《鐵路運(yùn)輸設(shè)備》-03

項(xiàng)目三切削過(guò)程基本規(guī)律任務(wù)一認(rèn)識(shí)切屑任務(wù)二認(rèn)識(shí)切削變形任務(wù)三認(rèn)識(shí)切削力任務(wù)四認(rèn)識(shí)切削熱與切削溫度任務(wù)五

認(rèn)識(shí)切削液任務(wù)六

認(rèn)識(shí)刀具磨損與刀具耐用度任務(wù)七合理選擇刀具幾何參數(shù)任務(wù)八

合理選擇切削用量切屑是在切削過(guò)程中工程材料受到刀具前刀面的推擠后發(fā)生塑性變形，最后沿某一斜面剪切滑移形成的。本任務(wù)主要介紹切屑的種類(lèi)和切屑的流向、卷屑、斷屑。一、切屑的種類(lèi)由于切削過(guò)程中的變形程度不同，所以加工中產(chǎn)生的切屑種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑和崩碎切屑4種，如圖所示。其中，前3種切屑是在切削塑性材料時(shí)得到的，第4種切屑是在切削脆性材料時(shí)得到的。（a）帶狀切屑（b）節(jié)狀切屑（c）粒狀切屑（d）崩碎切屑一、切屑的種類(lèi)帶狀切屑是在切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時(shí)得到的一種切屑。帶狀切屑內(nèi)表面由于與前刀面的擠壓摩擦而較光滑，外表面呈毛茸狀。出現(xiàn)帶狀切屑時(shí)，切削力波動(dòng)小，切削過(guò)程平穩(wěn)，已加工表面粗糙度輪廓值較小。1．帶狀切屑2．節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑又稱(chēng)為擠裂切屑，是在切削速度較低、切削厚度較大時(shí)得到的一種切屑。其外表面局部達(dá)到剪切破壞極限，開(kāi)裂呈節(jié)狀，內(nèi)表面仍相連。一、切屑的種類(lèi)3．粒狀切屑粒狀切屑又稱(chēng)為單元切屑，是在切削速度很低、切削厚度很大時(shí)得到的一種呈梯形的顆粒狀切屑。出現(xiàn)粒狀切屑時(shí)，切削力波動(dòng)大，切削過(guò)程不平穩(wěn)。4．崩碎切屑崩碎切屑是在切削鑄鐵等脆性材料且切削厚度很大時(shí)，得到的一種形狀不規(guī)則的碎塊狀切屑。出現(xiàn)崩碎切屑，切削過(guò)程很不平穩(wěn)，已加工表面凹凸不平，切削刃易損壞。一、切屑的種類(lèi)由以上介紹可知，切屑類(lèi)型是由工件材料特性和加工條件決定的。因此，當(dāng)加工相同的塑性材料時(shí)，通過(guò)改變加工條件即可改變切屑的類(lèi)型。例如，減小刀具前角，降低切削速度，加大切削厚度時(shí)，節(jié)狀切屑就可以變?yōu)榱钋行?。反之，則可以變?yōu)閹钋行?。生產(chǎn)中掌握了切屑類(lèi)型的變化規(guī)律，就可以控制切屑的形態(tài)和尺寸，以達(dá)到卷屑和斷屑的目的。切屑的控制是指在切削加工中采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)控制切屑的流向、卷屑和斷屑。切屑的控制對(duì)切削過(guò)程的正常、順利、安全進(jìn)行具有重要的意義，甚至在有些情況下（如在數(shù)控加工和自動(dòng)化制造過(guò)程中），切屑的控制會(huì)成為加工過(guò)程能否進(jìn)行的決定性因素。二、切屑的控制二、切屑的控制1．切屑的流向（a）直角自由切削（b）直角非自由切削如圖所示，直角自由切削時(shí)，切屑從正交平面內(nèi)流出；直角非自由切削時(shí)，由于刀尖圓弧半徑和切削刃的影響，切屑流出方向與正交平面形成一個(gè)出屑角η。出屑角η與主偏角

和副切削刃的工作長(zhǎng)度有關(guān)。二、切屑的控制2．卷屑卷屑是由切削過(guò)程中的塑性和摩擦變形及切屑流出時(shí)的附加變形引起的。卷屑可通過(guò)在前刀面上刃磨出卷屑槽（斷屑槽）、凸臺(tái)、附加擋塊及其他障礙物來(lái)實(shí)現(xiàn)。斜角切削時(shí)，切屑的流向受刃傾角的正負(fù)影響，如圖所示。此時(shí)的出屑角η約等于刃傾角。二、切屑的控制3．?dāng)嘈加绊憯嘈嫉囊蛩赜幸韵聨c(diǎn)。（1）卷屑槽的尺寸參數(shù)卷屑槽的槽形有折線形、直線圓弧形和全圓弧形三種，如圖所示。（a）折線形（b）直線圓弧形（c）全圓弧形二、切屑的控制槽的寬度、圓弧半徑和反屑角是影響斷屑的主要因素。槽的寬度、圓弧半徑減小和反屑角增大，都能使切屑卷曲變形增大，使切屑易折斷。但槽的寬度、圓弧半徑太小或反屑角太大，會(huì)造成切屑堵塞，排屑不暢。槽的寬度一般根據(jù)工件材料和切削用量來(lái)決定。例如，切削中碳鋼時(shí)，；切削合金鋼時(shí)，。一般來(lái)說(shuō)，圓弧半徑，反屑角。二、切屑的控制（2）刀具角度刀具角度中的主偏角、前角和刃傾角對(duì)斷屑影響最明顯。其中，主偏角增大，切削厚度變大，易于斷屑；前角減小，切削變形變大，也易于斷屑；刃傾角能控制切屑的流向。為正值時(shí)，切屑卷曲后碰到待加工表面或刀具折斷，形成螺旋狀切屑；為負(fù)值時(shí)，切屑卷曲后碰到已加工表面折斷形成C形切屑。（3）切削用量切削用量對(duì)斷屑都有不同程度的影響。其中，提高切削速度，易形成長(zhǎng)帶狀切屑，不易斷屑；增大進(jìn)給量f，切屑卷曲應(yīng)力增大，容易斷屑；減小背吃刀量，出屑角增大，切屑易流向待加工表面碰斷。課堂討論——切屑的形狀及其控制金工車(chē)間中，同學(xué)們可看到各種切屑的形狀，以及切屑排出時(shí)的不同流向，根據(jù)所學(xué)知識(shí)討論切削常見(jiàn)的45鋼、灰鑄鐵、鋁合金時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么形狀的切屑？這些切屑排出時(shí)會(huì)怎樣流出？課堂討論——切屑的形狀及其控制點(diǎn)撥：切削45鋼和鋁合金時(shí)，切削速度不同、切削厚度不同，產(chǎn)生切屑的形狀會(huì)不同，應(yīng)根據(jù)具體情況具體討論。學(xué)生可在金工車(chē)間以不同切削速度和切削厚度試切，觀察切屑的形狀。切削鑄鐵時(shí)，由于鑄鐵為脆性材料，一般會(huì)產(chǎn)生崩碎切屑。切屑的流向跟具體的切削方式有關(guān)。學(xué)生可在金工車(chē)間試驗(yàn)直角自由切削、直角非自由切削、斜角切削（變換幾種不同的角度），觀察切屑的流向。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)切屑任務(wù)二

認(rèn)識(shí)切削變形任務(wù)三認(rèn)識(shí)切削力任務(wù)四認(rèn)識(shí)切削熱與切削溫度任務(wù)五

認(rèn)識(shí)切削液任務(wù)六

認(rèn)識(shí)刀具磨損與刀具耐用度任務(wù)七合理選擇刀具幾何參數(shù)任務(wù)八

合理選擇切削用量在刀具的作用下，切削層金屬經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程變成切屑。在這一過(guò)程中，切削層的形態(tài)發(fā)生了變化。產(chǎn)生這一變化的根本原因是切削層金屬在刀具的作用下產(chǎn)生了變形，這就是切削變形。伴隨切削變形，切削過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一系列的物理現(xiàn)象，如積屑瘤、切削力、切削熱、切削溫度和刀具磨損等，因此，研究切削變形是研究切削過(guò)程的基礎(chǔ)。一、切削變形不同工程材料的切削變形過(guò)程大致相同，下面以直角自由切削塑性材料為例來(lái)描述切削變形。切削過(guò)程中，塑性材料受到刀具的切削作用后，開(kāi)始產(chǎn)生彈性變形。隨著刀具繼續(xù)切入，金屬內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變繼續(xù)加大，當(dāng)達(dá)到材料的屈服點(diǎn)時(shí)，材料產(chǎn)生剪切滑移變形。刀具再繼續(xù)前進(jìn)，應(yīng)力達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)，材料便會(huì)沿變形方向產(chǎn)生剪切滑移。刀具繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，剪切滑移的材料便會(huì)與工件分離形成切屑，這就是切削過(guò)程中的變形。切削過(guò)程的變形大致可劃分為三個(gè)變形區(qū)：第Ⅰ變形區(qū)、第Ⅱ變形區(qū)和第Ⅲ變形區(qū)，如圖所示。一、切削變形

1．第I變形區(qū)第I變形區(qū)又稱(chēng)為主變形區(qū)，是指在切削層內(nèi)產(chǎn)生剪切滑移的塑性變形區(qū)。在第I變形區(qū)內(nèi)，切削層金屬?gòu)腛A線開(kāi)始產(chǎn)生剪切滑移變形，到OM線剪切滑移基本完成。第I變形區(qū)的寬度（線OA和OM的間距）僅有0.02～0.2mm，因此可以將第I變形區(qū)視為一個(gè)平面，這個(gè)平面稱(chēng)為剪切面。剪切面與切削速度之間的夾角稱(chēng)為剪切角

。經(jīng)過(guò)第I變形區(qū)后，切削層金屬材料變成切屑，從刀具前刀面流出。一、切削變形切屑經(jīng)過(guò)切削變形后，與切削層相比，其形狀和尺寸都發(fā)生了改變，但其體積保持不變。所以，可以用切屑長(zhǎng)度或厚度尺寸相對(duì)于切削層的變化量來(lái)表示切削變形，這個(gè)變化量稱(chēng)為變形系數(shù)ξ，如圖所示，變形系數(shù)ξ的計(jì)算公式為式中：，——切削層的長(zhǎng)度和厚度，mm；，——切屑的長(zhǎng)度和厚度，mm。一、切削變形由于第I變形區(qū)的變形主要是剪切滑移變形，因此還可以用第I變形區(qū)單位厚度上的剪切滑移量，即相對(duì)滑移量ε來(lái)衡量切削變形，如圖所示，相對(duì)滑移量ε的計(jì)算公式為一、切削變形

2．第Ⅱ變形區(qū)第Ⅱ變形區(qū)又稱(chēng)前刀面變形區(qū)，是指與前刀面接觸的切屑底層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。在第Ⅱ變形區(qū)內(nèi)，從前刀面流出的切屑，受到前刀面的擠壓和摩擦，形成與前刀面平行的纖維化金屬層。第Ⅱ變形區(qū)的變形是造成前刀面磨損和產(chǎn)生積屑瘤的主要原因。

3．第Ⅲ變形區(qū)第Ⅲ變形區(qū)又稱(chēng)已加工表面的變形區(qū)，是指靠近切削刃處已加工表面表層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。在第Ⅲ變形區(qū)內(nèi)，已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓、摩擦以及自身彈性變形回復(fù)的影響，造成表層組織的纖維化和加工硬化。第Ⅲ變形區(qū)的變形是造成已加工表面加工硬化和產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要原因。二、積屑瘤積屑瘤又稱(chēng)刀瘤，是指在切削速度不高而又能形成連續(xù)切削的情況下，加工一般鋼料或其他塑性材料時(shí)，常常在前刀面處黏著的一塊剖面近似呈三角狀的硬塊。積屑瘤的硬度很高，通常是工件材料的2～3倍，處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)可代替刀尖進(jìn)行切削。

1．積屑瘤的形成當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí)，在一定加工條件下，切屑底層受到很大的摩擦阻力，致使這一層金屬的流動(dòng)速度降低，形成“滯流層”。當(dāng)摩擦阻力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，切屑底層的滯流層與刀具前刀面發(fā)生黏結(jié)或冷焊，經(jīng)剪切滑移后滯流層金屬覆蓋在前刀面上形成積屑瘤。積屑瘤形成后不斷長(zhǎng)大，達(dá)到一定高度后在外力作用下又會(huì)發(fā)生局部斷裂和脫落，如圖所示。積屑瘤的形成主要取決于切削溫度。例如，在300～380℃切削碳鋼時(shí)易產(chǎn)生積屑瘤；而當(dāng)切削溫度超過(guò)500℃時(shí)，金屬軟化，材料強(qiáng)度降低，積屑瘤消失。二、積屑瘤

2．積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響積屑瘤加大了刀具的實(shí)際前角，可使切削力減小，對(duì)切削過(guò)程起積極的作用。積屑瘤愈高，實(shí)際前角愈大。二、積屑瘤（1）增大實(shí)際前角（2）增大切削厚度如上頁(yè)圖所示，當(dāng)積屑瘤存在時(shí)，實(shí)際的金屬切削層厚度增加了，這對(duì)工件切削尺寸的控制是不利的。由于積屑瘤存在產(chǎn)生、長(zhǎng)大、脫落的變化過(guò)程，所以值是變化的，這樣可能在加工中引起振動(dòng)。（4）對(duì)刀具耐用度的影響積屑瘤的底部一般比較穩(wěn)定，而頂部極不穩(wěn)定，容易破裂，然后再成形。破裂的一部分隨切屑排出，一部分留在加工表面上，使加工表面變得非常粗糙。因此，在精加工時(shí)必須設(shè)法避免或減小積屑瘤。二、積屑瘤（3）增大加工表面粗糙度輪廓值積屑瘤黏附在前刀面上，對(duì)刀具有保護(hù)作用，可代替刀刃切削，能減少刀具磨損，提高刀具耐用度。但積屑瘤很不穩(wěn)定，會(huì)周期性地脫落。積屑瘤脫落時(shí)可能會(huì)使刀具表面金屬剝落，反而加大刀具的磨損，這一表現(xiàn)在硬質(zhì)合金刀具中尤為明顯。二、積屑瘤①提高工件材料硬度，減小加工硬化傾向。②增加刀具前角，以減小切屑對(duì)前刀面的壓力。③降低切削速度，以便降低切削溫度，避免發(fā)生黏結(jié)現(xiàn)象；或采用高速切削，使切削溫度高于積屑瘤消失的相應(yīng)溫度。④合理使用切削液，降低切削溫度和刀屑面摩擦。⑤電解刃磨刀具，減小前刀面的表面粗糙度輪廓值，使刀面不易黏結(jié)積屑瘤。

3．防止積屑瘤的措施三、影響切削變形的因素影響切削變形的因素主要有工件材料、切削用量和刀具前角。

1．工件材料在切削條件相同的情況下，工件材料的硬度、強(qiáng)度越高，材料與刀具之間的平均摩擦系數(shù)越小，變形系數(shù)ξ就越小，即切削變形越小。

2．切削用量（1）切削速度切削速度對(duì)切削變形的影響如下頁(yè)圖所示。三、影響切削變形的因素當(dāng)切削速度小于（約為5m/min）時(shí)，由于前刀面與切屑底層的摩擦系數(shù)較小，故不產(chǎn)生積屑瘤。當(dāng)切削速度達(dá)到時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)生積屑瘤。隨著切削速度的增大，積屑瘤增高，刀具的實(shí)際前角增大，變形系數(shù)減小。當(dāng)切削速度達(dá)到（約為20m/min）時(shí)，積屑瘤高度達(dá)到最大值，刀具的實(shí)際前角也達(dá)到最大值，變形系數(shù)減小到一個(gè)較小值。隨切削速度繼續(xù)增大，積屑瘤開(kāi)始減小，刀具實(shí)際前角也減小，變形系數(shù)增大。當(dāng)切削速度達(dá)到（約為40m/min）時(shí)，變形系數(shù)達(dá)到高峰。如果切削速度繼續(xù)增大，由于切削溫度較高，切屑底層處于微熔狀態(tài)，形成潤(rùn)滑膜，摩擦系數(shù)降低，變形系數(shù)減小。（2）進(jìn)給量f

三、影響切削變形的因素進(jìn)給量f

增大，會(huì)使切削厚度增大，摩擦系數(shù)減小，剪切角增大，變形系數(shù)減小。刀具前角越大，剪切角越大，變形系數(shù)就越小。

3．刀具前角課堂討論——觀察積屑瘤小明在車(chē)間發(fā)現(xiàn)有些正在使用的車(chē)刀前刀面上凹凸不平，跟刀具其他部分的材料有明顯差別，他很好奇：車(chē)刀上面是什么？這樣的車(chē)刀為什么還在使用呢？請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合所學(xué)知識(shí)討論一下，幫助小明回答這兩個(gè)問(wèn)題。課堂討論——觀察積屑瘤點(diǎn)撥：車(chē)刀前刀面上為積屑瘤，它的材料與車(chē)刀材料不同，硬度比車(chē)刀高，處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)可代替刀尖進(jìn)行切削。但由于車(chē)削加工過(guò)程中，車(chē)刀所處環(huán)境非常惡劣，所以積屑瘤經(jīng)常會(huì)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)脫落和再生成的現(xiàn)象，此時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響加工精度和加工表面質(zhì)量。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)切屑任務(wù)二

認(rèn)識(shí)切削變形任務(wù)三認(rèn)識(shí)切削力任務(wù)四認(rèn)識(shí)切削熱與切削溫度任務(wù)五

認(rèn)識(shí)切削液任務(wù)六

認(rèn)識(shí)刀具磨損與刀具耐用度任務(wù)七合理選擇刀具幾何參數(shù)任務(wù)八

合理選擇切削用量一、切削力切削力是指金屬切削時(shí)，刀具切入工件使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力。1．切削力的來(lái)源①克服被加工材料對(duì)彈性變形和塑性變形的抗力。②克服刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力所需的力。切削力的來(lái)源主要有以下兩方面。這些力的合力形成了作用在刀具上的切削力。2．切削力的分解為了便于測(cè)量和應(yīng)用，切削力可按空間直角坐標(biāo)分解為三個(gè)互相垂直的分力：主切削力、背向力和進(jìn)給力，如圖所示。一、切削力一、切削力主切削力是總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向的分力。它垂直于基面，并與切削速度方向一致，是消耗機(jī)床功率最多的切削分力。主切削力是設(shè)計(jì)與使用刀具、計(jì)算機(jī)床功率和設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的主要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)夾具及選擇切削用量的依據(jù)。（2）背向力（1）主切削力背向力是總切削力在垂直于工作平面方向上的分力。它在基面內(nèi)，并與進(jìn)給方向垂直，其數(shù)值約為主切削力的0.15～0.7倍。背向力是造成工件變形并產(chǎn)生振動(dòng)的主要作用力。一、切削力（3）進(jìn)給力進(jìn)給力是總切削力在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力。它在基面內(nèi)，并與進(jìn)給方向平行，其數(shù)值約為主切削力的0.1～0.6倍。進(jìn)給力作用在機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，是校驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的主要依據(jù)。由P36頁(yè)圖可知，總切削力可分解為主切削力和作用于基面內(nèi)的合力，又可分解為背向力和進(jìn)給力。它們之間的關(guān)系如下：跳到P53頁(yè)3．切削力的計(jì)算為了能夠從理論上分析和計(jì)算切削力，人們進(jìn)行了深入地分析和研究，也取得了一些成果。但迄今為止，所得到的一些理論公式還不能對(duì)切削力進(jìn)行精確的計(jì)算。所以，目前生產(chǎn)實(shí)踐中采用的計(jì)算公式都是通過(guò)大量的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理而得到的經(jīng)驗(yàn)公式。這些經(jīng)驗(yàn)公式主要有指數(shù)形式切削力和切削層單位面積切削力兩種。一、切削力一、切削力（1）指數(shù)形式的切削力經(jīng)驗(yàn)公式切削力背向力

切削力一、切削力式中：，，——分別為三個(gè)分力的系數(shù)，其大小與工件材料和切削條件有關(guān)；，，——分別為三個(gè)分力公式中背吃刀量的指數(shù)；，，——分別為三個(gè)分力公式中進(jìn)給量f的指數(shù)；，，——分別為三個(gè)分力公式中切削速度的指數(shù)；，，——分別為當(dāng)實(shí)際條件與獲得經(jīng)驗(yàn)公式的加工條件不符時(shí)，各種因素對(duì)各切削分力的修正系數(shù)。式中各系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)都可以在有關(guān)手冊(cè)中查到。一、切削力（2）切削層單位面積切削力經(jīng)驗(yàn)公式切削層單位面積切削力p是指切除單位切削層面積所產(chǎn)生的主切削力，其計(jì)算公式為根據(jù)上面公式可得到主切削力Fc的計(jì)算公式：各種工件材料的單位切削力p都可在有關(guān)手冊(cè)中查到。一、切削力式中：p——

時(shí)的單位切削力，硬質(zhì)合金外圓車(chē)刀車(chē)削常用金屬的單位切削力如下表所示。當(dāng)實(shí)際進(jìn)給量f大于或小于0.3mm/r時(shí)，需乘以修正系數(shù)，進(jìn)給量f對(duì)單位切削力p的修正系數(shù)如下頁(yè)表所示。跳到P146二、切削功率及其計(jì)算f/(mm/r)0.10.150.20.250.30.350.40.450.50.61.181.111.061.0310.970.960.940.9250.9續(xù)表切削功率是指在切削過(guò)程中消耗的功率，它是各分力方向上消耗的功率之和。但由于背向力在其方向上沒(méi)有發(fā)生位移，不消耗功率；進(jìn)給力遠(yuǎn)小于主切削力，且沿進(jìn)給力方向的進(jìn)給速度相對(duì)很小，進(jìn)給力所消耗的功率很小。因此，通常用主運(yùn)動(dòng)消耗的功率來(lái)表示切削功率，其計(jì)算公式為三、影響切削力的因素影響切削力的因素主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)及其他因素。1．工件材料工件材料的硬度、強(qiáng)度越高，剪切屈服強(qiáng)度越大，切削力越大。硬度、強(qiáng)度相近的材料，塑性或韌性越好，切屑越不易折斷，切屑與前刀面的摩擦越大，切削力越大。例如，不銹鋼1Cr18Ni9Ti的硬度與45鋼接近，但其延伸率是45鋼的4倍，所以，在同樣條件下不銹鋼產(chǎn)生的切削力較45鋼增大了25%。三、影響切削力的因素2．切削用量切削鑄鐵等脆性材料時(shí)，由于塑性變形小，崩碎切屑與前刀面摩擦小，故切削力較小。例如，鑄鐵與熱軋45鋼的硬度接近，但在同樣條件下鑄鐵產(chǎn)生的切削力卻比45鋼小40%左右。（1）背吃刀量和進(jìn)給量f背吃刀量和進(jìn)給量f通過(guò)影響切削寬度和切削厚度而影響切削力，如P48頁(yè)圖所示。三、影響切削力的因素如下頁(yè)圖a所示，背吃刀量增大，切削寬度增大，切削面積和切屑與前刀面的接觸面積按比例增大，第Ⅰ變形區(qū)和第Ⅱ變形區(qū)的變形和摩擦增大。由于進(jìn)給量f不變，所以單位切削力p不變。因此，當(dāng)背吃刀量增大一倍時(shí)，主切削力成比例增大，背向力和進(jìn)給力也近似成比例增大。如下頁(yè)圖b所示，進(jìn)給量f增大，切削厚度增大，而切削寬度不變。此時(shí)，切削面積按比例增大，但切屑與前刀面的接觸面積卻未變化，因此第Ⅱ變形區(qū)的變形未按比例增大。由于進(jìn)給量f增大，切削變形程度減小，根據(jù)P44頁(yè)續(xù)表可得，單位切削力p變小。因此，切削力的增大與進(jìn)給量f不成正比。進(jìn)給量f增大一倍時(shí)，切削力增大70%～80%。三、影響切削力的因素所以實(shí)際生產(chǎn)中，可以在不減小切削面積的條件下，減小背吃刀量，增大進(jìn)給量f，以減小切削力。（a）對(duì)切削力的影響（b）f對(duì)切削力的影響三、影響切削力的因素（2）切削速度切削速度對(duì)切削力的影響是由積屑瘤與摩擦的作用所造成的。如下頁(yè)圖所示為切削速度對(duì)主切削力和進(jìn)給力的影響。由切削變形內(nèi)容可知，切削速度小于40m/min時(shí)，隨著切削速度的升高，積屑瘤由小變大又變小。在積屑瘤生長(zhǎng)階段，隨著增大，積屑瘤變高，切削變形減小，切削力減小。反之，在積屑瘤減小階段，隨著增大，切削力逐漸增大。在積屑瘤消失以后（大于40m/min），隨著增大，切削溫度上升，前刀面摩擦減小，切削變形減小，切削力減小。三、影響切削力的因素加工條件：工件材料45鋼；刀具材料YT15；切削用量，在切削脆性材料時(shí)，因塑性變形很小，前刀面的摩擦也很小，所以切削速度對(duì)切削力沒(méi)有顯著影響。3．刀具幾何參數(shù)三、影響切削力的因素刀具幾何參數(shù)中的前角、負(fù)倒棱和主偏角對(duì)切削力有不同程度的影響。其中，前角對(duì)切削力的影響最大。（1）前角當(dāng)切削塑性材料時(shí)，前角增大，切削層所受擠壓變形和摩擦減小，切屑易于從前刀面流出，切削力減小。當(dāng)切削脆性金屬時(shí)，前角對(duì)切削力的影響不明顯。三、影響切削力的因素（2）負(fù)倒棱在前刀面上磨出負(fù)倒棱寬度（見(jiàn)下圖）可以提高刃口強(qiáng)度，但會(huì)增大切削變形，使切削力增大。三、影響切削力的因素（3）主偏角主偏角對(duì)切削力的影響如下頁(yè)圖所示。主偏角從30°增大至60°時(shí)，切削變形減小，使主切削力

減小。隨主偏角繼續(xù)增大，刀尖圓弧半徑也增大，擠壓摩擦加劇，使主切削力又增大。一般主偏角在60°～75°范圍內(nèi)，主切削力值最小。根據(jù)P38頁(yè)公式及下頁(yè)圖可知，進(jìn)給力隨主偏角的增大而增大，背向力隨主偏角的增大而減小。因此，長(zhǎng)徑比超過(guò)10的細(xì)長(zhǎng)軸，加工時(shí)為避免振動(dòng)，常采用大于60°的主偏角以減小背向力。三、影響切削力的因素4．其他因素除上述主要影響因素外，刀具與工件之間的摩擦系數(shù)不同，對(duì)切削力的影響也不同。同樣的切削條件下，高速鋼刀具對(duì)切削力的影響最大，硬質(zhì)合金刀具次之，陶瓷刀具最小。切削過(guò)程中合理使用切削液，可以降低切削力。所用切削液潤(rùn)滑性能越高，切削力降低越顯著。刀具磨損增加時(shí)，作用在前、后刀面的切削力也增大。課堂討論——探討切削力及其影響因素曉嵐在車(chē)間發(fā)現(xiàn)了一些已經(jīng)報(bào)廢的車(chē)刀，發(fā)現(xiàn)這些車(chē)刀有的變形嚴(yán)重，有的切削刃有豁口，對(duì)于如此堅(jiān)韌的車(chē)刀，到底經(jīng)受了多大力才能變成這樣呢？曉嵐由此想要了解：車(chē)刀在工作時(shí)主要受到哪些力？切削力的大小應(yīng)該怎樣確定？切削加工中影響切削力的因素都有哪些？同學(xué)們結(jié)合所學(xué)知識(shí)討論，幫助曉嵐解答一下吧。課堂討論——探討切削力及其影響因素點(diǎn)撥：切削力可按空間直角坐標(biāo)分解為三個(gè)互相垂直的分力主切削力、背向力和進(jìn)給力。切削力一般按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。影響切削力的因素主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)等。任務(wù)一

認(rèn)識(shí)切屑任務(wù)二

認(rèn)識(shí)切削變形任務(wù)三認(rèn)識(shí)切削力任務(wù)四認(rèn)識(shí)切削熱與切削溫度任務(wù)五

認(rèn)識(shí)切削液任務(wù)六

認(rèn)識(shí)刀具磨損與刀具耐用度任務(wù)七合理選擇刀具幾何參數(shù)任務(wù)八

合理選擇切削用量

切削熱與切削溫度是切削過(guò)程中的重要物理現(xiàn)象之一。切削熱與切削溫度能改變刀具前刀面的摩擦系數(shù)，從而影響刀具的磨損；同時(shí)還會(huì)引起工件變形，影響工件的加工精度和表面質(zhì)量。因此，研究切削熱與切削溫度的產(chǎn)生及變化規(guī)律具有很重要的意義。`

切削熱是指切削過(guò)程中切削區(qū)的變形和摩擦消耗能量所產(chǎn)生的熱。切削熱主要是由工件材料彈塑性變形產(chǎn)生的熱、切屑與前刀面摩擦產(chǎn)生的熱以及已加工表面與后刀面摩擦產(chǎn)生的熱組成。切削熱通過(guò)切屑、工件、刀具及周?chē)橘|(zhì)傳散，如圖所示。試驗(yàn)得出車(chē)削時(shí)熱量傳出比例大致為：切屑50%～86%，刀具10%～40%，工件3%～9%，周?chē)橘|(zhì)1%。一、切削熱

切削溫度是切削熱在工件與刀具上作用的結(jié)果。在工件和刀具一定的前提下，切削溫度的高低取決于切削熱產(chǎn)生的多少和傳散的快慢。下圖所示為切削塑性材料時(shí)，刀具、切屑和工件上的溫度分布示意圖。二、切削溫度由上頁(yè)圖可知：①剪切區(qū)內(nèi)，沿剪切面方向上各點(diǎn)溫度幾乎相等，這主要是由于剪切面上各點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變基本上是相等的；而在垂直于剪切面方向上的溫度梯度很大，這主要是由于剪切區(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、后刀面的最高溫度都不在切削刃處，而在離切削刃有一定距離的地方，這主要是由于前、后刀面分別與切屑和工件摩擦產(chǎn)生熱量所致。二、切削溫度③在切屑厚度方向上的切削溫度梯度很大，靠近前刀面的一層（底層）溫度最高，遠(yuǎn)離前刀面方向溫度下降很快，說(shuō)明前刀面上的摩擦熱集中在切屑底層。這對(duì)于切屑底層金屬的剪切強(qiáng)度及其與前刀面的摩擦系數(shù)有很大影響。④后刀面與工件的接觸長(zhǎng)度較短，因此，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)加工表面只受到一次熱沖擊。二、切削溫度三、影響切削溫度的因素影響切削溫度的因素主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)、刀具磨損和切削液等。1．工件材料工件材料的強(qiáng)度、硬度、熱導(dǎo)率等對(duì)切削溫度影響較大。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，需要的切削力就越大，產(chǎn)生的熱量就越多，因而切削溫度就越高；工件材料的塑性大，切削力也大，切削溫度也高。材料的熱導(dǎo)率越大，通過(guò)切屑和工件傳出的熱量就越多，切削溫度下降就越快。2．切削用量切削用量中，切削速度對(duì)切削溫度影響最大，進(jìn)給量f次之，背吃刀量影響最小。切削速度增大，切削變形和摩擦產(chǎn)生的熱量急劇增多，盡管切屑帶走的熱量相應(yīng)增多，但散熱條件并沒(méi)有改善，因此切削溫度顯著升高。進(jìn)給量f增大，產(chǎn)生的熱量增加，但同時(shí)切削厚度變大，切屑帶走的熱量增加，而散熱條件并未改善，因此最終切削溫度有所升高。三、影響切削溫度的因素背吃刀量增大，產(chǎn)生的熱量按比例增加，但同時(shí)刀具的傳熱面積也按比例增加，顯著改善散熱條件，因此最終切削溫度僅略有升高。為了控制切削溫度，在需要增大切削用量時(shí)，應(yīng)首先考慮增大背吃刀量，其次是進(jìn)給量f，最后是切削速度。三、影響切削溫度的因素3．刀具幾何參數(shù)（1）前角三、影響切削溫度的因素前角增大，切削變形程度減小，產(chǎn)生的切削熱減少，因而切削溫度下降。但前角大于18°～20°時(shí)，楔角減小，傳熱體積減小，對(duì)切削溫度的影響減小。（2）主偏角在背吃刀量相同的情況下，主偏角增大，主切削刃的工作長(zhǎng)度縮短，刀尖角減小，傳熱面積減小，切削熱相對(duì)集中，從而提高了切削溫度；反之，主偏角減小，切削溫度降低，刀具耐用度提高。4．刀具磨損三、影響切削溫度的因素刀具后刀面磨損量增大，切削溫度升高；當(dāng)磨損量達(dá)到一定值之后，對(duì)切削溫度的影響加??；切削溫度越高，刀具磨損對(duì)切削溫度的影響就越顯著。5．切削液澆注切削液對(duì)降低溫度、減少刀具磨損和提高已加工表面質(zhì)量有明顯的效果。切削液的導(dǎo)熱率、比熱容和流量越大，切削溫度越低。切削液本身溫度越低，其冷卻效果越顯著。課堂討論——為什么剛加工完畢的工件溫度很高？車(chē)間中，一根傳動(dòng)軸零件剛剛加工完畢，丁丁剛想用手摸一下，工人師傅阻止了他，告訴他剛剛加工完畢的工件表面是很燙的，不能碰。同學(xué)們，你們來(lái)給丁丁解釋一下這是為什么吧，并告訴丁丁怎樣才能降低機(jī)械加工過(guò)程中工件表面的溫度。課堂討論——為什么剛加工完畢的工件溫度很高？切削過(guò)程中，切削區(qū)的變形和車(chē)刀與工件的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，這些熱量會(huì)使工件和車(chē)刀的溫度升高，因此剛剛加工完畢的工件溫度很高，不能用手碰。切削時(shí)，工件材料不同、切削用量不同、刀具幾何參數(shù)不同、刀具磨損不同，所產(chǎn)生的切削熱都不相同，此外，若切削時(shí)使用合理的切削液，也能夠明顯降低切削熱。實(shí)際加工中，應(yīng)選擇合理的工件、刀具、切削參數(shù)和切削液，盡量使產(chǎn)生的切削熱最少。點(diǎn)撥：任務(wù)一

認(rèn)識(shí)切屑任務(wù)二

認(rèn)識(shí)切削變形任務(wù)三認(rèn)識(shí)切削力任務(wù)四認(rèn)識(shí)切削熱與切削溫度任務(wù)五

認(rèn)識(shí)切削液任務(wù)六

認(rèn)識(shí)刀具磨損與刀具耐用度任務(wù)七合理選擇刀具幾何參數(shù)任務(wù)八

合理選擇切削用量切削液是指為了提高金屬切削加工效果而在加工過(guò)程中注入工件與刀具或磨具之間的液體。切削液對(duì)于減少刀具磨損、改善表面加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率具有非常重要的作用。1．水溶性切削液水溶性切削液主要有水溶液、乳化液和離子型切削液等。一、切削液的種類(lèi)切削加工中最常用的切削液有水溶性切削液和非水溶性切削液兩大類(lèi)。（1）水溶液水溶液的主要成分為水，并根據(jù)需要加入防銹添加劑、表面活性劑（如石油磺酸鈉、油酸鈉皂等）、油性添加劑（如豆油、菜籽油、豬油等）和極壓添加劑（含硫、磷、氯、碘等的有機(jī)化合物）等。水溶液具有良好的冷卻和防銹性能，并有一定的潤(rùn)滑性。一、切削液的種類(lèi)（2）乳化液乳化液是以水（占95%～98%）為主加入適量的乳化油形成的乳白色或半透明的乳化液。根據(jù)乳化液中含乳化油的多少，乳化液分為低濃度乳化液和高濃度乳化液。其中，低濃度乳化液（濃度為3%～5%），冷卻和清洗作用較好，適于粗加工和磨削；高濃度乳化液（濃度為10%～20%），潤(rùn)滑作用較好，適于精加工（如拉削和鉸孔等）。為了進(jìn)一步提高乳化液的潤(rùn)滑性能，還可在乳化液中加入一定量的氯、硫、磷等極壓添加劑，配制成極壓乳化液。（3）離子型切削液離子型切削液是由母液在水溶液中離解出各種強(qiáng)度的離子而形成的切削液。切削時(shí)，摩擦產(chǎn)生的靜電荷可與切削液中的離子迅速反應(yīng)而消除，降低切削溫度，起到較好的冷卻作用。2．非水溶性切削液非水溶性切削液主要有切削油、極壓切削油和固體潤(rùn)滑劑等。一、切削液的種類(lèi)（1）切削油切削油的主要成分為礦物油（如機(jī)油、煤油、輕柴油等），少數(shù)采用動(dòng)植物油（如豬油、豆油等）或混合油。切削油主要起潤(rùn)滑作用。一、切削液的種類(lèi)（2）極壓切削油極壓切削油是在切削油中加入硫、氯和磷等極壓添加劑配制而成的。極壓切削油能形成非常結(jié)實(shí)的潤(rùn)滑膜，顯著提高潤(rùn)滑效果和冷卻作用。（3）固體潤(rùn)滑劑固體潤(rùn)滑劑是指用二硫化鉬、硬脂酸和石蠟等做成的蠟棒。將固體潤(rùn)滑劑涂在刀具表面，切削時(shí)可減小摩擦，起潤(rùn)滑作用。1．冷卻作用切削液可以減小刀具、工件和切屑之間的摩擦，減少熱量的產(chǎn)生，同時(shí)可以帶走熱量，降低切削溫度。在切削速度高、刀具和工件材料導(dǎo)熱性差、熱膨脹系數(shù)大時(shí)，切削液的冷卻作用尤為重要。二、切削液的作用切削液在切削加工中所起的作用主要有冷卻作用、潤(rùn)滑作用、清洗作用、防銹作用和其他作用。2．潤(rùn)滑作用切削液可以在切屑、工件與刀具界面之間形成潤(rùn)滑油膜，以減小前刀面與切屑、后刀面與已加工表面間產(chǎn)生的高速摩擦，并改善已加工表面的粗糙度輪廓，提高刀具耐用度。3．清洗作用切削液能沖刷掉切削過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑和磨粉，避免劃傷已加工表面和機(jī)床導(dǎo)軌。切削液清洗性能的好壞取決于切削液的滲透性、流動(dòng)性和使用壓力。水溶液或乳化液中加入劑量較大的活性劑和少量礦物油，可以改善切削液的清洗性能。二、切削液的作用4．防銹作用切削液可以減小周?chē)橘|(zhì)（水、空氣等）對(duì)工件、刀具、機(jī)床和夾具的腐蝕。切削液防銹作用的好壞取決于切削液本身的性能和加入的防銹添加劑的性能。5．其他作用除了以上4種作用外，所使用的切削液還應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性，在貯存和使用中不產(chǎn)生沉淀或分層、析油、析皂和老化等現(xiàn)象；對(duì)細(xì)菌和霉菌有一定抵抗能力，不易長(zhǎng)霉及生物降解而導(dǎo)致發(fā)臭、變質(zhì)；不損壞涂漆零件，對(duì)人體無(wú)危害，無(wú)刺激性氣味；在使用過(guò)程中無(wú)煙霧或少煙霧；便于回收，低污染，排放的廢液處理簡(jiǎn)便，經(jīng)處理后能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)等。二、切削液的作用1．工件材料切削鋼等塑性材料時(shí)，需要用切削液；切削鑄鐵、青銅等脆性材料時(shí)可不用切削液，原因是其作用不明顯；切削高強(qiáng)度鋼、高溫合金等難加工材料時(shí)，需要切削液具有較高的冷卻和潤(rùn)滑性能，應(yīng)采用極壓切削油或極壓乳化液；加工銅、鋁及其合金時(shí)，不能使用含硫的切削液；精加工有色金屬和鑄鐵時(shí)，主要要求達(dá)到較小的表面粗糙度輪廓值，可選用煤油與礦物油的混合油。三、切削液的合理選用選用切削液應(yīng)綜合考慮工件材料、刀具材料、加工方法和加工要求等情況。2．刀具材料高速鋼刀具耐熱性差，當(dāng)用高速鋼刀具粗加工時(shí)，切削用量較大，產(chǎn)生大量的切削熱，容易導(dǎo)致刀具磨損，應(yīng)選用以冷卻為主的切削液來(lái)降低切削溫度，如離子型切削液或低濃度乳化液；當(dāng)用高速鋼刀具精加工時(shí)，為獲得較好的表面質(zhì)量，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能較好的極壓切削油或高濃度乳化液。硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，當(dāng)用硬質(zhì)合金刀具粗加工時(shí)，一般不用切削液，如需要用，可采用低濃度乳化液或水溶液，但必須連續(xù)充分地澆注；當(dāng)用硬質(zhì)合金刀具精加工時(shí)采用的切削液與粗加工時(shí)基本相同，但應(yīng)適當(dāng)提高其潤(rùn)滑性能。在較低速切削時(shí)，刀具以機(jī)械磨損為主，宜選用離子型切削液和乳化液。三、切削液的合理選用3．加工方法鉆孔、攻絲、鉸孔、拉削等，排屑方式為半封閉、封閉狀態(tài)，刀具與工件之間摩擦嚴(yán)重，應(yīng)選用極壓乳化液和極壓切削油；成形刀具、齒輪刀具價(jià)格昂貴，要求刀具的使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能好的極壓切削油或高濃度乳化液。磨削加工溫度高，且會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)屑和砂粒，影響加工質(zhì)量，應(yīng)選用冷卻性能和清洗性能較好的水溶液或乳化液；磨削難加工材料時(shí)，應(yīng)選用潤(rùn)滑性能較好的極壓乳化液或極壓切削油。三、切削液的合理選用1．澆注法澆注法是切削加工中普遍使用的方法。如下頁(yè)圖所示，切削時(shí)，澆注量應(yīng)充足，澆注位置盡量接近切削變形區(qū)，不應(yīng)該澆注在刀具或零件上。車(chē)削、銑削時(shí)，切削液流量約為10～20L/min。車(chē)削時(shí)，從后刀面噴射比從前刀面好，刀具耐用度可提高一倍以上。深孔加工時(shí)，應(yīng)使用大流量（50～150L/min）、高壓力（1～10MPa）的切削液，以達(dá)到有效地冷卻、潤(rùn)滑和排屑。四、切削液的使用方法切削液不僅要合理的選擇，而且要正確的使用，其使用方法正確與否將直接影響加工效果。切削液的使用方法主要有澆注法、高壓冷卻法和噴霧冷卻法。2．高壓冷卻法高壓冷卻法是指對(duì)于加工深孔（如深孔鉆削和套孔鉆削等）時(shí)，用高壓（0.69～13.79MPa）使切削液通過(guò)刀體內(nèi)部的通道直接流向切削區(qū)，以達(dá)到充分冷卻和排屑的目的。四、切削液的使用方法澆注法3．噴霧冷卻法噴霧冷卻法利用壓縮空氣和噴霧裝置使切削液霧化，通過(guò)噴嘴高速?lài)娤蚯邢鲄^(qū)。當(dāng)霧化成微小液滴的切削液碰到高溫的刀具、切屑和工件時(shí)迅速汽化，吸收大量熱量，從而有效地降低切削溫度。噴霧冷卻法可應(yīng)用于端銑、車(chē)削、自動(dòng)機(jī)床加工和數(shù)控機(jī)床加工中，帶有電磁閥控制的噴霧裝置適用于在數(shù)控機(jī)床上攻螺紋、鉸孔等加工中。四、切削液的使用方法小蘭在車(chē)間看到不同車(chē)床上用的切削液不太一樣，有的是乳白色的液體，有的是油狀的液體，還有的是固體的蠟棒。同學(xué)們討論一下，告訴小蘭切削液都有哪些種類(lèi)，以及各種切削液的使用方法。課堂討論——了解切削液的種類(lèi)及使用方法切削加工中最常用的切削液有水溶性切削液和非水溶性切削液兩大類(lèi)。水溶性切削液主要有水溶液、乳化液和離子型切削液等。非水溶性切削液主要有切削油、極壓切削油和固體潤(rùn)滑劑等。工件材料不同、加工方法不同，使用切削液的方法也不同，一般來(lái)說(shuō)，切削液的使用方法主要有澆注法、高壓冷卻法和噴霧冷卻法。點(diǎn)撥：課堂討論——了解切削液的種類(lèi)及使用方法任務(wù)一

認(rèn)識(shí)切屑任務(wù)二

認(rèn)識(shí)切削變形任務(wù)三認(rèn)識(shí)切削力任務(wù)四認(rèn)識(shí)切削熱與切削溫度任務(wù)五

認(rèn)識(shí)切削液任務(wù)六認(rèn)識(shí)刀具磨損與刀具耐用度任務(wù)七合理選擇刀具幾何參數(shù)任務(wù)八

合理選擇切削用量切削過(guò)程中，刀具表面與工件表面或切屑產(chǎn)生劇烈摩擦，同時(shí)承受很高的溫度和壓力，因此，切削刃和刀面將會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。刀具磨損后，會(huì)降低加工精度，增大切削力，甚至還會(huì)引起振動(dòng)，以致不能正常切削。因此，刀具磨損直接影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。刀具耐用度是表征刀具材料切削性能優(yōu)劣的綜合性指標(biāo)。在相同的切削條件下，耐用度越高，則刀具材料的耐磨性越好。1．刀具磨損形式刀具磨損可分為正常磨損和非正常磨損。其中，正常磨損是指在刀具與工件或切屑的接觸面上，刀具材料表面的微粒被工件或切屑帶走的現(xiàn)象；非正常磨損又稱(chēng)刀具的破損，是指由于沖擊、振動(dòng)、熱效應(yīng)等原因使切削刃出現(xiàn)塑性流動(dòng)和脆性破損（如崩刃、碎裂、斷裂、剝落、裂紋等）的現(xiàn)象。一、刀具磨損刀具的正常磨損形式有前刀面磨損、后刀面磨損和邊界磨損3種。（1）前刀面磨損前刀面磨損是指加工塑性材料，且切削厚度較大、切削速度較高時(shí)，在刀具前刀面刃口后方出現(xiàn)的月牙洼形磨損，如P92頁(yè)圖所示。前刀面磨損以切削溫度最高的位置為中心開(kāi)始發(fā)生，逐漸向前后擴(kuò)展，深度不斷增加，當(dāng)月牙洼發(fā)展到其前緣與切削刃之間的棱邊變得很窄時(shí)，切削刃強(qiáng)度降低，導(dǎo)致刀具崩刃。前刀面磨損量的大小用月牙洼的寬度KB和深度KT表示。（2）后刀面磨損后刀面磨損是指在加工脆性材料或切削厚度較小的塑性材料時(shí)，由于已加工表面和刀具后刀面之間的強(qiáng)烈摩擦而在后刀面上形成的磨損。如P92頁(yè)圖所示，后刀面磨損會(huì)在后刀面上形成一個(gè)后角等于零度的小棱面。一、刀具磨損

一、刀具磨損（3）邊界磨損加工塑性金屬時(shí)，常在主切削刃靠近工件外皮處和副切削刃靠近刀尖處的后刀面上磨出較深的溝紋，如下頁(yè)圖所示，這屬于邊界磨損。加工鑄件、鍛件等外皮粗糙的工件容易發(fā)生邊界磨損。一、刀具磨損車(chē)刀典型磨損形式示意圖2．刀具磨損機(jī)理刀具經(jīng)常在高溫（700～1200℃）和高壓（大于材料的屈服應(yīng)力）下工作，受到機(jī)械和熱化學(xué)作用而發(fā)生磨損，其磨損機(jī)理主要有以下幾方面。一、刀具磨損（1）機(jī)械磨損

（2）黏結(jié)磨損黏結(jié)又稱(chēng)為冷焊，是指刀具與工件或切屑接觸到原子間距離時(shí)產(chǎn)生結(jié)合的現(xiàn)象。黏結(jié)磨損是指工件或切屑的表面與刀具表面之間的黏結(jié)點(diǎn)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)，刀具一方的微粒被對(duì)方帶走而造成的磨損。各種刀具材料都會(huì)發(fā)生黏結(jié)磨損。在中、高速切削下，當(dāng)形成不穩(wěn)定積屑瘤時(shí)，黏結(jié)磨損最為嚴(yán)重；當(dāng)?shù)毒吆凸ぜ牧系挠捕缺容^小時(shí)，由于相互間的親和力較大，黏結(jié)磨損也較為嚴(yán)重；當(dāng)?shù)毒弑砻娴娜心ベ|(zhì)量較差時(shí)，也會(huì)加劇黏結(jié)磨損。一、刀具磨損（3）擴(kuò)散磨損擴(kuò)散磨損是指由于在高溫作用下，刀具與工件接觸面間分子活性較大，造成合金元素相互擴(kuò)散置換（如刀具中的Co，Ti，W等擴(kuò)散到工件中，工件中的Fe擴(kuò)SystemMonitor散到刀具中），使刀具材料的機(jī)械性能降低，再經(jīng)摩擦作用而造成的磨損。擴(kuò)散磨損是一種化學(xué)性質(zhì)的磨損。擴(kuò)散磨損的速度主要取決于切削速度和切削溫度。切削速度和切削溫度愈高，擴(kuò)散磨損速度愈快。一、刀具磨損

（4）氧化磨損（5）相變磨損相變磨損是指切削時(shí)切削溫度超過(guò)刀具材料的相變溫度，刀具金相組織發(fā)生變化，使硬度降低而造成的磨損。工具鋼在高溫時(shí)易產(chǎn)生相變磨損。由此可見(jiàn)，在低、中速切削（如拉削、鉸孔、攻絲等）加工時(shí)，刀具的磨損主要是磨粒磨損和黏結(jié)磨損；在高速切削加工時(shí)，熱化學(xué)作用使高速鋼刀具產(chǎn)生相變磨損，使硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生黏結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損和氧化磨損。一、刀具磨損3．刀具磨損過(guò)程下頁(yè)圖所示為刀具磨損過(guò)程的磨損曲線。從圖中可知，刀具的磨損過(guò)程可以分為三個(gè)階段。一、刀具磨損（1）初期磨損階段初期磨損階段的磨損特點(diǎn)是：在開(kāi)始磨損的極短時(shí)間內(nèi)，后刀面磨損量VB上升很快。這主要是由于新刃磨的刀具表面存在粗糙不平處，后刀面與工件之間為凸峰點(diǎn)接觸，壓應(yīng)力較大，所以磨損較快。初期磨損階段的后刀面磨損量VB一般為0.05～0.1mm，其大小與刀具刃磨質(zhì)量有關(guān)。研磨過(guò)的刀具，初期磨損量較小，且很耐用。一、刀具磨損（2）正常磨損階段正常磨損階段的磨損特點(diǎn)是：磨損緩慢、均勻，后刀面磨損量VB隨切削時(shí)間延長(zhǎng)近似成比例增加。這主要是由于經(jīng)過(guò)初期磨損后，后刀面的微觀不平被磨掉，后刀面與工件的接觸面積增大，壓強(qiáng)減小所致。正常磨損階段是刀具工作的有效階段。曲線的斜率代表了刀具正常工作時(shí)的磨損強(qiáng)度。磨損強(qiáng)度是衡量刀具切削性能的重要指標(biāo)之一。一、刀具磨損（3）急劇磨損階段急劇磨損階段的磨損特點(diǎn)是：在較短時(shí)間內(nèi)，后刀面磨損量VB猛增，刀具完全失效。這主要是由于磨損量達(dá)到一定限度時(shí)，機(jī)械摩擦加劇，切削力增大，切削溫度升高，以致磨損加劇。這一階段磨損強(qiáng)度很大，如果刀具繼續(xù)工作，不能保證加工質(zhì)量，并出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲等現(xiàn)象，甚至使刀具崩刃。因此，刀具進(jìn)入急劇磨損階段前必須換刀或重新刃磨。4．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(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。由于一般后刀面磨損較前刀面顯著，同時(shí)考慮到便于測(cè)量等因素，規(guī)定以刀具后刀面磨損量VB作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO統(tǒng)一規(guī)定，以1/2背吃刀量處后刀面上測(cè)定的磨損帶高度VB作為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。一、刀具磨損自動(dòng)化生產(chǎn)中使用的精加工刀具，常以沿工件徑向的刀具磨損尺寸作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為刀具徑向磨損標(biāo)準(zhǔn)，以NB表示，如圖所示。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)因加工條件不同而不同。工藝系統(tǒng)剛性差和切削難加工材料時(shí)，應(yīng)規(guī)定較小的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)；加工精度及表面質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)減小磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量；加工大型工件，為避免中途換刀，可加大磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值可參考有關(guān)手冊(cè)。1．刀具耐用度刀具耐用度是指刃磨后的刀具從開(kāi)始切削到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止所經(jīng)過(guò)的切削時(shí)間，用T表示，單位為min。有時(shí)也可以用加工零件數(shù)或切削路程長(zhǎng)度表示。對(duì)于重磨刀具，由刀具第一次使用到報(bào)廢為止的總切削時(shí)間稱(chēng)為刀具壽命。它是刀具耐用度與刀具刃磨次數(shù)的乘積。二、刀具耐用度及其影響因素影響刀具耐用度的因素有切削用量、刀具材料、刀具幾何參數(shù)和工件材料等。其中，切削用量對(duì)刀具耐用度的影響最大。2．影響刀具耐用度的因素（1）切削用量切削用量與刀具耐用度的關(guān)系是通過(guò)試驗(yàn)方法得到的。試驗(yàn)得出刀具耐用度與切削用量的關(guān)系為二、刀具耐用度及其影響因素式中：——系數(shù)，與工件材料、刀具材料和切削條件等有關(guān)；

m，n，p——指數(shù)，反映，f，對(duì)刀具耐用度的影響程度。跳到P139二、刀具耐用度及其影響因素用硬質(zhì)合金車(chē)刀切削的碳鋼時(shí)，上式中，，。由此可知，切削速度對(duì)刀具耐用度影響最大，進(jìn)給量f次之，背吃刀量

最小。由于切削用量對(duì)刀具耐用度的影響順序與對(duì)切削溫度的影響順序完全一致，因此切削溫度對(duì)刀具耐用度也有著重要的影響。用硬質(zhì)合金刀具YT15切削45鋼，當(dāng)時(shí)，刀具耐用度；若其他條件不變，將切削速度提高到，試求此時(shí)刀具耐用度（）。例即根據(jù)式（3-10）可知，當(dāng)其他條件不變時(shí)，

的數(shù)值可由下式求出：

解二、刀具耐用度及其影響因素代入數(shù)值得代入數(shù)值得上述計(jì)算可知，當(dāng)提高2倍時(shí)，刀具耐用度降低了約98.77%。由此可以看出切削速度對(duì)刀具耐用度的影響之大。（2）刀具材料刀具材料的高溫硬度越高，耐磨性越好，刀具耐用度越高。高速切削時(shí)，立方氮化硼刀具耐用度最高，其次為陶瓷刀具、硬質(zhì)合金刀具，高速鋼刀具耐用度最低。（3）刀具幾何參數(shù)二、刀具耐用度及其影響因素前角增大，切削變形減小，切削溫度降低，刀具耐用度提高；但前角太大，會(huì)使刀刃強(qiáng)度下降，散熱困難，刀具耐用度降低。主偏角減小，有效切削刃長(zhǎng)度增大，切削刃單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷減小，刀具耐用度提高。刀尖圓弧半徑增大，刀具強(qiáng)度增大，散熱條件得到改善，刀具耐用度提高；但刀尖圓弧半徑過(guò)大，會(huì)引起振動(dòng)。（4）工件材料工件材料強(qiáng)度、硬度高，加工時(shí)切削力大，切削溫度高，刀具耐用度低；工件材料導(dǎo)熱性差，切削溫度高，刀具耐用度低。課堂討論——探討刀具的磨損及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)小青在車(chē)間看到很多車(chē)刀，有一些車(chē)刀上面有明顯的磨損痕跡，這些磨損有的在前刀面，有的在后刀面，甚至有的在切削刃處。這些有磨損的車(chē)刀，有的還在繼續(xù)使用，但有的已經(jīng)報(bào)廢。小青想知道，車(chē)刀上面的這些磨損是怎樣形成的？磨損達(dá)到怎樣的程度后，車(chē)刀就必須要報(bào)廢？課堂討論——探討刀具的磨損及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具的正常磨損形式有前刀面磨損、后刀面磨損和邊界磨損三種，其磨損機(jī)理有機(jī)械磨損、黏結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、氧化磨損、相變磨損等。刀具的磨損達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)后就不能再使用了。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO統(tǒng)一規(guī)定，以1/2背吃刀量處后刀面上測(cè)定的磨損帶高度VB作為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。點(diǎn)撥：任務(wù)一

認(rèn)識(shí)切屑任務(wù)二

認(rèn)識(shí)切削變形任務(wù)三認(rèn)識(shí)切削力任務(wù)四認(rèn)識(shí)切削熱與切削溫度任務(wù)五

認(rèn)識(shí)切削液任務(wù)六

認(rèn)識(shí)刀具磨損與刀具耐用度任務(wù)七合理選擇刀具幾何參數(shù)任務(wù)八

合理選擇切削用量刀具幾何參數(shù)對(duì)切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損和已加工表面等都有很大的影響。因此，合理地選擇刀具幾何參數(shù)，能夠充分發(fā)揮刀具的切削性能，提高生產(chǎn)率。刀具幾何參數(shù)的合理選擇主要包括前角和前刀面、后角和后刀面、主偏角、副偏角、過(guò)渡刃、刃傾角的選擇。一、前角和前刀面的選擇1．前角的功用及選擇（1）前角的功用切削過(guò)程中，若增大前角，能減小切削變形和摩擦阻力，降低切削力和切削溫度，減少刀具磨損，抑制積屑瘤和鱗刺等。但前角過(guò)大將會(huì)使切削刃強(qiáng)度降低，容易造成崩刃；同時(shí)散熱條件變差，刀具壽命下降。（2）前角的選擇前角的選擇應(yīng)首先考慮工件材料，其次考慮刀具材料和加工性質(zhì)。硬質(zhì)合金車(chē)刀合理前角的參考值如P111表所示。工件材料：工件材料的強(qiáng)度、硬度較低，塑性較好時(shí)，應(yīng)選取較大的前角；工件材料脆性較大時(shí)應(yīng)選取較小的前角；工件材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，應(yīng)選取較小的前角，甚至負(fù)前角。刀具材料：刀具材料的強(qiáng)度和韌度高時(shí)，如高速鋼，可選取較大的前角；反之，刀具材料的強(qiáng)度和韌度差時(shí)，如硬質(zhì)合金，應(yīng)選取較小的前角。加工性質(zhì)：斷續(xù)切削或粗加工有硬皮的鑄、鍛件時(shí)，應(yīng)選取較小的前角；精加工時(shí)，可選取較大的前角；成形刀具或齒輪刀具等為防止產(chǎn)生齒形誤差常取較小的前角，或選取零度的前角。一、前角和前刀面的選擇常見(jiàn)的前刀面型式有正前角平面型、正前角平面型帶倒棱、正前角曲面型帶倒棱、負(fù)前角單面型和負(fù)前角雙面型，如下頁(yè)圖所示。一、前角和前刀面的選擇工件材料低碳鋼中碳鋼淬火鋼不銹鋼灰鑄鐵鋁及鋁合金粗車(chē)18°～20°10°～15°15°～25°10°～15°30°～35°精車(chē)20°～25°13°～18°20°～25°5°～10°35°～40°注：粗加工用的硬質(zhì)合金車(chē)刀，通常都磨有負(fù)倒棱及負(fù)刃傾角。2．前刀面型式跳到P130一、前角和前刀面的選擇（a）正前角平面型

（b）正前角平面型帶倒棱

（c）正前角曲面型帶倒棱（d）負(fù)前角單面型（e）負(fù)前角雙面型（1）正前角平面型該形式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、刀刃銳利，但強(qiáng)度低、傳熱能力差、切削變形小、不易斷屑，多用于各種高速鋼刀具和切削刃形狀較復(fù)雜的成形刀具，加工中心及加工鑄鐵、青銅等脆性材料用的硬質(zhì)合金刀具。一、前角和前刀面的選擇（2）正前角平面型帶倒棱該形式中的倒棱是在主切削刃刃口處磨出一條很窄的棱邊而形成的。由于倒棱可增加刀刃強(qiáng)度，提高刀具耐用度，因此一般用于粗加工刀具。（3）正前角曲面型帶倒棱該形式的刀具是在正前角平面帶倒棱的基礎(chǔ)上，為了卷屑和增大前角，在前刀面上磨出一定的曲面而形成的刀具。由于曲面型不僅浪費(fèi)刀具材料，而且容易削弱刀具強(qiáng)度，因此主要用于粗加工或半精加工塑性金屬刀具和孔加工刀具。一、前角和前刀面的選擇（4）負(fù)前角單面型負(fù)前角單面型刀具的主要作用是能夠減小后刀面的磨損。由于該形式的刀具具有高的切削刃強(qiáng)度，因此，常用于切削高硬度（強(qiáng)度）材料和淬火鋼材料。但是，負(fù)前角會(huì)增大切削力和功率消耗。（5）負(fù)前角雙面型該形式的刀具使刀具的重磨次數(shù)增加，最大限度地減少了前刀面和后刀面的磨損。同時(shí)負(fù)前角的倒棱應(yīng)有足夠的寬度，以確保切屑沿該棱面流出。一、前角和前刀面的選擇3．倒棱倒棱是增強(qiáng)切削刃強(qiáng)度的一種措施。在用脆性大的刀具材料粗加工或斷續(xù)切削時(shí)，磨倒棱能夠減小刀具崩刃，顯著提高刀具耐用度（可提高1～5倍）。如P113圖b和圖c所示，倒棱寬度不可太大，以便切屑能沿前刀面流出。的取值與進(jìn)給量f有關(guān)，常取。其中，精加工時(shí)取小值，粗加工時(shí)取大值。倒棱前角的選取與刀具材料有關(guān)，例如，高速鋼刀具，硬質(zhì)合金刀具。二、后角和后刀面的選擇1．后角的功用及選擇（1）后角的功用后角可以減小后刀面與工件之間的摩擦，減少刀具磨損。但后角過(guò)大會(huì)降低切削刃的強(qiáng)度和散熱能力，從而降低刀具壽命。（2）后角的選擇后角

的選擇應(yīng)首先考慮切削厚度，其次考慮工件材料和加工條件。二、后角和后刀面的選擇切削厚度：粗加工時(shí)，切削厚度較大，要求切削刃堅(jiān)固，應(yīng)選取較小的后角。精加工時(shí)，切削厚度較小，磨損主要發(fā)生在后刀面上，為降低磨損，應(yīng)選取較大的后角

。工件材料：工件材料強(qiáng)度和硬度較高時(shí)，為提高切削刃強(qiáng)度，應(yīng)選取較小的后角；工件材料軟、塑性大時(shí)，后刀面磨損嚴(yán)重，應(yīng)選取較大的后角；工件材料脆性較大時(shí)，載荷集中在切削刃處，為提高切削刃強(qiáng)度，應(yīng)選取較小的后角。加工條件：工藝系統(tǒng)剛性差時(shí)，易出現(xiàn)振動(dòng)，應(yīng)選取較小的后角；加工表面質(zhì)量要求較高時(shí)，為減輕刀具與工件之間的摩擦，應(yīng)選取較大的后角；尺寸精度要求較高時(shí)，應(yīng)選取較小的后角，以減小刀具的徑向磨損值NB值，如圖所示。二、后角和后刀面的選擇在規(guī)定了后刀面磨鈍標(biāo)準(zhǔn)VB的情況下，后角較大的刀具達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，磨去金屬的體積較大，如圖所示，從而加大刀具的徑向磨損值NB，這會(huì)影響工件的尺寸精度。硬質(zhì)合金車(chē)刀合理后角的參考值如表所示。工件材料低碳鋼中碳鋼淬火鋼不銹鋼灰鑄鐵鋁及鋁合金粗車(chē)8°～10°5°～7°8°～10°6°～8°4°～6°8°～10°精車(chē)10°～12°6°～8°8°～10°6°～8°10°～12°提示跳到P130后刀面的型式有雙重后刀面、消振棱和刃帶3種，如圖所示。2．后刀面型式二、后角和后刀面的選擇（a）雙重后刀面（b）消振棱（c）刃帶（1）雙重后刀面雙重后刀面能增強(qiáng)刀刃強(qiáng)度，減少后刀面的摩擦。刃磨時(shí)一般只磨第一后刀面，以減小刃磨后刀面的工作量。（2）消振棱為增加后刀面與過(guò)渡表面之間的接觸面積，增加阻尼作用，消除振動(dòng)，可在后刀面上刃磨出一條有負(fù)后角的消振棱邊，稱(chēng)為消振棱。二、后角和后刀面的選擇（3）刃帶對(duì)一些定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀等），為了便于控制外徑尺寸，保持尺寸精度，在后刀面上刃磨出后角為0°的小棱邊，稱(chēng)為刃帶。刃帶有支承、導(dǎo)向、穩(wěn)定、消振及熨壓的作用。刃帶不宜太寬，否則會(huì)增大摩擦作用。三、主偏角、副偏角和過(guò)渡刃的選擇1．主偏角的功用及選擇（1）主偏角的功用一般來(lái)說(shuō)，減小主偏角可提高刀具使用壽命。當(dāng)背吃刀量和進(jìn)給量f一定時(shí)，減小主偏角會(huì)使切削厚度減小，切削寬度增大，從而使單位長(zhǎng)度切削刃所承受的載荷減小；同時(shí)可使刀尖圓弧半徑增大，提高刀尖強(qiáng)度；切削寬度和刀尖圓弧半徑增大有利于散熱。但減小主偏角會(huì)導(dǎo)致背向力增大，加大工件的變形撓度；同時(shí)也會(huì)使刀尖與工件的摩擦加劇，容易引起振動(dòng)，使加工表面的粗糙度輪廓值加大，并且會(huì)導(dǎo)致刀具使用壽命下降。三、主偏角、副偏角和過(guò)渡刃的選擇（2）主偏角的選擇工藝系統(tǒng)剛度允許的條件下，應(yīng)選擇較小的主偏角，如選，以提高刀具壽命。加工強(qiáng)度、硬度較高的材料時(shí)，為減輕單位切削刃上的載荷，應(yīng)選擇較小的主偏角，如選?。划?dāng)工藝系統(tǒng)的剛度較差或強(qiáng)力切削時(shí)，應(yīng)選擇較大的主偏角，如選??；車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，一般選取；在切削過(guò)程中，刀具需作中間切入時(shí)，一般選取。強(qiáng)力切削是指利用增大進(jìn)給量或增大切削深度來(lái)提高生產(chǎn)率的一種切削方式，一般用于車(chē)削和磨削中。在一般機(jī)床上，只要功率足夠和工藝系統(tǒng)剛度好就可實(shí)行強(qiáng)力切削。與高速切削比較，強(qiáng)力切削的切削溫度較低，刀具壽命較長(zhǎng)，切削效率較高；缺點(diǎn)是加工表面較粗糙。提示三、主偏角、副偏角和過(guò)渡刃的選擇2．副偏角的功用及選擇（1）副偏角的功用副偏角可以減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦。較小的副偏角可減小表面粗糙度輪廓值。但過(guò)小的副偏角會(huì)使徑向切削力增大，在工藝系統(tǒng)剛度不足時(shí)引起振動(dòng)。（2）副偏角的選擇在不引起振動(dòng)的條件下，一般取較小的副偏角。系統(tǒng)剛度差時(shí)，應(yīng)選擇較大的副偏角，如選取。切斷、切槽及孔加工刀具的副偏角只能取較小值，如選取。三、主偏角、副偏角和過(guò)渡刃的選擇3．過(guò)渡刃的功用及選擇為增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度和散熱能力，常在主切削刃和副切削刃之間磨出一條過(guò)渡刃。過(guò)渡刃能夠提高刀具耐用度，降低表面粗糙度輪廓值。過(guò)渡刃的常用形式有直線刃、圓弧刃、水平修光刃和大圓弧刃等四種，如圖所示。（a）直線刃（b）圓弧刃（c）水平修光刃（d）大圓弧刃（1）直線刃（2）圓弧刃三、主偏角、副偏角和過(guò)渡刃的選擇直線刃能提高刀尖的強(qiáng)度，改善刀具散熱條件，主要用于粗車(chē)或強(qiáng)力車(chē)削車(chē)刀上。一般取過(guò)渡刃偏角，長(zhǎng)度。刀尖圓弧半徑增大時(shí)，可減小表面粗糙度輪廓值，提高刀具耐用度，但會(huì)增大背向力，容易引起振動(dòng)，所以不能過(guò)大。通常高速鋼刀，硬質(zhì)合金車(chē)刀。（3）水平修光刃（4）大圓弧刃三、主偏角、副偏角和過(guò)渡刃的選擇大圓弧刃即半徑為300～500mm的過(guò)渡刃，常用在寬刃精車(chē)、寬刃精刨和浮動(dòng)鏜削等加工時(shí)的刀具上。水平修光刃是在刀尖處磨出一小段副偏角的平行刀刃。修光刃長(zhǎng)度，即應(yīng)略大于進(jìn)給量f，這樣在增大進(jìn)給量的同時(shí)仍可獲得較小的表面粗糙度輪廓值，但過(guò)大容易引起振動(dòng)。四、刃傾角的功用及選擇刃傾角主要影響刀頭的強(qiáng)度和切屑流出的方向。加工硬度較高材料或刀具承受沖擊載荷時(shí)，應(yīng)采用較大的負(fù)刃傾角，以保護(hù)刀尖。粗加工時(shí)，為了提高刀具強(qiáng)度，刃傾角應(yīng)取負(fù)值；精加工時(shí)，刃傾角應(yīng)取正值，使切屑流向待加工表面，并可使刃口鋒利。刃傾角的選擇可參考下表。/（°）應(yīng)用

范圍精車(chē)鋼和車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸精車(chē)非

鐵金屬粗車(chē)鋼和灰鑄鐵粗車(chē)余量

不均勻鋼斷續(xù)車(chē)削

鋼和灰鑄鐵帶沖擊切削淬硬鋼大刃傾角

刀具薄切削在普通臥式車(chē)床上用反向進(jìn)給法粗車(chē)45鋼細(xì)長(zhǎng)軸，刀具采用焊接式硬質(zhì)合金車(chē)刀YT15，加工時(shí)使用跟刀架和彈性頂尖，進(jìn)給量f為0.51mm。試確定刀具的幾何參數(shù)。課堂實(shí)訓(xùn)——選擇刀具幾何參數(shù)實(shí)訓(xùn)解析：課堂實(shí)訓(xùn)——選擇刀具幾何參數(shù)跳到P112跳到P119課堂實(shí)訓(xùn)——選擇刀具幾何參數(shù)要選擇合理的刀具幾何參數(shù)，需熟練掌握刀具的結(jié)構(gòu)以及實(shí)際加工中的工件材料、切削用量、加工性質(zhì)（粗加工、半精加工、精加工）等，綜合所有條件后進(jìn)行選取。這是對(duì)本項(xiàng)目所學(xué)內(nèi)容的一個(gè)綜合應(yīng)用，需要學(xué)生在熟練掌握所學(xué)知識(shí)的前提下統(tǒng)籌全局、理性分析，最后合理選取刀具幾何參數(shù)。實(shí)訓(xùn)解析：任務(wù)一

認(rèn)識(shí)切屑任務(wù)二

認(rèn)識(shí)切削變形任務(wù)三認(rèn)識(shí)切削力任務(wù)四認(rèn)識(shí)切削熱與切削溫度任務(wù)五

認(rèn)識(shí)切削液任務(wù)六

認(rèn)識(shí)刀具磨損與刀具耐用度任務(wù)七

合理選擇刀具幾何參數(shù)任務(wù)八合理選擇切削用量切削用量的合理選擇對(duì)加工質(zhì)量、加工效率和生產(chǎn)成本等有非常重要的影響，因此在機(jī)床調(diào)整前必須首先確定其參數(shù)。“合理”的切削用量是指充分利用刀具切削性能和機(jī)床動(dòng)力性能（如功率、扭矩等），在保證質(zhì)量的前提下，以獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本而確定的切削用量。切削用量的選擇原則是：粗加工時(shí)，首先應(yīng)以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。當(dāng)?shù)毒吣陀枚缺３忠欢〞r(shí)，選擇切削用量的順序是：先選背吃刀量，再選進(jìn)給量f，然后計(jì)算相應(yīng)的切削速度。一、背吃刀量的選擇粗加工時(shí)，在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量確定。在保留后續(xù)加工余量的前提下，盡量將粗加工余量一次切完。但背吃刀量所形成的作用切削刃長(zhǎng)度不宜超過(guò)切削刃長(zhǎng)度的2/3。當(dāng)加工余量過(guò)大或工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，可分兩次或多次走刀切除。一般來(lái)說(shuō)，將第一次走刀的背吃刀量取大些，可占全部余量的2/3～3/4，第二次或后幾次走刀的背吃刀量取小些。半精加工、精加工時(shí)，應(yīng)一次切除加工余量。一般半精加工的背吃刀量為0.5～2mm，精加工的背吃刀量為0.1～0.4mm。二、進(jìn)給量的選擇背吃刀量選定后，應(yīng)選擇較大的進(jìn)給量f，其數(shù)值應(yīng)保證機(jī)床和刀具不致因切削力太大而損壞；切削力所造成的工件撓度不超出工件精度允許的數(shù)值；表面粗糙度輪廓值在允許的范圍內(nèi)等。粗加工時(shí)，進(jìn)給量f的選擇主要考慮工藝系統(tǒng)的剛度、切削力的大小和刀具的尺寸等，生產(chǎn)中常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或查閱有關(guān)手冊(cè)來(lái)確定，必要時(shí)需進(jìn)行驗(yàn)算。硬質(zhì)合金車(chē)刀粗車(chē)表面及端面進(jìn)給量的部分參考值如下頁(yè)表所示。二、進(jìn)給量的選擇工件材料車(chē)刀刀桿

尺寸/mm工件直

徑/mm背吃刀量

/mm3>3～5>5～8>8～12>12進(jìn)給量

f/(mm/r)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼及耐熱鋼16×25200.3～0.4400.4～0.50.3～0.4600.5～0.70.4～0.60.3～0.51000.6～0.90.5～0.70.5～0.60.4～0.54000.8～1.20.7～10.6～0.80.5～0.620×30200.3～0.425×25400.4～0.50.3～0.4600.6～0.70.5～0.70.4～0.61000.8～1.20.7～0.90.5～0.70.4～0.74001.2～1.41～1.20.8～10.6～0.90.4～0.6≤跳到P144二、進(jìn)給量的選擇續(xù)表鑄鐵及

銅合金16×25400.4～0.5600.6～0.80.5～0.80.4～0.61000.8～1.20.7～10.6～0.80.5～0.74001～1.41～1.20.8～10.6～0.820×30400.4～0.5600.6～0.90.5～0.80.4～0.725×251000.9～1.30.8～