金屬切削參數(shù)選擇PPT課件

1、一、切削液的合理選擇1切削液的作用 （1）冷卻作用 （2）潤滑作用 （3）清洗與防銹作用 2切削液的種類 （1）水溶性切削液 水溶性切削液主要有水溶液、乳化液和化學(xué)合成液三種。（2）油溶性切削液 油溶性切削液主要有切削油和極壓切削油兩種。（3）固體潤滑劑 常用的固體潤滑劑是二硫化鉬。第1頁/共24頁3切削液的合理選用 切削液應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料、加工方法和技術(shù)要求等具體情況進(jìn)行選用。高速鋼刀具耐熱性差，需采用切削液。通常粗加工時(shí)，主要以冷卻為主，同時(shí)也希望能減少切削力和降低功率消耗，可采用3%5%的乳化液；精加工時(shí)，主要目的是改善加工表面質(zhì)量，降低刀具磨損，減少積屑瘤，可以采用15%20%

2、的乳化液。 硬質(zhì)合金刀具耐熱性高，一般不用切削液。若要使用切削液，則必須連續(xù)、充分地供應(yīng)，否則因驟冷驟熱，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力將導(dǎo)致刀片產(chǎn)生裂紋。切削鑄鐵一般不用切削液。 切削銅合金等有色金屬時(shí)，一般不用含硫的切削液，以免腐蝕工件表面。切削鋁合金時(shí)一般可不用切削液，但在鉸孔和攻絲時(shí)，常加5:1的煤油與機(jī)油的混合液或輕柴油，要求不高時(shí)，也可用乳化液。4切削液的使用方法 切削液的其澆注部位、充足的程度與澆注方法的差異，將直接影響切削液的使用效果。切削變形區(qū)是發(fā)熱的核心區(qū)，切削液應(yīng)盡量澆注在該區(qū)。第2頁/共24頁 二、刀具幾何參數(shù)的合理選擇 刀具幾何參數(shù)的基本內(nèi)容包括：刃形，切削刃區(qū)的剖面型式，刀面型式，刀

3、具角度。（一）前角及前刀面的選擇 1.前角的功用 增大前角能減小切削變形和摩擦，降低切削力、切削溫度，減少刀具磨損，改善加工質(zhì)量，抑制積屑瘤等。但前角過大會(huì)削弱刀頭強(qiáng)度和散熱能力，容易造成崩刃。因而前角不能太小，也不能太大， 應(yīng)有一個(gè)合理數(shù)值，如圖5-1和5-2所示。 2.前角的選擇原則 （1）主要根據(jù)工件材料的性質(zhì)選擇 （2）兼顧根據(jù)刀具材料的性質(zhì)和加工性質(zhì) 表5-1是硬質(zhì)合金車刀合理前角的 參考值。 第3頁/共24頁1.前角的功用 增大前角能減小切削變形和摩擦，降低切削力、切削溫度，減少刀具磨損，改善加工質(zhì)量，抑制積屑瘤等。但前角過大會(huì)削弱刀頭強(qiáng)度和散熱能力，容易造成崩刃。因而前角不能太小

4、，也不能太大， 應(yīng)有一個(gè)合理數(shù)值，如圖5-1和5-2所示。第4頁/共24頁 3.前刀面型式（圖5-3 前刀面型式） （1）正前角平面型 如圖5-3a所示，正前角平面型式的特點(diǎn)為：制造簡(jiǎn)單 能獲得較鋒利的刃口，但強(qiáng)度低，傳熱能力差。一般用于精加工刀 具、成形刀具、銑刀和加工脆性材料的刀具。 （2）正前角平面帶倒棱型 如圖5-3b所示，倒棱是在主切削刃刃口處磨出 一條很窄的棱邊形成的。倒棱可以提高刀刃強(qiáng)度、增強(qiáng)散熱能力， 從而提高刀具耐用度。此時(shí)，切屑仍沿前刀面而不沿倒棱流出。倒 棱型式一般用于粗切鑄鍛件或斷續(xù)表面的加工。 (3) 正前角曲面帶倒棱型 如圖5-3c所示，這種型式是在正前角平面帶倒

5、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，常用于粗加工或精加工塑性材料的刀具。 (4) 負(fù)前角單面型 當(dāng)磨損主要發(fā)生在后刀面時(shí)，可制成如圖5-3d所示的 負(fù)前角單面型。此時(shí)刀片承受壓應(yīng)力，具有好的刀刃強(qiáng)度。因此，常 用于切削高硬度（強(qiáng)度）材料和淬火鋼材料。但負(fù)前角會(huì)增大切削力 (5) 負(fù)前角雙面型 如圖5-3e所示，當(dāng)磨損同時(shí)發(fā)生在前、后兩個(gè)刀面時(shí) 制成負(fù)前角雙面型，可使刀片的重磨次數(shù)增多。此時(shí)負(fù)前角的棱面應(yīng) 有足夠的寬度，以保證切屑沿該棱面流出。第5頁/共24頁3.前刀面型式（圖5-3 前刀面型式）第6頁/共24頁 （二）后角、副后角及后刀面的選擇 1.后角的功用

6、增大后角能減小后刀面與工件上加工表面間的摩擦，減少刀具磨損，還可以減小切削刃鈍圓半徑，使刀刃鋒利，可減小工件表面粗糙度值。但后角過大會(huì)減小刀刃強(qiáng)度和散熱能力。2.后角的選擇原則 后角主要根據(jù)切削厚度選擇。表5-2是硬質(zhì)合金車刀合理后角的參考值。 3.副后角的選擇 副后角通常等于后角的數(shù)值。4.后刀面的型式（圖5- 4后刀面型式 ） (1)雙重后角 如圖5-4a所示，為了保證刃口強(qiáng)度，減小刃磨后刀面的工作量，常在車刀后刀面上磨出雙重后角。 (2)消振棱 如圖5-4b所示，為了增加后刀面與工件加工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)后角的棱面，稱為消振棱。 (3)

7、刃帶 如圖5-4a所示，對(duì)一些定尺寸刀具，如拉刀、鉸刀等，為便于控制外徑尺寸，避免重磨后尺 寸精度迅速變化，常在后刀面上刃磨出后角為零度的小棱邊，稱為刃帶。刀具上的刃帶起著使刀具穩(wěn)定、導(dǎo)向和消振的作用。 第7頁/共24頁4.后刀面的型式（圖5- 4后刀面型式 ） (1)雙重后角 如圖5-4a所示，為了保證刃口強(qiáng)度，減小刃磨后刀面的工作量，常在車刀后刀 面上磨出雙重后角。 (2)消振棱 如圖5-4b所示，為了增加后刀面與工件加工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)后角的棱面，稱為消振棱。 (3)刃帶 如圖5-4a所示，對(duì)一些定尺寸刀具，如拉刀、鉸刀等，為便于控制

8、外徑尺寸，避免 重磨后尺 寸精度迅速變化，常在后刀面上刃磨出后角為零度的小棱邊，稱為刃帶。刀具 上的刃帶起著使刀具穩(wěn)定、導(dǎo)向和消振的作用。 第8頁/共24頁 (三)主、副偏角的選擇 1.主、副偏角的功用 主偏角r 影響切削分力的大小，增大r ，會(huì)使Ff力增加，F(xiàn)p力減?。?主偏角影響加工表面粗糙度值的大小，增大主偏角，加工表面粗糙度值增 大； 主偏角影響刀具耐用度，增大主偏角，刀具耐用度下降； 主偏角也影響工件表面形狀，車削階梯軸時(shí)，選用r =90o，車削細(xì)長(zhǎng)軸 時(shí)，選用r =75o90o；為增加通用性，車外圓、端面和倒角時(shí)，可選用 r =45o。 減小副偏角r。，會(huì)增加副切削刃與己加工表面的

9、接觸長(zhǎng)度，能減小表 面粗糙度數(shù)值，并能提高刀具耐用度。但過小的副偏角會(huì)引起振動(dòng)。2.主、副偏角的選擇 主偏角的選擇原則是，在工藝系統(tǒng)剛度允許的情況下，選擇較小的主偏 角這樣有利于提高刀具耐用度。在生產(chǎn)中，主要按工藝系統(tǒng)剛性選取,見表5-3。 副偏角r，主要是根據(jù)加工性質(zhì)選取，一般情況下選取r =1015 精加工時(shí)取小值。特殊情況，如切斷刀，為了保證刀頭強(qiáng)度，可選r =1o2o 。第9頁/共24頁 （四）刃傾角的選擇1.刃傾角的功用 (1)控制切屑的流向 如圖5-5所示 (2)控制切削刃切入時(shí)首先與工件接觸的位置 如圖5-6所示， (3)控制切削刃在切入與切出時(shí)的平穩(wěn)性 如圖5-6所示，斷續(xù)切削

10、時(shí)，當(dāng)刃傾角為零，切削刃與工件同時(shí)接觸，同時(shí)切離，會(huì)引起振動(dòng)；若刃傾角不等于零則切削刃上各點(diǎn)逐漸切入工件和逐漸切離工件，故切削過程平穩(wěn)。 (4)控制背向力與進(jìn)給力的比值2.刃傾角的選擇 選擇刃傾角時(shí)，應(yīng)按照刀具的具體工作條件進(jìn)行具體分析，一般情況可按加工性質(zhì)選取。精車s =0o5o；粗車s =0o-5o；斷續(xù)車削s-30o-45o；大刃傾角精刨刀s75o80o。第10頁/共24頁(1 ) 控 制 切 屑 的 流 向 如圖5-5所示，當(dāng)S =0o 時(shí)，切屑垂直于切削刃流出；S為負(fù)值時(shí)，切屑流向已加工表面；S為正值時(shí)，切屑流向待加工表面。第11頁/共24頁(3)控制切削刃在切入與切出時(shí)的平穩(wěn)性 如

11、圖5-6所示，斷續(xù)切削時(shí)，當(dāng)刃傾角為零，切削刃與工件同時(shí)接觸，同時(shí)切離，會(huì)引起振動(dòng)；若刃傾角不等于零則切削刃上各點(diǎn)逐漸切入工件和逐漸切離工件，故切削過程平穩(wěn)。第12頁/共24頁 (五)刀尖型式的選擇（過渡刃的選擇） 1.直線過渡刃 如圖5-7a所示，過渡刃的偏角rr/2、長(zhǎng)度b（1/41/5）ap ，這種過渡刃多用于粗加工或強(qiáng)力切削的車刀上。 2.圓弧過渡刃 如圖5-7b所示，過渡刃也可磨成圓弧形。它的參數(shù)就是刀尖圓弧半徑r。刀尖圓弧半徑增大時(shí)，使刀尖處的平均主偏角減小，可以減小表面粗糙度數(shù)值，且能提高刀具耐用度。但會(huì)增大背向力和容易產(chǎn)生振動(dòng)，所以刀尖圓弧半徑不能過大。通常高速鋼車刀r=0.5

12、5mm，硬質(zhì)合金車刀r=0.52mm。 3.水平修光刃 如圖5-7c所示，修光刃是在副切削刃靠近刀尖處磨出一小段r=0o的平行刀刃。其長(zhǎng)度b（1.21.5）f，即b 應(yīng)略大于進(jìn)給量f。但b 過大易引起振動(dòng)。 4.大圓弧刃 如圖5-7d所示，大圓弧刃是把過渡刃磨成非常大的圓弧形，它的作用相當(dāng)于水平修光刃。第13頁/共24頁1.直線過渡刃 如圖5-7所示，過 渡 刃 的 偏 角rr/2、長(zhǎng)度b（1/41/5）ap ，這種過渡刃多用于粗加工或強(qiáng)力切削的車刀上。 第14頁/共24頁 (六)卷屑槽型及切屑的控制1. 切屑的卷曲與流向 (1)切屑的卷曲 切屑的卷曲是由于切屑內(nèi)部變形，或碰到刀具前刀面上磨出

13、的斷 屑槽、凸臺(tái)、附加檔塊以及碰到其它障礙物后造成的。 (2)切屑的流向 切屑的流向主要受刃傾角的影響。2. 斷屑的原因和屑形 (1)切屑在流出過程中遇到障礙物，受到一個(gè)彎曲力矩而折斷 圖5-8為切屑在卷曲運(yùn)動(dòng)過程中與工件的待加工表面相碰，切屑折斷成C形屑 圖5-9為切屑與工作上的過渡表面相碰后形成圓卷形切屑；圖5-10為切屑與車 刀的后刀面相碰后折斷形成C形或6形切屑。 (2)切屑在流動(dòng)過程中靠自身重量甩斷 圖5-11、圖5-12為切屑在流出過程中沒有折斷，達(dá)到一定長(zhǎng)度后靠自身重量甩斷。 在上述切屑類型中，通常認(rèn)為C形屑、6形屑和短螺旋形屑較為理想?？孔陨?重量甩斷的短螺旋形切屑，有利于減小

14、表面粗糙度值。但不希望太長(zhǎng)（約為6040mm）。第15頁/共24頁圖5-8為切屑在卷曲運(yùn)動(dòng)過程中與工件的待加工表面相碰，切屑折斷成C形屑第16頁/共24頁 圖5-9為切屑與工作上的過渡表面相碰后形成圓卷形切屑第17頁/共24頁圖5-10為切屑與車 刀的后刀面相碰后折斷形成C形或6形切屑。第18頁/共24頁圖5-11、圖5-12為切屑在流出過程中沒有折斷，達(dá)到一定長(zhǎng)度后靠自身重量甩斷。 在上述切屑類型中，通常認(rèn)為C形屑、6形屑和短螺旋形屑較為理想。靠自身 重量甩斷的短螺旋形切屑，有利于減小表面粗糙度值。但不希望太長(zhǎng)（約為6040mm）。在自動(dòng)機(jī)床與自動(dòng)線上，尤其要控制螺旋形切屑的長(zhǎng)度，否則將影響

15、正常生產(chǎn)。重型機(jī)床加工時(shí)，形成C形屑容易傷人，故希望生成發(fā)條狀切屑。第19頁/共24頁 3影響斷屑的因素（1）卷屑槽 卷屑槽斷面形狀常用的有折線型、直線圓弧型和全圓弧型三種，如圖5-13a、b、c所示 常見的卷屑槽斜角有外斜式、平行式和內(nèi)斜式三種，如圖1-35所示。 (2)刀具幾何角度 在刀具幾何角度中，以主偏角和刃傾角對(duì)斷屑和切屑的流向影響較大。 (3)切削用量 進(jìn)給量增加，切削厚度按比例增加，彎曲應(yīng)力增加，切屑容易折斷。所以增大進(jìn)給量是斷屑的一個(gè)比較有效的措施。 (4)工件材料 工件材料的塑性、韌性愈大，強(qiáng)度愈高，愈不容易斷屑。 第20頁/共24頁 圖5-13a第21頁/共24頁 三、切削用量的合理選擇 切削用量三要素c、ap （一）切削用量選擇的基本原則 1.根據(jù)工件加工余量和粗、精加工要求，選定背吃刀量。 2.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)、工件剛度及精加工時(shí)表面粗糙度要求，確 定進(jìn)給量。 3.根據(jù)刀具耐用度，確定切削速度。 4