刀具基本知識(shí)

1、刀具基本知識(shí)刀具幾何角度刀具材料、磨損切削用量選擇常用刀具目錄頁Contents PageContents Page2數(shù)控刀具基本知識(shí)切削刀具材料刀片的選擇切削用量的合理選擇刀具磨損與耐用度過度頁Transition PageTransition Page3刀數(shù)控刀具基本知識(shí)切削刀具材料刀片的選擇切削用量的合理選擇刀具磨損與耐用度4數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)數(shù)控刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展而得到廣泛應(yīng)用，因此稱為數(shù)控刀具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具；同時(shí)“數(shù)控刀具”除切削用的刀片外，還包括刀桿和刀柄等附件三高一專高效率、高精度、高可靠性和專用

2、化1.數(shù)控刀具基本知識(shí)5數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)1.1 數(shù)控刀具的結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)：切削部分、過度部分、夾持部分夾持部分過度部分切削部分夾持部分：和機(jī)床連接部分，根據(jù)機(jī)床型號(hào)選擇切削部分：和工件接觸部分，根據(jù)工件要求選擇過渡部分：連接夾持和切削部分，有調(diào)節(jié)功能、減震功能、防干涉等功能，選擇時(shí)應(yīng)盡量在不干涉的情況下盡可能的選擇剛性好的過度部分6數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)1.2刀具切削部分組成刀具切削部分由三個(gè)面、兩條切削刃和一個(gè)刀尖組成。n前刀面(A) 切削過程中切屑流出所經(jīng)過的刀具表面。n主后刀面(A) 切削過程中與工件過渡表面相對(duì)的刀具表面。n副后刀面(A) 切削過程中與工件已加工表面相對(duì)

3、的刀具表面。n主切削刃(s) 前刀面與主后刀面的交線。它擔(dān)負(fù)主要的切削工作。n副切削刃(s) 前刀面與副后刀面的交線。它配合主切削刃完成切削工作7數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)1.2 刀具削部分組成1）基面Pr 指過主切削刃選定點(diǎn)，并垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。車刀的基面可理解為平行刀具底面的平面。2）切削平面Ps 指過主切削刃選定點(diǎn)，與主切削刃相切，并垂直于該點(diǎn)基面的平面。3）正交平面Po 指過主切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面與切削平面的。8數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)1.2 刀具切削部分組成n前角 指正交平面中測(cè)量的前刀面與基面之間的夾角。n后角 正交平面中測(cè)量的后刀面與切削平面之間的夾角。

4、n主偏角 基面中測(cè)量的主切削刃與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。n余偏角 和主偏角互余。n副偏角 基面中測(cè)量的副切削刃與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。9數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)1.3刀具幾何角度的合理選用大負(fù)前角用于l切削硬材料 l需切削刃強(qiáng)度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削、切削含黑皮表面層的加工條件 大正前角用于l切削軟質(zhì)材料l易切削材料l被加工材料及機(jī)床剛性差時(shí) 前角對(duì)切削力、切屑排出、切削、刀具耐用度影響都很大前角的影響l正前角大，切削刃鋒利l前角每增加1，切削功率減少1l正前角大，刀刃強(qiáng)度下降；負(fù)前角過大，切削力增加前角的選擇前角的選擇 10數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)（1）被切削對(duì)象塑性越大，前角

5、越大。（2）刀具切削部分的材料高速鋼前角可大于硬質(zhì)合金鋼。（3）粗加工前角應(yīng)取小些，精加工時(shí)前角應(yīng)取大些。 1.3 刀具幾何角度的合理選用11數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)后角的影響l后角大，后刀面磨損小 l后角大，刀尖強(qiáng)度下降 小后角用于l切削硬材料 l需切削刃強(qiáng)度高時(shí) 大后角用于l切削軟材料 l切削易加工硬化的材料 后角的選擇后角的選擇 1.3 刀具幾何角度的合理選用12數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí) 后角選擇原則：在粗加工時(shí)以確保刀具強(qiáng)度為主，可在范圍內(nèi)選?。辉诰庸r(shí)以保證加工表面質(zhì)量為主，在實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)在后面上磨出倒棱面，負(fù)后角，目的是為了在切削加工時(shí)產(chǎn)生支承作用，增加系統(tǒng)剛性，并起到

6、消振阻尼作用。1.3 刀具幾何角度的合理選用后角的選擇后角的選擇 13數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí)主偏角的影響l 進(jìn)給量相同時(shí)，余偏角大，刀片與切屑接觸的長(zhǎng)度增加，切削厚度變薄，使切削力分散作用在長(zhǎng)的刀刃上，刀具耐用度得以提高l 主偏角小，分力a也隨之增加，加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，易發(fā)生撓曲l 主偏角小，切屑處力性能變差l 主偏角小，切削厚度變薄，切削寬度增加，將使切屑難以碎斷大主偏角用于l切深小的精加工 l切削細(xì)而長(zhǎng)的工件 l機(jī)床剛性差時(shí) 小主偏角用于l工件硬度高，切削溫度大時(shí) l大直徑零件的粗加工 l機(jī)床剛性高時(shí) 余偏角等于90減主偏角，其作用是緩和沖擊力，對(duì)進(jìn)給力，背向力，切削厚度都有影響。1.3

7、 刀具幾何角度的合理選用主偏角的選擇主偏角的選擇 14數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具基本知識(shí) 副偏角的選擇副偏角的選擇 1.3 刀具幾何角度的合理選用副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能。一般為515副偏角的影響l副偏角小，切削刃強(qiáng)度增加，但刀尖易發(fā)熱l副偏角小，背向力增加，切削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng) l粗加工時(shí)副偏角宜小些 ；而精加工時(shí)副偏角則宜大些15“薄膜薄膜”CVD金剛石鍍層金剛石鍍層圖片由肯納金屬(Kennametal)提供 過度頁Transition PageTransition Page概述數(shù)控刀具基本知識(shí)切削刀具材料切削用量的選擇數(shù)控刀具基本知識(shí)刀片的選擇切削用量的合理選擇刀具磨損與耐用度16

8、切削刀具材料刀具基本知識(shí)2.1刀具材料應(yīng)具備的基本性能刀具材料是指刀具切削部分的材料。金屬切削時(shí)，刀具切削部分直接和工件及切屑相接觸，受到很大的切削壓力和沖擊，并受到工件及切屑的劇烈摩擦，產(chǎn)生很高的切削溫度。因此，刀具材料應(yīng)具備以下基本性能。1.刀具材料的硬度必須更高于被加工工件材料的硬度。目前，切削性能最差的刀具材料碳素工具鋼，其硬度在室溫條件下也應(yīng)在62HRC以上；高速鋼的硬度為63-70HRC；硬質(zhì)合金的硬度為89-93HRA。17切削刀具材料刀具基本知識(shí)2）足夠的強(qiáng)度和韌性 刀具切削部分的材料在切削時(shí)要承受很大的切削力和沖擊力。例如，車削45鋼時(shí)，當(dāng)ap=4mm，f=0.5mm/r時(shí)，

9、刀具要承受約4000N的切削力。3）耐磨性和耐熱性 刀具材料的耐磨性是指抵抗磨損的能力。一般說來，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。此外，刀具材料的耐磨性還和金相組織中化學(xué)成分、硬質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)、數(shù)量、顆粒大小和分布狀況有關(guān)。金相組織中碳化物越多，顆粒越細(xì)，分布越均勻，其耐磨性就越高。（4）良好的導(dǎo)熱性 刀具材料的導(dǎo)熱性用熱導(dǎo)率單位為W/（mK）來表示。熱導(dǎo)率大，表示導(dǎo)熱性好，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量容易傳導(dǎo)出去，從而降低切削部分的溫度，減輕刀具磨損。此外，導(dǎo)熱性好的刀具材料其耐熱沖擊和抗熱龜裂的性能增強(qiáng)，這種性能對(duì)采用脆性刀具材料進(jìn)行斷續(xù)切削，特別是在加工導(dǎo)熱性能差的工件時(shí)尤為重要。2.1刀具材料應(yīng)具備的

10、基本性能18切削刀具材料刀具基本知識(shí)（5）良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性 為了便于制造、要求刀具材料有較好的可加工性，包括鍛壓、焊接、切削加工、熱處理，可磨性等。經(jīng)濟(jì)性是評(píng)價(jià)新型刀具材料的重要指標(biāo)之一，刀具材料的選用應(yīng)結(jié)合本國(guó)資源，降低成本。（6）抗粘接性防止工件與刀具材料分子間在高溫高壓作用下互相吸附產(chǎn)生粘接。（7）化學(xué)穩(wěn)定性指刀具材料在高溫下，不易與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.1刀具材料應(yīng)具備的基本性能19切削刀具材料刀具基本知識(shí)現(xiàn)今所采用的刀具材料，大體上可分為五大類：高速鋼（High speed steel）、硬質(zhì)合金（Cnmented）、陶瓷（Ceramics）、立方氮化硼（Cubic boro

11、n nitride，CBN）、聚晶金剛石（Polymerize crystal diamond，PCD）。一般機(jī)加工使用最多的是高速鋼和硬質(zhì)合金。硬度高可允許的切削速度高，而韌性高可承受的切削力大。工具鋼耐熱性差，但抗彎強(qiáng)度高，價(jià)格便宜，故廣泛用于中、低速切削的成型刀具，不宜高速切削。硬質(zhì)合金耐熱性好，切削效率高.但刀片強(qiáng)度、韌性不及工具鋼，焊接刃磨工藝性差，多用于制作車刀、銑刀及各種高效切削刀具。2.2刀具材料應(yīng)具備的基本性能20切削刀具材料刀具基本知識(shí) 高速鋼是富含W、Cr、Mo(鉬)、V等合金元素的高合金工具鋼。在工廠中常稱為白鋼或鋒鋼。2.2 高速鋼與碳素工具鋼、合金工具鋼相比，高速鋼

12、的熱硬性很高，在切削溫度高達(dá)500650時(shí)，仍能保持60HRC的高硬度，因此允許切削速度可提高l2倍(25m/min30m/min)。同時(shí)，高速鋼還具有較高的耐磨性以及較高的強(qiáng)度和韌性優(yōu)點(diǎn)121切削刀具材料刀具基本知識(shí)硬質(zhì)合金相比，其最大優(yōu)點(diǎn)是可加工性好并具有良好的綜合力學(xué)性能。其退火硬度為207HBS255HBS，與優(yōu)質(zhì)中、高碳鋼的退火硬度相近，能夠用一般材料刀具順利切削加工出各種復(fù)雜形狀；在加熱狀態(tài)下(9001100)能反復(fù)鍛打制成所需的毛坯；高速鋼的抗彎強(qiáng)度是硬質(zhì)合金的35倍，沖擊韌性是硬質(zhì)合金的610倍。優(yōu)點(diǎn)22.2 高速鋼高速鋼仍是世界各國(guó)制造復(fù)雜、精密和成形刀具的基本材料，是應(yīng)用最

13、廣泛的刀具材料之一。22切削刀具材料刀具基本知識(shí)2.3 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金的組成與特點(diǎn)硬質(zhì)合金是將一些難熔的、高硬度的合金碳化物微米數(shù)量級(jí)粉末與金屬黏結(jié)劑按粉末冶金工藝制成的刀具材料。常用的合金碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等，常用的黏結(jié)劑有Co以及Mo、Ni等。硬質(zhì)合金具有高硬度、高熔點(diǎn)和化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。因此，硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱性均超過高速鋼，其缺點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差；由于硬質(zhì)合金的常溫硬度很高，很難采用切削加工方法制造出復(fù)雜的形狀結(jié)構(gòu)，故可加工性差。硬質(zhì)合金的性能取決于化學(xué)成分、碳化物粉末粗細(xì)及其燒結(jié)工藝。23切削刀具材料刀具基本知識(shí)鎢鈷類(YG類)鎢鈷鈦類(YT類

14、)含添加劑的硬質(zhì)合金(YW類)TiC基硬質(zhì)合金(YN類) 常用硬質(zhì)合金的分類、性能及應(yīng)用2.3 硬質(zhì)合金24切削刀具材料刀具基本知識(shí)應(yīng)用：(1)鎢鈷類硬質(zhì)合金YG代表鎢鈷類硬質(zhì)合金，后面數(shù)字表示Co的含量，細(xì)顆粒的硬質(zhì)合金有較高的抗彎強(qiáng)度和耐磨性。 如YG3、YG6和YG8等加工形成短切屑的鑄鐵、有色金屬及非金屬等脆性材料。加工鑄鐵等脆性材料時(shí)，切屑呈崩碎狀，對(duì)切削刃的沖擊較大，切削力與切削熱都集中在刀尖附近。而YG類硬質(zhì)合金抗彎強(qiáng)度和韌性及導(dǎo)熱性較高，故可滿足要求。2.3 硬質(zhì)合金25切削刀具材料刀具基本知識(shí)YT表示鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金，數(shù)字表示TiC的含量。如YT5、YT14、YT15、YT3

15、0等。與YG類硬質(zhì)合金相比，YT類硬質(zhì)合金中由于含有硬度較高的TiC，故該類硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和抗氧化能力較高，但其導(dǎo)熱性能、抗彎強(qiáng)度和韌性、可磨削性和可焊性卻有所降低。 應(yīng)用：加工形成長(zhǎng)屑的鋼材等塑性材料。2.3 硬質(zhì)合金(2)鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金 注意：當(dāng)加工淬硬鋼、高強(qiáng)度鋼和奧氏體不銹鋼等難加工材料時(shí)，由于切削力大，且集中在切削刃附近，如選用YT類硬質(zhì)合金易造成崩刃，故選用YG類硬質(zhì)合金更為合適。26切削刀具材料刀具基本知識(shí)含添加劑的硬質(zhì)合金是在YG類、YT類硬質(zhì)合金的基礎(chǔ)上加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?合金碳化物TaC、NbC)所形成的硬質(zhì)合金新品種。如：YA6、YW1和YW2等幾種，其中YW類又

16、稱為通用硬質(zhì)合金。 特點(diǎn)：有更高的硬度、高溫硬度、韌性和耐磨性。 應(yīng)用：用于鋼料和難加工材料的半精加工和精加工。2.3 硬質(zhì)合金(3)含添加劑的硬質(zhì)合金TiC基硬質(zhì)合金是以TiC為主體，Ni與Mo為黏結(jié)劑，并加入少量其他碳化物而形成的一種硬質(zhì)合金。如：YN10和YN05。其具有比WC基硬質(zhì)合金更高的耐磨性、耐熱性和抗氧化能力，但熱導(dǎo)率低和韌性較差。 應(yīng)用：適用于工具鋼的半精加工和精加工及淬硬鋼的加工。 (4) TiC基硬質(zhì)合金27切削刀具材料刀具基本知識(shí)2.4 其他刀具材料陶瓷材料陶瓷材料是以氧化鋁為主要成分在高溫下燒結(jié)而成的。如：純Al2O3陶瓷和TiC-Al2O3混合陶瓷兩種。優(yōu)點(diǎn)：有很高

17、的硬度和耐磨性；有很好的耐熱性，在1200高溫下仍能進(jìn)行切削；有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和較低的摩擦因數(shù)，抗擴(kuò)散和抗黏結(jié)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：強(qiáng)度低、韌性差，抗彎強(qiáng)度僅為硬質(zhì)合金的1/31/2；導(dǎo)熱系數(shù)低，僅為硬質(zhì)合金的1/51/2。應(yīng)用：鋼、鑄鐵及塑性大的材料(如紫銅)的半精加工和精加工，對(duì)于冷硬鑄鐵、淬硬鋼等高硬度材料加工特別有效；但不適于機(jī)械沖擊和熱沖擊大的加工場(chǎng)合。28切削刀具材料刀具基本知識(shí)有三種：天然單晶金剛石刀具、人造聚晶金剛石刀具和金剛石復(fù)合刀具。金剛石復(fù)合刀片是在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)上一層厚度約0.5mm的金剛石，形成了金剛石與硬質(zhì)合金的復(fù)合刀片。 2.4 其他刀具材料金剛石特點(diǎn)：p很好的耐磨

18、性，用于加工硬質(zhì)合金、陶瓷和高鋁硅合金等高硬度、高耐磨材料，刀具耐用度比硬質(zhì)合金提高幾倍甚至幾百倍；p金剛石有非常鋒利的切削刃，能切下極薄的切屑，加工冷硬現(xiàn)象較少；金剛石抗黏結(jié)能力強(qiáng)，不產(chǎn)生積屑瘤，很適于精密加工。但其耐熱性差，切削溫度不得超過700800；p強(qiáng)度低、脆性大，對(duì)振動(dòng)很敏感，只宜微量切削；與鐵的親合力很強(qiáng)，不適于加工黑色金屬材料。 應(yīng)用：用于磨具及磨料，作為刀具多在高速下對(duì)有色金屬及非金屬材料進(jìn)行精細(xì)切削。29切削刀具材料刀具基本知識(shí)立方氮化硼(CBN)是由六方氮化硼在高溫高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)變而成的，是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的新材料，硬度高達(dá)8000HV9000HV，僅次于金剛石，

19、耐熱性卻比金剛石好得多，在高于1300時(shí)仍可切削，且立方氮化硼的化學(xué)惰性大，與鐵系材料在12001300高溫下也不易起化學(xué)作用。 2.4 其他刀具材料立方氮化硼(CBN)應(yīng)用：立方氮化硼作為一種新型超硬磨料和刀具材料，用于加工鋼鐵等黑色金屬，特別是加工高溫合金、淬火鋼和冷硬鑄鐵等難加工材料，具有非常廣闊得發(fā)展前途。30切削刀具材料刀具基本知識(shí)涂層刀片是在韌性和強(qiáng)度較高的硬質(zhì)合金或高速鋼的基體上，采用化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理化學(xué)氣相沉積(PVD)、真空濺射等方法，涂覆一薄層(512)顆粒極細(xì)的耐磨、難熔、耐氧化的硬化物(TiC、TiN、TiC-Al2O3)后獲得的新型刀片。具有較高的綜合切削

20、性能，能夠適應(yīng)多種材料的加工。高速鋼基體涂層刀具耐用度可提高210倍，硬質(zhì)合金基體刀具提高13倍。加工材料硬度愈高，涂層效果愈好。在刀具壽命相同的前提下，可提高切削速度25%30%。上述五大類刀具材料，從總體上分析，材料的硬度、耐磨性，金剛石最高，遞次降低到高速鋼。而材料的韌性則是高速鋼最高，金剛石最低。2.4 其他刀具材料涂層刀片31切削刀具材料刀具基本知識(shí)材料推薦硬度材料推薦硬度高速鋼HB220金屬陶瓷HRC43鈷高速鋼HB280涂層金屬陶瓷HRC50粉末冶金高速鋼HB320陶瓷HRC55硬質(zhì)合金HB320CNB燒結(jié)體HRC60涂層硬質(zhì)合金HRC40金剛石燒結(jié)體HRC60非2.4 其他刀具

21、材料32切削刀具材料刀具基本知識(shí)2.4 其他刀具材料材料與被加工工件的關(guān)系牌號(hào)越小，硬度越高33OH過度頁Transition PageTransition Page概述含固廢水的危害及處理數(shù)控刀具基本知識(shí)刀片的選擇切削刀具材料切削用量的選擇數(shù)控刀具基本知識(shí)切削刀具材料切削用量的合理選擇刀具磨損與耐用度34刀片的選擇刀具基本知識(shí)3.11 刀片編號(hào)詳實(shí)CNMG120408-TM T902535刀片的選擇刀具基本知識(shí)3.1 刀片編號(hào)詳實(shí)CNMG120408-TM T902536刀片的選擇刀具基本知識(shí)3.1 刀片編號(hào)詳實(shí)CNMG120408-TM T902537刀片的選擇刀具基本知識(shí)3.1 刀片編號(hào)

22、詳實(shí)CNMG120408-TM T902538刀片的選擇刀具基本知識(shí)3.1 刀片編號(hào)詳實(shí)CNMG120408-TM T902539刀片的選擇刀具基本知識(shí)3.2 斷屑槽的選擇40刀片的選擇刀具基本知識(shí)3.3 材料牌號(hào)的確定材料牌號(hào)是由工況確定的41OH過度頁Transition PageTransition Page概述含固廢水的危害及處理數(shù)控刀具基本知識(shí)切削用量的合理選擇切削刀具材料切削用量的選擇數(shù)控刀具基本知識(shí)切削刀具材料刀片的選擇刀具磨損與耐用度42鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。選擇

23、切削用量要根據(jù)不同的加工條件和加工要求，又必須考慮到切削用量各參數(shù)對(duì)切削過程規(guī)律的不同影響。可從以下幾個(gè)主要方面分析：1）生產(chǎn)效率 切削用量ap、f和vc增大，切削時(shí)間減小。當(dāng)加工余量一定時(shí)，若背吃刀量小，可使走刀次數(shù)增多，切削時(shí)間成倍增加，生產(chǎn)效率成倍降低。所以，一般情況下，特別是粗加工時(shí)，應(yīng)盡量?jī)?yōu)先增大ap，以求一次走刀切除全部加工余量。2）機(jī)床功率 切削用量對(duì)功率的影響主要是由于切削力的變化而引起的。背吃刀量ap增大時(shí)，切削功率成正比增加；而增大進(jìn)給量f使切削力增加較少，功率增加也較少。所以，在粗加工時(shí)盡量增大f是合理的。4 .1切削用量的原則43鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)當(dāng)背吃刀量ap

24、確定后，選出進(jìn)給量f就能計(jì)算切削力。此時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)算的切削力校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度。3）切削速度vc 當(dāng)背吃刀量ap和進(jìn)給量f確定以后，可在保證刀具耐用度的前提下，計(jì)算出刀具耐用度T所允許的切削速度vT。也可以在有關(guān)手冊(cè)資料中選取切削速度。當(dāng)切削速度確定vc以后，應(yīng)按n=1000vc/（d），換算成轉(zhuǎn)速n，并根據(jù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速表，確定實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速ne，最后再確定出實(shí)際的切削速度vce。機(jī)床功率所允許的切削速度為：式中 PE機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率，Kw；Fc切削力,N；機(jī)床傳動(dòng)效率，一般=0.750.85。4 .2切削用量的選擇44鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)切削用量是衡量切削運(yùn)動(dòng)大小的參量。切削用量1、背

25、吃刀量2、進(jìn)給量3、切削速度切削三要素4 .2切削用量的選擇45鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)背吃刀量是指切削時(shí)已加工表面與待加工表面之間的垂直距離，用符號(hào) ap 表示，單位為mm。2mwpddawd：待加工表面直徑md：已加工表面直徑思考題：現(xiàn)有30的毛坯，一次走刀加工成26，試問背吃刀量是多少？ap=(30-26)/2=2mm4 .2切削用量的選擇背吃刀量的選擇（ ap ）46鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)余量不大，一次走刀切除多余的材料，只留下精加工余量。余量太大，可分多次切削，但第一次的背吃刀量盡可能大。通常，第一次走刀的背吃刀量ap1=（2/33/4），第二次走刀的背吃刀量ap2=（1/31

26、/4）。粗加工精加工粗加工后留下的余量，精加工時(shí)應(yīng)一次進(jìn)給切削完成。當(dāng)使用硬質(zhì)合金刀具時(shí)，由于刀尖圓弧半徑與刃口圓弧半徑的擠壓和摩擦作用，背吃刀量不宜過小，一般大于0.5mm。4 .2切削用量的選擇47鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)進(jìn)給量是指刀具在進(jìn)給方向上相對(duì)工件的位移量，即工件每轉(zhuǎn)一圈,車刀沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，用符號(hào) f 表示，單位為 mm/r，如圖所示。進(jìn)給量f 粗加工時(shí)主要根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度而定。根據(jù)工件材料、刀桿的尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量來選擇，若工藝系統(tǒng)剛性好可選用較大的進(jìn)給量，反之應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。半精加工、精加工的背吃刀量ap較小，產(chǎn)生的切削力不大，故增大進(jìn)給量對(duì)加

27、工工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度影響較小，所以增大進(jìn)給量主要受到表面粗糙度的限制。4 .2切削用量的選擇進(jìn)給量的選擇（f）48鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)切削速度是指切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，用符號(hào)vc表示，單位為m/min。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削速度是指圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，即:dvnc1000vc - 切削速度，m/minn - 主軸轉(zhuǎn)速，r/mind - 工件待加工表面直徑，mm - 圓周率， 3.144 .2切削用量的選擇切削速度（Vc）49鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)例：車削直徑為50mm的工件，若選主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，求切削速度的大小？解：由公式得：min/2 .94mi

28、n/10005014. 36001000mmdnVc4 .2切削用量的選擇50鏜孔刀具的選擇刀具基本知識(shí)在切削用量三要素中切削速度Vc對(duì)車刀壽命影響最大的，其次是進(jìn)給量f，影響最小是背吃刀量ap 。切削三要素的選擇原則因此，確定切削用量時(shí)，先盡可能選擇較大的ap，其次按技術(shù)條件的允許選擇最大的f，最后按刀具的使用壽命確定Vc。4 .2切削用量的選擇51切削速度為切削速度為396m/min時(shí)的前刀面磨損時(shí)的前刀面磨損形態(tài)形態(tài)(500)圖片來源：http:/ PageTransition Page概述含固廢水的危害及處理數(shù)控刀具基本知識(shí)刀具磨損與耐用度切削刀具材料切削用量的選擇數(shù)控刀具基本知識(shí)切削

29、刀具材料刀片的選擇切削用量的合理選擇52刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)刃口磨損積屑熱變形熱裂紋崩碎斷裂53刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)刀具磨損是指在正常的切削過程中，刀具與工件或切屑的接觸面上刀具材料的微粒被切屑或工件帶走的現(xiàn)象。磨損使刀具原有的幾何角度逐漸喪失。刀具正常磨損呈現(xiàn)為三種形式5.1刀具磨損的形式54刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)5.1刀具磨損的形式切削塑性材料時(shí)，如果切削速度和切削厚度較大，刀具前刀面上會(huì)形成月牙洼磨損。它是以切削溫度最高點(diǎn)的位置為中心開始發(fā)生，然后逐漸向前向后擴(kuò)展，深度不斷增加。當(dāng)月牙洼發(fā)展到其前緣與切削刃之間的棱邊變得很窄時(shí)，切削刃強(qiáng)度降低，容易導(dǎo)致切削刃破損。前

30、刀面月牙洼磨損值以其最大深度表示。前刀面磨損55刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)后刀面與工件表面實(shí)際上接觸面積很小，所以接觸壓力很大，存在著彈性和塑性變形，因此，磨損就發(fā)生在這個(gè)接觸面上。在切鑄鐵和以較小的切削厚度切削塑性材料時(shí)，主要也是發(fā)生這種磨損。后刀面磨損帶寬度往往是不均勻的，可劃分為三個(gè)區(qū)域， 后刀面磨損5.1刀具磨損的形式56刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)N區(qū)邊界磨損切削鋼料時(shí)主切削刃靠近工件待加工表面處的后刀面（N區(qū)）上，會(huì)磨成較深的溝，以VN表示。這主要是工件在邊界處的加工硬化層和刀具在邊界處較大的應(yīng)力梯度和溫度梯度所造成的。B區(qū)中間磨損在后刀面磨損帶的中間部位磨損比較均勻，其平均寬度

31、以VB表示，而其最大寬度以VBmax表示。在常規(guī)條件下，加工塑性金屬常常出現(xiàn)圖所示的前后刀面同時(shí)磨損的情況 前后刀面同時(shí)磨損C區(qū)刀尖磨損強(qiáng)度較低，散熱條件又差，磨損比較嚴(yán)重，其最大值VC。5.1刀具磨損的形式57刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)刀具磨損不同于一般的機(jī)械零件的磨損，因?yàn)榕c刀具表面接觸的切屑底面是活性很高的新鮮表面，刀面上的接觸壓力很大（可達(dá)23GPa）接觸溫度很高所以刀具磨損存在著機(jī)械的、熱的和化學(xué)的作用，既有工件材料硬質(zhì)點(diǎn)的刻劃作用而引起的磨損，也有粘接、擴(kuò)散、腐蝕等引起的磨損。5.2刀具磨損的原因硬質(zhì)合金加工鋼，可達(dá)8001000以上）粘結(jié)磨損（冷焊磨損）擴(kuò)散磨損相變磨損氧化磨損

32、l磨料磨損58刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)磨料磨損5.2刀具磨損的原因切削時(shí)，工件或切屑中的微小硬質(zhì)點(diǎn)（Fe3C、TiC等碳化物，AlN、Si3N4等氮化物，SiO2、Al2O3等氧化物）以及積屑瘤碎片，不斷滑擦前后刀面，劃出溝紋，這就是磨料磨損，磨料磨損在各種切削速度下都存在，但在低速下磨料磨損是刀具磨損的主要原因。這是因?yàn)?，低速下切削溫度較低，其他原因產(chǎn)生的磨損不明顯。刀具抵抗磨料磨損的能力主要取決于其硬度和耐磨性。59刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)工件表面、切屑底面與前后刀面之間存在著很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，而它們之間會(huì)發(fā)生粘結(jié)，也稱冷焊（即壓力粘結(jié)）。由于摩擦副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，粘結(jié)將被破壞而

33、被一方帶走，從而造成粘結(jié)磨損。由于工件或切屑的硬度比刀具的硬度低，所以粘結(jié)的破壞往往發(fā)生在工件或切屑一方。但由于交變應(yīng)力、接觸疲勞應(yīng)力、熱應(yīng)力以及刀具表層結(jié)構(gòu)缺陷等原因，粘結(jié)的破壞也會(huì)發(fā)生在刀具一方。這時(shí)刀具材料的顆粒被工件或切屑帶走，從而造成刀具磨損。這是一種物理作用（分子吸附作用）。在中等偏低的速度下切削塑性材料時(shí)粘結(jié)磨損較為嚴(yán)重。粘結(jié)磨損（冷焊磨損）5.2刀具磨損的原因60刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)切削金屬材料時(shí)，切屑、工件與刀具在接觸過程中，雙方的化學(xué)元素在固態(tài)下相互擴(kuò)散，改變了材料原來的成分與結(jié)構(gòu)，使刀具表層變得脆弱，從而加劇了刀具磨損。當(dāng)接觸面溫度較高時(shí)，隨著切削過程的進(jìn)行，切屑

34、和工件都在高速運(yùn)動(dòng)，它們和刀具表面在接觸區(qū)內(nèi)始終保持著擴(kuò)散元素的濃度梯度，從而使擴(kuò)散現(xiàn)象持續(xù)進(jìn)行，于是硬質(zhì)合金發(fā)生貧碳、貧鎢現(xiàn)象。而鈷的減少，又使硬質(zhì)相的粘結(jié)強(qiáng)度降低。切屑、工件中的鐵和碳則擴(kuò)散到硬質(zhì)合金中去，形成低硬度、高脆性的復(fù)合碳化物。擴(kuò)散的結(jié)果加劇了刀具磨損。擴(kuò)散磨損5.2刀具磨損的原因用硬質(zhì)合金刀片切削鋼，當(dāng)溫度達(dá)到800時(shí)，硬質(zhì)合金中的鈷迅速地?cái)U(kuò)散到切屑、工件中，WC分解為鎢和碳擴(kuò)散到鋼中例例61刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)刀具材料因切削溫度升高達(dá)到相變溫度時(shí)，使金相組織發(fā)生變化，刀具材料表面的馬氏體組織轉(zhuǎn)化為奧氏體或索氏體組織，硬度降低而造成磨損，稱為相變磨損。高速鋼在55060

35、0時(shí)發(fā)生相變。6.6.4 溫度對(duì)磨損的影響1-粘結(jié)磨損 2-磨粒磨損 3-擴(kuò)散磨損 4-相變磨損 5-氧化磨損相變磨損5.2刀具磨損的原因當(dāng)切削溫度達(dá)到700800時(shí)，空氣中的氧在切屑形成的高溫區(qū)中與刀具材料中的某些成分（Co、WC、TiC）發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生較軟的氧化物（Co3O4、CoO、WO3、TiO2），從而使刀具表面層硬度下降，較軟的氧化物被切屑或工件擦掉而形成氧化磨損。這是一種化學(xué)反應(yīng)過程。在主副切削刃工作的邊界處（此處易與空氣接觸）最容易發(fā)生這種氧化反應(yīng)。氧化磨損62刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)本階段的特點(diǎn)是，在極短的時(shí)間內(nèi)VB上升很快。由于新刃磨后的刀具表面存在微觀不平度，后刀

36、面與工件之間為凸峰點(diǎn)接觸，故磨損很快。所以，初期磨損量的大小與刀具刃磨質(zhì)量有很大的關(guān)系，通常VB=0.050.1mm。經(jīng)過研磨的刀具，初期磨損量小，而且要耐用得多。5.3刀具磨損過程初期磨損階段63刀具磨損與耐用度刀具基本知識(shí)本階段的特點(diǎn)是，刀具在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)緩慢地磨損，且VB與t基本呈線性關(guān)系。經(jīng)過初期磨損后，后刀面上的微觀不平度被磨掉，后刀面與工件的接觸面積增大，壓強(qiáng)減小，且分布均勻，所以磨損量緩慢且均勻地增加。這就是正常磨損階段，也是刀具工作的有效階段。曲線的斜率代表了刀具正常工作時(shí)的磨損強(qiáng)度。磨損強(qiáng)度是衡量刀具切削性能的重要指標(biāo)之一。本階段的特點(diǎn)是，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)VB猛增，刀具因而完全失效。刀具經(jīng)過正常磨損階段后，切削刃變鈍，切削力增大，切削溫度升高，這時(shí)刀具的磨損情況發(fā)生了質(zhì)的變化而進(jìn)入急劇磨損階段。這一階段磨損強(qiáng)度很大。此時(shí)，如刀具繼續(xù)工作，不但不能保證加工質(zhì)量，反而消耗刀具材料，經(jīng)濟(jì)上不合算。因此，刀具在進(jìn)入急劇磨損階段前必須換刀或重新刃磨。正常磨損階段急劇磨損階段5.3刀具磨損過程6