第二章 第二部分 金屬切削過程

1、2014-2015學年 宣城校區(qū) 春季學期金屬切削過程金屬切削過程 金屬切削過程的變形金屬切削過程的變形 切削的類型及控制切削的類型及控制 切削力切削力 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度 刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命金屬切削過程定義：金屬切削過程定義： 刀具和工件相互作用形成切屑的過程。刀具和工件相互作用形成切屑的過程。目的：目的：使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表面質量達到設計與使使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表面質量達到設計與使用要求。用要求。兩個基本條件：兩個基本條件：切削運動和刀具。切削運動和刀具。過程中的現(xiàn)象：過程中的現(xiàn)象：切削變形、切削力、切削熱、積屑瘤、

2、加工硬化和刀具磨損切削變形、切削力、切削熱、積屑瘤、加工硬化和刀具磨損。意義：意義： 有助于切削加工技術的發(fā)展，保證加工質量，提高生產(chǎn)率和降低成本。有助于切削加工技術的發(fā)展，保證加工質量，提高生產(chǎn)率和降低成本。 金屬切削過程金屬切削過程 FABOM45a）正擠壓）正擠壓FABOM45b）偏擠壓）偏擠壓OMFc）切削）切削 正擠壓：金屬材料受擠壓時，最大正擠壓：金屬材料受擠壓時，最大剪應力方向與作用力方向約成剪應力方向與作用力方向約成4545 偏擠壓：金屬材料一部分受擠壓時，偏擠壓：金屬材料一部分受擠壓時，OBOB線以下金屬由于母體阻礙，不能沿線以下金屬由于母體阻礙，不能沿ABAB線滑移，而只能

3、沿線滑移，而只能沿OMOM線滑移線滑移 切削：與偏擠壓情況類似。彈性變形切削：與偏擠壓情況類似。彈性變形剪切應力增大，達到剪切應力增大，達到屈服點屈服點產(chǎn)生塑產(chǎn)生塑性變形性變形，沿，沿OMOM線滑移線滑移剪切應力與滑移剪切應力與滑移量繼續(xù)增大，達到量繼續(xù)增大，達到斷裂強度斷裂強度切屑與母切屑與母體脫離體脫離。切削的形成過程切削的形成過程金屬切削過程中的變形金屬切削過程中的變形金屬切削過程中的變形金屬切削過程中的變形以塑性材料的切屑形成為例，以塑性材料的切屑形成為例，金屬切削區(qū)可大致劃分為：金屬切削區(qū)可大致劃分為： 三個變形區(qū)三個變形區(qū) 第一變形區(qū)第一變形區(qū) 第二變形區(qū)第二變形區(qū) 第三變形區(qū)第三

4、變形區(qū)金屬切削過程中的變形金屬切削過程中的變形OA始滑移線始滑移線:塑性變形開始；塑性變形開始； OM終滑移線：金屬晶粒的剪終滑移線：金屬晶粒的剪切滑移基本完成，切滑移基本完成，成為切屑。金成為切屑。金屬切削過程的塑性變形主要集中屬切削過程的塑性變形主要集中于此區(qū)域。于此區(qū)域。變形的主要特征：變形的主要特征： 剪切滑移變形剪切滑移變形 加工硬化加工硬化一般速度范圍內一般速度范圍內區(qū)寬度為區(qū)寬度為0.020.2mm，速度越高，寬度越小，可看作，速度越高，寬度越小，可看作一個剪切平面一個剪切平面（1）第一變形區(qū)）第一變形區(qū)（剪切滑移區(qū)）（剪切滑移區(qū)）金屬切削過程中的變形金屬切削過程中的變形前刀面擠

5、壓與摩擦，前刀面擠壓與摩擦， 金金屬纖維化的二次變形。屬纖維化的二次變形。 此變形區(qū)的變形是造成前此變形區(qū)的變形是造成前刀面磨損和產(chǎn)生積屑瘤的刀面磨損和產(chǎn)生積屑瘤的主要原因。主要原因。（2）第二變形區(qū)）第二變形區(qū)（擠壓摩擦區(qū)）（擠壓摩擦區(qū)）金屬切削過程中的變形金屬切削過程中的變形 （3）第三變形區(qū)第三變形區(qū)刃前區(qū)：三個變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應力集中刃前區(qū)：三個變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應力集中而復雜，被切削層在此與工件本體材料分離而復雜，被切削層在此與工件本體材料分離（擠壓摩擦回彈區(qū)）（擠壓摩擦回彈區(qū)）切屑變形過程切屑變形過程被切削金屬層好比一疊被切削金屬層好比一疊卡片，刀具進行切

6、削時卡片，刀具進行切削時，卡片之間發(fā)生滑移。，卡片之間發(fā)生滑移。切削層經(jīng)塑性變形后，厚度增加，長度縮小，寬度基本不變?？捎们邢鲗咏?jīng)塑性變形后，厚度增加，長度縮小，寬度基本不變?？捎闷浔硎厩邢鲗拥淖冃纬潭?。其表示切削層的變形程度。lchhDhchlC 切屑與切削層尺寸切屑與切削層尺寸厚度變形系數(shù)厚度變形系數(shù)Dchhhh長度變形系數(shù)長度變形系數(shù)CLchll1. 變形系數(shù)變形系數(shù)切屑變形程度切屑變形程度切屑變形程度切屑變形程度相對滑移模型：相對滑移模型：平行四邊形平行四邊形OHNMOHNM發(fā)生剪切發(fā)生剪切變形后，變?yōu)槠叫兴倪呅巫冃魏螅優(yōu)槠叫兴倪呅蜲GPMOGPM，其相對滑移，其相對滑移cottan

7、()osNPNKKPyMKMK2 2相對滑移相對滑移00cossincos()或 切屑根部金相照片M刀具切屑OA終滑移線始滑移線：=s剪切角金屬切削過程中的變形金屬切削過程中的變形l l）克服切削層材料和工）克服切削層材料和工件表面層材料對彈性變形件表面層材料對彈性變形的抗力；的抗力；2 2）克服塑性變形的抗力；）克服塑性變形的抗力；切削力來源于以下三個方面：切削力來源于以下三個方面：1 1）切削力）切削力3 3）克服刀具與切屑、刀）克服刀具與切屑、刀具與工件表面間摩擦阻力具與工件表面間摩擦阻力所需的力；所需的力；切削過程受力分析切削過程受力分析rFcFFpFf pFfFf pFf pfv切削

8、力的分解F 切削合力Fc主切削力Fp背向力Ff進給力2 2）切削合力及分解）切削合力及分解 切削合力及分解切削合力及分解 22222NCPfFcFFFFF切屑的受力分析切屑的受力分析sinDssAFA前刀面：前刀面： 法向力法向力 F Fn n 摩擦力摩擦力 F Ff f剪切面：剪切面： 正壓力正壓力 F Fnsns 剪切力剪切力 F Fs s切屑形成力切屑形成力 F F第一步：受力分析第一步：受力分析sinDssAFAcos()soFF切屑的受力分析切屑的受力分析 剪切角剪切角 摩擦角摩擦角 第二步：角度分析第二步：角度分析cos()cos()sin cos()cDoooAFF sin()s

9、in()sin cos()pDoooAFF tan()/opcFFtan切屑的受力分析切屑的受力分析cos()sin cos()sDooFAF 第三步：分力計算第三步：分力計算切屑變形程度切屑變形程度3剪切角剪切角4o （1）根據(jù)材料力學平面應力狀態(tài)理論）根據(jù)材料力學平面應力狀態(tài)理論 主應力與切應力主應力與切應力 45 F Fs4-o （2）根據(jù)合力學最小理論：）根據(jù)合力學最小理論： cos()sincos()sDooFAF422o切屑變形程度切屑變形程度 分析上式可知：分析上式可知： 1）前角增大時，剪切角隨之增大，變形減小前角增大時，剪切角隨之增大，變形減小。這。這表明，在保證切削刃強度的

10、前提下，增大刀具前角可表明，在保證切削刃強度的前提下，增大刀具前角可減少切削變形，對改善切削過程有利。減少切削變形，對改善切削過程有利。 2）摩擦角增大時，剪切角隨之減小，變形增大摩擦角增大時，剪切角隨之減小，變形增大。提高刀具刃磨質量、采用潤滑性能好的切削液可以減提高刀具刃磨質量、采用潤滑性能好的切削液可以減小前刀面和切屑之間的摩擦系數(shù)，有利于改善切削過小前刀面和切屑之間的摩擦系數(shù)，有利于改善切削過程。程。4o422o影響切削變形因素影響切削變形因素1 1工件材料的影響工件材料的影響切削切削切削切削2 刀具前角的影響刀具前角的影響影響影響切削變形切削變形因素因素3切削速度的影響切削速度的影響

11、A段：段： 積屑瘤隨著切削速度的增大逐積屑瘤隨著切削速度的增大逐漸形成，前角逐漸增大，所以變漸形成，前角逐漸增大，所以變形系數(shù)減小。形系數(shù)減小。 積屑瘤消失，隨著積屑瘤消失，隨著vc的增大，切削溫度增高，使切屑底層材料的剪的增大，切削溫度增高，使切屑底層材料的剪切屈服強度切屈服強度ss下降，導致前刀面摩擦系數(shù)下降，導致前刀面摩擦系數(shù)減小，摩擦角隨之減小，減小，摩擦角隨之減小，剪切角增大，故變形系數(shù)減小。剪切角增大，故變形系數(shù)減小。C段：段： 切削塑性金屬時切削塑性金屬時vc是通過積屑瘤的生長消失過程影響切削變形大小的。是通過積屑瘤的生長消失過程影響切削變形大小的。切削鑄鐵等脆性金屬時，一般不產(chǎn)

12、生積屑瘤。隨著切削速度增大，變形系數(shù)切削鑄鐵等脆性金屬時，一般不產(chǎn)生積屑瘤。隨著切削速度增大，變形系數(shù) 逐漸地減小。逐漸地減小。B段：段： 積屑瘤隨著積屑瘤隨著vc的增大逐漸消失，前的增大逐漸消失，前角逐漸減小，所以變形系數(shù)增大。角逐漸減小，所以變形系數(shù)增大。影響影響切削變形切削變形因素因素4 4切削層公稱厚度的影響切削層公稱厚度的影響5 5刀尖圓弧半徑的影響刀尖圓弧半徑的影響切屑的類型及控制切屑的類型及控制1 1）帶狀切屑）帶狀切屑產(chǎn)生條件：加工塑性金屬，且產(chǎn)生條件：加工塑性金屬，且切削厚度較小，切削速度較高、切削厚度較小，切削速度較高、刀具前角較大。刀具前角較大。優(yōu)點：切削過程平穩(wěn)，切削力

13、波優(yōu)點：切削過程平穩(wěn)，切削力波動范圍小，已加工表面粗糙度較動范圍小，已加工表面粗糙度較小。小。缺點：容易纏繞刀具或工件，缺點：容易纏繞刀具或工件，影響加工過程。影響加工過程。帶狀切屑切屑的類型（從變形觀點出發(fā)）切屑的類型（從變形觀點出發(fā)）2 2）擠裂）擠裂( (節(jié)狀節(jié)狀) )切屑切屑產(chǎn)生條件：加工塑性金屬，在產(chǎn)生條件：加工塑性金屬，在低速、切削厚度較大、刀具前低速、切削厚度較大、刀具前角較小角較小特點：切削過程不平穩(wěn)，切削特點：切削過程不平穩(wěn)，切削力有波動，已加工表面粗糙度力有波動，已加工表面粗糙度較大。較大。擠裂切屑切屑的類型及控制切屑的類型及控制3 3）單元）單元( (粒狀粒狀) )切屑切

14、屑產(chǎn)生條件：加工塑性金屬，切削產(chǎn)生條件：加工塑性金屬，切削速度極低時，增大進給量，減小速度極低時，增大進給量，減小前角。前角。特點：切削過程不平穩(wěn)，切削力特點：切削過程不平穩(wěn)，切削力波動大，已加工表面粗糙度大。波動大，已加工表面粗糙度大。粒狀切屑切屑的類型及控制切屑的類型及控制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 0v hD0 v hD0 v hD0v hD4 4）崩碎切屑）崩碎切屑 切脆性材料，工件材料越是脆硬、切脆性材料，工件材料越是脆硬、進給量越大則越容易產(chǎn)生這種切進給量越大則越容易產(chǎn)生這種切屑。材料所受應力超過了抗拉強屑。材料所受應力超過了抗拉強度

15、。度。切削力的幅度小，但波動大，切削過程不平穩(wěn)，易損壞刀具，切削力的幅度小，但波動大，切削過程不平穩(wěn)，易損壞刀具，已加工表面粗糙。已加工表面粗糙。崩碎切屑切屑的類型及控制切屑的類型及控制減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀，同時提高切削速度，減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀，同時提高切削速度，以增加工件材料的塑性。以增加工件材料的塑性。切屑的控制切屑的控制1 ）采用斷屑槽）采用斷屑槽對流動中的切屑施加一定的約束力，使切屑應變增大，切對流動中的切屑施加一定的約束力，使切屑應變增大，切屑卷曲半徑減小。屑卷曲半徑減小。切屑的類型及控制切屑的類型及控制切削加工中采用適當?shù)拇胧﹣砜刂魄行嫉木砬?、流出與折斷，

16、切削加工中采用適當?shù)拇胧﹣砜刂魄行嫉木砬?、流出與折斷，形成形成“可接受可接受”的良好切屑。的良好切屑。切屑的類型及控制切屑的類型及控制增大刀具主偏角增大刀具主偏角 切削厚度變大，有切削厚度變大，有利于斷屑。利于斷屑。2 2）改變刀具角度）改變刀具角度減小刀具前角減小刀具前角 可使切屑變形加大，可使切屑變形加大，切屑易于折斷。切屑易于折斷。 刃傾角刃傾角 正值正值 切屑常卷曲后碰到后刀面折斷切屑常卷曲后碰到后刀面折斷 負值負值 切屑常卷曲后碰到已加工表面折斷切屑常卷曲后碰到已加工表面折斷 切屑的類型及控制切屑的類型及控制3 3）調整切削用量）調整切削用量 即據(jù)實際條件適當選擇切削用量。即據(jù)實際條

17、件適當選擇切削用量。 進給量進給量 切削厚度切削厚度 對斷屑有利對斷屑有利 加工表面粗糙度加工表面粗糙度 切削速度切削速度 切削變形切削變形 利于斷屑利于斷屑 切除效率切除效率 切屑的類型及控制切屑的類型及控制 積屑瘤的成因積屑瘤的成因速度不高、切削塑性金屬、形速度不高、切削塑性金屬、形成帶狀切屑，刀具和切屑間的成帶狀切屑，刀具和切屑間的壓力和摩擦，使得切屑冷焊并壓力和摩擦，使得切屑冷焊并層積在前刀面上，形成硬度很層積在前刀面上，形成硬度很高的一塊剖面呈三角狀的硬塊，高的一塊剖面呈三角狀的硬塊，其硬度是工件材料硬度的其硬度是工件材料硬度的23倍，能夠代替刀刃進行切削，倍，能夠代替刀刃進行切削，

18、并以一定的頻率生長和脫落。并以一定的頻率生長和脫落。這硬塊稱為積屑瘤。這硬塊稱為積屑瘤。1 1）積屑瘤的形成）積屑瘤的形成積屑瘤的形成及其影響積屑瘤的形成及其影響（1）工件材料的性質）工件材料的性質塑性材料的加工硬化傾向越強，越易產(chǎn)生積屑瘤；塑性材料的加工硬化傾向越強，越易產(chǎn)生積屑瘤；切削區(qū)的溫度和壓力很低時，不會產(chǎn)生積屑瘤；切削區(qū)切削區(qū)的溫度和壓力很低時，不會產(chǎn)生積屑瘤；切削區(qū)的溫度太高時，由于材料變軟，也不會產(chǎn)生積屑瘤。的溫度太高時，由于材料變軟，也不會產(chǎn)生積屑瘤。2 2）積屑瘤的成因）積屑瘤的成因（2）切削區(qū)的溫度分布和壓力分布有關。）切削區(qū)的溫度分布和壓力分布有關。（3）刀具前角）刀具

19、前角 增大刀具前角可以有效抑制積屑瘤的形成。增大刀具前角可以有效抑制積屑瘤的形成。（4）冷卻潤滑條件）冷卻潤滑條件 加注切削液可以有效抑制積屑瘤的形成。加注切削液可以有效抑制積屑瘤的形成。積屑瘤的形成及其影響積屑瘤的形成及其影響（5） 切削速度切削速度 積屑瘤的形成及其影響積屑瘤的形成及其影響積屑瘤的形成及其影響積屑瘤的形成及其影響（1）增大刀具前角）增大刀具前角 減小了切屑變形，降低切削力，減小了切屑變形，降低切削力，使切削過程容易進行。使切削過程容易進行。（2）增大切削厚度）增大切削厚度 h hD D的變化導致切削厚度的變的變化導致切削厚度的變化，從而導致切削力的波動和影化，從而導致切削力

20、的波動和影響加工質量。響加工質量。3 3）積屑瘤對切削過程的影響）積屑瘤對切削過程的影響積屑瘤的形成及其影響積屑瘤的形成及其影響（3）增大已加工表面粗糙度）增大已加工表面粗糙度 積屑瘤伸出切削刃外的部分積屑瘤伸出切削刃外的部分高低不平，外形極不規(guī)則，增高低不平，外形極不規(guī)則，增大了已加工表面的粗糙度，降大了已加工表面的粗糙度，降低了表面加工質量。低了表面加工質量。（4）對刀具壽命的影響）對刀具壽命的影響 積屑瘤積屑瘤 如生長穩(wěn)定，起到了保護了刀具，提高了刀具的使如生長穩(wěn)定，起到了保護了刀具，提高了刀具的使用壽命的作用；如頻繁脫落，則加劇了刀具的磨損，降低了用壽命的作用；如頻繁脫落，則加劇了刀具

21、的磨損，降低了刀具的使用壽命。刀具的使用壽命。 積屑瘤對切削過程的影響有積極的一面，也有消極的一面。在積屑瘤對切削過程的影響有積極的一面，也有消極的一面。在粗加工時，可充分利用積屑瘤粗加工時，可充分利用積屑瘤, ,精加工時必須防止積屑瘤的產(chǎn)精加工時必須防止積屑瘤的產(chǎn)生，可采取的控制措施有：生，可采取的控制措施有： （2 2）使用潤滑性能好的切削液，目的在于減小切屑底層材料）使用潤滑性能好的切削液，目的在于減小切屑底層材料與刀具前刀面間的摩擦。與刀具前刀面間的摩擦。（1 1）合理選用切削速度，使切削速度避開產(chǎn)生積屑瘤的區(qū)域。）合理選用切削速度，使切削速度避開產(chǎn)生積屑瘤的區(qū)域。 （3 3）增大刀具

22、前角，減小刀具前）增大刀具前角，減小刀具前刀面與切屑之間的壓力。刀面與切屑之間的壓力。（4 4）降低工材塑性，適當提高）降低工材塑性，適當提高工件材料硬度，減小加工硬化傾工件材料硬度，減小加工硬化傾向。向。4 4）控制措施）控制措施（5 5）減小進給量。）減小進給量。積屑瘤的形成及其影響積屑瘤的形成及其影響l l）克服切削層材料和工）克服切削層材料和工件表面層材料對彈性變形件表面層材料對彈性變形的抗力；的抗力；2 2）克服塑性變形的抗力；）克服塑性變形的抗力；切削力來源于以下三個方面：切削力來源于以下三個方面：1 1）切削力）切削力切削力、切削合力與分力、切削功率切削力、切削合力與分力、切削功

23、率3 3）克服刀具與切屑、刀）克服刀具與切屑、刀具與工件表面間摩擦阻力具與工件表面間摩擦阻力所需的力；所需的力；切削力切削力rFcFFpFf pFfFf pFf pfv切削力的分解F 切削合力Fc主切削力Fp背向力Ff進給力2 2）切削合力及分解）切削合力及分解 切削力切削力22222NCPfFcFFFFF主偏角主偏角Kr的大小影響的大小影響 Fp 和和 Ff 的配置。當工藝系統(tǒng)剛性較的配置。當工藝系統(tǒng)剛性較差時，應盡可能使用大的主偏角刀具進行切削。差時，應盡可能使用大的主偏角刀具進行切削。根據(jù)實驗，當根據(jù)實驗，當Kr =45, s= 0, o 15，F(xiàn) c、F p和和F f有以有以下近似關系

24、：下近似關系： F p =（0.150.7） F c F f = （0.10.6） F c可以得到：可以得到： Fp.f=（1.021.36） F c三者會隨著刀具材料、刀具幾何參數(shù)、切削用量、工件材三者會隨著刀具材料、刀具幾何參數(shù)、切削用量、工件材料、刀具磨損情況而在較大范圍內變化。料、刀具磨損情況而在較大范圍內變化。切削力切削力5 5）切削力的測量及切削力經(jīng)驗公式）切削力的測量及切削力經(jīng)驗公式目前常用的測力儀有電目前常用的測力儀有電阻式測力儀和壓電式測阻式測力儀和壓電式測力儀。力儀。2 2切削力的經(jīng)驗公式切削力的經(jīng)驗公式1 1切削力的理論公式切削力的理論公式 切削過程非常復雜，理論模型還存

25、在較大缺點，計算結切削過程非常復雜，理論模型還存在較大缺點，計算結果與實驗結果不能很好的吻合。果與實驗結果不能很好的吻合。（1）切削力的測量）切削力的測量切削力切削力（2 2）切削力的經(jīng)驗公式的建立（詳參馮之敬書）切削力的經(jīng)驗公式的建立（詳參馮之敬書）FcFcFpFpFfFfCFcPPFpPFFfPyxyxyxfC aFfC aFfC aF測量儀測出切削力后，再將實驗數(shù)測量儀測出切削力后，再將實驗數(shù)據(jù)用圖解法、線性回歸等進行處理，據(jù)用圖解法、線性回歸等進行處理，其實質就是測定其實質就是測定 FC、 FP、 Ff后，后，如何確定如何確定3個系數(shù)和個系數(shù)和6個指數(shù)。個指數(shù)。切削力切削力圖解法圖解法

26、 FcpFcCaPCfxyC aFfCFloglogloglogloglogpCaPCfFcFcFCxaFCyfFcFcCFcPyxfC aF切削力切削力FeFeFeFpFpFpFfFfFfCFeFcPCPFpFpPCFFfFfPCyxnyxnyxnfC avFKfCavFKfC avFK（3 3）切削力經(jīng)驗公式應用）切削力經(jīng)驗公式應用( (指數(shù)公式指數(shù)公式) )與實驗條件不符的要考慮修正系數(shù)，切削力的獲得是通過查與實驗條件不符的要考慮修正系數(shù)，切削力的獲得是通過查表所得，是建立在表所得，是建立在前人實驗的基礎前人實驗的基礎之上。之上。式中式中 C CFc Fc , C, CFp Fp , C

27、, CFfFf 與工件、刀具材料有關系數(shù)；與工件、刀具材料有關系數(shù)； x xFc Fc , x, xFp Fp , x, xFfFf 切削深度對切削力影響指數(shù)；切削深度對切削力影響指數(shù)； y yFc Fc , y, yFp Fp , y, yFfFf 進給量對切削力影響指數(shù)；進給量對切削力影響指數(shù)； n nFc Fc , n, nFp Fp , n, nFfFf 切削速度切削速度對切削力影響指數(shù)；對切削力影響指數(shù)； K KFc Fc , K, KFp Fp , K, KFfFf 考慮刀具幾何參數(shù)、刀具磨損等因素影響考慮刀具幾何參數(shù)、刀具磨損等因素影響的修正系數(shù)。的修正系數(shù)。切削力切削力 1.

28、1.切削功率切削功率式中式中 Fc 主切削力主切削力（N）；）； v 主運動速度主運動速度（m/s）。）。 2.2.機床電機功率機床電機功率式中式中 機床傳動效率，通常機床傳動效率，通常= 0.750.85 ()cEPPKW3310101000ccwfccCvFfnFvFP只有前者只有前者1%2%切削力切削力3.3.單位切削力的概念單位切削力的概念CCCCDPDDfFFFKah bA用用kc（Nmm2）表示：）表示：切削力切削力4.4.單位切削功率的概念單位切削功率的概念zcSQPP Qz單位時間內金屬切除量（mm3/s）f1000vaQpz3pczc10fvaKvFP6cs10KP強度、硬度

29、越高，強度、硬度越高，塑性、韌性越大，塑性、韌性越大，切屑變形略小，總切削力越大。切屑變形略小，總切削力越大。 8 8）影響切削力的因素）影響切削力的因素1 1工件材料的影響工件材料的影響2 2切削用量的影響切削用量的影響1）背吃刀量和進給量）背吃刀量和進給量反映在經(jīng)驗公式中，反映在經(jīng)驗公式中，ap的指數(shù)近似為的指數(shù)近似為1，而，而f的指數(shù)為的指數(shù)為0.750.9，從切，從切削力和切削功率的角度考慮，切削面積相同，加大削力和切削功率的角度考慮，切削面積相同，加大f比加大比加大ap有利。有利。fAD成正比成正比，但，但 kc略略減小，減小， 變形系數(shù)減小，變形系數(shù)減小， 切削力增加但與切削力增加

30、但與f 不成正比。不成正比。 apAD成正比成正比， kc不變，不變， 變形系數(shù)不變，變形系數(shù)不變， 切削力成正比增加；切削力成正比增加； 切削力切削力切削力切削力切削力切削力（1）在積屑瘤增長階段）在積屑瘤增長階段 隨隨v 積屑瘤高度積屑瘤高度 變形程度變形程度，F(xiàn) （2） 在積屑瘤減小階段在積屑瘤減小階段 v 變形程度變形程度，F(xiàn) （3） 在無積屑瘤階段在無積屑瘤階段 隨隨v ，溫度升高，摩擦系，溫度升高，摩擦系數(shù)數(shù)變形程度變形程度 F 2 2）切削速度）切削速度塑性材料塑性材料切削力切削力切削力切削力切削速度對切削力沒有顯著影切削速度對切削力沒有顯著影響。響。脆性材料：脆性材料：在生產(chǎn)實

31、踐中，盡可能采用高在生產(chǎn)實踐中，盡可能采用高速切削，既能提高生產(chǎn)效率，速切削，既能提高生產(chǎn)效率，又能減小切削力。又能減小切削力。切削力切削力3 3刀具幾何參數(shù)的影響刀具幾何參數(shù)的影響 1 1）前角）前角0 0增大前角增大前角o ，可以減小切，可以減小切削變形，減小變形抗力，切削變形，減小變形抗力，切削力減小。削力減小。塑性材料塑性材料0 0 變形程度變形程度F F脆性材料脆性材料切削變形很小，切削變形很小，0 0對對 F F 影響不影響不顯著；顯著；2 2）主偏角）主偏角K Kr ra.a.r r對對F Fc c影響較小，影響較小， 影響程度不超過影響程度不超過10%10%；r r在在6060

32、7575之間時，之間時，F(xiàn) Fc c最小。最小。b.r r對對F Fp p、 F Ff f影響較大影響較大 F Fp p F FD D coscosr r F Ff f F FD D sinsinr r F Fp p隨隨r r 增大而減小，增大而減小， F Ff f隨隨r r 增大而增大增大而增大切削力切削力3 3）刃傾角）刃傾角s sa. a. s s對對F Fc c影響很小影響很小b. s s對對F Fp p、 F Ff f影響較大影響較大 F Fp p隨隨s s增大而減小，增大而減小， F Ff f隨隨s s增大而增大增大而增大切削力切削力4 4）負倒棱）負倒棱1rbb b1 1 與與f

33、 f 之比增大之比增大, ,切削力隨之增大。切削力隨之增大。 當切鋼當切鋼b b11/ /f f 55或或 切鑄鐵切鑄鐵b b11/ /f f 33時，時， 切削力趨于穩(wěn)定，接近于負前角的狀態(tài)。切削力趨于穩(wěn)定，接近于負前角的狀態(tài)。切削力切削力5 5）過渡圓弧刃半徑）過渡圓弧刃半徑r r增大相當于增大相當于r r減小的影響減小的影響（1 1）r r對對F Fc c影響很小影響很?。? 2）F Fp p隨隨 r r增大而增大；增大而增大；F Ff f隨隨 r r增大而減小增大而減?。?r Fp，F(xiàn)f） 切削力切削力4 4刀具磨損刀具磨損后刀面平均磨損帶寬度后刀面平均磨損帶寬度VBVB越大，越大，摩

34、擦越強烈，切削力也越大。摩擦越強烈，切削力也越大。VBVB對背向力對背向力F Fp p影響最顯著影響最顯著 5 5切削液切削液以潤滑為主的切削液能減小切以潤滑為主的切削液能減小切削力。以冷卻為主的對切削力削力。以冷卻為主的對切削力的影響不大。的影響不大。 6 6刀具材料刀具材料親合力和摩擦系數(shù)；切削條件完全相同的情況下：親合力和摩擦系數(shù)；切削條件完全相同的情況下： 立方氮化硼立方氮化硼陶瓷陶瓷涂層涂層硬質合金硬質合金高速鋼高速鋼 切削力切削力切削熱的產(chǎn)生與傳導切削熱的產(chǎn)生與傳導切削熱的來源切削熱的來源1)1)切削層金屬發(fā)生彈性變形和塑性變形切削層金屬發(fā)生彈性變形和塑性變形所消耗的能量（三個區(qū)）

35、；所消耗的能量（三個區(qū)）；2)2)切屑與前刀面、工件與后刀面間產(chǎn)生切屑與前刀面、工件與后刀面間產(chǎn)生的的摩擦熱摩擦熱。塑性材料？塑性材料？脆性材料？脆性材料？工件工件切屑切屑刀具刀具 切削熱的來源與傳出切削熱的來源與傳出切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度切削熱是切削過程中的重要物理現(xiàn)象。切削熱是切削過程中的重要物理現(xiàn)象。切削所消耗的能量切削所消耗的能量=形成新表面和以晶格扭曲等形式的潛藏能形成新表面和以晶格扭曲等形式的潛藏能（1-2%）+熱能（熱能（98-99%）切削溫度升高會影響？切削溫度升高會影響？（變形（變形+ +摩擦）摩擦）（后面摩擦為主）（后面摩擦為主）（摩擦因素、積屑瘤、刀具磨損、加工

36、精度、加工表面）（摩擦因素、積屑瘤、刀具磨損、加工精度、加工表面）單位時間產(chǎn)生的切削熱：單位時間產(chǎn)生的切削熱： Q= = Fcvc = CFz ap xFz f yFz v（nFZ+1） KFz工件切屑刀具 切削熱的來源與傳出熱的傳導及其影響因素熱的傳導及其影響因素1）工件材料的導熱系數(shù)）工件材料的導熱系數(shù)2）刀具材料的導熱系數(shù)）刀具材料的導熱系數(shù)3）周圍介質）周圍介質切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度切削用量切削用量ap 基本成正比例影響，切削速度基本成正比例影響，切削速度v 或或 進給量進給量f等等因素對切削熱影響因素對切削熱影響=對切削力影響對切削力影響 不同的加工方法其切削熱由切屑、工件

37、、刀具和介質傳出的比不同的加工方法其切削熱由切屑、工件、刀具和介質傳出的比例不同。例不同。導熱率高，熱量容易傳出，切削溫度隨之降低，刀具不易磨損，導熱率高，熱量容易傳出，切削溫度隨之降低，刀具不易磨損，有利于提高刀具壽命。有利于提高刀具壽命。切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度加工方法加工方法切屑切屑工件工件刀具刀具車削車削50-86%3-9%10-40%鉆削鉆削28%52.5%14.5%銑削銑削70%50%15%磨削磨削4%80%12%切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度切屑與刀具接觸時間長短也切屑與刀具接觸時間長短也影響刀具切削溫度。影響刀具切削溫度。車削？車削？鉆削？鉆削？（脫離速度快）（脫離速

38、度快）（仍存在接觸）（仍存在接觸）2 2 切削溫度分布切削溫度分布剪切面上各點溫度幾乎相等，各剪切面上各點溫度幾乎相等，各點的應變規(guī)律基本相同；點的應變規(guī)律基本相同；前后刀面最高溫度點不在刀刃上；前后刀面最高溫度點不在刀刃上；切屑上最高溫度比剪切區(qū)溫度高；切屑上最高溫度比剪切區(qū)溫度高；切屑底層溫度比上層溫度高。切屑底層溫度比上層溫度高。切削塑性材料切削塑性材料 前刀面靠近刀尖處溫度最高。前刀面靠近刀尖處溫度最高。切削脆性材料切削脆性材料 后刀面靠近刀尖處溫度最高。后刀面靠近刀尖處溫度最高。切削溫度的測量切削溫度的測量1 1 測量方法測量方法 熱電偶法、輻射溫度計法熱電偶法、輻射溫度計法 切削熱

39、和切削溫度切削熱和切削溫度影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素 刀具與切屑接觸區(qū)平均溫度，單位為刀具與切屑接觸區(qū)平均溫度，單位為； C切削溫度系數(shù)，主要取決于加工方法和刀具材料；切削溫度系數(shù)，主要取決于加工方法和刀具材料； z、y、x切削速度、進給量、背吃刀量的影響指數(shù)。切削速度、進給量、背吃刀量的影響指數(shù)。xpyzcafvC1. 切削用量切削用量 經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度 a ap p、f f 和和v vc c增大，單位時間內材料的切除量增大，切削增大，單位時間內材料的切除量增大，切削熱增多，切削溫度隨之上升。熱增多，切削溫度隨之上升。三個影響指數(shù)三個影響指

40、數(shù) z zyyxx，說明，說明v vc c 影響最大，進給量影響最大，進給量 f f 的影響次之，背吃刀量的影響次之，背吃刀量a ap p的影響最小。的影響最小。切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度在提高金屬切除率的同在提高金屬切除率的同時，為了有效控制切削溫時，為了有效控制切削溫度以延長刀具壽命，優(yōu)先度以延長刀具壽命，優(yōu)先增大增大a ap p ，其次是增大，其次是增大f f ，嚴格控制嚴格控制v vc c；在刀具材料與機床性能在刀具材料與機床性能允許條件下，應盡可能提允許條件下，應盡可能提高高v vc c ，以進行高效率、高，以進行高效率、高質量切削。質量切削。切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度2

41、. 2. 刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)1)1)前角前角o o0 0 變形程度變形程度F F q 但但0 0 2020時，時，散熱體積散熱體積，對，對的影響減小的影響減小切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度2)2)主偏角主偏角k kr rr r ，切削刃工作接觸長度、刀尖角和切削寬度，切削刃工作接觸長度、刀尖角和切削寬度 ，散散熱面積熱面積 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度3. 3. 工件材料的影響工件材料的影響 強度、硬度高強度、硬度高，則加工，則加工硬化能力強，切削抗力硬化能力強，切削抗力越大，消耗的功多，產(chǎn)越大，消耗的功多，產(chǎn)生的熱就越多。生的熱就越多。 熱導率越小熱導率越小，傳散的熱，傳散的熱越

42、少，切削區(qū)的切削溫越少，切削區(qū)的切削溫度就越高。度就越高。切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度4. 4. 刀具磨損的影響刀具磨損的影響后刀面磨損增大，塑性變形后刀面磨損增大，塑性變形增大，增大，摩擦加劇摩擦加劇，切削溫度，切削溫度升高升高 。VBVB達一定值達一定值 ， v v越高刀磨越高刀磨損對損對影響越顯著影響越顯著刀具磨損是影響切削溫度的刀具磨損是影響切削溫度的主要因素。主要因素。5. 5. 切削液的影響切削液的影響切削液對切削液對切削溫度切削溫度刀具磨損刀具磨損加工質量有明顯效果。加工質量有明顯效果。熱導率比熱容和流量越大，本身溫度越低冷卻效果越顯著熱導率比熱容和流量越大，本身溫度越低冷卻

43、效果越顯著切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度切削液：切削液：（1 1）水溶液：水）水溶液：水+ +防銹劑，透明狀，冷卻性能好，潤滑性能差。防銹劑，透明狀，冷卻性能好，潤滑性能差。常用于磨削。常用于磨削。（2 2）乳化液：乳化油加水稀釋，乳白色，冷卻及清洗性能良）乳化液：乳化油加水稀釋，乳白色，冷卻及清洗性能良好，潤滑性能一般。適用于粗加工及磨削。好，潤滑性能一般。適用于粗加工及磨削。（3 3）切削油：礦物油，潤滑性能好，冷卻性能差。主要用于）切削油：礦物油，潤滑性能好，冷卻性能差。主要用于精加工。精加工。切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度一般鋼材：一般鋼材：銅及有色金屬：銅及有色金屬：脆性材料：脆

44、性材料：低速加工：低速加工：乳化液乳化液不含硫的切削液不含硫的切削液不使用切削液不使用切削液煤油煤油切削熱對工件、刀具及切削過程影響：切削熱對工件、刀具及切削過程影響：1 1）工件材料強度和切削力）工件材料強度和切削力 對工件材料強度基本無影響：變形速度高，抵消溫度影響；對工件材料強度基本無影響：變形速度高，抵消溫度影響；只對切削底層的抗剪強度產(chǎn)生影響。只對切削底層的抗剪強度產(chǎn)生影響。 切削力：預熱切削，切削力下降，用于難加工材料。切削力：預熱切削，切削力下降，用于難加工材料。 普通切削？普通切削？2 2）刀具材料）刀具材料各類刀具材料都具有相應的最佳切削溫度范圍。各類刀具材料都具有相應的最佳

45、切削溫度范圍。硬質合金高溫下韌性較好。硬質合金高溫下韌性較好。切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度3 3）工件尺寸精度）工件尺寸精度材料自身材料自身“熱脹冷縮熱脹冷縮”特性。特性。4 4）自動控制切削速度及進給量）自動控制切削速度及進給量保持最佳切削溫度保持最佳切削溫度5 5）控制刀具磨損）控制刀具磨損利用利用“刀具刀具工件工件熱電偶熱電偶”方法，方法，延長刀具壽命。延長刀具壽命。切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度車削加工時車削加工時工件：工件：刀桿：刀桿：外圓及長度發(fā)生變化外圓及長度發(fā)生變化被吃刀量增加被吃刀量增加刀具磨損形態(tài)和磨損機制刀具磨損形態(tài)和磨損機制 1 1刀具磨損的形態(tài)刀具磨損的形態(tài)1

46、1）前刀面磨損）前刀面磨損形成條件：加工塑性材形成條件：加工塑性材料，料，v v高，高，h hD D大；刀具大；刀具的耐熱性和耐磨性不足的耐熱性和耐磨性不足. . 刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命A AA刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命形式：月牙洼形式：月牙洼影響：削弱刀刃強度，降低加工質量影響：削弱刀刃強度，降低加工質量磨損值以其最大深度磨損值以其最大深度 KT KT 表示表示 。前刀面上的摩擦前刀面上的摩擦滑動接觸滑動接觸nrsFArssrssrnnnsFAFCFFF冷焊粘結冷焊粘結rsasaFAPAsanAF切塑性金屬時前刀面上應力切塑性金屬時前刀面上應力分布情況：分布情況：刀刀

47、-屑接觸區(qū)摩擦可分兩部分：屑接觸區(qū)摩擦可分兩部分：OA 段粘接區(qū)段粘接區(qū):形成緊密接觸型摩擦，形成緊密接觸型摩擦，剪切滑移，內摩擦剪切滑移，內摩擦AB 段滑動區(qū)段滑動區(qū):形成峰點接觸型滑動形成峰點接觸型滑動摩擦，外摩擦摩擦，外摩擦一般內摩擦力約占總摩擦力的一般內摩擦力約占總摩擦力的85%前刀面上的摩擦前刀面上的摩擦影響前刀面摩擦的因素影響前刀面摩擦的因素（1）工件材料（相同的切削條件）工件材料（相同的切削條件） （2）切削厚度）切削厚度 （3 3）切削速度）切削速度 （4 4）刀具前角）刀具前角 影響前刀面摩擦的因素影響前刀面摩擦的因素2 2） 后刀面磨損后刀面磨損形成條件：后刀面與工件小形成

48、條件：后刀面與工件小面積接觸，加工塑性材料面積接觸，加工塑性材料, , v v 較小較小, , h hD D 較小；加工脆性較??；加工脆性材料時常常發(fā)生。材料時常常發(fā)生。 刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命形式：后角形式：后角=0=0的磨損面（參數(shù)的磨損面（參數(shù)VBVB，VBVBmaxmax） 影響：切削力影響：切削力, , 切削溫度切削溫度, , 產(chǎn)生振動，降產(chǎn)生振動，降低加工質量低加工質量刀尖部分磨損嚴重刀尖部分磨損嚴重, ,以以VCVC表示；中間部位磨損表示；中間部位磨損較均勻較均勻, ,以以VBVB表示表示, ,以以VBmaxVBmax表示最大磨損值表示最大磨損值 。刀具磨損和刀具壽

49、命刀具磨損和刀具壽命3 3）邊界磨損）邊界磨損 形成條件：形成條件：切鋼料，邊界切鋼料，邊界處的加工硬化層、硬質點、處的加工硬化層、硬質點、毛坯表面硬層。較大的應毛坯表面硬層。較大的應力梯度和溫度梯度。力梯度和溫度梯度。形式：形式： 溝紋溝紋 磨損量用磨損量用VNVN表示。表示。刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命2 2刀具磨損機制刀具磨損機制1）硬質點劃痕）硬質點劃痕 硬質點（碳化物、氮化物、氧化物等）硬質點（碳化物、氮化物、氧化物等）積屑瘤碎片積屑瘤碎片 各種切削速度下均存在各種切削速度下均存在 低速情況下刀具磨損的主要原因低速情況下刀具磨損的主要原因取決于硬度和耐磨性取決于硬度和耐磨性

50、磨削磨削刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命2 2）冷焊粘結）冷焊粘結高溫高壓高溫高壓強烈摩擦強烈摩擦 刀具材料與工件材料親和力大刀具材料與工件材料親和力大 刀具材料與工件材料硬度比小刀具材料與工件材料硬度比小 中等偏低切速中等偏低切速 粘結磨損加劇粘結磨損加劇冷焊冷焊 刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命4 4）化學磨損）化學磨損3 3）擴散磨損）擴散磨損 化學作用化學作用邊界磨損原因之一；邊界磨損原因之一； 主要發(fā)生在較高速切削條件下；主要發(fā)生在較高速切削條件下；高溫作用高溫作用取決于刀具的耐熱性取決于刀具的耐熱性氧化鋁陶瓷和立方氯化硼刀具抗擴散磨損能力較強。氧化鋁陶瓷和立方氯化硼刀具抗擴

51、散磨損能力較強。擴散磨損常與冷焊磨損、磨料磨損同時產(chǎn)生。前刀面上溫擴散磨損常與冷焊磨損、磨料磨損同時產(chǎn)生。前刀面上溫度最高處擴散作用最強烈（月牙洼）。度最高處擴散作用最強烈（月牙洼）。刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命 對于一定的刀具和工件材料，對于一定的刀具和工件材料，切削溫度對刀具磨損具有決切削溫度對刀具磨損具有決定性的影響定性的影響。高溫時擴散磨損和化學磨損強度較高；在中低溫。高溫時擴散磨損和化學磨損強度較高；在中低溫時，冷焊磨損占主導地位；磨料磨損則在不同切削溫度下都存時，冷焊磨損占主導地位；磨料磨損則在不同切削溫度下都存在。在。硬質點劃痕硬質點劃痕 冷焊粘結冷焊粘結 擴散磨損擴散磨

52、損 化學磨損化學磨損刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命1 1刀具磨損過程刀具磨損過程（三個階段）（三個階段）1）初期磨損過程）初期磨損過程與刀具刃磨質量直接相關。與刀具刃磨質量直接相關。刀具表面粗糙度大、單位面刀具表面粗糙度大、單位面積壓力高，磨損快。積壓力高，磨損快。2）正常磨損階段）正常磨損階段磨損緩慢，磨損量均勻增加磨損緩慢，磨損量均勻增加;VB與與t近似正比近似正比,斜率表示磨斜率表示磨損強度損強度,性能指標之一。性能指標之一。3）急劇磨損階段）急劇磨損階段切削力、溫度急升，磨損量急劇增加，之前需重新刃磨切削力、溫度急升，磨損量急劇增加，之前需重新刃磨或換刀。或換刀。 刀具磨損過程初

53、期磨損后刀面磨損量VB正常磨損急劇磨損切削時間刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命 2 2刀具的磨鈍標準刀具的磨鈍標準 硬質合金車刀刀具壽命試驗的磨鈍硬質合金車刀刀具壽命試驗的磨鈍標準，有下列三種可供選擇：標準，有下列三種可供選擇： （1 1）VBVB0.3mm0.3mm；（2 2）如果主后刀面為無規(guī)則磨損，取）如果主后刀面為無規(guī)則磨損，取 VBmaxVBmax=0.6mm=0.6mm；（3 3）前刀面磨損量）前刀面磨損量 KTKT（0.060.060.3f0.3f）mmmm。1）磨鈍標準）磨鈍標準 度量：度量： 后刀面處的磨損寬度后刀面處的磨損寬度VBVB；徑；徑向尺寸磨損量向尺寸磨損量NB

54、NB（精加工）；（精加工）； 刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命2）磨鈍標準的制定）磨鈍標準的制定（1 1）工藝系統(tǒng)剛性）工藝系統(tǒng)剛性工藝系統(tǒng)的剛性差，工藝系統(tǒng)的剛性差，VBVB應取小值。如車剛應取小值。如車剛性差的細軸。性差的細軸。（2 2）工件材料）工件材料切削難加工材料如高溫合金、不銹鋼、鈦合金等，切削難加工材料如高溫合金、不銹鋼、鈦合金等，VBVB一般應一般應取小值；加工一般材料，取小值；加工一般材料，VBVB值可取大一些。加工大型工件，值可取大一些。加工大型工件，為了避免頻繁換刀，為了避免頻繁換刀，VBVB應取大值。應取大值。（3 3）加工精度和表面質量）加工精度和表面質量加工精度

55、和表面質量要求高時，加工精度和表面質量要求高時，VBVB應取小值。應取小值。刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命3. 3. 刀具壽命刀具壽命1）刀具壽命的定義）刀具壽命的定義刃磨后的刀具自開始切削直到磨刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止所經(jīng)歷的損量達到磨鈍標準為止所經(jīng)歷的總切削時間；兩次刃磨之間所經(jīng)總切削時間；兩次刃磨之間所經(jīng)歷的切削時間歷的切削時間T。刀具壽命乘以刃磨次數(shù)，得到刀具壽命乘以刃磨次數(shù)，得到的就是刀具總壽命。的就是刀具總壽命。Vc1Vc2Vc3Vc4刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命2 2）刀具壽命的經(jīng)驗公式）刀具壽命的經(jīng)驗公式

56、單因素法：單因素法：(, )cVBv TlglglgcvmTA 0mccvTv TC與的 關 系 式 ： 泰 勒 公 式111TgmhcpTCfva1gfTfTC與 的關系式：2hppaTa TC與 的關系式：切削用量與刀具壽命的一般關系切削用量與刀具壽命的一般關系(廣義泰勒公式）：廣義泰勒公式）： m表示表示vC對對T的影響程度，反映了刀具材料的切削性能，的影響程度，反映了刀具材料的切削性能，m值越大，切削速度對刀具壽命的影響越小，刀具的耐熱性越好。值越大，切削速度對刀具壽命的影響越小，刀具的耐熱性越好。 52.250.75TpCTvfa可見可見v v 的影響最顯著；的影響最顯著；f f 次

57、之；次之；a ap p 影響最小影響最小 。與對切削溫度的影響順序一致。與對切削溫度的影響順序一致。用硬質合金刀具切削碳鋼（用硬質合金刀具切削碳鋼（b b= 0.763GP = 0.763GP a a）時，有：）時，有： 在提高生產(chǎn)率，保證刀具的使用壽命的情況下，首先在提高生產(chǎn)率，保證刀具的使用壽命的情況下，首先盡量選盡量選用大的切削深度用大的切削深度，然后根據(jù)加工條件和加工要求選取允許的，然后根據(jù)加工條件和加工要求選取允許的最最大進給量大進給量，最后根據(jù)刀具使用壽命和機床功率允許的情況選取，最后根據(jù)刀具使用壽命和機床功率允許的情況選取最大切削速度最大切削速度。切削速度提高一倍，刀具使用壽命降

58、到原切削速度提高一倍，刀具使用壽命降到原3 3；進給量提高一倍，刀具使用壽命降到原進給量提高一倍，刀具使用壽命降到原2121；背吃刀量提高一倍，刀具使用壽命降到原背吃刀量提高一倍，刀具使用壽命降到原2121；刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命 不同刀具材料的耐用度比較硬質合金（VB=0.4mm）陶瓷刀具（VB=0.4mm）高速鋼刀具耐用度T（min）1 2 3 5 6 8 10 20 30 40 60800600500400300200100806050切削速度v（m/min）3 3）不同刀具材料壽命（耐用度）比較）不同刀具材料壽命（耐用度）比較刀具磨損和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命4 4）影

59、響刀具壽命的其他因素）影響刀具壽命的其他因素(1)(1)刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù) 合理選擇刀具幾何參數(shù)能提高刀具壽命。刀具幾何參數(shù)中對合理選擇刀具幾何參數(shù)能提高刀具壽命。刀具幾何參數(shù)中對刀具壽命影響較大的是前角和主偏角。刀具壽命影響較大的是前角和主偏角。 (2)(2)刀具材料刀具材料 采用涂層刀具材料和使用新型刀具材料，可提高刀具壽命。采用涂層刀具材料和使用新型刀具材料，可提高刀具壽命。 (3)(3)工件材料工件材料 工件材料的強度、硬度和韌性越高，伸長率越小，切削時均工件材料的強度、硬度和韌性越高，伸長率越小，切削時均能使切削溫度升高，刀具壽命降低。能使切削溫度升高，刀具壽命降低。 刀具磨損

60、和刀具壽命刀具磨損和刀具壽命刀具合理使用壽命選擇刀具合理使用壽命選擇 令令f f，a ap p為常數(shù)，為常數(shù)， 代入：代入：10001000mmwwwwmppLdLdtTkTvfaAfa 使工序時間最短的刀具壽命。以車削為例，工序時間：使工序時間最短的刀具壽命。以車削為例，工序時間：mv TA對對T T求導，并令其為求導，并令其為0 0，可得，可得到到最高生產(chǎn)率最高生產(chǎn)率刀具壽命刀具壽命為：為：1opcmTtm1 1）最高生產(chǎn)率刀具壽命）最高生產(chǎn)率刀具壽命twtmtottct tm m切削時間；切削時間； t tc c 工序的換刀時間；工序的換刀時間； t totot除換刀外的輔助時間。除換刀