金屬切削過(guò)程及控制

1、機(jī)械與汽車工程學(xué)院第第3 3章章 金屬切削過(guò)程與控制金屬切削過(guò)程與控制3.1 3.1 切削過(guò)程和切屑類型切削過(guò)程和切屑類型3.2 3.2 切削力切削力3.3 3.3 切削熱、切削溫度和切削液切削熱、切削溫度和切削液3.4 3.4 刀具的磨損和刀具耐用度刀具的磨損和刀具耐用度3.6 3.6 切削用量的合理選擇切削用量的合理選擇教學(xué)目的：教學(xué)目的：掌握切削的三個(gè)變形區(qū)；了解切屑的基本類型；掌握切削的三個(gè)變形區(qū)；了解切屑的基本類型；掌握切削力的組成及計(jì)算方法；掌握切削熱的產(chǎn)生以及對(duì)刀掌握切削力的組成及計(jì)算方法；掌握切削熱的產(chǎn)生以及對(duì)刀具壽命的影響。具壽命的影響。教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：1 1金屬切削過(guò)程

2、中所產(chǎn)生的物理現(xiàn)象及其金屬切削過(guò)程中所產(chǎn)生的物理現(xiàn)象及其內(nèi)在規(guī)律及應(yīng)用；內(nèi)在規(guī)律及應(yīng)用；2 2刀具耐用度和刀具總壽命；刀具耐用度和刀具總壽命；3 3合合理選擇切削用量的原則和方法；理選擇切削用量的原則和方法；機(jī)械與汽車工程學(xué)院3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案九教案九 金屬切削過(guò)程中，刀具與工件相互作用，產(chǎn)生金屬切削過(guò)程中，刀具與工件相互作用，產(chǎn)生切削變形切削變形、形成切屑形成切屑、產(chǎn)生切削力產(chǎn)生切削力、切削熱與切削溫切削熱與切削溫度度、刀具磨損刀具磨損等現(xiàn)象。為了保證產(chǎn)品加工質(zhì)量、減少等現(xiàn)象。為了保證產(chǎn)品加工質(zhì)量、減少能耗、提高生產(chǎn)率、必須合理使用與設(shè)計(jì)刀具、夾具能耗、

3、提高生產(chǎn)率、必須合理使用與設(shè)計(jì)刀具、夾具和機(jī)床、選擇最合理的切削用量，必須研究切削過(guò)程，和機(jī)床、選擇最合理的切削用量，必須研究切削過(guò)程，分析金屬切削變形及其規(guī)律。分析金屬切削變形及其規(guī)律。 機(jī)械與汽車工程學(xué)院3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型切削方式：切削方式：直角自由切削方式直角自由切削方式特點(diǎn)：特點(diǎn)：一條切削刃參與切削一條切削刃參與切削過(guò)程過(guò)程切削刃與切削速度垂切削刃與切削速度垂直直切削刃長(zhǎng)度超過(guò)切削切削刃長(zhǎng)度超過(guò)切削層寬度層寬度機(jī)械與汽車工程學(xué)院3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案九教案九 FABOM45a）正擠壓）正擠壓FABOM45b）偏擠壓）偏

4、擠壓OMFc）切削）切削 正擠壓：正擠壓：金屬材料受擠壓時(shí)，最大剪應(yīng)力金屬材料受擠壓時(shí)，最大剪應(yīng)力方向與作用力方向約成方向與作用力方向約成4545。 偏擠壓：偏擠壓：金屬材料一部分受擠壓時(shí)，金屬材料一部分受擠壓時(shí)，OBOB線以線以下金屬由于母體阻礙，不能沿下金屬由于母體阻礙，不能沿ABAB線滑移，而只線滑移，而只能沿能沿OMOM線滑移。線滑移。 切削：切削：與偏擠壓類似。與偏擠壓類似。彈性變形彈性變形剪應(yīng)力剪應(yīng)力增大，達(dá)屈服點(diǎn)增大，達(dá)屈服點(diǎn)塑性變形塑性變形，沿，沿OMOM線滑移線滑移剪剪應(yīng)力與滑移量繼續(xù)增大，達(dá)應(yīng)力與滑移量繼續(xù)增大，達(dá)斷裂斷裂強(qiáng)度強(qiáng)度切屑與切屑與母體分離。母體分離。金屬擠壓與切

5、削比較機(jī)械與汽車工程學(xué)院一、切屑成形過(guò)程及切削變形區(qū)的劃分一、切屑成形過(guò)程及切削變形區(qū)的劃分切屑根部金相照片（直角自由切削）M刀具切屑OA終滑移線始滑移線：=s剪切角金屬切削變形過(guò)程金屬切削變形過(guò)程3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案九教案九機(jī)械與汽車工程學(xué)院1. 刀具擠壓工件，產(chǎn)生彈刀具擠壓工件，產(chǎn)生彈性變形：切削層的金屬性變形：切削層的金屬受到刀具前刀面的推擠受到刀具前刀面的推擠后產(chǎn)生后產(chǎn)生彈性變形彈性變形；2. 塑形變形塑形變形：隨著切應(yīng)力，：隨著切應(yīng)力，切應(yīng)變逐漸增大，達(dá)到切應(yīng)變逐漸增大，達(dá)到其屈服強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生塑其屈服強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生塑性變形而滑移；性變形而滑移；3.

6、擠裂擠裂：刀具繼續(xù)切入，：刀具繼續(xù)切入，材料內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變材料內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變繼續(xù)增大，當(dāng)切應(yīng)力達(dá)繼續(xù)增大，當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到其斷裂強(qiáng)度時(shí)，金屬到其斷裂強(qiáng)度時(shí)，金屬材料被擠斷；材料被擠斷；4. 切離切離：切屑沿刀具前刀：切屑沿刀具前刀面流出。面流出。機(jī)械與汽車工程學(xué)院金屬切削過(guò)程中的滑移線和流線示意圖3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案九教案九機(jī)械與汽車工程學(xué)院 第第變形區(qū)：變形區(qū)：即即剪切滑移區(qū)剪切滑移區(qū)金屬剪金屬剪切滑移，成為切屑。切滑移，成為切屑。始滑面始滑面OA與終滑面與終滑面OM之間的區(qū)域之間的區(qū)域，塑性變形主要集中于此區(qū)域。，塑性變形主要集中于此區(qū)域。三個(gè)變形區(qū)變形

7、區(qū)的劃分變形區(qū)的劃分3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型機(jī)械與汽車工程學(xué)院 三個(gè)變形區(qū)變形區(qū)的劃分變形區(qū)的劃分第第變形區(qū)：變形區(qū)：纖維化區(qū)纖維化區(qū)。切屑沿前刀面流動(dòng)，受擠壓與摩擦，切屑底切屑沿前刀面流動(dòng)，受擠壓與摩擦，切屑底部晶粒纖維化，其方向基本與前刀面平行。部晶粒纖維化，其方向基本與前刀面平行。造成前刀面的磨損和積屑瘤的形成。造成前刀面的磨損和積屑瘤的形成。3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型機(jī)械與汽車工程學(xué)院三個(gè)變形區(qū)第第變形區(qū)：變形區(qū)：纖維化與加工硬化區(qū)纖維化與加工硬化區(qū)工件基體留下的表層（已加工面）經(jīng)工件基體留下的表層（已加工面）經(jīng)過(guò)刀具鈍圓切削刃和后

8、刀面擠壓摩擦過(guò)刀具鈍圓切削刃和后刀面擠壓摩擦，產(chǎn)生塑性變形，刀具前移時(shí)，工件，產(chǎn)生塑性變形，刀具前移時(shí)，工件表面表面回彈回彈。造成已加工面塑性變形、晶粒纖維化造成已加工面塑性變形、晶粒纖維化、加工硬化和殘余應(yīng)力。、加工硬化和殘余應(yīng)力。變形區(qū)的劃分變形區(qū)的劃分3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型機(jī)械與汽車工程學(xué)院粘結(jié)區(qū)：粘結(jié)區(qū)：高溫高壓使切屑底層高溫高壓使切屑底層軟化，粘嵌在前刀面高低不平的凹軟化，粘嵌在前刀面高低不平的凹坑中，形成長(zhǎng)度為坑中，形成長(zhǎng)度為l lfifi的粘接區(qū)。切的粘接區(qū)。切屑的粘接層與上層金屬之間產(chǎn)生相屑的粘接層與上層金屬之間產(chǎn)生相對(duì)滑移，其間的摩擦屬于內(nèi)摩擦。

9、對(duì)滑移，其間的摩擦屬于內(nèi)摩擦。 圖 切屑與前刀面的摩擦 在高溫高壓作用下，切屑底層與前刀面發(fā)生粘結(jié)，切屑與前刀面之間既有外摩擦，也有內(nèi)摩擦?；瑒?dòng)區(qū)：滑動(dòng)區(qū)：切屑在脫離前刀面之切屑在脫離前刀面之前，與前刀面只在一些突出點(diǎn)接觸前，與前刀面只在一些突出點(diǎn)接觸，切屑與前刀面之間的摩擦屬于外，切屑與前刀面之間的摩擦屬于外摩擦。摩擦。lfolfiv兩個(gè)摩擦區(qū)兩個(gè)摩擦區(qū)機(jī)械與汽車工程學(xué)院h hD DhhD D刀刃鈍圓半徑刀刃鈍圓半徑r rn n : :前后刀面過(guò)渡圓弧半徑。前后刀面過(guò)渡圓弧半徑。后刀面磨損帶后刀面磨損帶VB VB : :后刀面實(shí)際后角為零的棱帶。后刀面實(shí)際后角為零的棱帶。彈性恢復(fù)區(qū)彈性恢復(fù)區(qū)

10、CDCD：已加工面受到后刀面擠壓已加工面受到后刀面擠壓與摩擦產(chǎn)生塑性變形，是與摩擦產(chǎn)生塑性變形，是造成已加工面造成已加工面加工硬化加工硬化和和殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力的主要原因。的主要原因。機(jī)械與汽車工程學(xué)院晶?；剖疽鈭D晶?；剖疽鈭D 3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案九教案九機(jī)械與汽車工程學(xué)院3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案九教案九切削層經(jīng)塑性變形后，厚度增加，長(zhǎng)度縮小。切削層經(jīng)塑性變形后，厚度增加，長(zhǎng)度縮小。假設(shè)假設(shè)：寬度不變，體積不變。：寬度不變，體積不變。LchhDhchLc切屑與切削層尺寸厚度變形系數(shù)厚度變形系數(shù)長(zhǎng)度變形系數(shù)長(zhǎng)度變形系數(shù)變形系數(shù)

11、由截面積相等可推出兩變形系數(shù)相等由截面積相等可推出兩變形系數(shù)相等sin)cos(sin)90sin(00OMOMhhDchhachchlll剪切角越大，切削變形越小。剪切角越大，切削變形越小。機(jī)械與汽車工程學(xué)院)cos(sincos00yS 機(jī)械與汽車工程學(xué)院對(duì)于同一材料，用相同的刀具，切削同樣大小的切削層，當(dāng)切削速度較高時(shí)，剪切角越大，剪切面積越小，即變形程度越小。根據(jù)材料力學(xué)平面應(yīng)力狀態(tài)理論，主應(yīng)力方向與最大剪應(yīng)力方向的夾角為45，可以推出：4004前角越大，摩擦系數(shù)越小，切削變形越小。前角越大，摩擦系數(shù)越小，切削變形越小。切削材料的強(qiáng)度、硬度越高，進(jìn)給量越大，切削厚度越大，摩擦系數(shù)減切削

12、材料的強(qiáng)度、硬度越高，進(jìn)給量越大，切削厚度越大，摩擦系數(shù)減小，變形減小小，變形減小機(jī)械與汽車工程學(xué)院影響切屑變形的主要因素：影響切屑變形的主要因素：1 1、工件材料：強(qiáng)度、硬度越大，切屑變形越?。?、工件材料：強(qiáng)度、硬度越大，切屑變形越?。? 2、刀具前角：前角越大，切削刃越鋒利，剪切角越大，切屑變、刀具前角：前角越大，切削刃越鋒利，剪切角越大，切屑變形越??；形越??；3 3、切削速度：通過(guò)積屑瘤和切削溫度使剪切角變化而影響切屑、切削速度：通過(guò)積屑瘤和切削溫度使剪切角變化而影響切屑變形的波動(dòng)；變形的波動(dòng)；使得積屑瘤增大的切削速度范圍，隨著使得積屑瘤增大的切削速度范圍，隨著vcvc 實(shí)際前角實(shí)際前角

13、 變形變形使得積屑瘤減少的切削速度范圍，隨著使得積屑瘤減少的切削速度范圍，隨著vcvc 實(shí)際前角實(shí)際前角 變形變形在無(wú)積屑瘤的切削速度范圍，隨著在無(wú)積屑瘤的切削速度范圍，隨著vcvc 變形變形4 4、切削厚度：切削厚度增加，摩擦系數(shù)減少，剪切角增大，變、切削厚度：切削厚度增加，摩擦系數(shù)減少，剪切角增大，變形系數(shù)減少。在無(wú)積屑瘤的情況下，進(jìn)給量越大，變形越小。形系數(shù)減少。在無(wú)積屑瘤的情況下，進(jìn)給量越大，變形越小。機(jī)械與汽車工程學(xué)院三、積屑瘤的形成及其對(duì)切削過(guò)程的影響三、積屑瘤的形成及其對(duì)切削過(guò)程的影響3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案十教案十積屑瘤：積屑瘤：在在中低速度中低

14、速度切削切削塑性金屬塑性金屬, ,并能形成帶狀切屑的情況并能形成帶狀切屑的情況下，滯流層金屬粘接在前刀面上，形成硬度很高的硬塊或楔塊。下，滯流層金屬粘接在前刀面上，形成硬度很高的硬塊或楔塊。1 1、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：硬度硬度比工件基體比工件基體高高2 23 3倍，故倍，故可替代切削刃參加切削。可替代切削刃參加切削。頂部頂部凹凸不平凹凸不平，使加工表面粗，使加工表面粗糙度增加。糙度增加。反復(fù)生長(zhǎng)和脫落反復(fù)生長(zhǎng)和脫落，脫落后被切，脫落后被切屑帶走或粘附在已加工表面上。屑帶走或粘附在已加工表面上。機(jī)械與汽車工程學(xué)院2 2、積屑瘤的、積屑瘤的形成條件形成條件：1 1）. . 切削切削塑性材料塑性材料；2

15、2）. . 切削區(qū)溫度高；切削區(qū)溫度高；3 3）. . 接觸面間的壓力、粗糙程接觸面間的壓力、粗糙程度、粘結(jié)強(qiáng)度等因素，符合內(nèi)度、粘結(jié)強(qiáng)度等因素，符合內(nèi)摩擦條件。摩擦條件。4 4）. . 切削速度在一定范圍內(nèi)切削速度在一定范圍內(nèi)機(jī)械與汽車工程學(xué)院 一定溫度、壓力作用下，切屑底層與前刀面發(fā)生粘接 粘接金屬嚴(yán)重塑性變形，產(chǎn)生加工硬化滯留粘接長(zhǎng)大 由于切屑和前刀面間具有強(qiáng)烈的摩擦，當(dāng)切屑順著前刀面由于切屑和前刀面間具有強(qiáng)烈的摩擦，當(dāng)切屑順著前刀面流出時(shí)，與前刀面接觸的切屑底層受到了很大的摩擦阻力，流出時(shí)，與前刀面接觸的切屑底層受到了很大的摩擦阻力，使此層金屬的流速降低。使此層金屬的流速降低。 當(dāng)外摩

16、擦力大于切屑分子結(jié)合力時(shí)，使切屑底層中的一部當(dāng)外摩擦力大于切屑分子結(jié)合力時(shí)，使切屑底層中的一部分金屬停滯在刃口附近，形成積屑瘤。分金屬停滯在刃口附近，形成積屑瘤。r積屑瘤成因積屑瘤成因r積屑瘤形成過(guò)程積屑瘤形成過(guò)程機(jī)械與汽車工程學(xué)院積屑瘤（視頻）機(jī)械與汽車工程學(xué)院3、積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響：、積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響：機(jī)械與汽車工程學(xué)院4 4、控制積屑瘤的措施、控制積屑瘤的措施教案十教案十3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型2.2.使用冷卻潤(rùn)滑液；使用冷卻潤(rùn)滑液；3.3.降低前刀面粗糙度值；降低前刀面粗糙度值；4.4.增大刀具前角。增大刀具前角。5.5.適當(dāng)提高工件材料硬度；適當(dāng)

17、提高工件材料硬度；6.6.提高刃磨質(zhì)量。提高刃磨質(zhì)量。粗加工粗加工時(shí)可利用，使積屑瘤穩(wěn)定存在；時(shí)可利用，使積屑瘤穩(wěn)定存在；精加工精加工時(shí)避免或抑制積屑瘤的產(chǎn)生。時(shí)避免或抑制積屑瘤的產(chǎn)生。積屑瘤控制方法：積屑瘤控制方法：減小切屑流走時(shí)的阻力和摩擦力，都會(huì)減減小切屑流走時(shí)的阻力和摩擦力，都會(huì)減小積屑瘤的高度或避免積屑瘤的產(chǎn)生。小積屑瘤的高度或避免積屑瘤的產(chǎn)生。1.1.避免采用產(chǎn)生積屑瘤的速度進(jìn)行切削（低速或高速不易避免采用產(chǎn)生積屑瘤的速度進(jìn)行切削（低速或高速不易產(chǎn)生積屑瘤）產(chǎn)生積屑瘤）機(jī)械與汽車工程學(xué)院積屑瘤控制方法：積屑瘤控制方法：改變切削速度改變切削速度最有效最有效；切削中碳鋼時(shí)低速(vc3m

18、/min)切削時(shí)，切削溫度很低；較高速(vc60m/min)切削時(shí)，切削溫度較高，這兩種情況的摩擦系數(shù)均較小，故不易形成積屑瘤。中速(vc20m/min)時(shí)，積屑瘤的高度達(dá)到最大值。機(jī)械與汽車工程學(xué)院切削塑性材料切削塑性材料 帶狀切屑帶狀切屑 擠裂切屑擠裂切屑 單元切屑單元切屑 切削平穩(wěn)，力波動(dòng)小切削平穩(wěn)，力波動(dòng)小 滑移量較大，局部滑移量較大，局部 切削不平穩(wěn)，力波動(dòng)大切削不平穩(wěn)，力波動(dòng)大 加工面光潔，斷屑難加工面光潔，斷屑難 剪應(yīng)力達(dá)斷裂強(qiáng)度剪應(yīng)力達(dá)斷裂強(qiáng)度 加工表面粗糙加工表面粗糙 少見(jiàn)少見(jiàn)0vhD 0 v hD0 v hD0vhD切削脆性材料切削脆性材料 產(chǎn)生崩碎切屑，切削過(guò)程產(chǎn)生崩碎切

19、屑，切削過(guò)程不平穩(wěn)不平穩(wěn), ,表面粗糙度大，表面粗糙度大， 應(yīng)應(yīng)0 0v vh hD D3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型 四、切屑的類型及控制四、切屑的類型及控制1 1、切屑的類型、切屑的類型機(jī)械與汽車工程學(xué)院G各種不同切屑的形成，主要是由于切削過(guò)程中金屬的各種不同切屑的形成，主要是由于切削過(guò)程中金屬的變形變形能力能力和和變形程度變形程度不同造成的不同造成的A切屑的各種形態(tài)之間是切屑的各種形態(tài)之間是可以轉(zhuǎn)化可以轉(zhuǎn)化的的B由于各種不同切屑對(duì)切削效率、刀具壽命和加工質(zhì)量的影由于各種不同切屑對(duì)切削效率、刀具壽命和加工質(zhì)量的影響不同，因此可以用響不同，因此可以用改變切削條件的辦法來(lái)

20、控制切屑的形改變切削條件的辦法來(lái)控制切屑的形態(tài)，以控制切削過(guò)程態(tài)，以控制切削過(guò)程。3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型機(jī)械與汽車工程學(xué)院帶狀切屑帶狀切屑擠裂切屑擠裂切屑單元切屑單元切屑崩碎切屑崩碎切屑3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型切屑形態(tài)照片切屑形態(tài)照片切屑類型（視頻）切屑類型（視頻）教案十教案十機(jī)械與汽車工程學(xué)院形成條件影響名稱名稱簡(jiǎn)圖形態(tài)變形帶狀，底面光滑帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀，背面呈毛茸狀擠裂擠裂，底面光滑有裂，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀紋，背面呈鋸齒狀單元切屑單元切屑不規(guī)則塊狀顆粒不規(guī)則塊狀顆粒剪切滑移尚未達(dá)剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度到斷裂程

21、度局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度到斷裂強(qiáng)度未經(jīng)塑性變形即未經(jīng)塑性變形即被擠裂被擠裂切削塑性材料，切削塑性材料，速度高，切削厚速度高，切削厚度小度小 前角大前角大加工塑性材料，加工塑性材料，切削速度較低，切削速度較低，進(jìn)給量較大，進(jìn)給量較大， 刀具前角較小刀具前角較小工件材料硬度較工件材料硬度較高，韌性較低，高，韌性較低，切削速度較低切削速度較低加工硬脆材料，加工硬脆材料， 刀具前角較小刀具前角較小切削過(guò)程平穩(wěn)，切削過(guò)程平穩(wěn)，表面粗糙度小，表面粗糙度小， 妨礙切削工作，妨礙切削工作，應(yīng)設(shè)法斷屑應(yīng)設(shè)法斷屑切削過(guò)程欠平穩(wěn)，切削過(guò)程欠平穩(wěn)，表面粗

22、糙度欠佳表面粗糙度欠佳切削力波動(dòng)較大，切削力波動(dòng)較大，切削過(guò)程不平穩(wěn)，切削過(guò)程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳表面粗糙度不佳切削力波動(dòng)大，有切削力波動(dòng)大，有沖擊，表面粗糙度沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀惡劣，易崩刀帶狀切屑帶狀切屑節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑粒狀切屑粒狀切屑崩碎切屑崩碎切屑切屑類型及形成條件切屑類型及形成條件機(jī)械與汽車工程學(xué)院 切屑的形狀切屑的形狀機(jī)械與汽車工程學(xué)院3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案十教案十2 2、切屑控制、切屑控制： “不可接受不可接受”的切屑：切削的切屑：切削條件惡劣導(dǎo)致。影響主要有條件惡劣導(dǎo)致。影響主要有拉傷工件的已加工表面；劃拉傷工件的已加工表面；劃傷機(jī)床

23、；造成刀具的早期破傷機(jī)床；造成刀具的早期破損；影響操作者的安全。損；影響操作者的安全。 切屑控制切屑控制：在切削加工中采：在切削加工中采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)控制切屑的取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)控制切屑的卷曲、流出與折斷，使形成卷曲、流出與折斷，使形成“可接受可接受”的良好屑形（如的良好屑形（如“c”c”形、形、“6”6”形及形及50mm50mm左左右長(zhǎng)度的螺旋狀切屑）。右長(zhǎng)度的螺旋狀切屑）。機(jī)械與汽車工程學(xué)院 切屑經(jīng)第切屑經(jīng)第、第、第變形區(qū)的劇烈變形后，硬變形區(qū)的劇烈變形后，硬度增加，塑性下降，脆性增加。在切屑排出過(guò)程度增加，塑性下降，脆性增加。在切屑排出過(guò)程中，當(dāng)碰到障礙時(shí)，如某一部位的應(yīng)變超過(guò)了切中，當(dāng)碰到

24、障礙時(shí)，如某一部位的應(yīng)變超過(guò)了切屑材料的斷裂應(yīng)變值，切屑就會(huì)折斷。屑材料的斷裂應(yīng)變值，切屑就會(huì)折斷。 工件材料脆性越大、切屑厚度越大、切屑卷工件材料脆性越大、切屑厚度越大、切屑卷曲半徑越小，切屑就越容易折斷。曲半徑越小，切屑就越容易折斷。 斷屑機(jī)理及措施斷屑機(jī)理及措施機(jī)械與汽車工程學(xué)院采用斷屑槽采用斷屑槽 對(duì)流動(dòng)中的切屑施加一定的約束力，使切屑應(yīng)變?cè)龃?，?duì)流動(dòng)中的切屑施加一定的約束力，使切屑應(yīng)變?cè)龃?，切屑卷曲半徑減小。切屑卷曲半徑減小。 斷屑槽的主要參數(shù)是槽寬和槽高（或斷屑槽的主要參數(shù)是槽寬和槽高（或槽圓弧半徑）。槽圓弧半徑）。3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案十教案十機(jī)

25、械與汽車工程學(xué)院l 斷屑槽在前刀面的位置有三種型式：斷屑槽在前刀面的位置有三種型式：（a a）平行式；（）平行式；（b b）外斜式；（）外斜式；（c c）內(nèi)斜式。）內(nèi)斜式。 其中外斜式最常用，平行式次之。內(nèi)斜式主要用于其中外斜式最常用，平行式次之。內(nèi)斜式主要用于 背吃刀量背吃刀量a ap p較小的半精加工和精加工。較小的半精加工和精加工。 3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案十教案十機(jī)械與汽車工程學(xué)院 改變刀具角度改變刀具角度 增大刀具主偏角增大刀具主偏角，切削厚度變大，有利于斷屑。，切削厚度變大，有利于斷屑。 減小刀具前角減小刀具前角可使切屑變形加大，切屑易于折斷?？墒骨?/p>

26、屑變形加大，切屑易于折斷。 刃傾角可以控制切屑的流向刃傾角可以控制切屑的流向，為正值時(shí)，切屑常卷曲，為正值時(shí)，切屑常卷曲 后碰到后刀面折斷形成后碰到后刀面折斷形成C C形屑或自然流出形成螺卷屑；形屑或自然流出形成螺卷屑； 為負(fù)值時(shí)，切屑常卷曲后碰到已加工表面折斷成為負(fù)值時(shí)，切屑常卷曲后碰到已加工表面折斷成C C形形 屑或屑或6 6字形屑。字形屑。 3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案十教案十機(jī)械與汽車工程學(xué)院 調(diào)整切削用量調(diào)整切削用量 提高進(jìn)給量提高進(jìn)給量使切削厚度增大，對(duì)斷屑有利；但增大使切削厚度增大，對(duì)斷屑有利；但增大會(huì)增大加工表面粗糙度。會(huì)增大加工表面粗糙度。 適當(dāng)?shù)?/p>

27、降低切削速度適當(dāng)?shù)亟档颓邢魉俣仁骨邢髯冃卧龃?，也有利于斷使切削變形增大，也有利于斷屑，但這會(huì)降低材料切除效率。屑，但這會(huì)降低材料切除效率。3.1 3.1 切削過(guò)程與切屑類型切削過(guò)程與切屑類型教案十教案十機(jī)械與汽車工程學(xué)院一、切削力的來(lái)源、切削合力及分解、切削功率一、切削力的來(lái)源、切削合力及分解、切削功率 切削層金屬、切切削層金屬、切屑和工件表面金屬屑和工件表面金屬的彈、塑性的彈、塑性變形所變形所產(chǎn)生的抗力產(chǎn)生的抗力 切屑、工件與刀切屑、工件與刀具間具間摩擦阻力摩擦阻力1 1、切削力的來(lái)源、切削力的來(lái)源3.2 3.2 切削力切削力教案十教案十切削力：金屬切削時(shí)，刀具切入工件使被切金屬層切削力：金

28、屬切削時(shí)，刀具切入工件使被切金屬層發(fā)生變形成為切屑所需要的力稱為切削力。發(fā)生變形成為切屑所需要的力稱為切削力。機(jī)械與汽車工程學(xué)院2 2、切削合力及分解切削合力及分解1 1）主切削力主切削力F Fz 2 2）切深抗力切深抗力F Fy 3 3）進(jìn)給力進(jìn)給力F Fx 22222XYZXYZrFFFFFF3.2 3.2 切削力切削力教案十教案十機(jī)械與汽車工程學(xué)院2 2p p2 2f f2 2c cF FF FF FF F主切削力主切削力FcFc（主切削力（主切削力FzFz）：）：在主運(yùn)動(dòng)方向上的分力，它切于加工在主運(yùn)動(dòng)方向上的分力，它切于加工表面表面, ,并與基面垂直。并與基面垂直。FcFc用于計(jì)算刀

29、具強(qiáng)度，設(shè)計(jì)機(jī)床零件用于計(jì)算刀具強(qiáng)度，設(shè)計(jì)機(jī)床零件, ,確定機(jī)床確定機(jī)床功率等。功率等。進(jìn)給力進(jìn)給力FfFf（進(jìn)給抗力（進(jìn)給抗力FxFx）：）：在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力，它處于基面在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力，它處于基面內(nèi)與進(jìn)給方向相反。內(nèi)與進(jìn)給方向相反。FfFf用于設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)和確定進(jìn)給功率等。用于設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)和確定進(jìn)給功率等。背向力背向力FpFp（切深抗力（切深抗力FyFy）：）：在垂直于工作平面上分力，它處于基面在垂直于工作平面上分力，它處于基面內(nèi)并垂直于進(jìn)給方向。內(nèi)并垂直于進(jìn)給方向。FpFp用來(lái)計(jì)算工藝系統(tǒng)剛度等。它也是使工件在用來(lái)計(jì)算工藝系統(tǒng)剛度等。它也是使工件在切削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)的

30、力。切削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)的力。rDfFFsinrDpFFcos車削時(shí)，各切削分力的近似比例：車削時(shí)，各切削分力的近似比例：)4 . 03 . 0( : )5 . 04 . 0( :1:fpcFFF機(jī)械與汽車工程學(xué)院3 3、切削功率切削功率F Fz zv vc c1010-3-3（KWKW）主運(yùn)動(dòng)消耗的功率主運(yùn)動(dòng)消耗的功率 ，占總，占總 切切 削功率的削功率的95%95%左右。左右。1010-3-3（KWKW） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的功率，占進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的功率，占1000 xwF n f總消耗功率的總消耗功率的5%5%左右左右?？傁墓β剩嚎傁墓β剩篜 Pmm=（F Fz zv vc c+ +1000

31、xwF n f）10-3 切深抗力方向沒(méi)有位移，因此不消耗功率。切深抗力方向沒(méi)有位移，因此不消耗功率。3.2 3.2 切削力切削力教案十教案十式中式中 機(jī)床傳動(dòng)效率，通常機(jī)床傳動(dòng)效率，通常= 0.75= 0.750.85 0.85 ()cEPPKW機(jī)械與汽車工程學(xué)院二、切削力的計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)公式1 1、計(jì)算切削力的指數(shù)公式、計(jì)算切削力的指數(shù)公式zzFzFzFzFnYXpFzKVfaCFyyFyFyFyFnYXpFyKVfaCFxxFxFxFxFnYXpFxKVfaCFC CFzFz、C CFyFy、C CFxFx與被加工金屬材料和切削條件有關(guān)的系數(shù)；與被加工金屬材料和切削條件有關(guān)的系數(shù)；x xFz

32、Fz、x xFyFy、x xFxFx背吃刀量背吃刀量apap的影響指數(shù)；的影響指數(shù)；y yFzFz、y yFyFy、y yFxFx進(jìn)給量進(jìn)給量f f的影響指數(shù)；的影響指數(shù)；n nFzFz、n nFyFy、n nFxFx切削速度切削速度v v的影響指數(shù)；的影響指數(shù)；K KFzFz、K KFyFy、K KFxFx計(jì)算條件與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)的總修正系數(shù)。計(jì)算條件與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)的總修正系數(shù)。 3.2 3.2 切削力切削力教案十教案十切削深度對(duì)切削力的影響最大，進(jìn)給量的影響次之，切削速度的影響最小。機(jī)械與汽車工程學(xué)院2、用單位切削力計(jì)算主切削力zcFAzpFa f p=（N/mm2） F Fz z=pa

33、=pap pfKfKf fp pK Kv vFzFzK KF Fz zF Fy y=pa=pap pfKfKf fp pK Kv vF Fz z（F Fy y/F/Fz z）K KF Fy y F Fx x=pa=pap pfKfKf fp pK Kv vFzFz（F Fx x/F/Fz z）K KF Fx xK Kf fp p進(jìn)給量對(duì)單位切削力的修正系數(shù)；進(jìn)給量對(duì)單位切削力的修正系數(shù)；K Kv vF Fz z切削速度改變時(shí)對(duì)主切削力的修正系數(shù)；切削速度改變時(shí)對(duì)主切削力的修正系數(shù)；F Fy y/ /F Fz z、F Fx x/ /F Fz z主偏角不同時(shí)，主偏角不同時(shí)，F(xiàn) Fy y、FxFx與

34、與FzFz的比值；的比值；K KF Fz z、K KF Fy y、K KF Fx x刀具幾何參數(shù)不同時(shí)對(duì)切削力的修正系數(shù)。刀具幾何參數(shù)不同時(shí)對(duì)切削力的修正系數(shù)。3.2 3.2 切削力切削力教案十教案十DDzbhF機(jī)械與汽車工程學(xué)院三、影響切削力的因素背吃刀量背吃刀量a ap p進(jìn)給量進(jìn)給量f fA AD D變形抗力變形抗力摩擦力摩擦力切削力切削力1 1）背吃刀量）背吃刀量a ap p 和進(jìn)給量和進(jìn)給量f f對(duì)切削力的影響對(duì)切削力的影響; ;3.2 3.2 切削力切削力教案十教案十切削深度切削深度與切削力近似成正比；與切削力近似成正比；進(jìn)給量進(jìn)給量增加，切削力增加，但不成正比；增加，切削力增加，

35、但不成正比； 由此可見(jiàn)，從由此可見(jiàn)，從減小切削力和節(jié)省動(dòng)力消耗減小切削力和節(jié)省動(dòng)力消耗的觀點(diǎn)出發(fā)，的觀點(diǎn)出發(fā)，在切除相同余量的條件下，在切除相同余量的條件下，增大增大 f 比增大比增大ap 更為有利。更為有利。機(jī)械與汽車工程學(xué)院5 19 28 35 55 100 130 切削速度 v（m/min） 981784588主切削力Fc（N）切削速度對(duì)切削力的影響2 2）切削速度）切削速度VcVc對(duì)切削力的影響復(fù)雜對(duì)切削力的影響復(fù)雜 3.2 3.2 切削力切削力教案十教案十機(jī)械與汽車工程學(xué)院前角對(duì)0切削力的影響前角0切削力F0 - Fc0 Fp0 Ff主偏角r對(duì)切削力的影響主偏角r / 切削力/ N3

36、045607590r - Fcr Ffr Fp2 006 001 0 001 4 001 8 002 2 003.2 3.2 切削力切削力教案十教案十 前角前角0 0 增大，切削力減?。ㄗ髨D）；對(duì)于脆性材料，影響不顯著增大，切削力減小（左圖）；對(duì)于脆性材料，影響不顯著主偏角主偏角r r 對(duì)主切削力影響不大，對(duì)吃刀抗力和進(jìn)給抗力影響顯著對(duì)主切削力影響不大，對(duì)吃刀抗力和進(jìn)給抗力影響顯著( (r r F Fp p，F(xiàn) Ff f) )機(jī)械與汽車工程學(xué)院 與主偏角相似，與主偏角相似，刃傾角刃傾角s s對(duì)主切削力影響不大，對(duì)吃刀抗力對(duì)主切削力影響不大，對(duì)吃刀抗力和進(jìn)給抗力影響顯著和進(jìn)給抗力影響顯著( (s

37、 sF Fp p，F(xiàn) Ff f) 刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑r r對(duì)主切削力影響不大，對(duì)吃刀抗力和進(jìn)給抗對(duì)主切削力影響不大，對(duì)吃刀抗力和進(jìn)給抗力影響顯著力影響顯著( ( r r F Fp p，F(xiàn) Ff f) )負(fù)倒棱：提高刀具的刃口強(qiáng)度，增加刀具壽命；但使切削變負(fù)倒棱：提高刀具的刃口強(qiáng)度，增加刀具壽命；但使切削變形增加，從而切削力增大。形增加，從而切削力增大。機(jī)械與汽車工程學(xué)院3.2 3.2 切削力切削力教案十教案十強(qiáng)度、硬度高塑性、韌性大加工硬化程度大切削力大 刀具材料：與工件材料之間的親和性影響其間的摩 擦，而影響切削力 ； 切削液：有潤(rùn)滑作用，使切削力降低 ； 后刀面磨損：使切削力增大，對(duì)

38、吃刀抗力Fp的影響 最為顯著 ；機(jī)械與汽車工程學(xué)院 切削過(guò)程變形和摩擦所消耗功，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢鳠?主要來(lái)源 QA=QD+QFF+QFR cccvFPq式中：QD ：剪切區(qū)切削層彈性和塑性變形消耗的能量；QFF ：前刀面摩擦熱；QFR：后刀面摩擦產(chǎn)生的熱量；3.3 3.3 切削熱、切削溫度、切削液切削熱、切削溫度、切削液一、切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)一、切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)機(jī)械與汽車工程學(xué)院3.3 3.3 切削熱、切削溫度、切削液切削熱、切削溫度、切削液 切削熱由切屑、工件、刀具及周圍的介質(zhì)（空氣，切切削熱由切屑、工件、刀具及周圍的介質(zhì)（空氣，切削液）向外傳導(dǎo)。影響散熱的主要因素是：削液）向外傳導(dǎo)。影

39、響散熱的主要因素是： （1 1）工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)）工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)2 2、切削熱傳導(dǎo)、切削熱傳導(dǎo)（2 2）刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)）刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)（3 3）周圍介質(zhì)）周圍介質(zhì)機(jī)械與汽車工程學(xué)院加工方法加工方法切屑切屑工件工件刀具刀具車削車削5080%1040%5%銑削銑削70%50%15%磨削磨削4%80%12%機(jī)械與汽車工程學(xué)院切削熱切削熱（視頻）機(jī)械與汽車工程學(xué)院TJ University 切削塑性材料 前刀面靠近刀切削刃一定距離處溫度最高。 切削脆性材料 后刀面靠近刀尖處（約0.3mm）溫度最高。終剪切滑移面后，切屑流出的垂直方向溫度變化較大、越靠近刀面，溫度越高。750刀具圖 二維切

40、削中的溫度分布 工件材料：低碳易切鋼； 刀具：o=30，o=7； 切削用量：ap=0.6mm， vc =0.38m/s； 切削條件：干切削， 預(yù)熱611C機(jī)械與汽車工程學(xué)院二、影響切削溫度的主要因素1、 切削用量的影響 ZyxcpC vfa 刀具材料加工方法高速鋼車削1401700.350.450.20.30.080.10銑削80鉆削150硬質(zhì)合金車削320f (mm/r)0.10.410.150.050.20.310.30.26表3-2 切削溫度的系數(shù)及指數(shù)k式中 用自然熱電偶法測(cè)出的前刀面接觸區(qū)的平均溫度(C)； C 與工件、刀具材料和其它切削參數(shù)有關(guān)的切削溫度系數(shù)； Z、Y、X vc、f

41、、ap 的指數(shù)。機(jī)械與汽車工程學(xué)院切削速度對(duì)切削溫度的影響最大，進(jìn)給量的影響次之，切削深度的影響最小。vc、f、ap ap增大一倍，則增大一倍，則Q升高升高3左右。左右。 Vc增大一倍，則增大一倍，則Q升高升高25左右左右； f 增大一倍，增大一倍， 則則Q升高升高10左右；左右； 因此，若要切除給定的余量，又要求切削溫度較低，則因此，若要切除給定的余量，又要求切削溫度較低，則在選擇切削用量時(shí)，在選擇切削用量時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用大的背吃刀量，然后選應(yīng)優(yōu)先考慮采用大的背吃刀量，然后選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量，最后再選擇合理的切削速度擇一個(gè)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量，最后再選擇合理的切削速度。 上述切削用量選擇原則是從

42、最低切削溫度出發(fā)考慮的，上述切削用量選擇原則是從最低切削溫度出發(fā)考慮的，這也是制訂零件加工工藝規(guī)程時(shí)，確定切削用量的原則。這也是制訂零件加工工藝規(guī)程時(shí)，確定切削用量的原則。 機(jī)械與汽車工程學(xué)院2 2、刀具幾何參數(shù)的影響、刀具幾何參數(shù)的影響 前角前角 o o切削變形小切削變形小切削溫度切削溫度主偏角主偏角 r r切削刃工作長(zhǎng)度切削刃工作長(zhǎng)度散熱條件好散熱條件好切削溫度切削溫度機(jī)械與汽車工程學(xué)院3、工件材料的影響 工件材料機(jī)械性能切削溫度工件材料導(dǎo)熱性 切削溫度機(jī)械與汽車工程學(xué)院4、刀具磨損的影響 機(jī)械與汽車工程學(xué)院5、切削液的影響 機(jī)械與汽車工程學(xué)院三、切削液三、切削液（1 1）作用機(jī)理）作用機(jī)

43、理 冷卻作用冷卻作用 潤(rùn)滑作用潤(rùn)滑作用 清洗作用清洗作用 防銹作用防銹作用（2 2）類型）類型 水溶性和非水溶性切削液水溶性和非水溶性切削液機(jī)械與汽車工程學(xué)院一、刀具磨損形態(tài)及其原因1、刀具磨損形態(tài)3.4 3.4 刀具的磨損和刀具耐用度刀具的磨損和刀具耐用度兩大類：兩大類：正常磨損正常磨損：刀具在設(shè)計(jì)、刀具在設(shè)計(jì)、制造與使用合理情況下，制造與使用合理情況下，切削過(guò)程中逐漸磨損。切削過(guò)程中逐漸磨損。非正常磨損非正常磨損：破損破損( (裂紋、裂紋、崩刃、破碎等崩刃、破碎等) )，卷刃，卷刃( (刀刀刃塑性變形刃塑性變形) )刀具磨損：切削中，刀具在高壓高溫和強(qiáng)烈的摩擦條件下，切削刃逐漸變鈍以至失去

44、正常切削能力。機(jī)械與汽車工程學(xué)院u刀具的正常磨損形式刀具的正常磨損形式l前刀面磨損前刀面磨損 切塑性材料，切塑性材料，v vC C 和和h hD D較大時(shí)，較大時(shí)，切屑對(duì)前刀面的壓力大、摩擦劇切屑對(duì)前刀面的壓力大、摩擦劇烈，溫度高，在前刀面上切削刃烈，溫度高，在前刀面上切削刃附近形成附近形成月牙洼磨損月牙洼磨損，隨著磨損，隨著磨損加劇，月牙洼逐漸加深。磨損程加劇，月牙洼逐漸加深。磨損程度以最大深度度以最大深度KT KT 表示。表示。機(jī)械與汽車工程學(xué)院3.4 3.4 刀具的磨損和刀具耐用度刀具的磨損和刀具耐用度機(jī)械與汽車工程學(xué)院切削脆性材料或以較低切削脆性材料或以較低v vC C和較小和較小h

45、hD D切塑性材料時(shí)，前刀面上摩擦不切塑性材料時(shí)，前刀面上摩擦不大，溫度較低，這時(shí)的磨損主要發(fā)生在后刀面。大，溫度較低，這時(shí)的磨損主要發(fā)生在后刀面。刀尖部分：刀尖部分：散熱差，強(qiáng)度低，磨損嚴(yán)重，最大值為散熱差，強(qiáng)度低，磨損嚴(yán)重，最大值為VCVC； 中間部位：中間部位：磨損較均勻，平均磨損寬度以磨損較均勻，平均磨損寬度以VBVB表示；表示； 邊界處：邊界處：切削刃與待加工表面相交處，磨損嚴(yán)重，以切削刃與待加工表面相交處，磨損嚴(yán)重，以VNVN表示。表示。后刀面磨損后刀面磨損機(jī)械與汽車工程學(xué)院 后刀面磨損后刀面磨損機(jī)械與汽車工程學(xué)院2、刀具磨損原因刀具磨損是機(jī)械的、熱的和化學(xué)的三種作用的綜合結(jié)果刀具

46、磨損是機(jī)械的、熱的和化學(xué)的三種作用的綜合結(jié)果3.4 3.4 刀具的磨損和刀具耐用度刀具的磨損和刀具耐用度 磨粒磨損 各種切速下均存在 低速情況下刀具磨損的主要原因 粘結(jié)磨損 刀具材料與工件材料親和力大 中等偏低切速u相變磨損 切削溫度達(dá)到或超過(guò)刀具的相變溫度（高速鋼550C600C）粘結(jié)磨損加劇 擴(kuò)散磨損 高溫下發(fā)生（硬質(zhì)合金800C） 氧化磨損 高溫情況下（700C800C），在切削刃工作邊界發(fā)生。機(jī)械與汽車工程學(xué)院在在低、中速低、中速范圍內(nèi)范圍內(nèi)磨粒磨損磨粒磨損和和粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損是刀具是刀具磨損的主要原因，如拉削、鉸孔、攻螺紋。在磨損的主要原因，如拉削、鉸孔、攻螺紋。在中中等以上等以上切

47、削速度加工時(shí)，熱效應(yīng)使切削速度加工時(shí)，熱效應(yīng)使高速鋼高速鋼刀具產(chǎn)刀具產(chǎn)生生相變磨損相變磨損，使，使硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生刀具產(chǎn)生粘結(jié)、擴(kuò)散和粘結(jié)、擴(kuò)散和氧化磨損氧化磨損。機(jī)械與汽車工程學(xué)院初期磨損初期磨損后刀面磨損量后刀面磨損量VBVB正常磨損正常磨損急劇磨損急劇磨損切削時(shí)間切削時(shí)間二、刀具磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)1 1、刀具磨損過(guò)程、刀具磨損過(guò)程3.4 3.4 刀具的磨損和刀具耐用度刀具的磨損和刀具耐用度結(jié)論：結(jié)論： 應(yīng)在急劇磨損階段之前磨刀或換刀，這樣既合理使應(yīng)在急劇磨損階段之前磨刀或換刀，這樣既合理使用刀具，又保證加工質(zhì)量。用刀具，又保證加工質(zhì)量。機(jī)械與汽車工程學(xué)院2 2、磨鈍標(biāo)準(zhǔn)、磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

48、3.4 3.4 刀具的磨損和刀具耐用度刀具的磨損和刀具耐用度最大允許磨損量取后刀面最大允許磨損量取后刀面磨損帶中部平均寬度磨損帶中部平均寬度 VBVB刀具磨損到一定限度后就不刀具磨損到一定限度后就不能繼續(xù)使用。這個(gè)能繼續(xù)使用。這個(gè)磨損限度磨損限度稱為稱為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械與汽車工程學(xué)院工件材料工件材料加工性質(zhì)加工性質(zhì)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)VBVB（mmmm）高速鋼高速鋼硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金碳鋼、合金鋼碳鋼、合金鋼粗車粗車1.5-2.01.5-2.01.0-1.41.0-1.4精車精車1. 01. 00.4-0.60.4-0.6灰鑄鐵、可斷鑄鐵灰鑄鐵、可斷鑄鐵粗車粗車2.0-3.02.0-3.00.8

49、-1.00.8-1.0半精車半精車1.5-2.01.5-2.00.6-0.80.6-0.8耐熱鋼、不銹鋼耐熱鋼、不銹鋼粗車、精車粗車、精車1.01.01.01.0考慮因素：考慮因素： 工藝系統(tǒng)剛性；工件材料；加工精度和表面質(zhì)量；工藝系統(tǒng)剛性；工件材料；加工精度和表面質(zhì)量；工件尺寸工件尺寸機(jī)械與汽車工程學(xué)院三、刀具耐用度及其經(jīng)驗(yàn)公式刀具從切削開(kāi)始至磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的切削時(shí)間， 用T 表示。刀具總壽命 一把新刀從投入切削開(kāi)始至報(bào)廢為止的總切削時(shí)間，其間包括多次重磨。機(jī)械與汽車工程學(xué)院111TpmnpCTvfa式中CT 為與工件、刀具材料和其他切削條件有關(guān)的常數(shù) 。機(jī)械與汽車工程學(xué)院 因此，在保證

50、一定的刀具耐用度的條件下，因此，在保證一定的刀具耐用度的條件下，為提高生產(chǎn)率，應(yīng)優(yōu)先考慮采用為提高生產(chǎn)率，應(yīng)優(yōu)先考慮采用大的背吃刀量大的背吃刀量，然后選擇一個(gè)然后選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量較大的進(jìn)給量，最后再選擇，最后再選擇合理合理的切削速度。的切削速度。對(duì)刀具耐用度的影響： v 的顯著，f 次之，ap 影響最小 。用硬質(zhì)合金刀具切削碳鋼（b= 0.763GP a）時(shí)，有：52.250.75TpCTvfa機(jī)械與汽車工程學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院 一、切削用量對(duì)切削加工性的影響一、切削用量對(duì)切削加工性的影響1 1、對(duì)加工質(zhì)量的影響、對(duì)加工質(zhì)量的影響（1）ap、f增大降低加工精度和增大表面粗糙度（2）vc的

51、影響5 19 28 35 55 100 130 切削速度 v（m/min） 981784588主切削力Fc（N）切削速度對(duì)切削力的影響切削速度對(duì)切削力的影響機(jī)械與汽車工程學(xué)院2 2、對(duì)、對(duì)生產(chǎn)生產(chǎn)效率的影響效率的影響pcQa fv 機(jī)床的切削效率可以用單位時(shí)間內(nèi)切除的材料體積Q(mm3/min)表示：切削用量三要素對(duì)切削效率影響的權(quán)重是完全相同的。3 3、對(duì)、對(duì)刀具壽命刀具壽命的影響的影響111TpmnpCTvfav v 的影響最顯著；的影響最顯著；f f 次之；次之；a ap p 影響最小影響最小 。機(jī)械與汽車工程學(xué)院二、切削用量的選用原則二、切削用量的選用原則（1 1）粗加工階段切削用量的

52、選用原則）粗加工階段切削用量的選用原則（2 2）精加工階段切削用量的選用原則）精加工階段切削用量的選用原則Pc應(yīng)盡量保證較高的應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率金屬切除率和必要的和必要的刀具耐用度刀具耐用度，首先選首先選取盡可能大的取盡可能大的背吃刀量背吃刀量a ap p，其次選取盡可能大的，其次選取盡可能大的進(jìn)給量進(jìn)給量f f，最，最后按照刀具耐用度的限制確定合理的后按照刀具耐用度的限制確定合理的切削速度切削速度v vc c。cP應(yīng)應(yīng)保證工件的保證工件的加工質(zhì)量加工質(zhì)量，選用較高的切削速度，選用較高的切削速度v vc c 、盡可能大、盡可能大的背吃刀量的背吃刀量a ap p和較小的進(jìn)給量和較小的進(jìn)給量f f。 合理的切削用量，就是指在保證加工質(zhì)量的前提下，能獲得合理的切削用量，就是指在保證加工質(zhì)量的前提下，能獲得較高生產(chǎn)效率和較低生產(chǎn)成本的切削用量。較高生產(chǎn)效率和較低生產(chǎn)成本的切削用量。機(jī)械與