第三章金屬切削過程

1、 第三章第三章 金屬切削過程金屬切削過程本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：w3.1 金屬切削過程金屬切削過程w3.2 切削過程基本規(guī)律切削過程基本規(guī)律w3.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用 金屬的切削過程金屬的切削過程是指是指切屑和已加工表切屑和已加工表面的形成過程面的形成過程。伴隨著切屑的形成，會產(chǎn)。伴隨著切屑的形成，會產(chǎn)生切削變形、積屑瘤、表面硬化、切削力生切削變形、積屑瘤、表面硬化、切削力、切削熱和刀具磨損等物理現(xiàn)象。了解這、切削熱和刀具磨損等物理現(xiàn)象。了解這些現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，對于保證加工質(zhì)量些現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，對于保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本具有重要意義。，提高生產(chǎn)率

2、，降低成本具有重要意義。3.1 金屬切削過程金屬切削過程一、切削層參數(shù)一、切削層參數(shù) 切削層是指在切削過切削層是指在切削過程中，由刀具在切削部分程中，由刀具在切削部分的一個單一動作（或指切的一個單一動作（或指切削部分切過工件的一個單削部分切過工件的一個單程，或指只產(chǎn)生一圈過渡程，或指只產(chǎn)生一圈過渡表面的動作）所切除的工表面的動作）所切除的工件材料層。件材料層。切削層公稱厚度切削層公稱厚度h hD D（ a ac)c) 垂直于正在加工的表面垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。參數(shù)。 hDhDfsinKrfsinKr切削層公稱寬度切削層公稱寬度b bD(D(a

3、 aw)w)平行于正在加工的表面平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。削層參數(shù)。bDbDapapsinKrsinKr切削層公稱橫截面積切削層公稱橫截面積A AD (D (A Ac)c)在基面內(nèi)測量的切削在基面內(nèi)測量的切削層的橫截面積。層的橫截面積。ADADhDbD=apfhDbD=apf上述公式中可看出上述公式中可看出 h hD D、b bD D均與均與主偏角有關(guān)，但切削層公稱橫主偏角有關(guān)，但切削層公稱橫截面積截面積A AD D只與只與h hD D、b bD D或或f f、a ap p有關(guān)。有關(guān)。 刀具擠壓工件，產(chǎn)生變形刀具擠壓工件，產(chǎn)生變形 滑移滑移 擠裂擠裂

4、 切離切離二、切削過程二、切削過程 切削變形實驗設(shè)備與錄像裝置 切屑根部的金相顯微照片切屑根部的金相顯微照片繪出金屬變形過程中的滑移線和流線示意圖繪出金屬變形過程中的滑移線和流線示意圖 第一變形區(qū)第一變形區(qū)（剪切滑移）（剪切滑移）第二變形區(qū)第二變形區(qū)（纖維化）（纖維化）第三變形區(qū)（纖第三變形區(qū)（纖維化與加工硬化）維化與加工硬化）終滑移線始滑移線：=s第三變形區(qū)第三變形區(qū)第二變形區(qū)第二變形區(qū)第一變形區(qū)第一變形區(qū)切削變形區(qū)第一變形區(qū)：（主變形區(qū)）第一變形區(qū)：（主變形區(qū)）OAOM之間的區(qū)域，是切削之間的區(qū)域，是切削過程中的主要變形區(qū)，是切削過程中的主要變形區(qū)，是切削力和切削熱的主要來源。力和切削熱的

5、主要來源。主要特征：主要特征：剪切面的滑移塑性變形剪切面的滑移塑性變形第三變形區(qū)第三變形區(qū)第二變形區(qū)第二變形區(qū)第一變形區(qū)第一變形區(qū)sin)cos(0cchaa切屑變形系數(shù)切屑變形系數(shù)長度變形系數(shù)：長度變形系數(shù)： 切削層長度與切屑長度的比值。切削層長度與切屑長度的比值。厚度變形系數(shù)：厚度變形系數(shù)： 切屑厚度與切削層厚度的比值。切屑厚度與切削層厚度的比值。chcLllcchaaa變形系數(shù)變形系數(shù)相對滑移量相對滑移量切削層滑移的距離與切削層距離的比值切削層滑移的距離與切削層距離的比值)cos(sincos)(000tgctgMKKPMKNKMKNPys切削變形區(qū)第二變形區(qū)：第二變形區(qū)：切屑底層與前刀

6、面之間的摩擦切屑底層與前刀面之間的摩擦變形區(qū)。主要影響切屑的變形變形區(qū)。主要影響切屑的變形和積屑瘤的產(chǎn)生。和積屑瘤的產(chǎn)生。第三變形區(qū)第三變形區(qū)第二變形區(qū)第二變形區(qū)第一變形區(qū)第一變形區(qū)切削變形區(qū)第三變形區(qū)第三變形區(qū)第二變形區(qū)第二變形區(qū)第一變形區(qū)第一變形區(qū)第三變形區(qū)：第三變形區(qū)：工件已加工表面與刀具后刀面之工件已加工表面與刀具后刀面之間的擠壓、摩擦變形區(qū)域。間的擠壓、摩擦變形區(qū)域。造成工件表面的纖維化與加工硬造成工件表面的纖維化與加工硬化。化。該區(qū)域?qū)ぜ砻娴臍堄鄳?yīng)力以該區(qū)域?qū)ぜ砻娴臍堄鄳?yīng)力以及后刀面的磨損有很大的影響。及后刀面的磨損有很大的影響。積屑瘤積屑瘤 當(dāng)切削塑性材料且切削速度不高時

7、，常有些當(dāng)切削塑性材料且切削速度不高時，常有些從切屑和工件上帶來的金屬粘附在刀具從切屑和工件上帶來的金屬粘附在刀具前刀面前刀面上上，在靠近切削刃處形成一個硬度很高的，在靠近切削刃處形成一個硬度很高的金屬堆積金屬堆積物物，其硬度是工件材料的，其硬度是工件材料的2-3.52-3.5倍，能夠代替刀刃倍，能夠代替刀刃進行切削，并且以一定頻率生長和脫落。這種堆進行切削，并且以一定頻率生長和脫落。這種堆積物稱為積屑瘤。積物稱為積屑瘤。 積屑瘤刀具011. 積屑瘤的形成原因積屑瘤的形成原因 在切削過程中，切屑與前刀面之間生產(chǎn)劇烈在切削過程中，切屑與前刀面之間生產(chǎn)劇烈的的摩擦摩擦和巨大的和巨大的壓力壓力，使切

8、屑在流動過程中，其，使切屑在流動過程中，其底層與前刀面接觸處的流速較上層緩慢很多，出底層與前刀面接觸處的流速較上層緩慢很多，出現(xiàn)現(xiàn)“滯流層滯流層” ” ； 當(dāng)滯流層金屬與前面之間的摩擦當(dāng)滯流層金屬與前面之間的摩擦力超過切屑本身分子間的結(jié)合力時，就會有一部力超過切屑本身分子間的結(jié)合力時，就會有一部分金屬粘結(jié)在刀刃附近形成積屑瘤。積屑瘤形成分金屬粘結(jié)在刀刃附近形成積屑瘤。積屑瘤形成后不斷長大，達到一定高度又會破裂，而被切屑后不斷長大，達到一定高度又會破裂，而被切屑帶下或嵌附在工件表面上，影響表面粗糙度。上帶下或嵌附在工件表面上，影響表面粗糙度。上述過程是重復(fù)進行的。述過程是重復(fù)進行的。2.積屑瘤對

9、切削加工的影響1 1）對切削力的影響對切削力的影響： 積屑瘤粘結(jié)在前刀面上，增積屑瘤粘結(jié)在前刀面上，增大了刀具的實際前角，可使大了刀具的實際前角，可使切削力減小切削力減小。但由于。但由于積屑瘤不穩(wěn)定，導(dǎo)致了積屑瘤不穩(wěn)定，導(dǎo)致了切削力的波動切削力的波動。2 2）對已加工表面粗糙度的影響對已加工表面粗糙度的影響：積屑瘤不穩(wěn)定，易：積屑瘤不穩(wěn)定，易破裂，其碎片隨機性地散落，可能會留在已加工破裂，其碎片隨機性地散落，可能會留在已加工表面上。另外，積屑瘤形成的刃口不光滑，使已表面上。另外，積屑瘤形成的刃口不光滑，使已加工表面加工表面變得粗糙變得粗糙。3 3）影響刀具耐用度影響刀具耐用度：積屑瘤相對穩(wěn)定時

10、，可代替切：積屑瘤相對穩(wěn)定時，可代替切削刃切削，減小了切屑與前刀面的接觸面積，提削刃切削，減小了切屑與前刀面的接觸面積，提高刀具耐用度；積屑瘤不穩(wěn)定時，破裂部分有可高刀具耐用度；積屑瘤不穩(wěn)定時，破裂部分有可能引起硬質(zhì)合金刀具的剝落，反而降低了刀具耐能引起硬質(zhì)合金刀具的剝落，反而降低了刀具耐用度。用度。3. 影響積屑瘤的因素影響積屑瘤的因素1 1）工件材料）工件材料 ：塑性好塑性好的材料，切削時的塑性變形的材料，切削時的塑性變形較大，較大，容易產(chǎn)生積屑瘤容易產(chǎn)生積屑瘤。塑性差硬度較高的材料。塑性差硬度較高的材料，產(chǎn)生積屑瘤的可能性相對較小。切削脆性材料，產(chǎn)生積屑瘤的可能性相對較小。切削脆性材料時

11、，形成的崩碎切屑與前面無摩擦，一般無積屑時，形成的崩碎切屑與前面無摩擦，一般無積屑瘤產(chǎn)生。瘤產(chǎn)生。2 2）切削速度）切削速度 ：切削溫度對積屑瘤的形成有很大影：切削溫度對積屑瘤的形成有很大影響，而切削溫度又受切削速度的影響。響，而切削溫度又受切削速度的影響。3. 影響積屑瘤的因素影響積屑瘤的因素3 3）刀具前角：）刀具前角：刀前角越小刀前角越小，刀具與切屑接觸面積越，刀具與切屑接觸面積越大，大，越易產(chǎn)生積屑瘤越易產(chǎn)生積屑瘤；而刀前角；而刀前角 增大，刀具與切增大，刀具與切屑接觸面積小，摩擦力小，切削溫度低，則不易屑接觸面積小，摩擦力小，切削溫度低，則不易產(chǎn)生積屑瘤。生產(chǎn)實踐證明，積屑瘤形成的最

12、大產(chǎn)生積屑瘤。生產(chǎn)實踐證明，積屑瘤形成的最大角度是角度是3030，當(dāng)?shù)毒叩那敖牵?dāng)?shù)毒叩那敖?030時，則不不容時，則不不容易產(chǎn)生積屑瘤。易產(chǎn)生積屑瘤。4 4）切削液：使用潤滑性能良好的切屑液，可以降低）切削液：使用潤滑性能良好的切屑液，可以降低切削溫度，減少摩擦，從而抑制積屑瘤的形成。切削溫度，減少摩擦，從而抑制積屑瘤的形成。“在一定的溫度和壓力下在一定的溫度和壓力下,切切削塑性金屬時削塑性金屬時,切屑底層與切屑底層與前刀面嵌入式結(jié)合發(fā)生冷前刀面嵌入式結(jié)合發(fā)生冷焊現(xiàn)象焊現(xiàn)象,使一部分切屑粘結(jié)使一部分切屑粘結(jié)在前刀面上在前刀面上,形成積屑瘤形成積屑瘤”。 特點：特點： 硬度是工件材料的硬度是工

13、件材料的23.5倍，倍，可以代替刀具切削?？梢源娴毒咔邢鳌?周而復(fù)始的生長、脫落。周而復(fù)始的生長、脫落。 產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件： 切削塑性材料。切削塑性材料。 切削區(qū)的溫度、壓力和界切削區(qū)的溫度、壓力和界面狀況符合在刀面上發(fā)生面狀況符合在刀面上發(fā)生冷焊的條件。冷焊的條件。 對切削過程的影響：對切削過程的影響： 積屑瘤代替刀刃進行切削，保護積屑瘤代替刀刃進行切削，保護了刀刃，增大了前角。了刀刃，增大了前角。 積屑瘤形狀不規(guī)則，頻繁生長脫積屑瘤形狀不規(guī)則，頻繁生長脫落，影響尺寸精度和表面質(zhì)量。落，影響尺寸精度和表面質(zhì)量。故：故： 粗加工時可人為控制積屑瘤的生粗加工時可人為控制積屑瘤的生長，使積屑瘤

14、能穩(wěn)定存在。長，使積屑瘤能穩(wěn)定存在。 精加工時應(yīng)抑制積屑瘤的產(chǎn)生。精加工時應(yīng)抑制積屑瘤的產(chǎn)生?？刂拼胧喝?、影響切削變形的主要因素三、影響切削變形的主要因素1. 工件材料的力學(xué)性能工件材料的力學(xué)性能 材料強度越高，塑材料強度越高，塑性越大，則變形系數(shù)越小，性越大，則變形系數(shù)越小，切削變形減小。切削變形減小。2.切削用量切削用量（1 1）切削速度）切削速度 切削速度是通過積屑瘤的生長消失過程影響切削變形大小切削速度是通過積屑瘤的生長消失過程影響切削變形大小的。的。在積屑瘤增長的速度范圍內(nèi)在積屑瘤增長的速度范圍內(nèi) , , 因積屑瘤導(dǎo)致實際工作前因積屑瘤導(dǎo)致實際工作前角增加、剪切角角增加、剪切角增大

15、、變形系數(shù)減小。增大、變形系數(shù)減小。在積屑瘤消失的速度范圍內(nèi)，實際工作前角不斷減小、變在積屑瘤消失的速度范圍內(nèi)，實際工作前角不斷減小、變形系數(shù)形系數(shù)不斷上升至最大值，此時積屑瘤完全消失。不斷上升至最大值，此時積屑瘤完全消失。在無積屑瘤的切削速度范圍，切削速度愈高，變形系數(shù)愈在無積屑瘤的切削速度范圍，切削速度愈高，變形系數(shù)愈小。小。切削鑄鐵等脆性金屬時切削鑄鐵等脆性金屬時, , 一般不產(chǎn)生積屑瘤。隨著切削速一般不產(chǎn)生積屑瘤。隨著切削速度增大，變形系數(shù)逐漸地減小。度增大，變形系數(shù)逐漸地減小。（2）進給量）進給量 當(dāng)進給量當(dāng)進給量f f增大時，切削層增大時，切削層厚度厚度h hD D增大，切屑的平均

16、增大，切屑的平均變形減小，變形系數(shù)變形減小，變形系數(shù)減減小。小。3.刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)（1）前角）前角0前角增大，剪切角前角增大，剪切角增增大，而剪切角越大，則大，而剪切角越大，則變形系數(shù)變形系數(shù)減小。減小。(2)刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑r刀尖圓弧半徑越大，刀尖圓弧半徑越大，變形系數(shù)變形系數(shù)越大，切越大，切削變形越大。削變形越大。3.2 3.2 切削過程基本規(guī)律切削過程基本規(guī)律一、切削力一、切削力1.總切削力的分解和總切削力的分解和切削功率切削功率（1）總切削力的分解）總切削力的分解 1）主切削力）主切削力Fc2）吃刀抗力）吃刀抗力Fp3）進給抗力）進給抗力Ff （1 1）總切削力的分解

17、總切削力的分解rPDFFcosrDfFFsincfcpFFF.F0.6)(0.10)70150(22222fPCDCFFFFFF（2 2）切削功率）切削功率4106cccvFP單位：kw Fc切削力，單位：N； vc切削速度，單位：m/min。（2 2）切削功率切削功率4106cccvFP單位：kw ccEPPc 機床傳動效率，一般，取c = 0.750.85。 3. 3. 影響切削力的因素影響切削力的因素 總切削力的來源有兩個方面：總切削力的來源有兩個方面： 一是克服被加工材料對彈性變形和塑一是克服被加工材料對彈性變形和塑性變形的抗力；性變形的抗力； 二是克服切屑對刀具前面的摩擦阻力二是克服

18、切屑對刀具前面的摩擦阻力和工件表面對刀具后面的摩擦阻力。和工件表面對刀具后面的摩擦阻力。 1 1）工件材料的性能對切削力有顯著的影）工件材料的性能對切削力有顯著的影響響。 工件材料的硬度或強度愈高，材料的工件材料的硬度或強度愈高，材料的剪切屈服強度也愈高，發(fā)生剪切變形的抗剪切屈服強度也愈高，發(fā)生剪切變形的抗力也愈大，故切削力也愈大。塑性或韌性力也愈大，故切削力也愈大。塑性或韌性大，切削力越大。大，切削力越大。2 2）切削用量）切削用量對切削力的影響對切削力的影響。a a）背吃刀量）背吃刀量apap 和進給量和進給量f f對切削力的影響對切削力的影響; ; 背吃刀量背吃刀量apap進給量進給量f

19、 fA AC C變形抗力變形抗力摩擦力摩擦力切削力切削力 由此可見，由此可見，從減小切削力和節(jié)省動力消耗從減小切削力和節(jié)省動力消耗的觀點出發(fā)，在切除相同余量的條件下，的觀點出發(fā)，在切除相同余量的條件下，增大增大 f比增大比增大ap 更為有利。更為有利。2 2）切削用量）切削用量對切削力的影響對切削力的影響。b b）切削速度）切削速度VcVc對切削力的影響對切削力的影響; ; 切削塑性材料時切削塑性材料時3 3）刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)對切削力的影響對切削力的影響。a a） 前角前角 o o對切削力的影響對切削力的影響; ; 刀刃鋒利刀刃鋒利前角前角 o o變形抗力變形抗力切削力切削力b b）

20、主偏角主偏角 r r 對切削力的影響對切削力的影響; ; rFFDPcosrFFDfsinc c）刃傾角刃傾角l ls s 對切削力的影響對切削力的影響; ; l ls sFpFpFfFfd d）刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑r r 對切削力的影響對切削力的影響; ; 使用切削液使用切削液 對切削力的影響對切削力的影響;二、切削熱和切削溫度1.1.切削熱的來源與傳出切削熱的來源與傳出cvFcQ 式中式中 Q單位時單位時間產(chǎn)生的熱量，單間產(chǎn)生的熱量，單位：位：J / s；Fc切削力，單切削力，單位：位：N；vc切削速度單切削速度單位：位：m / s。第一變形區(qū)：第一變形區(qū)：60%的熱量的熱量第二變形區(qū)

21、：第二變形區(qū)：30%的熱量的熱量第三變形區(qū)：第三變形區(qū)：10%的熱量的熱量加工方法加工方法切屑切屑工件工件刀具刀具車削車削5080%1040%5%銑削銑削70%50%15%磨削磨削4%80%12%2. 切削溫度切削溫度的分布的分布切削溫度指切切削溫度指切屑與前面接觸屑與前面接觸區(qū)域的平均溫區(qū)域的平均溫度，是切削熱度，是切削熱在工件與刀具在工件與刀具上作用的結(jié)果。上作用的結(jié)果。3.3.影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素(1)(1)工件材料工件材料 工件材料的工件材料的強度、硬度越高強度、硬度越高，總切削力越大，總切削力越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，切削溫度也就越高。單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱

22、量越多，切削溫度也就越高。 脆性金屬脆性金屬切削是塑性變形小，溫度較低。切削是塑性變形小，溫度較低。 工件材料的工件材料的導(dǎo)熱性好導(dǎo)熱性好，從切屑和工件傳出的，從切屑和工件傳出的切削熱相應(yīng)增多，切削區(qū)的平均溫度降低，但工切削熱相應(yīng)增多，切削區(qū)的平均溫度降低，但工件溫度高，影響加工精度。件溫度高，影響加工精度。 例如，合金結(jié)構(gòu)鋼的強度普遍高于例如，合金結(jié)構(gòu)鋼的強度普遍高于4545鋼，而導(dǎo)鋼，而導(dǎo)熱系數(shù)又一般均低于熱系數(shù)又一般均低于4545鋼，所以切削合金結(jié)構(gòu)鋼鋼，所以切削合金結(jié)構(gòu)鋼的切削溫度高于切削的切削溫度高于切削4545鋼的切削溫度。鋼的切削溫度。(2)(2)切削用量切削用量 在切削用量中，

23、在切削用量中，切削速度對切削溫度的影響切削速度對切削溫度的影響最大。最大。 隨著切削速度的提高，材料切除隨著切削速度的提高，材料切除率隨之成正比例的增加。但隨著切削率隨之成正比例的增加。但隨著切削速度的提高，切屑變形相應(yīng)減小，所速度的提高，切屑變形相應(yīng)減小，所以，切削功和切削熱雖然有所增高，以，切削功和切削熱雖然有所增高，但不可能成正比例的增高，因此，切但不可能成正比例的增高，因此，切削溫度也不會成正比例的增削溫度也不會成正比例的增高。高。 綜上所述，切削用量對切削溫度的影綜上所述，切削用量對切削溫度的影響程度以切削速度為最大，進給量次之，響程度以切削速度為最大，進給量次之，背吃刀量最小。背吃

24、刀量最小。 因此，若要切除給定的余量，又要求因此，若要切除給定的余量，又要求切削溫度較低，則在選擇切削用量時，切削溫度較低，則在選擇切削用量時，應(yīng)優(yōu)先考慮采用大的背吃刀量，然后選應(yīng)優(yōu)先考慮采用大的背吃刀量，然后選擇一個適當(dāng)?shù)倪M給量，最后再選擇合理擇一個適當(dāng)?shù)倪M給量，最后再選擇合理的切削速度。的切削速度。 上述切削用量選擇原則是從最低切削上述切削用量選擇原則是從最低切削溫度出發(fā)考慮的，這也是制訂零件加工溫度出發(fā)考慮的，這也是制訂零件加工工藝規(guī)程時，確定切削用量的原則。工藝規(guī)程時，確定切削用量的原則。(3)(3)刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)1 1） 前角前角2 2） 主偏角主偏角 三、刀具磨損與刀具壽

25、命三、刀具磨損與刀具壽命1. 1. 刀具磨損的形式刀具磨損的形式車刀典型磨損形式示意圖車刀典型磨損形式示意圖2 刀具磨損原因1 1）磨料磨損）磨料磨損 工件和切屑中的硬質(zhì)點（如炭化物）以及不斷脫落工件和切屑中的硬質(zhì)點（如炭化物）以及不斷脫落的積屑瘤碎片劃擦刀面產(chǎn)生磨損。的積屑瘤碎片劃擦刀面產(chǎn)生磨損。 切屑與刀具在壓力和摩擦條件下冷焊粘結(jié)，然后相切屑與刀具在壓力和摩擦條件下冷焊粘結(jié)，然后相互被拉開，產(chǎn)生表面破壞傷痕?；ケ焕_，產(chǎn)生表面破壞傷痕。刀具磨損機理 工件材料和刀具在高溫下（工件材料和刀具在高溫下（9001000）相互擴散造成的磨損。相互擴散造成的磨損。刀具磨損機理 刀具上的表面膜被切屑或

26、工件表面劃擦掉后，在刀具上的表面膜被切屑或工件表面劃擦掉后，在高溫下（高溫下（700800）與空氣中的氧作用產(chǎn)生松脆氧化）與空氣中的氧作用產(chǎn)生松脆氧化物，造成刀具磨損。物，造成刀具磨損。綜上所述：3 3 刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)1）.刀具的磨損過程（初期磨損階段、正常刀具的磨損過程（初期磨損階段、正常磨損階段、劇烈磨損階段）磨損階段、劇烈磨損階段）3 3 刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)2)2)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 刀具允許達到的最大的磨損量，稱為刀具允許達到的最大的磨損量，稱為“磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)”。 對于一般刀具，常以對于一般刀具，常以后面磨損帶高度后

27、面磨損帶高度VBVB的允許極限值的允許極限值作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，定尺寸刀具定尺寸刀具和自動化生產(chǎn)中的精加工刀具，常以和自動化生產(chǎn)中的精加工刀具，常以徑向徑向磨損量磨損量NBNB的允許值的允許值作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 3 3 刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)(2)(2)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 車刀的徑向磨損車刀的徑向磨損“指后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達到的指后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達到的最大磨損尺寸最大磨損尺寸”。以。以VB表示表示3 3 刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 所謂所謂刀具耐用度刀具耐用度，是指刀具經(jīng)刃磨后，是指刀具經(jīng)刃磨

28、后開始切削，直到磨損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止開始切削，直到磨損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削工作時間，以的切削工作時間，以“T”T”表示。即從刃磨表示。即從刃磨后使用到重新刃磨的時間。后使用到重新刃磨的時間。 刀具壽命刀具壽命是指刀具從使用到報廢之前是指刀具從使用到報廢之前總的切削時間。對于可重新刃磨的刀具，總的切削時間。對于可重新刃磨的刀具，數(shù)個刃磨次數(shù)所代表的數(shù)個刀具耐用度之?dāng)?shù)個刃磨次數(shù)所代表的數(shù)個刀具耐用度之和便是刀具壽命；對于不能重新磨能的刀和便是刀具壽命；對于不能重新磨能的刀具，刀具耐用度即為刀具壽命。具，刀具耐用度即為刀具壽命。4 4 刀具的使用壽命刀具的使用壽命4 4 刀具的使用壽命刀具的使

29、用壽命“刀具從開始切削一直到磨損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的總刀具從開始切削一直到磨損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的總的切削時間的切削時間”。記為：。記為：TppnmcTafvCT11175. 025. 25pcTafvCT可見：可見：vc對對T的影響最大，的影響最大，f次之，次之，aP最小。在優(yōu)選切最小。在優(yōu)選切削用量以提高生產(chǎn)率時，首先應(yīng)盡量選大的削用量以提高生產(chǎn)率時，首先應(yīng)盡量選大的aP，然后根據(jù)加工條件和要求選允許最大的然后根據(jù)加工條件和要求選允許最大的f，最后，最后根據(jù)根據(jù)T選取合理的選取合理的vc。3.3 切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用 一、切屑的控制一、切屑的控制w根據(jù)被切的金屬剪切

30、滑移后形成切屑的外形不根據(jù)被切的金屬剪切滑移后形成切屑的外形不同，可將切屑分成以下四種類型。同，可將切屑分成以下四種類型。w帶狀切屑帶狀切屑w節(jié)狀切屑（擠裂切屑）節(jié)狀切屑（擠裂切屑）w粒狀切屑（單元切屑）粒狀切屑（單元切屑）w崩碎切屑崩碎切屑w切屑的形態(tài)隨切削條件的不同可互相轉(zhuǎn)化切屑的形態(tài)隨切削條件的不同可互相轉(zhuǎn)化 w 帶狀切屑：帶狀切屑：形狀形狀：連綿不斷呈帶狀，切連綿不斷呈帶狀，切屑底面很光滑而背面屑底面很光滑而背面呈毛茸狀。呈毛茸狀。w 帶狀切屑：帶狀切屑：產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：切削塑性材料、切削切削塑性材料、切削速度高、切削厚度較速度高、切削厚度較小、前角大。小、前角大。w 帶狀切屑：帶

31、狀切屑：形成原因：形成原因：切速高，切削層未及切速高，切削層未及充分變形即變?yōu)榍行?，充分變形即變?yōu)榍行?，剪切面上的?yīng)力還未剪切面上的應(yīng)力還未達到破壞值，因此只達到破壞值，因此只有塑性滑移而無斷裂；有塑性滑移而無斷裂；前角大，則刀具鋒利；前角大，則刀具鋒利；hD小則切削力小。小則切削力小。故易得帶狀切屑。故易得帶狀切屑。w 帶狀切屑：帶狀切屑：特點：特點：切削過程變形小，切切削過程變形小，切削力小且穩(wěn)定；已加削力小且穩(wěn)定；已加工表面粗糙度低。對工表面粗糙度低。對生產(chǎn)安全有危害。生產(chǎn)安全有危害。形狀：形狀：宏觀上自然連接，宏觀上自然連接，但外表面呈鋸齒形，但外表面呈鋸齒形，如竹節(jié)狀。如竹節(jié)狀。2.

32、節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑2.節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：切削塑性材料、切切削塑性材料、切削速度中等、切削削速度中等、切削厚度較厚、前角較厚度較厚、前角較小。小。2.節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑形成原因：形成原因：切削層經(jīng)過充分變切削層經(jīng)過充分變形全過程，最后被形全過程，最后被擠裂。擠裂。2.節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑特點：特點：切屑冷硬度高，脆切屑冷硬度高，脆且易斷，便于處理；且易斷，便于處理；變形相對較大，切變形相對較大，切削力波動較大，易削力波動較大，易產(chǎn)生振動；產(chǎn)生振動；已加工表面粗糙度已加工表面粗糙度較高。較高。3.粒狀切屑粒狀切屑形狀：形狀： 切屑沿擠裂面切屑沿擠裂面完全斷開成單元完全斷開成單元狀。狀。3

33、.粒狀切屑粒狀切屑產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：材料塑性很差、材料塑性很差、切速低、切速低、hD大、大、前角小。前角小。3.粒狀切屑粒狀切屑形成原因：形成原因：整個剪切面上剪整個剪切面上剪應(yīng)力超過材料的應(yīng)力超過材料的破壞強度極限。破壞強度極限。3.粒狀切屑粒狀切屑特點：特點：切削力波動很大，切削力波動很大，有振動；已加工有振動；已加工表面非常粗糙，表面非常粗糙，且有振紋。且有振紋。4.崩碎切屑崩碎切屑形狀：形狀：切屑呈不規(guī)則的切屑呈不規(guī)則的碎塊狀。碎塊狀。4.崩碎切屑崩碎切屑產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：切削脆性材料。切削脆性材料。4.崩碎切屑崩碎切屑形成原因：形成原因：材料塑性差，抗材料塑性差，抗拉強度低，受前

34、拉強度低，受前刀面擠壓時幾乎刀面擠壓時幾乎沒有塑性變形便沒有塑性變形便脆斷成不規(guī)則的脆斷成不規(guī)則的碎塊。碎塊。4.崩碎切屑崩碎切屑特點：特點：切削過程不平穩(wěn)，切削過程不平穩(wěn)，切削力波動大，切削力波動大，有沖擊，振動大，有沖擊，振動大，已加工表面粗糙。已加工表面粗糙。w 切屑的卷曲切屑的卷曲 與流向與流向w 1、切屑的卷曲 w 2、切屑的流向 流向與法剖面的夾角為流屑角入w 斷屑的原因和屑形斷屑的原因和屑形w 1、切屑遇障礙面折斷w 2、切屑自重面甩斷 C形6 短螺旋形較好二、材料的切削加工性二、材料的切削加工性“指對某種材料進行加工的難易程度指對某種材料進行加工的難易程度”jccrVVK)(6

35、060w 影響材料切削加工性的因素影響材料切削加工性的因素w 1 1、金屬材料的物理，力學(xué)性能金屬材料的物理，力學(xué)性能：硬度，強率，韌性，：硬度，強率，韌性，塑性，熱導(dǎo)率，熱膨脹等塑性，熱導(dǎo)率，熱膨脹等w 2 2、金屬材料的化學(xué)成分金屬材料的化學(xué)成分：材料中加：材料中加Mn,Si,Cr,Ni,Mo, vMn,Si,Cr,Ni,Mo, v等影響等影響w 3 3、金屬材料的金相組織金屬材料的金相組織：如馬氏體、奧化體、片狀珠：如馬氏體、奧化體、片狀珠光體光體w 改善切削加工性的措施改善切削加工性的措施w 1 1、選擇易切削鋼、選擇易切削鋼w 2 2、進行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼⑦M行適當(dāng)?shù)臒崽幚韜 3 3、幾

36、種難加工材料的切削加工性分析舉例：、幾種難加工材料的切削加工性分析舉例：w （1 1）高錳鋼）高錳鋼w （2 2）不銹鋼）不銹鋼三、切削液的選用三、切削液的選用 w 1切削液的作用切削液的作用w 冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用等。等。w 2切削液的種類及選用切削液的種類及選用w （1）水溶液）水溶液 一般常用于粗加工和普通磨削一般常用于粗加工和普通磨削加工中。加工中。w （2）乳化液）乳化液 一般材料的粗加工常用乳化液，一般材料的粗加工常用乳化液，難加工材料的切削，常使用極壓乳化液。難加工材料的切削，常使用極壓乳化液。w （3）切削油）切削油 一般材料的精加工常使用切削油，一般材料的精加工常使用切削油，如普通精車、螺紋精加工等。如普通精車、螺紋精加工等。四、切削用量的合理選擇四、切削用量的合理選擇w 粗車切削用量的選擇粗車切削用量的選擇w 對于粗加工，在保證刀具一定耐用度前提下，要對于粗加工，在保證刀具一定耐用度前提下，要盡可能提高在單位時間內(nèi)的金屬切除量，提高切盡可能提高在單位時間內(nèi)的金屬切除量，提高切削用量都能提高金屬切削量，但是考慮到切削用削用量都能提高金屬切削量，但是考慮到切削用量對刀具耐用度的影響程度，所以，在選擇粗加量對刀具耐