機(jī)械制造工程學(xué)第2章金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律

1、第2章金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律2.1金屬切削過(guò)程2.2切削力與切削功率2.3切削熱和切削溫度2.4刀具的磨損與刀具使用壽命2.5切削條件的合理選擇2.6工件材料的切削加工性圖圖2-1 金屬切削過(guò)程中的滑移線(xiàn)和流線(xiàn)金屬切削過(guò)程中的滑移線(xiàn)和流線(xiàn)2.1金屬切削過(guò)程2.1.1切屑的形成過(guò)程及變形區(qū)的劃分圖圖2-2 切屑類(lèi)型切屑類(lèi)型圖圖2-3 金屬切削過(guò)程中的滑移線(xiàn)和流線(xiàn)金屬切削過(guò)程中的滑移線(xiàn)和流線(xiàn)衡量切屑變形程度的方法衡量切屑變形程度的方法 ：切屑厚度壓縮比切屑厚度壓縮比hh 圖圖2-4 切屑厚度壓縮比切屑厚度壓縮比hh的計(jì)算的計(jì)算chDDchhllhh一、切屑形成過(guò)程一、切屑形成過(guò)程 以塑性材料的切屑

2、以塑性材料的切屑形成為例，金屬切削區(qū)形成為例，金屬切削區(qū)可大致劃分為：可大致劃分為： 三個(gè)變形區(qū)三個(gè)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)第三變形區(qū)（一）第一變形區(qū)（一）第一變形區(qū)OA始滑移線(xiàn)始滑移線(xiàn)OM終滑移線(xiàn)終滑移線(xiàn)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(nèi)一區(qū)一般速度范圍內(nèi)一區(qū)寬度為寬度為0.020.2mm，速度越高，寬度越小，速度越高，寬度越小，可看作一個(gè)可看作一個(gè)剪切平面剪切平面（剪切滑移區(qū)）（剪切滑移區(qū)）（二）第二變形區(qū)（二）第二變形區(qū)（三）第三變形區(qū)第三變形區(qū) 切屑沿前刀面排出時(shí)進(jìn)一步受到前刀面的擠壓和摩切屑

3、沿前刀面排出時(shí)進(jìn)一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面的金屬纖維化，基本與前刀面平行。擦，使靠近前刀面的金屬纖維化，基本與前刀面平行。（擠壓摩擦區(qū)）（擠壓摩擦區(qū)） 已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦，產(chǎn)生變形與回彈，造成纖維化和加工硬化。摩擦，產(chǎn)生變形與回彈，造成纖維化和加工硬化。刃前區(qū)：刃前區(qū)：三個(gè)變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應(yīng)力集三個(gè)變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應(yīng)力集 中而復(fù)雜，被切削層在此與工件本體材料分離中而復(fù)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)）2.1.2變形系數(shù) 在切削過(guò)程中，被切金屬層

4、在刀具的推擠下被壓縮，因此，切屑厚度通常要大于切削層的厚度，而切屑長(zhǎng)度卻小于切削長(zhǎng)度，如圖2-2所示圖2-2三個(gè)變形區(qū)、剪切角 由于工件材料性質(zhì)和切削條件不同，切削層變形程由于工件材料性質(zhì)和切削條件不同，切削層變形程度也不同，因而產(chǎn)生的切屑也多種多樣。歸納起來(lái)，主度也不同，因而產(chǎn)生的切屑也多種多樣。歸納起來(lái)，主要有以下四種類(lèi)型，如圖要有以下四種類(lèi)型，如圖2-8所示所示 圖圖2-8切屑形態(tài)切屑形態(tài)a a）帶狀切屑）帶狀切屑 ：切屑延續(xù)成較長(zhǎng)的帶狀，內(nèi)表面光滑、而外切屑延續(xù)成較長(zhǎng)的帶狀，內(nèi)表面光滑、而外表面呈毛茸狀。表面呈毛茸狀。b)b)擠裂切屑：擠裂切屑：切屑內(nèi)表面有時(shí)有裂紋，外表面呈鋸齒形。切

5、屑內(nèi)表面有時(shí)有裂紋，外表面呈鋸齒形。c)c)單元切屑單元切屑：切屑切離成單元切屑。切屑切離成單元切屑。d)d)崩碎切屑：崩碎切屑：切屑的形狀不規(guī)則，加工表面凸凹不平。切屑的形狀不規(guī)則，加工表面凸凹不平。2.1.3切屑的類(lèi)型圖2-9 切屑類(lèi)型a)帶狀切屑 b)擠裂切屑 c)單元切屑 d)崩碎切屑 在切削速度不高而又能形成連續(xù)切屑的情況下，加工一般鋼料或其它塑性材料時(shí)，常常在前刀面處粘著一塊剖面有時(shí)呈三角狀的硬塊。它的硬度很高，通常是工件材料的2-3倍，在處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，能夠代替切削刃進(jìn)行切削。這塊冷焊在前刀面上的金屬稱(chēng)為積屑瘤或刀瘤。圖2-34 積屑瘤現(xiàn)象2.1.4積屑瘤 在用中等或較低的

6、切削速度切削塑性較大的金屬材料時(shí)，在用中等或較低的切削速度切削塑性較大的金屬材料時(shí)，往往會(huì)在切削刃上粘附一個(gè)楔形硬塊，稱(chēng)為往往會(huì)在切削刃上粘附一個(gè)楔形硬塊，稱(chēng)為積屑瘤積屑瘤。 積屑瘤的產(chǎn)生：積屑瘤的產(chǎn)生：切削過(guò)程中，刀切削過(guò)程中，刀屑間的摩擦，使刀具屑間的摩擦，使刀具前刀面十分潔凈，在一定溫度和壓力下，切屑底層金屬與前刀面十分潔凈，在一定溫度和壓力下，切屑底層金屬與前刀面接觸處發(fā)生粘結(jié)，形成了積屑瘤，如圖前刀面接觸處發(fā)生粘結(jié)，形成了積屑瘤，如圖7-97-9所示。所示。隨后，積屑瘤逐漸長(zhǎng)大，直到該隨后，積屑瘤逐漸長(zhǎng)大，直到該處的溫度和壓力不足以產(chǎn)生粘結(jié)處的溫度和壓力不足以產(chǎn)生粘結(jié)為止。積屑瘤在形

7、成過(guò)程中是一為止。積屑瘤在形成過(guò)程中是一層層增高的，到一定高度會(huì)脫落，層層增高的，到一定高度會(huì)脫落，經(jīng)歷了一個(gè)生成、長(zhǎng)大、脫落的經(jīng)歷了一個(gè)生成、長(zhǎng)大、脫落的周期性過(guò)程。周期性過(guò)程。圖圖7-9 積屑瘤的形成積屑瘤的形成積屑瘤的作用和影響：積屑瘤的作用和影響： 1）保護(hù)刀具：保護(hù)刀具：積屑瘤包圍著切削刃，同時(shí)覆蓋著一部分積屑瘤包圍著切削刃，同時(shí)覆蓋著一部分前刀面。能代替切削刃和前刀面進(jìn)行切削，從而減少了刀前刀面。能代替切削刃和前刀面進(jìn)行切削，從而減少了刀具磨損，起到保護(hù)刀具的作用。具磨損，起到保護(hù)刀具的作用。 2 2）增大前角：）增大前角：積屑瘤具有積屑瘤具有3030左右的前角，因而減少了左右的前

8、角，因而減少了切削變形，降低了切削力。切削變形，降低了切削力。3 3）增大切削厚度：）增大切削厚度：積屑瘤前端伸出于切削刃之外，使切積屑瘤前端伸出于切削刃之外，使切削厚度增加了削厚度增加了h hD D值是變化的，因而影響了工件的尺寸精值是變化的，因而影響了工件的尺寸精度。度。4 4）增大已加工表面粗糙度：）增大已加工表面粗糙度：積屑瘤高度的周期性變化，積屑瘤高度的周期性變化，使切削厚度不斷變化，以及由此而引起振動(dòng)，積屑瘤粘附使切削厚度不斷變化，以及由此而引起振動(dòng)，積屑瘤粘附在切削刃上很不規(guī)則，導(dǎo)致在已加工表面上刻劃出深淺和在切削刃上很不規(guī)則，導(dǎo)致在已加工表面上刻劃出深淺和寬窄不同的溝紋；脫落的

9、積屑瘤碎片留在已加工表面上。寬窄不同的溝紋；脫落的積屑瘤碎片留在已加工表面上。 控制積屑瘤產(chǎn)生的措施(1)避開(kāi)容易產(chǎn)生積屑瘤的切削速度范圍當(dāng)工件材料一定時(shí)，切削速度是影響積屑瘤的主要因素。(2)降低材料塑性工件材料塑性越大，刀具與切屑之間的平均摩擦因數(shù)增加，越容易生成積屑瘤。(3)合理使用切削液使用切削液可降低切削溫度，減少摩擦，因此，可抑制積屑瘤的產(chǎn)生。(4)增大刀具前角、提高刀具刃磨質(zhì)量刀具前角的增大，可以減少切屑變形和切削力，降低切削溫度，因此，增大前角能抑制積屑瘤的產(chǎn)生。 在切屑形成過(guò)程，切屑與刀具的前刀面之間及切削表面在切屑形成過(guò)程，切屑與刀具的前刀面之間及切削表面與刀具的后刀面之間

10、要發(fā)生摩擦，因此刀具在切削加工時(shí)必與刀具的后刀面之間要發(fā)生摩擦，因此刀具在切削加工時(shí)必然要克服材料的變形抗力及前、后刀面上的摩擦阻力。這些然要克服材料的變形抗力及前、后刀面上的摩擦阻力。這些作用在刀具上所有力的合力稱(chēng)之為刀具的一個(gè)切削部分上的作用在刀具上所有力的合力稱(chēng)之為刀具的一個(gè)切削部分上的總切削力，也稱(chēng)切削合力總切削力，也稱(chēng)切削合力?？偳邢髁Φ姆较颉⒋笮⒖偳邢髁Φ姆较?、大小將隨工件材料的性質(zhì)、切削隨工件材料的性質(zhì)、切削用量的大小及刀具的幾何用量的大小及刀具的幾何形狀的變化而變化，因此形狀的變化而變化，因此通常將其分解成幾個(gè)方向通常將其分解成幾個(gè)方向既定的分力。圖既定的分力。圖7-117-

11、11所示所示體現(xiàn)了切削力的來(lái)源。體現(xiàn)了切削力的來(lái)源。圖圖2-11 切削力的來(lái)源切削力的來(lái)源2.2切削力與切削功率2.2.1切削力的來(lái)源、合力及其分力1 1、切削力的分解：、切削力的分解：如圖如圖2-122-12所示所示1）主切削力（切向力）主切削力（切向力）Fc ：是主運(yùn)動(dòng)方向上的切削分力，是主運(yùn)動(dòng)方向上的切削分力，切于過(guò)渡表面并與基面垂直，消耗功率最多，是計(jì)算刀切于過(guò)渡表面并與基面垂直，消耗功率最多，是計(jì)算刀具強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床零件，確定機(jī)床功率的主要依據(jù)。具強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床零件，確定機(jī)床功率的主要依據(jù)。2 2）進(jìn)給力（軸向力）進(jìn)給力（軸向力）F Ff f：是作用在進(jìn)給方向上的切削分力，是作用在進(jìn)

12、給方向上的切削分力，處于基面內(nèi)并與工件軸線(xiàn)平行。是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、計(jì)算刀處于基面內(nèi)并與工件軸線(xiàn)平行。是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、計(jì)算刀具進(jìn)給功率的依據(jù)。具進(jìn)給功率的依據(jù)。 圖圖2-12 切削力的分解切削力的分解 3）背向力（徑向力或吃刀力）背向力（徑向力或吃刀力）Fp ：是作用在吃刀方向上的切是作用在吃刀方向上的切削分力，處于基面內(nèi)并與工件軸削分力，處于基面內(nèi)并與工件軸線(xiàn)垂直的力。它是確定與工件加線(xiàn)垂直的力。它是確定與工件加工精度有關(guān)的工件撓度、切削過(guò)工精度有關(guān)的工件撓度、切削過(guò)程的振動(dòng)的力。程的振動(dòng)的力。 消耗在切削過(guò)程中的功率叫消耗在切削過(guò)程中的功率叫切削功率切削功率P Pc c，單位是，單位是kWkW

13、，它，它是是F Fc c、F Fp p、F Ff f在切削過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)所消耗的功的總和。在切削過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)所消耗的功的總和。在進(jìn)行外圓車(chē)削時(shí)，因在進(jìn)行外圓車(chē)削時(shí)，因F Fp p方向沒(méi)有位移，故消耗功率為方向沒(méi)有位移，故消耗功率為零。零。式中式中 Fc主切削力，單位為主切削力，單位為N； Ff進(jìn)給力，單位為進(jìn)給力，單位為N； f 進(jìn)給量，單位為進(jìn)給量，單位為mm/r； c切削速度，單位為切削速度，單位為m/s； nw工件轉(zhuǎn)速，單位為工件轉(zhuǎn)速，單位為r/s。 3101000fnFFPwfccm2.2.2切削功率單位切削力kc是指單位切削面積上的切削力：2.2.3單位切削力切削力切削力背向力

14、背向力進(jìn)給力進(jìn)給力切削時(shí)消耗的功率切削時(shí)消耗的功率FCFCFCFCFCKnnCXCSPvfaFCFpFPFPFPKnXCFPCSPnfaFpvFfFfFfFfFfKnnXCCSPvfaFf 4106 cccvFP2.2.4切削力測(cè)量與經(jīng)驗(yàn)公式1.切削力的經(jīng)驗(yàn)公式 1.測(cè)定機(jī)床功率，計(jì)算切削力 用功率表測(cè)出機(jī)床電動(dòng)機(jī)在切削過(guò)程中所消耗的功率PE后，計(jì)算出切削功率Pc。 2.用測(cè)力儀測(cè)量切削力 測(cè)力儀的測(cè)量原理是利用切削力作用在測(cè)力儀的彈性元件上所產(chǎn)生的變形，或作用在壓電晶體上產(chǎn)生的電荷經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理后，讀出Fc、Ff和Fp的值。2.測(cè)力儀原理圖2-10電阻應(yīng)變片（一）工件材料的影響（一）工件材料的

15、影響（系數(shù)（系數(shù)C CF F 或單位切削力或單位切削力k kc c體現(xiàn)）體現(xiàn)） 工件材料的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性越大，切削力越大。工件材料的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性越大，切削力越大。（二）切削用量的影響（二）切削用量的影響 apAc成正比成正比， kc不變，不變， ap的的 指數(shù)約等于指數(shù)約等于1，因而，因而 切削力成正比增加切削力成正比增加 fAc成正比成正比，但，但 kc略略減小，減小， f 的的 指數(shù)小于指數(shù)小于1，因而，因而 切削力增加但與切削力增加但與f 不成正比不成正比速度速度v 對(duì)對(duì)F 的影響分為有積屑瘤和無(wú)積屑瘤兩種情況的影響分為有積屑瘤和無(wú)積屑瘤兩種情況在無(wú)積屑瘤階段，在無(wú)積屑

16、瘤階段， v 變形程度變形程度切削力減小切削力減小2.2.5影響切削力的因素1. 在積屑瘤增長(zhǎng)階段在積屑瘤增長(zhǎng)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(wú)積屑瘤階段在無(wú)積屑瘤階段 隨隨v ，溫度升高，摩擦溫度升高，摩擦 系數(shù)系數(shù)變形程度變形程度 F 計(jì)算計(jì)算F 時(shí)乘以修正系數(shù)時(shí)乘以修正系數(shù)Kv 或指數(shù)或指數(shù)zF約為約為-0.15來(lái)體現(xiàn)來(lái)體現(xiàn)（三）刀具幾何參數(shù)的影響（三）刀具幾何參數(shù)的影響 1. 1. 前角前角0 0 的影響的影響 加工塑性材料時(shí)，加工塑性材料時(shí)，0 0 變形程度變形程度F FFc加工脆性材

17、料時(shí)，切削變形很小，加工脆性材料時(shí)，切削變形很小， 0 0對(duì)對(duì) F F 影響不顯著影響不顯著0 0 3030或高速切削時(shí)，或高速切削時(shí)， 0 0對(duì)對(duì) F F 影響不顯著影響不顯著2. 2. 主偏角主偏角r r的影響的影響（1 1）r r對(duì)對(duì)F Fc c影響較小，影響較小， 影響程度不超過(guò)影響程度不超過(guò)10%10% r r在在60607575之之 間時(shí)，間時(shí)，F(xiàn) Fc c最小。最小。（2）r r對(duì)對(duì)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

18、 f隨隨r r 增大而增大增大而增大3. 3. 刃傾角刃傾角s s的影響的影響（1 1）s s對(duì)對(duì)F Fc c影響很小影響很?。?） s s對(duì)對(duì)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4.4.負(fù)倒棱負(fù)倒棱b b11的影響的影響b b1 1 與與f f 之比增大之比增大, ,切削力隨之增大。切削力隨之增大。當(dāng)切鋼當(dāng)切鋼b b11/ /f f 55或或切鑄鐵切鑄鐵b b11/ /f f 33時(shí)，時(shí)，切削力趨于穩(wěn)定，接切削力趨于穩(wěn)定，接近于負(fù)前角的狀態(tài)。近于負(fù)前角的狀態(tài)。5.5.刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑r

19、 r的影響的影響（1 1）r r對(duì)對(duì)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小r r增大相當(dāng)于增大相當(dāng)于r r減小的影響減小的影響（六）刀具材料的影響（六）刀具材料的影響 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。（五）切削液的影響（五）切削液的影響 切削液潤(rùn)滑作用越好，力減切削液潤(rùn)滑作用越好，力減 小越顯著，低速時(shí)更突出。小越顯著，低速時(shí)更突出。（四）刀具磨損的影響（四）刀具磨損的影響 后刀面平均磨損帶寬度后刀面平均磨損

20、帶寬度VB 越大，摩擦越強(qiáng)烈，切削力越大，摩擦越強(qiáng)烈，切削力 也越大。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 計(jì)算舉例計(jì)算舉例 ： 用用YT5YT5硬質(zhì)合金車(chē)刀外圓縱車(chē)硬質(zhì)合金車(chē)刀外圓縱車(chē)b b = = 630630 MPaMPa的熱軋的熱軋4545鋼，車(chē)鋼，車(chē)刀幾何參數(shù)為刀幾何參數(shù)為g go o =10=10、k kr r = = 7575、l ls s = = 5 5，切削用量為切削用量為aspasp = = 2mm2mm、f f = = 0.3mm/r0.3mm/r、vcvc = = 100100 m m / / minmin。 試計(jì)算切削力試計(jì)算切削力FcFc、FpFp

21、、F Ff f 及切削功率及切削功率PcPc 。2.2.6切削力計(jì)算例題 解解 ： 查表查表3-2得：得： CFC=2795 xFC =1.0 yFC =0.75 zFC =-0.15 FcFcFcFcFcknyxCcspcvfaF 解解 ： FcFc15. 075. 00 . 1FcFcFcFcFckkknyxC7 .11351003 . 022795cspcvfaF 解解 ： 98. 0)650630()650(k0.75nmFcFcb當(dāng)當(dāng) b = 630MPa時(shí)時(shí)csFFckrFcmFcFckkkkklg續(xù)續(xù)：按按k kr =75查表查表3-4，得，得 92. 0krFck 0 . 1F

22、ckg按按g go =10 =10查表查表3-4，得，得 按按l ls =-5=-5查表查表3-4，得，得 0 . 1csFkl90. 00 . 10 . 192. 098. 0fsFFckrFcmFcFckkkkklg續(xù)續(xù)：90. 00 . 10 . 192. 098. 0csFFckrFcmFcFckkkkklg)N(kF102290. 07 .11357 .1135Fcc(kw)7 . 1410610010224106cccvFP 切削熱產(chǎn)生切削熱產(chǎn)生于三個(gè)變形區(qū)，于三個(gè)變形區(qū)， 切削過(guò)程中消耗的能量約切削過(guò)程中消耗的能量約 98%轉(zhuǎn)換為熱能，切削熱轉(zhuǎn)換為熱能，切削熱 qPcFcv =C

23、fcapf 0.75v-0.15KFcv = Cfcapf 0.75v0.85KFc切削熱切削熱通過(guò)切屑、工件、通過(guò)切屑、工件、刀具和周?chē)橘|(zhì)向外刀具和周?chē)橘|(zhì)向外傳出傳出2.3切削熱和切削溫度2.3.1切削熱的產(chǎn)生與傳出切削溫度的分布切削溫度的分布紅外膠片法測(cè)得切鋼料的溫度場(chǎng)，紅外膠片法測(cè)得切鋼料的溫度場(chǎng)，分析歸納切削溫度分布規(guī)律：分析歸納切削溫度分布規(guī)律：剪切區(qū)等溫線(xiàn)與滑移線(xiàn)相近剪切區(qū)等溫線(xiàn)與滑移線(xiàn)相近 OM線(xiàn)溫度比線(xiàn)溫度比OA線(xiàn)上溫度高線(xiàn)上溫度高 剪切滑移相等的地方溫度相等，剪切滑移相等的地方溫度相等，1. 剪切變形是切削熱的第一來(lái)源剪切變形是切削熱的第一來(lái)源2.前后刀面最高溫度點(diǎn)不在刀

24、刃上前后刀面最高溫度點(diǎn)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 摩擦是切削熱的又一來(lái)源摩擦是切削熱的又一來(lái)源2.3.2切削溫度的測(cè)量方法圖2-15自然熱電偶法測(cè)量切削溫度示意圖切削溫度切削溫度 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)的平均溫度兩個(gè)方面：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（一）切削用量的影響（一）切削用量的影響由實(shí)驗(yàn)得出切削溫度經(jīng)驗(yàn)公式如下由實(shí)驗(yàn)得出切削溫度經(jīng)驗(yàn)公式如下 C v z f y ap x式中系數(shù)及指數(shù)見(jiàn)表式中系數(shù)及指數(shù)見(jiàn)表1-4,由表中數(shù)據(jù)看出：由表中數(shù)據(jù)

25、看出： z z在在0.30.5之間，之間，y在在0.150.3，x在在0.050.1切削用量切削用量時(shí)切削溫度時(shí)切削溫度 ，其中，其中v 對(duì)對(duì)影響最大，進(jìn)影響最大，進(jìn)給量給量 f 的影響比的影響比v 小，背吃刀量小，背吃刀量ap的影響很小。的影響很小。2.3.3影響切削溫度的主要因素（二）刀具幾何參數(shù)的影響（二）刀具幾何參數(shù)的影響 1. 1. 前角前角0 0 的影響的影響 0 0 變形程度變形程度F F q 但但0 0 2020時(shí)，因散熱面積時(shí)，因散熱面積，對(duì)，對(duì)的影響減小的影響減小2. 2. 主偏角主偏角r r的影響的影響 r r ，切削寬度，切削寬度aw w ，散熱面積散熱面積 3. 3.

26、 負(fù)倒棱和刀尖圓弧半徑的影響負(fù)倒棱和刀尖圓弧半徑的影響b b1 1 、r r，切屑變形程度切屑變形程度q 同時(shí)散熱條件改善，兩者趨于平衡同時(shí)散熱條件改善，兩者趨于平衡對(duì)對(duì)影響很小影響很?。ㄈ┕ぜ牧系挠绊懀ㄈ┕ぜ牧系挠绊?強(qiáng)度硬度、塑性和韌性越大，強(qiáng)度硬度、塑性和韌性越大， 切削力越大，切削溫度升高。切削力越大，切削溫度升高。 導(dǎo)熱率大，散熱快，溫度下降導(dǎo)熱率大，散熱快，溫度下降（四）刀具磨損的影響（四）刀具磨損的影響 后刀面磨損增大，切削溫度升后刀面磨損增大，切削溫度升 高高; VB達(dá)一定值影響加劇達(dá)一定值影響加劇; v越越 高刀磨損對(duì)高刀磨損對(duì)影響越顯著影響越顯著（五）切削液的影響（

27、五）切削液的影響 澆切削液對(duì)澆切削液對(duì)切削溫度切削溫度刀具磨損刀具磨損加工質(zhì)量有明顯效果。加工質(zhì)量有明顯效果。 熱導(dǎo)率比熱容和流量越大，本身溫度越低冷卻效果越顯著熱導(dǎo)率比熱容和流量越大，本身溫度越低冷卻效果越顯著刀具失效形式：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）（一）前刀面磨損（一）前刀面磨損 切塑性材料，切塑性材料，v 和和ac較大時(shí)，較大時(shí)， 在前刀面上形成在前刀面上形成月牙洼磨損，月牙洼磨損， 以最大深度以最大深度KT 表示表示（二）后刀面磨損（二）后刀面磨損 切鑄鐵或切鑄鐵或v 和和ac

28、較小切塑性較小切塑性 材料時(shí)，主要發(fā)生這種磨損。材料時(shí)，主要發(fā)生這種磨損。2.4刀具的磨損與刀具使用壽命2.4.1刀具磨損方式后刀面磨損帶不均勻，刀尖部分磨損嚴(yán)重，最大值為后刀面磨損帶不均勻，刀尖部分磨損嚴(yán)重，最大值為VC；中間部位磨損較均勻，平均磨損寬度以中間部位磨損較均勻，平均磨損寬度以VB表示；邊界處表示；邊界處磨損嚴(yán)重，以磨損嚴(yán)重，以VN表示。表示。（三）邊界磨損（三）邊界磨損 切鋼料時(shí)，主刃、副刃與工件待加工表面或已加工表面接切鋼料時(shí)，主刃、副刃與工件待加工表面或已加工表面接 觸處磨出溝紋，稱(chēng)為邊界磨損。邊界處的加工硬化層、硬觸處磨出溝紋，稱(chēng)為邊界磨損。邊界處的加工硬化層、硬 質(zhì)點(diǎn)、

29、較大的應(yīng)力梯度和溫度梯度所造成。質(zhì)點(diǎn)、較大的應(yīng)力梯度和溫度梯度所造成。（一）磨料磨損（一）磨料磨損 切屑或工件表面上的硬質(zhì)點(diǎn)（碳化物、氧化物等）對(duì)切屑或工件表面上的硬質(zhì)點(diǎn)（碳化物、氧化物等）對(duì) 刀具表面刻劃作用造成的機(jī)械磨損。刀具表面刻劃作用造成的機(jī)械磨損。 低速切削時(shí)，磨料磨損是刀具磨損的主要原因低速切削時(shí)，磨料磨損是刀具磨損的主要原因(HSS刀刀)。（二）粘結(jié)磨損（二）粘結(jié)磨損 刀具與切屑、工件間存在高溫高壓和強(qiáng)烈摩擦，達(dá)到原刀具與切屑、工件間存在高溫高壓和強(qiáng)烈摩擦，達(dá)到原 子間結(jié)合而產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，又稱(chēng)為子間結(jié)合而產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，又稱(chēng)為冷焊冷焊。相對(duì)運(yùn)動(dòng)使粘。相對(duì)運(yùn)動(dòng)使粘 接點(diǎn)破裂而被工件材

30、料帶走，造成粘結(jié)磨損。接點(diǎn)破裂而被工件材料帶走，造成粘結(jié)磨損。 中速切削形成不穩(wěn)定積屑瘤時(shí)，磨損嚴(yán)重；刀工材料硬中速切削形成不穩(wěn)定積屑瘤時(shí)，磨損嚴(yán)重；刀工材料硬 度比小親合力大時(shí)磨損嚴(yán)重；刀具刃磨質(zhì)量差磨損嚴(yán)重。度比小親合力大時(shí)磨損嚴(yán)重；刀具刃磨質(zhì)量差磨損嚴(yán)重。2.4.2刀具的磨損原因（三）擴(kuò)散磨損（三）擴(kuò)散磨損 刀具與切屑、工件接觸處由于高溫作用，雙方化學(xué)元素刀具與切屑、工件接觸處由于高溫作用，雙方化學(xué)元素 在固態(tài)下互相擴(kuò)散，使刀材成分、結(jié)構(gòu)改變?cè)斐赡p。在固態(tài)下互相擴(kuò)散，使刀材成分、結(jié)構(gòu)改變?cè)斐赡p。 切削溫度越高擴(kuò)散越快；刀工材料親合力越大擴(kuò)散越快；切削溫度越高擴(kuò)散越快；刀工材料親合力越

31、大擴(kuò)散越快； 高速切削時(shí)擴(kuò)散磨損是刀具磨損的主要原因。高速切削時(shí)擴(kuò)散磨損是刀具磨損的主要原因。（四）化學(xué)磨損（四）化學(xué)磨損 一定溫度下，刀材與空氣中的氧、切削液中的硫、氯起一定溫度下，刀材與空氣中的氧、切削液中的硫、氯起 化學(xué)作用，生成較軟的化合物，造成刀具磨損?；瘜W(xué)作用，生成較軟的化合物，造成刀具磨損。 化學(xué)磨損是邊界磨損原因之一；主要發(fā)生在較高速切削化學(xué)磨損是邊界磨損原因之一；主要發(fā)生在較高速切削 條件下。條件下。（五）熱電磨損（五）熱電磨損 切削區(qū)高溫，在刀工間產(chǎn)生熱電勢(shì)加快擴(kuò)散加劇刀具磨損。切削區(qū)高溫，在刀工間產(chǎn)生熱電勢(shì)加快擴(kuò)散加劇刀具磨損。 （一）刀具磨損過(guò)程（一）刀具磨損過(guò)程 1.

32、 1. 初期磨損階段初期磨損階段 與刀具刃磨質(zhì)量有關(guān)與刀具刃磨質(zhì)量有關(guān) 2. 2. 正常磨損階段正常磨損階段 VBVB與切削時(shí)間近似正比與切削時(shí)間近似正比 斜率表示磨損強(qiáng)度斜率表示磨損強(qiáng)度 3. 3. 急劇磨損階段急劇磨損階段 切削力、溫度急升，刀切削力、溫度急升，刀 具磨損加劇，之前換刀具磨損加劇，之前換刀2.4.3刀具的磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)（二）刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)（二）刀具磨損標(biāo)準(zhǔn) 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)。稱(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 1. 小廠、有經(jīng)驗(yàn)工人根據(jù)一些現(xiàn)象來(lái)判斷刀具是否磨鈍；小廠、有經(jīng)驗(yàn)工人根據(jù)一些現(xiàn)象來(lái)判斷刀

33、具是否磨鈍； 2. ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以1/2 ap處的處的VB值作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)；值作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)； 在不同的加工條件下，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的具體數(shù)值是不同的。在不同的加工條件下，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的具體數(shù)值是不同的。 粗車(chē)碳素鋼粗車(chē)碳素鋼0.60.8 粗車(chē)鑄鐵粗車(chē)鑄鐵0.81.2 粗車(chē)合金鋼粗車(chē)合金鋼0.40.5 精車(chē)碳鋼精車(chē)碳鋼0.10.3 系統(tǒng)剛性大、系統(tǒng)剛性大、HSS ， VB值較大；值較大； 系統(tǒng)剛性小、系統(tǒng)剛性小、Y合金，合金，VB值較小值較小 3. 自動(dòng)化精加工刀具，以徑向磨損量自動(dòng)化精加工刀具，以徑向磨損量NB作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)（一）刀具使用壽命（一）刀具使用壽命T刀具刃磨后開(kāi)

34、始切削到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間。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。 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)廢為止的總切削時(shí)間。刀具從開(kāi)始使用到報(bào)廢為止的總切削時(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)（二）刀具使用壽命與切削速度的關(guān)系（二）刀具使用壽命與切削速度的關(guān)系 工件、刀具材料和刀具幾何形狀確定后，工件、刀具材料和刀具幾何形狀確定后，v 對(duì)對(duì)T 影響最大。影響最大。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)得經(jīng)驗(yàn)公式：通過(guò)實(shí)驗(yàn)得經(jīng)驗(yàn)公式： v T m =C0 指數(shù)指數(shù)m 表示表示v 對(duì)對(duì) T 的影響程度，的影響程度，Y合金合金 , m =0.2

35、0.4 ; HSS , m = 0.10.125。m 越小，則越小，則v 對(duì)對(duì) T 的影響越大。的影響越大。 系數(shù)系數(shù)C0 ，與刀具、工件材料和切削條件有關(guān)。，與刀具、工件材料和切削條件有關(guān)。2.4.4刀具使用壽命的經(jīng)驗(yàn)公式（三）刀具使用壽命與切削用量的關(guān)系（三）刀具使用壽命與切削用量的關(guān)系 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得類(lèi)似關(guān)系式：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得類(lèi)似關(guān)系式： f T n =C1 ap T p =C2 綜合可得到綜合可得到切削用量與刀具使用壽命的關(guān)系式：切削用量與刀具使用壽命的關(guān)系式：T = CT v1/m f 1/n ap1/p令令x =1/m，y =1/n，z =1/p，則，則 T = CT v x f y ap

36、z用用YT5車(chē)削車(chē)削b=0.637GPa碳鋼時(shí)，碳鋼時(shí)， T = CT v 5 f 2.25 ap0.75由上式看出，由上式看出，切削用量切削用量， T ，其中速度，其中速度v 對(duì)對(duì)T 影響最大，影響最大，進(jìn)給量進(jìn)給量f 次之，背吃刀量次之，背吃刀量ap影響最小，與對(duì)溫度影響最小，與對(duì)溫度影響一致。影響一致。1.1.切削液的分類(lèi)切削液的分類(lèi) 水溶液水溶液 水添加劑水添加劑 冷卻冷卻 粗加工粗加工 乳化液乳化液 乳化油水乳化油水 切削油切削油 礦物油添加劑礦物油添加劑 潤(rùn)滑潤(rùn)滑 精加工精加工2. 切削液的作用機(jī)理切削液的作用機(jī)理冷卻冷卻 摩擦摩擦熱的產(chǎn)生；將熱量帶走。本身導(dǎo)熱系數(shù)、熱的產(chǎn)生；將熱

37、量帶走。本身導(dǎo)熱系數(shù)、 比熱、汽化熱及流量、流速、冷卻方式等。比熱、汽化熱及流量、流速、冷卻方式等。 潤(rùn)滑潤(rùn)滑 切削液的滲透性、形成潤(rùn)滑膜能力、潤(rùn)滑膜強(qiáng)切削液的滲透性、形成潤(rùn)滑膜能力、潤(rùn)滑膜強(qiáng)度度 排屑、清洗排屑、清洗 防銹防銹 防銹防銹添加劑添加劑 2.5切削條件的合理選擇2.5.1切削液3. 切削液的合理選用切削液的合理選用（1 1）從加工要求考慮）從加工要求考慮 粗加工，選用水溶液或低濃度乳化液；粗加工，選用水溶液或低濃度乳化液； 精加工，選用極壓切削油或高濃度乳化液；精加工，選用極壓切削油或高濃度乳化液；（2 2）從刀具材料考慮）從刀具材料考慮 高速鋼，需用切削液；高速鋼，需用切削液；

38、Y Y合金等合金等, ,可不用或充分連續(xù)用；可不用或充分連續(xù)用；（3 3）從工件材料考慮）從工件材料考慮 鋼等塑性材料，需用切削液；鑄鐵等脆材，可不用；鋼等塑性材料，需用切削液；鑄鐵等脆材，可不用； 高強(qiáng)度鋼等難加工材料，宜用極壓切削油或乳化液高強(qiáng)度鋼等難加工材料，宜用極壓切削油或乳化液（4 4）從加工方法考慮）從加工方法考慮 鉆孔鉸孔、攻螺紋和拉削等，宜用極壓乳化液或切削油；鉆孔鉸孔、攻螺紋和拉削等，宜用極壓乳化液或切削油； 成形刀具齒輪刀具等用極壓切削油；磨削宜用乳化液。成形刀具齒輪刀具等用極壓切削油；磨削宜用乳化液。 一、刀具幾何參數(shù)的合理選擇一、刀具幾何參數(shù)的合理選擇 刀具幾何參數(shù)包含

39、四方面內(nèi)容：刀具幾何參數(shù)包含四方面內(nèi)容： 幾何角度、刃形、刃面、刃口型式及參數(shù)幾何角度、刃形、刃面、刃口型式及參數(shù) （一）前角的選擇（一）前角的選擇 1.1.前角的作用前角的作用 0 0 變形程度變形程度F F q T T振動(dòng)振動(dòng)質(zhì)量質(zhì)量 刀刃和刀頭強(qiáng)度刀刃和刀頭強(qiáng)度散熱面積容熱體積散熱面積容熱體積斷屑困難斷屑困難 在一定的條件下，存在一個(gè)合理值在一定的條件下，存在一個(gè)合理值2.5.2刀具合理幾何參數(shù)的選擇對(duì)于不同的刀具材料和工件材料，對(duì)于不同的刀具材料和工件材料，T T 隨隨0 0 的變化趨勢(shì)為駝峰形。的變化趨勢(shì)為駝峰形。高速鋼的合理前角比高速鋼的合理前角比Y合金的大。合金的大。加工塑材的合

40、理前角比脆材的大加工塑材的合理前角比脆材的大2.2.合理前角的選擇原則合理前角的選擇原則粗加工、斷續(xù)切削、刀材強(qiáng)度韌性低粗加工、斷續(xù)切削、刀材強(qiáng)度韌性低 工材強(qiáng)度硬度高，選較小的前角；工材強(qiáng)度硬度高，選較小的前角；工材塑韌性大、系統(tǒng)剛性差，易振動(dòng)工材塑韌性大、系統(tǒng)剛性差，易振動(dòng) 或機(jī)床功率不足，選較大的前角；或機(jī)床功率不足，選較大的前角；成形刀具、自動(dòng)線(xiàn)刀具取小前角；成形刀具、自動(dòng)線(xiàn)刀具取小前角；A A磨損增大前角，磨損增大前角， A A磨損減小前角磨損減小前角（二）后角的選擇（二）后角的選擇 1.1.后角的作用后角的作用 0 0r rn n鋒利、鋒利、 l摩擦摩擦F F 質(zhì)量質(zhì)量 VB VB

41、 一定，磨損體積一定，磨損體積T T但但NBNB 刀頭強(qiáng)度刀頭強(qiáng)度散熱體積散熱體積重磨體積重磨體積 在一定的條件下，存在一個(gè)合理值在一定的條件下，存在一個(gè)合理值2.2.合理后角的選擇原則合理后角的選擇原則粗加工、斷續(xù)切削、工材強(qiáng)度硬度高，粗加工、斷續(xù)切削、工材強(qiáng)度硬度高， 選較小后角選較小后角, , 已用大負(fù)前角應(yīng)已用大負(fù)前角應(yīng)0 0 ；精加工取精加工取較大后角，保證表面質(zhì)量；較大后角，保證表面質(zhì)量；成形、復(fù)雜、尺寸刀具取小后角；成形、復(fù)雜、尺寸刀具取小后角；系統(tǒng)剛性差，易振動(dòng)，取較小后角；系統(tǒng)剛性差，易振動(dòng)，取較小后角；工材塑性大工材塑性大取取較大后角，脆材較大后角，脆材0 0 （三）主偏角

42、的選擇（三）主偏角的選擇 1.1.主偏角的作用主偏角的作用 r rac caw w單位刃長(zhǎng)負(fù)荷單位刃長(zhǎng)負(fù)荷 T T 刀尖強(qiáng)度刀尖強(qiáng)度散熱體積散熱體積，RaRa F Fp p變形變形加工精度加工精度，易振動(dòng)，易振動(dòng)RaRa，T T 在一定的條件下，存在一個(gè)合理值在一定的條件下，存在一個(gè)合理值2.2.合理主偏角的選擇原則合理主偏角的選擇原則主要看系統(tǒng)剛性。若剛性好，不易變形和振動(dòng)，主要看系統(tǒng)剛性。若剛性好，不易變形和振動(dòng)，r r取較取較 小值；若剛性差（細(xì)長(zhǎng)軸），小值；若剛性差（細(xì)長(zhǎng)軸），r r取較大值（取較大值（9090）；）；考慮工件形狀、切屑控制、減小沖擊等，車(chē)臺(tái)階軸，取考慮工件形狀、切屑控

43、制、減小沖擊等，車(chē)臺(tái)階軸，取 90 ；鏜盲孔；鏜盲孔90 ；r r小切屑成長(zhǎng)螺旋屑不易斷；小切屑成長(zhǎng)螺旋屑不易斷； 較小較小r r，改善刀具切入條件，不易造成刀尖沖擊。，改善刀具切入條件，不易造成刀尖沖擊。（四）副偏角的選擇（四）副偏角的選擇 副偏角的主要作用是形成已加工表面。副偏角的主要作用是形成已加工表面。 副偏角副偏角 RaRa刀尖強(qiáng)度刀尖強(qiáng)度散熱體積散熱體積 副刃工作長(zhǎng)度副刃工作長(zhǎng)度 摩擦摩擦F Fp p易振動(dòng)易振動(dòng)RaRa，T T 在一定條件下，存在一合理值。系統(tǒng)剛性好，取較小值；在一定條件下，存在一合理值。系統(tǒng)剛性好，取較小值； 剛性差，取較大值剛性差，取較大值, ,參考表參考表2

44、-132-13。（五）刃傾角的選擇（五）刃傾角的選擇 1.1.刃傾角的作用刃傾角的作用 影響刀刃鋒利性影響刀刃鋒利性. .s s0e 0e 、r rn n 鋒利性鋒利性 負(fù)刃傾角負(fù)刃傾角刀頭強(qiáng)度刀頭強(qiáng)度散熱體積散熱體積 負(fù)刃傾角負(fù)刃傾角 F Fp p變形變形，易振動(dòng)，易振動(dòng)RaRa 正正s s切屑流向待加工表面，切屑流向待加工表面，負(fù)負(fù)s s切屑流向已加工表面切屑流向已加工表面 在一定條件下，在一定條件下， 存在一合理值存在一合理值2.2.刃傾角的選擇原則刃傾角的選擇原則粗加工、有沖擊、刀材脆、工材強(qiáng)度硬度高，粗加工、有沖擊、刀材脆、工材強(qiáng)度硬度高，s s取負(fù)值；取負(fù)值；精加工、系統(tǒng)剛性差（細(xì)

45、長(zhǎng)軸），精加工、系統(tǒng)剛性差（細(xì)長(zhǎng)軸），s s取正值；取正值；微量極薄切削，取大正微量極薄切削，取大正刃傾角。刃傾角。 1.1.切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則 粗加工時(shí)，應(yīng)在保證必要的刀具使用壽命的前提下，以粗加工時(shí)，應(yīng)在保證必要的刀具使用壽命的前提下，以 盡可能提高生產(chǎn)率和降低成本為目的。根據(jù)刀具使用壽盡可能提高生產(chǎn)率和降低成本為目的。根據(jù)刀具使用壽 命與切削用量的關(guān)系式，命與切削用量的關(guān)系式，切削用量切削用量， T ，其中速度，其中速度 v 對(duì)對(duì)T 影響最大，進(jìn)給量影響最大，進(jìn)給量f 次之，背吃刀量次之，背吃刀量ap影響最小。影響最小。粗加工粗加工中選擇切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇盡可能大的

46、背吃刀中選擇切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇盡可能大的背吃刀 量量ap，其次在工藝條件允許下選擇較大的進(jìn)給量，其次在工藝條件允許下選擇較大的進(jìn)給量f ，最后，最后 根據(jù)合理的刀具使用壽命，用計(jì)算法或查表法確定切削速根據(jù)合理的刀具使用壽命，用計(jì)算法或查表法確定切削速 度度v 。這樣使。這樣使v、f 、ap 的乘積最大，以獲得最大的生產(chǎn)率的乘積最大，以獲得最大的生產(chǎn)率精加工精加工時(shí)則主要按表面粗糙度和加工精度要求確定切削用量。時(shí)則主要按表面粗糙度和加工精度要求確定切削用量。 2.5.3切削用量的選擇 2.2.切削用量制訂的步驟切削用量制訂的步驟（以車(chē)削為例）（以車(chē)削為例） （1 1）背吃刀量）背吃刀量ap的

47、選擇的選擇粗加工時(shí)，粗加工時(shí)， ap由加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度決定，盡可由加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度決定，盡可能一次走刀切除全部加工余量。能一次走刀切除全部加工余量。半精加工時(shí)，半精加工時(shí)， ap可取可取0.50.52 2 mm mm。精加工時(shí)，精加工時(shí)， ap取為取為0.10.10.40.4 mm mm。在加工余量過(guò)大或系統(tǒng)剛性不足情況下，粗加工可分幾次在加工余量過(guò)大或系統(tǒng)剛性不足情況下，粗加工可分幾次走刀。若分兩次走刀，第一次走刀的走刀。若分兩次走刀，第一次走刀的ap取大些，可占全部取大些，可占全部余量的余量的2/32/33/43/4，而第二次走刀的，而第二次走刀的ap取小些，以使精加工取小

48、些，以使精加工工序具有較高的刀具壽命和加工質(zhì)量。工序具有較高的刀具壽命和加工質(zhì)量。切削有硬皮的鑄、鍛件或不銹鋼等加工硬化嚴(yán)重的材料時(shí)，切削有硬皮的鑄、鍛件或不銹鋼等加工硬化嚴(yán)重的材料時(shí)，應(yīng)盡量使應(yīng)盡量使ap超過(guò)硬皮或冷硬層厚度，以避免刀尖過(guò)早磨損。超過(guò)硬皮或冷硬層厚度，以避免刀尖過(guò)早磨損。 （2 2）進(jìn)給量）進(jìn)給量f 的選擇的選擇 粗加工時(shí)，粗加工時(shí)，f 的大小主要受機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、刀具的強(qiáng)度的大小主要受機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、刀具的強(qiáng)度與剛性、工件的裝夾剛度等因素的限制。與剛性、工件的裝夾剛度等因素的限制。精加工時(shí)，精加工時(shí)，f 的大小主要受加工精度和表面粗糙度的限制。的大小主要受加工精度和表面

49、粗糙度的限制。生產(chǎn)實(shí)際中常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或查表法確定生產(chǎn)實(shí)際中常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或查表法確定f 。粗加工時(shí)根據(jù)工件材料、車(chē)刀刀桿尺寸、工件直徑及以確定粗加工時(shí)根據(jù)工件材料、車(chē)刀刀桿尺寸、工件直徑及以確定的背吃刀量按表的背吃刀量按表3-63-6來(lái)選擇來(lái)選擇f 。在半精加工和精加工時(shí)，則按加工表面粗糙度要求，根據(jù)工在半精加工和精加工時(shí)，則按加工表面粗糙度要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度按表件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度按表3-73-7來(lái)選擇來(lái)選擇f 。（3 3）切削速度的確定）切削速度的確定 根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量ap 、進(jìn)給量、進(jìn)給量f及刀具使用壽命及刀具使用壽命T，切削速度切

50、削速度v可按下式計(jì)算求得可按下式計(jì)算求得 (3-36)(3-36) 式中各系數(shù)和指數(shù)可查閱切削用量手冊(cè)。式中各系數(shù)和指數(shù)可查閱切削用量手冊(cè)。 切削速度值也可查表切削速度值也可查表3-83-8來(lái)選定。來(lái)選定。v = Cv T m apxv f yv Kv生產(chǎn)中選擇切削速度的一般原則是：生產(chǎn)中選擇切削速度的一般原則是：1 1）粗車(chē)時(shí)，）粗車(chē)時(shí)， ap和和f 均較大，故選擇較低的切削速度均較大，故選擇較低的切削速度v ； 精車(chē)時(shí)，精車(chē)時(shí)， ap和和f 均較小，故選擇較高的切削速度均較小，故選擇較高的切削速度v 。2 2）工件材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，應(yīng)選較低的切削速度）工件材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，應(yīng)選較低的切

51、削速度v ； 反之，選較高的切削速度反之，選較高的切削速度v 。3 3）刀具材料性能越好，切削速度）刀具材料性能越好，切削速度v選得越高。選得越高。4 4）精加工時(shí)應(yīng)盡量避免積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域；）精加工時(shí)應(yīng)盡量避免積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域；5 5）斷續(xù)切削時(shí)為減小沖擊和熱應(yīng)力，宜適當(dāng)降低斷續(xù)切削時(shí)為減小沖擊和熱應(yīng)力，宜適當(dāng)降低v ；6 6）在易發(fā)生振動(dòng)的情況下，在易發(fā)生振動(dòng)的情況下，v應(yīng)避開(kāi)自激振動(dòng)的臨界速度；應(yīng)避開(kāi)自激振動(dòng)的臨界速度；7 7）加工大件、細(xì)長(zhǎng)件和薄壁件或加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)加工大件、細(xì)長(zhǎng)件和薄壁件或加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng) 適當(dāng)較低適當(dāng)較低v 。 切削用量三要素選定之后，還應(yīng)

52、校核機(jī)床功率。切削用量三要素選定之后，還應(yīng)校核機(jī)床功率。 2.6.1、衡量材料切削加工性的指標(biāo)、衡量材料切削加工性的指標(biāo)工件材料切削加工性工件材料切削加工性 指材料被加工成合格零件的難易程度指材料被加工成合格零件的難易程度 是一個(gè)相對(duì)的概念是一個(gè)相對(duì)的概念 1.1.以刀具使用壽命以刀具使用壽命T T 或切削速度或切削速度vT來(lái)衡量來(lái)衡量 相同切削條件相同切削條件比比T T ；T T 一定，一定，比速度比速度vT 或切除材料或切除材料體積體積3.3.以已加工表面質(zhì)量來(lái)衡量以已加工表面質(zhì)量來(lái)衡量 一般精加工，用一般精加工，用RaRa；精密零件，用；精密零件，用加工硬化、殘余應(yīng)力加工硬化、殘余應(yīng)力2

53、.2.以切削力或切削溫度來(lái)衡量以切削力或切削溫度來(lái)衡量 粗加工、機(jī)床剛性或功率不足用力或功率粗加工、機(jī)床剛性或功率不足用力或功率; ;導(dǎo)熱差用溫度導(dǎo)熱差用溫度4.4.以斷屑性能來(lái)衡量以斷屑性能來(lái)衡量 自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線(xiàn)等，斷屑性能是主要指標(biāo)自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線(xiàn)等，斷屑性能是主要指標(biāo)2.6工件材料的切削加工性 工件工件材料的相對(duì)加工性材料的相對(duì)加工性 1.1.切削速度切削速度vT的的含義：當(dāng)?shù)毒呤褂脡勖鼮楹x：當(dāng)?shù)毒呤褂脡勖鼮門(mén) (min)時(shí)切削時(shí)切削 某種材料所允許的切削速度。某種材料所允許的切削速度。 vT越高，材料的切削越高，材料的切削加工性越好。加工性越好。 通常取通常取T T = = 6060 minmin， vT寫(xiě)作寫(xiě)作v60 ；難加工材料，；難加工材料，vT為為v15或或v30 。2.2.相對(duì)相對(duì)加工性加工性Kr：以：以b=0.637GPa的的45鋼的鋼的v60作為基準(zhǔn)，作為基準(zhǔn)， 寫(xiě)作寫(xiě)作(v60 )j ，將某種材料的，將某種