GW36_切削過(guò)程與控制

1、1第二章第二章切削過(guò)程及控制切削過(guò)程及控制2第二章第二章 切削過(guò)程及控制切削過(guò)程及控制l金屬切削過(guò)程：金屬切削過(guò)程：工件工件與與刀具刀具相互作用的過(guò)程相互作用的過(guò)程l金屬切削加工：金屬切削加工：用刀具從工件表面上切除多余的材用刀具從工件表面上切除多余的材料，以獲得工件的料，以獲得工件的幾何形狀幾何形狀、尺寸精度尺寸精度及及表面質(zhì)量表面質(zhì)量等各個(gè)方面都符合要求的加工方法。要求高質(zhì)量，等各個(gè)方面都符合要求的加工方法。要求高質(zhì)量，高效率，低成本高效率，低成本實(shí)現(xiàn)切削過(guò)程的三個(gè)條件實(shí)現(xiàn)切削過(guò)程的三個(gè)條件l切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 工件與刀具之間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)工件與刀具之間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)l切削性能切削性能 刀具材料

2、必須具備一定的切削性能刀具材料必須具備一定的切削性能l切削角度切削角度 刀具必須具有合理的幾何參數(shù)刀具必須具有合理的幾何參數(shù)32.1.1切削加工的基本概念切削加工的基本概念一、工件加工表面一、工件加工表面 在切削過(guò)程中工件上通常存在著三個(gè)不斷在切削過(guò)程中工件上通常存在著三個(gè)不斷變化的表面變化的表面待加工表面待加工表面工件上即將切除的表面工件上即將切除的表面已加工表面已加工表面工件上已經(jīng)切除而形成的新表面工件上已經(jīng)切除而形成的新表面過(guò)渡表面過(guò)渡表面 工件上正在切削的表面，介于已工件上正在切削的表面，介于已加工表面和待加工表面之間加工表面和待加工表面之間42.1.1切削加工的基本概念切削加工的基本

3、概念以車(chē)削外圓為例：工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具作縱向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，形成了工件的外圓表面。在新的表面的形成過(guò)程中，工件上有三個(gè)依次變化的表面切除多余金屬后形成的表面切除多余金屬后形成的表面處于已加工表面與待加工表面處于已加工表面與待加工表面之間，與主切削刃正對(duì)之間，與主切削刃正對(duì)即將被切除金屬層的表面即將被切除金屬層的表面52.1.1切削加工的基本概念切削加工的基本概念二、切削運(yùn)動(dòng)二、切削運(yùn)動(dòng) 刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)( (表面成形運(yùn)動(dòng)表面成形運(yùn)動(dòng)) ) ，從而切除多余金屬，使工件獲得所要求的形狀從而切除多余金屬，使工件獲得所要求的形狀和精度和精度 切削運(yùn)動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)

4、動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的向量和稱(chēng)合成切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的向量和稱(chēng)合成切削運(yùn)動(dòng)62.1.1切削加工的基本概念切削加工的基本概念以外圓車(chē)削為例主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使新的金屬層不斷投入切削使新的金屬層不斷投入切削過(guò)程并使其在所需方向上繼過(guò)程并使其在所需方向上繼續(xù)下去的運(yùn)動(dòng)續(xù)下去的運(yùn)動(dòng) 切削速度切削速度進(jìn)給速度進(jìn)給速度合成切削運(yùn)動(dòng)速度合成切削運(yùn)動(dòng)速度V e= V c+ V f72.1.1切削加工的基本概念切削加工的基本概念三、切削用量三、切削用量切削速度切削速度vC： 1000wd nv主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算公式為：主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算公式為：主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)

5、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算公式為主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算公式為：dw工件待加工表面或刀具的最大直徑工件待加工表面或刀具的最大直徑 n工件或刀具轉(zhuǎn)數(shù)工件或刀具轉(zhuǎn)數(shù)(r/s) L往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度nr主運(yùn)動(dòng)每分鐘的往復(fù)次數(shù)主運(yùn)動(dòng)每分鐘的往復(fù)次數(shù) 6010002rLnv82.1.1切削加工的基本概念切削加工的基本概念三、切削用量三、切削用量進(jìn)給量進(jìn)給量f ：在主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每一行程時(shí)在主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每一行程時(shí)(或單位時(shí)或單位時(shí)間內(nèi)間內(nèi))，刀具與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移，刀具與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移 V = n=z z n92.1.1切削加工的基本概念切削加工的基

6、本概念a p= (dw-dm)/2 mm三、切削用量三、切削用量背吃刀量背吃刀量a p：刀具切削刃與工件的接觸長(zhǎng)度在同時(shí)刀具切削刃與工件的接觸長(zhǎng)度在同時(shí)垂直于主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向上的投影值垂直于主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向上的投影值對(duì)外圓車(chē)削：對(duì)外圓車(chē)削：對(duì)鉆孔：對(duì)鉆孔： a p= dm/2 mm10注釋注釋: :1、主運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是往復(fù)運(yùn)動(dòng)；、主運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是往復(fù)運(yùn)動(dòng)；2、主運(yùn)動(dòng)可以是工件來(lái)實(shí)現(xiàn)（車(chē)外圓）、主運(yùn)動(dòng)可以是工件來(lái)實(shí)現(xiàn)（車(chē)外圓）,主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng) 也可以是也可以是刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)（鉆孔、切斷、刨、銑加工）刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)（鉆孔、切斷、刨、銑加工）;3、主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)，進(jìn)給運(yùn)

7、動(dòng)可以一個(gè)以上。、主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以一個(gè)以上。112.1.1切削加工的基本概念切削加工的基本概念四、切削層參數(shù)四、切削層參數(shù) 由切削刃正在切削的這一層金屬叫作由切削刃正在切削的這一層金屬叫作切削層切削層。切削層的。切削層的截面尺寸稱(chēng)為截面尺寸稱(chēng)為切削層參數(shù)切削層參數(shù)。它決定了刀具切削部分所承受的。它決定了刀具切削部分所承受的負(fù)荷和切屑尺寸的大小，通常在基面負(fù)荷和切屑尺寸的大小，通常在基面P Pr r內(nèi)度量。內(nèi)度量。 1. 切削厚度切削厚度 ac (s= 0) ac f sinr 2. 切削寬度切削寬度 aw aw ap/sinr3. 切削層面積切削層面積 Ac ( = 0) Ac a

8、c aw f apr r122.1.1切削加工的基本概念切削加工的基本概念l思考思考 確定下列加工方法的切削用量a)a)車(chē)外圓車(chē)外圓b)b)車(chē)端面車(chē)端面c)c)切槽切槽d)d)平面刨削平面刨削e)e)鉆孔鉆孔/ /鏜孔鏜孔f)f)銑平面銑平面132.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度l刀具切削部分的構(gòu)造l確定刀具角度的參考平面l刀具的標(biāo)注角度l刀具的工作角度下面以外圓車(chē)刀為例，給出刀具幾何參數(shù)方面的有關(guān)定義。142.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度一、一、刀具切削部分的構(gòu)造刀具切削部分的構(gòu)造 刀具上承擔(dān)切削工作的部分稱(chēng)為刀具的切削部分刀具上承擔(dān)切削工作的部分稱(chēng)為刀具的切削部分 外圓車(chē)刀是最基本、最典

9、型的切削刀具，外圓車(chē)刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又稱(chēng)刀頭）組成可用一句話(huà)總結(jié)：其切削部分（又稱(chēng)刀頭）組成可用一句話(huà)總結(jié)： “三面兩刃一尖三面兩刃一尖”152.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度SA前刀面前刀面Ar后刀面后刀面副后刀面副后刀面主切削刃主切削刃AAS副后切削刃副后切削刃S“三面兩刃一尖三面兩刃一尖”切屑流過(guò)的表面切屑流過(guò)的表面前刀面和副后刀前刀面和副后刀面相交的部分面相交的部分主切削刃和副切主切削刃和副切削刃相交的部分削刃相交的部分前刀面和后刀前刀面和后刀面相交的部分面相交的部分與工件過(guò)渡表面相對(duì)的表面與工件過(guò)渡表面相對(duì)的表面工件已加工表面相對(duì)的表面工件已加工表面相對(duì)的表

10、面16正交平面參考系正交平面參考系2.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度刀具標(biāo)注角度參考系：刀具標(biāo)注角度參考系：設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量角度時(shí)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量角度時(shí)的基準(zhǔn)假設(shè)： 不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 規(guī)定車(chē)刀刀尖與工件中心等高 刀柄的中心線(xiàn)垂直于進(jìn)給方向 靜止參考系靜止參考系l基面基面Pr：通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，并通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，并垂直于改點(diǎn)切削速度方向的平面垂直于改點(diǎn)切削速度方向的平面l切削平面切削平面Ps：通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，與主切削刃相切并垂直于基面與主切削刃相切并垂直于基面Pr的的平面平面l正交平面正交平面Po：通過(guò)切削切削刃選通過(guò)切削切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于定點(diǎn)，同時(shí)垂直于Pr和切

11、削平面和切削平面Ps的平面的平面二、確定刀具角度的參考平面正交平面參考系正交平面參考系172.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度三、刀具的標(biāo)注角度 在刀具的標(biāo)注角度參考系中確定的切削刃與刀在刀具的標(biāo)注角度參考系中確定的切削刃與刀面的方位角度，稱(chēng)為刀具標(biāo)注角度。面的方位角度，稱(chēng)為刀具標(biāo)注角度。 如果切削刃是曲線(xiàn)或前、后刀面是曲面的情況如果切削刃是曲線(xiàn)或前、后刀面是曲面的情況下，定義刀具的角度時(shí)，應(yīng)該用通過(guò)切削刃選定點(diǎn)下，定義刀具的角度時(shí)，應(yīng)該用通過(guò)切削刃選定點(diǎn)的切線(xiàn)或切平面代替曲刃或曲面的切線(xiàn)或切平面代替曲刃或曲面18正交平面正交平面切削平面切削平面r外圓車(chē)刀正交平面參考的標(biāo)注角度外圓車(chē)刀正交平面參

12、考的標(biāo)注角度2.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度0 0 0900基面基面192.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度l刃傾角刃傾角s: :刃傾角刃傾角s 是主切削刃與基面的夾角是主切削刃與基面的夾角, 影響切屑影響切屑的流出方向的流出方向202.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度刃傾角對(duì)切削刃接觸工件的影響21麻花鉆的結(jié)構(gòu)麻花鉆的結(jié)構(gòu)222.1.2刀具幾何角度刀具幾何角度四、刀具的工作角度 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響（1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響（2）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響 刀具安裝位置對(duì)工作角度的影響刀具安裝位置對(duì)工作角度的影響（1）刀具安裝高

13、低的刀具安裝高低的影響影響（2）刀桿中心線(xiàn)與進(jìn)給方向不垂直的影響刀桿中心線(xiàn)與進(jìn)給方向不垂直的影響232.1.3刀具材料刀具材料刀具的切削性能決定于刀具結(jié)構(gòu)、切削部分的材料和幾何參數(shù)刀具的切削性能決定于刀具結(jié)構(gòu)、切削部分的材料和幾何參數(shù)（一）刀具材料必須具備的性能（一）刀具材料必須具備的性能高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性高耐熱性高耐熱性良好的工藝性良好的工藝性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性242.1.3刀具材料刀具材料（二）常用刀具材料的種類(lèi)及特性（二）常用刀具材料的種類(lèi)及特性硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金：適于制造高速切削刀具。適于制造高速切削刀具。高速鋼高速鋼: : （1）通用型高

14、速鋼：主要用于一般材料的常規(guī)加工）通用型高速鋼：主要用于一般材料的常規(guī)加工（2）高性能高速鋼：主要用于難加工材料的加工）高性能高速鋼：主要用于難加工材料的加工（三）新型刀具材料（三）新型刀具材料l陶瓷材料陶瓷材料：廣泛用于高速切削加工的精加工階段。廣泛用于高速切削加工的精加工階段。l立方氮化硼立方氮化硼：可勝任多種難加工材料的高速切削。可勝任多種難加工材料的高速切削。l人造金剛石人造金剛石：多用在高速下精細(xì)車(chē)削或鏜削有色金屬及多用在高速下精細(xì)車(chē)削或鏜削有色金屬及非金屬材料。非金屬材料。25工件材料的切削加工性切削加工性是指工件材料被切削加工的難易程度。切削加工性是指工件材料被切削加工的難易程度

15、。衡量指標(biāo)衡量指標(biāo)： 刀具使用壽命刀具使用壽命: 在相同切削條件下，刀具使用壽命高，切在相同切削條件下，刀具使用壽命高，切削加工性好。削加工性好。 切削力和切削溫度切削力和切削溫度:在相同切削條件下，切削力大或切削溫在相同切削條件下，切削力大或切削溫度高，則切削加工性差。機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，常用此指標(biāo)。度高，則切削加工性差。機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，常用此指標(biāo)。 加工表面質(zhì)量加工表面質(zhì)量:易獲得好的加工表面質(zhì)量，則切削加工性好。易獲得好的加工表面質(zhì)量，則切削加工性好。精加工時(shí)常用此指標(biāo)。精加工時(shí)常用此指標(biāo)。 斷屑性能斷屑性能:在相同切削條件下，以所形成的切屑是否便于清在相同切削條件下，以所形成的切屑是否便于

16、清除作為一項(xiàng)指標(biāo)。對(duì)于自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化程度較除作為一項(xiàng)指標(biāo)。對(duì)于自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)線(xiàn)上常用此指標(biāo)。高的生產(chǎn)線(xiàn)上常用此指標(biāo)。26工件材料的切削加工性改善材料切削加工性的途徑改善材料切削加工性的途徑 采用熱處理改善材料切削加工性采用熱處理改善材料切削加工性v低碳鋼塑性高正火低碳鋼塑性高正火v熱軋中碳鋼組織不均勻正火熱軋中碳鋼組織不均勻正火v馬氏體不銹鋼調(diào)質(zhì)馬氏體不銹鋼調(diào)質(zhì)v高碳鋼、工具鋼硬度偏高球化退火高碳鋼、工具鋼硬度偏高球化退火v高硬度鑄鐵退火高硬度鑄鐵退火 調(diào)整材料的化學(xué)成分調(diào)整材料的化學(xué)成分v鋼中添加硫、磷、鉛、鈣等易切鋼鋼中添加硫、磷、鉛、鈣等易切鋼v鑄鐵

17、中的所含元素對(duì)碳的石墨化影響其切削加工性鑄鐵中的所含元素對(duì)碳的石墨化影響其切削加工性27第二節(jié) 金屬切削過(guò)程中的變形金屬切削過(guò)程中的變形282.2.1 切屑的形成過(guò)程以塑性材料的切屑形成為例，金屬切削區(qū)可大致以塑性材料的切屑形成為例，金屬切削區(qū)可大致劃分為：劃分為：圖圖210第一變形區(qū)第一變形區(qū)（剪切滑移區(qū)剪切滑移區(qū)）第三變形區(qū)第三變形區(qū)變形的主要特征：變形的主要特征：剪切滑移變形和加工硬化剪切滑移變形和加工硬化第二變形第二變形區(qū)區(qū)（擠壓摩擦區(qū)擠壓摩擦區(qū)）（擠壓摩擦回彈區(qū)擠壓摩擦回彈區(qū)）292.2.2 切削變形程度切削層經(jīng)塑變形后，厚度增加，長(zhǎng)度縮小，寬度基本不變切削層經(jīng)塑變形后，厚度增加，長(zhǎng)

18、度縮小，寬度基本不變厚度變形系數(shù)長(zhǎng)度變形系數(shù)chDhLLLDchhahh cos ( -0）/ sin 切屑與切削層尺寸hDhchLDLch變形前后體積不變變形前后體積不變，用用h表示切削層變的變形程度表示切削層變的變形程度hhlha302.2.2切削變形程度ysOM0相對(duì)滑移系數(shù))cos(sincos00yS312.2.2切削變形程度o4剪切面與切削速度剪切面與切削速度方向之間的夾角方向之間的夾角前角前角0 增大時(shí)，剪切角增大時(shí)，剪切角 隨之增大，變形減小隨之增大，變形減小摩擦角摩擦角 增大時(shí)，剪切角增大時(shí)，剪切角 隨之減小，變形增大隨之減小，變形增大322.2.3積屑瘤的形成 在速度不高切

19、削塑性金屬形成帶狀切屑的情況下，滯流層在速度不高切削塑性金屬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，稱(chēng)為金屬粘接在前刀面上，形成硬度很高的硬塊，稱(chēng)為積屑瘤積屑瘤塑性材料的加工硬化傾向越強(qiáng)，越易產(chǎn)生積屑瘤；塑性材料的加工硬化傾向越強(qiáng)，越易產(chǎn)生積屑瘤；在背吃刀量在背吃刀量ap和進(jìn)給量和進(jìn)給量 f 保持一定時(shí)，積屑瘤高度與切削速度保持一定時(shí)，積屑瘤高度與切削速度有密切關(guān)系如上圖有密切關(guān)系如上圖332.2.4積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響 （1）使刀具前角變大使刀具前角變大 （2）使切削厚度變化使切削厚度變化 （3）使加工表面粗糙度增加使

20、加工表面粗糙度增加 （4）代替刀刃切削，提高刀具壽命代替刀刃切削，提高刀具壽命 積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響有積極的一面，也有消積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響有積極的一面，也有消極的一面。精加工時(shí)必須防止積屑瘤的產(chǎn)生，可采取極的一面。精加工時(shí)必須防止積屑瘤的產(chǎn)生，可采取的控制措施有：的控制措施有： （2）增大刀具前角增大刀具前角 （1）正確選用切削速度正確選用切削速度 （3）降低工材塑性降低工材塑性,適當(dāng)提高工件材料硬度適當(dāng)提高工件材料硬度 （4）使用潤(rùn)滑性能好的切削液使用潤(rùn)滑性能好的切削液34切削液的功用及選用切削液的功用及選用u切削液的作用：切削液的作用：冷卻作用冷卻作用 ；潤(rùn)滑作用；潤(rùn)滑作用 ；清洗與

21、防銹作用；清洗與防銹作用 u切削液的種類(lèi)切削液的種類(lèi) : 水溶液水溶液 ；乳化液；乳化液 ；切削油；切削油 u切削液的合理選用切削液的合理選用: 應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料、加工方應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料、加工方法和技術(shù)要求等具體情況進(jìn)行選用。法和技術(shù)要求等具體情況進(jìn)行選用。u 切削液的使用方法切削液的使用方法: 切削液的合理使用非常重要，其澆切削液的合理使用非常重要，其澆 注部位、充足的程度與澆注方法的差異，將直接影響到切削注部位、充足的程度與澆注方法的差異，將直接影響到切削 液的使用效果。液的使用效果。 切削液應(yīng)澆注在切削變形區(qū)，該區(qū)是發(fā)熱的核心區(qū)；不切削液應(yīng)澆注在切削變形區(qū)，該區(qū)是發(fā)熱的核

22、心區(qū)；不 應(yīng)該澆注在刀具或零件上。應(yīng)該澆注在刀具或零件上。352.2.5影響切屑變形的因素l工件材料工件材料:工件材料強(qiáng)度越高，摩擦角工件材料強(qiáng)度越高，摩擦角減小，剪切角減小，剪切角增大，變形系數(shù)增大，變形系數(shù)h將隨之減小將隨之減小l刀具前角刀具前角0 hl切削速度切削速度: :在無(wú)積屑瘤產(chǎn)生的切削速度范圍在無(wú)積屑瘤產(chǎn)生的切削速度范圍cvhl切削工稱(chēng)厚度切削工稱(chēng)厚度hD:在無(wú)積屑瘤的切削速度范圍內(nèi)，切削在無(wú)積屑瘤的切削速度范圍內(nèi)，切削層公稱(chēng)厚度層公稱(chēng)厚度 越大，變形系數(shù)越大，變形系數(shù) 越小。越小。Dhh36第三節(jié)切屑的類(lèi)型及控制切屑的類(lèi)型及控制372.3.1切屑的類(lèi)型切屑的類(lèi)型形成條件影響名稱(chēng)

23、簡(jiǎn)圖形態(tài)變形帶狀帶狀，底面光滑背面呈毛茸狀節(jié)狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規(guī)則塊狀顆粒剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度未經(jīng)塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，進(jìn)給量較小， 刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，進(jìn)給量較大， 刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低加工硬脆材料， 刀具前角較小切削過(guò)程平穩(wěn)，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)，表面粗糙度欠佳切削力波動(dòng)較大，切削過(guò)程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳切削力波動(dòng)大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑 切屑類(lèi)

24、型及形成條件382.3.1切屑的類(lèi)型切屑的類(lèi)型切塑性材料切塑性材料 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)0vac0 v ac0 v ac0vac切脆性材料切脆性材料:崩碎切屑崩碎切屑不平穩(wěn)不平穩(wěn),表面粗糙表面粗糙 應(yīng)應(yīng)0vac392.3.1切屑的類(lèi)型切屑的類(lèi)型小結(jié)：小結(jié)：v在實(shí)際生產(chǎn)中存在介于上述四種切屑的過(guò)渡類(lèi)型在實(shí)際生產(chǎn)中存在介于上述四種切屑的過(guò)渡類(lèi)型v同類(lèi)型

25、材料，切削條件不同，可得到不同的切屑同類(lèi)型材料，切削條件不同，可得到不同的切屑v選擇合適的刀具幾何角度和切削用量，可改變切屑類(lèi)型選擇合適的刀具幾何角度和切削用量，可改變切屑類(lèi)型掌握切屑變化規(guī)律，就可控制其形狀和尺寸。掌握切屑變化規(guī)律，就可控制其形狀和尺寸。402.3.2切屑的控制切屑的控制l“不可接受不可接受”的切屑：的切屑：切削條件惡劣導(dǎo)致。影響主要有拉傷工件的已加工表面；劃傷機(jī)床；造成刀具的早期破損；影響操作者的安全。l切屑控制切屑控制：在切削加工中采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)控制切屑的卷曲、流出與折斷，使形成“可接受”的良好屑形l“可接受可接受”的切屑標(biāo)準(zhǔn)：的切屑標(biāo)準(zhǔn)：不妨礙正常的加工；不影響操作者

26、的安全；易于清理、存放和搬運(yùn)。412.3.2切屑的控制切屑的控制l切屑控制的切屑控制的措施措施： 在前刀面上磨制出斷屑槽或使用壓塊式斷屑器在前刀面上磨制出斷屑槽或使用壓塊式斷屑器改變刀具角度：增大改變刀具角度：增大kr、減小、減小0 0或改變或改變s調(diào)整切削用量調(diào)整切削用量自己看課本P30頁(yè)222、223、22442第四節(jié)第四節(jié) 切削力切削力 432.4.1切削力與切削功率l切削力的來(lái)源：切削力的來(lái)源：克服克服 被切削材料的彈性、塑性變形抗力；被切削材料的彈性、塑性變形抗力；刀具與切屑、工件表面之間的摩擦力刀具與切屑、工件表面之間的摩擦力l切削力的分解：切削力的分解：將切削合力將切削合力F分解

27、為三個(gè)互相垂直的分力分解為三個(gè)互相垂直的分力Fc 、Ff 、FpFc 主切削力主切削力，與切削速度方向一致。用于計(jì)算刀具和機(jī)，與切削速度方向一致。用于計(jì)算刀具和機(jī)床強(qiáng)度床強(qiáng)度,確定確定Ff 進(jìn)給力進(jìn)給力，與進(jìn)給方向平行，車(chē)外圓時(shí)稱(chēng)為軸向力。用，與進(jìn)給方向平行，車(chē)外圓時(shí)稱(chēng)為軸向力。用于于設(shè)計(jì)機(jī)床設(shè)計(jì)機(jī)床和確定和確定Fp 背向力背向力(切深抗力切深抗力)，與進(jìn)給方向垂直，又稱(chēng)徑向力。，與進(jìn)給方向垂直，又稱(chēng)徑向力。用于計(jì)算用于計(jì)算2 2p p2 2f f2 2c cF FF FF FF F442.4.1切削力與切削功率l切削功率：切削功率：消耗在切屑加工過(guò)程中的功率消耗在切屑加工過(guò)程中的功率(Pc)

28、，可分解成可分解成切削功率切削功率(Fcvc)和和進(jìn)給功率進(jìn)給功率(Pf)之和之和 331010cccfccfwccPF vPF vF n fF vmcEPP機(jī)床電機(jī)功率：機(jī)床電機(jī)功率：452.4.2影響切削力的主要因素影響切削力的主要因素l工件材料的影響工件材料的影響強(qiáng)度高強(qiáng)度高加工硬化傾向大加工硬化傾向大切削力大切削力大l切削用量的影響切削用量的影響u背吃刀量背吃刀量ap進(jìn)給量進(jìn)給量fAD變形抗力變形抗力摩擦力摩擦力切削力切削力從減小切削力和節(jié)省動(dòng)力消耗的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，在切除相同從減小切削力和節(jié)省動(dòng)力消耗的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，在切除相同余量的條件下，增大余量的條件下，增大 f 比增大比增大ap 更為有利

29、更為有利u切削速度對(duì)切削力影響：切削速度對(duì)切削力影響：在無(wú)積屑瘤階段在無(wú)積屑瘤階段:隨隨v 溫度升高，摩擦系數(shù)溫度升高，摩擦系數(shù)變形程度變形程度 F在積屑瘤在積屑瘤增長(zhǎng)增長(zhǎng)階段階段: 隨隨v 積屑瘤高度積屑瘤高度變形程度變形程度，F(xiàn) 在積屑瘤在積屑瘤減小減小階段階段: 隨隨v 變形程度變形程度， F 462.4.2影響切削力的主要因素影響切削力的主要因素l刀具幾何參數(shù)的影響刀具幾何參數(shù)的影響前角的影響前角的影響 ： 主偏角的影響：主偏角的影響： cos PDrFFsinfDrFFkr 刀刃鋒利刀刃鋒利前角前角 o o變形抗力變形抗力切削力切削力刃傾角的影響：刃傾角的影響：s對(duì)對(duì)Fc影響很小影響

30、很小;s對(duì)對(duì)Fp、 Ff影響較大影響較大l ls s 背前角背前角 p p側(cè)前角側(cè)前角 f fF Fp pF Ff f刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑 的影響：的影響： r增大相當(dāng)于增大相當(dāng)于r減小的影響減小的影響 r對(duì)對(duì)Fc影響很?。挥绊懞苄?；Fp隨隨 r增大而增大；增大而增大；Ff隨隨 r增大而減小增大而減小負(fù)倒棱負(fù)倒棱br 的影響：的影響： b1 與與f 之比增大之比增大,切削力隨之增大切削力隨之增大472.4.2影響切削力的主要因素影響切削力的主要因素l其它因素的影響其它因素的影響切削液切削液 的影響：的影響：刀具材料的影響刀具材料的影響 切削液潤(rùn)滑作用越好，力減小越顯著，低速時(shí)更突出切削液潤(rùn)

31、滑作用越好，力減小越顯著，低速時(shí)更突出按立方氮化硼、陶瓷、涂層、硬質(zhì)合金、高速鋼順序，按立方氮化硼、陶瓷、涂層、硬質(zhì)合金、高速鋼順序， 切削力依次增大切削力依次增大刀具磨損的影響：刀具磨損的影響：后刀面平均磨損帶寬度后刀面平均磨損帶寬度VB越大，摩擦越大，摩擦越強(qiáng)烈，切削力也越大。越強(qiáng)烈，切削力也越大。VB對(duì)背向力對(duì)背向力Fp影響最顯著影響最顯著48 第五節(jié)第五節(jié)切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度492.5.1 切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo) 切削熱產(chǎn)生于切削熱產(chǎn)生于三個(gè)變形區(qū)，三個(gè)變形區(qū)， 切削過(guò)程中切削過(guò)程中消耗的能量約消耗的能量約 98%轉(zhuǎn)換為熱能轉(zhuǎn)換為熱能切削熱通過(guò)切屑、工件、刀具

32、和切削熱通過(guò)切屑、工件、刀具和周?chē)橘|(zhì)向外傳出周?chē)橘|(zhì)向外傳出切屑工件刀具圖230502.5.2 影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素切削溫度切削溫度: :一般指前刀面與切屑接觸區(qū)內(nèi)的平均溫度一般指前刀面與切屑接觸區(qū)內(nèi)的平均溫度影響影響的主要兩個(gè)方面：的主要兩個(gè)方面：切削熱的產(chǎn)生與傳出切削熱的產(chǎn)生與傳出n 切削用量的影響：切削用量的影響：n 刀具幾何參數(shù)的影響刀具幾何參數(shù)的影響n(yōu)刀具磨損的影響刀具磨損的影響n(yōu) 工件材料的影響工件材料的影響 n 切削液的影響切削液的影響51第六節(jié)第六節(jié) 刀具磨損和壽命刀具磨損和壽命522.6.1 刀具磨損形態(tài)及原因刀具磨損形態(tài)及原因主要磨損形態(tài)：主要磨損

33、形態(tài)：（一）（一）前刀面磨損前刀面磨損 （二）（二）后刀面磨損后刀面磨損 （三）（三）邊界磨損邊界磨損刀具失效形式：刀具失效形式：磨損磨損 （正常工作時(shí)逐漸產(chǎn)生的損耗）（正常工作時(shí)逐漸產(chǎn)生的損耗） 破損破損 （突發(fā)的破壞，隨機(jī)的）（突發(fā)的破壞，隨機(jī)的）圖圖235主要磨損原因：主要磨損原因：磨粒磨損磨粒磨損粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損擴(kuò)散磨損擴(kuò)散磨損相變磨損相變磨損氧化磨損氧化磨損532.6.2 刀具磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)（一）刀具磨損過(guò)程（一）刀具磨損過(guò)程 1. 初期磨損階段初期磨損階段 2. 正常磨損階段正常磨損階段 3. 急劇磨損階段急劇磨損階段 圖237（二）刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)（二）刀具

34、磨損標(biāo)準(zhǔn) 刀具磨損到一定限度后就不能繼續(xù)使刀具磨損到一定限度后就不能繼續(xù)使用，這個(gè)磨損限度稱(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。用，這個(gè)磨損限度稱(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。542.6.3 刀具壽命刀具壽命刀具使用壽命刀具使用壽命T：刀具刃磨后開(kāi)始切削到磨損量達(dá)到磨刀具刃磨后開(kāi)始切削到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間 刀具總使用壽命：刀具總使用壽命：刀具從開(kāi)始使用到報(bào)廢為止的總切削刀具從開(kāi)始使用到報(bào)廢為止的總切削時(shí)間時(shí)間 刀具總使用壽命刀具使用壽命刀具總使用壽命刀具使用壽命刃磨次數(shù)刃磨次數(shù)55第七節(jié)第七節(jié)刀具幾何參數(shù)和刀具幾何參數(shù)和切削用量的選擇切削用量的選擇562.7.1刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇一、刀具前角的選擇增大前角使刀刃變得鋒利，切削更為輕快并減小切削力和切削熱增大前角使刀刃變得鋒利，切削更為輕快并減小切削力和切削熱前角過(guò)大，刀刃和刀尖的強(qiáng)度下降，刀具導(dǎo)熱體積減少，影響刀前角過(guò)大，刀刃和刀尖的強(qiáng)度下降，刀具導(dǎo)熱體積減少，影響刀具使用壽命。具使用壽命。u強(qiáng)度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性大的刀強(qiáng)度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性大的刀具甚至取負(fù)的前角。具甚至取負(fù)的前角。u加工鋼件等加工鋼件等塑性材料塑性材料時(shí)，一般采用選擇時(shí)，一般采用選擇大大的前角。的前角。 u加工加工脆性材料脆性材料時(shí)，刀具前角相對(duì)塑性材料取得時(shí)