模塊01 刀具材料與切削加工基本知識

1、模塊模塊1 1 刀具材料與切削加工基本知識刀具材料與切削加工基本知識 金屬切削加工就是利用金屬切削機(jī)床，使用金屬切削金屬切削加工就是利用金屬切削機(jī)床，使用金屬切削刀具對金屬材料進(jìn)行切削加工，從工件上切除多余金屬，刀具對金屬材料進(jìn)行切削加工，從工件上切除多余金屬，使之成為具有一定幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的工件。使之成為具有一定幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的工件。在切削加工過程中，除了要有一定切削性能的切削刀具外，在切削加工過程中，除了要有一定切削性能的切削刀具外，還要有機(jī)床提供工件與切削刀具間所必需的相對運(yùn)動，而還要有機(jī)床提供工件與切削刀具間所必需的相對運(yùn)動，而且這種相對運(yùn)動還要與工件各種表

2、面的形成規(guī)律和幾何特且這種相對運(yùn)動還要與工件各種表面的形成規(guī)律和幾何特征相適應(yīng)。本模塊就來學(xué)習(xí)金屬切削刀具材料的選用、切征相適應(yīng)。本模塊就來學(xué)習(xí)金屬切削刀具材料的選用、切削運(yùn)動和切削用量、刀具的組成及其幾何參數(shù)、常用車削削運(yùn)動和切削用量、刀具的組成及其幾何參數(shù)、常用車削用刀具的繪制、車刀的工作角度及其計(jì)算等內(nèi)容。用刀具的繪制、車刀的工作角度及其計(jì)算等內(nèi)容。模塊模塊1 1 刀具材料與切削加工基本知識刀具材料與切削加工基本知識 課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量 課題課題3 3 刀具的組成及其主要角度刀具的組成及其主要角度 課題課題4

3、 4 常用車刀的繪制及刃磨常用車刀的繪制及刃磨 課題課題5 5 車刀的工作角度車刀的工作角度 課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用 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(diǎn)知識點(diǎn)常用刀具材料的選用。常用刀具材料的選用。刀具材料應(yīng)具備的性能。刀具材料應(yīng)具備的性能。刀具材料類型。刀具材料類型。技能點(diǎn)技能點(diǎn)能夠根據(jù)加工條件為某一工作任務(wù)選擇刀具。能夠根據(jù)加工條件為某一工作任務(wù)選擇刀具。性能優(yōu)良的刀具材料是保證刀具高效工作的基本條件。刀具性能優(yōu)良的刀具材料是保證刀具高效工作的基本條件。刀具材料選擇不當(dāng)，則無論刀具結(jié)構(gòu)如何先進(jìn)、幾何參數(shù)如何合材料選擇不

4、當(dāng)，則無論刀具結(jié)構(gòu)如何先進(jìn)、幾何參數(shù)如何合理，都是無法正常工作的。新型刀具材料的出現(xiàn)和采用，常理，都是無法正常工作的。新型刀具材料的出現(xiàn)和采用，常常使刀具耐用度成幾倍、幾十倍地提高，而且使一些難加工常使刀具耐用度成幾倍、幾十倍地提高，而且使一些難加工材料的切削加工成為可能。材料的切削加工成為可能。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用一、課題引入一、課題引入現(xiàn)要求在車床上以現(xiàn)要求在車床上以70m/min70m/min的切削速度精加工如圖的切削速度精加工如圖1-11-1所示的零件，已知零件材料為所示的零件，已知零件材料為4545鋼，試選用合理的刀具材料。鋼，試選用合理的刀具材料。圖圖1-1

5、 1-1 加工軸零件圖加工軸零件圖課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用二、課題分析二、課題分析在切削加工中，刀具直接承擔(dān)著切除加工余量，形成在切削加工中，刀具直接承擔(dān)著切除加工余量，形成零件表面的任務(wù)。刀具切削部分的材料不僅對加工表面質(zhì)量，零件表面的任務(wù)。刀具切削部分的材料不僅對加工表面質(zhì)量，而且對刀具壽命、切削效率和加工成本均有直接影響。在選而且對刀具壽命、切削效率和加工成本均有直接影響。在選擇刀具材料時(shí)，需要考慮的因素主要包括：被加工零件的材擇刀具材料時(shí)，需要考慮的因素主要包括：被加工零件的材料、切削加工速度和切削加工階段。對于不同的被加工材料，料、切削加工速度和切削加工階段。對于

6、不同的被加工材料，如鋼和鑄鐵，由于它們具有不同的切削特點(diǎn)，故需要選擇不如鋼和鑄鐵，由于它們具有不同的切削特點(diǎn)，故需要選擇不同的刀具材料；對于不同的加工階段，如粗加工、半精加工同的刀具材料；對于不同的加工階段，如粗加工、半精加工和精加工等，由于加工要求不同，在選用具體刀具牌號時(shí)，和精加工等，由于加工要求不同，在選用具體刀具牌號時(shí)，也應(yīng)有所不同。另外，需要指出的是，切削速度在很大程度也應(yīng)有所不同。另外，需要指出的是，切削速度在很大程度上決定著刀具材料的選用。總之，我們應(yīng)當(dāng)重視刀具材料的上決定著刀具材料的選用?？傊?，我們應(yīng)當(dāng)重視刀具材料的合理選用。合理選用。下面就來學(xué)習(xí)刀具材料的選用方法。下面就來學(xué)

7、習(xí)刀具材料的選用方法。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用三、相關(guān)知識三、相關(guān)知識( (一一) ) 常用刀具材料的選用常用刀具材料的選用一般來說，選擇刀具材料時(shí)主要考慮的因素是工件材一般來說，選擇刀具材料時(shí)主要考慮的因素是工件材料和切削速度。目前，我國常用的刀具材料有工具鋼料和切削速度。目前，我國常用的刀具材料有工具鋼( (碳素碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼工具鋼、合金工具鋼和高速鋼) )、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬刀、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬刀具材料具材料( (金剛石、立方氮化硼金剛石、立方氮化硼) )等等4 4大類。目前使用量最大的大類。目前使用量最大的刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)合金；碳素工具鋼

8、和合金工具鋼由刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)合金；碳素工具鋼和合金工具鋼由于耐熱性差已很少使用，主要用于手工刀具或低速切削刀具；于耐熱性差已很少使用，主要用于手工刀具或低速切削刀具；陶瓷、金剛石、立方氮化硼或因強(qiáng)度低、脆性大，或因成本陶瓷、金剛石、立方氮化硼或因強(qiáng)度低、脆性大，或因成本高，僅應(yīng)用于某些有限場合。高，僅應(yīng)用于某些有限場合。(1) (1) 低速切削時(shí)的刀具材料。低速切削時(shí)，選擇工具低速切削時(shí)的刀具材料。低速切削時(shí)，選擇工具鋼作為刀具材料較為適宜，部分刀具常用工具鋼見表鋼作為刀具材料較為適宜，部分刀具常用工具鋼見表1-11-1。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用表表1-1 1-1

9、部分刀具常用工具鋼部分刀具常用工具鋼 9SiCr9SiCrT12AT12A，T10AT10A圓板牙圓板牙W18Cr4VW18Cr4VCrWMnCrWMn拉刀拉刀9SiCr9SiCrT12AT12A手用鉸刀手用鉸刀W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2機(jī)用鉸刀機(jī)用鉸刀W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2麻花鉆麻花鉆W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2成形車刀成形車刀W18Cr4VW18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2車刀、銑刀車刀、銑刀高速鋼高速鋼合金工具鋼合金工具鋼碳素工具鋼碳

10、素工具鋼刀具種類刀具種類課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用由表由表1-11-1不難看出，碳素工具鋼和合金工具鋼僅適合不難看出，碳素工具鋼和合金工具鋼僅適合于制作諸如手用鉸刀和圓板牙等手用刀具，而手用刀具工于制作諸如手用鉸刀和圓板牙等手用刀具，而手用刀具工作時(shí)的切削速度一般不會高于作時(shí)的切削速度一般不會高于10m/min10m/min。所以，在工具鋼。所以，在工具鋼中高速鋼才是機(jī)加工刀具的主要材料。高速鋼刀具能加工中高速鋼才是機(jī)加工刀具的主要材料。高速鋼刀具能加工碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵等常用金屬。碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵等常用金屬。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用

11、不過，由于受材料耐熱溫度不過，由于受材料耐熱溫度( (普通高速鋼為普通高速鋼為600700)600700)的制約，對于像的制約，對于像W18Cr4VW18Cr4V和和W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2這樣的這樣的普通高速鋼，在使用時(shí)仍然必須注意切削速度的限制。切普通高速鋼，在使用時(shí)仍然必須注意切削速度的限制。切削中碳鋼時(shí)，切削速度一般不能大于削中碳鋼時(shí)，切削速度一般不能大于30m/min30m/min。需要強(qiáng)調(diào)。需要強(qiáng)調(diào)的是，由于高速鋼具有良好的綜合性能，目前在形狀復(fù)雜的是，由于高速鋼具有良好的綜合性能，目前在形狀復(fù)雜刀具的制造中仍占有主要地位，如標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆、絲錐、鉸刀具的制造中仍占有主

12、要地位，如標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆、絲錐、鉸刀、拉刀、成形車刀、成形銑刀和齒輪刀具等。刀、拉刀、成形車刀、成形銑刀和齒輪刀具等。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用課題引入中的例子由于要求切削速度為課題引入中的例子由于要求切削速度為70m/min70m/min，所，所以不適宜采用工具鋼以不適宜采用工具鋼( (包括普通高速鋼包括普通高速鋼) )作為刀具材料。當(dāng)作為刀具材料。當(dāng)然，若采用高性能高速鋼等則應(yīng)另當(dāng)別論。然，若采用高性能高速鋼等則應(yīng)另當(dāng)別論?！局R鏈接知識鏈接】 高速鋼高速鋼(HSS)(HSS)是一種加入了較多的鎢、是一種加入了較多的鎢、鉻、釩、鉬等合金元素的高合金工具鋼；根據(jù)化學(xué)成分可鉻、釩

13、、鉬等合金元素的高合金工具鋼；根據(jù)化學(xué)成分可分為鎢系、鎢鉬系及鉬系高速鋼；根據(jù)制造方法可分為熔分為鎢系、鎢鉬系及鉬系高速鋼；根據(jù)制造方法可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。因其強(qiáng)度和韌性在現(xiàn)有刀具煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。因其強(qiáng)度和韌性在現(xiàn)有刀具材料中最高，并且制造工藝簡單，容易刃磨出鋒利的切削材料中最高，并且制造工藝簡單，容易刃磨出鋒利的切削刃，鍛造、熱處理變形小，所以有著良好的綜合性能。高刃，鍛造、熱處理變形小，所以有著良好的綜合性能。高速鋼按其用途和切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速速鋼按其用途和切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。鋼。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用高性

14、能高速鋼是在普通高速鋼成分中添加碳、釩、高性能高速鋼是在普通高速鋼成分中添加碳、釩、鈷、鋁等合金元素后而形成的，由于進(jìn)一步提高了材料的鈷、鋁等合金元素后而形成的，由于進(jìn)一步提高了材料的耐熱性，其使用壽命約為普通高速鋼的耐熱性，其使用壽命約為普通高速鋼的1.531.53倍，并能用于倍，并能用于切削加工不銹鋼、耐熱鋼、鈦合金及高強(qiáng)度鋼等難加工材切削加工不銹鋼、耐熱鋼、鈦合金及高強(qiáng)度鋼等難加工材料。我國推廣使用的高性能高速鋼牌號是料。我國推廣使用的高性能高速鋼牌號是W6Mo5Cr4V2A1W6Mo5Cr4V2A1。隨著粉末冶金高速鋼的出現(xiàn)，清除了碳化物的偏析現(xiàn)象，隨著粉末冶金高速鋼的出現(xiàn)，清除了碳化

15、物的偏析現(xiàn)象，大大改善了高速鋼的物理、力學(xué)性能和工藝性能，特別適大大改善了高速鋼的物理、力學(xué)性能和工藝性能，特別適用于制造切削難加工材料的形狀復(fù)雜的刀具。另外，高速用于制造切削難加工材料的形狀復(fù)雜的刀具。另外，高速鋼的表面處理與涂層技術(shù)的采用，大大提高了刀具的耐磨鋼的表面處理與涂層技術(shù)的采用，大大提高了刀具的耐磨性和使用壽命。性和使用壽命。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用(2) (2) 高速切削時(shí)的刀具材料。高速度、高精度一直高速切削時(shí)的刀具材料。高速度、高精度一直是切削加工追求的目標(biāo)。硬質(zhì)合金刀具材料因其具有較高是切削加工追求的目標(biāo)。硬質(zhì)合金刀具材料因其具有較高的耐熱性的耐熱性(

16、 (耐熱溫度達(dá)耐熱溫度達(dá)8001 000)8001 000)、較高的切削速度、較高的切削速度( (為為高速鋼的高速鋼的410410倍，切削中碳鋼時(shí)可達(dá)倍，切削中碳鋼時(shí)可達(dá)100m/min100m/min以上以上) )，在，在生產(chǎn)實(shí)際中得到了普遍的應(yīng)用，已成為主要的刀具材料。生產(chǎn)實(shí)際中得到了普遍的應(yīng)用，已成為主要的刀具材料。根據(jù)根據(jù)GB/T18376.12001GB/T18376.12001，常用的硬質(zhì)合金分為，常用的硬質(zhì)合金分為3 3類，其牌類，其牌號及用途見表號及用途見表1-21-2。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用表表1-2 1-2 常用硬質(zhì)合金的牌號及用途常用硬質(zhì)合金的牌號及

17、用途 高溫合金、高錳鋼和不銹鋼等難加工材料高溫合金、高錳鋼和不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的粗加工和半精加工粗加工和半精加工YW2YW2M20M20 高溫合金、高錳鋼和不銹鋼等難加工材料高溫合金、高錳鋼和不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工、精加工半精加工、精加工YWlYWlM10M10M M類類 鎢釷鉭鎢釷鉭( (鈮鈮) )鈷類鈷類 鑄鐵、有色金屬及其合金的精加工、半精加鑄鐵、有色金屬及其合金的精加工、半精加工，不能承受沖擊載荷工，不能承受沖擊載荷YG3YG3K10K10鑄

18、鐵、有色金屬及其合金的半精加工和粗加工鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和粗加工YG6YG6K20K20 鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬材料的粗鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬材料的粗加工，也可用于斷續(xù)切削加工，也可用于斷續(xù)切削YG8YG8K30K30K K類類( (鎢鈷類鎢鈷類) )碳素鋼、合金鋼的精加工碳素鋼、合金鋼的精加工YT30YT30P01P01 碳素鋼、合金鋼在連續(xù)切削時(shí)的粗加工、半碳素鋼、合金鋼在連續(xù)切削時(shí)的粗加工、半 精加工，亦可用于斷續(xù)切削時(shí)精加工精加工，亦可用于斷續(xù)切削時(shí)精加工YTl5YTl5P10P10碳素鋼、合金鋼的粗加工，可用于斷續(xù)切削碳素鋼、合金鋼的粗加工，可用于斷續(xù)切

19、削YT5YT5P30P30P P類類( (鎢鈦鈷類鎢鈦鈷類) )主要用途主要用途相近舊牌號相近舊牌號牌號牌號種類種類課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用【知識鏈接知識鏈接】 硬質(zhì)合金是將高硬度、高熔點(diǎn)的金屬硬質(zhì)合金是將高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物粉末，用鈷等金屬作為粘結(jié)劑在高溫下壓制、燒結(jié)碳化物粉末，用鈷等金屬作為粘結(jié)劑在高溫下壓制、燒結(jié)而成的粉末冶金制品。硬質(zhì)合金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為而成的粉末冶金制品。硬質(zhì)合金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%95%85%95%的的碳化鎢，其余的為用來粘結(jié)碳化鎢粉末的鈷黏合劑。硬質(zhì)碳化鎢，其余的為用來粘結(jié)碳化鎢粉末的鈷黏合劑。硬質(zhì)合金的性能取決于碳化物合金的性能取決于碳化物(

20、 (也稱硬質(zhì)相也稱硬質(zhì)相) )和粘結(jié)劑和粘結(jié)劑( (也稱粘結(jié)也稱粘結(jié)相相) )的比例。碳化物的多少決定了硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性；的比例。碳化物的多少決定了硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性；粘結(jié)劑的多少決定了硬質(zhì)合金的強(qiáng)度。含碳化物多，適用粘結(jié)劑的多少決定了硬質(zhì)合金的強(qiáng)度。含碳化物多，適用于精加工，含粘結(jié)劑多，適用于粗加工。于精加工，含粘結(jié)劑多，適用于粗加工。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用1. P1. P類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金相當(dāng)于我國原鎢鈦鈷類相當(dāng)于我國原鎢鈦鈷類(YT)(YT)硬質(zhì)合金，主要成分為硬質(zhì)合金，主要成分為WC+TiC+CoWC+TiC+Co。常用牌號有。常用牌號有P01P01、

21、P10P10、P20P20、P30P30、P40P40。YTYT代代號后的數(shù)字為該牌號合金含號后的數(shù)字為該牌號合金含TiCTiC的百分?jǐn)?shù)。的百分?jǐn)?shù)。P P類硬質(zhì)合金具類硬質(zhì)合金具有很高的硬度、較高的耐熱性、較好的耐磨性，主要用于有很高的硬度、較高的耐熱性、較好的耐磨性，主要用于加工長切屑的黑色金屬，用藍(lán)色作標(biāo)志。其中，加工長切屑的黑色金屬，用藍(lán)色作標(biāo)志。其中，P01P01適合精適合精加工，加工，P10P10、P20P20適合半精加工，適合半精加工，P30P30、P40P40適合粗加工。特適合粗加工。特別需要指出的是，別需要指出的是，P P類硬質(zhì)合金不適宜切削含類硬質(zhì)合金不適宜切削含TiTi元素

22、的不銹元素的不銹鋼和鈦合金。這是因?yàn)榈毒吆凸ぜ械匿摵外伜辖?。這是因?yàn)榈毒吆凸ぜ械腡iTi元素之間的親和元素之間的親和作用會加劇刀具的磨損。作用會加劇刀具的磨損。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用【知識鏈接知識鏈接】 各類硬質(zhì)合金牌號中的數(shù)字越大，各類硬質(zhì)合金牌號中的數(shù)字越大，CoCo的含量越多，韌性越好，適用于粗加工；如果碳化物的含的含量越多，韌性越好，適用于粗加工；如果碳化物的含量越多，則熱硬性越高，韌性越差，適用于精加工。量越多，則熱硬性越高，韌性越差，適用于精加工。課題引入中的例子要求精加工一個(gè)課題引入中的例子要求精加工一個(gè)4545鋼零件，且切鋼零件，且切削速度為削速度為7

23、0m/min70m/min。因?yàn)槠湟蟾咚佘囅?，所以選擇硬質(zhì)。因?yàn)槠湟蟾咚佘囅?，所以選擇硬質(zhì)合金作刀具材料較為適宜。又由于工件材料為合金作刀具材料較為適宜。又由于工件材料為4545鋼，所以鋼，所以最好選擇最好選擇P P類硬質(zhì)合金作為刀具材料?？紤]到精加工對刀具類硬質(zhì)合金作為刀具材料?？紤]到精加工對刀具材料的耐磨性要求較高，所以最終刀具牌號選擇耐磨性較材料的耐磨性要求較高，所以最終刀具牌號選擇耐磨性較好的好的P01P01。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用如果要求車削的零件材料為如果要求車削的零件材料為Crl8Ni9TiCrl8Ni9Ti的不銹鋼，又的不銹鋼，又該如何選擇刀具材料呢？

24、我們知道，該如何選擇刀具材料呢？我們知道，Crl8Ni9TiCrl8Ni9Ti不銹鋼為不銹鋼為塑性材料，從表面上看可以選擇塑性材料，從表面上看可以選擇P P類硬質(zhì)合金作為刀具材料，類硬質(zhì)合金作為刀具材料，但稍加思考就會發(fā)現(xiàn)，該零件材料是含有但稍加思考就會發(fā)現(xiàn)，該零件材料是含有TiTi元素的不銹鋼，元素的不銹鋼，若采用若采用P P類硬質(zhì)合金材料刀具進(jìn)行加工，會因粘結(jié)而加劇刀類硬質(zhì)合金材料刀具進(jìn)行加工，會因粘結(jié)而加劇刀具磨損，使工件表面變得粗糙。所以，選用具磨損，使工件表面變得粗糙。所以，選用K K類硬質(zhì)合金作類硬質(zhì)合金作為刀具材料比較合理。為刀具材料比較合理。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材

25、料的選用2. K2. K類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金相當(dāng)于我國原鎢鈷類相當(dāng)于我國原鎢鈷類(YG)(YG)硬質(zhì)合金，主要成分為硬質(zhì)合金，主要成分為WC+CoWC+Co。常用牌號有。常用牌號有K01K01、K10K10、K20K20、K30K30、K40K40。YGYG代號后代號后的數(shù)字為該牌號合金含鈷量的百分?jǐn)?shù)。的數(shù)字為該牌號合金含鈷量的百分?jǐn)?shù)。K K類硬質(zhì)合金主要用類硬質(zhì)合金主要用于加工短切屑于加工短切屑( (崩碎狀崩碎狀) )的黑色金屬、有色金屬和非金屬材的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，以及含料，以及含TiTi元素的不銹鋼，用紅色作標(biāo)志。元素的不銹鋼，用紅色作標(biāo)志。課題課題1 1 刀具材料的選用刀

26、具材料的選用【例例1-11-1】 現(xiàn)要求以現(xiàn)要求以50m/min50m/min的切削速度粗加工一鑄的切削速度粗加工一鑄鐵件，試選擇恰當(dāng)?shù)牡毒吲铺?。鐵件，試選擇恰當(dāng)?shù)牡毒吲铺?。解：一般情況下，加工鑄鐵零件可以選用普通高速解：一般情況下，加工鑄鐵零件可以選用普通高速鋼或硬質(zhì)合金中的鋼或硬質(zhì)合金中的K K類作為刀具材料。但是，由于切削速度類作為刀具材料。但是，由于切削速度高于高于30m/min30m/min，故不適宜采用普通高速鋼作為刀具材料，故不適宜采用普通高速鋼作為刀具材料，選擇硬質(zhì)合金刀具材料較為合適。又因?yàn)槭谴旨庸?，考慮選擇硬質(zhì)合金刀具材料較為合適。又因?yàn)槭谴旨庸?，考慮到粗加工對刀具強(qiáng)度要求

27、較高，所以最終選擇牌號為到粗加工對刀具強(qiáng)度要求較高，所以最終選擇牌號為K30K30的的硬質(zhì)合金作為刀具材料。硬質(zhì)合金作為刀具材料。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用3. M3. M類硬質(zhì)合金類硬質(zhì)合金相當(dāng)于我國原鎢鈦鉭相當(dāng)于我國原鎢鈦鉭( (鈮鈮) )鈷類鈷類(YW)(YW)硬質(zhì)合金，主要硬質(zhì)合金，主要成分為成分為WC+TiC+TaC(NbC)+CoWC+TiC+TaC(NbC)+Co。常用牌號有。常用牌號有M10M10、M20M20、M30M30、M40M40。M M類硬質(zhì)合金主要用于加工黑色金屬和有色金屬，用類硬質(zhì)合金主要用于加工黑色金屬和有色金屬，用黃色作標(biāo)志。其中，精加工可用

28、黃色作標(biāo)志。其中，精加工可用M10M10，半精加工可用，半精加工可用M20M20，粗加工可用粗加工可用M30M30。該類硬質(zhì)合金具有高的耐熱性和高溫硬度，能用來該類硬質(zhì)合金具有高的耐熱性和高溫硬度，能用來切削鋼或鑄鐵，所以又稱通用硬質(zhì)合金。切削鋼或鑄鐵，所以又稱通用硬質(zhì)合金。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用( (二二) ) 刀具材料應(yīng)具備的性能刀具材料應(yīng)具備的性能一般來說，金屬切削刀具常用于極其惡劣的工作條一般來說，金屬切削刀具常用于極其惡劣的工作條件，刀具在切削過程中通常要承受較大的切削力、較高的件，刀具在切削過程中通常要承受較大的切削力、較高的切削溫度、劇烈的摩擦及沖擊振動，所

29、以很容易造成磨損切削溫度、劇烈的摩擦及沖擊振動，所以很容易造成磨損或損壞。要?jiǎng)偃吻邢骷庸?，刀具材料必須具備相?yīng)的性能?；驌p壞。要?jiǎng)偃吻邢骷庸?，刀具材料必須具備相?yīng)的性能。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用1. 1. 足夠的硬度和耐磨性足夠的硬度和耐磨性刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬，這是刀具材料必須具備的基本性能，通常要求常下金屬，這是刀具材料必須具備的基本性能，通常要求常溫下刀具材料硬度在溫下刀具材料硬度在60HRC60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削條件較復(fù)雜，材料的耐磨

30、性還取決于它越好，但由于切削條件較復(fù)雜，材料的耐磨性還取決于它的化學(xué)成分和金相組織的穩(wěn)定性。的化學(xué)成分和金相組織的穩(wěn)定性。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用2. 2. 足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性強(qiáng)度是指刀具抵抗切削力的作用而不至于刀刃崩碎強(qiáng)度是指刀具抵抗切削力的作用而不至于刀刃崩碎或刀桿折斷所應(yīng)具備的性能，一般用抗彎強(qiáng)度來表示。沖或刀桿折斷所應(yīng)具備的性能，一般用抗彎強(qiáng)度來表示。沖擊韌性是指刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保擊韌性是指刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力。一般來說，硬度越高，沖擊韌性越低，證不崩刃的能力。一般來說，硬度越高，沖擊韌性

31、越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵問題。服的一個(gè)關(guān)鍵問題。3. 3. 高的耐熱性高的耐熱性耐熱性又稱紅硬性，是指刀具材料在高溫下保持硬耐熱性又稱紅硬性，是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度、抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力。耐度、耐磨性、強(qiáng)度、抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力。耐熱性是衡量刀具材料切削性能的主要指標(biāo)。刀具材料的耐熱性是衡量刀具材料切削性能的主要指標(biāo)。刀具材料的耐熱性越好，高溫硬度越高，允許的切削速度就越高。熱性越好，高溫硬度越高，允許的切削速度就越高。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用4

32、. 4. 良好的導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱性能降低切削溫度，減輕刀具磨損。能降低切削溫度，減輕刀具磨損?！局R鏈接知識鏈接】 常用刀具材料的耐熱溫度如下：碳素常用刀具材料的耐熱溫度如下：碳素工具鋼工具鋼200250200250，合金工具鋼，合金工具鋼300400300400，普通高速鋼，普通高速鋼600700600700，硬質(zhì)合金，硬質(zhì)合金8001 0008001 000。5. 5. 工藝性和經(jīng)濟(jì)性工藝性和經(jīng)濟(jì)性為了便于刀具的制造，刀具材料還應(yīng)具有良好的工為了便于刀具的制造，刀具材料還應(yīng)具有良好的工藝性，如鍛造、熱處理及磨削加工性能等。當(dāng)然在選用刀藝性，如鍛造、熱處理及磨削加工性能等。當(dāng)然在選用刀具材料

33、時(shí)還應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性。目前，超硬材料及涂層刀具材料時(shí)還應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性。目前，超硬材料及涂層刀具材料費(fèi)用較高，不過其使用壽命很長，在成批生產(chǎn)中，具材料費(fèi)用較高，不過其使用壽命很長，在成批生產(chǎn)中，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件中的費(fèi)用反而有所降低。因此，在選用時(shí)分?jǐn)偟矫總€(gè)零件中的費(fèi)用反而有所降低。因此，在選用時(shí)一定要綜合考慮。一定要綜合考慮。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用( (三三) ) 其他刀具材料其他刀具材料隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的刀具材料層出不窮，應(yīng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的刀具材料層出不窮，應(yīng)充分重視新型刀具材料的應(yīng)用。這些材料包括陶瓷、人造充分重視新型刀具材料的應(yīng)用。這些材料包括陶瓷、人造

34、金剛石和立方氮化硼等。金剛石和立方氮化硼等。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用1. 1. 陶瓷陶瓷陶瓷是一種快速發(fā)展的刀具材料，陶瓷刀具主要成陶瓷是一種快速發(fā)展的刀具材料，陶瓷刀具主要成分是氧化鋁，一些制造廠商還加入了分是氧化鋁，一些制造廠商還加入了10%10%或更少的鈦、鎂或或更少的鈦、鎂或者鉻的氧化物，刀具材料在超過者鉻的氧化物，刀具材料在超過2.82.810107 7PaPa的壓強(qiáng)下成型，的壓強(qiáng)下成型，在溫度高達(dá)在溫度高達(dá)1 6491 649時(shí)燒結(jié)，因此具有較高的硬度和密度。時(shí)燒結(jié)，因此具有較高的硬度和密度。它比硬質(zhì)合金刀具有更高的硬度、耐磨性、耐熱性、化學(xué)它比硬質(zhì)合金刀具有更

35、高的硬度、耐磨性、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和抗粘結(jié)性能。由于陶瓷材料刀具的抗彎強(qiáng)度和沖穩(wěn)定性和抗粘結(jié)性能。由于陶瓷材料刀具的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性差，對沖擊非常敏感，故不適用于斷續(xù)切削和重切擊韌性差，對沖擊非常敏感，故不適用于斷續(xù)切削和重切削加工。主要應(yīng)用于高硬度材料工件的半精車、精車，或削加工。主要應(yīng)用于高硬度材料工件的半精車、精車，或用于低硬度、高韌性材料工件的加工。我國研制的牌號有用于低硬度、高韌性材料工件的加工。我國研制的牌號有AMAM、AMFAMF復(fù)合陶瓷刀片。復(fù)合陶瓷刀片。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用2. 2. 人造金剛石人造金剛石人造金剛石又稱為聚晶金剛石，聚晶金剛石刀具是

36、人造金剛石又稱為聚晶金剛石，聚晶金剛石刀具是由一層隨機(jī)取向的人造金剛石晶體涂層通過硬釬焊與碳化由一層隨機(jī)取向的人造金剛石晶體涂層通過硬釬焊與碳化鎢刀頭粘結(jié)而成。它具有極高的硬度和耐磨性，非常高的鎢刀頭粘結(jié)而成。它具有極高的硬度和耐磨性，非常高的導(dǎo)熱性和很低的熱膨脹系數(shù)，切削刃非常鋒利，刃面粗糙導(dǎo)熱性和很低的熱膨脹系數(shù)，切削刃非常鋒利，刃面粗糙度很小，摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，因此金剛石刀具是目前高速度很小，摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，因此金剛石刀具是目前高速切削切削(2 5005 000m/min)(2 5005 000m/min)鋁合金較理想的刀具材料。鋁合金較理想的刀具材料。課題課題1 1 刀具材料的選用刀

37、具材料的選用但由于碳對鐵的親和作用，特別是在高溫下，金剛但由于碳對鐵的親和作用，特別是在高溫下，金剛石能與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它不適宜于切削鐵及其合金石能與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它不適宜于切削鐵及其合金工件。金剛石刀具主要適合于非鐵合金的高精度加工，現(xiàn)工件。金剛石刀具主要適合于非鐵合金的高精度加工，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于制造加工高硬度、高耐磨的機(jī)械密封件的精已廣泛應(yīng)用于制造加工高硬度、高耐磨的機(jī)械密封件的精密磨削用砂輪。近來研制成的復(fù)合人造金剛石刀片，則是密磨削用砂輪。近來研制成的復(fù)合人造金剛石刀片，則是在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)上一層約在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)上一層約0.5 mm0.5 mm的金剛石制作而成的金

38、剛石制作而成的，是金剛石刀具的一種發(fā)展方向。的，是金剛石刀具的一種發(fā)展方向。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用3. 3. 立方氮化硼立方氮化硼(CBN)(CBN)立方氮化硼有很高的硬度立方氮化硼有很高的硬度( (僅次于金剛石僅次于金剛石) )和耐熱性和耐熱性(1 3001 500)(1 3001 500)，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性( (遠(yuǎn)優(yōu)于金剛石遠(yuǎn)優(yōu)于金剛石) )和和導(dǎo)熱性，低的摩擦系數(shù)。立方氮化硼與鐵族元素親和性很導(dǎo)熱性，低的摩擦系數(shù)。立方氮化硼與鐵族元素親和性很低，所以它是高速切削黑色金屬、加工淬硬鋼及高溫合金低，所以它是高速切削黑色金屬、加工淬硬鋼及高溫合金等難加工

39、材料較理想的刀具材料。等難加工材料較理想的刀具材料。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用( (四四) ) 新技術(shù)新技術(shù)近來表面加工技術(shù)的革新能夠使普通刀具材料獲得近來表面加工技術(shù)的革新能夠使普通刀具材料獲得更高的硬度和更強(qiáng)的表面耐磨性。碳氮鈦涂層可以使硬質(zhì)更高的硬度和更強(qiáng)的表面耐磨性。碳氮鈦涂層可以使硬質(zhì)合金切削刀具獲得很高的強(qiáng)度。通過離子噴涂過程，可以合金切削刀具獲得很高的強(qiáng)度。通過離子噴涂過程，可以在高速鉆頭上噴涂一層氮化鈦涂層，這樣可以極大地提高在高速鉆頭上噴涂一層氮化鈦涂層，這樣可以極大地提高鉆頭的耐磨性能。金剛石和立方氮化硼鉆頭的耐磨性能。金剛石和立方氮化硼(CBN)(CBN

40、)都可以附著在都可以附著在刀具上，立方氮化硼涂層性能不亞于多晶金剛石。刀具上，立方氮化硼涂層性能不亞于多晶金剛石。在硬質(zhì)合金刀具上添加多個(gè)涂層可以獲得良好的耐在硬質(zhì)合金刀具上添加多個(gè)涂層可以獲得良好的耐磨性和韌性。在富鈷表面上可添加的涂層包括氧化鋁、碳磨性和韌性。在富鈷表面上可添加的涂層包括氧化鋁、碳化鈦、碳氮化物。這些添加涂層后的刀具特別適合用于加化鈦、碳氮化物。這些添加涂層后的刀具特別適合用于加工不銹鋼、鑄鋼、鍛鋼。工不銹鋼、鑄鋼、鍛鋼。課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用制造陶瓷刀頭的一個(gè)新方法是使用二硼化鈦制造陶瓷刀頭的一個(gè)新方法是使用二硼化鈦(TiB(TiB2 2) )。這類

41、刀頭專門用于銑削或者車削鐵質(zhì)和非鐵質(zhì)金屬、高硬這類刀頭專門用于銑削或者車削鐵質(zhì)和非鐵質(zhì)金屬、高硬度鋼鐵和高溫合金，通常它們的使用壽命是碳化鎢刀頭的度鋼鐵和高溫合金，通常它們的使用壽命是碳化鎢刀頭的5656倍。倍。練習(xí)與思考練習(xí)與思考1 1精加工鑄鐵工件采用什么牌號的刀具材料比較合精加工鑄鐵工件采用什么牌號的刀具材料比較合適？適？2 2為什么加工含鈦不銹鋼工件采用為什么加工含鈦不銹鋼工件采用K K類硬質(zhì)合金刀類硬質(zhì)合金刀具更合理？具更合理？3 3為什么不可忽視刀具材料必須具備的性能？為什么不可忽視刀具材料必須具備的性能？ 課題課題1 1 刀具材料的選用刀具材料的選用課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削

42、用量切削運(yùn)動和切削用量 一、課題引入一、課題引入 二、課題分析二、課題分析 知識點(diǎn)知識點(diǎn)切削運(yùn)動、切削用量的概念。切削運(yùn)動、切削用量的概念。切削用量三要素及其計(jì)算。切削用量三要素及其計(jì)算。切削用量的選擇。切削用量的選擇。技能點(diǎn)技能點(diǎn)掌握切削加工的基本概念以及切削用量的計(jì)算。掌握切削加工的基本概念以及切削用量的計(jì)算。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量一、課題引入一、課題引入在上一個(gè)課題中，我們學(xué)習(xí)了如何選擇刀具材料，在上一個(gè)課題中，我們學(xué)習(xí)了如何選擇刀具材料，如果下一步著手車削外圓，準(zhǔn)備以如果下一步著手車削外圓，準(zhǔn)備以40m/min40m/min的速度，將外的速度，將外圓尺寸由

43、圓尺寸由 50mm50mm車削到車削到 45mm45mm。那么，車削時(shí)需要哪些運(yùn)。那么，車削時(shí)需要哪些運(yùn)動？加工表面能否一次走刀加工完成呢？刀具移動的速度動？加工表面能否一次走刀加工完成呢？刀具移動的速度和主軸轉(zhuǎn)動的速度又該怎樣選擇和計(jì)算呢？和主軸轉(zhuǎn)動的速度又該怎樣選擇和計(jì)算呢？課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量二、課題分析二、課題分析要完成相應(yīng)零件表面的加工，首先，離不開機(jī)床和要完成相應(yīng)零件表面的加工，首先，離不開機(jī)床和刀具之間的相對運(yùn)動，如車削外圓時(shí)需要車床主軸刀具之間的相對運(yùn)動，如車削外圓時(shí)需要車床主軸( (工件工件) )的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具的縱向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具的縱向(

44、(軸向軸向) )移動；其次，在切削加工移動；其次，在切削加工前，必須根據(jù)加工階段的不同，合理確定和計(jì)算切削運(yùn)動前，必須根據(jù)加工階段的不同，合理確定和計(jì)算切削運(yùn)動參數(shù)參數(shù)( (切削用量切削用量) )的大小的大小. .課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量其原因是：一方面，切削運(yùn)動參數(shù)是切削加工前操其原因是：一方面，切削運(yùn)動參數(shù)是切削加工前操作者調(diào)整機(jī)床的依據(jù)，例如，在車削加工前通常需要調(diào)整作者調(diào)整機(jī)床的依據(jù)，例如，在車削加工前通常需要調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速等；另一方面，切削運(yùn)動參數(shù)的合理與否還影主軸的轉(zhuǎn)速等；另一方面，切削運(yùn)動參數(shù)的合理與否還影響著切削加工效率、零件加工精度和加工成本，例如

45、，粗響著切削加工效率、零件加工精度和加工成本，例如，粗加工時(shí)如果切削運(yùn)動速度過高，加工材料切除量過大等都加工時(shí)如果切削運(yùn)動速度過高，加工材料切除量過大等都會給加工帶來極為不利的影響，輕則加快刀具磨損，重則會給加工帶來極為不利的影響，輕則加快刀具磨損，重則引起加工振動甚至崩刃、斷刀，總之，加工效率低下，加引起加工振動甚至崩刃、斷刀，總之，加工效率低下，加工成本提高。工成本提高。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量下面就來學(xué)習(xí)切削運(yùn)動和切削用量三要素的有關(guān)內(nèi)下面就來學(xué)習(xí)切削運(yùn)動和切削用量三要素的有關(guān)內(nèi)容。容。( (一一) ) 切削運(yùn)動切削運(yùn)動切削運(yùn)動分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。如圖切削運(yùn)

46、動分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。如圖l-2l-2所示，車所示，車削外圓時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動，刀具的軸向移動為削外圓時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動，刀具的軸向移動為進(jìn)給運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量圖圖1-2 1-2 外圓切削外圓切削課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量1. 1. 主運(yùn)動主運(yùn)動c c主運(yùn)動是指直接切除工件上多余材料主運(yùn)動是指直接切除工件上多余材料( (切削層切削層) )，使，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，以形成工件新表面的運(yùn)動。金屬切削過程之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行迹孕纬晒ぜ卤砻娴倪\(yùn)動。金屬切削過程中，無論哪種切削運(yùn)動，主運(yùn)動只有一種，且它的速度通中，無論

47、哪種切削運(yùn)動，主運(yùn)動只有一種，且它的速度通常較高，功率消耗也較大，約占功率總消耗的常較高，功率消耗也較大，約占功率總消耗的90%90%。主運(yùn)動。主運(yùn)動可以由工件完成，如車削加工時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；也可以可以由工件完成，如車削加工時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；也可以由刀具完成，如銑削、鉆削加工中的銑刀、鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)由刀具完成，如銑削、鉆削加工中的銑刀、鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。動。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量2. 2. 進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動f f使新的切削層不斷投入切削的運(yùn)動稱為進(jìn)給運(yùn)動。使新的切削層不斷投入切削的運(yùn)動稱為進(jìn)給運(yùn)動。切削運(yùn)動中，進(jìn)給運(yùn)動可以是一個(gè)切削運(yùn)動中，進(jìn)給運(yùn)動可以是一個(gè)( (如

48、鉆削加工時(shí)如鉆削加工時(shí)) )或多個(gè)或多個(gè)( (如磨削加工時(shí)如磨削加工時(shí)) )，進(jìn)給運(yùn)動通常速度較低、功率消耗較小，進(jìn)給運(yùn)動通常速度較低、功率消耗較小，可以是連續(xù)的，也可以是間斷的。例如，車削外圓時(shí)，縱可以是連續(xù)的，也可以是間斷的。例如，車削外圓時(shí)，縱向進(jìn)給運(yùn)動是連續(xù)的，橫向進(jìn)給運(yùn)動是間斷的，刀具進(jìn)給向進(jìn)給運(yùn)動是連續(xù)的，橫向進(jìn)給運(yùn)動是間斷的，刀具進(jìn)給運(yùn)動僅消耗切削總功率的運(yùn)動僅消耗切削總功率的10%10%左右。左右。3. 3. 合成切削運(yùn)動合成切削運(yùn)動e e合成切削運(yùn)動是由主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動合成的運(yùn)動。合成切削運(yùn)動是由主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動合成的運(yùn)動。刀具切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)合成運(yùn)動方向稱為刀

49、具切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的瞬時(shí)合成運(yùn)動方向稱為合成切削運(yùn)動方向，其速度稱為合成切削速度。合成切削運(yùn)動方向，其速度稱為合成切削速度。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量【知識鏈接知識鏈接】 切削過程中，隨著切削運(yùn)動的進(jìn)行，切削過程中，隨著切削運(yùn)動的進(jìn)行，在工件上形成了在工件上形成了3 3個(gè)不斷變化著的表面?zhèn)€不斷變化著的表面( (如圖如圖1-2(a)1-2(a)所示所示) )。它們是已加工表面、待加工表面和加工表面它們是已加工表面、待加工表面和加工表面( (也稱過渡表也稱過渡表面面) )。工件上即將被切去金屬層的表面稱為待加工表面；工。工件上即將被切去金屬層的表面稱為待加工表面；

50、工件上經(jīng)刀具切除多余金屬后形成的新表面稱為已加工表面；件上經(jīng)刀具切除多余金屬后形成的新表面稱為已加工表面；工件上由切削刃正在切削的表面稱為加工表面。在以后定工件上由切削刃正在切削的表面稱為加工表面。在以后定義和判別刀具上的刀面時(shí)要用到這些概念，務(wù)必弄清。義和判別刀具上的刀面時(shí)要用到這些概念，務(wù)必弄清。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量( (二二) ) 切削用量三要素切削用量三要素我們已經(jīng)知道，切削加工中必須考慮切削運(yùn)動的大我們已經(jīng)知道，切削加工中必須考慮切削運(yùn)動的大小，以滿足切削加工生產(chǎn)率、工件的加工質(zhì)量和切削加工小，以滿足切削加工生產(chǎn)率、工件的加工質(zhì)量和切削加工的經(jīng)濟(jì)性等方

51、面的要求。用來表征切削運(yùn)動大小的參數(shù)稱的經(jīng)濟(jì)性等方面的要求。用來表征切削運(yùn)動大小的參數(shù)稱為切削用量，它也是金屬切削加工之前操作者調(diào)整機(jī)床的為切削用量，它也是金屬切削加工之前操作者調(diào)整機(jī)床的依據(jù)。一般來說，切削用量包括切削速度、背吃刀量和進(jìn)依據(jù)。一般來說，切削用量包括切削速度、背吃刀量和進(jìn)給量給量3 3個(gè)要素。個(gè)要素。1. 1. 切削速度切削速度主運(yùn)動的線速度稱為切削速度，它是用來表示主運(yùn)主運(yùn)動的線速度稱為切削速度，它是用來表示主運(yùn)動大小的參數(shù)。車削時(shí)的切削速度如下所示。動大小的參數(shù)。車削時(shí)的切削速度如下所示。 c1000dn課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量(1-1) (1-

52、1) 式中式中 c c切削速度，切削速度，m/minm/min；n n主軸主軸( (工件工件) )每分鐘轉(zhuǎn)速，每分鐘轉(zhuǎn)速，r/minr/min；d d工件或刀具的最大直徑，工件或刀具的最大直徑，mmmm；提示：計(jì)算時(shí)，應(yīng)以最大的切削速度為準(zhǔn)。如車削提示：計(jì)算時(shí)，應(yīng)以最大的切削速度為準(zhǔn)。如車削時(shí)以待加工表面直徑的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速一定時(shí)，時(shí)以待加工表面直徑的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速一定時(shí)，切削刃上各點(diǎn)的切削速度不同，此處速度最大，刀具磨損切削刃上各點(diǎn)的切削速度不同，此處速度最大，刀具磨損最快。最快。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量【知識鏈接知識鏈接】 對于主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)

53、動的切削加工方對于主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的切削加工方式均按公式式均按公式(1-1)(1-1)計(jì)算計(jì)算c c，例如磨削、鉆削、銑削和鏜削，例如磨削、鉆削、銑削和鏜削等。它們的區(qū)別在于等。它們的區(qū)別在于 的意義不同。其中，磨削、鉆削、的意義不同。其中，磨削、鉆削、銑削時(shí)銑削時(shí) 為刀具直徑；鏜削時(shí)為刀具直徑；鏜削時(shí) 工件直徑。工件直徑。( ( ：待加：待加工工件直徑工工件直徑) )圖圖1-3 1-3 切削運(yùn)動切削運(yùn)動【例例1-21-2】 如圖如圖1-31-3所示，在車床上車削工件，已知所示，在車床上車削工件，已知主軸轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速為450r/min450r/min， =60mm=60mm，已加工表面直徑，

54、已加工表面直徑 =50mm=50mm，切削速度為多少？，切削速度為多少？解：由于解：由于 =60mm=60mm，n n=450r/min=450r/min所以所以 c3.146045084.78m / min10001000dn課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量wdwdwdwdwdmdwd【知識鏈接知識鏈接】 對于上例，若工件直徑為對于上例，若工件直徑為 80mm80mm，車床主軸轉(zhuǎn)速仍選擇為車床主軸轉(zhuǎn)速仍選擇為450r/min450r/min，則此時(shí)的切削速度為，則此時(shí)的切削速度為113.04m/min113.04m/min。不難看出，在相同轉(zhuǎn)速下，加工表面直徑。不難看出，

55、在相同轉(zhuǎn)速下，加工表面直徑越大，切削速度越大，若要保證相同的切削速度，加工大越大，切削速度越大，若要保證相同的切削速度，加工大直徑工件時(shí)，應(yīng)選用比較低的主軸轉(zhuǎn)速。直徑工件時(shí)，應(yīng)選用比較低的主軸轉(zhuǎn)速。在實(shí)際工作中，往往是已知工件直徑在實(shí)際工作中，往往是已知工件直徑( (或刀具直徑或刀具直徑) )和由加工條件確定的切削速度計(jì)算車床和由加工條件確定的切削速度計(jì)算車床( (或銑床等或銑床等) )主軸的主軸的轉(zhuǎn)速，本課題引入的實(shí)例就屬于這種情況，具體公式如下。轉(zhuǎn)速，本課題引入的實(shí)例就屬于這種情況，具體公式如下。c1000nd課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量總之，應(yīng)用切削速度公式總之，

56、應(yīng)用切削速度公式(1-1)(1-1)可完成以下工作：確可完成以下工作：確定切削速度和確定主軸轉(zhuǎn)速，前者可用于檢驗(yàn)所選刀具材定切削速度和確定主軸轉(zhuǎn)速，前者可用于檢驗(yàn)所選刀具材料是否符合加工的要求，后者則可作為調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速料是否符合加工的要求，后者則可作為調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的依據(jù)。的依據(jù)。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量2. 2. 進(jìn)給速度進(jìn)給速度進(jìn)給速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向進(jìn)給速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對于工件的位移量，其計(jì)算公式如下所示。上相對于工件的位移量，其計(jì)算公式如下所示。式中式中 v vf f進(jìn)給速度，進(jìn)給速度，mm/minmm/

57、min；n n主軸每分鐘轉(zhuǎn)速，主軸每分鐘轉(zhuǎn)速，r/minr/min；f f進(jìn)給量，進(jìn)給量，mm/rmm/r。進(jìn)給量進(jìn)給量f f是指工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具在進(jìn)給運(yùn)是指工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對于工件的位移量。動方向上相對于工件的位移量。ffn課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量(1-2)(1-2)【知識鏈接知識鏈接】 進(jìn)給量的完整概念是指工件或刀具每進(jìn)給量的完整概念是指工件或刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)( (或往復(fù)一次或往復(fù)一次) )或刀具每轉(zhuǎn)過一齒時(shí)，工件與刀具在或刀具每轉(zhuǎn)過一齒時(shí)，工件與刀具在進(jìn)給方向的相對位移，這里涵蓋了各種切削加工方法，以進(jìn)給方向的相對位移，

58、這里涵蓋了各種切削加工方法，以上僅給出了車削加工時(shí)進(jìn)給量的含義。另外，在數(shù)控加工上僅給出了車削加工時(shí)進(jìn)給量的含義。另外，在數(shù)控加工中，進(jìn)給運(yùn)動的單位通常有轉(zhuǎn)進(jìn)給和分進(jìn)給兩種表示方式，中，進(jìn)給運(yùn)動的單位通常有轉(zhuǎn)進(jìn)給和分進(jìn)給兩種表示方式，其實(shí)就是以上所說的進(jìn)給量和進(jìn)給速度。其實(shí)就是以上所說的進(jìn)給量和進(jìn)給速度。3. 3. 背吃刀量背吃刀量已加工表面和待加工表面間的垂直距離稱為背吃刀已加工表面和待加工表面間的垂直距離稱為背吃刀量，單位為量，單位為mmmm。車削時(shí)的計(jì)算公式如下所示。車削時(shí)的計(jì)算公式如下所示。(1-3)(1-3)wmp2dda課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量式中式中

59、a ap p背吃刀量，背吃刀量，mmmm；d dw w待加工表面直徑，待加工表面直徑，mmmm；d dm m已加工表面直徑，已加工表面直徑，mmmm?！局R鏈接知識鏈接】 以上僅給出了外圓車削時(shí)的計(jì)算公式，以上僅給出了外圓車削時(shí)的計(jì)算公式， 內(nèi)孔車削時(shí)的背吃刀量為已加工表面直徑與待加工表面直內(nèi)孔車削時(shí)的背吃刀量為已加工表面直徑與待加工表面直徑之差的一半。徑之差的一半。課題課題2 2 切削運(yùn)動和切削用量切削運(yùn)動和切削用量( (三三) ) 切削用量的選擇切削用量的選擇切削用量總的選擇原則是：粗加工時(shí)，由于工件的切削用量總的選擇原則是：粗加工時(shí)，由于工件的尺寸精度要求不高，工件的表面粗糙度允許較大，

60、所以選尺寸精度要求不高，工件的表面粗糙度允許較大，所以選擇時(shí)著重考慮如何發(fā)揮機(jī)床和刀具的能力、減少機(jī)動時(shí)間、擇時(shí)著重考慮如何發(fā)揮機(jī)床和刀具的能力、減少機(jī)動時(shí)間、提高生產(chǎn)率、提高刀具耐用度，選擇時(shí)應(yīng)選擇盡量大的背提高生產(chǎn)率、提高刀具耐用度，選擇時(shí)應(yīng)選擇盡量大的背吃刀量、較大的進(jìn)給量、合適的切削速度。精加工以精度吃刀量、較大的進(jìn)給量、合適的切削速度。精加工以精度為主，首先選擇較小的背吃刀量，再選擇較小的進(jìn)給量，為主，首先選擇較小的背吃刀量，再選擇較小的進(jìn)給量，最后選擇較高最后選擇較高( (對于硬質(zhì)合金刀具對于硬質(zhì)合金刀具) )或較低或較低( (對于高速鋼刀具對于高速鋼刀具) )的切削速度。的切削速