模塊03 金屬切削加工質(zhì)量及刀具幾何參數(shù)的選擇

1、模塊模塊3 3 金屬切削加工質(zhì)量及刀具幾金屬切削加工質(zhì)量及刀具幾何參數(shù)的選擇何參數(shù)的選擇金屬切削加工質(zhì)量是一個綜合因素決定的結(jié)果，其金屬切削加工質(zhì)量是一個綜合因素決定的結(jié)果，其中包括工件材料切削加工性的好壞、切削刀具幾何參數(shù)的中包括工件材料切削加工性的好壞、切削刀具幾何參數(shù)的合理與否、切削用量的合理與否、加工工藝的合理與否、合理與否、切削用量的合理與否、加工工藝的合理與否、加工機(jī)床的精度高低及操作者的水平。本模塊將圍繞工件加工機(jī)床的精度高低及操作者的水平。本模塊將圍繞工件材料的切削加工性和切削刀具的幾何參數(shù)進(jìn)行討論。材料的切削加工性和切削刀具的幾何參數(shù)進(jìn)行討論。模塊模塊3 3 金屬切削加工質(zhì)量

2、金屬切削加工質(zhì)量 及刀具幾何參數(shù)的選擇及刀具幾何參數(shù)的選擇 課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性 課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量 課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇 課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性 一、課題引入一、課題引入 二、課題分析二、課題分析 三、相關(guān)知識三、相關(guān)知識 知識點知識點材料切削加工性及其評定指標(biāo)。材料切削加工性及其評定指標(biāo)。材料切削加工性的影響因素。材料切削加工性的影響因素。難加工材料的加工方法。難加工材料的加工方法。技能點技能點掌握材料切削加工性的評定指標(biāo)和難加工材料的加工方掌握材料切削加

3、工性的評定指標(biāo)和難加工材料的加工方法。法。課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性一、課題引入一、課題引入有切削加工經(jīng)驗的人都有這樣的體會：在同樣的加有切削加工經(jīng)驗的人都有這樣的體會：在同樣的加工條件下，對于不同的工件材料，其加工的難易程度、刀工條件下，對于不同的工件材料，其加工的難易程度、刀具的磨損速度、加工后工件的表面粗糙度往往不同，有時具的磨損速度、加工后工件的表面粗糙度往往不同，有時甚至相去甚遠(yuǎn)。那么，如何去評判工件材料甚至相去甚遠(yuǎn)。那么，如何去評判工件材料( (如如1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti不銹鋼不銹鋼) )的切削加工性呢？如何比較兩種材料的切削加工性呢

4、？如何比較兩種材料加工性的好壞？例如，加工性的好壞？例如，4545鋼與鋼與4545調(diào)質(zhì)鋼哪個容易加工？對調(diào)質(zhì)鋼哪個容易加工？對于難加工材料的加工，從刀具方面和其他方面又該采取什于難加工材料的加工，從刀具方面和其他方面又該采取什么措施？么措施？課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性二、課題分析二、課題分析材料切削加工的難易程度稱為材料的切削加工性。材料切削加工的難易程度稱為材料的切削加工性。良好的切削加工性一般包括：在相同切削條件下刀具具有良好的切削加工性一般包括：在相同切削條件下刀具具有較高的耐用度；在相同切削條件下，切削力、切削功率較較高的耐用度；在相同切削條件下，切削力、

5、切削功率較小，切削溫度較低；加工時，容易獲得良好的表面質(zhì)量；小，切削溫度較低；加工時，容易獲得良好的表面質(zhì)量；容易控制切屑的形狀，容易斷屑。材料切削加工性的好壞，容易控制切屑的形狀，容易斷屑。材料切削加工性的好壞，對于順利完成切削加工任務(wù)，保證工件的加工質(zhì)量意義重對于順利完成切削加工任務(wù)，保證工件的加工質(zhì)量意義重大。大。課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性材料的切削加工性不僅是一項重要的工藝性能指標(biāo)，材料的切削加工性不僅是一項重要的工藝性能指標(biāo)，而且是材料多種性能的綜合評價指標(biāo)。材料的切削加工性而且是材料多種性能的綜合評價指標(biāo)。材料的切削加工性不僅可以根據(jù)不同情況從不同方面

6、進(jìn)行評定，而且也是可不僅可以根據(jù)不同情況從不同方面進(jìn)行評定，而且也是可以改變的。那么，切削加工性的主要評定指標(biāo)有哪些？切以改變的。那么，切削加工性的主要評定指標(biāo)有哪些？切削加工性的影響因素有哪些？如何綜合分析和改善指定材削加工性的影響因素有哪些？如何綜合分析和改善指定材料的切削加工性呢？料的切削加工性呢？下面就來學(xué)習(xí)工件材料切削加工性的有關(guān)知識。下面就來學(xué)習(xí)工件材料切削加工性的有關(guān)知識。課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性三、相關(guān)知識三、相關(guān)知識( (一一) ) 切削加工性評定的主要指標(biāo)切削加工性評定的主要指標(biāo)某種材料切削加工性的好壞是相對于另一種材料而某種材料切削加工性的

7、好壞是相對于另一種材料而言的。因此，切削加工性具有相對性。在討論鋼材的切削言的。因此，切削加工性具有相對性。在討論鋼材的切削加工性時，一般以加工性時，一般以4545鋼為基準(zhǔn)，其他材料與其比較，用相鋼為基準(zhǔn)，其他材料與其比較，用相對加工性指標(biāo)對加工性指標(biāo)K Kr r來表示，具體如下。來表示，具體如下。 60rB60vKv課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性（3-1）式中式中 v v6060某種材料其耐用度為某種材料其耐用度為60min60min時的切削速度；時的切削速度； v vB60B60切削切削4545鋼鋼( (b b=0.735Gpa)=0.735Gpa)，耐用度為，耐

8、用度為60min60min時的時的切削速度。切削速度。相對切削加工性及其分級見表相對切削加工性及其分級見表3-13-1。切削加工性的好。切削加工性的好壞，還可用切削時的切削力、加工表面粗糙度和斷屑的難壞，還可用切削時的切削力、加工表面粗糙度和斷屑的難易程度等指標(biāo)來衡量。易程度等指標(biāo)來衡量。 課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性表表3-1 3-1 相對切削加工性及其分級相對切削加工性及其分級 鑄造鎳基高溫合金，鑄造鎳基高溫合金，某些鈦合金某些鈦合金0.153.03.0一般有色金屬一般有色金屬很容易切削的材料很容易切削的材料1 1代表性材料代表性材料相對切削相對切削加工性加工性

9、K Kr r工件材料分類工件材料分類加工性加工性等級等級課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性( (二二) ) 切削加工性的影響因素切削加工性的影響因素材料的物理力學(xué)性能、化學(xué)成分、金相組織是影響材料的物理力學(xué)性能、化學(xué)成分、金相組織是影響材料切削加工性的主要因素。材料切削加工性的主要因素。1. 1. 材料的物理力學(xué)性能材料的物理力學(xué)性能就材料的物理性能而言，材料的強(qiáng)度、硬度越高，就材料的物理性能而言，材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削力越大，切削溫度越高，刀具磨損越快，切削加工性切削力越大，切削溫度越高，刀具磨損越快，切削加工性越差。強(qiáng)度相同，塑性、韌性越好的材料，切削變形越大，越

10、差。強(qiáng)度相同，塑性、韌性越好的材料，切削變形越大，切削力越大，切削溫度越高，并且不易斷屑，故切削加工切削力越大，切削溫度越高，并且不易斷屑，故切削加工性越差。材料的線膨脹系數(shù)越大，導(dǎo)熱系數(shù)越小，加工性性越差。材料的線膨脹系數(shù)越大，導(dǎo)熱系數(shù)越小，加工性也越差。也越差。課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性2. 2. 化學(xué)成分化學(xué)成分就材料化學(xué)成分而言，增加鋼的含碳量，強(qiáng)度、硬就材料化學(xué)成分而言，增加鋼的含碳量，強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降。顯然，低碳鋼切削時變形大，度提高，塑性、韌性下降。顯然，低碳鋼切削時變形大，不易獲得高的加工表面；高碳鋼切削力太大，切削困難；不易獲得高的

11、加工表面；高碳鋼切削力太大，切削困難；中碳鋼介于兩者之間，有較好的切削加工性。增加合金元中碳鋼介于兩者之間，有較好的切削加工性。增加合金元素會改變鋼的切削加工性，如錳、硅、鎳和鉻等都能提高素會改變鋼的切削加工性，如錳、硅、鎳和鉻等都能提高鋼的強(qiáng)度和硬度。石墨的含量、形狀、大小影響著灰鑄鐵鋼的強(qiáng)度和硬度。石墨的含量、形狀、大小影響著灰鑄鐵的切削加工性。促進(jìn)石墨化的元素能改善鑄鐵的切削加工的切削加工性。促進(jìn)石墨化的元素能改善鑄鐵的切削加工性，如碳、硅、鋁、銅和鎳等；阻礙石墨化的元素能降低性，如碳、硅、鋁、銅和鎳等；阻礙石墨化的元素能降低鑄鐵的切削加工性，如錳、磷、硫、鉻和釩等。鑄鐵的切削加工性，如

12、錳、磷、硫、鉻和釩等。課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性3. 3. 金相組織金相組織就材料的金相組織而言，鋼中的珠光體有較好的切就材料的金相組織而言，鋼中的珠光體有較好的切削加工性，鐵素體和滲碳體則較差；托氏體和索氏體組織削加工性，鐵素體和滲碳體則較差；托氏體和索氏體組織在精加工時能獲得質(zhì)量較好的加工表面，但必須適當(dāng)降低在精加工時能獲得質(zhì)量較好的加工表面，但必須適當(dāng)降低切削速度；奧氏體和馬氏體切削加工性很差。切削速度；奧氏體和馬氏體切削加工性很差。材料的物理力學(xué)性能的數(shù)值大小與加工等級的關(guān)系材料的物理力學(xué)性能的數(shù)值大小與加工等級的關(guān)系見表見表3-13-1。凡等級代號數(shù)值大

13、于。凡等級代號數(shù)值大于4 4的材料，表示較難切削或的材料，表示較難切削或難切削。例如，從有關(guān)材料手冊得難切削。例如，從有關(guān)材料手冊得1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti不銹鋼的不銹鋼的HB=229HB=229、b b=0.642GPa=0.642GPa、=55%=55%、A AKJKJ=2.45MJ/m=2.45MJ/m2 2、k k=16.3W/(mK)=16.3W/(mK)，可查出相應(yīng)的切削加工等級代號為，可查出相應(yīng)的切削加工等級代號為4 4、3 3、8 8、8 8、8 8，加工性好壞不言而喻。，加工性好壞不言而喻。課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性【知識鏈接】【

14、知識鏈接】 難加工材料種類繁多，高錳鋼、不銹難加工材料種類繁多，高錳鋼、不銹鋼是常用的難加工材料。高錳鋼加工硬化嚴(yán)重，造成切削鋼是常用的難加工材料。高錳鋼加工硬化嚴(yán)重，造成切削困難；導(dǎo)熱性差，僅為困難；導(dǎo)熱性差，僅為4545鋼的鋼的1/41/4，切削溫度高，刀具易磨，切削溫度高，刀具易磨損；韌性大、塑性好，變形嚴(yán)重，不易斷屑。損；韌性大、塑性好，變形嚴(yán)重，不易斷屑。不銹鋼中由于鉻、鎳含量較大，強(qiáng)度、韌性較好，不銹鋼中由于鉻、鎳含量較大，強(qiáng)度、韌性較好，加工硬化嚴(yán)重，易粘刀，斷屑困難；切屑與前刀面接觸長加工硬化嚴(yán)重，易粘刀，斷屑困難；切屑與前刀面接觸長度較短，刀尖附近應(yīng)力較大，易崩刃；導(dǎo)熱性差，

15、切削溫度較短，刀尖附近應(yīng)力較大，易崩刃；導(dǎo)熱性差，切削溫度高，刀具耐用度低。度高，刀具耐用度低。不難看出，這些材料性能相差甚大，所以加工特點不難看出，這些材料性能相差甚大，所以加工特點也不相同。只要從材料特性去把握它們的切削特點，就能也不相同。只要從材料特性去把握它們的切削特點，就能通過改變切削條件，來解決它們的切削問題。通過改變切削條件，來解決它們的切削問題。課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性( (三三) ) 改善切削加工性的途徑改善切削加工性的途徑1. 1. 調(diào)整材料的化學(xué)成分調(diào)整材料的化學(xué)成分 除了金屬材料中的含碳量外，材料中加入錳、鉻、除了金屬材料中的含碳量外，材

16、料中加入錳、鉻、鉬、硫、磷或鉛等元素時，都將不同程度地影響材料的硬鉬、硫、磷或鉛等元素時，都將不同程度地影響材料的硬度、強(qiáng)度和韌性等，進(jìn)而影響材料的切削加工性。在材料度、強(qiáng)度和韌性等，進(jìn)而影響材料的切削加工性。在材料中，若加入硫、鉛或磷等元素組成易切削鋼，即能改善材中，若加入硫、鉛或磷等元素組成易切削鋼，即能改善材料的切削加工性。料的切削加工性。2. 2. 進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚磉M(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢詫⒂捕容^高的高碳鋼和工具鋼等材料進(jìn)行退火可以將硬度較高的高碳鋼和工具鋼等材料進(jìn)行退火處理，以降低硬度；低碳鋼可以通過正火降低材料的塑性，處理，以降低硬度；低碳鋼可以通過正火降低材料的塑性，提高其硬度；中碳

17、鋼通過調(diào)質(zhì)使材料硬度均勻。這些方法提高其硬度；中碳鋼通過調(diào)質(zhì)使材料硬度均勻。這些方法都可以達(dá)到改善材料切削加工性的目的。都可以達(dá)到改善材料切削加工性的目的。課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性【知識鏈接】【知識鏈接】 實踐證明，材料硬度一般在實踐證明，材料硬度一般在170230HBS170230HBS左右時，其切削加工性最好。左右時，其切削加工性最好。3. 3. 選擇良好的材料狀態(tài)選擇良好的材料狀態(tài)低碳鋼塑性大，加工性不好，但經(jīng)過冷拔之后，塑低碳鋼塑性大，加工性不好，但經(jīng)過冷拔之后，塑性降低，加工性好；鍛件毛坯由于余量不均勻，且不可避性降低，加工性好；鍛件毛坯由于余量不均勻

18、，且不可避免出現(xiàn)硬皮，但改用熱軋鋼，則加工性可得到改善。免出現(xiàn)硬皮，但改用熱軋鋼，則加工性可得到改善。練習(xí)與思考練習(xí)與思考1. 1. 什么是工件材料切削加工性？什么是工件材料切削加工性？2. 2. 用什么指標(biāo)來衡量工件材料切削加工性？用什么指標(biāo)來衡量工件材料切削加工性？K Kr r的含義是什的含義是什么？么？3. 3. 如何改善工具鋼的切削加工性？如何改善工具鋼的切削加工性？課題課題1 1 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量 一、課題引入一、課題引入 二、課題分析二、課題分析 三、相關(guān)知識三、相關(guān)知識 知識點知識點表面粗糙度評定指標(biāo)。表面粗糙度

19、評定指標(biāo)。表面粗糙度的形成及影響因素。表面粗糙度的形成及影響因素。降低表面粗糙度的措施。降低表面粗糙度的措施。技能點技能點能夠在加工過程中提高加工表面質(zhì)量。能夠在加工過程中提高加工表面質(zhì)量。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量一、課題引入一、課題引入實際加工中，往往由于多方面的原因，使得工件加實際加工中，往往由于多方面的原因，使得工件加工后的表面質(zhì)量不盡如人意。例如，在某工后的表面質(zhì)量不盡如人意。例如，在某C6140C6140車床上采用車床上采用150m/min150m/min的切削速度、的切削速度、0.15mm/r0.15mm/r的進(jìn)給量和的進(jìn)給量和1mm1mm的背吃刀的背吃刀量，精

20、車一普通中碳鋼工件后，發(fā)現(xiàn)已加工面上出現(xiàn)刀痕，量，精車一普通中碳鋼工件后，發(fā)現(xiàn)已加工面上出現(xiàn)刀痕，表面粗糙，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到表面質(zhì)量要求。那么，如何才能改表面粗糙，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到表面質(zhì)量要求。那么，如何才能改變這種狀況呢？變這種狀況呢？課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量二、課題分析二、課題分析工件已加工表面質(zhì)量包括工件的表面粗糙度、表面工件已加工表面質(zhì)量包括工件的表面粗糙度、表面殘余應(yīng)力和表面加工硬化層等指標(biāo)。加工工件表面質(zhì)量的殘余應(yīng)力和表面加工硬化層等指標(biāo)。加工工件表面質(zhì)量的好壞直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的使用性能。由課題引入好壞直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的使用性能。由課題引入可以看出，已加工表

21、面質(zhì)量可能與切削用量有關(guān)。除此以可以看出，已加工表面質(zhì)量可能與切削用量有關(guān)。除此以外，它還與哪些因素直接相關(guān)呢？怎樣才能提高加工表面外，它還與哪些因素直接相關(guān)呢？怎樣才能提高加工表面質(zhì)量呢？質(zhì)量呢？由于表面質(zhì)量指標(biāo)中表面粗糙度比較直觀，便于測由于表面質(zhì)量指標(biāo)中表面粗糙度比較直觀，便于測量和控制，以下就從表面粗糙度入手，談?wù)勈裁词潜砻娲至亢涂刂?，以下就從表面粗糙度入手，談?wù)勈裁词潜砻娲植诙?？表面粗糙度的形成原因和變化?guī)律如何？減小表面糙度？表面粗糙度的形成原因和變化規(guī)律如何？減小表面粗糙度的有效途徑有哪些？粗糙度的有效途徑有哪些？課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量三、相關(guān)知識三、相關(guān)知

22、識( (一一) ) 已加工表面粗糙度已加工表面粗糙度表面粗糙度主要是由刀具的形狀及切削過程中塑性表面粗糙度主要是由刀具的形狀及切削過程中塑性變形和振動等因素引起的，它是指已加工表面的微觀幾何變形和振動等因素引起的，它是指已加工表面的微觀幾何形狀誤差。一般可看成由理論粗糙度和實際粗糙度疊加而形狀誤差。一般可看成由理論粗糙度和實際粗糙度疊加而成。成。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量【知識鏈接】【知識鏈接】 表面粗糙度對配合工件的配合性質(zhì)、表面粗糙度對配合工件的配合性質(zhì)、摩擦副與摩擦面的磨損、工件的耐腐蝕性及工件的疲勞強(qiáng)摩擦副與摩擦面的磨損、工件的耐腐蝕性及工件的疲勞強(qiáng)度等將產(chǎn)生重要影響

23、，是表面質(zhì)量中一項非常重要的指標(biāo)。度等將產(chǎn)生重要影響，是表面質(zhì)量中一項非常重要的指標(biāo)。減小表面粗糙度有利于保證配合工件的配合性質(zhì)、有利于減小表面粗糙度有利于保證配合工件的配合性質(zhì)、有利于提高工件的耐腐蝕性、有利于提高工件的抗疲勞破壞能力，提高工件的耐腐蝕性、有利于提高工件的抗疲勞破壞能力，適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙扔欣谔岣吖ぜ哪湍バ?。表面粗糙度適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙扔欣谔岣吖ぜ哪湍バ浴１砻娲植诙鹊燃売幂喞阈g(shù)平均值等級用輪廓算術(shù)平均值R Ra a、微觀不平度十點高度、微觀不平度十點高度R Rz z或輪廓或輪廓最大高度最大高度R Ry y的數(shù)值大小表示。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，優(yōu)先采用的數(shù)值大小表示。按國家標(biāo)準(zhǔn)

24、規(guī)定，優(yōu)先采用輪廓算術(shù)平均值輪廓算術(shù)平均值R Ra a的大小來表示。的大小來表示。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量1.1.理論粗糙度理論粗糙度這是刀具幾何形狀和切削運動引起的表面不平度。這是刀具幾何形狀和切削運動引起的表面不平度。生產(chǎn)中，如果條件比較理想，加工后表面粗糙度接近生產(chǎn)中，如果條件比較理想，加工后表面粗糙度接近于理論粗糙度。于理論粗糙度。刀具幾何形狀和切削運動對表面粗糙度的影響主要刀具幾何形狀和切削運動對表面粗糙度的影響主要是通過刀具的主偏角、副偏角、刀尖圓弧半徑是通過刀具的主偏角、副偏角、刀尖圓弧半徑r r及進(jìn)給及進(jìn)給量對切削后工件上的殘留層高度來體現(xiàn)的。主偏角、量對切

25、削后工件上的殘留層高度來體現(xiàn)的。主偏角、副偏角、進(jìn)給量越小，表面粗糙度越??；刀尖圓弧半副偏角、進(jìn)給量越小，表面粗糙度越小；刀尖圓弧半徑徑r r越大，表面粗糙度越小。越大，表面粗糙度越小。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量本課題中，精車表面質(zhì)量差的主要原因，就刀具而本課題中，精車表面質(zhì)量差的主要原因，就刀具而言無外乎是副偏角偏大或刀尖圓弧半徑過小，以致于言無外乎是副偏角偏大或刀尖圓弧半徑過小，以致于切削后殘留層高度增大而引起的。若減小副偏角或適切削后殘留層高度增大而引起的。若減小副偏角或適當(dāng)增大刀尖圓弧半徑，必將減小切削后的殘留層高度，當(dāng)增大刀尖圓弧半徑，必將減小切削后的殘留層高度，從

26、而降低表面粗糙度。從而降低表面粗糙度。【知識鏈接】【知識鏈接】 不難想象，切削加工時，由于刀具形不難想象，切削加工時，由于刀具形狀及走刀運動的原因，必然在工件上存在殘留層，殘狀及走刀運動的原因，必然在工件上存在殘留層，殘留層的高度直接影響已加工表面粗糙度。留層的高度直接影響已加工表面粗糙度。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量(1) (1) 如圖如圖3-13-1所示，用尖頭刀加工時，殘留層的最大所示，用尖頭刀加工時，殘留層的最大高度高度R Ry y的具體求解公式如下。的具體求解公式如下。yrrcotcotfR相應(yīng)的輪廓算術(shù)平均值相應(yīng)的輪廓算術(shù)平均值R Ra a的具體求解公式如下。的具體

27、求解公式如下。ya4RR 課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量（3-2）（3-3）圖圖3-1 3-1 殘留層殘留層 課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量(2) (2) 用圓頭刀加工時，殘留層的高度用圓頭刀加工時，殘留層的高度R Ry y的具體求解的具體求解公式如下。公式如下。 相應(yīng)的輪廓算術(shù)平均值相應(yīng)的輪廓算術(shù)平均值R Ra a的具體求解公式如下。的具體求解公式如下。2y8fRrya4RR 課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量（3-4）（3-5）【例【例3-13-1】 用一把尖頭車刀用一把尖頭車刀( =75( =75， =10=10) )和一把圓頭車刀和一把圓頭車刀(

28、(r r=1mm)=1mm)，以同樣的，以同樣的f f( (f f=0.2mm/r)=0.2mm/r)來車削來車削外圓，分別求出其工件上殘留層的高度。外圓，分別求出其工件上殘留層的高度。解：尖頭車刀解：尖頭車刀y0.20.0337mmcot75cot10R 圓頭車刀圓頭車刀 2y0.20.005mm8 1R 課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量2. 2. 實際粗糙度實際粗糙度這是指切削加工中出現(xiàn)的非正常原因造成的表面不這是指切削加工中出現(xiàn)的非正常原因造成的表面不平度，其中包括積屑瘤影響、加工振動影響和鱗刺影響等。平度，其中包括積屑瘤影響、加工振動影響和鱗刺影響等。 【知識鏈接】【知識鏈

29、接】 由于積屑瘤將引起加工中的過切，或由于積屑瘤將引起加工中的過切，或在加工表面上劃出犁溝，或脫落后粘附在加工表面上形成在加工表面上劃出犁溝，或脫落后粘附在加工表面上形成毛刺，或形成的毛刺被刀具擠平后形成硬質(zhì)光點。這樣便毛刺，或形成的毛刺被刀具擠平后形成硬質(zhì)光點。這樣便加劇了加工表面的粗糙程度。加劇了加工表面的粗糙程度。鱗刺是指切削加工后殘留在已加工表面的鱗片狀毛鱗刺是指切削加工后殘留在已加工表面的鱗片狀毛刺，通常采用較低速度對塑性材料加工時可能出現(xiàn)。刺，通常采用較低速度對塑性材料加工時可能出現(xiàn)。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量切削過程中的振動會使加工表面出現(xiàn)振紋，不僅惡切削過程中

30、的振動會使加工表面出現(xiàn)振紋，不僅惡化了加工表面質(zhì)量，而且對機(jī)床精度、刀具磨損會產(chǎn)生很化了加工表面質(zhì)量，而且對機(jī)床精度、刀具磨損會產(chǎn)生很大的影響。振動分為強(qiáng)迫振動和自激振動兩大類。強(qiáng)迫振大的影響。振動分為強(qiáng)迫振動和自激振動兩大類。強(qiáng)迫振動是由外界周期作用力所引起，其特點是工藝系統(tǒng)的振動動是由外界周期作用力所引起，其特點是工藝系統(tǒng)的振動頻率與外界激振力的頻率相一致。造成強(qiáng)迫振動的原因有：頻率與外界激振力的頻率相一致。造成強(qiáng)迫振動的原因有：機(jī)械運動的不平穩(wěn)、液壓傳動的壓力脈動與沖擊、傳動帶機(jī)械運動的不平穩(wěn)、液壓傳動的壓力脈動與沖擊、傳動帶的接頭不平、工件材料不均勻、斷續(xù)切削、加工余量不均的接頭不平、

31、工件材料不均勻、斷續(xù)切削、加工余量不均勻或附近其他設(shè)備振動的傳入等。自激振動又稱顫振，是勻或附近其他設(shè)備振動的傳入等。自激振動又稱顫振，是由于切削過程中切削力的變動而引起的，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛度由于切削過程中切削力的變動而引起的，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛度不足時，往往容易引起自激振動，在細(xì)長軸車削或深孔鏜不足時，往往容易引起自激振動，在細(xì)長軸車削或深孔鏜削時要特別注意。削時要特別注意。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量刀具后刀面磨損造成的擠壓、摩擦痕跡，刀屑的拉刀具后刀面磨損造成的擠壓、摩擦痕跡，刀屑的拉毛和擦痕都會降低加工表面質(zhì)量。毛和擦痕都會降低加工表面質(zhì)量。( (二二) ) 切削加工中影響表面粗

32、糙度的因素切削加工中影響表面粗糙度的因素機(jī)械加工中，形成表面粗糙度的主要原因可歸納為機(jī)械加工中，形成表面粗糙度的主要原因可歸納為3 3個方面：一是刀刃和工件相對運動軌跡所形成的殘留面?zhèn)€方面：一是刀刃和工件相對運動軌跡所形成的殘留面積積幾何因素；二是加工過程中在工件表面產(chǎn)生的塑性幾何因素；二是加工過程中在工件表面產(chǎn)生的塑性變形、積屑瘤、鱗刺和振動等物理因素；三是與加工工藝變形、積屑瘤、鱗刺和振動等物理因素；三是與加工工藝相關(guān)的工藝因素。相關(guān)的工藝因素。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量1. 1. 幾何因素幾何因素在理想切削條件下，由于切削刃的形狀和進(jìn)給量的在理想切削條件下，由于切削刃的

33、形狀和進(jìn)給量的影響，在加工表面上遺留下來的切削層殘留面積就形成了影響，在加工表面上遺留下來的切削層殘留面積就形成了理論表面粗糙度。切削層殘留面積如圖理論表面粗糙度。切削層殘留面積如圖3-23-2所示。所示。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量圖圖3-2 3-2 切削層殘留面積切削層殘留面積 課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量由圖由圖3-23-2中的關(guān)系可得：中的關(guān)系可得：刀尖圓弧半徑為零時刀尖圓弧半徑為零時 rrcotcotfH刀尖圓弧半徑為刀尖圓弧半徑為r時時 28rHr課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量（3-6）（3-7）由上式可見，進(jìn)給量由上式可見，進(jìn)給量f

34、f、刀具主偏角、刀具主偏角 、副偏角、副偏角 越大，或刀尖圓弧半徑越大，或刀尖圓弧半徑r r越小，則切削層殘留面積就越小，則切削層殘留面積就越大，表面越粗糙。以上兩式是理論計算結(jié)果，稱為理論越大，表面越粗糙。以上兩式是理論計算結(jié)果，稱為理論粗糙度。切削加工后表面的實際粗糙度與理論粗糙度有較粗糙度。切削加工后表面的實際粗糙度與理論粗糙度有較大的差別，這是由于存在著與被加工材料的性能及與切削大的差別，這是由于存在著與被加工材料的性能及與切削機(jī)理相關(guān)的物理因素的緣故。機(jī)理相關(guān)的物理因素的緣故。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量2. 2. 物理因素物理因素切削過程中由于刀具的刃口圓角及后刀面

35、的擠壓與切削過程中由于刀具的刃口圓角及后刀面的擠壓與摩擦，使金屬材料發(fā)生塑性變形，從而使理論殘留面積擠摩擦，使金屬材料發(fā)生塑性變形，從而使理論殘留面積擠歪或溝紋加深，促使表面粗糙度惡化。在加工塑性材料而歪或溝紋加深，促使表面粗糙度惡化。在加工塑性材料而形成帶切屑時，在前刀面上容易形成硬度很高的積屑瘤。形成帶切屑時，在前刀面上容易形成硬度很高的積屑瘤。它會代替前刀面和切削刃進(jìn)行切削，使刀具的幾何角度、它會代替前刀面和切削刃進(jìn)行切削，使刀具的幾何角度、背吃刀量發(fā)生變化。積屑瘤輪廓很不規(guī)則，因而使工件表背吃刀量發(fā)生變化。積屑瘤輪廓很不規(guī)則，因而使工件表面上出現(xiàn)深淺和寬窄不斷變化的刀痕，有些積屑瘤甚至

36、嵌面上出現(xiàn)深淺和寬窄不斷變化的刀痕，有些積屑瘤甚至嵌入工件表面，增加了表面粗糙度。入工件表面，增加了表面粗糙度。切削加工時的振動，也使工件表面粗糙度值增大。切削加工時的振動，也使工件表面粗糙度值增大。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量3. 3. 工藝因素工藝因素與表面粗糙度有關(guān)的工藝因素有：切削用量、工件與表面粗糙度有關(guān)的工藝因素有：切削用量、工件材質(zhì)及與切削刀具有關(guān)的因素。材質(zhì)及與切削刀具有關(guān)的因素。( (三三) ) 降低表面粗糙度值的工藝措施降低表面粗糙度值的工藝措施由于表面粗糙度的成因與切削刀具之間的特殊關(guān)系，由于表面粗糙度的成因與切削刀具之間的特殊關(guān)系，現(xiàn)就切削加工和磨削加工

37、分別敘述降低表面粗糙度值的工現(xiàn)就切削加工和磨削加工分別敘述降低表面粗糙度值的工藝措施。藝措施。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量1.1.選擇合理的切削用量選擇合理的切削用量1) 1) 切削速度切削速度切削速度對表面粗糙度的影響比較復(fù)雜，一般情況切削速度對表面粗糙度的影響比較復(fù)雜，一般情況下在低速或高速切削時，不會產(chǎn)生積屑瘤，故加工后下在低速或高速切削時，不會產(chǎn)生積屑瘤，故加工后表面粗糙度值較小。在切削速度為表面粗糙度值較小。在切削速度為2050m/min2050m/min加工塑加工塑性材料性材料( (如低碳鋼和鋁合金等如低碳鋼和鋁合金等) )時，常容易出現(xiàn)積屑瘤時，常容易出現(xiàn)積屑瘤和

38、鱗刺，再加上切屑分離時的擠壓變形和撕裂作用，和鱗刺，再加上切屑分離時的擠壓變形和撕裂作用，使表面粗糙度更加惡化。因此切削速度越高，切削過使表面粗糙度更加惡化。因此切削速度越高，切削過程中切屑和加工表面層的塑性變形的程度越小，加工程中切屑和加工表面層的塑性變形的程度越小，加工后表面粗糙度值也就越小。后表面粗糙度值也就越小。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量【知識鏈接】【知識鏈接】 實驗證明，產(chǎn)生積屑瘤的臨界速度將實驗證明，產(chǎn)生積屑瘤的臨界速度將隨加工材料、切削液及刀具狀況等條件的不同而不同。隨加工材料、切削液及刀具狀況等條件的不同而不同。由此可見，用較高的切削速度，既可使生產(chǎn)率提高，由

39、此可見，用較高的切削速度，既可使生產(chǎn)率提高，又可使表面粗糙度值變小。所以不斷地創(chuàng)造條件以提又可使表面粗糙度值變小。所以不斷地創(chuàng)造條件以提高切削速度，一直是提高工藝水平的重要方向。其中高切削速度，一直是提高工藝水平的重要方向。其中發(fā)展新刀具材料和采用先進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)可使切削速度大發(fā)展新刀具材料和采用先進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)可使切削速度大為提高。為提高。2) 2) 進(jìn)給量進(jìn)給量f f在粗加工和半精加工中，當(dāng)在粗加工和半精加工中，當(dāng)f f0.15mm/r0.15mm/r時，進(jìn)給量時，進(jìn)給量f f的的大小決定了加工表面殘留面積的大小。因而，適當(dāng)?shù)卮笮Q定了加工表面殘留面積的大小。因而，適當(dāng)?shù)販p少進(jìn)給量減少進(jìn)給量f f

40、，將使表面粗糙度值減少。，將使表面粗糙度值減少。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量3) 3) 背吃刀量背吃刀量a ap p一般地說，背吃刀量一般地說，背吃刀量a ap p對加工表面粗糙度的影響是對加工表面粗糙度的影響是不明顯的。但當(dāng)不明顯的。但當(dāng)a ap p 0.020.03mm 0.020.03mm時，由于刀刃不可能刃磨時，由于刀刃不可能刃磨的絕對尖銳而具有一定的刃口半徑，此時正常切削不能維的絕對尖銳而具有一定的刃口半徑，此時正常切削不能維持，常出現(xiàn)擠壓、打滑和周期性地切入加工表面，從而使持，常出現(xiàn)擠壓、打滑和周期性地切入加工表面，從而使表面粗糙度值增大。為降低加工表面粗糙度值，應(yīng)

41、根據(jù)刀表面粗糙度值增大。為降低加工表面粗糙度值，應(yīng)根據(jù)刀具刃口刃磨的鋒利程度選取相應(yīng)的背吃刀量。具刃口刃磨的鋒利程度選取相應(yīng)的背吃刀量。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量2. 2. 選擇合理的刀具幾何參數(shù)選擇合理的刀具幾何參數(shù)(1) (1) 增大刃傾角增大刃傾角s s對降低表面粗糙度值有利。因為對降低表面粗糙度值有利。因為 s s增大，實際工作前角隨之增大，切削過程中的金屬塑性增大，實際工作前角隨之增大，切削過程中的金屬塑性變形程度隨之下降，于是切削力變形程度隨之下降，于是切削力F F也明顯下降，從而顯著地也明顯下降，從而顯著地減輕了工藝系統(tǒng)的振動，使加工表面的粗糙度值減小。減輕了工

42、藝系統(tǒng)的振動，使加工表面的粗糙度值減小。(2) (2) 減少刀具的主偏角減少刀具的主偏角 、副偏角、副偏角 和增大刀尖和增大刀尖圓弧半徑圓弧半徑r r可減小切削殘留面積，使其表面粗糙度值減小?？蓽p小切削殘留面積，使其表面粗糙度值減小。(3) (3) 增大刀具的前角，使刀具易于切入工件，塑性增大刀具的前角，使刀具易于切入工件，塑性變形小，有利于減小表面粗糙度值。但若前角太大，刀刃變形小，有利于減小表面粗糙度值。但若前角太大，刀刃有嵌入工件的傾向，反而使表面變粗糙。有嵌入工件的傾向，反而使表面變粗糙。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量rr(4) (4) 當(dāng)前角一定時，后角越大，切削刀刃鈍

43、圓半徑當(dāng)前角一定時，后角越大，切削刀刃鈍圓半徑越小，刀刃越鋒利；同時，還能減小后刀面與加工表面間越小，刀刃越鋒利；同時，還能減小后刀面與加工表面間的摩擦和擠壓，有利于減小表面粗糙度值。但若后角太大，的摩擦和擠壓，有利于減小表面粗糙度值。但若后角太大，削弱了刀具的強(qiáng)度，容易產(chǎn)生切削振動，反而會使加工表削弱了刀具的強(qiáng)度，容易產(chǎn)生切削振動，反而會使加工表面粗糙度值增大。面粗糙度值增大。3. 3. 改善工件材料的性能改善工件材料的性能采用熱處理工藝以改善工件材料的性能是減小其表采用熱處理工藝以改善工件材料的性能是減小其表面粗糙度值的有效措施。例如，工件材料金屬組織的晶粒面粗糙度值的有效措施。例如，工件

44、材料金屬組織的晶粒越均勻，粒度越細(xì)，加工時越能獲得較小的表面粗糙度值。越均勻，粒度越細(xì)，加工時越能獲得較小的表面粗糙度值。為此，對工件進(jìn)行正火或回火處理后再加工，能使加工表為此，對工件進(jìn)行正火或回火處理后再加工，能使加工表面粗糙度值明顯減小。面粗糙度值明顯減小。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量4. 4. 選擇合適的切削液選擇合適的切削液切削液的冷卻和潤滑作用均對減小加工表面的粗糙切削液的冷卻和潤滑作用均對減小加工表面的粗糙度值有利，其中更直接的是潤滑作用。當(dāng)切削潤滑液中含度值有利，其中更直接的是潤滑作用。當(dāng)切削潤滑液中含有表面活性物質(zhì)有表面活性物質(zhì)( (如硫和氯等化合物如硫和氯等化

45、合物) )時，潤滑性能增強(qiáng)，時，潤滑性能增強(qiáng)，能使切削區(qū)金屬材料的塑性變形程度下降，從而減小了加能使切削區(qū)金屬材料的塑性變形程度下降，從而減小了加工表面的粗糙度值。工表面的粗糙度值。5. 5. 選擇合適的刀具材料選擇合適的刀具材料不同的刀具材料，由于化學(xué)成分的不同，在加工時不同的刀具材料，由于化學(xué)成分的不同，在加工時刀面硬度及刀面粗糙度不同，刀具材料與被加工材料金屬刀面硬度及刀面粗糙度不同，刀具材料與被加工材料金屬分子的親和程度，以及刀具前后刀面與切屑和加工表面間分子的親和程度，以及刀具前后刀面與切屑和加工表面間的摩擦系數(shù)等均有所不同。的摩擦系數(shù)等均有所不同。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加

46、工表面質(zhì)量6. 6. 防止或減小工藝系統(tǒng)振動防止或減小工藝系統(tǒng)振動工藝系統(tǒng)的低頻振動，一般在工件的加工表面上產(chǎn)工藝系統(tǒng)的低頻振動，一般在工件的加工表面上產(chǎn)生較小的表面波度，而工藝系統(tǒng)的高頻振動將對加工表面生較小的表面波度，而工藝系統(tǒng)的高頻振動將對加工表面的粗糙度產(chǎn)生影響。為減小加工表面的粗糙度值，則必須的粗糙度產(chǎn)生影響。為減小加工表面的粗糙度值，則必須采取相應(yīng)措施以防止加工過程中高頻振動的產(chǎn)生。采取相應(yīng)措施以防止加工過程中高頻振動的產(chǎn)生。課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量練習(xí)與思考練習(xí)與思考1. 1. 影響加工表面粗糙度的因素有哪些？要減小加工表面粗影響加工表面粗糙度的因素有哪些？要

47、減小加工表面粗糙度，可采取哪些措施？糙度，可采取哪些措施？2. 2. 從理論上來說，圓頭刀半徑越大，工件表面殘留層高度從理論上來說，圓頭刀半徑越大，工件表面殘留層高度越小。試問：圓頭刀半徑是否越大越好？越小。試問：圓頭刀半徑是否越大越好？3. 3. 從理論上來說，尖頭刀的主偏角、副偏角越小，工件表從理論上來說，尖頭刀的主偏角、副偏角越小，工件表面殘留層高度越小。試問：為減小加工表面粗糙度，怎樣面殘留層高度越小。試問：為減小加工表面粗糙度，怎樣做更合理？做更合理？課題課題2 2 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇 一、課題引入一、課題引入 二

48、、課題分析二、課題分析 三、相關(guān)知識三、相關(guān)知識 知識點知識點刀具幾何角度的功用。刀具幾何角度的功用。刀具幾何角度的選擇原則。刀具幾何角度的選擇原則。技能點技能點刀具幾何角度的合理選擇。刀具幾何角度的合理選擇。課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇一、課題引入一、課題引入強(qiáng)力車削是適合于粗加工和半精加工的高效車削方強(qiáng)力車削是適合于粗加工和半精加工的高效車削方法。它的主要特點是：在加工過程中采用較大的背吃刀量法。它的主要特點是：在加工過程中采用較大的背吃刀量和進(jìn)給量，從而達(dá)到高的金屬切削率。由于切削力的大大和進(jìn)給量，從而達(dá)到高的金屬切削率。由于切削力的大大提高，一般的車刀是

49、難以勝任強(qiáng)力車削的。那么，強(qiáng)力車提高，一般的車刀是難以勝任強(qiáng)力車削的。那么，強(qiáng)力車刀刀( (如圖如圖3-33-3所示所示) )是怎樣通過參數(shù)的合理選擇來完成任務(wù)的是怎樣通過參數(shù)的合理選擇來完成任務(wù)的呢？呢？課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇圖圖3-3 3-3 強(qiáng)力車刀簡圖強(qiáng)力車刀簡圖課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇二、課題分析二、課題分析在切削加工中，不僅可以通過客觀條件在切削加工中，不僅可以通過客觀條件( (環(huán)境和選材環(huán)境和選材等等) )改善切削問題，還可以通過主觀因素來控制切削質(zhì)量。改善切削問題，還可以通過主觀因素來控制切削質(zhì)量。強(qiáng)力車

50、刀就是這樣一個例子，通過選擇合適的前角、刃傾強(qiáng)力車刀就是這樣一個例子，通過選擇合適的前角、刃傾角、主偏角、副偏角，以及適當(dāng)修磨修光刀刃均可以減小角、主偏角、副偏角，以及適當(dāng)修磨修光刀刃均可以減小加工中的振動，提高已加工表面的質(zhì)量。本課題涉及對刀加工中的振動，提高已加工表面的質(zhì)量。本課題涉及對刀具幾何參數(shù)的功用及其選擇原則的靈活運用，這就要求我具幾何參數(shù)的功用及其選擇原則的靈活運用，這就要求我們從實際出發(fā)，綜合分析加工要求及在加工過程中出現(xiàn)的們從實際出發(fā)，綜合分析加工要求及在加工過程中出現(xiàn)的問題，通過合理地選擇和搭配刀具幾何參數(shù)，使切削加工問題，通過合理地選擇和搭配刀具幾何參數(shù)，使切削加工變得更

51、加輕松有效，使切出的工件質(zhì)量更高。變得更加輕松有效，使切出的工件質(zhì)量更高。下面就從強(qiáng)力車削可能帶來的問題出發(fā)，通過相應(yīng)下面就從強(qiáng)力車削可能帶來的問題出發(fā)，通過相應(yīng)問題的解決來學(xué)習(xí)刀具幾何參數(shù)的合理選擇。問題的解決來學(xué)習(xí)刀具幾何參數(shù)的合理選擇。課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇三、相關(guān)知識三、相關(guān)知識( (一一) ) 強(qiáng)力車削帶來的問題強(qiáng)力車削帶來的問題強(qiáng)力車削采用了大切削用量，主要帶來以下問題：強(qiáng)力車削采用了大切削用量，主要帶來以下問題：切削力大、易振動、工件表面粗糙度增大。切削力大、易振動、工件表面粗糙度增大。( (二二) ) 解決問題的措施解決問題的措施針對上述問

52、題，可以在刀具上采取如下措施。針對上述問題，可以在刀具上采取如下措施。課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇1. 1. 減小切削力的措施減小切削力的措施如圖如圖3-33-3所示，課題引入中強(qiáng)力車刀采用所示，課題引入中強(qiáng)力車刀采用20202525的大前角，使切削力明顯下降。的大前角，使切削力明顯下降。選擇合理的前角是刀具使用的重要問題。前角是一選擇合理的前角是刀具使用的重要問題。前角是一個很重要的角度，它影響切削過程中的變形、摩擦和刀具個很重要的角度，它影響切削過程中的變形、摩擦和刀具的強(qiáng)度。增大前角，切削力下降、切削熱減小，工件表面的強(qiáng)度。增大前角，切削力下降、切削熱減小

53、，工件表面質(zhì)提高，但刀具強(qiáng)度降低、散熱差。質(zhì)提高，但刀具強(qiáng)度降低、散熱差。課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇“銳字當(dāng)頭，銳中求固銳字當(dāng)頭，銳中求固”，即在刀具強(qiáng)度允許的情，即在刀具強(qiáng)度允許的情況下盡量采用大前角，這是選擇前角的總原則。前角的數(shù)況下盡量采用大前角，這是選擇前角的總原則。前角的數(shù)值往往由工件材料、刀具材料和加工工藝要求決定。硬質(zhì)值往往由工件材料、刀具材料和加工工藝要求決定。硬質(zhì)合金刀具前角選用參考值見表合金刀具前角選用參考值見表3-23-2。課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇表表3-2 3-2 硬質(zhì)合金車刀合理前角選用參考值硬質(zhì)合

54、金車刀合理前角選用參考值 2020252515152020不銹鋼不銹鋼( (奧氏體奧氏體) )5 51010鈦合金鈦合金-15-15-5-5淬火鋼淬火鋼3535404030303535鋁及鋁合金鋁及鋁合金1515202010101515合金鋼合金鋼5 5101010101515銅及銅合金銅及銅合金1515202010101515中碳鋼中碳鋼5 5101010101515灰鑄鐵灰鑄鐵2525303020202525低碳鋼低碳鋼精精 車車粗粗 車車精精 車車粗粗 車車合理前角合理前角工件材料工件材料合理前角合理前角工件材料工件材料課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇【知識鏈

55、接】【知識鏈接】 成形刀具減小前角，可減小刀具截形成形刀具減小前角，可減小刀具截形誤差，提高工件加工精度。所以，成形刀具常取較小的前誤差，提高工件加工精度。所以，成形刀具常取較小的前角，甚至取角，甚至取0 0前角。但是，這樣會使切削條件變差。因而，前角。但是，這樣會使切削條件變差。因而，在保證切削刃成形精度的前提下，應(yīng)設(shè)法增大前角。在保證切削刃成形精度的前提下，應(yīng)設(shè)法增大前角?？紤]到大前角會削弱刀具強(qiáng)度，因此另外考慮采取固化措考慮到大前角會削弱刀具強(qiáng)度，因此另外考慮采取固化措施，具體如下。施，具體如下。課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇1)1)取小的后角取小的后角0

56、0=6=6后角影響切削摩擦和刀具強(qiáng)度。增大后角，可以減后角影響切削摩擦和刀具強(qiáng)度。增大后角，可以減小刀具磨損、減小加工硬化、提高切削刃的鋒利，但小刀具磨損、減小加工硬化、提高切削刃的鋒利，但會使刀具強(qiáng)度下降。會使刀具強(qiáng)度下降。后角的選擇依據(jù)是：粗加工時主要考慮刀具強(qiáng)度，后角的選擇依據(jù)是：粗加工時主要考慮刀具強(qiáng)度，精加工時主要考慮加工表面質(zhì)量。采用小后角的場合精加工時主要考慮加工表面質(zhì)量。采用小后角的場合主要有：工件材料硬度強(qiáng)度較高、工藝系統(tǒng)剛度較差主要有：工件材料硬度強(qiáng)度較高、工藝系統(tǒng)剛度較差時、用于成形刀具和定尺寸刀具等。采用大后角的場時、用于成形刀具和定尺寸刀具等。采用大后角的場合主要有：

57、加工塑性、韌性較大的材料和加工硬化比合主要有：加工塑性、韌性較大的材料和加工硬化比較敏感的材料等。在粗加工時，一般取較敏感的材料等。在粗加工時，一般取4 466。在精。在精加工時，一般取加工時，一般取8 81212。課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇【知識鏈接】【知識鏈接】 副后角的選擇與后角類似。車刀、刨副后角的選擇與后角類似。車刀、刨刀、端銑刀的副后角通常等于后角；切斷刀、切槽刀、刀、端銑刀的副后角通常等于后角；切斷刀、切槽刀、鋸片銑刀的副后角，由于受刀頭強(qiáng)度的限制，只能取鋸片銑刀的副后角，由于受刀頭強(qiáng)度的限制，只能取較小的數(shù)值，通常取較小的數(shù)值，通常取1 122

58、。2) 2) 選負(fù)的刃傾角選負(fù)的刃傾角s s=-6=-6-4-4刃傾角的功用主要是影響切屑的流向，刀具強(qiáng)度及刃傾角的功用主要是影響切屑的流向，刀具強(qiáng)度及刀刃鋒利的程度，改變切削刃的工作狀態(tài)，如圖刀刃鋒利的程度，改變切削刃的工作狀態(tài)，如圖3-43-4所所示，直角切削示，直角切削( (s s=0)=0)時，切屑近似地沿切削刃的法線時，切屑近似地沿切削刃的法線方向流出，鋒利程度下降；而斜角切削方向流出，鋒利程度下降；而斜角切削( (s s0)0)時，時，切屑偏離切削刃的法線方向流出。切屑偏離切削刃的法線方向流出。s s000時，刀具強(qiáng)度削弱。時，刀具強(qiáng)度削弱。課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀

59、具幾何參數(shù)的合理選擇圖圖3-4 3-4 刃傾角對切屑流向的影響刃傾角對切屑流向的影響 課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇刃傾角的選擇應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件具體分析，一般情況刃傾角的選擇應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件具體分析，一般情況下可按加工性質(zhì)選取，粗加工時，選擇負(fù)的刃傾角，如粗下可按加工性質(zhì)選取，粗加工時，選擇負(fù)的刃傾角，如粗車一般鋼材及灰鑄鐵時取車一般鋼材及灰鑄鐵時取s s=-5=-500；精加工時，?。痪庸r，取s s=0=055；加工斷續(xù)表面時，?。患庸嗬m(xù)表面時，取s s=-12=-12-5-5；加工；加工淬硬鋼時，取淬硬鋼時，取-15-15-5-5。需要指出的是，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛

60、。需要指出的是，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛度較差時，不宜選負(fù)的刃傾角。度較差時，不宜選負(fù)的刃傾角。 課題課題3 3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇3) 3) 在前刀面上修磨出寬度在前刀面上修磨出寬度0.50.5f f、角度、角度-25-25-20-20的負(fù)倒棱的負(fù)倒棱沿著切削刃磨出負(fù)前角沿著切削刃磨出負(fù)前角( (也可以是零前角或很小的正也可以是零前角或很小的正前角前角) )的窄棱面，統(tǒng)稱為倒棱，習(xí)慣上稱為負(fù)倒棱，如圖的窄棱面，統(tǒng)稱為倒棱，習(xí)慣上稱為負(fù)倒棱，如圖3-3-5(b)5(b)所示。這種刃口的鋒利程度比銳刃所示。這種刃口的鋒利程度比銳刃( (如圖如圖3-5(a)3-5(a)所示所示) )