金屬切削的基礎(chǔ)知識(刀具幾何參數(shù)的合理選擇)

1、金屬切削的基礎(chǔ)知識金屬切削的基礎(chǔ)知識Chapter 1 Metal Cutting 刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇 l保證加工質(zhì)量保證加工質(zhì)量（前提）（前提）l獲得最高刀具耐用度獲得最高刀具耐用度l從而能夠達(dá)到提高切削效率從而能夠達(dá)到提高切削效率l降低生產(chǎn)成本降低生產(chǎn)成本刀具的合理幾何參數(shù)刀具的合理幾何參數(shù)前前角角的的功功用用影響表面質(zhì)量影響表面質(zhì)量影響切削力和切削功率影響切削力和切削功率影響刀具耐用度影響刀具耐用度影響斷屑效果影響斷屑效果1. 前角的選擇前角的選擇合合理理選選擇擇前前角角材料強(qiáng)度、硬度較低時(shí)，材料強(qiáng)度、硬度較低時(shí)，宜大宜大塑性材料塑性材料宜大；脆性材料宜大；脆性

2、材料宜小宜小粗加工、斷續(xù)切削、加工鑄鍛件，粗加工、斷續(xù)切削、加工鑄鍛件，宜小宜小刀具韌性好時(shí)刀具韌性好時(shí)宜大宜大特定特定要求要求選擇選擇前角前角成形刀具、展成刀具成形刀具、展成刀具宜小宜小工藝系統(tǒng)剛性差、機(jī)床功率不足時(shí)工藝系統(tǒng)剛性差、機(jī)床功率不足時(shí)宜大宜大自動化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床自動化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床宜小宜小后后角角的的功功用用減少后刀面與工件表面的摩擦減少后刀面與工件表面的摩擦但但 ，刀刃強(qiáng)度，刀刃強(qiáng)度 ， 散熱體積散熱體積 ，加劇刀具磨損。，加劇刀具磨損。2. 后角的選擇后角的選擇 ，刃口鋒利，刃口鋒利合合理理選選擇擇后后角角材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，宜小宜小塑性材料塑性材料宜

3、大；脆性材料宜大；脆性材料宜小宜小粗加工、斷續(xù)切削、加工鑄鍛件，粗加工、斷續(xù)切削、加工鑄鍛件，宜小；精加工、連續(xù)切削宜??；精加工、連續(xù)切削宜大宜大刀具韌性好時(shí)刀具韌性好時(shí)宜大宜大定尺寸刀具定尺寸刀具宜小宜小主主偏角偏角及副偏及副偏角的角的功用功用影響刀具耐用度：影響刀具耐用度：kr、kr小，則小，則切削刃增長，散熱好。切削刃增長，散熱好。影響切削分力比例：影響切削分力比例：kr Ff ,Fp 影響排屑、斷屑效果影響排屑、斷屑效果3. 主偏角及副偏角的選擇主偏角及副偏角的選擇 影響表面粗糙度影響表面粗糙度 合合理理選選擇擇主主、副副偏偏 角角 材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，k kr r

4、宜小宜小工藝系統(tǒng)剛性好，工藝系統(tǒng)剛性好，k kr r、k kr r宜??；宜小；工藝系統(tǒng)差時(shí)，工藝系統(tǒng)差時(shí)，k kr r 9090粗加工、半精加工，粗加工、半精加工，k kr r宜大宜大精加工精加工k kr r宜小。且需宜小。且需k kr r= 0 = 0 的修光刃的修光刃增大刀具的實(shí)際前角增大刀具的實(shí)際前角 刃刃傾傾角角的的功功 用用 影響切屑流向影響切屑流向 影響刀具鋒利性影響刀具鋒利性 保護(hù)刀尖（取負(fù)刃傾角時(shí)）保護(hù)刀尖（取負(fù)刃傾角時(shí)） 使切削平衡（常用負(fù)刃傾角）使切削平衡（常用負(fù)刃傾角） 影響切削分力的比例影響切削分力的比例 4. 刃傾角的選擇刃傾角的選擇 粗加工、有沖擊載荷、斷續(xù)切削時(shí)，

5、取粗加工、有沖擊載荷、斷續(xù)切削時(shí)，取 0（防切屑劃傷已加工表面）（防切屑劃傷已加工表面） 材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，取材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，取 0 0 0 微量精車時(shí)，微量精車時(shí)，0 0 金剛石、立方氮化硼車刀，取金剛石、立方氮化硼車刀，取 0 80m/min；使用高速鋼刀具時(shí)，宜用低速切削，；使用高速鋼刀具時(shí)，宜用低速切削，v=38m/min）通常根據(jù)工件材料、刀具材料、技術(shù)要求、工藝過通常根據(jù)工件材料、刀具材料、技術(shù)要求、工藝過程、工藝系統(tǒng)狀態(tài)等，通過查工藝手冊，或根據(jù)實(shí)程、工藝系統(tǒng)狀態(tài)等，通過查工藝手冊，或根據(jù)實(shí)際情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)予以確定。際情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)予以確定。1. 切削用量的選擇原則切削用量

6、的選擇原則 根據(jù)零件加工余量和粗、精加工要求，選根據(jù)零件加工余量和粗、精加工要求，選定背吃刀量定背吃刀量ap。根據(jù)加工工藝系統(tǒng)允許的切削力，其中包根據(jù)加工工藝系統(tǒng)允許的切削力，其中包括機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、工件剛度以及精加工時(shí)括機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、工件剛度以及精加工時(shí)表面粗糙度要求，確定進(jìn)給量。表面粗糙度要求，確定進(jìn)給量。根據(jù)刀具壽命，確定切削速度根據(jù)刀具壽命，確定切削速度vc。所選定的用量應(yīng)該是機(jī)床功率允許的。所選定的用量應(yīng)該是機(jī)床功率允許的。一組切削用量必須考慮到加工余量、刀具一組切削用量必須考慮到加工余量、刀具壽命、機(jī)床功率、表面粗糙度和工藝系統(tǒng)壽命、機(jī)床功率、表面粗糙度和工藝系統(tǒng)的剛度等因素。的剛度

7、等因素。背吃刀量背吃刀量ap的合理選擇的合理選擇 背吃刀量背吃刀量ap一般是根據(jù)加工余量來確定一般是根據(jù)加工余量來確定 粗加工（表面粗糙度粗加工（表面粗糙度Ra5012.5m）時(shí)，盡可）時(shí)，盡可能一次走刀即切除全部余量，可取能一次走刀即切除全部余量，可取ap810mm 半精加工（半精加工（Ra6.33.2m）時(shí)，?。r(shí)，取ap0.52mm 精加工（精加工（Ra1.60.8m）時(shí)，?。r(shí)，取ap0.10.4mm 2. 切削用量的合理選擇切削用量的合理選擇 進(jìn)給量進(jìn)給量 f 的合理選擇的合理選擇 粗加工時(shí)，對表面質(zhì)量沒有太高的要求，粗加工時(shí)，對表面質(zhì)量沒有太高的要求，而切削力往往較大，合理的而切削

8、力往往較大，合理的 應(yīng)是工藝系應(yīng)是工藝系統(tǒng)剛度所能承受的最大進(jìn)給量。統(tǒng)剛度所能承受的最大進(jìn)給量。精加工時(shí)，進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度精加工時(shí)，進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度限制，一般取較小值。限制，一般取較小值。切削速度切削速度vc的合理選擇的合理選擇粗車時(shí)，粗車時(shí)，ap、 均較大，故均較大，故v宜取較小值宜取較小值精車時(shí)精車時(shí)ap、 均較小，所以均較小，所以v宜取較大值宜取較大值工件材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，選較小的工件材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，選較小的v值值反之，宜選較大的反之，宜選較大的v值值在同等條件下，易切鋼的在同等條件下，易切鋼的v高于普通碳鋼的高于普通碳鋼的v ；加工灰鑄鐵；加工灰鑄鐵的的v

9、低于碳鋼的低于碳鋼的v ；加工鋁銅合金的；加工鋁銅合金的v高于加工鋼的高于加工鋼的v 材料加工性較差，選較小的材料加工性較差，選較小的v值；反之，選較大的值；反之，選較大的v值值刀具材料的性能越好，刀具材料的性能越好，v也選得越高也選得越高在選擇在選擇v時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)精加工時(shí)，盡量避開容易產(chǎn)生積屑瘤的速度區(qū)域精加工時(shí)，盡量避開容易產(chǎn)生積屑瘤的速度區(qū)域斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，適當(dāng)降低斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，適當(dāng)降低v在易發(fā)生振動的工藝狀況下，在易發(fā)生振動的工藝狀況下， v應(yīng)避開自激振應(yīng)避開自激振動的臨界速度。動的臨界速度。加工大件、細(xì)長件、薄壁件及帶硬皮的工件時(shí)，加工大件、細(xì)長件、薄壁件及帶硬皮的工件時(shí)，應(yīng)選用較低的應(yīng)選用較低的v 。v被確定之后，還應(yīng)校驗(yàn)切削功率和機(jī)床功率。被確定之后，還應(yīng)校驗(yàn)切削功率和機(jī)床功率。 人有了知識，就會具備各種分析能力，人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說古人說“書中自有黃金屋。書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識，通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞