第2章 金屬切削基本原理(6h).

1、湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材（第二版）（第二版）周宏甫周宏甫 主編主編高等教育出版社高等教育出版社湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作第二章第二章金屬切削基本原理金屬切削基本原理第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作3本章內(nèi)容提要本章內(nèi)容提要知識(shí)點(diǎn)：知識(shí)點(diǎn)：金屬切削過程，切屑的形成與類型，切削變金屬切削過程，切屑的形成與類型，切削變形及影響因素；切削力的來源及影響因素，單位切削形及影響因素；切削力的來源及影響因素，單位切削力與切

2、削功率；切削熱的來源及影響因素；切削液；力與切削功率；切削熱的來源及影響因素；切削液；刀具磨損與刀具耐用度；刀具幾何參數(shù)及切削用量的刀具磨損與刀具耐用度；刀具幾何參數(shù)及切削用量的選擇；磨削機(jī)理。選擇；磨削機(jī)理。重點(diǎn)：重點(diǎn)：切屑的形成與切削變形，切削力，刀具磨損與切屑的形成與切削變形，切削力，刀具磨損與刀具耐用度，刀具幾何參數(shù)的選擇。刀具耐用度，刀具幾何參數(shù)的選擇。難點(diǎn)：難點(diǎn)：切削變形、切削力、切削溫度的影響因素，刀切削變形、切削力、切削溫度的影響因素，刀具幾何參數(shù)的選擇。具幾何參數(shù)的選擇。第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作4 目錄

3、目錄2.1 金屬切削過程金屬切削過程2.2 切削力切削力2.3 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度2.4 刀具磨損與刀具耐用度刀具磨損與刀具耐用度2.5 刀具幾何參數(shù)與切削用量的選擇刀具幾何參數(shù)與切削用量的選擇2.6 磨削機(jī)理磨削機(jī)理第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作5金屬切削加工的基本特點(diǎn)：金屬切削加工的基本特點(diǎn)：新材料不斷涌現(xiàn)新材料不斷涌現(xiàn)難加工材料增多難加工材料增多零件加工精度和表面質(zhì)量要求不斷提高零件加工精度和表面質(zhì)量要求不斷提高金屬切削加工的基本要求：金屬切削加工的基本要求：保證零件加工精度和表面質(zhì)量保證零件加工精度和表面

4、質(zhì)量提高切削效率提高切削效率降低生產(chǎn)成本降低生產(chǎn)成本促進(jìn)切削加工技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)切削加工技術(shù)的發(fā)展第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作62.1金屬切削過程金屬切削過程第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作72.1 金屬切削過程金屬切削過程2.1.1 切屑的形成與切屑變形切屑的形成與切屑變形2.1.2 切屑的類型切屑的類型2.1.3 影響切屑變形的因素影響切屑變形的因素第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作82.1 金

5、屬切削過程金屬切削過程通過切削運(yùn)動(dòng)，使刀具從工件表面切除多余通過切削運(yùn)動(dòng)，使刀具從工件表面切除多余金屬層，形成已加工表面。金屬層，形成已加工表面。切削過程中，刀具前刀面對(duì)工件切削層產(chǎn)生切削過程中，刀具前刀面對(duì)工件切削層產(chǎn)生擠壓，引起塑性變形，形成切屑。擠壓，引起塑性變形，形成切屑。切削過程中，將產(chǎn)生切削變形、切削力、切切削過程中，將產(chǎn)生切削變形、切削力、切削熱、刀具磨損、積屑瘤和振動(dòng)等物理現(xiàn)象，削熱、刀具磨損、積屑瘤和振動(dòng)等物理現(xiàn)象，直接或間接影響工件加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。直接或間接影響工件加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)

6、院邱興海教授制作9 切屑根部金相照片切屑根部金相照片金屬切削變形過程金屬切削變形過程第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作10切削變形實(shí)驗(yàn)設(shè)備與錄像裝置切削變形實(shí)驗(yàn)設(shè)備與錄像裝置第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作112.1.1 切屑的形成與切削變形切屑的形成與切削變形1. 切屑的形成過程及變形區(qū)的劃分切屑的形成過程及變形區(qū)的劃分變形區(qū)變形區(qū)剪切滑移，塑性變形剪切滑移，塑性變形變形區(qū)變形區(qū)切屑流出，受擠壓，劇烈摩擦切屑流出，受擠壓，劇烈摩擦 變形區(qū)變形區(qū)擠壓、摩擦，金屬回彈

7、，產(chǎn)生殘留應(yīng)力擠壓、摩擦，金屬回彈，產(chǎn)生殘留應(yīng)力第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作122. 第一變形區(qū)金屬的剪切滑移第一變形區(qū)金屬的剪切滑移第一變形區(qū)：第一變形區(qū)：OA、OM之間區(qū)域之間區(qū)域剪切面剪切面：OA（始剪切面）、（始剪切面）、OM （終剪（終剪切面切面）剪切角剪切角：剪切面和切削速度方向的夾角剪切面和切削速度方向的夾角剪切角越大，切削變形越小剪切角越大，切削變形越小第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作13剪切滑移：剪切滑移： 用相對(duì)滑移用相對(duì)滑移來衡量變形程度

8、來衡量變形程度cottan()osNPNKKPyMKMK第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作14變形系數(shù)變形系數(shù): 切屑厚度壓縮比切屑厚度壓縮比 變形系數(shù)越大，切屑越厚越短，變形越大變形系數(shù)越大，切屑越厚越短，變形越大1chckDchhlhl 第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作153. 前刀面的擠壓摩擦與積屑瘤前刀面的擠壓摩擦與積屑瘤 刀屑接觸區(qū)分為粘結(jié)區(qū)和滑動(dòng)區(qū)兩部分刀屑接觸區(qū)分為粘結(jié)區(qū)和滑動(dòng)區(qū)兩部分 粘結(jié)區(qū)摩擦粘結(jié)區(qū)摩擦金屬間內(nèi)摩擦金屬間內(nèi)摩擦 滑動(dòng)區(qū)摩擦滑動(dòng)區(qū)摩擦

9、外摩擦外摩擦第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作16積屑瘤積屑瘤 積聚、滯留、粘結(jié)、積聚、滯留、粘結(jié)、 產(chǎn)生、成長(zhǎng)、脫落產(chǎn)生、成長(zhǎng)、脫落作用：作用： 保護(hù)切削刃，增大前角保護(hù)切削刃，增大前角 影響工件尺寸精度影響工件尺寸精度 使表面粗糙度值變大，振動(dòng)使表面粗糙度值變大，振動(dòng)措施：措施： 高速切削高速切削 大前角大前角 小進(jìn)給小進(jìn)給 切削液切削液第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作17積屑瘤的形成與脫落積屑瘤的形成與脫落第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工

10、學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作184. 已加工表面變形與加工硬化（冷硬）已加工表面變形與加工硬化（冷硬）原因：原因：切削刃存在刃口圓弧切削刃存在刃口圓弧過程：過程：擠壓、摩擦、回彈擠壓、摩擦、回彈切削變形切削變形已加工表層金已加工表層金屬晶格扭曲、擠緊和碎裂屬晶格扭曲、擠緊和碎裂冷硬冷硬后果：后果： 切削困難切削困難 已加工表面出現(xiàn)顯微已加工表面出現(xiàn)顯微 裂紋、鱗刺及殘余應(yīng)裂紋、鱗刺及殘余應(yīng) 力，疲力，疲 勞強(qiáng)度下降勞強(qiáng)度下降鱗刺鱗刺的形成：的形成：塑性金屬；車、刨、鉆、拉削加工；低切削速度塑性金屬；車、刨、鉆、拉削加工；低切削速度第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖

11、南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作192.1.2 切屑的類型切屑的類型第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作20切屑的類型切屑的類型第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作211.帶狀切屑帶狀切屑形態(tài)形態(tài)帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀變形變形剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度形成條件形成條件塑性材料，切削速度較高，進(jìn)給量較小，塑性材料，切削速度較高，進(jìn)給量較小， 刀具前角較大刀具前角較大影響影響切削過程平穩(wěn)切削過程平穩(wěn) 表

12、面粗糙度小表面粗糙度小 妨礙切削工作妨礙切削工作 應(yīng)設(shè)法斷屑應(yīng)設(shè)法斷屑第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作222.擠裂切屑擠裂切屑(節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑)形態(tài)形態(tài)節(jié)狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀節(jié)狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀變形變形剪切滑移量較大，局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度剪切滑移量較大，局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度形成條件形成條件塑性材料，切削速度較低，進(jìn)給量較大，塑性材料，切削速度較低，進(jìn)給量較大， 刀具前角較小刀具前角較小影響影響切削過程欠平穩(wěn)切削過程欠平穩(wěn) 表面粗糙度欠佳表面粗糙度欠佳第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原

13、理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作233.單元切屑單元切屑(粒狀切屑粒狀切屑)形態(tài)形態(tài)粒狀粒狀變形變形剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度形成條件形成條件材料硬度較高，韌性較低，切削速度很低材料硬度較高，韌性較低，切削速度很低影響影響切削力波動(dòng)較大切削力波動(dòng)較大 切削過程不平穩(wěn)切削過程不平穩(wěn) 表面粗糙度不佳表面粗糙度不佳第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作244.崩碎切屑崩碎切屑形態(tài)形態(tài)不規(guī)則塊狀顆粒不規(guī)則塊狀顆粒變形變形材料抗拉強(qiáng)度低，未經(jīng)塑性變形即被擠裂材料抗拉強(qiáng)度低，未經(jīng)塑性變形即被擠裂形成條件

14、形成條件加工硬脆材料，加工硬脆材料， 刀具前角較小刀具前角較小影響影響切削力波動(dòng)大切削力波動(dòng)大 切削振動(dòng)大，有沖擊切削振動(dòng)大，有沖擊 表面粗糙度惡劣表面粗糙度惡劣 易崩刀易崩刀第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作25切屑可控性切屑可控性指標(biāo)：指標(biāo)：不妨礙正常加工不妨礙正常加工 不纏繞工件、刀具，不飛濺到機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件中不纏繞工件、刀具，不飛濺到機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件中不影響操作者的安全不影響操作者的安全易于清理、存放和搬運(yùn)易于清理、存放和搬運(yùn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）切屑分類標(biāo)準(zhǔn)：）切屑分類標(biāo)準(zhǔn)：良好屑形：良好屑形：3-1、2-2

15、、3-2、4-2、5-2、6-2類類可接受屑形：按不同機(jī)床、刀具、被加工材料而定可接受屑形：按不同機(jī)床、刀具、被加工材料而定控制方法：控制方法：前刀面磨斷屑槽或使用壓塊式斷屑器前刀面磨斷屑槽或使用壓塊式斷屑器第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作26國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）切屑分類標(biāo)準(zhǔn)）切屑分類標(biāo)準(zhǔn) 第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作27斷屑的產(chǎn)生斷屑的產(chǎn)生切屑的卷曲切屑的卷曲第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工

16、學(xué)院邱興海教授制作282.1.3 影響切削變形的因素影響切削變形的因素1. 工件材料工件材料 塑性大，強(qiáng)度塑性大，強(qiáng)度 硬度低，屈服硬度低，屈服 極限低極限低切屑切屑 變形大變形大第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作292.刀具前角刀具前角前角大，刃口鋒利，前角大，刃口鋒利， 擠壓小，剪切角大擠壓小，剪切角大 切屑變形小切屑變形小第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作303.切削用量切削用量切削速度切削速度 影響積屑瘤和切削溫度，呈波形變化影響積屑瘤和切削溫度，呈波形變化第

17、二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作31進(jìn)給量進(jìn)給量 進(jìn)給量越大進(jìn)給量越大切屑變形小切屑變形小第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作322.2 切削力切削力第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作332.2 切削力切削力2.2.1 切削力的來源與分解切削力的來源與分解2.2.2 切削力測(cè)定和切削力實(shí)驗(yàn)公式切削力測(cè)定和切削力實(shí)驗(yàn)公式2.2.3 單位切削力、切削功率單位切削力、切削功率2.2.4 影響切削力的因素影響切削力

18、的因素第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作34切削力：切削力： 切削過程中工件對(duì)刀具的切削抗力切削過程中工件對(duì)刀具的切削抗力切削力切削力的影響：的影響： 直接決定切削熱的產(chǎn)生直接決定切削熱的產(chǎn)生 影響刀具磨損、破損、耐用度影響刀具磨損、破損、耐用度 加工精度加工精度 已加工表面質(zhì)量已加工表面質(zhì)量 計(jì)算切削功率，制定切削用量，監(jiān)控切削狀態(tài)，計(jì)算切削功率，制定切削用量，監(jiān)控切削狀態(tài)， 設(shè)計(jì)和使用機(jī)床、刀具、夾具的必要依據(jù)設(shè)計(jì)和使用機(jī)床、刀具、夾具的必要依據(jù)第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)

19、院邱興海教授制作352.2.1 切削力的來源及分解切削力的來源及分解1. 切削力的來源切削力的來源 切削層金屬、切屑和工件表層金屬的彈性切削層金屬、切屑和工件表層金屬的彈性 變形和塑性變形對(duì)刀具的切削抗力變形和塑性變形對(duì)刀具的切削抗力 刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作36,nnnnnFFFFFFFF 彈彈塑塑性性變變形形法法向向力力前前刀刀面面摩摩擦擦力力切切削削合合力力彈彈塑塑性性變變形形法法向向力力后后刀刀面面摩摩擦擦力力銳銳利利刀刀具具可可忽忽略略第二章第二章

20、 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作372. 切削力的分解切削力的分解（1）主切削力）主切削力 （切向力）（切向力）Fc切削速度切削速度vc方向方向（2）吃刀抗力（徑向力）吃刀抗力（徑向力）Fp與進(jìn)給方向垂直與進(jìn)給方向垂直（3）進(jìn)給抗力（軸向力）進(jìn)給抗力（軸向力）Ff與進(jìn)給方向平行與進(jìn)給方向平行cpfFFFF第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作38切削力的分解切削力的分解 Fp= Ff,p cos K Ff = Ff,p sin K一般情況下：一般情況下： Fc 最大最大 Fp=(0

21、.150.7) Fc Ff =(0.10.6) Fc 22222,cf pcpfFFFFFF第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作392.2.2 切削力測(cè)定和切削力實(shí)驗(yàn)公式切削力測(cè)定和切削力實(shí)驗(yàn)公式1. 切削力的測(cè)量原理切削力的測(cè)量原理儀器：儀器：電阻應(yīng)變片式測(cè)力儀電阻應(yīng)變片式測(cè)力儀測(cè)量原理：測(cè)量原理：測(cè)量方法：測(cè)量方法： 標(biāo)定電參數(shù)與切標(biāo)定電參數(shù)與切 削力關(guān)系曲線削力關(guān)系曲線 電參數(shù)電參數(shù)切削力切削力3124BDRRRR、 兩兩點(diǎn)點(diǎn)間間電電位位差差為為零零電電橋橋平平衡衡第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興

22、海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作402. 計(jì)算切削力的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算切削力的經(jīng)驗(yàn)公式外圓車削、鏜孔典型值：外圓車削、鏜孔典型值： xFc=1， yFc=0.75， nFc=0FFFcccccFFFpppppFFFfffffxyncFpcFxynpFpcFxynfFPcFFC afvkFC afvkFCafvk主主切切削削力力吃吃刀刀抗抗力力進(jìn)進(jìn)給給抗抗力力第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作412.2.3 單位切削力、切削功率單位切削力、切削功率1. 單位切削力單位切削力 切除單位切削層面積所產(chǎn)生的主切削力切除單位切削層面積所產(chǎn)生

23、的主切削力pDDFFFAbccccppa fh第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作422. 切削功率切削功率 切削過程中所消耗的功率切削過程中所消耗的功率 校驗(yàn)和選取機(jī)床電機(jī)的依據(jù)校驗(yàn)和選取機(jī)床電機(jī)的依據(jù)310600.75 0.85ccccEF vPPP切切削削功功率率機(jī)機(jī)床床電電機(jī)機(jī)所所需需功功率率傳傳動(dòng)動(dòng)效效率率第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作432.2.4 影響切削力的因素影響切削力的因素1. 工件材料工件材料 強(qiáng)度、硬度、塑性大強(qiáng)度、硬度、塑性大切削力大切削力

24、大 鑄鐵鑄鐵切削力小切削力小2. 切削用量切削用量 背吃刀量影響最大背吃刀量影響最大 進(jìn)給量影響較大進(jìn)給量影響較大 切削速度無明顯影響切削速度無明顯影響第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作443. 刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù) 前角前角增大增大切削力減小切削力減小 主偏角主偏角r=6075 切削力減小切削力減小 刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑r減小減小切削力減小切削力減小4. 刀具磨損刀具磨損切削力增大切削力增大5. 刀具材料刀具材料 刀具、工件間摩擦系數(shù)小刀具、工件間摩擦系數(shù)小切削力減小切削力減小6. 切削液切削液 可減小刀具、工件摩擦可減

25、小刀具、工件摩擦切削力減小切削力減小第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作452.3切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作462.3 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度2.3.1 切削熱的來源與傳導(dǎo)切削熱的來源與傳導(dǎo)2.3.2 切削溫度切削溫度2.3.3 影響切削溫度的因素影響切削溫度的因素2.3.4 切削液切削液第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作472.3.1 切削熱的來源與傳導(dǎo)切

26、削熱的來源與傳導(dǎo)來源：來源：彈、塑性變形功，摩擦功彈、塑性變形功，摩擦功切削熱切削熱 QFcvc （量綱（量綱W=Nm/s）傳導(dǎo)：傳導(dǎo)：切屑、刀具、工件、周圍介質(zhì)切屑、刀具、工件、周圍介質(zhì) 車削：車削：5086切屑，切屑，1040車刀車刀 39工件，工件，1空氣空氣 鉆削：鉆削：28切屑，切屑，14.5刀具刀具 52.5工件，工件，5介質(zhì)介質(zhì) 磨削：磨削：4磨屑，磨屑，12砂輪，砂輪，84工件工件第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作482.3.2 切削溫度切削溫度 切屑與前刀面接觸切屑與前刀面接觸 區(qū)域的平均溫度區(qū)域的平均溫度0.1

27、0.20.4xyzpcC afv kxyz 最最典典型型值值：第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作49切削溫度的測(cè)定切削溫度的測(cè)定自然熱電偶法自然熱電偶法 利用工件和刀具構(gòu)成熱電偶兩極利用工件和刀具構(gòu)成熱電偶兩極 切削區(qū)域?yàn)闊岫?，刀具與工件為冷端切削區(qū)域?yàn)闊岫耍毒吲c工件為冷端 熱電勢(shì)熱電勢(shì)切削溫度（需標(biāo)定）切削溫度（需標(biāo)定）第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作50第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作512.3

28、.3 影響切削溫度的因素影響切削溫度的因素1. 切削用量切削用量vc大，大，f 中，中，ap小小2. 刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)前角前角大大切削溫度低切削溫度低 主偏角主偏角r大大切削溫度高切削溫度高3. 刀具磨損刀具磨損切削溫度高切削溫度高4. 工件材料工件材料 硬度強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)小硬度強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)小切削溫度高切削溫度高 脆性材料脆性材料切削溫度低切削溫度低5. 切削液切削液 起潤(rùn)滑冷卻作用起潤(rùn)滑冷卻作用切削溫度低切削溫度低第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作522.3.4 切削液切削液1. 切削液的作用切削液的作用（1）冷卻

29、作用）冷卻作用（2）潤(rùn)滑作用）潤(rùn)滑作用（3）清洗與防銹作用）清洗與防銹作用第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作532. 常用切削液及其選用常用切削液及其選用（1）水溶液）水溶液=水水+防銹劑、清洗劑、油性添加劑防銹劑、清洗劑、油性添加劑 用于磨削、粗加工用于磨削、粗加工（2）乳化液）乳化液=乳化油乳化油+水水 用于車削、鉆削、攻螺紋用于車削、鉆削、攻螺紋（3）切削油）切削油=礦物油礦物油+動(dòng)、植物油動(dòng)、植物油 用于滾齒、插齒、車螺紋、一般精加工用于滾齒、插齒、車螺紋、一般精加工（4）極壓切削油）極壓切削油=切削油切削油+硫、氯和磷極

30、壓添加劑硫、氯和磷極壓添加劑 用于難加工材料的精加工用于難加工材料的精加工第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作542.4刀具磨損與刀具耐用度刀具磨損與刀具耐用度第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作552.4 刀具磨損與刀具耐用度刀具磨損與刀具耐用度2.4.1 刀具磨損刀具磨損2.4.2 刀具耐用度刀具耐用度第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作562.4.1 刀具磨損刀具磨損1. 刀具磨損的形態(tài)刀具磨損的形態(tài)非正

31、常破損：非正常破損： 卷刃卷刃 裂紋裂紋 崩刃崩刃 破裂破裂第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作57正常磨損：正常磨損：前刀面磨損前刀面磨損以月牙洼寬度以月牙洼寬度KB 和深度和深度KT表示表示塑性金屬切削速度塑性金屬切削速度 較高厚度較大引起較高厚度較大引起后刀面磨損后刀面磨損以平均磨損以平均磨損VB表示表示切削速度較低切削切削速度較低切削 厚度較小厚度較小引起引起前后刀面同時(shí)磨損前后刀面同時(shí)磨損塑性金屬切削厚度適中引起塑性金屬切削厚度適中引起第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興

32、海教授制作582. 刀具磨損原因刀具磨損原因磨料磨損磨料磨損硬質(zhì)點(diǎn)及積屑瘤硬質(zhì)點(diǎn)及積屑瘤滑擦滑擦劃出溝紋劃出溝紋粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損壓力、摩擦壓力、摩擦粘結(jié)、冷焊粘結(jié)、冷焊被帶走被帶走擴(kuò)散磨損擴(kuò)散磨損改變成分結(jié)構(gòu)改變成分結(jié)構(gòu)表層變脆弱表層變脆弱磨損磨損相變磨損相變磨損溫度升高，金相組織變化溫度升高，金相組織變化磨損磨損氧化磨損氧化磨損高溫高溫氧化物，硬度下降氧化物，硬度下降磨損磨損第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作59第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作60第二章第二章 金

33、屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作613. 刀具磨損過程刀具磨損過程初期磨損階段初期磨損階段 極短時(shí)間內(nèi)后刀面極短時(shí)間內(nèi)后刀面 磨損量磨損量VB上升很快上升很快 研磨刀具初期磨損量小研磨刀具初期磨損量小正常磨損階段正常磨損階段 刀具在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)緩慢磨損刀具在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)緩慢磨損急劇磨損階段急劇磨損階段 相對(duì)很短時(shí)間內(nèi)相對(duì)很短時(shí)間內(nèi)VB猛增，刀具完全失效猛增，刀具完全失效 進(jìn)入急劇磨損階段之前必須換刀或重新刃磨進(jìn)入急劇磨損階段之前必須換刀或重新刃磨第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作624

34、. 刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許磨損量的最大值規(guī)定允許磨損量的最大值刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)： 1/2背吃刀量處后刀面背吃刀量處后刀面 磨損帶高度磨損帶高度VB自動(dòng)化精加工刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：自動(dòng)化精加工刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)： 以沿工件徑向刀具以沿工件徑向刀具 磨損尺寸磨損尺寸NB衡量衡量硬質(zhì)合金外圓車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：硬質(zhì)合金外圓車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)： VB0.3mm第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作632.4.2 刀具耐用度刀具耐用度T1. 刀具耐用度的定義刀具耐用度的定義 新刃磨刀具從開始切削至達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的新刃磨刀具從開始切削至達(dá)到磨鈍

35、標(biāo)準(zhǔn)為止的 切削時(shí)間切削時(shí)間刀具壽命：刀具壽命： 新刀具從使用到報(bào)廢為止的切削時(shí)間新刀具從使用到報(bào)廢為止的切削時(shí)間刀具壽命計(jì)算方法：刀具壽命計(jì)算方法： 刀具壽命刀具壽命=刀具耐用度刀具耐用度T刀具刃磨次數(shù)刀具刃磨次數(shù)n第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作642. 切削用量對(duì)刀具耐用度切削用量對(duì)刀具耐用度T的影響的影響影響程度：影響程度：vc大，大，f 中，中，ap小小式中，式中，Kv切削條件與實(shí)驗(yàn)條件不同的修正系數(shù)切削條件與實(shí)驗(yàn)條件不同的修正系數(shù) Cv與耐用度實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的系數(shù)與耐用度實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的系數(shù) m、xv、yv分別為對(duì)分別為

36、對(duì)T 、ap 和和f的影響指數(shù)的影響指數(shù)vvmvvxycpK CTv af第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作65YT5硬質(zhì)合金車刀切削硬質(zhì)合金車刀切削b0.63GPa(65kgf/mm2)碳鋼碳鋼時(shí)，切削用量與刀具耐用度的關(guān)系式為時(shí)，切削用量與刀具耐用度的關(guān)系式為刀具耐用度允許的切削速度：刀具耐用度允許的切削速度：指數(shù)指數(shù)m的值：的值： 高速鋼高速鋼0.10.125 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金0.20.3 陶瓷刀具陶瓷刀具0.452.250.75CTvpv favvvvTxympK CvT af第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理

37、湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作663. 刀具耐用度的選擇刀具耐用度的選擇經(jīng)濟(jì)耐用度經(jīng)濟(jì)耐用度Tc 以單件工序成本最低的原則來確定以單件工序成本最低的原則來確定最大生產(chǎn)率耐用度最大生產(chǎn)率耐用度Tp： 以單位時(shí)間內(nèi)加工工件數(shù)量最多的原則來確定以單位時(shí)間內(nèi)加工工件數(shù)量最多的原則來確定 常用刀具耐用度參考值常用刀具耐用度參考值刀刀 具具刀具耐用度刀具耐用度硬質(zhì)合金焊接車刀硬質(zhì)合金焊接車刀60 60 minmin高速鋼鉆頭高速鋼鉆頭80 120 min120 min硬質(zhì)合金端銑刀硬質(zhì)合金端銑刀120 180 min180 min齒輪刀具齒輪刀具200 300 min300 min第

38、二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作672.5刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)與切削用量的選擇與切削用量的選擇第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作682.5 刀具幾何參數(shù)與切削用量的選擇刀具幾何參數(shù)與切削用量的選擇2.5.1 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇2.5.2 切削用量的選擇切削用量的選擇第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作692.5.1 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的基本內(nèi)容：刀具幾何參

39、數(shù)的基本內(nèi)容：刀具角度：刀具角度： 前角、后角、主偏角、刃傾角、前角、后角、主偏角、刃傾角、 副偏角、副后角副偏角、副后角刀面型式：刀面型式：卷屑槽、斷屑臺(tái)、鏟背卷屑槽、斷屑臺(tái)、鏟背切削刃的剖面形式：切削刃的剖面形式：負(fù)倒棱、消振棱、刃帶負(fù)倒棱、消振棱、刃帶刃形：刃形：直線刃、折線刃、圓弧刃、波形刃直線刃、折線刃、圓弧刃、波形刃第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作701. 刀具合理幾何參數(shù)選擇應(yīng)考慮的因素刀具合理幾何參數(shù)選擇應(yīng)考慮的因素（1）工件材料）工件材料化學(xué)成分、制造方法、熱處理狀態(tài)、物理和力學(xué)性能化學(xué)成分、制造方法、熱處理狀

40、態(tài)、物理和力學(xué)性能（包括硬度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、沖擊韌性、導(dǎo)熱系（包括硬度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、沖擊韌性、導(dǎo)熱系數(shù)等）、毛坯表層情況、工件形狀、尺寸、精度和表數(shù)等）、毛坯表層情況、工件形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量要求等。面質(zhì)量要求等。（2）刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)）刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)化學(xué)成分、物理和力學(xué)性能（包括硬度、抗彎強(qiáng)度、化學(xué)成分、物理和力學(xué)性能（包括硬度、抗彎強(qiáng)度、沖擊值、耐磨性、熱硬性和導(dǎo)熱系數(shù)等）、刀具結(jié)構(gòu)沖擊值、耐磨性、熱硬性和導(dǎo)熱系數(shù)等）、刀具結(jié)構(gòu)形式（如整體式、焊接式、機(jī)夾式）。形式（如整體式、焊接式、機(jī)夾式）。第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖

41、南理工學(xué)院邱興海教授制作71（3）加工條件）加工條件機(jī)床、夾具情況，工藝系統(tǒng)剛性、功率，切削用量和機(jī)床、夾具情況，工藝系統(tǒng)剛性、功率，切削用量和切削液等切削液等粗加工粗加工最大生產(chǎn)率最大生產(chǎn)率精加工精加工加工精度和表面質(zhì)量加工精度和表面質(zhì)量自動(dòng)線自動(dòng)線刀具工作穩(wěn)定性及斷屑問題刀具工作穩(wěn)定性及斷屑問題機(jī)床剛性和動(dòng)力不足機(jī)床剛性和動(dòng)力不足減小切削力和振動(dòng)減小切削力和振動(dòng)各參數(shù)間的聯(lián)系各參數(shù)間的聯(lián)系多因素優(yōu)化，綜合考慮相互作用與影響，分別確定其多因素優(yōu)化，綜合考慮相互作用與影響，分別確定其合理值合理值第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作7

42、22. 刀具角度的選擇刀具角度的選擇（1）前角及前面的選擇）前角及前面的選擇1）前角的功用）前角的功用大前角大前角減小切削力、切削熱減小切削力、切削熱 提高刀具壽命提高刀具壽命 提高加工表面質(zhì)量提高加工表面質(zhì)量 強(qiáng)度降低、溫度升高強(qiáng)度降低、溫度升高合理前角合理前角使刀具耐用度為最大值的前角使刀具耐用度為最大值的前角pt第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作732）前角的選擇原則）前角的選擇原則加工材料的性質(zhì)加工材料的性質(zhì) 塑性材料塑性材料(如鋼如鋼)大前角大前角 脆性材料脆性材料(如鑄鐵如鑄鐵)小前角小前角 材料強(qiáng)度硬度小材料強(qiáng)度硬度

43、小大前角大前角 材料硬度強(qiáng)度高材料硬度強(qiáng)度高小前角、負(fù)前角小前角、負(fù)前角刀具材料刀具材料高速鋼高速鋼大前角大前角 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金小前角小前角加工性質(zhì)加工性質(zhì)精加工精加工大前角大前角 粗加工粗加工小前角小前角第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作74表表2.1 硬質(zhì)合金車刀前角的合理值硬質(zhì)合金車刀前角的合理值工件工件材料材料粗車粗車精車精車工件工件材料材料粗車粗車精車精車低碳鋼低碳鋼2020252525253030中碳鋼中碳鋼1010151515152020合金鋼合金鋼1010151515152020淬火鋼淬火鋼-15-15-5-5不

44、銹鋼不銹鋼1515202020202525鈦合金鈦合金5 51010銅及銅及銅合金銅合金101015155 51010鋁及鋁及鋁合金鋁合金3030353535354040灰鑄鐵灰鑄鐵101015155 51010第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作753）前刀面型式的選擇）前刀面型式的選擇正前角平面型正前角平面型 精加工、成形刀、銑刀，脆性材料精加工、成形刀、銑刀，脆性材料正前角平面帶倒棱型正前角平面帶倒棱型 粗切削鑄、鍛件，斷續(xù)表面粗切削鑄、鍛件，斷續(xù)表面第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南

45、理工學(xué)院邱興海教授制作76正前角曲面帶倒棱型正前角曲面帶倒棱型 粗、精加工塑性材料粗、精加工塑性材料負(fù)前角單面型負(fù)前角單面型 切削高硬度材料、淬火鋼切削高硬度材料、淬火鋼負(fù)前角雙面型負(fù)前角雙面型 前、后面同時(shí)磨損前、后面同時(shí)磨損第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作77第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作78（2）后角及后刀面的選擇）后角及后刀面的選擇1）后角的功用）后角的功用增大后角：增大后角： 減小摩擦磨損、提高壽命、改善表面質(zhì)量減小摩擦磨損、提高壽命、改善表面質(zhì)量后角

46、過大：后角過大： 強(qiáng)度降低、散熱差、磨損加快強(qiáng)度降低、散熱差、磨損加快在一定條件下，存在一個(gè)刀具耐用度較高的合在一定條件下，存在一個(gè)刀具耐用度較高的合理后角理后角第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作792）合理后角的選擇）合理后角的選擇切削參數(shù)切削參數(shù) 切削層厚度切削層厚度hD小小大后角大后角 切削層厚度切削層厚度hD大大小后角小后角工件材料工件材料 強(qiáng)度、硬度高強(qiáng)度、硬度高小后角小后角 塑性大塑性大大后角大后角工藝系統(tǒng)剛性工藝系統(tǒng)剛性 剛性差剛性差振動(dòng)振動(dòng)小后角小后角精度要求高精度要求高 小后角小后角增加重磨次數(shù)增加重磨次數(shù)第二章

47、第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作80表表2.2 硬質(zhì)合金車刀后角的合理值硬質(zhì)合金車刀后角的合理值工件工件材料材料粗車粗車精車精車工件工件材料材料粗車粗車精車精車低碳鋼低碳鋼8 8101010101212中碳鋼中碳鋼5 57 76 68 8合金鋼合金鋼5 57 76 68 8淬火鋼淬火鋼8 81010不銹鋼不銹鋼6 68 88 81010鈦合金鈦合金10101515銅及銅及銅合金銅合金6 68 8鋁及鋁及鋁合金鋁合金8 8101010101212灰鑄鐵灰鑄鐵4 46 66 68 8第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)

48、院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作813）后刀面的型式）后刀面的型式雙重后面雙重后面 保證刃口強(qiáng)度，減少刃磨保證刃口強(qiáng)度，減少刃磨消振棱消振棱 增加接觸面積及阻尼，消除振動(dòng)增加接觸面積及阻尼，消除振動(dòng)刃帶（后角刃帶（后角=0） 穩(wěn)定、導(dǎo)向、消振、延長(zhǎng)壽命穩(wěn)定、導(dǎo)向、消振、延長(zhǎng)壽命第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作824）副后角的選擇）副后角的選擇車刀、刨刀及面銑刀的副后角車刀、刨刀及面銑刀的副后角： 通常等于后角通常等于后角切斷刀、切槽刀、鋸片銑刀：切斷刀、切槽刀、鋸片銑刀： 副后角很小，一般為副后角很小，一般為0.52第

49、二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作83（3）主偏角和副偏角的選擇）主偏角和副偏角的選擇1）主偏角和副偏角的功用）主偏角和副偏角的功用影響殘留面積高度影響殘留面積高度 主、副偏角主、副偏角小，粗糙度值小小，粗糙度值小第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作84影響切削層形狀影響切削層形狀 主偏角大，切削寬度小、厚度大，負(fù)荷大主偏角大，切削寬度小、厚度大，負(fù)荷大影響切削分力的大小和比例關(guān)系影響切削分力的大小和比例關(guān)系 主偏角大，吃刀抗力小，進(jìn)給抗力大主偏角大，吃刀抗力小，進(jìn)給抗力

50、大影響刀尖角的大小影響刀尖角的大小 進(jìn)而影響刀尖強(qiáng)度、導(dǎo)熱面積、容熱體積進(jìn)而影響刀尖強(qiáng)度、導(dǎo)熱面積、容熱體積影響斷屑、排屑影響斷屑、排屑 主偏角大，切屑變厚窄，易斷主偏角大，切屑變厚窄，易斷第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作852）合理主偏角值的選擇）合理主偏角值的選擇粗、半精加工粗、半精加工大主偏角大主偏角 減小振動(dòng)，延長(zhǎng)壽命，斷屑、大切深減小振動(dòng)，延長(zhǎng)壽命，斷屑、大切深加工硬材料加工硬材料小主偏角小主偏角 減輕負(fù)荷，導(dǎo)熱容熱、延長(zhǎng)壽命減輕負(fù)荷，導(dǎo)熱容熱、延長(zhǎng)壽命工藝系統(tǒng)剛性好工藝系統(tǒng)剛性好小主偏角小主偏角 延長(zhǎng)刀具壽命延長(zhǎng)刀具

51、壽命 工藝系統(tǒng)剛性差工藝系統(tǒng)剛性差大主偏角大主偏角 減小吃刀抗力減小吃刀抗力Fp第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作863）合理副偏角值的選擇）合理副偏角值的選擇在不引起振動(dòng)的情況下，一般較小在不引起振動(dòng)的情況下，一般較小 510精加工精加工 小，必要時(shí)磨一段小，必要時(shí)磨一段0修光刃修光刃加工高強(qiáng)高硬材料或斷續(xù)切削加工高強(qiáng)高硬材料或斷續(xù)切削 小，小，46切斷刀、鋸片、槽銑刀切斷刀、鋸片、槽銑刀 小，小，12第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作874）過渡刃的型式）過渡刃的

52、型式直線刃直線刃粗車、強(qiáng)力車粗車、強(qiáng)力車r=r/2圓弧刃圓弧刃粗糙度值小粗糙度值小水平修光刃水平修光刃r0粗糙度值小粗糙度值小大圓弧刃大圓弧刃寬刃精車刀、寬刃精刨刀、浮動(dòng)鏜刀寬刃精車刀、寬刃精刨刀、浮動(dòng)鏜刀第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作88（4）刃傾角的選擇）刃傾角的選擇1）刃傾角的功用）刃傾角的功用影響刀尖強(qiáng)度和散熱條件影響刀尖強(qiáng)度和散熱條件 s0，非刀尖先切入，避免沖擊，刀尖處導(dǎo)熱，非刀尖先切入，避免沖擊，刀尖處導(dǎo)熱 和散熱條件較好，延長(zhǎng)壽命和散熱條件較好，延長(zhǎng)壽命控制切屑流出方向控制切屑流出方向s0，切屑纏繞劃傷已加工面

53、，切屑纏繞劃傷已加工面第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作89影響切削刃的鋒利性影響切削刃的鋒利性 s0，刃口鋒利，有利于微車、精鏜和精刨，刃口鋒利，有利于微車、精鏜和精刨影響切入切出平穩(wěn)性影響切入切出平穩(wěn)性 s0，逐漸切入，沖擊小，切削平穩(wěn)，逐漸切入，沖擊小，切削平穩(wěn)影響切削刃的工作長(zhǎng)度影響切削刃的工作長(zhǎng)度 s0，工作長(zhǎng)度加大，延長(zhǎng)刀具耐用度，工作長(zhǎng)度加大，延長(zhǎng)刀具耐用度影響切削分力間比值影響切削分力間比值 s減小減小進(jìn)給抗力減小，吃刀抗力增大進(jìn)給抗力減小，吃刀抗力增大第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興

54、海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作90（2）合理刃傾角值的選擇）合理刃傾角值的選擇粗車鋼、灰鑄鐵粗車鋼、灰鑄鐵 0-5 精車鋼、灰鑄鐵精車鋼、灰鑄鐵 0+5 沖擊載荷沖擊載荷 -5-15 沖擊特別大沖擊特別大 -30-45強(qiáng)力刨削強(qiáng)力刨削 -10-20車淬硬鋼車淬硬鋼 -5-12工藝系統(tǒng)剛性差工藝系統(tǒng)剛性差 0微量精車、精鏜、精刨微量精車、精鏜、精刨 4575金剛石、立方氮化硼車刀金剛石、立方氮化硼車刀 0-5第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作912.5.2 切削用量的選擇切削用量的選擇1. 選擇切削用量的原則選擇切削用量的原則

55、 質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本，耐用度質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本，耐用度生產(chǎn)率生產(chǎn)率 切削用量大切削用量大省工時(shí)省工時(shí) 粗加工盡量增大粗加工盡量增大ap機(jī)床功率機(jī)床功率 背吃刀量大背吃刀量大切削功率大切削功率大 粗加工盡量增大粗加工盡量增大f刀具耐用度刀具耐用度背吃刀量影響最小背吃刀量影響最小優(yōu)先增大優(yōu)先增大ap表面粗糙度表面粗糙度限制增大限制增大f由此可見，提高由此可見，提高ap比增大比增大f更有利于提高生產(chǎn)率更有利于提高生產(chǎn)率基本原則：基本原則：盡量大盡量大ap，較大，較大f，合適，合適vc第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作922. 切削用量選

56、擇方法切削用量選擇方法（1）粗加工切削用量的選擇）粗加工切削用量的選擇背吃刀量背吃刀量ap 考慮加工余量考慮加工余量和工藝系統(tǒng)剛性和工藝系統(tǒng)剛性 盡量一次切除盡量一次切除1223()3411()34ppaa第第一一次次走走刀刀第第二二次次走走刀刀第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作93進(jìn)給量進(jìn)給量f根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性和強(qiáng)度，查表確定根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性和強(qiáng)度，查表確定f；由由ap和和f計(jì)算切削力計(jì)算切削力Fc（N），校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。），校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。切削速度切削速度vc按刀具耐用度按刀具耐用度T計(jì)算（查表）允許切削速度計(jì)算（

57、查表）允許切削速度vT；由由vT計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速n=1000 vc /（d）；由機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速表確定轉(zhuǎn)速由機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速表確定轉(zhuǎn)速ne 和實(shí)際切削速度和實(shí)際切削速度 vce；校核機(jī)床切削功率（若超過許用值，應(yīng)先減小校核機(jī)床切削功率（若超過許用值，應(yīng)先減小vc）。）。機(jī)床功率機(jī)床功率PE（kW）所允許的切削速度所允許的切削速度:46 10 /=0.750.85cEcvPF （）第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作94（2）半精加工、精加工切削用量的選擇）半精加工、精加工切削用量的選擇背吃刀量背吃刀量ap 半精加工約半精加工約12mm；精加

58、工更??；精加工更小進(jìn)給量進(jìn)給量f 考慮表面粗糙度考慮表面粗糙度查表查表切削速度切削速度vc 考慮刀具耐用度考慮刀具耐用度計(jì)算、查表計(jì)算、查表 硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金：vc =80100m/min或以上或以上 高速鋼：高速鋼： vc =3080m/min計(jì)算步驟：計(jì)算步驟： 切削速度切削速度轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速實(shí)際切削速度實(shí)際切削速度第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作952.6磨削機(jī)理磨削機(jī)理第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作962.6 磨削機(jī)理磨削機(jī)理2.6.

59、1 磨削過程磨削過程2.6.2 磨削力磨削力2.6.3 磨削熱與磨削溫度磨削熱與磨削溫度2.6.4 磨削過程的砂輪磨損磨削過程的砂輪磨損第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作972.6.1 磨削過程磨削過程特點(diǎn)：特點(diǎn)：高速多點(diǎn)切削，切削深度極小，刃口自銳作用高速多點(diǎn)切削，切削深度極小，刃口自銳作用1. 磨粒的形狀磨粒的形狀形態(tài)：形態(tài)：菱形八面體，頂錐角菱形八面體，頂錐角90 120，尖部鈍圓，尖部鈍圓，微刃（刃口圓弧半徑微刃（刃口圓弧半徑約幾微米至幾十微米）約幾微米至幾十微米）切削：大負(fù)前角（切削：大負(fù)前角（6080）第二章第二章 金屬切削基本原理金屬切削基本原理湖南理工學(xué)院邱興海教授制作湖南理工學(xué)院邱興海教授制作982. 磨屑