金工實(shí)訓(xùn)（第2版）柴增田課件 第8章 金屬切削基本知識(shí)

第8章金屬切削基本知識(shí)切削加工是利用切削工具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從毛坯(例如：鑄件、鍛件、型材等)上切去多余部分材料，以獲得所需要的尺寸精度、形狀精度、相互位置精度及表面粗糙度的一種加工方法。切削加工分鉗工和機(jī)械加工兩部分。機(jī)械加工是工人操作機(jī)床進(jìn)行的切削加工。切削加工所使用的切削工具分為兩大類，一類是切削刀具；另一類是磨料。8.1切削加工運(yùn)動(dòng)分析

8.1.1表面成形運(yùn)動(dòng)直接參與切削過程，使之在工件上形成一定幾何形狀表面的刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為表面成形運(yùn)動(dòng)。表面成形方法有以下幾種：

1．軌跡法軌跡法是指發(fā)生線沿導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)逐漸形成表面，如圖8—1a所示。

2．成形法成形法是發(fā)生線（刀具刃口輪廓形狀）沿導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)一次形成表面，如圖8-1b所示。

3．包絡(luò)線法包絡(luò)線法是指表面由刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線形成，如圖8—1c所示。

4．展成法它是指利用齒輪嚙合原理，使齒輪加工刀具(如齒輪滾刀)與被加工齒輪處于嚙合狀態(tài)而切出齒形的加工方法。圖8-2表面成形方法a)軌跡法b)成形法c)包絡(luò)線法d)展成法8.1.2切削運(yùn)動(dòng)8-3同一表面不同成形方法a)軌跡法b)成形法8.1.3切削要素1．切削用量三要素(1)切削速度(2)進(jìn)給量（3）背吃刀量圖8-5車削時(shí)的車削要素2.切削時(shí)間及金屬切削率8.2刀具材料8.2.1刀具材料應(yīng)具備的性能1．高硬度刀具材料的硬度要高于被加工材料的硬度，一般硬度應(yīng)在60HRC以上。2．高耐磨性刀具材料應(yīng)具備較強(qiáng)的耐磨性。它一方面取決于刀具材料的硬度，另一方面取決于化學(xué)成分及顯微組織狀態(tài)。3．足夠的強(qiáng)度和韌性刀具在切削過程中承受較大的切削力和沖擊，特別是在粗加工和斷續(xù)切削情況下常出現(xiàn)刀刃斷裂和崩刃現(xiàn)象。4．高的耐熱性及化學(xué)穩(wěn)定性耐熱性是指刀具在高溫下維持材料硬度的性能。8.2.2常用刀具材料刀具材料分為工具鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷及超硬材料四大類。表8—2常用刀具材料刀具材料種類刀具材料牌號(hào)拉彎強(qiáng)度（MPa）耐熱性（℃）切削速度（m/s）工具鋼碳素工具鋼T8，T10216200～2500.32～0.4高速鋼W18Cr4V600～410600～7001～1.2硬質(zhì)合金鎢鈷類YG3YG6108～2168003.2～4.8鎢鈦鈷類YT15YT3080～1379004～4.8陶瓷氧化鋁陶瓷主要成分Al2O3144～6812008～12氮化硅陶瓷主要成分Si2N473～681300—超硬材料立方氮化硼CBN29.41400～1500—人造金剛石JR21～48700～800≈258.3切削過程中的物理現(xiàn)象8.3.1切削過程中的金屬變形圖8-17切屑形態(tài)a)帶狀b)節(jié)狀c)崩碎狀8.3.2切削力切削力的大小隨著加工材料和切削條件不同而異，它的影響因素有：1．工件材料硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性越大，切削力就越大。2．增大背吃刀量和進(jìn)給量，切下金屬增多，切削力增大。3．刀具的前角與后角的大小影響切削力的變化。若前角增大，切削輕快，切削力減小。8.3.3切削熱在切削過程中，絕大部分切削功轉(zhuǎn)換為熱能。所以，切削區(qū)域產(chǎn)生大量的熱，稱為切削熱。8.3.4刀具的磨損在切削過程中，刀具從工件上切下切屑，切屑及工件均使刀具產(chǎn)生磨損。8.4切削液切削液主要用來減少摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液，對(duì)提高刀具耐用度和表面加工質(zhì)量有著重要意義。8.4.1切削液的功用1．冷卻作用，2．潤滑作用，3．洗滌和排屑作用，4．防銹作用8.4.2常用切削液及其選擇1．水溶液切削液水溶液切削液有水溶液、乳化液和化學(xué)合成液。（1）水溶液表8-3水溶液切削液（體積分?jǐn)?shù)）碳酸鈉水溶液磷酸三鈉水溶液水亞硝酸鈉碳酸鈉水磷酸三鈉亞硝酸鈉99%（0.2～0.3）%（0.7～0.8）%99%0.75%0.25%（2）乳化液表8—4乳化液配制及選用（體積分?jǐn)?shù)）加工要求粗車切斷粗銑鉸孔齒輪加工濃度（3～5）%（10～20）%5%（10～15）%（15～20）%（3）化學(xué)合成液化學(xué)合成液是一種新型高性能切削液，它是由50％的水和表面活性劑、油酸鈉、三乙醇胺和亞硝酸鈉組成的，適合干切削速度＞80m／s切削中。＞80m／s切削中。2．油溶液切削液油溶液切削液有切削油和極壓切削油二類。（1）切削油切削油有礦物油(L—ANl5、L—AN32、LAN46全損