《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 自考 課件 第10章 金屬切削原理與刀具

第10章金屬切削原理與刀具本章要點(diǎn)110.1金屬切削的基本知識(shí)10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)10.3金屬切削的基本規(guī)律

10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算10.5切削條件的合理選擇10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具210.1.1工件表面的形成方法及所需的運(yùn)動(dòng)（1）工件的加工表面不論零件的形狀如何復(fù)雜，其表面都是由平面、圓柱面、圓錐面、型面等基本表面組成的。1.工件表面的形成方法10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具310.1.1工件表面的形成方法及所需的運(yùn)動(dòng)1.工件表面的形成方法（2）工件表面的形成方法任何規(guī)則表面都可以看作是一條線（稱為母線）沿者另一條線（稱為導(dǎo)線）運(yùn)動(dòng)的軌跡。平面可以由直線母線1沿直線導(dǎo)線2移動(dòng)而形成。圓柱面、圓錐面可以由直線母線1沿圓導(dǎo)線2旋轉(zhuǎn)而形成。螺紋面是由齒形母線1沿螺旋導(dǎo)線2運(yùn)動(dòng)而形成。直齒圓柱齒輪齒面是由漸開線母線沿直線導(dǎo)線2移動(dòng)而形成。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為形成表面的發(fā)生線。10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具410.1.1工件表面的形成方法及所需的運(yùn)動(dòng)發(fā)生線是由刀具的切削刃與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)得到的。由于使用的刀具切削刃形狀和采取的加工方法不同，形成發(fā)生線的方法可歸納為4種：軌跡法、成形法、相切法和展成法。2.形成發(fā)生線的方法10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具510.1.1工件表面的形成方法及所需的運(yùn)動(dòng)（1）主運(yùn)動(dòng)使工件與刀具產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行切削的最基本的運(yùn)動(dòng)。由于切削刃上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況不一定相同，應(yīng)選取切削刃上某一個(gè)合適的點(diǎn)作為研究對(duì)象，該點(diǎn)稱為切削刃上選定點(diǎn)。主運(yùn)動(dòng)方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向。切削速度vc：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使主運(yùn)動(dòng)能夠持續(xù)切除工件上多余的金屬，以便形成工件表面所需的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。進(jìn)給速度vf：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。3.表面成形運(yùn)動(dòng)10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具63.表面成形運(yùn)動(dòng)（3）合成切削運(yùn)動(dòng)由同時(shí)進(jìn)行的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)。合成切削運(yùn)動(dòng)方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)合成切削運(yùn)動(dòng)的方向。合成切削速度ve：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的合成切削運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。除表面成形運(yùn)動(dòng)外，還需要輔助運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的各種輔助動(dòng)作。輔助動(dòng)作的主要包括各種空行程運(yùn)動(dòng)、切入運(yùn)動(dòng)、分度運(yùn)動(dòng)和操縱及控制運(yùn)動(dòng)等。10.1.1工件表面的形成方法及所需的運(yùn)動(dòng)10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具710.2.2加工表面和切削用量切削時(shí)，在主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的共同作用下，工件表面的一層金屬連續(xù)地被刀具切削下來(lái)并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行迹瑥亩庸こ鏊枰墓ぜ卤砻?。在新表面的形成過(guò)程中，工件上有三個(gè)不斷變化著的表面：1）待加工表面。工件上多余金屬即將被切除的表面。該表面隨著切削的進(jìn)行逐漸減小，直至多余金屬被切完。2）已加工表面。工件上多余金屬被切除后形成的新表面。3）過(guò)渡表面（切削表面）。工件上多余金屬被切除過(guò)程中，待加工表面與已加工表面之間相連接表面，或刀刃正在切削著的表面。1.切削時(shí)工件上的表面10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具810.2.2加工表面和切削用量1.切削時(shí)工件上的表面10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具910.2.2加工表面和切削用量1.切削時(shí)工件上的表面10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1010.2.2加工表面和切削用量2.切削用量三要素1）切削速度vc。是指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)工件的主運(yùn)動(dòng)線速度。2）進(jìn)給量f。主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)時(shí)工件與刀具沿進(jìn)給方向的位移量，mm/r。進(jìn)給速度vf：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的進(jìn)給量，vf=fn（mm/s或mm/min）。3）切削深度（背吃刀量）ap。是待加工表面與己加工表面間的垂直距離。

fz=f/z（mm/齒）vf=fn=fzzn（mm/s或mm/min）車削時(shí)（d為工件最大直徑，mm；n為工件轉(zhuǎn)速，r/min）多齒刀具，每齒進(jìn)給量（z為刀具齒數(shù)）：關(guān)系式：10.1金屬切削的基本知識(shí)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1110.2.2加工表面和切削用量3.切削層幾何參數(shù)切削層是指工件上正被切削刃切削的一層金屬，亦即相鄰兩個(gè)加工表面之間的一層金屬。1）切削層寬度bD。沿主切削刃測(cè)量的切削層尺寸，反映切削刃參加切削的工作長(zhǎng)度（mm）。2）切削層厚度hD。兩相鄰加工表面間的垂直距離（mm）。3）切削層橫截面積AD。在給定瞬間，切削層的實(shí)際斷面面積（mm2）。車削外圓，切削層是指工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀主切削刃移動(dòng)一段距離從工件上切下的那一層金屬。AD=bDhD因AD不包括殘留面積，且在各種方法中AD與進(jìn)給量和切削深度的關(guān)系不同，所以不等于f和ap的積。只有在車削中，當(dāng)殘余面積很小時(shí)才近似，即AD≈fap切削層決定了切屑的尺寸即刀具切削部分的載荷。金屬去除率Q：刀具在單位時(shí)間內(nèi)從工件上切除的金屬材料的體積，是衡量金屬切削加工效率的指標(biāo)。Q可由切削層橫截面積AD和平均切削速度vav求出，即Q=ADvav10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1210.2.1刀具材料的性能1）高的硬度。刀具材料的常溫硬度，一般要求在60HRC以上。2）高的耐磨性。耐磨性是指刀具抵抗磨損的能力。材料中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度越高、數(shù)量越多、顆粒越小、分布越均勻，則耐磨性越高。3）足夠的強(qiáng)度和韌性。4）高的耐熱性（熱穩(wěn)定性）。保證刀具在切削溫度很高時(shí)仍保持應(yīng)有的硬度、耐磨性和穩(wěn)定性，斷續(xù)切削時(shí)刀具材料還需具有耐受熱沖擊性能。5）良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能。6）良好的工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。耐熱性是指刀具材料在高溫下保持高硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力?；瘜W(xué)穩(wěn)定性是指刀具材料在高溫下不易和工件材料及周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能力?；瘜W(xué)穩(wěn)定性越好，刀具的磨損越慢。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1310.2.2常用刀具材料1.碳素工具鋼和合金工具鋼只用于手動(dòng)切割工具，如手工鋸條、絲錐、板牙等，常見牌號(hào)有T10A、T8A、CrWMn等。這些材料相對(duì)硬度較低，耐熱性也差，但工藝性能相當(dāng)好。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1410.2.2常用刀具材料2.高速鋼是一種加入了較多鎢（W）、鉬（Mo）、鉻（Cr）、釩（V）等合金元素的高合金工具鋼，又稱為“鋒鋼”“風(fēng)鋼”或“白鋼”。較高的硬度和耐熱性。允許的切削速度高（與碳素工具鋼和合金工具鋼相比，高速鋼能提高切削速度2~3倍，提高刀具使用壽命10~40倍，甚至更多）。熱硬性高達(dá)600°C。較高的強(qiáng)度和韌性，抗彎強(qiáng)度為一般硬質(zhì)合金的2~3倍?？箾_擊振動(dòng)能力強(qiáng)。工藝性能較好，能鍛造，容易磨出鋒利的刀刃。（HSS，Highspeedsteel）廣泛用于制造結(jié)構(gòu)和刃形復(fù)雜的刀具，如成形車刀、銑刀、鉆頭、切齒刀、螺紋刀具和拉刀等。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1510.2.2常用刀具材料3.硬質(zhì)合金由各種難熔金屬碳化物（TiC、WC、TaC、NbC等）和金屬黏結(jié)劑（如Co、Ni、Mo等）用粉末冶金的方法制成。硬度HRA89~93，耐高溫800~1000°C，具有良好的耐磨性，允許使用的切削速度可達(dá)100~300m/min?？杉庸ぐù阌蹭撛趦?nèi)的多種材料?？箯潖?qiáng)度低，沖擊韌性差，較難加工，很少用于制造整體刀具，一般做成各種形狀的刀片，焊接或直接夾固在刀體上使用。常用的有鎢鈷類（YG類）、鎢鈦鈷類（YT類）和鎢鈦鉭（鈮）鈷類（YW類）。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1610.2.2常用刀具材料4.陶瓷陶瓷刀具是以氧化鋁（A12O3）或氮化硅（Si3N4）等為主要成分，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而成的一種刀具材料。陶瓷刀具材料有更高的耐熱性和硬度，在1200°C時(shí)仍可保持HRA80的硬度，可承受更高的切削速度?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，摩擦系數(shù)小，耐磨性好，加工鋼件時(shí)的壽命為硬質(zhì)合金的10~12倍。耐沖擊性低于硬質(zhì)合金。常用的陶瓷刀具材料有氧化鋁、復(fù)合氧化鋁及復(fù)合氮化硅陶瓷等。主要用于精加工和半精加工高硬度、高強(qiáng)度鋼和冷硬鑄鐵等。陶瓷原料在自然界中容易得到，且價(jià)格低，發(fā)展前途廣。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1710.2.2常用刀具材料金剛石分天然和人造兩種（顯微硬度接近于10000HV），是自然界中最硬的材料，工業(yè)上常用的是人造金剛石。金剛石能切削陶瓷、高硅鋁合金、硬質(zhì)合金等難加工材料，還可以切削有色金屬及其合金。不能切削鐵族材料，因?yàn)樘荚睾丸F元素有很強(qiáng)的親和性，碳元素向工件擴(kuò)散，加快刀具磨損。當(dāng)溫度大于700°C時(shí)，金剛石轉(zhuǎn)化為石墨結(jié)構(gòu)而喪失了強(qiáng)度。金剛石刀具除了設(shè)計(jì)刀具的幾何參數(shù)外，還要注意金剛石晶體的方向，不同晶面的耐磨性能是不一樣的。在高溫高壓條件下，借助于某些合金的觸媒作用，由石墨轉(zhuǎn)化而成5.金剛石10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1810.2.2常用刀具材料6.立方氮化硼又稱CBN，是由六方氮化硼在高溫高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)化而成的一種新型超硬刀具材料。包括整體聚晶CBN和復(fù)合聚晶PCBN兩種。硬度（顯微硬度可達(dá)8000~9000HV）僅次于金剛石。熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性穩(wěn)定，可耐1300~1400°C的高溫，在1200°C高溫時(shí)也不易與鐵族金屬發(fā)生反應(yīng)?？捎幂^高的速度切削淬硬鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等難加工材料。常常在硬質(zhì)合金片上燒結(jié)一層0.5mm厚的立方氮化硼而形成復(fù)合刀具來(lái)使用。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具1910.2.2常用刀具材料7.涂層刀具在強(qiáng)度和韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼（HSS）基體表面上，利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物（也可涂覆在陶瓷、金剛石和立方氮化硼等超硬材料刀片上）而制備的。涂層作為一個(gè)化學(xué)屏障和熱屏障，減少了刀具與工件間的擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)，從而減少了基體的磨損。具有表面硬度高、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐熱耐氧化、摩擦系數(shù)小和熱導(dǎo)率低等特性。切削時(shí)可比未涂層刀具壽命提高3~5倍以上，提高切削速度20%~70%，提高加工精度0.5~1級(jí)，降低刀具消耗費(fèi)用20%~50%。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2010.2.2常用刀具材料種類牌號(hào)工藝性能用途碳素工具鋼T8A、T10A、T12A可冷熱加工成形，工藝性能良好，磨削性好，須熱處理只用于手動(dòng)刀具，如手動(dòng)絲錐、板牙、鉸刀、鋸條、銼刀等合金工具鋼9CrSi、CrWMn等可冷熱加工成形，工藝性能良好，磨削性好，須熱處理只用于手動(dòng)或低速機(jī)動(dòng)刀具，如絲錐、板牙、拉刀等高速鋼W6Mo5Cr4V2（M2）、W18Cr4V（W18）、W2Mo9Cr4VCo8（M42）、W6Mo5Cr4V2Al（501）可冷熱加工成形，工藝性能好，須熱處理，磨削性好，但高釩類較差用于各種刀具，特別是形狀較復(fù)雜的刀具，如鉆頭、銑刀、拉刀、齒輪刀具、絲錐、板牙、刨刀等硬質(zhì)合金鎢鈷類：YG3、YC6、YC8鎢鈷鈦類：YT5、YT15、YT30壓制燒結(jié)后使用，不能冷熱加工，多鑲片使用，無(wú)須熱處理車刀刀頭大部分采用硬質(zhì)合金，銑刀、鉆頭、滾刀、絲錐等也可鑲刀片使用。鎢鈷類加工鑄鐵，有色金屬；鎢鉆鈦類加工碳素鋼、合金鋼、淬硬鋼等陶瓷

壓制燒結(jié)后使用，不能冷熱加工，多鑲片使用，無(wú)須熱處理多用于車刀，性脆，適于連續(xù)切削立方氮化硼

壓制燒結(jié)而成，可用金剛石砂輪磨削用于硬度、強(qiáng)度較高材料的精加工。在空氣中達(dá)1300°C時(shí)仍保持穩(wěn)定金剛石

用天然金剛石砂輪刃磨極困難用于有色金屬的高精度、低粗糙度切削，700~800°C時(shí)易碳化10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2110.2.3刀具材料的選擇合理選擇刀具材料的基本原則根據(jù)工件材料、刀具結(jié)構(gòu)和加工要求，選擇合適的刀具材料與其相適應(yīng)，做到既充分發(fā)揮刀具特性，又能較經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求。通常加工一般材料，大量使用的仍是普通高速鋼和硬質(zhì)合金。加工難切削材料時(shí)才有必要選用新牌號(hào)高性能高速鋼或硬質(zhì)合金。加工高硬度材料或精密加工時(shí)才需選用超硬材料。切削刃形狀復(fù)雜的刀具，例如成形車刀拉刀、絲錐、板牙、齒輪刀具，以及容屑槽是螺旋形的刀具，例如麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、立銑刀、圓柱銑刀，目前大多用高速鋼（HSS）制造。硬質(zhì)合金，加工范圍廣，切削速度和刀具壽命也很高，為了提高生產(chǎn)率，應(yīng)盡量選用。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2210.2.3刀具材料的選擇切削一般鋼與鑄鐵的常用刀具材料刀具類型工件材料——鋼工件材料——鑄鐵車刀、鏜刀WC-TC-Co，WC-TiC-TaC-Co，TiC（N）基硬質(zhì)合金，Al2O3WC-Co，WC-TaC-Co，TIC（N）基硬質(zhì)合金，Si3N4，Al2O3端銑刀WC-TiC-TaC-Co，TiC（N）基硬質(zhì)合金WC-TaC-Co，TiC（N）基硬質(zhì)合金，Si3N4，Al2O3鉆頭HSS，WC-TiC-Co，WC-TiC-TaC-CoHSS，WC-Co，WC-TaC-Co擴(kuò)孔鉆，鉸刀HSS，WC-TiC-Co，WC-TiC-TaC-CoHSS，WC-Co，WC-TaC-Co成形車刀HSSHSS立鐵刀，圓柱銑刀HSSHSS拉刀HSSHSS絲錐，板牙HSSHSS齒輪刀具HSSHSS10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2310.2.4刀具切削部分的組成普通外圓車刀由刀頭和刀桿組成。刀桿用于裝夾，刀頭用于切削，刀頭由“一尖、二刃、三面”組成。1）前刀面。直接作用于切削層，控制切屑流向。2）主后面。與工件過(guò)渡表面相對(duì)并相互作用的刀面。3）副后面。與工件已加工表面相對(duì)并相互作用。4）主切削刃。前刀面與主后面的交線，在工件上切出過(guò)渡表面，承擔(dān)主要切削工作。5）副切削刃。前刀面與副后面的交線，配合主切削刃完成切削工作，形成已加工表面。6）刀尖。主、副切削刃交匯的一小段刀刃，可以是直線段或圓弧。常用的刀尖有交點(diǎn)刀尖、圓弧刀尖（圓弧形過(guò)渡刃）和倒角刀尖（直線形過(guò)渡刃）。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2410.2.5刀具角度1.刀具角度參考平面用來(lái)確定刀具角度的投影體系，稱為刀具角度參考系，參考系中的投影面稱為刀具角度參考平面。用來(lái)確定刀具角度的參考系有兩類：刀具角度靜止參考系，是刀具設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)注、刃磨和測(cè)量的基準(zhǔn)，用此定義的刀具角度稱為刀具標(biāo)注角度；刀具角度工作參考系，是確定刀具切削工作時(shí)角度的基準(zhǔn)，用此定義的刀具角度稱為刀具工作角度。1）基面。過(guò)主切削刃選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。例如：普通車刀的基面，可理解為平行于刀具的底平面。2）切削平面。過(guò)主切削刃選定點(diǎn)，與工件加工表面相切的平面。它也是切削刃與切削速度方向構(gòu)成的平面。3）正交平面。過(guò)切削刃選定點(diǎn)，與主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2510.2.5刀具角度2.刀具標(biāo)注角度（1）在基面上刀具標(biāo)注角度主偏角κr：在基面內(nèi)測(cè)量的主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。副偏角κ′r：在基面內(nèi)測(cè)量的副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向的夾角。刀尖角εr：在基面內(nèi)測(cè)量的主切削平面與副切削平面間的夾角，εr=180°-(κr+κ′r)。（2）在切削平面上刀具標(biāo)注角度刃傾角λs：在切削平面內(nèi)測(cè)量的主切削刃與基面間的夾角。刃傾角有正負(fù)之分，當(dāng)?shù)都馓幱谇邢魅凶罡唿c(diǎn)時(shí)為正，反之為負(fù)，當(dāng)主切削刃呈水平時(shí)為0°。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2610.2.5刀具角度2.刀具標(biāo)注角度（3）在正交平面上刀具標(biāo)注角度前角γo：在正交平面內(nèi)測(cè)量的前面與基面間的夾角。前角表示前面的傾斜程度，有正負(fù)之分，當(dāng)前面與切削平面間的夾角小于90°時(shí)，取正號(hào)；大于90°時(shí)，則取負(fù)號(hào)。后角αo：在正交平面內(nèi)測(cè)量的主后面與切削平面間的夾角。后角表示主后面的傾斜程度。楔角βo：在正交平面內(nèi)測(cè)量的前面與后面間的夾角，βo=90°-(γo+αo)。10.2刀具材料與刀具幾何參數(shù)機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2710.2.6刀具工作角度車削外圓，若不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，且刃傾角λs＝0°，當(dāng)?shù)都馀c工件軸線等高時(shí)，刀具工作前角、后角與其標(biāo)注前角、后角分別相等。當(dāng)?shù)都獍惭b高于或低于工件軸線時(shí)，刀具的工作前角γoe和工作后角αoe變化。a）刀尖高于工件軸線b）刀尖低于工件軸線10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2810.3.1切削變形規(guī)律1）第一變形區(qū)塑性金屬直角自由切削時(shí)的切削區(qū)，刀具擠壓工件，工件切削層的金屬以速度v進(jìn)入OA線以后開始變形，直到OE線變形終止，這部分金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，稱為變形區(qū)I，即剪切變形區(qū)。特征：沿著滑移線的剪切變形和隨之而來(lái)的加工硬化。2）第二變形區(qū)切屑沿前刀面流出時(shí)受到擠壓和摩擦，使靠近前刀面的晶粒進(jìn)一步剪切滑移，晶粒剪切滑移劇烈呈纖維化，纖維化方向平行于前刀面，有時(shí)有滯流層，形成變形區(qū)II，即刀-屑接觸區(qū)。特征：對(duì)于切削力、切削熱、積屑瘤的形成與消失，以及對(duì)刀具的磨損等都有直接影響。1.三個(gè)變形區(qū)10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具2910.3.1切削變形規(guī)律3）第三變形區(qū)工件已加工表面的金屬受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓、摩擦，產(chǎn)生變形與回彈，造成材料纖維化和加工硬化，形成變形區(qū)III，即刀-工接觸區(qū)。刀具開始切削不久，后面就會(huì)產(chǎn)生磨損，從而后刀面形成磨損棱帶，由于切削刃鈍圓半徑的存在，整個(gè)切削厚度中，底層金屬?gòu)那邢魅锈g圓部分O點(diǎn)下面擠壓過(guò)去，并受到后刀面棱帶VB段的擠壓并與之發(fā)生相互摩擦，使工件表層金屬受到剪切應(yīng)力的作用，隨后開始彈性恢復(fù)。彈性恢復(fù)的高度為Δh，則已加工表面在CD長(zhǎng)度上繼續(xù)與后刀面摩擦。切削刃上OB、VB及CD三部分構(gòu)成后刀面上的接觸長(zhǎng)度。特征：接觸情況影響表面質(zhì)量（粗糙度、加工硬化、殘余應(yīng)力等）。1.三個(gè)變形區(qū)10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3010.3.1切削變形規(guī)律1）形態(tài)按照局部觀察切屑時(shí)的形狀來(lái)分，如切屑是連續(xù)的還是分離的。按照切屑形成機(jī)理的差異，切屑形態(tài)一般分為4種基本類型，即帶狀切屑、擠裂切屑（節(jié)狀切屑）、單元切屑（粒狀切屑）和崩碎切屑。2）形狀按照整體觀察切屑時(shí)的形狀來(lái)分，如切屑是筆直的還是向哪個(gè)方向有多大程度的卷曲。切屑的形狀有帶狀切屑、管狀切屑、盤旋形切屑、環(huán)形螺旋切屑、錐形螺旋切屑、弧形切屑、單元切屑、針形切屑等。2.切屑的種類10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具312.切屑的種類帶狀切屑管形切屑盤旋形切屑環(huán)形螺旋切屑錐形螺旋切屑弧形切屑單元切屑針形切屑1.1長(zhǎng)2.4長(zhǎng)3.1平4.1長(zhǎng)5.1長(zhǎng)6.1連接1.2短2.2短3.2錐4.2短5.2短6.2松散

1.3纏亂

2.3纏亂

4.3纏亂5.3纏亂

切屑形狀（GB/T16461-2016）10.3.1切削變形規(guī)律10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3210.3.1切削變形規(guī)律切屑控制（又稱切屑處理，工廠中一般簡(jiǎn)稱為“斷屑”），指在切削過(guò)程中采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧﹣?lái)控制切屑的流出方向、卷曲及有效折斷，以形成便于處理和控制的屑形和大小。3.切屑的控制卷屑槽與卷屑臺(tái)（1）屑形控制精車時(shí)：形成環(huán)形螺旋屑。在重型機(jī)床上用大切深、大進(jìn)給量車削鋼件時(shí)：形成錐形螺旋屑。在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上：盤旋形屑是一種比較好的屑形。車削鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)：應(yīng)設(shè)法使切屑連成卷狀。（2）卷屑設(shè)法使切屑沿前刀面流出時(shí)，受到一個(gè)額外的作用力，在該力作用下，使切屑產(chǎn)生一個(gè)附加的變形而彎曲。1）自然卷屑：利用前刀面上形成的積屑瘤使切屑自然卷曲。2）卷屑槽與卷屑臺(tái)的卷屑：在生產(chǎn)上常用強(qiáng)迫卷屑法，即在前刀面上磨出適當(dāng)?shù)木硇疾刍虬惭b附加的卷屑臺(tái)，當(dāng)切屑流經(jīng)前刀面時(shí)，與卷屑槽或卷屑臺(tái)相碰而卷曲。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3310.3.1切削變形規(guī)律3.切屑的控制（3）斷屑避免過(guò)長(zhǎng)切屑，對(duì)卷曲了的切屑需進(jìn)一步施加力（變形）使之折斷。1）使卷曲后的切屑與工件相碰，使切屑根部的拉應(yīng)力越來(lái)越大，最終導(dǎo)致切屑完全折斷。這種斷屑方法一般得到弧形屑、平盤旋形屑或錐盤旋形屑。2）使卷曲后的切屑與后刀面相碰，使切屑根部的拉應(yīng)力越來(lái)越大，最終導(dǎo)致切屑完全斷裂，形成弧形屑。衡量切屑控制的主要標(biāo)準(zhǔn)：不妨礙正常加工，即不纏繞在工件、刀具上，不飛濺到機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件中；不影響操作者的安全；易于清理、存放和搬運(yùn)。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3410.3.1切削變形規(guī)律當(dāng)在一定范圍的切削速度下切削塑性材料時(shí)，常發(fā)現(xiàn)在靠近切削刃的前刀面上黏附著一小塊很硬的金屬，這塊硬金屬即為積屑瘤（刀瘤）。（1）積屑瘤的形成切屑沿前刀面流出時(shí)，在溫度與壓力作用下，摩擦阻力超過(guò)切屑本身的分子結(jié)合力時(shí)，一部分金屬黏附在前刀面上，形成積屑瘤。積屑瘤不斷長(zhǎng)大，達(dá)到一定高度時(shí)破裂，被切屑帶走或嵌附在工件表面上。（2）積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響1）積屑瘤的硬度比工件材料高，能代替切削刃進(jìn)行切削，保護(hù)切削刃。2）增大了刀具實(shí)際工作前角，使切削輕快。粗加工時(shí)，積屑瘤是有益的。3）積屑瘤的頂端伸出刀刃之外，不斷地產(chǎn)生和脫落，使實(shí)際切削深度和切削厚度不斷變化，影響尺寸精度并會(huì)導(dǎo)致切削力的變化，引起振動(dòng)。4）積屑瘤碎片黏附在工件已加工表面上，使工件表面變得粗糙。精加工時(shí)，盡量避免。4.積屑瘤10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3510.3.1切削變形規(guī)律4.積屑瘤（3）積屑瘤控制1）工件材料。切削塑性大的材料時(shí)塑性變形較大，容易產(chǎn)生積屑瘤。切削脆性材料形成的崩碎切屑不流過(guò)前刀面，因此一般無(wú)積屑瘤。2）切削速度。切削速度很低（v<5m/min）時(shí)，切屑流動(dòng)較慢，切屑底面的新鮮金屬氧化充分，摩擦因數(shù)較小。切削溫度低，切屑分子的結(jié)合力大于切屑底面與前刀面之間的摩擦力，不出現(xiàn)積屑瘤。切削速度在5~50m/min范圍內(nèi)時(shí)，切屑底面的金屬與前刀面間的摩擦因數(shù)較大，切削溫度高，切屑分子的結(jié)合力降低，容易產(chǎn)生積屑瘤。切削速度很高（v>50m/min）時(shí)，切削溫度很高，切屑底面呈微熔狀態(tài)，摩擦因數(shù)明顯降低，積屑瘤不產(chǎn)生。工程上，控制積屑瘤的措施：1）調(diào)整切削速度，一般精車、精銑用高速切削；而當(dāng)用高速鋼刀具拉削、鉸削和寬刀精刨時(shí)，則采用低速切削。2）選用適當(dāng)?shù)那邢饕簩?duì)刀具進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑。3）增大刀具前角，減小刀-屑接觸壓力。4）對(duì)塑性較高的材料（如低碳鋼）進(jìn)行正火處理。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3610.3.1切削變形規(guī)律1）工件材料。工件材料強(qiáng)度愈高，切削變形愈小，工件材料塑性愈大，切削變形就愈大。如不銹鋼1Cr18Ni9Ti伸長(zhǎng)率δ大，所以切削變形大，易黏刀不易斷屑。2）前角。前角γo愈大，切屑順前刀面排出的方向與切削速度方向的差異愈小，切屑流動(dòng)阻力愈小，切削變形就愈小，還可使剪切角φ增大，使切削變形減小。3）切削速度。在無(wú)積屑瘤的切削速度范圍內(nèi)，切削速度愈高，切削變形就愈小。在有積屑瘤的切削速度范圍內(nèi)，在積屑瘤增長(zhǎng)階段，實(shí)際前角增大，故切削變形隨vc增加而減小。在積屑瘤消退階段，實(shí)際前角減小，切削變形隨之增大。4）切削層公稱厚度。切削層公稱厚度增加時(shí)，剪切角φ增大，切削變形減小。在無(wú)積屑瘤情況下，進(jìn)給量愈大（切削層公稱厚度增大），則切削變形愈小。6.影響切削變形的主要因素10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3710.3.2切削力規(guī)律分析和計(jì)算切削力，是計(jì)算功率消耗，進(jìn)行機(jī)床、刀具、夾具設(shè)計(jì)、制訂合理的切削用量、優(yōu)化刀具幾何參數(shù)的重要依據(jù)。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，還可通過(guò)切削力來(lái)監(jiān)控切削過(guò)程和刀具工作狀態(tài)，如刀具折斷、磨損、破損等。金屬切削加工時(shí)，刀具使工件材料變形轉(zhuǎn)變成切屑時(shí)所承受的力，稱為切削力。切削力來(lái)源于三個(gè)方面：1）克服被加工材料彈性變形的抗力。2）克服被加工材料塑性變形的抗力。3）克服切屑與刀具前面的摩擦力和刀具后面與過(guò)渡表面和已加工表面之間的摩擦力。1.切削力的來(lái)源10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3810.3.2切削力規(guī)律切削各力的總和形成作用在刀具上的合力F。為了實(shí)際應(yīng)用，F(xiàn)可分解為相互垂直的Fc、Ff和Fp三個(gè)分力）。車削時(shí)：Fc為主切削力（切向力）。其方向與過(guò)渡表面相切并與基面垂直，是計(jì)算車刀強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床主軸系統(tǒng)、確定機(jī)床功率所必需的。Ff為進(jìn)給抗力（軸向力）。處于基面內(nèi)并與工件軸線平行與進(jìn)給方向相反的力，是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，計(jì)算車刀進(jìn)給功率所必需的。Fp為吃刀抗力（背向力、徑向力、切深抗力）。處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直的力，是計(jì)算工件撓度、機(jī)床零件和車刀強(qiáng)度的依據(jù)。工件在切削過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)往往與Fp有關(guān)。2.切削合力

10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具3910.3.2切削力規(guī)律消耗在切削過(guò)程中的功率稱為切削功率Pm。切削功率為力Fc和Ff所消耗的功率之和。第二項(xiàng)是消耗在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中的功率，它相對(duì)于Fc所消耗的功率很小，一般僅為其1%~2%，因此可以略去不計(jì)，則在求得切削功率后，還可以計(jì)算出主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率PE，但需要考慮機(jī)床的傳動(dòng)效率η，即3.切削功率

Pm為切削功率（kW）；Fc為切削力（N）；vc為切削速度（m/s）；Ff為進(jìn)給力（N）；nw為工件轉(zhuǎn)速（r/s）；f為進(jìn)給量（mm/r）。一般η取0.75~0.85，大值適用于新機(jī)床，小值適用于舊機(jī)床。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4010.3.2切削力規(guī)律對(duì)于一般加工方法，如車削、孔加工和銑削等已建立起了可直接利用的經(jīng)驗(yàn)公式。切削力的計(jì)算常采用：指數(shù)公式、單位切削力法、解析計(jì)算、有限元計(jì)算。另一類是按單位切削力進(jìn)行計(jì)算的公式。單位切削力：?jiǎn)挝磺邢髅娣e上的切削力。4.切削力的計(jì)算

CFc、CFp、CFf為系數(shù)，由被加工的材料性質(zhì)和切削條件所決定；xFc、xFp、xFf、yFc、yFp、yFf、nFc、nFp、nFf為三個(gè)分力公式中，切削深度ap、進(jìn)給量f和切削速度v對(duì)切削力影響指數(shù)；KFc、KFp、KFf分別為三個(gè)分力公式中，當(dāng)實(shí)際加工條件與求得經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)的條件不符時(shí)，各種因素對(duì)切削力的修正系數(shù)的積。

10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4110.3.2切削力規(guī)律4.切削力的計(jì)算

[例]用某硬質(zhì)合金車刀外圓縱車Rm=0.637GPa的結(jié)構(gòu)鋼，車刀幾何參數(shù)為：κr=45°，γo=10°，λs=0°，切削用量為：ap=4mm，f=0.4mm/r，v=1.7m/s。被加工材料刀具材料加工形式公式中的系數(shù)及指數(shù)切削力Fz（或Fc）吃刀抗力Fy（或Fp）進(jìn)給力Fx（或Ff）CFzxFzyFznFzCFyxFyyFynFyCFfxFfyFfnFf結(jié)構(gòu)鋼及鑄鋼Rm=0.637GPa硬質(zhì)合金外圓縱車、橫車及鏜孔14331.00.75-0.155720.90.6-0.35611.00.5-0.4切槽及切斷36000.720.8013930.730.670————切螺紋23879—1.70.71————————高速鋼外圓縱車、橫車及鏜孔17661.00.7509220.90.7505301.20.650切槽及切斷21781.01.00————————成形車削18741.00.750————————

10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4210.3.2切削力規(guī)律（1）功率反求法用功率表測(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Pm。這種方法只能粗略估算切削力的大小，不夠精確。（2）測(cè)力儀測(cè)量法測(cè)量原理：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，讀出力值。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，利用測(cè)力傳感裝置產(chǎn)生信號(hào)優(yōu)化和監(jiān)控切削過(guò)程。5.切削力的測(cè)量研究切削力，對(duì)進(jìn)一步弄清切削機(jī)理，對(duì)計(jì)算功率消耗，對(duì)刀具、機(jī)床、夾具的設(shè)計(jì)，對(duì)制訂合理的切削用量，優(yōu)化刀具幾何參數(shù)等，都具有非常重要的意義。通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)的切削力進(jìn)行分析處理，可以推斷切削過(guò)程中的切削變形、刀具磨損、工件表面質(zhì)量的變化機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步為切削前用量?jī)?yōu)化，提高零件加工精度等提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4310.3.2切削力規(guī)律（1）工件材料1）工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，材料的剪切屈服強(qiáng)度就越高，則切削力愈大。2）工件材料沖擊韌性和塑性愈大，則強(qiáng)化系數(shù)較大，與刀具間的摩擦因數(shù)也較大，切削力大。3）灰鑄鐵及其他脆性材料，切削時(shí)一般形成崩碎切屑，刀屑間摩擦小，切削力較小。6.影響切削力的因素（2）切削用量1）切削深度和進(jìn)給量。ap加大時(shí)，變形系數(shù)ξ不變，切削力成正比例增大。f加大時(shí)，變形系數(shù)ξ和摩擦因數(shù)μ降低，切削力不成正比例增大。2）切削速度。加工塑性金屬時(shí)，在積屑瘤增長(zhǎng)階段，隨著vc增大積屑瘤高度增加，切削變形程度減小，切削力減??；在積屑瘤減小階段，切削力則逐漸增大。無(wú)積屑瘤階段，隨著vc的提高，切削溫度增高，前刀面摩擦系數(shù)減小，剪切角增大，變形程度減小，切削力減小。加工脆性材料（如灰鑄鐵）時(shí)，形成崩碎切屑，塑性變形小，切屑與前刀面接觸長(zhǎng)度短，刀-屑間摩擦力小，切削速度對(duì)切削力的影響不大。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4410.3.2切削力規(guī)律（3）刀具幾何參數(shù)1）前角2）主偏角3）刃傾角4）刀尖圓弧半徑6.影響切削力的因素10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4510.3.2切削力規(guī)律（4）其他因素1）刀具材料。與工件材料之間的親和性影響切削時(shí)產(chǎn)生的摩擦力大小，而影響切削力。在同樣切削條件下，陶瓷刀具切削力最小，硬質(zhì)合金次之，高速鋼刀具的切削力最大。2）刀具磨損。當(dāng)?shù)毒咧骱蟮睹婺p后形成后角αo等于0、寬度為VB的窄小棱面時(shí)，主后刀面與工件過(guò)渡表面接觸面增大，作用于主后刀面的正壓力和摩擦力增大，導(dǎo)致Fc、Ff、Fp都增大。3）切削液。以冷卻作用為主的水溶液對(duì)切削力影響很小。潤(rùn)滑作用強(qiáng)的切削油由于其潤(rùn)滑作用，不僅能減小刀具與切屑、工件表面間的摩擦，而且能減小加工中的塑性變形，故能顯著降低切削力。6.影響切削力的因素10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4610.3.3切削熱和切削溫度（1）切削熱的產(chǎn)生切削過(guò)程中，切削熱來(lái)源于兩方面：切削層金屬發(fā)生彈性變形和塑性變形所產(chǎn)生的熱和切屑與前刀面、工件與主后刀面間的摩擦熱。三個(gè)熱源產(chǎn)生熱量的比例與工件材料、切削條件等有關(guān)。切削塑性材料，當(dāng)切削厚度較大時(shí)，以第一變形區(qū)產(chǎn)生的熱量為最多，切削厚度較小時(shí)，則第三變形區(qū)產(chǎn)生的熱量占較大比重。加工脆性材料時(shí)，因形成崩碎切屑，故第二變形區(qū)產(chǎn)生的熱量比重下降，而第三變形區(qū)產(chǎn)生的熱量比重相應(yīng)增加。切削時(shí)所消耗的能量有98%~99%轉(zhuǎn)化為切削熱，其余能量用于形成新表面并以晶格扭曲等形式形成潛藏能。1.切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)切削熱和由它產(chǎn)生的切削溫度直接影響刀具磨損和刀具壽命及工件的加工精度和表面質(zhì)量。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4710.3.3切削熱和切削溫度（2）切削熱的傳導(dǎo)工件切削熱主要由切屑、工件及刀具傳出，周圍介質(zhì)帶走的熱量很少（干切削時(shí)約占1%）。影響切削熱傳導(dǎo)的主要因素：工件和刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)、切削條件的變化。工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)較高時(shí)，大部分切削熱由切屑和工件傳導(dǎo)出去；反之，則刀具傳熱比重增大。隨切削速度的提高，由切屑傳導(dǎo)的熱量增多。切屑與刀具接觸時(shí)間的長(zhǎng)短，也會(huì)影響刀具的切削溫度。若采用冷卻性能好的切削液，則切削區(qū)大量的熱將由切削液帶走。1.切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4810.3.3切削熱和切削溫度切削溫度θ是指前刀面與切屑接觸區(qū)內(nèi)的平均溫度。測(cè)量切削溫度的方法：（1）熱電偶法1）自然熱電偶法：工件和刀具材料不同，組成熱電偶兩極，切削時(shí)刀具與工件接觸處的高溫產(chǎn)生溫差電勢(shì)，通過(guò)電位差計(jì)測(cè)得切削區(qū)的平均溫度。2）人工熱電偶法：用不同材料、相互絕緣金屬絲作熱電偶兩極，可測(cè)量刀具或工件指定點(diǎn)溫度，可測(cè)最高溫度及溫度分布場(chǎng)。（2）光/熱輻射法原理：刀具、切屑和工件材料受熱時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的光、熱輻射，且輻射強(qiáng)度隨溫度升高而加大，因此可通過(guò)測(cè)量光、熱輻射的能量間接測(cè)定切削溫度，如紅外熱像儀法。（3）金相結(jié)構(gòu)法2.切削溫度及溫度測(cè)量凡是增大切削力和切削功率的因素都會(huì)使切削溫度上升，而有利于切削熱傳出的因素都會(huì)降低切削溫度。提高工件材料和刀具材料的熱傳導(dǎo)率或充分澆注切削液，都會(huì)使切削溫度下降。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具4910.3.3切削熱和切削溫度1）剪切區(qū)內(nèi)，沿剪切面方向上各點(diǎn)溫度幾乎相同，而在垂直于剪切面方向上的溫度梯度很大。在剪切面上各點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變的變化不大，而且剪切區(qū)內(nèi)的剪切滑移變形很強(qiáng)烈，產(chǎn)生的熱量十分集中。2）前刀面和后刀面上的最高溫度點(diǎn)都不在切削刃上，而是在離切削刃有一定距離的地方，因?yàn)槟Σ翢嵫厍暗睹娌粩嘣黾印?）在靠近前刀面的切屑底層上，溫度梯度很大。離前刀面0.1~0.2mm，溫度就可下降一半，前刀面上的摩擦熱集中在切屑底層，對(duì)切屑底層金屬的剪切強(qiáng)度會(huì)有很大的影響，切屑溫度上升會(huì)使前刀面上的摩擦系數(shù)下降。4）后刀面的接觸長(zhǎng)度較小，工件加工表面上溫度的升降是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的。刀具通過(guò)時(shí)加工表面受到一次熱沖擊。3.刀具切削溫度分布規(guī)律在切削變形區(qū)內(nèi)，工件、切屑和刀具上的切削溫度分布，即切削溫度場(chǎng)，對(duì)研究刀具的磨損規(guī)律、工件材料的性能變化和已加工表面質(zhì)量都很有意義。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5010.3.3切削熱和切削溫度（1）切削用量的影響1）切削速度。對(duì)切削溫度有顯著影響，隨著切削速度的提高，切削溫度將明顯上升。提高切削速度一方面使單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量成正比例地增多，消耗的功增大，切削熱也會(huì)增加；另一方面使摩擦熱來(lái)不及向切屑內(nèi)部傳導(dǎo)，大量積聚在切屑底層，從而使切削溫度升離。隨著切削速度的提高，單位切削力和單位切削功率卻有所減少，故切削熱不隨切削速度成正比地增加。2）進(jìn)給量。進(jìn)給量增大，單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量增多，切削熱也增多，使切削溫度上升。單位切削力和單位切削功率隨進(jìn)給量增大而減小，切除單位體積金屬產(chǎn)生的熱量也減小。進(jìn)給量增大使切屑變厚，切屑的熱容量增大，由切屑帶走的熱量也增多，故切削區(qū)平均溫度的上升不甚顯著。增大進(jìn)給量時(shí)，所產(chǎn)生的切削熱不與金屬切除量成正比例地增加。3）切削深度。對(duì)切削溫度的影響很小，因?yàn)榍邢魃疃仍龃笠院?，切削區(qū)產(chǎn)生的熱量雖然成正比例地增多，但因切削刃的工作長(zhǎng)度也成正比地增長(zhǎng)，改善了散熱條件，所以切削溫度的升高并不明顯。4.影響切削溫度的主要因素為了有效地控制切削溫度以提高壽命，在機(jī)床條件允許下，選用大的切削深度和進(jìn)給量比選用大的切削速度有利。10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5110.3.3切削熱和切削溫度（2）刀具幾何參數(shù)的影響1）前角。影響切削過(guò)程中的變形和摩擦，對(duì)切削溫度有明顯的影響。在一定范圍內(nèi)增大前角，切削熱減少，切削溫度降低。前角加大，散熱體積減小切削溫度不會(huì)進(jìn)一步降低。前角大于18°~20°之后因?yàn)榈都庑ń禽^小，散熱體積較小，對(duì)切削溫度影響就不大了。2）主偏角。隨著主偏角增大，切削溫度將逐漸升高。主偏角加大后，切削刃工作長(zhǎng)度縮短，使切削熱相對(duì)地集中，而且主偏角加大，則刀尖角減小，使散熱條件變差，切削溫度升高。若適當(dāng)減小主偏角，則使刀尖角加大，切削刃工作長(zhǎng)度也加長(zhǎng)，散熱條件得到改善，從而使切削溫度降低。3）刀尖圓弧半徑。對(duì)切削溫度的影響不大，僅對(duì)改善刀尖處局部散熱有利。刀尖圓弧半徑rε在0~0.5mm范圍內(nèi)變化時(shí)，基本上不影響切削溫度。因?yàn)殡S著刀尖圓弧半徑加大，切削區(qū)的塑性變形增大，切削熱也隨之增多，但加大刀尖圓弧半徑又改善了散熱條件，兩者相互抵消的結(jié)果，使平均切削溫度基本不變。4.影響切削溫度的主要因素10.3金屬切削的基本規(guī)律機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5210.3.3切削熱和切削溫度4.影響切削溫度的主要因素（3）刀具磨損的影響刀具磨損后切削刃變鈍，刃區(qū)前方的擠壓作用增大，使切削區(qū)金屬的變形增加；后刀面與工件的摩擦增大，兩者均使切削熱增多。當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到定程度之后，會(huì)顯著惡化切削條件，使切削溫度升高，而較高的切削溫度會(huì)進(jìn)一步加劇刀具的磨損，這樣就會(huì)使刀具迅速損壞。（4）工件材料的影響1）工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，切削力就越大，切削功耗也越大，產(chǎn)生的熱量越多，切削溫度越高。工件材料導(dǎo)熱系數(shù)越低，熱量越不容易傳出，切削溫度越高。2）脆性金屬抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都較小，切屑呈崩碎狀，與前刀面的摩擦較小，所以切削溫度比切削鋼料時(shí)要小。（5）切削液的影響澆注切削液對(duì)降低切削溫度，減少刀具磨損和提高已加工表面質(zhì)量有明顯的效果。切削液的熱導(dǎo)率、比熱容和流量愈大，切削溫度愈低。合金鋼的強(qiáng)度普遍高于45鋼，導(dǎo)熱系數(shù)低，切削時(shí)切削溫度高于切削45鋼。不銹鋼、高溫合金不但導(dǎo)熱系數(shù)低，而且有較高的高溫強(qiáng)度和硬度。切削溫度比其他材料要高得多。用YG8硬質(zhì)合金刀車削灰鑄鐵HT200時(shí)的切削溫度比切削45鋼低20%~30%。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5310.4.1刀具磨損形態(tài)及其原因（1）前刀面磨損（月牙洼磨損）主要在切削塑性金屬時(shí)發(fā)生，磨損最大的部位與切削溫度最高的部位相同。（2）后刀面磨損主要發(fā)生在與切削刃相鄰的后刀面上。在切削速度較低、切削厚度較小的情況下切削塑性金屬以及切削脆性金屬時(shí)，存在著后刀面磨損。（3）邊界磨損（溝槽磨損）切削鋼料時(shí)，常在主切削刃靠近工件外表皮處以及副切削刃靠近刀尖處的后刀面上，磨出較深的溝紋。分別是在主、副切削刃與工件待加工或已加工表面接觸的地方。1.刀具的正常磨損刀具磨損是指刀具的刀面和切削刃上的金屬微粒被工件、切屑帶走而使刀具喪失切削能力的現(xiàn)象，為正常磨損。裂紋、崩刃、卷刃和破碎等也會(huì)使刀具喪失切削能力，為非正常磨損。非正常磨損往往由于選擇、設(shè)計(jì)、制造或使用刀具不當(dāng)所造成，生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5410.4.1刀具磨損形態(tài)及其原因（1）脆性破損刀具在機(jī)械和熱沖擊下崩刃，產(chǎn)生碎屑或發(fā)生剝落（即刀刃上成塊的刀具材料脫落）。硬質(zhì)合金和陶瓷刀具在切削時(shí)，在機(jī)械和熱沖擊作用下，經(jīng)常發(fā)生脆性破損。脆性破損有崩刃、碎斷、剝落和裂紋破損等形態(tài)。（2）塑性破損切削時(shí)的高溫及高壓會(huì)使刀刃部分產(chǎn)生塑性流動(dòng)而喪失切削能力。。2.刀具的非正常磨損刀具破損也是刀具失效的一種形式，刀具在一定的切削條件下使用時(shí)，如果它經(jīng)受不住強(qiáng)大的應(yīng)力（切削力或熱應(yīng)力），就可能發(fā)生突然損壞，使刀具提前失去切削能力，這種情況就稱為刀具破損。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5510.4.1刀具磨損形態(tài)及其原因形態(tài)特點(diǎn)產(chǎn)生原因預(yù)防措施脆性破損崩刃在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力沖擊作用下常發(fā)生，包括刃線的輕微損壞，崩刃后仍可使用有許多磨損狀態(tài)組合可導(dǎo)致崩刃。但是，最常見的還是熱-機(jī)械以及粘附帶來(lái)的使用韌性更好的材質(zhì)；使用刃口強(qiáng)化的刀片；檢查工藝系統(tǒng)的剛性；加大主偏角碎斷斷裂是指切削刃大部分破裂，刀片不能再使用。硬質(zhì)合金刀具斷續(xù)切削時(shí)常發(fā)生切削刃承載的負(fù)荷超出了其承受能力，因?yàn)槟p發(fā)展過(guò)快，導(dǎo)致切削力增大。錯(cuò)誤的切削參數(shù)或裝夾穩(wěn)定性問(wèn)題識(shí)別此類磨損的初兆，并通過(guò)選擇正確的切削參數(shù)和檢查裝夾穩(wěn)定性來(lái)防止其繼續(xù)發(fā)展涂層剝落硬質(zhì)合金和陶瓷刀具斷續(xù)切削時(shí)。常發(fā)生在加工具有粘結(jié)特性的材料時(shí)。缺口尺寸較小時(shí)，刀刃還能繼續(xù)切削粘附負(fù)荷會(huì)逐漸發(fā)展，切削刃要承受拉應(yīng)力。這會(huì)導(dǎo)致涂層分離，從而露出底層或基體提高切削速度，以及選擇具有較薄涂層的刀片裂紋狹窄裂口，通過(guò)破裂而形成新的邊界表面。繼續(xù)切削會(huì)迅速擴(kuò)大，可能使刀具完全失效梳狀裂紋是由于溫度快速波動(dòng)而形成使用韌性更高刀片材質(zhì)，并且應(yīng)大量使用冷卻液或者完全不用冷卻液塑性破損下塌指切削刃形狀永久改變，切削刃出現(xiàn)向內(nèi)變形（切削刃凹陷）或向下變形（切削刃下塌）切削刃在高切削力和高溫下處于應(yīng)力狀態(tài)，超出了刀具材料的屈服強(qiáng)度和溫度使用具有較高熱硬度的材質(zhì)可以解決塑性變形問(wèn)題。涂層可改進(jìn)刀片（刀具）的抗塑性變形能力凹陷積屑瘤（粘附）在切削刃頂部形成，從而將切削刃與材料分隔。增大切削力，導(dǎo)致整體失效或積屑瘤脫落，脫落時(shí)往往會(huì)將涂層甚至部分基體一并剝離。提高切削速度，加工較軟、粘性較大的材料時(shí)，最好使用較鋒利的切削刃。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具563.刀具磨損原因形式狀況實(shí)例磨粒磨損碳化物（Fe3C、TiC等）、氮化物（AlN、Si3N4等）和氧化物（SiO2、Al2O3等）等硬質(zhì)點(diǎn)以及積屑瘤碎片等，在刀具表面刻劃出溝紋在各種切削速度下都存在，是低速切削刀具如高速鋼刀具磨損的主要原因粘結(jié)磨損切屑、工件與前、后刀面之間，存在著很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，形成新鮮表面接觸而發(fā)生冷焊粘結(jié)，刀具表面上微粒逐漸被切屑或工件粘走高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石刀具都可能因粘結(jié)而發(fā)生磨損擴(kuò)散磨損高溫下，刀具表面與切出的工件、切屑新鮮表面接觸，刀具和工件、切屑雙方的化學(xué)元素互相擴(kuò)散到對(duì)方去，改變了原來(lái)材料的成分與結(jié)構(gòu)，削弱了刀具材料的性能，加速磨損過(guò)程擴(kuò)散磨損的快慢和程度與刀具材料的化學(xué)成分和刀具、工件材料間的親和性有關(guān)氧化磨損當(dāng)切削溫度達(dá)700~800C時(shí)，空氣中的氧便與硬質(zhì)合金中的鈷及碳化鎢、碳化鈦等發(fā)生氧化作用，產(chǎn)生較軟的氧化物（如Co3O4、CoO、WO3、TiO2等）被切屑或工件擦掉而形成磨損空氣不易進(jìn)入刀-屑接觸區(qū)，化學(xué)磨損中因氧化而引起的磨損最容易在主、副切削刃的工作邊界處形成，從而產(chǎn)生較深的磨損溝紋相變磨損刀具材料（高速鋼）因切削溫度升高達(dá)到相變溫度（550~600°C）時(shí)，使金相組織發(fā)生變化，硬度降低而造成磨損與切削溫度、硬質(zhì)合金刀具的材料成分及氧化膜的粘附強(qiáng)度等因素有關(guān)熱電磨損高溫作用下刀具與工件不同材料之間產(chǎn)生一種熱電勢(shì)，約1-20mv，在機(jī)床-工件-刀具-機(jī)床回路中產(chǎn)生一個(gè)微弱電流，加速刀具磨損熱電勢(shì)產(chǎn)生的電流大小除與熱電勢(shì)有關(guān)外，還與這一回路的電阻（機(jī)床電阻）有關(guān)10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5710.4.1刀具磨損形態(tài)及其原因3.刀具磨損原因除磨粒磨損外，其他磨損原因都與切削溫度有關(guān)，不同切削溫度下引起刀具磨損的原因及劇烈程度不同。使用硬質(zhì)合金刀具切削鋼料時(shí)在不同切削溫度下的各種磨損原因占比。刀具磨損與切削溫度呈駝峰形關(guān)系，在中間存在某一速度范圍，使刀具磨損較緩和，磨損強(qiáng)度最低，其對(duì)應(yīng)的切削溫度為最佳切削溫度。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5810.4.1刀具磨損形態(tài)及其原因刀具磨損有初期磨損、正常磨損、急劇磨損三個(gè)階段。1）初期磨損階段剛開始切削的刀具刀面存在粗糙不平及微觀裂紋、氧化或脫碳層等缺陷，加之刀面與工件、切屑接觸面小，壓力幾乎集中于切削刃附近，應(yīng)力大，磨損較快。2）正常磨損階段隨磨損小棱面的出現(xiàn)，刀具的粗糙表面已經(jīng)磨平，承壓面積增大，壓應(yīng)力減小，磨損速率明顯減小，刀具進(jìn)入正常磨損階段，該階段是刀具的有效工作期。該段線型幾乎為一傾斜直線，其斜率表示磨損強(qiáng)度，即單位時(shí)間內(nèi)刀具的磨損量。3）急劇磨損階段4.刀具磨損過(guò)程當(dāng)磨損量達(dá)到一定程度后，刀具變鈍，切削力、切削溫度增加，磨損量急劇升高，導(dǎo)致工件表面粗糙度值增大，出現(xiàn)噪聲、振動(dòng)等現(xiàn)象，刀具磨損發(fā)生質(zhì)的變化。磨損曲線斜率很大，磨損劇烈。在急劇磨損階段到來(lái)之前就應(yīng)及時(shí)換刀，否則，既不能保證加工質(zhì)量，又會(huì)使刀具消耗嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)性降低。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具5910.4.1刀具磨損形態(tài)及其原因4.刀具磨損過(guò)程刀具磨損量與切削路程的關(guān)系刀具的尺寸磨損一般刀具如車刀、銑刀、單刃鏜刀的制造精度對(duì)工件精度沒(méi)有直接影響，但其磨損對(duì)工件精度是有影響的。由于刀具的尺寸磨損會(huì)使工件的半徑由R變成R'，增加了μ。刀具尺寸磨損量與切削路程的關(guān)系圖。在初期磨損階段磨損較多，初始磨損量為μ0，以后進(jìn)入正常磨損階段，磨損量與切削路程成正比，其斜率K稱為單位磨損，其單位為每切削1000m路程時(shí)刀具的尺寸磨損量（μm）。刀具的磨損量μ式中，μ0及K可由相關(guān)手冊(cè)查得。μ=μ0+K(L-L0)≈μ0+KL10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具6010.4.2刀具壽命計(jì)算在生產(chǎn)實(shí)際中，是根據(jù)切削中發(fā)生的一些現(xiàn)象來(lái)判斷刀具是否已經(jīng)磨鈍。粗加工時(shí)，觀察加工表面是否出現(xiàn)亮帶，切屑的顏色和形狀的變化，以及是否出現(xiàn)振動(dòng)和不正常的聲音等。精加工可觀察加工表面粗糙度變化以及測(cè)量加工零件的形狀與尺寸精度等，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，就要及時(shí)換刀。在評(píng)定刀具材料切削性能和試驗(yàn)研究時(shí)，都以刀具表面的磨損量作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。ISO規(guī)定，刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是指后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達(dá)到的最大值。1.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用，這個(gè)磨損限度稱為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具6110.4.2刀具壽命計(jì)算一把新刀（或重新刃磨過(guò)的刀具）從開始使用直至達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的實(shí)際切削時(shí)間，稱為刀具壽命（耐用度）。可重磨刀具，刀具壽命指的是刀具兩次刃磨之間所經(jīng)歷的實(shí)際切削時(shí)間；從第一次投入使用直至完全報(bào)廢（經(jīng)刃磨后也不可再用）時(shí)所經(jīng)歷的實(shí)際切削時(shí)間，稱為刀具總壽命。不重磨刀具，刀具總壽命即等于刀具壽命；可重磨刀具，刀具總壽命等于其平均壽命乘以刃磨次數(shù)。2.刀具壽命對(duì)于某一切削加工，當(dāng)工件、刀具材料和刀具幾何形狀選定之后，切削速度是影響刀具壽命的最主要因素，提高切削速度，刀具壽命就降低，這是由于切削速度對(duì)切削溫度影響最大。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具6210.4.2刀具壽命計(jì)算（1）切削用量固定其他切削條件，在常用的切削速度范圍內(nèi)，取不同的切削速度v1，v2，v3，v4進(jìn)行刀具磨損試驗(yàn)，得圖示磨損曲線，按選定的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)得出每種切削速度下相應(yīng)的刀具壽命T1、T2、T3和T4。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理可得刀具壽命經(jīng)驗(yàn)公式（泰勒公式）：v-T關(guān)系式反映了切削速度與刀具壽命的關(guān)系，是選用切削速度的重要依據(jù)。3.影響刀具壽命的因素vTm=C式中，v為切削速度（m/min）；T為刀具壽命（min）；m為v對(duì)T的影響指數(shù)（高速鋼刀具，m=0.1~0.125；硬質(zhì)合金刀具，m=0.2~0.4；陶瓷刀具，m=0.4）；C為與刀具、工件材料和切削條件有關(guān)的系數(shù)。各種刀具材料加工同一種工件材料時(shí)的后面磨損壽命曲線。其中陶瓷刀具的壽命曲線的斜率大，在非常高的切削速度下仍然有較高的刀具壽命。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具6310.4.2刀具壽命計(jì)算（1）切削用量使用硬質(zhì)合金刀具切削碳素鋼時(shí)切削用量與刀具壽命的綜合表達(dá)式（廣義泰勒公式）為：3.影響刀具壽命的因素

CT、m、n、p為與工件、刀具材料等有關(guān)的常數(shù)[例]用YT5硬質(zhì)合金車刀切削碳鋼（σb=0.637GPa）時(shí)，有

v對(duì)T的影響最顯著，f次之，ap影響最小。這與三者對(duì)切削溫度的影響順序完全一致，實(shí)質(zhì)上切削用量對(duì)刀具磨損和刀具壽命的影響是通過(guò)切削溫度起作用的。實(shí)際生產(chǎn)中，在提高生產(chǎn)率的同時(shí)，又希望刀具使用壽命下降得不多的情況下，優(yōu)選切削用量的順序?yàn)椋菏紫缺M量選用大的切削深度ap，然后根據(jù)加工條件和加工要求選取允許的最大進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具使用壽命或機(jī)床功率允許的情況選取最大的切削速度v。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具6410.4.2刀具壽命計(jì)算（2）刀具幾何參數(shù)1）主偏角κrκr增大，切削溫度升高，且由于切削層公稱厚度的增大使單位切削刃負(fù)荷增大，導(dǎo)致刀具壽命降低。κr減小，吃刀抗力Fp的增大可能會(huì)引起切削振動(dòng)而降低刀具壽命。2）前角γoγo增大，切削溫度降低，刀具壽命提高。若前角γo太大，刀刃強(qiáng)度低，散熱差，易于破損，刀具壽命反而下降。前角對(duì)刀具壽命的影響曲線呈駝峰形，對(duì)應(yīng)于峰項(xiàng)，刀具壽命存在一個(gè)合理值。3.影響刀具壽命的因素（3）工件材料工件材料的強(qiáng)度、硬度愈高，材料的伸長(zhǎng)率愈大、導(dǎo)熱系數(shù)愈小，產(chǎn)生的切削溫度愈高，刀具磨損愈快，刀具壽命愈低。工件材料的成分、組織狀態(tài)對(duì)刀具磨損也有影響，進(jìn)而影響刀具壽命。10.4刀具磨損和刀具壽命計(jì)算機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具6510.4.2刀具壽命計(jì)算4.刀具壽命的選擇與計(jì)算刀具特點(diǎn)選擇原則考慮刀具的復(fù)雜程度和制造、重磨的費(fèi)用簡(jiǎn)單的刀具如車刀、鉆頭等壽命選低些；結(jié)構(gòu)復(fù)雜和精度高的刀具（拉刀、齒輪刀具），壽命選高些；同一類刀具，尺寸大的，制造和刃磨成本均較高，壽命規(guī)定高些。如在通用機(jī)床上，硬質(zhì)合金車刀的壽命大致為60~90min，鉆頭的壽命大致為80~120min，硬質(zhì)合金端銑刀的壽命大致為90~180min，而齒輪刀具的壽命則為200~300min裝卡、調(diào)整比較復(fù)雜的刀具多刀車床上的車刀，組合機(jī)床上銑刀以及自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)線上的刀具，壽命應(yīng)選高一些，一般為通用機(jī)床上同類刀具的2~4倍。多頭鉆床上的鉆頭、絲錐一般為通用機(jī)床上同類刀具的5~9倍生產(chǎn)線上的刀具壽命應(yīng)規(guī)定為一個(gè)班或兩個(gè)班，以便能在換班時(shí)間內(nèi)換刀。精加工尺寸很大的工件為避免在加工同一表面時(shí)中途換刀，壽命應(yīng)規(guī)定得至少能完成一次走刀。一般為中小件加工時(shí)的200%~300%10.5切削條件的合理選擇機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具6610.5.1工件材料的切削加工性衡量材料切削加工性的指標(biāo)很多。良好的切削加工性是指：刀具壽命較長(zhǎng)或一定壽命下的切削速度較高；在相同的切削條件下切削力較小，切削溫度較低；容易獲得好的表面質(zhì)量；切屑形狀容易控制或容易斷屑。常用的表示方法有兩種：使用生產(chǎn)率和刀具壽命的表示方法：1）一定生產(chǎn)率條件下，加工這種材料時(shí)刀具壽命；2）一定刀具壽命T前提下，加工這種材料所允許的切削速度vT；3）相同的切削條件下，刀具達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所能切除工件材料的體積。使用已加工表面質(zhì)量、切削力或切削功率、是否易于斷屑的表示方法。工件材料的切削加工性：是指材料在一定條件下被切削加工成合格零件的難易程度1.材料切削加工性的不同表示方法10.5切削條件的合理選擇機(jī)械制造基礎(chǔ)第10章

金屬切削原理與刀具6710.5.1工件材料的切削加工性vT的含義是指刀具壽命為T（min）時(shí)，切削某種材料所允許的切削速度。vT越高，表示材料的切削加工性越好。通常取T＝60min，vT寫作v60；對(duì)于一些特別難加工的材料，也可取T＝30min，vT寫作v30。通常以切削正火狀態(tài)45鋼的v60作為基準(zhǔn)，寫作（v60）j；而把其它各種材料的v60同它相比，這個(gè)比值Kr稱為材料的相對(duì)加工性。即：2.材料相對(duì)加工性等級(jí)

加工性等級(jí)材料名稱及種類相對(duì)加工性Kr代表性材料1很易切削材料一般有色金屬>3.0銅鋁合金，鋁銅合金，鋁鎂合金2容易切削材料易切削鋼2.5~315Cr退火，σb=0.373~0.441GPa；自動(dòng)機(jī)鋼，σb=0.393~0.491GPa3