度，并使工件的加工精度和表面质量降低。因此，操作者可根据观察切屑的颜色和形状的变化、工件表面粗糙度的变化及加工过程中所发生的不正常声响等来判断刀具是否已磨钝。在自动化生产中，也可以根据切削力的大小或切削温度的高低来判断刀具是否钝化。一般情况下，刀具后面都会磨损，且后面磨损量VB 的测量也比较方便，因此，常根据后面磨损

30、量来制定刀具的磨钝标准，即用刀具后面磨损带宽度VB 的最大允许磨损尺寸作为刀具的磨钝标准。在不同的加工条件下，磨钝标准是不同的。例如，粗车中碳钢VB=0.6 0.8 mm，粗车合金钢VB=0.4 0.5 mm，精加工VB=0.1 0.3 mm 等。五、刀具耐用度 在正常磨损阶段后期、急剧磨损阶段之前换刀或重磨，既可保证加工质量，又能充分利用刀具材料。1.刀具磨损限度 在大多数情况下，后面都有磨损，而且测量也较容易，故通常以后面磨损的宽度VB 作为刀具磨损限度。2.刀具耐用度 刀具耐用度是指两次刃磨之间实际进行切削的时间，以T（min）表示。在实际生产中，不可能经常测量VB 的高度，而是通过确定

31、刀具耐用度，作为衡量刀具磨损限度的标准。刀具耐用度的数值应规定得合理。对于制造和刃磨比较简单、成本不高的刀具，耐用度可定得低些；对于制造和刃磨比较复杂、成本较高的刀具，耐用度应定得高些。通常，对于硬质合金车刀，T 60 90 min；对于高速钢钻头，T 80 120 min；对于齿轮滚刀，T 200 300 min。3.刀具寿命刀具寿命t 是指一把新刀具从开始切削到报废为止的总切削时间。刀具寿命与刀具耐用度之间的关系为 t nT式中，n 为刀具刃磨次数。4.影响刀具耐用度的因素影响刀具耐用度的因素很多，主要有工件材料、刀具材料、刀具几何角度、切削用量及是否使用切削液等因素。切削用量中切削速度的

32、影响最大，所以为了保证各种刀具所规定的耐用度，必须合理地选择切削速度。5任务五车刀的刃磨任务分析子曰：“工欲善其事，必先利其器。”根据加工要求，选择刀具后，怎样才能获得正确的刀具几何角度？另外，在切削过程中，刀具会因切削刃磨损而失去切削能力，怎样才能使得刀具恢复切削能力？这就需要刃磨工具了，如图2-26 所示。图2-26 刃磨工具知识链接一、砂轮的选择刃磨车刀的砂轮大多采用平形砂轮，按其磨料不同目前常用的砂轮分为氧化铝砂轮和碳化硅砂轮两类，刃磨时必须根据刀具材料来选定。1.氧化铝砂轮氧化铝砂轮又称刚玉砂轮，多呈白色，其磨粒韧性好，比较锋利，硬度较低（指磨粒在磨削抗力作用下容易从砂轮上脱落），自

33、锐性好，适用于高速钢和碳素工具钢刀具的刃磨和硬质合金车刀刀柄部分的刃磨。2.碳化硅砂轮碳化硅砂轮多呈绿色，其磨粒的硬度高、刃口锋利，但脆性大，适用于硬质合金车刀的刃磨。刃磨高速钢车刀宜采用粒度为46 号至60 号、中软至中等硬度的白色氧化铝砂轮。刃磨硬质合金车刀的刀片宜采用粒度为60 号至80 号、软至中软硬度的绿色碳化硅砂轮；刃磨刀杆应采用粒度为36 号至46 号的普通氧化铝砂轮。粗磨时，宜采用小粒度号的砂轮；精磨时，宜采用大粒度号的砂轮。二、车刀刃磨的步骤和方法刃磨车刀的方法有机械刃磨与手工刃磨两种。目前在中小型企业中，还是以手工刃磨为主。现以主偏角为90的焊接式硬质合金车刀为例，介绍其刃

34、磨的步骤和方法。车刀的刃磨步骤如图2-27 所示。图2-27车刀的刃磨步骤1.粗磨后刀面先磨去刀杆底部和后刀面上的焊渣，随后在刀片后刀面、副后刀面下面的刀杆部分分别磨出一个比后角、副后角大约2的后角（见图2-28），以便刃磨刀片处的后角。当砂轮刚磨到硬质合金刀片时即可结束。粗磨后角、副后角时，要同时控制主、副偏角。刃磨方法与磨刀杆后角一样，磨到硬质合金刀片全磨出为止。图2-28 磨刀杆后角2.磨前刀面用砂轮的端面磨去前刀面的焊渣，此时要控制好刃倾角。卷屑槽一般用砂轮的棱角磨出，如砂轮棱角上圆弧过大时，要修整砂轮。刃磨的起始位置与主切削刃的距离为卷屑槽的一半左右，与刀尖的距离为卷屑槽长度的一半左

35、右。刃磨时，车刀转过一个角度，使车刀侧面与砂轮端面交角大致等于前角。车刀要握稳，刃磨时应顺着刀杆方向缓慢移动，特别是接近刀刃时，用力要轻，并注意不要把主刀刃磨掉。磨卷屑槽如图2-29 所示。为延长刀具的寿命，需磨出负倒棱。磨负倒棱要用很细的砂轮（粒度号为100 200），并控制刃倾角0 与倒棱前角 01 操作时，动作要非常轻微，当磨到负倒棱宽度略大于要求尺寸时，即停止，如图2-30 所示。负倒棱也可用油石磨出。图2-30磨出负倒棱3.精磨后刀面砂轮机导板倾斜一个后角或副后角，将车刀后刀面或副后刀面轻轻靠住砂轮端面，沿刀刃方向缓慢移动，磨出主、副刀刃，如图2-31 所示。为延长刀具寿命磨出过渡刃

36、（直线或圆弧过渡），为降低工件的表面粗糙度，需磨修光刃（将一段副刀刃的副偏角磨成0）。图2-31精磨后角与副后角三、车刀角度的检查车刀磨好后，必须检查刃磨质量和角度是否符合要求。先检查刃磨质量，看看刀刃是否锋利，表面是否有裂纹或明显沟痕。对于要求高的车刀，可用10 20 倍的放大镜检查。检查角度时，可以用样板检查车刀主后角、楔角和前角，也可以用万能游标量角器或专用的量角台测量。知识拓展新型刀具材料随着高精度、高转速数控机床的大量使用，刀具在材料、结构设计理念和方法上不断创新与发展，新型刀具材料不断推出，其中陶瓷、金刚石、立方氮化硼和涂层刀具材料等得到了广泛使用。新型刀具材料的类型、材料特性和应

37、用场合如表2-3 所示。材料类型刀片形状 材料制成 应用场所陶瓷 主要成分是Al2O3，加少量添加剂，经压制高温烧结而成。常用的陶瓷材料有Al2O3基陶瓷Si3N4 基陶瓷两种陶瓷刀具适用于车削、铣削和刨削等场合的高速切削，能加工硬材料、大型工件或高精度工件立方氮化硼由白石墨在高温高压下加入催化剂转变而成，常用符号CBN 表示，有整体聚晶CBN 和CBN 复合刀片两种CBN 具有极高的硬度与耐磨性，硬度仅次于金刚石，只适用于干切削，常用于高速切削耐热合金金刚石 金刚石是碳的同素异形体，是自然界中最硬的材料。天然金刚石价格昂贵、使用很少。人造金刚石以石墨为原料，在高温高压下烧结而成金刚石刀具有极

38、高的硬度与耐磨性，刀具表面粗糙度值小，不耐高温，故不适合加工黑色金属，适用于高精度、高精密微量切削涂层刀具材料在强度、硬度较好的硬质合金或高速钢基体表面上，利用气相沉积法涂覆一层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物而获得的新型刀具材料，包括氮化钛和碳化钛涂层等涂层刀具广泛应用于各类高速切削专用的车刀、铣刀、钻头和滚齿刀具等。生产过程中所说的黄金刀具和白银刀具即为涂层刀具选用刀具材料时，应根据切削加工的实际要求，在熟悉工件与刀具的基础上，使被选用的刀具材料与工件材料相匹配，做到既能充分发挥刀具特性，又能较经济地满足加工要求。值得一提的是，加工一般材料大量使用的仍是普通高速钢与硬质合金刀具，只有在加工难加工材料时才有必要选择新的牌号或高性能高速钢刀具，高硬度材料加工或精密加工时才需要选用超硬材料刀具。谢谢观看