金屬切削的基本要素

第一章金屬切削加工的基礎知識第一節(jié)切削運動和切削要素第二節(jié)刀具的結構和幾何角度第三節(jié)切削層參數(shù)與切削方式第四節(jié)刀具材料第一節(jié)切削運動和切削要素一、零件表面的種類及組成第一節(jié)切削運動和切削要素一、零件表面的種類及組成第一節(jié)切削運動和切削要素一、零件表面的種類及組成完成切削加工必須具備的兩個條件：切削刀具與工件之間必須有一定的相對運動；切削刃有一定的形狀。二、切削運動分析切削運動直線運動旋轉運動主運動：直接切除工件上的切削層，使之變?yōu)榍行?，以形成工件新表面的運動。通常用切削速度Vc(m/s)表示。特點：速度高、功耗大、只能有一個。進給運動：不斷地把切削層投入切削的運動。通常用Vf、f或fz

表示。特點：速度低、功耗小、可以是斷續(xù)運動、可以有多個。合成切削運動：主運動和進給運動合成的運動。用Ve表示。二、切削運動分析二、切削運動分析三、切削用量三要素切削速度：(Vc)“切削刃選定點相對與工件主運動的瞬時速度”。通常以最大線速度為準。主運動是旋轉運動時：主運動是直線運動時：進給量：(f)背吃刀量：(ap)三、切削用量三要素切削速度切削速度：(Vc)進給量：(f)背吃刀量：(ap)“工件或刀具每轉一轉時，兩者沿進給方向的相對位移”。vf(mm/s),f(mm/r),fz(mm/z)三、切削用量三要素進給量切削速度：(Vc)進給量：(f)背吃刀量：(ap)“工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離”。對于外圓車削：三、切削用量三要素背吃刀量第二節(jié)刀具的結構和幾何角度一、刀具切削部分的結構要素歸結起來：“三面兩刃一尖”前刀面Ar后刀面Aα副后刀面Aα’交線交線主切削刃s副切削刃s’刀尖連接部分第二節(jié)刀具的結構和幾何角度二、刀具標注角度參考系前提條件：

不考慮進給運動；車刀刀尖與工件中心等高；刀桿中心線與進給方向垂直；刀具的安裝面與基面Pr平行。正交平面參考系：基面Pr：“通過主切削刃上選定點垂直于主運動方向的平面”切削平面Ps：“通過主切削刃上選定點，與切削刃相切并垂直于基面的平面”。正交平面參考系：正交平面（主剖面）Po：“通過主切削刃上選定點，并同時垂直于基面和切削平面的平面”。正交平面參考系：在基面內(nèi)測量的角度：主偏角：“主切削刃在基面上的投影與進給方向的夾角”。三、刀具的標注角度在基面內(nèi)測量的角度：副偏角：“副切削刃在基面上的投影與進給方向的夾角”。三、刀具的標注角度在基面內(nèi)測量的角度：刀尖角：“主切削刃與副切削刃之間的夾角”。εr=180o-(Кr+Кr’)三、刀具的標注角度三、刀具的標注角度在正交平面內(nèi)測量的角度：在正交平面內(nèi)：前角：γo“前刀面與基面之間的夾角”。后角：αo“后刀面與切削平面的夾角”三、刀具的標注角度在切削平面內(nèi)：刃傾角：λS“主切削刃與基面之間的夾角”三、刀具的標注角度四、刀具的工作角度四、刀具的工作角度假定工作平面（進給剖面）Pf：“通過主切削刃上選定點，平行于進給方向并垂直于基面的平面”假定工作平面參考系：假定工作平面參考系：背平面（切深剖面）Pp:“通過主切削刃上選定點，同時垂直于基面和假定工作平面的平面”。第三節(jié)切削層參數(shù)一、切削層參數(shù)

“刀具沿進給方向移動一個進給量f，由一個刀齒正在切削著的金屬層”。切削層的大小和形狀直接影響：①刀具切削部分承受的載荷大?。虎跊Q定了切屑的尺寸和形狀。

第三節(jié)切削層參數(shù)切削層截面尺寸稱為切削層參數(shù)。切削層參數(shù)通常在垂直于主運動方向的基面內(nèi)測量。

第三節(jié)切削層參數(shù)第四節(jié)刀具材料一、刀具材料應具備的基本性能：高的硬度：必須高于工件硬度，通常應在60HRC以上；足夠的強度和韌性；較高的耐磨性；較高的耐熱性；良好的導熱性和工藝性。二、常用刀具材料高速鋼（1900年首次使用）基本性能：

硬度：62～65HRC

耐熱性：500～600℃

切削速度：V<30m/min

工藝性好，適用于制造復雜刀具。常用牌號：W18Cr4VW6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2Al普通高速鋼(屬鎢系高速鋼)，國內(nèi)使用最為普遍。主要用于制造鉆頭、鉸刀、銑刀、拉刀、絲錐、齒輪刀具等。普通高速鋼(屬鎢鉬系高速鋼)。碳化物分布的均勻性、韌性和高溫塑性均勝過W18Cr4V，但可磨性不如W18Cr4V。主要用于制造熱軋鉆頭。高性能高速鋼(屬鋁高速鋼)。是在W6Mo5Cr4V2的基礎上加工Al增C形成的，具有良好的綜合性能，價格低廉。是我國獨創(chuàng)的新型高速鋼材料。高速鋼是加入了W、Mo、Cr、V等合金元素的一種合金工具鋼。二、常用刀具材料硬質合金（1930年出現(xiàn)）

基本性能：硬度：74～82HRC

耐熱性：800～1000℃

切削速度：V=100～300m/min

工藝性差，不適用于制造整體結構的復雜刀具。典型牌號：鎢鈷類YG（K類）鎢鈷鈦類YT（P類）通用類YW（M類）成分：WC+Co多用于加工短切屑的金屬或非金屬，如：鑄鐵、青銅等。常用牌號：YG3(K01)、YG6(K20)、YG8(K40)等精加工粗加工成分：WC+TiC+Co多用于加工長切屑的黑色金屬，如：鋼材等。常用牌號：YT5(P30)、YT15(P20)、YT30(P10)等粗加工精加工成分：WC+TiC+TaC(NbC)+Co既可用于加工短切屑的鑄鐵，也可用于加工長切屑的鋼材。常用牌號：YW1(M10)、YW2(M20)、YW3(M30)等精加工粗加工硬質合金是由金屬碳化物粉末和金屬粘結劑經(jīng)粉末冶金方法制成。硬質合金是當今最主要的刀具材料之一。金屬碳化物有：WC、TiC、TaC、NbC，為1～4μm的粉末。金屬粘結劑有：Co、Mo、Ni。三、超硬刀具材料

陶瓷人造聚晶金剛石（PCD）立方氮化硼（CBN）“Al2O3或Si3N4添加不同的金屬元素(Ni、Co、Mo、W)或金屬炭化物(TiC、WC)，采用熱壓和燒結的方法獲得”。特點：硬度高、耐磨性好，91～95HRA。耐熱性高，1200℃。切削速度高達100～400m/min。抗彎強度、沖擊韌性較差。缺點：脆、易崩刃。主要用于平穩(wěn)車削的冷硬鑄鐵、高硬鋼等精加工和半精加工。

“高溫下借助合金觸媒的作用，由石墨轉化而成”。特點：硬度高、耐磨性極好。10000HV以上。耐熱性：700～800℃，不能在高溫下切削，800℃以上會石墨化。沖擊韌性、抗彎強度