金屬切削原理-精選課件

第1章金屬切削原理第1章金屬切削原理1§1-1基本定義1.金屬切削過程

刀具從工件上切除多余的金屬的過程，并使工件得到符合圖紙要求的尺寸、形狀和表面質(zhì)量。

必須具備以下三個(gè)條件：

1.工件和刀具之間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)及，即切削運(yùn)動(dòng)；2.刀具材料必須具備一定的切削性能；

3.刀具必須有合理的幾何參數(shù)，即切削角度等。§1-1基本定義1.金屬切削過程

刀具從2一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量1.工件加工表面

待加工表面已加工表面過渡表面（切削表面）

在切削過程中，工件上存在三個(gè)不斷變化的表面：一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量1.工件加工表面待加工表面3一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)通常，切削運(yùn)動(dòng)按其作用可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的向量和，稱為合成切削運(yùn)動(dòng)。

工件和刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)通常，切削運(yùn)動(dòng)按其作用可分4一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切除工件或毛坯上多余金屬，形成工件新表面所必須的基本運(yùn)動(dòng)。方向：在不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的條件下，切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向。特點(diǎn)：速度高、消耗功率最大；主運(yùn)動(dòng)只有且必須有一個(gè)。一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切除工5一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)依次地或連續(xù)不斷地切除金屬,形成已加工表面的附加運(yùn)動(dòng)。方向：在不考慮主運(yùn)動(dòng)的條件下，切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向（進(jìn)給方向）。特點(diǎn)：速度低、消耗功率??；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)依次地或6一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)不同切削加工的切削運(yùn)動(dòng)

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)不同切削加工的切削運(yùn)動(dòng)7一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.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)合成運(yùn)動(dòng)方向。合成切削運(yùn)動(dòng)是同時(shí)存在的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)。

Ve=Vc+Vf一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于8一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)角φ瞬時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。合成切削速度角η瞬時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向與合成切削運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)角φ合成切削速度角9一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)10一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

切削用量三要素：切削速度進(jìn)給速度（進(jìn)給量）背吃刀量

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量切削用量三要素：11一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

1）切削速度Vc切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件沿主運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)速度。單位：m/s或m/min（r/s或r/min)一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量1）切削速度12一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

2）進(jìn)給速度Vf切削切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)速度。單位：mm/s或m/min一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量2）進(jìn)給速度Vf13一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

2）進(jìn)給速度Vf進(jìn)給量f：工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周或往返一個(gè)行程時(shí)，兩者沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移。單位：mm/r或mm/d?str（doublestroke雙行程）

例如，車削時(shí)進(jìn)給速度Vf=f·n每齒進(jìn)給量fz：在用多刃刀具進(jìn)行切削時(shí)，后一個(gè)刀齒相對(duì)前一個(gè)刀齒的進(jìn)給量。f=z·fz，單位：mm/齒

例如，銑削時(shí)進(jìn)給速度為Vf=f·n=z?fz?n

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量2）進(jìn)給速度Vf進(jìn)14一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

3）背吃刀量ap（在基面上）垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向測量的切削層最大尺寸。單位：mm

例如，外圓車削:ap＝(dw-dm)/2

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量3）背吃刀量ap15二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素

刀具由工作部分和非工作部分構(gòu)成。以外圓車刀為例來介紹其幾何參數(shù)。

“三面”“兩刃”“一尖”二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素刀具由工16二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素

刀具由工作部分和非工作部分構(gòu)成。（1）前刀面Aγ

切屑流過的刀面。（2）主后刀面Aα

與工件正在被切削加工的表面（過渡表面）相對(duì)的刀面。（3）副后刀面Aα′

與工件已切削加工的表面相對(duì)的刀面。二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素刀具17二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素

刀具由工作部分和非工作部分構(gòu)成。（4）主切削刃S

前面與主后面在空間的交線。（5）副切削刃S′前面與副后面在空間的交線。二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素刀具由工18二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)面稱為參考系。

參考系可分為：刀具靜止參考系：在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量時(shí)，用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標(biāo)注角度參考系。在該參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。

刀具工作參考系：在考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的合成切削運(yùn)動(dòng)和刀具實(shí)際安裝情況下的參考系稱為刀具工作參考系。在該參考系中的角度稱為刀具的工作角度。

二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系用于定義和規(guī)定刀具19二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系

最常用的刀具標(biāo)注角度參考系正交平面參考系法平面參考系假定工作平面與背平面參考系二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系最常用的刀具標(biāo)20二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系

1）正交平面參考系

組成：基面Pr

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面（底面）。切削平面Ps通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面并與主切削刃相切的平面。

正交平面Po

通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削平面垂直的平面。

二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系1）正交平面參考系21二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系2）法平面參考系組成：基面Pr切削平面Ps

法平面Pn

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于主切削刃或其切線的平面。

二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系2）法平面參考系222.定義刀具角度的參考系3）假定工作平面與背平面參考系組成：基面Pr

假定工作平面Pf通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)基面且平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面。背平面Pp

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)基面且垂直于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面。

2.定義刀具角度的參考系3）假定工作平面與背平面參考系組23二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度以外圓車刀在正交平面參考系中的角度為例

（1）主偏角κr

主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度Vf方向之間的夾角。（2）副偏角κr′副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf反方向之間的夾角。（3）刀尖角εr

主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。εr=180°-(κr＋κr′)。εr是標(biāo)注角度是否正確的驗(yàn)證公式之一。

1）基面中測量的刀具角度

二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度以外圓車刀在正交平面參考系24二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度25二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

2）切削平面中測量的刀具角度（1）刃傾角λs

主切削刃與基面之間的夾角。

在切削平面內(nèi)標(biāo)注或測量，但有正、負(fù)之分。當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)λs=0°；當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對(duì)基面處于主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)λs＞0°；反之，λs≤0°。

二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

2）切削平面中測量26二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度27二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

3）正交平面中測量的刀具角度(1)前角γo

前刀面與基面之間的夾角。(2)后角αo

后刀面與切削平面之間的夾角。(3)楔角βo

前刀面與后刀面之間的夾角。

楔角是個(gè)派生角。它與前角、后角有如下的關(guān)系：βo＝90°－(γo＋αo)，βo也是判斷標(biāo)注是否正確的驗(yàn)證式之一。

二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

3）正交平面中測量28二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度29二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

4）其它角度

（1）副后角αo′在通過副切削刃上選定點(diǎn)的正交平面po′內(nèi)的副后刀面與副切削平面之間的夾角。

（2）余偏角ψr

主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向垂線之間的夾角，ψr=90°-κr。二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

4）其它角度30二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

刀具在工作狀態(tài)下的切削角度（即工作角度），應(yīng)該考慮包括進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的合成切削運(yùn)動(dòng)和刀具的實(shí)際安裝情況，因而它的參考系也就不同于標(biāo)注角度參考系，各參考平面的空間位置也相應(yīng)的有所改變。二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度刀具在工作狀態(tài)下31二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

基面Pre

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)合成切削速度方向的平面。基面Pr

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面（底面）。合成切削速度角η二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度基面Pre

通過切削刃上32二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響

二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀33二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響

當(dāng)橫向進(jìn)給量f一定時(shí)，切削刃愈接近工件中心，α值愈小，η值急劇增大，工作后角αoe將變?yōu)樨?fù)值。因此，對(duì)于橫向切削不宜選用過大的進(jìn)給量f，并應(yīng)適當(dāng)加大刀具標(biāo)注后角αo。二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀34二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

2）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響

二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度2）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀35二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

3）刀具安裝高度工作角度的影響

二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度3）刀具安裝高度工作36二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

3）刀具安裝高度工作角度的影響二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度3）刀具安裝高度工作37二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

4）刀桿安裝偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度4）刀桿安裝偏斜對(duì)工38三、切削層參數(shù)

切削層是指在切削過程中，由刀具在切削部分的一個(gè)單一動(dòng)作（或指切削部分切過工件的一個(gè)單程，或指只產(chǎn)生一圈過渡表面的動(dòng)作）所切除的工件材料層。

三、切削層參數(shù)切削層是指在切削過程中，由刀具39三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。hD＝f?sinκr切削層寬度bD

平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。bD＝ap／sinκr切削層橫截面積AD

在切削層參數(shù)平面內(nèi)度量的橫截面積。AD＝hD?bD=ap?f

上述公式中可看出hD、bD均與主偏角有關(guān)，但切削層橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關(guān)。三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面40三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。hD＝f?sinκr切削層寬度bD

平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。bD＝ap／sinκr切削層橫截面積AD

在切削層參數(shù)平面內(nèi)度量的橫截面積。AD＝hD?bD=ap?f

上述公式中可看出hD、bD均與主偏角有關(guān)，但切削層橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關(guān)。三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面41三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。hD＝f?sinκr切削層寬度bD

平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。bD＝ap／sinκr切削層橫截面積AD

在切削層參數(shù)平面內(nèi)度量的橫截面積。AD＝hD?bD=ap?f

上述公式中可看出hD、bD均與主偏角有關(guān)，但切削層橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關(guān)。三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面42§1-2刀具材料刀具材料通常是指刀具切削部分的材料。加工質(zhì)量、加工效率、加工成本，在很大程度上取決于刀具材料的合理選擇。因此，材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是決定刀具切削性能的主要因素。金屬切削過程除了要求刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)外，還要求刀具材料具備一定性能?！?-2刀具材料刀具材料通常是指刀具切削部分的材料。43硬度：必須高于工件的硬度，一般常溫硬度不低于HRC62；強(qiáng)度和韌性：能夠承受切削中的壓力、沖擊和振動(dòng)，避免崩刃和折斷。耐磨性：通常硬度高則耐磨；耐熱性（熱硬性）：在高溫下保持較高硬度、耐磨性、硬度和沖擊韌性；化學(xué)穩(wěn)定性：高溫下抗氧化、抗黏結(jié)和擴(kuò)散；一、刀具材料應(yīng)具備的性能硬度：必須高于工件的硬度，一般常溫硬度不低于HRC62；一44導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱系數(shù)大、散熱性好，可降低切削區(qū)溫度，延長刀具壽命；熱變形：熱膨脹系數(shù)小、熱變形小，有利于工件尺寸精度的穩(wěn)定；工藝性：加工性好，如鍛、焊接、熱處理、機(jī)加工；經(jīng)濟(jì)性：資源豐富，價(jià)格低廉。一、刀具材料應(yīng)具備的性能

導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱系數(shù)大、散熱性好，可降低切削區(qū)溫度，延長刀具壽命45早期的刀具材料

主要是高碳鋼，現(xiàn)在仍用于低速刀具，如銼刀、手鋸條（滲碳鋼）等，其切削速度只有5m/min左右；1910年

出現(xiàn)了高速鋼，切削速度提高到30m/min；1930年

出現(xiàn)了硬質(zhì)合金，切削速度提高到100m/min以上；現(xiàn)在

刀具技術(shù)仍在不斷進(jìn)步，涂層刀具（在韌性基體上用物理氣相沉積法[PVD]或化學(xué)氣相沉積法[CVD]涂上硬度很高的薄膜）、采用超硬刀具材料，進(jìn)一步提高了切削性能。常用刀具材料有碳素工具鋼(如T10A、T12A)、合金工具鋼（如9SiCr、CrWMn）、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石、立方炭化硼等。二、常用刀具材料早期的刀具材料

主要是高碳鋼，現(xiàn)在仍用于低速刀具，如銼刀、46常用刀具材料的種類及其特性碳素工具鋼高速鋼硬質(zhì)合金其它刀具材料（涂層刀具、陶瓷、金剛石、立方氮化硼）優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、種類、常用牌號(hào)、應(yīng)用等二、常用刀具材料常用刀具材料的種類及其特性優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、種類、常用牌號(hào)、應(yīng)用等47§1-3金屬切削過程

金屬切削過程：是刀具從工件表面切除多余金屬，從切屑形成開始到已加工表面形成為止的完整過程。

在切削過程中，產(chǎn)生了切削變形、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等各種現(xiàn)象，分析產(chǎn)生諸現(xiàn)象的原因及對(duì)切削過程的影響規(guī)律，以解決生產(chǎn)上出現(xiàn)的各種問題，如改善工件材料的切削加工性，合理選擇切削液，合理選擇刀具幾何參數(shù)與切削用量等。對(duì)提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本起著重要的作用?！?-3金屬切削過程金屬切削過程：是刀具從工件表面切48§1-3金屬切削過程待加工表面、已加工表面、過渡表面（切削表面）。

在切削過程中，工件上存在三個(gè)不斷變化的表面：§1-3金屬切削過程待加工表面、在切削過程49§1-3金屬切削過程一、切削層的變形

以塑性材料的切屑形成為例，說明金屬切削層的變形。

切削金屬形成切屑的過程是一個(gè)類似于金屬材料受擠壓作用，產(chǎn)生塑性變形進(jìn)而產(chǎn)生剪切滑移的變形過程?！?-3金屬切削過程一、切削層的變形以塑性材料的切屑50一、切削層的變形

通常把切削刃作用部分的金屬層劃分為三個(gè)變形區(qū)。第Ⅰ變形區(qū)近切削刃處切削層內(nèi)產(chǎn)生的塑性變形區(qū)；第Ⅱ變形區(qū)與前刀面接觸的切屑層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)；第Ⅲ變形區(qū)近切削刃處已加工表層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。一、切削層的變形通常把切削刃作用部分的金屬層劃分為三51一、切削層的變形1.第一變形區(qū)

塑性變形從始滑移面OA開始至終滑移面OM終了，之間形成AOM塑性變形區(qū)。

主要特征是金屬沿滑移面的剪切變形，隨之產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象。

一、切削層的變形1.第一變形區(qū)主要特征是金屬沿滑移52一、切削層的變形1.第一變形區(qū)

1)剪切面:OA與OM非常接近，通常用OO'面來表示該剪切區(qū)。

一、切削層的變形1.第一變形區(qū)53一、切削層的變形1.第一變形區(qū)

2)剪切角φ:剪切面與切削速度(主運(yùn)動(dòng))方向之間的夾角稱為剪切角。

剪切角反映了切削變形的程度，剪切角小則變形大。一、切削層的變形1.第一變形區(qū)剪切角反映了切削變形的程度，54一、切削層的變形2.第二變形區(qū)

當(dāng)切屑沿前刀面流動(dòng)時(shí)，會(huì)進(jìn)一步受到前刀面的強(qiáng)烈擠壓和摩擦，進(jìn)一步發(fā)生變形，變形主要集中在與前刀面摩擦的切屑底面一薄層金屬區(qū)域（第Ⅱ變形區(qū)）。

主要特征是“纖維化”塑性變形，晶粒纖維化的方向和前刀面平行。切屑底面光滑、外側(cè)呈毛茸狀。一、切削層的變形2.第二變形區(qū)主要特征是“纖維化”55一、切削層的變形

2.第二變形區(qū)

1）刀—屑接觸區(qū)的擠壓與摩擦接觸界面處壓強(qiáng)大（達(dá)2～3GPa）、溫度高，新鮮的切屑底面。

在粘結(jié)區(qū)，切屑底層與前刀面呈現(xiàn)冷焊狀態(tài)，切屑底層的流速要比上層緩慢得多，從而在切屑底部形成一個(gè)滯流層。一、切削層的變形2.第二變形區(qū)在粘結(jié)區(qū)，切屑底56一、切削層的變形

2.第二變形區(qū)

1）刀—屑接觸區(qū)的擠壓與摩擦

“內(nèi)摩擦”就是指滯流層與上層流屑層內(nèi)部之間的摩擦，也就是金屬內(nèi)部的剪切滑移。

切屑離開粘結(jié)區(qū)后進(jìn)入滑動(dòng)區(qū)。在該區(qū)域內(nèi)刀屑間的摩擦僅為外摩擦。一、切削層的變形2.第二變形區(qū)切屑離開粘結(jié)區(qū)后進(jìn)入57一、切削層的變形

2.第二變形區(qū)

2）積屑瘤在中低速切削塑性金屬材料時(shí),常在刀具前面刃口處形成一塊硬度很高的楔塊，稱之為積屑瘤。一、切削層的變形2.第二變形區(qū)58一、切削層的變形

2.第二變形區(qū)

2）積屑瘤

特點(diǎn)：硬度高，比工件基體硬度高2～3倍；以一定的頻率反復(fù)生長和脫落。形成原因：滯流層金屬不斷堆積的結(jié)果。

影響因素：積屑瘤的產(chǎn)生以及它的積聚高度與金屬材料的硬化程度有關(guān)，也與刀刃前區(qū)的溫度和壓力狀況有關(guān)。一、切削層的變形2.第二變形區(qū)特點(diǎn)：硬度高，比工件基體59一、切削層的變形

2.第二變形區(qū)

2）積屑瘤

對(duì)切削過程的影響：優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定的積屑瘤代替刀刃進(jìn)行切削，延長刀具壽命；加大刀具的工作前角，使變形下降，切削容易。缺點(diǎn)：形狀極不規(guī)則，影響加工精度和表面粗糙度；不穩(wěn)定積屑瘤的頻繁脫落，加速刀具的磨損，產(chǎn)生振動(dòng)。在精加工時(shí)應(yīng)盡可能避免積屑瘤的產(chǎn)生，但在粗加工時(shí)，有時(shí)可充分利用積屑瘤。一、切削層的變形2.第二變形區(qū)對(duì)切削過程的影響：60一、切削層的變形

2.第二變形區(qū)

2）積屑瘤

抑制或消除積屑瘤的措施采用低速或高速切削，以切削45鋼為例，在低速vc＜3m/min和較高速度vc≥60m/min范圍內(nèi)不易形成積屑瘤；采用高潤滑性的切削液，使摩擦和粘結(jié)減少；適當(dāng)減少進(jìn)給量、增大刀具前角；適當(dāng)提高工件材料的硬度；提高刀具的刃磨質(zhì)量；合理調(diào)節(jié)各切削參數(shù)間關(guān)系，以防止形成中溫區(qū)域。一、切削層的變形2.第二變形區(qū)抑制或消除積屑瘤的措施61一、切削層的變形

3.第三變形區(qū)

在已加工表面上與刀具后面擠壓、摩擦形成的變形區(qū)域稱為第三變形區(qū)（Ⅲ）。由于刀具刃口不可能絕對(duì)鋒利,鈍圓半徑的存在使切削層參數(shù)中公稱切削厚度不可能完全切除，會(huì)有很小一部分被擠壓到已加工表面，與刀具后刀面發(fā)生摩擦，并進(jìn)一步產(chǎn)生彈、塑性變形，從而影響已加工表面質(zhì)量。

主要特征：已加工表面的纖維化，形成加工變質(zhì)層。一、切削層的變形3.第三變形區(qū)

由于刀具刃口不62一、切削層的變形

3.第三變形區(qū)刀具刃口鈍圓半徑及刃口磨損形成的磨損棱面，會(huì)使已加工表面產(chǎn)生劇烈的塑性變形。

塑性變形造成已加工表面加工硬化及表面層的殘余應(yīng)力。加工硬化和殘余應(yīng)力的存在，會(huì)影響已加工表面的質(zhì)量和工件的疲勞強(qiáng)度，并增加了下道工序加工的困難及刀具磨損。

鈍圓半徑的大小取決于刀具材料、楔角大小、刃磨質(zhì)量等因素。

已加工表面的形成過程

一、切削層的變形3.第三變形區(qū)刀具刃口鈍圓半徑及刃口磨損63§1-3金屬切削過程

由于工件材料、刀具角度和切削用量的不同，切削過程中變形情況也就不同，因而產(chǎn)生的切屑種類也就多種多樣。從變形觀點(diǎn)出發(fā)，可將切屑?xì)w為以下四種狀態(tài)。

二、切屑的類型1.帶狀切屑2.擠裂切屑3.單元切屑4.崩碎切屑§1-3金屬切削過程由于工件材料、刀具角度和切削64二、切屑的類型1.帶狀切屑外形特征：內(nèi)表面光滑，外表面毛茸。形成條件：加工塑性材料、高切削速度、小切削厚度、大的刀具前角。特點(diǎn)：切削過程平穩(wěn)，切削力波動(dòng)較小，已加工表面粗糙度小。不易斷屑、影響加工過程和安全。二、切屑的類型1.帶狀切屑外形特征：內(nèi)表面光滑，外表面毛茸。65二、切屑的類型1.帶狀切屑二、切屑的類型1.帶狀切屑66二、切屑的類型2、擠裂切屑外形特征：刀屑接觸面有裂紋，外表面是鋸齒形，如骨節(jié)狀。形成條件：加工塑性材料、中等切削速度、切削厚度較大或刀具前角較小。特點(diǎn)：切屑冷硬度高，脆且易斷，已加工表面粗糙度小。切削力幅值大，且波動(dòng)明顯，易產(chǎn)生振動(dòng)。二、切屑的類型2、擠裂切屑外形特征：刀屑接觸面有裂紋，外表67二、切屑的類型3、單元切屑

外形特征：刀屑沿?cái)D裂面完全斷開成單元狀。形成條件：加工塑性較差的材料、切削速度很低、切削厚度很大或刀具前角很小。特點(diǎn)：切削力波動(dòng)大，振動(dòng)明顯，已加工表面非常粗糙、有振紋。應(yīng)盡量避免產(chǎn)生單元切屑。二、切屑的類型3、單元切屑外形特征：刀屑沿?cái)D裂面完全斷開成68二、切屑的類型4、崩碎切屑外形特征：刀屑呈不規(guī)則碎塊狀。形成條件：切削脆性材料，如鑄鐵、黃銅等。特點(diǎn)：切削力幅值較小但波動(dòng)幅度大，易產(chǎn)生振動(dòng)，已加工表面粗糙度較大。

二、切屑的類型4、崩碎切屑外形特征：刀屑呈不規(guī)則碎塊狀。69§1-4切削力與切削熱切削力的分析及計(jì)算影響切削力的因素

切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)影響切削溫度的因素

§1-4切削力與切削熱切削力的分析及計(jì)算70一、切削力

1.切削力的來源變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的彈性變形抗力和塑性變形抗力

切屑、工件與刀具間的摩擦力。

切削時(shí)，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形成為切屑所需要的力稱為切削力。一、切削力1.切削力的來源變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的彈性變形抗力71一、切削力

2.切削力的分解切削力Fc

切于過渡表面，并垂直于基面。進(jìn)給力Ff

處于基面內(nèi)與進(jìn)給方向相反。背向力Fp

處于基面內(nèi)并垂直于進(jìn)給方向。

為了便于分析切削力的作用和測量、計(jì)算切削力的大小,通常將合力Fr分解為相互垂直的三個(gè)分力：切削力Fc、進(jìn)給力Ff、背向力Fp。一、切削力2.切削力的分解切削力Fc

切于過渡表面72一、切削力

3.切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式一、切削力3.切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式73一、切削力

4.影響切削力的因素材料的強(qiáng)度、硬度越高，則屈服強(qiáng)度越高，切削力越大。在強(qiáng)度、硬度相近的情況下，材料的塑性、韌性越大，則刀具前面上的平均摩擦系數(shù)越大，切削力也就越大。

主要有四個(gè)方面：工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)及其它方面的因素。

1）工件材料一、切削力4.影響切削力的因素材料的強(qiáng)度、硬度越高，74一、切削力

4.影響切削力的因素背吃刀量ap增大，切削力增大。進(jìn)給量f增大，切削力增大，但比ap影響小。

實(shí)際加工中，加大f比加大ap有利。

1）工件材料2）切削用量一、切削力4.影響切削力的因素背吃刀量ap增大，切削75一、切削力

4.影響切削力的因素背吃刀量ap進(jìn)給量f切削速度VC:

1）工件材料2）切削用量

a.切削速度在5～20m/min區(qū)域內(nèi)增加時(shí)，積屑瘤高度逐漸增加，切削力減??；b.切削速度在20～35m/min范圍內(nèi)增加，積屑瘤逐漸消失，切削力增加；c.在切削速度大于35m/min時(shí)，由于切削溫度上升，摩擦系數(shù)減小，切削力下降。d.一般切削速度超過90m/min時(shí)，切削力無明顯變化。e.在切削脆性金屬材料時(shí)，因塑性變形很小，刀屑界面上的摩擦也很小，所以切削速度Vc對(duì)切削力Fc無明顯影響。一、切削力4.影響切削力的因素背吃刀量ap1）工76一、切削力

4.影響切削力的因素背吃刀量ap進(jìn)給量f切削速度:

1）工件材料2）切削用量

在實(shí)際生產(chǎn)中，如果刀具材料和機(jī)床性能許可，采用高速切削，既能提高生產(chǎn)效率，又能減小切削力。一、切削力4.影響切削力的因素背吃刀量ap1）工77一、切削力

4.影響切削力的因素前角:γo↑→切削變形↓→切削力↓（塑性材料）。負(fù)倒棱：增加了負(fù)倒棱前角(負(fù)前角)參加切削，負(fù)前角的絕對(duì)值↑→切削變形程度↑→切削力↑。

1）工件材料

2）切削用量3）刀具幾何參數(shù)一、切削力4.影響切削力的因素前角:γo↑→切削78一、切削力

4.影響切削力的因素

主偏角：Kr↑→FP↓,Ff↑

1）工件材料

2）切削用量3）刀具幾何參數(shù)FP=FDcosKrFf=FDsinKr一、切削力4.影響切削力的因素主偏角：Kr↑→79一、切削力

4.影響切削力的因素刀尖圓弧半徑：

rε↑→切削刃長度↑→切削變形↑→切削力↑。

rε↑→主偏角平均值↓,使Fp↑、Ff↓。

1）工件材料

2）切削用量3）刀具幾何參數(shù)一、切削力4.影響切削力的因素刀尖圓弧半徑：180一、切削力

4.影響切削力的因素

刀具材料、刀具磨損、切削液等對(duì)切削力的大小都有一定的影響。

1）工件材料

2）切削用量

3）刀具幾何參數(shù)4）其它因素一、切削力4.影響切削力的因素刀具材料、刀81二、切削熱和切削溫度

切削熱是切削過程的重要物理現(xiàn)象之一。由它引起的切削溫度的升高會(huì)影響刀具磨損和耐用度，同時(shí)抑制了切削速度的提高，還將導(dǎo)致工件、機(jī)床，刀具和夾具的熱變形，降低零件的加工精度和表面質(zhì)量。

切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)切削溫度的分布影響切削溫度的因素二、切削熱和切削溫度切削熱是切削過程的重要物理現(xiàn)象82二、切削熱和切削溫度

1.切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)二、切削熱和切削溫度1.切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)83二、切削熱和切削溫度

2.切削溫度及分布

切削溫度是指前刀面與切屑接觸區(qū)內(nèi)的平均溫度。

切削塑性材料時(shí)，溫度最高點(diǎn)不在切削刃的刀尖上，而是位于距離刀尖有一小段距離的位置。切削脆性材料時(shí)，第三變形區(qū)產(chǎn)生的熱量是主要的，熱量集中在刀尖處，刀尖接近后刀面的位置切削溫度最高。二、切削熱和切削溫度2.切削溫度及分布切削溫度是指84二、切削熱和切削溫度

3.影響切削溫度的主要因素

1）切削用量的影響

以硬質(zhì)合金切削45鋼為例，其切削溫度經(jīng)驗(yàn)公式如下：

由公式可見，切削速度的影響最大，背吃刀量的影響最小。

二、切削熱和切削溫度3.影響切削溫度的主要因素1）85二、切削熱和切削溫度

3.影響切削溫度的主要因素

1）切削用量的影響2）刀具幾何參數(shù)的影響

影響最明顯的因素是前角γo和主偏角κr，其次是刀尖圓弧半徑rε。前角γo↑→切削溫度↓。但前角不能太大，否則刀具切削部分的鍥角過小，容熱、散熱體積減小，切削溫度反而上升。主偏角κr↑→切削刃工作接觸長度↓，切削寬度bD↓，散熱條件變差，故切削溫度↑。增大刀尖圓弧半徑能增大散熱面積，降低切削溫度。

二、切削熱和切削溫度3.影響切削溫度的主要因素1）86二、切削熱和切削溫度

3.影響切削溫度的主要因素

1）切削用量的影響

2）刀具幾何參數(shù)的影響3）刀具磨損的影響

刀具主后面磨損時(shí)，后角減小，后面與工件間摩擦加劇,切削溫度增大。刃口磨損時(shí)，切屑形成過程的塑性變形加劇，使切削溫度增大二、切削熱和切削溫度3.影響切削溫度的主要因素1）87二、切削熱和切削溫度

3.影響切削溫度的主要因素

1）切削用量的影響

2）刀具幾何參數(shù)的影響

3）刀具磨損的影響

4）工件材料的影響材料的強(qiáng)度、硬度越高，則切削抗力越大，消耗的功越多，產(chǎn)生的熱就越多；導(dǎo)熱系數(shù)越小，傳散的熱越少，切削區(qū)的切削溫度就越高。二、切削熱和切削溫度3.影響切削溫度的主要因素1）88二、切削熱和切削溫度

3.影響切削溫度的主要因素

1）切削用量的影響

2）刀具幾何參數(shù)的影響工件材料

3）刀具磨損的影響4）工件材料的影響

5）切削液的影響利用切削液的潤滑功能降低摩擦系數(shù)，減少切削熱的產(chǎn)生；利用切削液的冷卻功用吸收大量的切削熱。采用切削液是降低切削溫度的重要措施。

二、切削熱和切削溫度3.影響切削溫度的主要因素1）89§1-5

刀具磨損和耐用度

刀具磨損的形式刀具磨損的原因

刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具耐用度

切削過程中，刀具本身要發(fā)生磨損或破損。

磨損是連續(xù)的、逐漸的過程；

破損是隨機(jī)的、突發(fā)的破壞。

刀具磨損使加工工件尺寸精度受到影響，同時(shí)切削條件變壞，表面質(zhì)量也會(huì)惡化。

§1-5

刀具磨損和耐用度刀具磨損的形式切削過90一、刀具磨損的形式

1.刀具的磨損（正常磨損）

1）前刀面磨損

切削塑性材料，切削速度、切削厚度較大時(shí)，在前刀面上磨出一個(gè)月牙洼。一、刀具磨損的形式1.刀具的磨損（正常磨損）191一、刀具磨損的形式

1.刀具的磨損（正常磨損）1）前刀面磨損2）后刀面磨損

加工脆性材料或在切削速度較低、切削厚度較?。╤D＜0.1mm），由于前刀面上刀屑間的作用相對(duì)較弱，主要發(fā)生后刀面磨損。一、刀具磨損的形式1.刀具的磨損（正常磨損）1）前刀面磨損92一、刀具磨損的形式

1.刀具的磨損（正常磨損）

1）前刀面磨損

2）后刀面磨損

前刀面和后刀面同時(shí)磨損

一般在以中等切削用量加工塑性金屬材料時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種形式磨損。一、刀具磨損的形式1.刀具的磨損（正常磨損）193一、刀具磨損的形式

1.刀具的磨損（正常磨損）

1）前刀面磨損

2）后刀面磨損

3）邊界磨損

切削鋼材時(shí)，常在主切削刃靠近工件外皮處以及刀尖處的后刀面上，磨出較深的溝紋，這就是邊界磨損。加工鑄、鍛件等外皮粗糙的工件，也容易發(fā)生邊界磨損。

一、刀具磨損的形式1.刀具的磨損（正常磨損）194一、刀具磨損的形式

2.刀具的破損（非正常磨損）

刀具在切削過程中突然或過早產(chǎn)生損壞。脆性破損：在振動(dòng)、沖擊切削條件的作用下，刀具尚未發(fā)生明顯磨損（VB≤0.1mm），但刀具切削部分卻出現(xiàn)了刀刃微崩或刀尖崩碎、刀片或刀具折斷、表層剝落、熱裂紋等現(xiàn)象，使刀具不能繼續(xù)工作，這種破損稱為脆性破損。塑性破損：切削時(shí)，刀具由于高溫高壓的作用，使刀具前、后刀面的材料發(fā)生塑性變形，刀具喪失切削能力，這種破損稱為塑性破損。一、刀具磨損的形式2.刀具的破損（非正常磨損）刀具95二、刀具磨損的原因

1.磨料磨損

主要是機(jī)械磨損，熱、化學(xué)磨損。

工件、切屑中的硬質(zhì)點(diǎn)（碳化物、氮化物、氧化物等）、積屑瘤碎片等劃擦刀具表面造成磨損。

低速切削時(shí)的主要磨損原因。

2.黏結(jié)磨損

切屑材料與刀具在壓力和摩擦條件下發(fā)生冷焊黏結(jié)，帶走刀具材料，產(chǎn)生表面破壞傷痕。

在形成不穩(wěn)定積屑瘤的條件下，黏結(jié)磨損較為嚴(yán)重。

二、刀具磨損的原因1.磨料磨損主要是機(jī)械磨損，熱、96二、刀具磨損的原因

3.擴(kuò)散磨損

工件、刀具材料在高溫條件下相互擴(kuò)散，造成刀具磨損。

擴(kuò)散磨損是硬質(zhì)合金刀具的主要磨損原因之一。

4.化學(xué)磨損

高溫下刀具材料與周圍介質(zhì)起化學(xué)作用，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物，被切屑或工件擦掉而形成磨損。

在高速切削時(shí)，產(chǎn)生邊界磨損的主要原因。二、刀具磨損的原因3.擴(kuò)散磨損工件、刀具材料在高97二、刀具磨損的原因

切削速度對(duì)刀具磨損強(qiáng)度的影響

1-磨料磨損2-粘結(jié)磨損3-擴(kuò)散磨損4-化學(xué)磨損二、刀具磨損的原因切削速度對(duì)刀具磨損強(qiáng)度的影響98三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

1.刀具磨損過程

初期磨損階段、正常磨損階段、劇烈磨損階段。

實(shí)際生產(chǎn)中，必須控制刀具不進(jìn)入劇烈磨損階段。三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)1.刀具磨損過程初期磨99三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

含義：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)。

具體衡量方法：1）ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定統(tǒng)一以1/2背吃刀量處的后刀面上測定的磨損帶寬度（VB）作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)含義：100三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

含義：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)。

具體衡量方法：1）ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定統(tǒng)一以1/2背吃刀量處的后刀面上測定的磨損帶寬度（VB）作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。2）自動(dòng)化生產(chǎn)中的精加工刀具，常以沿工件徑向的刀具磨損尺寸（NB）作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，稱為徑向磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)含義：101三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的具體數(shù)值可從切削用量手冊(cè)中查得。例如，ISO推薦的車刀耐用度試驗(yàn)的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：

硬質(zhì)合金刀具：VB=0.3mm；VBmax=0.6mm；KT=0.06+0.3f。三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的具體102三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮的因素：工藝系統(tǒng)剛性：工藝系統(tǒng)剛性差，VB應(yīng)取較小數(shù)值。工件材料：一般材料，VB可取較大值；難加工材料（如高溫合金、不銹鋼、鈦合金等），VB應(yīng)取較小數(shù)值。加工精度和表面質(zhì)量：加工精度和表面質(zhì)量要求高時(shí)，VB應(yīng)取小值。工件尺寸：加工大型工件時(shí)，為避免頻繁換刀，VB應(yīng)取大值。三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定磨103四、刀具耐用度

1.定義

刀具耐用度是指刃磨后的刀具從開始切削到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)(VB、NB)為止所用的切削時(shí)間。用T表示，單位：min。刀具耐用度是衡量刀具材料切削性能、工件材料的切削加工性及刀具幾何參數(shù)是否合理的重要參數(shù)。四、刀具耐用度1.定義刀具耐用度是指刃磨后的刀具從104四、刀具耐用度

2.影響刀具耐用度的因素刀具幾何參數(shù)合理選擇刀具幾何參數(shù)能提高刀具壽命。刀具材料

合理選用刀具材料，采用涂層刀具材料和使用新型刀具材料，是提高刀具壽命和切削速度的重要途徑之一。工件材料

工件材料的物理力學(xué)性能也是影響刀具壽命的重要因素，工件材料的強(qiáng)度、硬度和韌性越高，延伸率越小，切削時(shí)均能使切削溫度升高，刀具壽命降低。切削用量

切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量是影響刀具耐用度的重要因素。

四、刀具耐用度2.影響刀具耐用度的因素刀具幾何參數(shù)合理選105四、刀具耐用度

3.切削用量與刀具耐用度的關(guān)系1）切削速度與刀具耐用度的關(guān)系在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上的T—v曲線為直線：LgVc=-mlgT+lgC0式中，m=tgφ，即該直線的斜率；C0—當(dāng)T＝1s（或1min）時(shí)直線在縱坐標(biāo)上的截距。

Vc·Tm=C0

四、刀具耐用度3.切削用量與刀具耐用度的關(guān)系1）切削速度106四、刀具耐用度

3.切削用量與刀具耐用度的關(guān)系1）切削速度與刀具耐用度的關(guān)系Vc·Tm=C0

T-V關(guān)系式反映了切削速度與刀具耐用度之間的關(guān)系,指數(shù)m表示切削速度對(duì)刀具耐用度的影響程度。高速鋼：m=0.1-0.125；硬質(zhì)合金：m=0.2-0.3;陶瓷刀具：m=0.4。

切削速度增大，刀具耐用度降低。且m越小，直線越平，刀具耐用度對(duì)切削速度變化越敏感。

四、刀具耐用度3.切削用量與刀具耐用度的關(guān)系1）切削速度107四、刀具耐用度

3.切削用量與刀具耐用度的關(guān)系2）進(jìn)給量、被吃刀量與刀具耐用度的關(guān)系

f·Tm1=C1

，ap·Tm2=C2進(jìn)給量、背吃刀量增大，刀具耐用度降低。

1）切削速度與刀具耐用度的關(guān)系Vc·Tm=C0

四、刀具耐用度3.切削用量與刀具耐用度的關(guān)系2）進(jìn)給量、108四、刀具耐用度

3.切削用量與刀具耐用度的關(guān)系

綜合以上三式，可以得到切削用量三要素與耐用度的關(guān)系:

例如，用YT15硬質(zhì)合金車刀切削σb＝637MPa的碳鋼時(shí)，切削用量與刀具壽命的關(guān)系式為：

顯然，ap的指數(shù)最小，對(duì)T的影響最小，f次之，Vc的指數(shù)最大，對(duì)T的影響最大。若T給定，就存在ap、f、Vc的最優(yōu)組合問題（即切削用量的選擇）。

四、刀具耐用度3.切削用量與刀具耐用度的關(guān)系綜合以109四、刀具耐用度

4.刀具耐用度的選擇

根據(jù)切削過程的優(yōu)化指標(biāo)：單件平均生產(chǎn)時(shí)間tW、單件平均加工成本C、平均利潤率Pr,可分別計(jì)算出三種刀具耐用度。

1）最大生產(chǎn)率耐用度TP

2）最低成本耐用度TC

3）最大利潤耐用度TPr當(dāng)銷售價(jià)格大于生產(chǎn)成本是時(shí)：

TC≥TPr＞TP四、刀具耐用度4.刀具耐用度的選擇根據(jù)切削過程的110四、刀具耐用度

4.刀具耐用度的選擇最大生產(chǎn)率耐用度TP產(chǎn)品急需情況；最低成本耐用度TC產(chǎn)品研發(fā)試制階段或滯銷情況；最大利潤耐用度TPr產(chǎn)品供不應(yīng)求的情況。TC≥TPr＞TP具體考慮的因素：刀具成本低，耐用度低；反之耐用度高。安裝、調(diào)整復(fù)雜的刀具，耐用度要高。加工大型工件，耐用度要高。四、刀具耐用度4.刀具耐用度的選擇最大生產(chǎn)率耐用度TP111§1-6

工件材料的切削加工性

含義：

工件材料切削加工性是指對(duì)某種材料進(jìn)行切削加工的難易程度?！?-6

工件材料的切削加工性含義：112一、材料切削加工性的衡量指標(biāo)1.衡量指標(biāo)

1）以一定耐用度下的切削速度vT衡量加工性；2）以加工表面質(zhì)量衡量加工性；3）以切削力或切削溫度衡量加工性；4）以切屑控制或斷屑的難易衡量加工性。

一般生產(chǎn)中，常以保證刀具一定耐用度下的切削速度vT作為衡量材料切削加工性的指標(biāo)。

當(dāng)?shù)毒吣陀枚萒=60min時(shí)，允許的切削速度VT[記作V60]的高低來評(píng)定材料的加工性。難加工材料可取T=30min或T=15min，相應(yīng)的VT[記作V30或V15]。

一、材料切削加工性的衡量指標(biāo)1.衡量指標(biāo)1）以一定耐用度113一、材料切削加工性的衡量指標(biāo)

1.材料的相對(duì)加工性

以σb＝637MPa的45鋼的V60為基準(zhǔn)[記作(V60)j]，將某種材料的V60與其相比，比值稱為該材料相對(duì)加工性。

即：Kr=V60/(V60)j當(dāng)Kr＞1時(shí)，該材料比45鋼容易切削，例如有色金屬Kr＞3；

當(dāng)Kr＜1時(shí)，該材料比45鋼難切削，例如高錳鋼、鈦合金Kr≤0.5，均屬難加工材料。一、材料切削加工性的衡量指標(biāo)1.材料的相對(duì)加工性114二、改善材料切削加工性的途徑1.調(diào)整材料的化學(xué)成分；2.進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚?.選擇好的材料狀態(tài)（毛坯）生產(chǎn)實(shí)際中，熱處理是最常用的處理方法。二、改善材料切削加工性的途徑1.調(diào)整材料的化學(xué)成分；生產(chǎn)實(shí)際115§1-7

切削條件的選擇

合理的切削條件是保證加工質(zhì)量、獲得高生產(chǎn)率和低加工成本的前提。主要包括以下幾方面：

1.刀具材料的選擇2.刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇3.刀具耐用度的選擇4.切削用量的選擇5.切削液的選用§1-7

切削條件的選擇合理的切削條件是保證加工質(zhì)量116一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇117一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

1.前角γo

前角的功用

控制切削變形和切削力，同時(shí)也影響刀具的散熱和強(qiáng)度。前角加大會(huì)降低切削變形和切削力、切削熱的產(chǎn)生，但也使刀尖強(qiáng)度下降，散熱條件惡化。此外，也影響切屑形態(tài)和斷屑效果，以及加工表面質(zhì)量。一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇1.前角γo前角的功用118一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

1.前角γo

前角的選擇工件材料：加工脆性材料，變形不大，取較小的前角；加工塑性材料，取大前角。工件強(qiáng)度、硬度高，取小前角。刀具材料：硬質(zhì)合金刀具強(qiáng)度、韌性差，不耐沖擊，取小前角（5～15°）；高速鋼刀具可取大前角。刀具承受沖擊載荷，應(yīng)取較小的前角。工藝系統(tǒng)剛度低，易振動(dòng)，應(yīng)加大前角，以降低切削力。自動(dòng)線上為保證可靠性，應(yīng)取較小的前角。成形刀具、前角影響切削刃形狀的刀具(銑刀和齒輪刀等)，常取較小的前角。一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇1.前角γo前角的選擇119一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

2.后角αo

后角的功用

減少后刀面與加工表面間的摩擦，同時(shí)也影響刀具的強(qiáng)度和散熱條件。后角加大，可使切削刃更鋒利；在相同磨鈍標(biāo)準(zhǔn)VB下，可以延長刀具使用時(shí)間。一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇2.后角αo后角的功用120一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

2.后角αo

后角的選擇精加工時(shí)，切削力和溫度條件不嚴(yán)重，提高加工表面質(zhì)量應(yīng)以減小摩擦為主，宜取較大的后角（8～12°）；粗加工時(shí)，為提高強(qiáng)度，應(yīng)取較小的后角（6°）工件材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，為保證切削刃強(qiáng)度，宜取小后角；工件材料軟、塑性大，后刀面摩擦嚴(yán)重影響加工表面質(zhì)量和刀具的磨損，應(yīng)加大后角；加工脆性材料，應(yīng)取較小后角。工藝系統(tǒng)剛性差，易振動(dòng)，應(yīng)減小后角，增加阻尼。有尺寸精度要求的刀具（定尺寸刀具），宜取小后角，減小重磨后尺寸的變化。一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇2.后角αo后角的選擇121一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

2.后角αo

后角的選擇后角大、小對(duì)刀具磨損、刃磨的影響一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇2.后角αo后角的選擇122一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

3.刃傾角λs一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇3.刃傾角λs123一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

3.刃傾角λs一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇3.刃傾角λs124一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

3.刃傾角λs一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇3.刃傾角λs125一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

4.主偏角κr

一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇4.主偏角κr126一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇

5.副偏角κr'一、刀具幾何參數(shù)（角度）的選擇5.副偏角κr'127二、切削用量的選擇

二、切削用量的選擇128三、切削液的選用

主要從以下幾方面考慮切削液的選用1.工件材料

塑性材料、脆性材料2.刀具

硬質(zhì)合金刀具、高速鋼刀具、碳素工具鋼3.加工方法

切削加工（鉆、鉸、攻絲）、成形加工（齒輪刀具）、磨削4.加工要求

粗加工、精加工三、切削液的選用主要從以下幾方面考慮切削液的選用129第1章金屬切削原理第1章金屬切削原理130§1-1基本定義1.金屬切削過程

刀具從工件上切除多余的金屬的過程，并使工件得到符合圖紙要求的尺寸、形狀和表面質(zhì)量。

必須具備以下三個(gè)條件：

1.工件和刀具之間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)及，即切削運(yùn)動(dòng)；2.刀具材料必須具備一定的切削性能；

3.刀具必須有合理的幾何參數(shù)，即切削角度等?！?-1基本定義1.金屬切削過程

刀具從131一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量1.工件加工表面

待加工表面已加工表面過渡表面（切削表面）

在切削過程中，工件上存在三個(gè)不斷變化的表面：一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量1.工件加工表面待加工表面132一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)通常，切削運(yùn)動(dòng)按其作用可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的向量和，稱為合成切削運(yùn)動(dòng)。

工件和刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)通常，切削運(yùn)動(dòng)按其作用可分133一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切除工件或毛坯上多余金屬，形成工件新表面所必須的基本運(yùn)動(dòng)。方向：在不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的條件下，切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向。特點(diǎn)：速度高、消耗功率最大；主運(yùn)動(dòng)只有且必須有一個(gè)。一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切除工134一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)依次地或連續(xù)不斷地切除金屬,形成已加工表面的附加運(yùn)動(dòng)。方向：在不考慮主運(yùn)動(dòng)的條件下，切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向（進(jìn)給方向）。特點(diǎn)：速度低、消耗功率?。贿M(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)依次地或135一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)不同切削加工的切削運(yùn)動(dòng)

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)不同切削加工的切削運(yùn)動(dòng)136一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.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)合成運(yùn)動(dòng)方向。合成切削運(yùn)動(dòng)是同時(shí)存在的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)。

Ve=Vc+Vf一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)方向：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于137一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)角φ瞬時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。合成切削速度角η瞬時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向與合成切削運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角。一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)角φ合成切削速度角138一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量2.切削運(yùn)動(dòng)139一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

切削用量三要素：切削速度進(jìn)給速度（進(jìn)給量）背吃刀量

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量切削用量三要素：140一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

1）切削速度Vc切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件沿主運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)速度。單位：m/s或m/min（r/s或r/min)一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量1）切削速度141一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

2）進(jìn)給速度Vf切削切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)速度。單位：mm/s或m/min一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量2）進(jìn)給速度Vf142一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

2）進(jìn)給速度Vf進(jìn)給量f：工件或刀具每回轉(zhuǎn)一周或往返一個(gè)行程時(shí)，兩者沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移。單位：mm/r或mm/d?str（doublestroke雙行程）

例如，車削時(shí)進(jìn)給速度Vf=f·n每齒進(jìn)給量fz：在用多刃刀具進(jìn)行切削時(shí)，后一個(gè)刀齒相對(duì)前一個(gè)刀齒的進(jìn)給量。f=z·fz，單位：mm/齒

例如，銑削時(shí)進(jìn)給速度為Vf=f·n=z?fz?n

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量2）進(jìn)給速度Vf進(jìn)143一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量

3）背吃刀量ap（在基面上）垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向測量的切削層最大尺寸。單位：mm

例如，外圓車削:ap＝(dw-dm)/2

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量3.切削用量3）背吃刀量ap144二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素

刀具由工作部分和非工作部分構(gòu)成。以外圓車刀為例來介紹其幾何參數(shù)。

“三面”“兩刃”“一尖”二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素刀具由工145二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素

刀具由工作部分和非工作部分構(gòu)成。（1）前刀面Aγ

切屑流過的刀面。（2）主后刀面Aα

與工件正在被切削加工的表面（過渡表面）相對(duì)的刀面。（3）副后刀面Aα′

與工件已切削加工的表面相對(duì)的刀面。二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素刀具146二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素

刀具由工作部分和非工作部分構(gòu)成。（4）主切削刃S

前面與主后面在空間的交線。（5）副切削刃S′前面與副后面在空間的交線。二、刀具幾何參數(shù)1.刀具切削部分的組成要素刀具由工147二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系用于定義和規(guī)定刀具角度的各基準(zhǔn)坐標(biāo)面稱為參考系。

參考系可分為：刀具靜止參考系：在設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量時(shí)，用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為刀具靜止參考系或標(biāo)注角度參考系。在該參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。

刀具工作參考系：在考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的合成切削運(yùn)動(dòng)和刀具實(shí)際安裝情況下的參考系稱為刀具工作參考系。在該參考系中的角度稱為刀具的工作角度。

二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系用于定義和規(guī)定刀具148二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系

最常用的刀具標(biāo)注角度參考系正交平面參考系法平面參考系假定工作平面與背平面參考系二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系最常用的刀具標(biāo)149二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系

1）正交平面參考系

組成：基面Pr

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面（底面）。切削平面Ps通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面并與主切削刃相切的平面。

正交平面Po

通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削平面垂直的平面。

二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系1）正交平面參考系150二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系2）法平面參考系組成：基面Pr切削平面Ps

法平面Pn

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于主切削刃或其切線的平面。

二、刀具幾何參數(shù)2.定義刀具角度的參考系2）法平面參考系1512.定義刀具角度的參考系3）假定工作平面與背平面參考系組成：基面Pr

假定工作平面Pf通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)基面且平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面。背平面Pp

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)基面且垂直于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面。

2.定義刀具角度的參考系3）假定工作平面與背平面參考系組152二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度以外圓車刀在正交平面參考系中的角度為例

（1）主偏角κr

主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度Vf方向之間的夾角。（2）副偏角κr′副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf反方向之間的夾角。（3）刀尖角εr

主、副切削刃在基面上的投影之間的夾角，它是派生角度。εr=180°-(κr＋κr′)。εr是標(biāo)注角度是否正確的驗(yàn)證公式之一。

1）基面中測量的刀具角度

二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度以外圓車刀在正交平面參考系153二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度154二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

2）切削平面中測量的刀具角度（1）刃傾角λs

主切削刃與基面之間的夾角。

在切削平面內(nèi)標(biāo)注或測量，但有正、負(fù)之分。當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)λs=0°；當(dāng)?shù)都恻c(diǎn)相對(duì)基面處于主切削刃上的最高點(diǎn)時(shí)λs＞0°；反之，λs≤0°。

二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

2）切削平面中測量155二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度156二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

3）正交平面中測量的刀具角度(1)前角γo

前刀面與基面之間的夾角。(2)后角αo

后刀面與切削平面之間的夾角。(3)楔角βo

前刀面與后刀面之間的夾角。

楔角是個(gè)派生角。它與前角、后角有如下的關(guān)系：βo＝90°－(γo＋αo)，βo也是判斷標(biāo)注是否正確的驗(yàn)證式之一。

二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

3）正交平面中測量157二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度158二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

4）其它角度

（1）副后角αo′在通過副切削刃上選定點(diǎn)的正交平面po′內(nèi)的副后刀面與副切削平面之間的夾角。

（2）余偏角ψr

主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向垂線之間的夾角，ψr=90°-κr。二、刀具幾何參數(shù)3.刀具的標(biāo)注角度

4）其它角度159二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

刀具在工作狀態(tài)下的切削角度（即工作角度），應(yīng)該考慮包括進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的合成切削運(yùn)動(dòng)和刀具的實(shí)際安裝情況，因而它的參考系也就不同于標(biāo)注角度參考系，各參考平面的空間位置也相應(yīng)的有所改變。二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度刀具在工作狀態(tài)下160二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

基面Pre

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)合成切削速度方向的平面?；鍼r

通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面（底面）。合成切削速度角η二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度基面Pre

通過切削刃上161二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響

二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀162二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響

當(dāng)橫向進(jìn)給量f一定時(shí)，切削刃愈接近工件中心，α值愈小，η值急劇增大，工作后角αoe將變?yōu)樨?fù)值。因此，對(duì)于橫向切削不宜選用過大的進(jìn)給量f，并應(yīng)適當(dāng)加大刀具標(biāo)注后角αo。二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度1）橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀163二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

2）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響

二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度2）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀164二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

3）刀具安裝高度工作角度的影響

二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度3）刀具安裝高度工作165二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

3）刀具安裝高度工作角度的影響二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度3）刀具安裝高度工作166二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度

4）刀桿安裝偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響二、刀具幾何參數(shù)4.刀具的工作角度4）刀桿安裝偏斜對(duì)工167三、切削層參數(shù)

切削層是指在切削過程中，由刀具在切削部分的一個(gè)單一動(dòng)作（或指切削部分切過工件的一個(gè)單程，或指只產(chǎn)生一圈過渡表面的動(dòng)作）所切除的工件材料層。

三、切削層參數(shù)切削層是指在切削過程中，由刀具168三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。hD＝f?sinκr切削層寬度bD

平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。bD＝ap／sinκr切削層橫截面積AD

在切削層參數(shù)平面內(nèi)度量的橫截面積。AD＝hD?bD=ap?f

上述公式中可看出hD、bD均與主偏角有關(guān)，但切削層橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關(guān)。三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面169三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。hD＝f?sinκr切削層寬度bD

平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。bD＝ap／sinκr切削層橫截面積AD

在切削層參數(shù)平面內(nèi)度量的橫截面積。AD＝hD?bD=ap?f

上述公式中可看出hD、bD均與主偏角有關(guān)，但切削層橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關(guān)。三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面170三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。hD＝f?sinκr切削層寬度bD

平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數(shù)。bD＝ap／sinκr切削層橫截面積AD

在切削層參數(shù)平面內(nèi)度量的橫截面積。AD＝hD?bD=ap?f

上述公式中可看出hD、bD均與主偏角有關(guān)，但切削層橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關(guān)。三、切削層參數(shù)切削層厚度hD垂直于正在加工的表面（過渡表面171§1-2刀具材料刀具材料通常是指刀具切削部分的材料。加工質(zhì)量、加工效率、加工成本，在很大程度上取決于刀具材料的合理選擇。因此，材料、結(jié)構(gòu)和幾何形狀是決定刀具切削性能的主要因素。金屬切削過程除了要求刀具具有適當(dāng)?shù)膸缀螀?shù)外，還要求刀具材料具備一定性能?！?-2刀具材料刀具材料通常是指刀具切削部分的材料。172硬度：必須高于工件的硬度，一般常溫硬度不低于HRC62；強(qiáng)度和韌性：能夠承受切削中的壓力、沖擊和振動(dòng)，避免崩刃和折斷。耐磨性：通常硬度高則耐磨；耐熱性（熱硬性）：在高溫下保持較高硬度、耐磨性、硬度和沖擊韌性；化學(xué)穩(wěn)定性：高溫下抗氧化、抗黏結(jié)和擴(kuò)散；一、刀具材料應(yīng)具備的性能硬度：必須高于工件的硬度，一般常溫硬度不低于HRC62；一173導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱系數(shù)大、散熱性好，可降低切削區(qū)溫度，延長刀具壽命；熱變形：熱膨脹系數(shù)小、熱變形小，有利于工件尺寸精度的穩(wěn)定；工藝性：加工性好，如鍛、焊接、熱處理、機(jī)加工；經(jīng)濟(jì)性：資源豐富，價(jià)格低廉。一、刀具材料應(yīng)具備的性能

導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱系數(shù)大、散熱性好，可降低切削區(qū)溫度，延長刀具壽命174早期的刀具材料

主要是高碳鋼，現(xiàn)在仍用于低速刀具，