第七章第一節(jié)

1、1主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：金屬切削過程金屬切削過程材料的可加工性材料的可加工性加工質(zhì)量和切削用量的選擇加工質(zhì)量和切削用量的選擇切削運動切削運動切削刀具切削刀具加工表面和切削用量加工表面和切削用量7.1 金屬切削加工基礎(chǔ)知識金屬切削加工基礎(chǔ)知識 7.1 金屬切削加工基礎(chǔ)知識金屬切削加工基礎(chǔ)知識 切削加工切削加工： 指利用切削刀具將金屬坯料上多余材料切除，指利用切削刀具將金屬坯料上多余材料切除，以獲得所需要的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量以獲得所需要的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量的加工方法。的加工方法。 鉗鉗 工工：工人手持工具進行切削加工。：工人手持工具進行切削加工。 常用方法有劃線、鋸削、銼削、

2、鉆削等。常用方法有劃線、鋸削、銼削、鉆削等。 分類分類機械加工機械加工：工人操作機床完成切削加工過程。：工人操作機床完成切削加工過程。 如車削、銑削、刨削、磨削、鏜削等。如車削、銑削、刨削、磨削、鏜削等。7.1.1 切切 削削 運運 動動 定義定義：指機床為實現(xiàn)切削加工，：指機床為實現(xiàn)切削加工，刀具與工件刀具與工件之間之間 所必須具有的所必須具有的相對運動相對運動。 按作用的不同可分：按作用的不同可分： 1. 主運動主運動：切下切屑所必需的最基本、最主要的運動。切下切屑所必需的最基本、最主要的運動。特點特點：在整個運動系統(tǒng)中，在整個運動系統(tǒng)中，速度最高、消耗的功率最大速度最高、消耗的功率最大。

3、主運動主運動只有一個只有一個。2. 進給運動進給運動：特點特點：速度低、消耗的功率小速度低、消耗的功率小。進給運動進給運動可以有一個或多個可以有一個或多個。保證加工連續(xù)進行所需要的運動。保證加工連續(xù)進行所需要的運動。切削運動切削運動各種切削加工的工作運動舉例各種切削加工的工作運動舉例主運動和進給運動可以由工件完成，也可以由刀具來完成主運動和進給運動可以由工件完成，也可以由刀具來完成；二者的合成就是實際的二者的合成就是實際的切削運動切削運動。機床名稱機床名稱主運動主運動進給運動進給運動臥式車床臥式車床工件的旋轉(zhuǎn)運動工件的旋轉(zhuǎn)運動 車刀的橫向、縱向、斜向的直線運動車刀的橫向、縱向、斜向的直線運動鉆

4、床鉆床鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動 鉆頭的軸向移動鉆頭的軸向移動臥銑、立銑臥銑、立銑銑刀的旋轉(zhuǎn)運動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動 工件的縱向、橫向移動（有時也作垂直方向工件的縱向、橫向移動（有時也作垂直方向移動）移動）牛頭刨床牛頭刨床 刨刀的往復(fù)直刨刀的往復(fù)直線運動線運動工件橫向間歇移動或刨刀垂直斜向間歇移動工件橫向間歇移動或刨刀垂直斜向間歇移動龍門刨床龍門刨床 工件的往復(fù)直工件的往復(fù)直線轉(zhuǎn)運動線轉(zhuǎn)運動 刨刀的橫向、縱向、斜向的間歇移動刨刀的橫向、縱向、斜向的間歇移動外圓磨床外圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)砂輪高速旋轉(zhuǎn) 工件的轉(zhuǎn)動，同時縱向往復(fù)移動，砂輪橫向工件的轉(zhuǎn)動，同時縱向往復(fù)移動，砂輪橫向移動移動內(nèi)圓磨床內(nèi)圓磨床砂

5、輪高速旋轉(zhuǎn)砂輪高速旋轉(zhuǎn) 工件轉(zhuǎn)動，同時縱向往復(fù)移動，砂輪橫向移工件轉(zhuǎn)動，同時縱向往復(fù)移動，砂輪橫向移動動平面磨床平面磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)砂輪高速旋轉(zhuǎn) 工件往復(fù)移動，砂輪橫向、垂直方向移動工件往復(fù)移動，砂輪橫向、垂直方向移動常見機床上的工作運動（切削運動）常見機床上的工作運動（切削運動）6有兩個基本要素有兩個基本要素刀具刀具切削刃切削刃相對于工件的運動過程，相對于工件的運動過程，就是表面形成的過程。就是表面形成的過程。不同切削運動不同切削運動的組合，即可形成各種的組合，即可形成各種工件表面。工件表面。在切削加工過程中在切削加工過程中:切削刀具切削刀具切削運動切削運動機械零件機械零件常用的表常用的表面

6、形狀面形狀平面平面圓柱面圓柱面特殊表面特殊表面成形表面成形表面圓錐面圓錐面7.1.2 加工表面和切削用量加工表面和切削用量 8l 待加工表面待加工表面：工件上：工件上待切除待切除的表面的表面。切削中，逐漸減小。切削中，逐漸減小直到全部被切去。直到全部被切去。l 已加工表面已加工表面：工件上：工件上經(jīng)刀具經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的新表面切削后產(chǎn)生的新表面。切削。切削中逐漸擴大。中逐漸擴大。l 過渡表面過渡表面(加工表面加工表面)：工件：工件上上切削刃正在切削的表面切削刃正在切削的表面。介于待加工表面和已加工表介于待加工表面和已加工表面之間。面之間。1. 1. 工件上的工件上的3 3個表面?zhèn)€表面車內(nèi)圓（孔

7、）車內(nèi)圓（孔）（1）切削速度）切削速度 vc 在單位時間內(nèi)，工件或刀具沿主運動方向的相對位移。在單位時間內(nèi)，工件或刀具沿主運動方向的相對位移。當(dāng)當(dāng)主運動為旋轉(zhuǎn)運動主運動為旋轉(zhuǎn)運動時時 (m/s) 601000cnDv式中：式中： n 主運動轉(zhuǎn)速（主運動轉(zhuǎn)速（r/min）； D 刀具或工件的最大直徑（刀具或工件的最大直徑（mm）。當(dāng)當(dāng)主運動為往復(fù)運動主運動為往復(fù)運動時時，(m/min) 10002crnLv式中：式中：L 往復(fù)運動行程長度，往復(fù)運動行程長度，mm； nr 主運動在單位時間的往復(fù)次數(shù)，主運動在單位時間的往復(fù)次數(shù)，str/min。 錄像錄像vc平均速度平均速度 2. 2.切削用量切削

8、用量 （2）進給量）進給量 f 指在主運動的一個循環(huán)內(nèi)，刀具相對于工件指在主運動的一個循環(huán)內(nèi)，刀具相對于工件在進給在進給運動方向上運動方向上的位移量。的位移量。 min)(mm/s zf或nzfnfv式中：式中：z 多齒刀具的齒數(shù)；多齒刀具的齒數(shù)； n 刀具的轉(zhuǎn)速（刀具的轉(zhuǎn)速（r/s 或或 r/min)。 錄像錄像f單位時間的進給量單位時間的進給量 進給速度，進給速度，用用 vf 表示。表示。 2. 2.切削用量切削用量 （3）背吃刀量）背吃刀量ap ，又稱，又稱切削深度切削深度 2. 2.切削用量切削用量 2mwpdda vc、f、ap 構(gòu)成切削用量三要素，是影響工件加工質(zhì)構(gòu)成切削用量三要素

9、，是影響工件加工質(zhì)量、刀具磨損和生產(chǎn)率的重要因素，應(yīng)合理選擇。量、刀具磨損和生產(chǎn)率的重要因素，應(yīng)合理選擇。 v 金屬的切除率金屬的切除率Zw ：指單位時間內(nèi)切除金屬的體積。指單位時間內(nèi)切除金屬的體積。)min(10003pw或smmvfaZap 指在垂直于進給方向上測量的主切削刃切入工件的深度指在垂直于進給方向上測量的主切削刃切入工件的深度 。 外圓車削外圓車削時，時， ap 為工件上為工件上已加工表面已加工表面與與待加工表面待加工表面之間的之間的垂直距離。垂直距離。Zw生產(chǎn)率生產(chǎn)率12課堂練習(xí)課堂練習(xí)： 圖示為車外圓、車端面、刨圖示為車外圓、車端面、刨平面，請在圖中標出平面，請在圖中標出vc

10、、f、ap 及工件表面。及工件表面。刀具材料刀具材料刀具角度刀具角度刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)評估刀具切削評估刀具切削性能的三要素性能的三要素切削刀具切削刀具： 是完成切削加工的重要工具，是完成切削加工的重要工具，其作用是其作用是從工件上切除多從工件上切除多余材料余材料。 刀具的切削性能是刀具的切削性能是影響加工生產(chǎn)率、質(zhì)量和成本影響加工生產(chǎn)率、質(zhì)量和成本的主要的主要因素，決定著機床性能的發(fā)揮。因素，決定著機床性能的發(fā)揮。7.1 金屬切削加工基礎(chǔ)知識金屬切削加工基礎(chǔ)知識 7.1.3 7.1.3 刀具材料刀具材料 （1 1）高的硬度和耐磨性）高的硬度和耐磨性（2 2）足夠的強度和韌性）足夠的強度和韌性（3

11、 3）較高的熱硬性）較高的熱硬性（4 4）良好的工藝性能良好的工藝性能（5 5）導(dǎo)熱性好）導(dǎo)熱性好（6 6）化學(xué)穩(wěn)定性好且成本低）化學(xué)穩(wěn)定性好且成本低1. 1. 刀具材料應(yīng)具備的性能刀具材料應(yīng)具備的性能152. 常用刀具材料及其選用常用刀具材料及其選用常見的常見的刀具材刀具材料種類料種類YT類類YG類類YW類類陶瓷陶瓷金剛石金剛石立方氮化硼立方氮化硼硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金超硬刀具材料超硬刀具材料涂層刀具涂層刀具工具鋼工具鋼高速鋼高速鋼碳素工具鋼碳素工具鋼低合金工具鋼低合金工具鋼重點重點熱硬性差，僅熱硬性差，僅用于手工工具用于手工工具161 1）高速鋼高速鋼成分成分：WC0.751.5 ， Me：W、

12、Mo、Cr、V等等性能性能：l硬度高（硬度高（63HRC），），熱硬性好熱硬性好，工作溫度達，工作溫度達600 ；l耐磨性高；耐磨性高；l韌性好，比硬質(zhì)合金高幾十倍韌性好，比硬質(zhì)合金高幾十倍l抗彎強度高，抗沖擊，為一般硬質(zhì)合金的抗彎強度高，抗沖擊，為一般硬質(zhì)合金的23倍；倍；l可加工性好，熱處理變形小，易刃磨。可加工性好，熱處理變形小，易刃磨。應(yīng)用應(yīng)用：適于制造各類刀具，特別是：適于制造各類刀具，特別是形狀形狀 復(fù)雜的刀具復(fù)雜的刀具，如銑刀、鉆頭、拉刀、，如銑刀、鉆頭、拉刀、 螺紋刀具、成形刀具和齒輪刀具等。螺紋刀具、成形刀具和齒輪刀具等。 齒輪盤形銑刀齒輪盤形銑刀17高速鋼的分類高速鋼的分類

13、按制造工藝分按制造工藝分按切削性能分按切削性能分普通高速鋼普通高速鋼高性能高速鋼高性能高速鋼熔煉高速鋼熔煉高速鋼粉末冶金高速鋼粉末冶金高速鋼涂層高速鋼涂層高速鋼按基本化學(xué)成份分按基本化學(xué)成份分鎢系鎢系鉬系鉬系18（1 1）普通高速鋼普通高速鋼 是切削硬度在是切削硬度在250280HBS以下的大部分結(jié)構(gòu)鋼和鑄以下的大部分結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵的鐵的基本刀具材料基本刀具材料。切削普通鋼料時，切削速度一般不能。切削普通鋼料時，切削速度一般不能高于高于4060m/min。 典型牌號典型牌號：l W18Cr4V（簡稱（簡稱W18） ：綜合性能較好綜合性能較好，在，在600時硬度時硬度為為48.5HRC，適于適于制

14、造精加工刀具和形狀復(fù)雜刀具制造精加工刀具和形狀復(fù)雜刀具，如鉆，如鉆頭、絲錐、拉刀、成形車刀和齒輪刀具等。頭、絲錐、拉刀、成形車刀和齒輪刀具等。lW6Mo5Cr4V2（簡稱（簡稱M2） ：抗彎強度和韌性比：抗彎強度和韌性比W18高，高，熱塑性好，適于熱塑性好，適于制作尺寸較大和承受較大沖擊的刀具制作尺寸較大和承受較大沖擊的刀具，以，以及熱成形刀具（如制作熱軋鉆頭）。及熱成形刀具（如制作熱軋鉆頭）。19（2 2）高性能高速鋼高性能高速鋼 普通高速鋼中普通高速鋼中 C V Co、Al等元素等元素熔煉而成。熔煉而成。特點特點：熱硬性好，熱硬性好，在在650時，硬度仍接近時，硬度仍接近60HRC；應(yīng)用應(yīng)

15、用：適于加工適于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金、奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金、 高強度鋼等高強度鋼等難加工材料難加工材料，并，并制作形狀復(fù)雜刀具制作形狀復(fù)雜刀具。典型牌號典型牌號：l W2Mo9Cr4VCo8（M42）：綜合性能好，易刃磨，常溫）：綜合性能好，易刃磨，常溫硬度接近硬度接近70HRC，600為為55HRC，因含，因含Co多，較貴。多，較貴。l W6Mo5Cr4V2Al（501）：）：501鋼中含鋼中含Al無無Co，比，比M42 便宜，但刃磨性稍差。便宜，但刃磨性稍差。20（3）粉末冶金高速鋼粉末冶金高速鋼l制備方法制備方法：先用高壓氣體（氬氣或氮氣）將鋼水霧化成粉末：先用高

16、壓氣體（氬氣或氮氣）將鋼水霧化成粉末 后，再經(jīng)過熱壓和鍛軋成材。后，再經(jīng)過熱壓和鍛軋成材。l特特 點點：與熔煉高速鋼相比，與熔煉高速鋼相比， 有效地解決了熔煉高速鋼組織中的碳化物共晶偏析問有效地解決了熔煉高速鋼組織中的碳化物共晶偏析問 題，組織細小均勻；題，組織細小均勻； 韌性好，硬度高，耐磨性提高韌性好，硬度高，耐磨性提高2030，刃磨性好；，刃磨性好； 熱處理變形?。ù慊鹱冃沃挥腥蹮掍摰臒崽幚碜冃涡。ù慊鹱冃沃挥腥蹮掍摰?/21/2）；）； 質(zhì)量穩(wěn)定，刀具壽命較高。質(zhì)量穩(wěn)定，刀具壽命較高。l應(yīng)應(yīng) 用用：可切削各種可切削各種難加工材料難加工材料，特別適于制作各種，特別適于制作各種精密刀精密刀

17、 具具和和形狀復(fù)雜的刀具形狀復(fù)雜的刀具。高速鋼的鑄態(tài)組織高速鋼的鑄態(tài)組織 粗大碳粗大碳化物化物 常用高速鋼牌號及其應(yīng)用范圍常用高速鋼牌號及其應(yīng)用范圍類別類別牌牌 號號主主 要要 用用 途途普通普通高速鋼高速鋼W18Cr4V廣泛用于制造鉆頭、絞刀、銑刀、拉刀、絲錐、廣泛用于制造鉆頭、絞刀、銑刀、拉刀、絲錐、齒輪刀具等齒輪刀具等W6Mo5Cr4V2用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等，如軋制鉆頭等W14Cr4VMnRe用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等，如軋制鉆頭等高高性性

18、能能高高速速鋼鋼高碳高碳95W18 Cr4V用于制造對韌性要求不高，但對耐磨性要求較高用于制造對韌性要求不高，但對耐磨性要求較高的刀具的刀具高礬高礬W12Cr4V4 Mo用于制造形狀簡單，對耐磨性要求較高的刀具用于制造形狀簡單，對耐磨性要求較高的刀具超硬超硬W6Mo5Cr4V2Al用于制造復(fù)雜刀具和難加工材料用的刀具用于制造復(fù)雜刀具和難加工材料用的刀具W10Mo4Cr4V3Al耐磨性好，用于制造加工高強度耐熱鋼的刀具耐磨性好，用于制造加工高強度耐熱鋼的刀具W6Mo5Cr4V5SiNbAl用于制造形狀簡單的刀具，如加工鐵基高溫合金用于制造形狀簡單的刀具，如加工鐵基高溫合金的鉆頭的鉆頭W12Cr4

19、V3 Mo3Co5Si耐磨、耐熱性好，用于制造加工高強度鋼的刀具耐磨、耐熱性好，用于制造加工高強度鋼的刀具W2Mo9Cr4VCo8（M42）用作難加工材料的刀具，因其磨削性好可作復(fù)雜用作難加工材料的刀具，因其磨削性好可作復(fù)雜刀具，價格昂貴刀具，價格昂貴222 2硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金金屬碳化物粉末，如金屬碳化物粉末，如WC、TiC、TaC、NbC等等金屬粘結(jié)劑，如金屬粘結(jié)劑，如Co、Ni、Mo等等高高壓壓成成型型高高溫溫?zé)裏Y(jié)結(jié)粉末冶金制品粉末冶金制品高熔點、高硬度高熔點、高硬度硬質(zhì)合金刀片硬質(zhì)合金刀片23u 硬質(zhì)合金的性能特點：硬質(zhì)合金的性能特點：硬度很高，耐磨性好，硬度很高，耐磨性好，常溫硬度常

20、溫硬度8993HRA；熱硬性好，工作溫度可達熱硬性好，工作溫度可達8001000，允許的切削，允許的切削 速度可達速度可達100300m/min；刀具壽命高，比高速鋼高幾倍幾十倍。刀具壽命高，比高速鋼高幾倍幾十倍。缺點缺點：抗彎強度低，沖擊韌性差，加工困難。抗彎強度低，沖擊韌性差，加工困難。 硬質(zhì)合金多制作成硬質(zhì)合金多制作成各種形狀刀片各種形狀刀片，焊接或直接，焊接或直接夾固在刀體上使用；還不能完全代替高速鋼夾固在刀體上使用；還不能完全代替高速鋼。2425YG類類 鎢鈷類硬質(zhì)合金：鎢鈷類硬質(zhì)合金：WCCo 常用牌號：常用牌號：YG3、YG6、YG8YT類類 鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金：鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金：

21、WCTiCCo 常用牌號：常用牌號：YT5、YT15、YT30YW類類 鎢鈦鉭鎢鈦鉭(鈮鈮)鈷類：鈷類：YT類類TaC（NbC） 常用牌號：常用牌號：YW1、YW2。u 硬質(zhì)合金的分類：硬質(zhì)合金的分類： ISO國際標準化組織國際標準化組織P類類K類類M類類我國我國YG類類YT類類YW類類26合金中，合金中，WCo 抗彎強度越高抗彎強度越高 韌性越好韌性越好合金中加入合金中加入TiC、TaC或或NbC，使硬度使硬度 熱硬性熱硬性 抗彎強度抗彎強度導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)，并隨其含量增加而下降。，并隨其含量增加而下降。u 含鈷量及碳化物對硬質(zhì)合金性能的影響含鈷量及碳化物對硬質(zhì)合金性能的影響 所以，所以，Y

22、T類比類比YG類合金，硬度、熱硬性高，但強度類合金，硬度、熱硬性高，但強度和韌性要差，導(dǎo)熱系數(shù)要?。缓晚g性要差，導(dǎo)熱系數(shù)要?。籝W類合金的綜合性能好類合金的綜合性能好。u 應(yīng)用：應(yīng)用：應(yīng)用廣泛，主要的刀具材料之一。如：大多數(shù)應(yīng)用廣泛，主要的刀具材料之一。如：大多數(shù) 車刀車刀；硬質(zhì)合金；硬質(zhì)合金銑刀、拉刀、鉸刀銑刀、拉刀、鉸刀也逐漸增多；也逐漸增多； 尤其在數(shù)控機床和加工中心上使用的刀具。尤其在數(shù)控機床和加工中心上使用的刀具。27（1）切削）切削鑄鐵、青銅等脆性材料鑄鐵、青銅等脆性材料時，宜選用抗彎強度和時，宜選用抗彎強度和 韌性好的韌性好的YG類類，如，如YG3、YG8。原因原因：脆性金屬材料

23、在切削時，：脆性金屬材料在切削時，易形成崩碎切屑易形成崩碎切屑，切削力，切削力 集中在切削刃上，局部壓力很大，且有一定的沖擊，集中在切削刃上，局部壓力很大，且有一定的沖擊， 刀具易崩刃。刀具易崩刃。（2）切削普通）切削普通鋼料鋼料時，時，宜選用宜選用YT類和類和YW類類（不宜用（不宜用YG類類 合金），如合金），如YT5、YT15、YT30、YW1、YW2。原因原因：切削鋼料時，：切削鋼料時，YG類合金的抗月牙洼磨損能力較差類合金的抗月牙洼磨損能力較差。 (鐵和鈷在元素周期表的同一族中，高溫下可互溶鐵和鈷在元素周期表的同一族中，高溫下可互溶) u 硬質(zhì)合金的選用硬質(zhì)合金的選用 ( (參見表參見

24、表7 72)2)（月牙洼磨損月牙洼磨損）28u 硬質(zhì)合金的選用硬質(zhì)合金的選用（3）切削高溫合金、不銹鋼等難加工材料時，應(yīng)選用）切削高溫合金、不銹鋼等難加工材料時，應(yīng)選用YG 或或YW類合金。類合金。原因原因：高溫合金和不銹鋼中有的含有鈦元素，且導(dǎo)熱性差，：高溫合金和不銹鋼中有的含有鈦元素，且導(dǎo)熱性差， 切削溫度高易產(chǎn)生冷焊，所以要求刀具材料不含鈦切削溫度高易產(chǎn)生冷焊，所以要求刀具材料不含鈦 或少鈦，且導(dǎo)熱性好。或少鈦，且導(dǎo)熱性好。（4）精加工精加工時，宜選用含鈷少、硬度高的硬質(zhì)合金，時，宜選用含鈷少、硬度高的硬質(zhì)合金， 如如YG3（鑄鐵精加工）、（鑄鐵精加工）、YT30（鋼件精加工）（鋼件精加

25、工）。 粗加工時粗加工時，宜選用含鈷多、抗彎強度大的合金，宜選用含鈷多、抗彎強度大的合金， 如如YG8 （鑄鐵粗加工）（鑄鐵粗加工） 、YT5 （鋼件粗加工）（鋼件粗加工） 。（5）YW類合金綜合切削性能好，可用于各種金屬材料的切類合金綜合切削性能好，可用于各種金屬材料的切 削加工，有削加工，有通用硬質(zhì)合金通用硬質(zhì)合金之稱，如之稱，如YW1、YW2。293）涂層刀具材料）涂層刀具材料硬質(zhì)合金或高速鋼基體硬質(zhì)合金或高速鋼基體TiC、TiN 或或Al2O3涂層涂層 涂層硬質(zhì)合金刀片的壽命至少可提高涂層硬質(zhì)合金刀片的壽命至少可提高13倍；倍； 涂層高速鋼刀具的壽命可提高涂層高速鋼刀具的壽命可提高21

26、0倍。倍。 應(yīng)用應(yīng)用：使用中不用磨刃，生產(chǎn)率高；可用于鋼料、鑄鐵的使用中不用磨刃，生產(chǎn)率高；可用于鋼料、鑄鐵的 精加工和半精加工及負荷較輕的粗加工；精加工和半精加工及負荷較輕的粗加工；但不能用于但不能用于 加工高溫合金、不銹鋼及鈦合金加工高溫合金、不銹鋼及鈦合金。 選用選用： 對會產(chǎn)生劇烈磨損的刀具，采用對會產(chǎn)生劇烈磨損的刀具，采用TiC涂層較好；涂層較好； 在容易產(chǎn)生粘結(jié)的條件下，采用在容易產(chǎn)生粘結(jié)的條件下，采用TiN涂層較好；涂層較好； 在高速切削產(chǎn)生大量熱量的場合，采用在高速切削產(chǎn)生大量熱量的場合，采用Al2O3涂層為涂層為好。好。30l性能性能：與硬質(zhì)合金相比，：與硬質(zhì)合金相比，硬度硬

27、度 (9195HRA)和和熱硬性更高熱硬性更高，在在1200的溫度下仍能切削；的溫度下仍能切削；耐磨性、化學(xué)惰性好，摩擦系數(shù)小耐磨性、化學(xué)惰性好，摩擦系數(shù)小，抗粘結(jié)和擴散磨損能力強，抗粘結(jié)和擴散磨損能力強，能以，能以更高的速度切削更高的速度切削;可切削難加工的高硬度材料可切削難加工的高硬度材料;主要缺點主要缺點：脆性大：脆性大,抗沖擊韌性差，抗彎強度低?？箾_擊韌性差，抗彎強度低。l分類分類：主要有：主要有Al2O3、Si3N4 兩類兩類315 5）超硬刀具材料）超硬刀具材料天然金剛石天然金剛石：自然界最硬的材料，耐磨性極好，刃口鋒利，切自然界最硬的材料，耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃的鈍圓半徑可

28、達削刃的鈍圓半徑可達0.01m。因價格昂貴，主要用于高速、精密。因價格昂貴，主要用于高速、精密加工，如激光反射鏡、感光鼓、多面鏡、磁盤等的加工。加工，如激光反射鏡、感光鼓、多面鏡、磁盤等的加工。聚晶金剛石聚晶金剛石：由金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，硬度比天由金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，硬度比天然金剛石略低（然金剛石略低（65008000HK），價格便宜，焊接方便，可磨），價格便宜，焊接方便，可磨削性好，已成為金剛石刀具主要材料。削性好，已成為金剛石刀具主要材料。 vv 金剛石刀具不適于加工鋼和鑄鐵金剛石刀具不適于加工鋼和鑄鐵。聚晶立方氮化硼（聚晶立方氮化硼（CBN）：由單晶立方氮化硼微粉

29、在高溫高由單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。硬度為壓下聚合而成。硬度為30004500HV，耐熱性達，耐熱性達1200，化學(xué)，化學(xué)惰性很好，在惰性很好，在1000的溫度下不與鐵、鎳和鈷等金屬發(fā)生化學(xué)反的溫度下不與鐵、鎳和鈷等金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。應(yīng)。主要用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料主要用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料等。用于高精度銑削時可以代替磨削加工等。用于高精度銑削時可以代替磨削加工。刀具材料種類刀具材料種類 合金合金 高速鋼高速鋼 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 陶瓷陶瓷 天然天然 聚晶金剛石聚晶金剛石 聚晶立方氮聚晶立方氮工具鋼工具鋼 W18Cr4V YG6 S

30、i3N4 金剛石金剛石 PCD 化硼化硼 PCBN材料性能材料性能 硬度硬度 HRC65 HRC66 HRA90 HRA93 HV10000 HV7500 HV4000抗彎強度抗彎強度 2.4GPa 3.2GPa 1.45GPa 0.8GPa 0.3GPa 2.8GPa 1.5GPa導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù) 40-50 20-30 70-100 30-40 146.5 100-120 40-100熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 350 620 1000 1400 800 600-800 1000 化學(xué)惰性化學(xué)惰性 低低 惰性大惰性大 惰性小惰性小 惰性小惰性小 惰性大惰性大 耐磨性耐磨性 低低 低低 較高較高 高高

31、 最高最高 最高最高 很高很高 一般精度一般精度 Ra0.8 高精度高精度 Ra=0.4-0.2加工質(zhì)量加工質(zhì)量 Ra0.8 IT7-8 Ra=0.1-0.05 IT5-6 IT7-8 IT5-6 可替代磨削可替代磨削加工對象加工對象低速加低速加工普通工普通鋼材、鋼材、鑄鐵鑄鐵普通鋼普通鋼材、鑄材、鑄鐵粗精鐵粗精加工加工普通鋼普通鋼材、鑄材、鑄鐵粗精鐵粗精加工加工高硬度高硬度鋼材精鋼材精加工加工硬質(zhì)合金、有硬質(zhì)合金、有色金屬及其合色金屬及其合金、陶瓷等高金、陶瓷等高硬度材料硬度材料淬火鋼、冷硬淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合鑄鐵、高溫合金等難加工材金等難加工材料料 表表 超硬刀具材料與普通刀具材料性能

32、與用途對比超硬刀具材料與普通刀具材料性能與用途對比33高性能高速鋼，在加工高高性能高速鋼，在加工高硬度材料或精密加工時，硬度材料或精密加工時，才考慮選用超硬材料。才考慮選用超硬材料。 應(yīng)當(dāng)指出，加工一般材料大量使用的應(yīng)當(dāng)指出，加工一般材料大量使用的仍是仍是普通高速鋼及硬質(zhì)合金普通高速鋼及硬質(zhì)合金，只有在加工，只有在加工難加工材料時，才考慮選用新牌號合金或難加工材料時，才考慮選用新牌號合金或l 刀具的組成刀具的組成切削部分切削部分夾持部分夾持部分7.1.4 7.1.4 刀具角度刀具角度 351.1.車刀的組成車刀的組成l切削刀具的種類繁多，但切削刀具的種類繁多，但其切削部分的幾何形狀和其切削部分

33、的幾何形狀和參數(shù)具有共性參數(shù)具有共性 l外圓車刀是最基本、最典外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具型的切削刀具；l其它其它各類刀具可以看作是各類刀具可以看作是車刀的演變和組合車刀的演變和組合；l在確定刀具切削部分幾何形狀的一般述語時，常在確定刀具切削部分幾何形狀的一般述語時，常以普以普通外圓車刀為代表通外圓車刀為代表。36v 外圓車刀切削部分的組成（外圓車刀切削部分的組成（）三面三面：前刀面前刀面：刀具上切屑流過的表面：刀具上切屑流過的表面主后刀面主后刀面：刀具上與過渡表面相對的表面：刀具上與過渡表面相對的表面副后刀面副后刀面：刀具上與已加工表面相對的表面：刀具上與已加工表面相對的表面兩刃兩刃：

34、一刀尖一刀尖:主切削刃主切削刃：前刀面與主后：前刀面與主后 刀面的交線刀面的交線副切削刃副切削刃：前刀面與副后：前刀面與副后 刀面的交線刀面的交線刀尖刀尖：主切削刃與副切削刃的交點。：主切削刃與副切削刃的交點。37 刀具除了在刀具除了在材料材料方面要具備一定的性能外，其切方面要具備一定的性能外，其切削部分的削部分的幾何形狀幾何形狀也至關(guān)重要。也至關(guān)重要。圖示圖示a，難以切削；，難以切削；圖示圖示b，有一定角度，則可順利切削。，有一定角度，則可順利切削。382.2.刀具標注角度參考系刀具標注角度參考系（正交平面參考系）（正交平面參考系） 刀具標注角度參考系是在某些假定條件下建立的刀具標注角度參考

35、系是在某些假定條件下建立的。以車削為例，假定：以車削為例，假定：（1）車削時，切削刃上選定點與工件軸線等高）車削時，切削刃上選定點與工件軸線等高（2）主運動方向與刀桿底面垂直）主運動方向與刀桿底面垂直（3）進給運動方向與刀桿中心線垂直。）進給運動方向與刀桿中心線垂直。這樣，構(gòu)成刀具標注角度參考系有：這樣，構(gòu)成刀具標注角度參考系有：基面基面 Pr切削平面切削平面 Ps正交平面正交平面 Po三個輔助平面三個輔助平面（主剖面）（主剖面）39v 正交平面參考系（正交平面參考系（P Pr rP Ps sP Po o ）主切削刃主切削刃主后刀面主后刀面前刀面前刀面副切削刃副切削刃正交平面正交平面 PoA（

36、1）基面基面 Pr ：通過切削刃通過切削刃選定點與主運動方向選定點與主運動方向垂直的平面。通常垂直的平面。通常基基面與刀具底面平行面與刀具底面平行。切削平面切削平面 Ps基面基面 Pr車刀標注角度參考系輔助平面車刀標注角度參考系輔助平面（ PrPsPo ）（2）切削平面切削平面 Ps：通過通過切削刃選定點與主切削刃選定點與主切削刃相切且垂直切削刃相切且垂直于基面于基面Pr的平面。的平面。（3）正交平面正交平面 Po：通過切削通過切削刃選定點垂直于基面刃選定點垂直于基面Pr和切削平面和切削平面 Ps的平面。的平面。403.3.車刀的標注角度車刀的標注角度 指在指在刀具設(shè)計圖樣上標刀具設(shè)計圖樣上標

37、注的角度注的角度，是刀具制造、，是刀具制造、刃磨和測量的依據(jù)。刃磨和測量的依據(jù)。車刀車刀的標注角度主要有的標注角度主要有：前前 角角后后 角角主偏角主偏角副偏角副偏角刃傾角刃傾角oorkrks車刀的主要標注角度車刀的主要標注角度41（1 1）前角前角 在在正交平面正交平面 PO中中測量，是測量，是基面基面 Pr與與前刀面前刀面之間的夾角，之間的夾角，有正負。有正負。l作用作用：主要影響切削主要影響切削難易程度。難易程度。前角前角刀具鋒利刀具鋒利切削切削溫度溫度切削輕快；切削輕快；前角過大，刀刃和刀前角過大，刀刃和刀尖強度尖強度散熱體積散熱體積刀刀具壽命具壽命o42l前角選取原則前角選取原則：

38、工件材料工件材料：塑性材料，前角大些；脆性材料，前角小些；：塑性材料，前角大些；脆性材料，前角小些； 強度、硬度低，前角可選大些，反之小些。強度、硬度低，前角可選大些，反之小些。 刀具材料刀具材料：韌性好的，如高速鋼，前角可大些；：韌性好的，如高速鋼，前角可大些； 硬質(zhì)合金，脆性大，前角要選小些。硬質(zhì)合金，脆性大，前角要選小些。 加工性質(zhì)加工性質(zhì)：精加工時，前角可選大些；：精加工時，前角可選大些； 粗加工時，前角選小些。粗加工時，前角選小些。舉例舉例： 用硬質(zhì)合金車刀前角的取值范圍用硬質(zhì)合金車刀前角的取值范圍 切削普通鋼件，取切削普通鋼件，取O10 20 切削灰鑄鐵，切削灰鑄鐵， 取取O5 1

39、5 切削鋁及鋁合金，取切削鋁及鋁合金，取O25 35 切削高強度鋼，切削高強度鋼， 取取O5 10前角前角后角后角43o（2 2）后角后角 在在正交平面正交平面 PO內(nèi)測量，是內(nèi)測量，是主后刀面主后刀面與與切削切削平面平面PS 的夾角。的夾角。作用作用： 后角后角主后刀面與工件主后刀面與工件間的摩擦間的摩擦主后刀面的主后刀面的磨損磨損后角過大，刀頭強度后角過大，刀頭強度散熱體積散熱體積主后刀面的主后刀面的磨損磨損44l 后角后角選擇原則選擇原則： 工件材料：工件材料： 材料的強度、硬度高，后角可選小些；反之，大些；材料的強度、硬度高，后角可選小些；反之，大些； 加工塑性材料時，后角可取大些；加

40、工塑性材料時，后角可取大些； 加工脆性材料時，后角取小些。加工脆性材料時，后角取小些。 加工性質(zhì)：加工性質(zhì)：粗加工及承受沖擊載荷的刀具，為了使刀刃有足夠粗加工及承受沖擊載荷的刀具，為了使刀刃有足夠強度，后角可選小些，一般為強度，后角可選小些，一般為 4 6；精加工時，背吃刀量較小，為保證加工表面質(zhì)量，精加工時，背吃刀量較小，為保證加工表面質(zhì)量，后角可選大一些，一般為后角可選大一些，一般為8 12。45（3 3）主偏角主偏角rk（Pr r） 在在基面基面Pr內(nèi)測量內(nèi)測量，是，是主切削刃在基面上投影主切削刃在基面上投影與進給方向的夾角與進給方向的夾角。l 作用作用：r的大小影響的大小影響 刀具壽命

41、刀具壽命。主偏角。主偏角主切削刃參加切削的長度主切削刃參加切削的長度負荷負荷，同時刀尖強度，同時刀尖強度散熱散熱面積面積刀具壽命刀具壽命。 切削分力切削分力。r (背向力背向力)徑向分力徑向分力，當(dāng)切削剛性較弱，當(dāng)切削剛性較弱的工件時，易引起工件變形和振動。如車削細長軸。的工件時，易引起工件變形和振動。如車削細長軸。46（4 4）副偏角副偏角q 當(dāng)當(dāng)ap、f、kr 值相同時值相同時 ， 殘留面積殘留面積表面粗糙度表面粗糙度rkrkrk（Pr） 在在基面基面內(nèi)測量，是內(nèi)測量，是副切削刃副切削刃在基面在基面上的投影與上的投影與進給運動反方向進給運動反方向的夾角。的夾角。l 作用作用：為減小副切削刃

42、與工件已加工表面之為減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦，防止切削時產(chǎn)生振動。間的摩擦，防止切削時產(chǎn)生振動。影響刀尖強度和表面粗糙度。影響刀尖強度和表面粗糙度。l選擇原則選擇原則：主要根據(jù)表面粗糙度主要根據(jù)表面粗糙度要求和系統(tǒng)的剛度。一般，要求和系統(tǒng)的剛度。一般，粗加工時取大些，精加工取小些；粗加工時取大些，精加工取小些；系統(tǒng)剛度好時取較小些，剛度差時系統(tǒng)剛度好時取較小些，剛度差時取較大些。取較大些。47刃傾角刃傾角Ps sPr rPs s（5 5）刃傾角刃傾角s 在在切削平面內(nèi)切削平面內(nèi)測量，測量，是是主切削刃主切削刃與與基面基面的夾的夾角。角。 當(dāng)?shù)都馐乔邢魅凶町?dāng)?shù)都馐乔邢魅凶罡唿c時高點

43、時,s定為正值，反定為正值，反之為負值。之為負值。l作用作用： 主要是影響切削的鋒利主要是影響切削的鋒利性、刀尖強度和切屑流出性、刀尖強度和切屑流出的方向。的方向。刃傾角刃傾角48l刃傾角的選擇原則刃傾角的選擇原則：粗加工時，為增強刀尖強度，粗加工時，為增強刀尖強度，s常取負值；常取負值；精加工時，為防止切屑劃傷已加工表面，精加工時，為防止切屑劃傷已加工表面，s常取正值常取正值。刃傾角對切屑流向的影響刃傾角對切屑流向的影響想一想：鉆通孔和盲孔時，切屑流向、鉆頭的刃傾角有沒有不同？想一想：鉆通孔和盲孔時，切屑流向、鉆頭的刃傾角有沒有不同？49課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：fnPsPrPo0 r已加工面 r

44、50習(xí)題：切斷車刀標注角度習(xí)題：切斷車刀標注角度 7.1.5 7.1.5 切削層幾何參數(shù)切削層幾何參數(shù) v切削層切削層：工件上正被切削刃切削的那一層金屬：工件上正被切削刃切削的那一層金屬, 即兩個相鄰過渡表面之間的那一層金屬。即兩個相鄰過渡表面之間的那一層金屬。v切削層參數(shù)切削層參數(shù)：切削層的截面尺寸參數(shù)稱為切削層參數(shù)。：切削層的截面尺寸參數(shù)稱為切削層參數(shù)。 包括：包括：(1) 切削厚度切削厚度hD：垂直于垂直于過渡表面度量的切削層截面尺寸。過渡表面度量的切削層截面尺寸。(2) 切削寬度切削寬度bD：平行于平行于過渡表面度量的切削層截面的尺寸。過渡表面度量的切削層截面的尺寸。(3)切削面積切削

45、面積AD: 切削層在切削尺寸度量平面內(nèi)的橫截面積。切削層在切削尺寸度量平面內(nèi)的橫截面積。下面以車削外圓為例來說明下面以車削外圓為例來說明:52vvfapkr :為主偏角，是刀具主切削刃與進給方向的夾角。為主偏角，是刀具主切削刃與進給方向的夾角。fbDhDfapkr切削切削寬度寬度切削切削厚度厚度切削切削面積面積車削外圓時，切削層的幾何參數(shù)：車削外圓時，切削層的幾何參數(shù)：kr53（1）切削厚度切削厚度： hD f sin kr（mm） hD 值的大小值的大小反映了切削刃單位長度上工作負荷的大小反映了切削刃單位長度上工作負荷的大小。（2）切削寬度切削寬度： bD ap sin kr hD 值的大小

46、值的大小影響刀具的散熱情況影響刀具的散熱情況。（3）切削面積切削面積: AD hD bD =ap f 從上述公式可看出：從上述公式可看出：hD、bD均與主偏角均與主偏角kr有關(guān)，有關(guān)，但切削層面積但切削層面積AD只與只與hD、bD 或或 f、ap有關(guān)。有關(guān)。bDhDfapkr7.1.6 7.1.6 金屬切削過程金屬切削過程 什么是金屬切削過程？什么是金屬切削過程？ 工件上多余的金屬層，通工件上多余的金屬層，通過切削加工被刀具切除成為過切削加工被刀具切除成為切屑切屑，從而獲得所需幾何形，從而獲得所需幾何形狀（狀（已加工表面已加工表面）的過程。）的過程。在這一過程中，會產(chǎn)生哪些現(xiàn)象？在這一過程中，

47、會產(chǎn)生哪些現(xiàn)象？ 切削變形、切屑、切削力、切削熱、切削溫度、刀具磨切削變形、切屑、切削力、切削熱、切削溫度、刀具磨損、積屑瘤、已加工表面的加工硬化現(xiàn)象及殘余應(yīng)力等。損、積屑瘤、已加工表面的加工硬化現(xiàn)象及殘余應(yīng)力等。 兩個結(jié)果：形成了切屑和已加工表面兩個結(jié)果：形成了切屑和已加工表面551. 切屑的形成和種類切屑的形成和種類切屑形成過程切屑形成過程刀具繼續(xù)切入，切應(yīng)力增大，刀具繼續(xù)切入，切應(yīng)力增大，達到其屈服強度時，產(chǎn)生剪達到其屈服強度時，產(chǎn)生剪切滑移的塑性變形；切滑移的塑性變形；受刀具切削刃和受刀具切削刃和前刀面的前刀面的擠壓擠壓，產(chǎn)生彈性變形；產(chǎn)生彈性變形；被切削被切削金屬層金屬層彈性變形彈性

48、變形塑性變形塑性變形擠裂擠裂切離切離切屑切屑刀具切刀具切入工件入工件刀具再繼續(xù)切入，當(dāng)切刀具再繼續(xù)切入，當(dāng)切應(yīng)力達到其斷裂強度時，應(yīng)力達到其斷裂強度時，金屬材料被擠裂；金屬材料被擠裂；沿刀具前沿刀具前刀面流出刀面流出形成切屑。形成切屑。56 切削層經(jīng)塑性變形后，形成的切削層經(jīng)塑性變形后，形成的切屑厚度增加切屑厚度增加，長度縮小長度縮小，寬度基本不變，這種現(xiàn)象稱為寬度基本不變，這種現(xiàn)象稱為切屑收縮切屑收縮。即。即:oMlDhDlDhhDh刀具刀具切屑切屑 ;DDhDDhllhhDDhhhh 切屑的收縮程度可用切屑的收縮程度可用切切變形系數(shù)變形系數(shù) 表示：表示：厚度變形系數(shù)厚度變形系數(shù)長度變形系數(shù)

49、長度變形系數(shù)切屑與切削層尺寸切屑與切削層尺寸DhDlll收縮系數(shù)收縮系數(shù) h l ；反映了切屑變形程度和工件材料的塑性反映了切屑變形程度和工件材料的塑性。57 根據(jù)其形態(tài)特征可分成根據(jù)其形態(tài)特征可分成四大類四大類型。型。（見教材表）（見教材表）粒狀切屑崩碎切屑帶狀切屑節(jié)狀切屑切切屑屑刀刀具具積屑瘤積屑瘤（楔形（楔形硬化粘附物）硬化粘附物） 2. 2. 積積 屑屑 瘤瘤 （1）什么是積屑瘤？）什么是積屑瘤？ 在在低、中速切削塑性金屬材料低、中速切削塑性金屬材料時時, 常在刀具的前刀面常在刀具的前刀面刃刃口處口處粘結(jié)一些工件材料，形成一塊粘結(jié)一些工件材料，形成一塊硬度很高的楔塊硬度很高的楔塊，稱之

50、，稱之為為積屑瘤積屑瘤。 積屑瘤的成因積屑瘤的成因一定溫度、壓力作用下，切一定溫度、壓力作用下，切屑底層與前刀面發(fā)生粘接；屑底層與前刀面發(fā)生粘接；粘接金屬嚴重塑性變形，產(chǎn)粘接金屬嚴重塑性變形，產(chǎn)生加工硬化。生加工硬化。形成滯流層形成滯流層 粘結(jié)粘結(jié)層層疊加層層疊加 長大長大（3）積屑瘤的形成過程）積屑瘤的形成過程59 有利方面：有利方面：u 保護刀刃，減少磨損保護刀刃，減少磨損u 增大前角，使切削輕快增大前角，使切削輕快 在粗加工時希望積屑瘤存在在粗加工時希望積屑瘤存在。 不利方面：不利方面：u 影響加工精度，增大表面粗糙度影響加工精度，增大表面粗糙度 精加工時，應(yīng)避免積屑瘤產(chǎn)生精加工時，應(yīng)避

51、免積屑瘤產(chǎn)生。（4） 積屑瘤對切削加工的影響積屑瘤對切削加工的影響 積屑瘤的積屑瘤的形成形成長大長大脫落脫落，是一個，是一個周期性的動周期性的動態(tài)過程態(tài)過程，會引起切削力的波動和切削過程的不穩(wěn)定。，會引起切削力的波動和切削過程的不穩(wěn)定。 60對塑性好的材料，采用正火或調(diào)質(zhì)處理，對塑性好的材料，采用正火或調(diào)質(zhì)處理，HBS；控制切削速度，避開中速區(qū)；控制切削速度，避開中速區(qū)；增大前角，減小進給量和背吃刀量，以減小接觸區(qū)的壓力；增大前角，減小進給量和背吃刀量，以減小接觸區(qū)的壓力；采用潤滑性能良好的切削液，減小摩擦和切削熱的產(chǎn)生。采用潤滑性能良好的切削液，減小摩擦和切削熱的產(chǎn)生。（5 5）積屑瘤的控制

52、）積屑瘤的控制主要因素主要因素工件材料工件材料: 工件塑性好時，易產(chǎn)生；工件塑性好時，易產(chǎn)生；切削速度切削速度: 切削速度很低（小于切削速度很低（小于0.1ms）或）或 很高（大于很高（大于1.5m/s）時，均不會產(chǎn)生。）時，均不會產(chǎn)生?？刂拼胧┛刂拼胧?1課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： 圖示中刀具前面產(chǎn)生積屑瘤，請標出積屑瘤前角和切削厚圖示中刀具前面產(chǎn)生積屑瘤，請標出積屑瘤前角和切削厚度的增量。度的增量。 3. 切削力和切削功率切削力和切削功率 1）切削力的來源）切削力的來源 切屑和工件表層金屬的彈性和塑性變形所產(chǎn)生的抗力；切屑和工件表層金屬的彈性和塑性變形所產(chǎn)生的抗力； 刀具與切屑、工件表面間的摩

53、擦力。刀具與切屑、工件表面間的摩擦力。2）切削合力的分解）切削合力的分解 切削合力切削合力F 分解為分解為3個相互垂直的分力：個相互垂直的分力：主切削力（切向力）主切削力（切向力）Fc背向力（徑向力）背向力（徑向力）Fp進給力（軸向力）進給力（軸向力）Ff63u主切削力（切向力）主切削力（切向力）Fc 垂直于基面，與切削速度方向一致。垂直于基面，與切削速度方向一致。作用作用：是計算切削和設(shè)計機床、刀具、夾具強度的主要依據(jù)。：是計算切削和設(shè)計機床、刀具、夾具強度的主要依據(jù)。 機床功率的機床功率的90以上都消耗在主切削力上。以上都消耗在主切削力上。u背向力（徑向力）背向力（徑向力）Fp 在基面內(nèi)，

54、與進給方向垂直。在基面內(nèi)，與進給方向垂直。作用作用：車外圓或磨外圓時，：車外圓或磨外圓時， 不做功，但能使工件變形不做功，但能使工件變形 或引起振動影響加工精度或引起振動影響加工精度 和表面質(zhì)量。和表面質(zhì)量。 尤其加工剛度小的工件時，如尤其加工剛度小的工件時，如細長軸細長軸的加工，會產(chǎn)生腰鼓形的加工，會產(chǎn)生腰鼓形。 長度與直徑長度與直徑之比大于之比大于202064u進給力（軸向力）進給力（軸向力）Ff： 在基面內(nèi)，與進給方向相平行。在基面內(nèi)，與進給方向相平行。 作用作用：設(shè)計和校核進給機構(gòu)強度的參數(shù)。設(shè)計和校核進給機構(gòu)強度的參數(shù)。 3個分力相互垂直，通常個分力相互垂直，通常主主切削力最大切削力

55、最大，背向力和進給力小些背向力和進給力小些。 切削過程中，實際切削力可以用測力儀測出切削過程中，實際切削力可以用測力儀測出。3 3）影響切削力的因素）影響切削力的因素 強度高強度高加工硬化傾向加工硬化傾向切削力切削力工件材料：工件材料： 切削用量切削用量: 切削速度切削速度v 對切削力影響復(fù)雜，（圖示）。對切削力影響復(fù)雜，（圖示）。背吃刀量、進給量背吃刀量、進給量 ，切削力，切削力。其他：刀具幾何角度、刀具材料、切削液、等。其他：刀具幾何角度、刀具材料、切削液、等。654 4）切削力和切削功率的計算）切削力和切削功率的計算 影響因素多，很復(fù)雜。為簡化計算，常用影響因素多，很復(fù)雜。為簡化計算，常

56、用單位切削力單位切削力計計算切削力的大小。算切削力的大小。l單位切削力單位切削力p 指單位切削面積上所需要的主切削力的大小，用指單位切削面積上所需要的主切削力的大小，用p表示。表示。式中式中: Fc 主切削力，牛頓（主切削力，牛頓（N）；）； AD 單位切削面積，單位切削面積，mm2；ADap f) N/mm ( 2pcDcfaFAFp66式中式中: Fc 主切削力，（主切削力，（N）；）； vc 切削速度，（切削速度，（m/s）。）。 指三個切削分力消耗功率的總和，用指三個切削分力消耗功率的總和，用Pc 表示。表示。)kW ( 1000cccvFP 機床電機功率：機床電機功率： cEPP 式

57、中式中: 為為 機床傳動效率，機床傳動效率， 通常通常= 0.750.85 。 例題：（見教材）例題：（見教材） 4. 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度 切削過程中要克服切削力，機床就要消耗能量切削過程中要克服切削力，機床就要消耗能量電能電能，消，消耗的能量大部分耗的能量大部分轉(zhuǎn)變成了熱能轉(zhuǎn)變成了熱能，這就是，這就是切削熱切削熱。單位時間內(nèi)產(chǎn)。單位時間內(nèi)產(chǎn)生的切削熱為：生的切削熱為：zFQ式中式中 Q 單位時間內(nèi)產(chǎn)生的單位時間內(nèi)產(chǎn)生的 切削熱，切削熱，J/s； Fz 主切削力，主切削力，N； v 切削速度，切削速度，m/s。 切削熱切削熱工件工件切屑切屑刀具刀具 切削熱的來源與傳導(dǎo)切削熱的來源

58、與傳導(dǎo)681 1）切削熱的來源和傳導(dǎo)）切削熱的來源和傳導(dǎo)工件工件切屑切屑刀具刀具 切削熱的來源與傳導(dǎo)切削熱的來源與傳導(dǎo)切削層金屬的彈塑性變形產(chǎn)生的熱切削層金屬的彈塑性變形產(chǎn)生的熱刀具與工件、刀具與切屑摩擦產(chǎn)生的熱刀具與工件、刀具與切屑摩擦產(chǎn)生的熱主要兩個主要兩個來源來源傳導(dǎo)傳導(dǎo)主要由主要由切屑切屑工件工件刀具刀具周圍介質(zhì)（切周圍介質(zhì)（切削液、空氣削液、空氣) )大部分熱量傳入工件和由切屑帶走。大部分熱量傳入工件和由切屑帶走。692 2）切削溫度及分布）切削溫度及分布切削切削塑性材料塑性材料 前刀面靠近刀尖處溫度最高。前刀面靠近刀尖處溫度最高。切削切削脆性材料脆性材料 后刀面靠近刀尖處溫度最高。

59、后刀面靠近刀尖處溫度最高。 車削時，根據(jù)切屑的顏車削時，根據(jù)切屑的顏色，可大致判斷切削溫度。色，可大致判斷切削溫度。 顏色越深，切削溫度越高顏色越深，切削溫度越高。 前刀面磨損前刀面磨損后刀面磨損后刀面磨損低碳易切鋼車削低碳易切鋼車削 703 3）控制切削溫度措施）控制切削溫度措施盡量減少切削熱的產(chǎn)生；盡量減少切削熱的產(chǎn)生；設(shè)法使切削熱傳導(dǎo)出去。設(shè)法使切削熱傳導(dǎo)出去。 兩個途徑兩個途徑原則原則：應(yīng)首先選用盡可能大：應(yīng)首先選用盡可能大ap，其次，其次 f，最后選用合適，最后選用合適vc , 以在提以在提高金屬切除率的同時，降低切削溫度，延長刀具壽命。高金屬切除率的同時，降低切削溫度，延長刀具壽命

60、。（1 1）合理選擇切削用量。）合理選擇切削用量。切削用量切削用量 ，切削溫度，切削溫度 （2 2）提高工件材料和刀具材料的導(dǎo)熱性。）提高工件材料和刀具材料的導(dǎo)熱性。 （3 3）調(diào)整工件材料的強度和硬度。）調(diào)整工件材料的強度和硬度。 （5 5）正確使用切削液。生產(chǎn)中常用且有效的方法。）正確使用切削液。生產(chǎn)中常用且有效的方法。 （4 4）合理選擇刀具角度。前角）合理選擇刀具角度。前角 ，主偏角，主偏角 ，切削溫度，切削溫度 71 在切削過程中，正確地選擇和使用切削液，對降低切在切削過程中，正確地選擇和使用切削液，對降低切削溫度，減小刀具磨損，提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量有著重削溫度，減小刀具磨損，提高生