機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二章XXXX

FundamentalsofManufacturingTechnology機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二章金屬切削過程切削過程是指刀具和工件相互作用，刀具從工件表面上切去多余材料得到預(yù)期零件表面的過程。伴隨著切削過程，會(huì)產(chǎn)生切削變形、切削力、切削熱和刀具磨損等一系列現(xiàn)象。本章在講授有關(guān)切削刀具基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，對切削過程中的上述各種現(xiàn)象進(jìn)行研究，揭示它們的產(chǎn)生機(jī)理和相互之間的內(nèi)在聯(lián)系。第一節(jié)金屬切削刀具基礎(chǔ)一、切削加工的基本概念（一）切削運(yùn)動(dòng)與切削中的工件表面用刀具切除工件材料，刀具和工件之間必須要有一定的相對運(yùn)動(dòng)，該相對運(yùn)動(dòng)由主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)組成。主運(yùn)動(dòng)是使刀具和工件間產(chǎn)生相對切削速度并消耗大部分切削動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)。刀具相對于工件的主運(yùn)動(dòng)速度稱為切削速度，用vc表示。

圖2-1外圓車削的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是使切削能持續(xù)進(jìn)行以形成所需工件表面的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度稱為進(jìn)給速度，用vf表示。

圖2-1外圓車削的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面主運(yùn)動(dòng)通常是切削運(yùn)動(dòng)中速度最高、消耗功率最多的運(yùn)動(dòng)，且主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度較低，它可能是連續(xù)性的運(yùn)動(dòng)，也可能是間歇性的；它有時(shí)僅有一個(gè)，但有時(shí)也可能有幾個(gè)。圖2-1平面刨削的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削加工的基本運(yùn)動(dòng)，可以由刀具完成，也可以由工件完成，還可以由刀具和工件共同完成。同時(shí)，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng)，也可以是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，還可以是二者的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成后的運(yùn)動(dòng)，稱為合成切削運(yùn)動(dòng)。（2-1）外圓車削時(shí)，合成切削運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向由下式確定圖2-1外圓車削的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面在切削過程中，工件上有以下三個(gè)不斷變化著的表面，如圖2—1所示。圖2-1外圓車削的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面待加工表面工件上即將被切除的表面。已加工表面切去材料后形成的新的工件表面。過渡表面加工時(shí)主切削刃正在切削的表面，它處于前兩種表面之間。待加工表面已加工表面過渡表面圖2-1外圓車削的切削運(yùn)動(dòng)與加工表面（二）切削用量切削用量是指切削速度vc、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度vf）和背吃刀量ap。vc、f、ap三者又稱為切削用量三要素。圖2-2切削層參數(shù)1.切削速度(m/s或m/min)切削刃相對于工件的主運(yùn)動(dòng)速度稱為切削速度。計(jì)算切削速度時(shí)，應(yīng)選取切削刃上速度最高的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削速度由下式確定式中d——工件（或刀具）的最大直徑（mm）；

n——工件（或刀具）的轉(zhuǎn)速（r/min）。（2-2）2.進(jìn)給量（mm/r或mm/雙行程）工件或刀具轉(zhuǎn)一周（或每往復(fù)一次），兩者在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對位移量稱為進(jìn)給量。對于銑刀、鉸刀、拉刀等多齒刀具，還規(guī)定每齒進(jìn)給量，單位是mm/z。進(jìn)給速度vf、進(jìn)給量f

和每齒進(jìn)給量fz之間的關(guān)系為（2-3）式中z——刀齒數(shù)。

3.背吃刀量ap(mm)背吃刀量為工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離。外圓車削的背吃刀量為（參見圖2-2）式中dw——工件上待加工表面直徑（mm）；

dm——工件上已加工表面直徑（mm）。（2-4）（三）切削層參數(shù)切削刃在一次走刀中從工件上切下的一層材料稱為切削層。切削層的截面尺寸參數(shù)稱為切削層參數(shù)。切削層參數(shù)通常在與主運(yùn)動(dòng)方向相垂直的平面內(nèi)觀察和度量。圖2-2切削層參數(shù)1.切削層公稱厚度hD

垂直于過渡表面度量的切削層尺寸稱為切削層公稱厚度（以下簡稱為切削厚度）。車外圓時(shí)如車刀主切削刃為直線，則hD反映了切削刃單位長度上的切削負(fù)荷。（2-5）2.切削層公稱寬度bD沿過渡表面度量的切削層尺寸稱為切削層公稱寬度（以下簡稱為切削寬度）。如車刀主切削刃為直線，則bD反映了切削刃參加切削的工作長度。（2-6）3.切削層公稱橫截面積AD切削層在切削層尺寸度量平面內(nèi)的橫截面積稱為切削層公稱橫截面積（以下簡稱為切削面積）。對于車削，切削面積即為切削層公稱厚度與切削層公稱寬度的乘積。（2-7）二、刀具拾角度切削刀具袍的種類繁膀多，結(jié)構(gòu)效各異，但馳是各種刀尿具的切削層部分卻具縱有共同的佛特征。外圓車刀只是最基本催、最典型蔑的刀具，裹車刀的切豎削部分與客其它各種騾刀具刀齒該上的切削友部分是基安本相同的霸。下面以季外圓車刀嬸為例，給拔出刀具幾仇何參數(shù)方懇面的有關(guān)遣定義。（一）受刀具切征削部分掌的構(gòu)造刀具上承江擔(dān)切削工爬作的部分寨稱為刀具聯(lián)的切削部認(rèn)分。外圓朝車刀的切讀削部分由間六個(gè)基本歸結(jié)構(gòu)要素猾構(gòu)造而成遭：圖2-3外圓車刀嘴的切削部彼分前刀面潛切屑沿暴其流出什的刀具嚷表面。主后刀有面楚與工件耗上過渡予表面相錢對的刀繞具表面付。圖2-3外圓車謝刀的切穗削部分前刀面主后刀面副后刀面待加工表面已加工表面過渡表面副后刀重面呈與工晚件上已條加工表幅面相對橋的刀具豆表面。主切削刃途前刀面與蜂主后刀面店的交線，悶它承擔(dān)主補(bǔ)要切削工茄作，也稱條為主刀刃榮。圖2-3外圓車胳刀的切堆削部分前刀面主后刀面副后刀面主切削刃副切削佛刃句前北刀面與酬副后刀拒面的交吼線，它枝協(xié)同主增切削刃查完成切呼削工作貝，并最逝終形成群已加工目表面，蔑也稱為跟副刀刃筒。圖2-3外圓車刀薪的切削部政分前刀面主后刀面副后刀面主切削摘刃副切削沃刃圖2-3外圓車刀就的切削部余分刀尖碌連接流主切削刃眠和副切削鴿刃的一段食刀刃，它旨可以是小標(biāo)的直線或?yàn)?zāi)圓弧。前刀面主后刀面副后刀面主切削賤刃副切削刃刀尖圖2-3外圓車刀虹的切削部坊分自由切削秀刀具只有猶一條直線逐主切削刃催參與切削沉的切削過屑程。非自由切欺削客刀具的扶曲線刃參踢與切削或晶刀具的主插、副切削摧刃同時(shí)參指與切削的勝切削過程怕。附圖黑自由切削圖2-1平面刨削隸的切削運(yùn)者動(dòng)與加工役表面（二）浴刀具的潑標(biāo)注角到度1．刀具標(biāo)呈注角度的接參考系刀具要折從工件罵上切除魯材料，址就必須緩具有一龜定的切辦削角度撿。切削其角度決遵定了刀霜具切削槽部分各沿表面之把間的相獸對位置貼。為了確定薯和測量刀搶具的角度恩，此處引翠入一個(gè)由披以下三個(gè)副參考平面砍組成的空繁間坐標(biāo)參燦考系。組成刀原具標(biāo)注然角度參底考系的攤各參考場平面定糾義如下跟：（1）基面Pr通過主切女削刃上某暖一指定點(diǎn)茅，并與該戴點(diǎn)切削速踐度方向相吐垂直的平鴿面。圖2-4正交平厭面參考某系基面Pr（2）切削平槐面Ps通過主切申削刃上某礙一指定點(diǎn)船，與主切刻削刃相切捉并垂直于鋤該點(diǎn)基面松的平面。圖2-4正交平面飼參考系切削平須面Ps（3）正交腹平面Po通過主淹切削刃兼上某一叮指定點(diǎn)鐵，同時(shí)依垂直于虛該點(diǎn)基透面和切焰削平面愉的平面賤。圖2-4正交平面勻參考系正交平面Po根據(jù)定義育可知，上回述三個(gè)參飼考平面是聲互相垂直宮的，由它晃們組成的脹刀具標(biāo)注怠角度參考環(huán)系稱為正趟交平面參帥考系，如太圖2-4所示。圖2-4正交平摟面參考股系除正交平卸面參考系縮慧外，常用設(shè)的標(biāo)注刀華具角度的惡參考系還襪有法平面誰參考系、蘭背平面參俯考系和假建定工作平冶面參考系頓。2.刀具的標(biāo)后注角度在刀具價(jià)標(biāo)注角架度參考汽系中測年得的角疼度稱為旺刀具的它標(biāo)注角波度。標(biāo)遣注角度童應(yīng)標(biāo)注放在刀具錘的設(shè)計(jì)探圖中，摧用于刀頭具制造啊、刃磨甘和測量艷。在正交平我面參考系味中，刀具侮的主要標(biāo)升注角度有萬以下五個(gè)康，其定義炒如下(見圖2-5)：圖2-5車刀在正最交平面參行考系中的謀標(biāo)注角度（1）前角聯(lián)在正交統(tǒng)平面內(nèi)假測量的副前刀面娃和基面環(huán)間的夾穩(wěn)角。前階刀面在議基面之瓶下時(shí)前罩角為正忽值，前夠刀面在鈴基面之奴上時(shí)前芳角為負(fù)賊值。PrOOPoPrO-O-+（2）后角在正交紗平面內(nèi)獎(jiǎng)測量的籃主后刀竭面與切既削平面米間的夾掉角，一剖般為正堡值。PrOOPoPrO-O-+Ps-+楔角（3）主偏個(gè)角抵在基泡面內(nèi)測農(nóng)量的主戲切削刃緞在基面騰上的投各影與進(jìn)德給運(yùn)動(dòng)息方向的宅夾角。Prvf（4）副偏兔角傲在基滋面內(nèi)測清量的副靠切削刃牌在基面肢上的投椒影與進(jìn)困給運(yùn)動(dòng)塊反方向斗的夾角謀。Prvf主偏角咸與副偏蜓角一般梢均為正巧值。刀尖角（5）刃傾角寒在切痕削平面內(nèi)怒測量的主趟切削刃與滴基面之間社的夾角。PrSS-+Pr在主切削鴨刃上，刀識(shí)尖為最高盛點(diǎn)時(shí)刃傾紀(jì)角為正值母，刀尖為呈最低點(diǎn)時(shí)妹刃傾角為域負(fù)值。主煉切削刃與刃基面平行胳時(shí)，刃傾隸角為零。附圖米車刀在正源交平面參慨考系中的捐刃傾角以刃傾角朵為零的刀懂具進(jìn)行切撤削時(shí)，主絞切削刃與易切削速度壘方向垂直瘡，稱為直盜角切削。以刃傾角偉不等于零闖的刀具進(jìn)避行切削時(shí)勵(lì)，主切削付刃與切削碼速度方向受不垂直，片稱為斜角易切削。附圖匯直角切削附圖并斜角切削要完全確葡定車刀切肅削部分所川有表面的贏空間位置挖，還需要玻標(biāo)注副后寒角，副后角偷確定副惡后刀面揮的空間撫位置。圖2-5車刀在娘正交平徹面參考罩系中的誼標(biāo)注角漏度也可以用突以下方法神來判斷前忽角、后角包及刃傾角僅的正負(fù)：恥角度的頂繞點(diǎn)取在刀鉆尖上，空椅心的角度竭為正，實(shí)常心的角度蝦為負(fù)。上面討綁論的外予圓車刀循的標(biāo)注嗽角度，但是在忽瘡略進(jìn)給馳運(yùn)動(dòng)的拖影響并亮假定刀鑄桿軸線跑與縱向撿進(jìn)給運(yùn)護(hù)動(dòng)方向陸垂直以尼及切削莖刃上選兼定點(diǎn)與皮工件中殲心等高拘的條件敏下確定購的。3.刀具的世工作角拍度如果考圣慮進(jìn)給益運(yùn)動(dòng)和坐刀具實(shí)蔑際安裝季情況的哲影響，您參考平遷面的位爬置應(yīng)按餓合成切符削運(yùn)動(dòng)炎方向來鵲確定，較這時(shí)的考參考系霉稱為刀蠟具工作穴角度參惡考系。溝在工作雖角度參飛考系中辰確定的包刀具角施度稱為鵲刀具的生工作角劇度。工蕩作角度黨反映了考刀具的襪實(shí)際工拜作狀態(tài)奏。（1）進(jìn)給女運(yùn)動(dòng)對瓣工作角惠度的影肅響1）橫向進(jìn)啞給對工作喪角度的影炮響當(dāng)?shù)毒邔︺y工件作切告斷或切槽較工作時(shí)，皺刀具進(jìn)給潮運(yùn)動(dòng)是沿貝橫向進(jìn)行材的。圖2-6橫向進(jìn)給境運(yùn)動(dòng)對工適作角度的樸影響考慮進(jìn)給燈運(yùn)動(dòng)的影練響后，刀梅具在工件謹(jǐn)上的運(yùn)動(dòng)密軌跡為阿他基米德螺偶旋線，按賀合成切削類速度的確村定的工作獨(dú)基面和工博作切削平組面分別為Pre和Pse。工作前睛角施和寸工作后角貞為當(dāng)f增大時(shí)逗，傳值增大勵(lì)；工件烤切削直車徑d切越小，η值越大。腳過大的貴值雕有可能使啦變?yōu)樾地?fù)值，后懂刀面將與姨工件相碰準(zhǔn)，這是不永允許的。逼因此，切繳斷刀應(yīng)選騎用較大的凡，f的取值磚也不宜需過大。2）縱向進(jìn)羊給對工作武角度的影企響用螺紋車喂刀的左刃中車削螺紋鼓表面，刀嘴具沿縱向庫進(jìn)給且進(jìn)跪給量較大拘時(shí)，進(jìn)給垃運(yùn)動(dòng)對工符作角度的撐影響也不行可忽視。圖2-7縱向進(jìn)白給運(yùn)動(dòng)常對工作抓角度的叉影響考慮縱向雷進(jìn)給的影絮響后，按抬合成速度爆的方向申確定的工咐作基面和拌工作切削述平面為Pre和Pse。圖中螺盲紋車刀左幫側(cè)刀刃上A點(diǎn)在正零交平面距內(nèi)的工姜作前角晚大于標(biāo)盟注前角給；做而工作糠后角則豪小于標(biāo)拘注后角掘，椅其中η角為（2）刀具安聾裝位置對工作角探度的影響1）刀刃熔與工件元中心不琴等高的災(zāi)影響安裝刀具俯時(shí)，如刀衛(wèi)尖高于或瞞低于工件三中心，會(huì)活引起刀具雕工作角度缺的變化。圖2-8刀具安德裝高低伴對工作禽角度的賓影響若不考慮賠車刀橫向如進(jìn)給運(yùn)動(dòng)素的影響，街如果刀尖贈(zèng)安裝得高醉于工件中西心，基面廚由Pr變?yōu)镻re，切削先平面由Ps變?yōu)镻se，實(shí)際工景作前角東將桃大于標(biāo)注陜前角,工作后慌角尸將小失于標(biāo)注僻后角倆。即如果刀尖盤安裝低于朝工件中心弓：2）刀桿中警心線與進(jìn)賴給運(yùn)動(dòng)方應(yīng)向不垂直汗的影響圖2-9刀桿中心效線與進(jìn)給桐方向不垂牌直對工作刑角度的影蝦響當(dāng)車刀刀謙桿中心線勵(lì)與進(jìn)給方疊向不垂直贏時(shí)，會(huì)引摩起工作主偏剃角和工作乖副偏角的棚改變。如圖2-9所示。失其計(jì)算族公式為荷：式中：——刀桿中心院線的垂線炊與進(jìn)給方裙向的夾角濱。當(dāng)?shù)稐U至軸線逆時(shí)明針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)襖，師角前的別正負(fù)號(hào)取震其上。在使用填車刀時(shí)頂，要注窄意利用偶這些安穿裝特點(diǎn)跟。如粗刑車時(shí)，碗刀尖可耐稍高于圓工件軸素線以增形大前角仙來減少衣切削力霉；車細(xì)緒長軸時(shí)團(tuán)，可轉(zhuǎn)鎮(zhèn)動(dòng)刀架極來增大勸主偏角變，以減殼少工件丈彎曲和赴振動(dòng)。注意，在翁一般車削伏時(shí)，由于結(jié)進(jìn)給量比量工件直徑閥小很多，除故螺旋升孕角很小，井它對車刀脊工作角度涼影響不大哀，可忽略關(guān)不計(jì)。但桶在車端面壇、切斷和切車外圓進(jìn)足給量（或幻玉加工螺紋篩的導(dǎo)程）愚較大時(shí)，筍則應(yīng)考慮揚(yáng)螺旋升角堵的影響。三、刀具蠟材料刀具切削宮性能的優(yōu)春劣取決于對刀具材料陪、切削部蓮分幾何形冬狀以及刀慰具的結(jié)構(gòu)稈。刀具材速料的選擇淘對刀具壽撓命、加工窄質(zhì)量、生糖產(chǎn)效率影鮮響極大。（一）設(shè)刀具材租料的性怠能要求切削時(shí)刀允具要承受臟高溫、高堤壓、摩擦暗和沖擊的你作用，刀古具切削部妖分的材料嶄須滿足以搞下基本要痰求：刀具切削本部分的材降料須滿足發(fā)以下基本成要求：（1）較高的職硬度和耐羽磨性（2）足夠的狹強(qiáng)度和韌不性（3）較高的揉耐熱性（4）良好的盜導(dǎo)熱性和菜耐熱沖擊帳性能（5）良好的名工藝性（二）常齡用刀具材榨料刀具材料躁有高速鋼只、硬質(zhì)合戀金、陶瓷輸、立方氮頭化硼和金六剛石等。旅目前，在閱生產(chǎn)中所蹈用的刀具格材料主要飯是高速鋼逃和硬質(zhì)合釋金兩類。碳素工扮具鋼（振如T10侮A、T12A）、合皺金工具屢鋼（如9Si紀(jì)Cr、CrW隔Mn）因耐熱要性差，僅獵用于手工秧或切削速往度較低的宇刀具。1.高速鋼高速鋼稿是加入比了較多遺的鎢、帖鉬、鉻主、釩等嘩合金元棚素的高滲合金工矛具鋼。高速鋼具脾有較高的謠硬度(62濤~67縫HRC揮)和耐熱性李，在切削毯溫度高達(dá)500~宰650℃時(shí)仍能進(jìn)干行切削；浪高速鋼的慢強(qiáng)度高(抗彎強(qiáng)樓度是一眨般硬質(zhì)鋒合金的2~3倍,陶瓷的5~6倍)、韌性聰好，可候在有沖想擊、振拔動(dòng)的場銹合應(yīng)用漲。高速鋼現(xiàn)的制造年工藝性皂好，容治易磨出努鋒利的目切削刃憂，適于確制造各排類刀具腥，尤其蒜適于制內(nèi)造鉆頭導(dǎo)、拉刀夠、成形停刀具、擊齒輪刀是具等形猾狀復(fù)雜拾的刀具披。高速鋼肉可以用豪于加工沒有色金君屬、結(jié)禮構(gòu)鋼、帳鑄鐵、亭高溫合形金等范弱圍廣泛揀的材料齡。高速鋼懇按切削鉤性能可葛分為普鉆通高速蜓鋼和高茂性能高橡速鋼；踢按制造副工藝方性法可分接為熔煉半高速鋼冤和粉末理冶金高植速鋼。普通高壓速鋼是拔切削硬粉度在250~劃280H制BW以下的結(jié)安構(gòu)鋼和鑄緩鐵的基本半刀具材料席，切削普陳通鋼料時(shí)存的切削速殃度一般不奔高于40~6蜘0m/m郵in。普通高總速鋼的零典型牌棟號(hào)有W18偶Gr4療V（W18）和W6Mo悼5Gr4斑V2（M2）。W18的綜合性泡能較好，島可用于制腸造各種復(fù)涉雜刀具。確但其強(qiáng)度淡和韌性略陜低，不適健于制作大鹽截面的刀豪具。M2的抗彎匯強(qiáng)度和另韌性比W18高，可用埋來制造尺郵寸較大，韻承受較大葛沖擊力的盛刀具；同叔時(shí)，M2的熱塑性漿好，適合坑于制造熱僻軋鉆頭等簽刀具。高性能高軍速鋼是在憐普通高速戴鋼的基礎(chǔ)盛上增加一美些含碳量抹、含釩量炊并添加鈷庸、鋁等合嬸金元素熔怠煉而成，灣其耐熱性預(yù)好，在630辱~論650虎℃時(shí)仍能保弟持接近60H故RC的硬度，缺適用于加督工高溫合漏金、鈦合堤金、不銹點(diǎn)鋼和高強(qiáng)秘度鋼等難恢加工材料槍。高性能高免速鋼的典觀型牌號(hào)有W2M列o9G咱r4V嘆Co8（M42）和W6Mo杰5Gr4浮V2Al（501）。M42的綜合性墾能和刃磨勤性能好，應(yīng)但因含鈷屋多，成本共較高。501是我國研糞發(fā)的一種膛含鋁的無測鈷高性能祥高速鋼，搖其切削性總能與M42大體相當(dāng)涉，成本較般低，但刃東磨性能較鞭差。表2-1列出了幾濁種常用高卻速鋼的力黃學(xué)性能。表2-1幾種常芳用高速媽鋼的力姜學(xué)性能鋼號(hào)常溫硬度HRC抗彎強(qiáng)度/GPa沖擊韌度/MJ·m-2高溫硬度HRC500℃600℃W18Gr4V63~663~3.40.18~0.325648.5W6Mo5Gr4V263~663.5~40.3~0.455~5647~489W18Gr4V66~683~3.40.17~0.225751W6Mo5Gr4V365~673.20.25—51.7W6Mo5Gr4V2Co866~683.00.3—54W2Mo9Gr4V2Co867~692.7~3.80.23~0.36055W6Mo5Gr4V2Al67~692.9~3.90.23~0.36055W10Mo4Gr4V3Al67~693.1~3.50.23~0.359.554粉末冶搶金高速獸鋼是采者用高壓翻惰性氣估體（如料氬氣或止氮?dú)猓┞穼⒏咚賷输撍F展化成粉歸末后，難再經(jīng)過溜熱壓成胖型、鍛慕軋成材癢。粉末化冶金高橫速鋼除莫成本略驗(yàn)高外，緣瑞在切削用性能和懂工藝性扭能方面目均明顯塔優(yōu)于熔疫煉高速功鋼。粉枕末冶金偷高速鋼帽適合于臟制造切楚削難加棋工材料匪的刀具杯及大尺高寸復(fù)雜霞刀具，件也適于桐制造各襲種精密勾刀具和儉斷續(xù)切微削的刀肯具。2.硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金王是用高硬箱度、難熔憂的金屬碳暫化物(WC、TiC等)微米級(jí)的黑粉末和金牛屬粘結(jié)劑(Co、Ni等)在高溫藝條件下彼燒結(jié)而曲成的粉爬末冶金司制品。硬質(zhì)合棍金的常六溫硬度北達(dá)89~9梯3HRA，760撓℃時(shí)其硬縱度為77~8議5HRA，在800灘~10狼00℃時(shí)還能切煌削，切削肺中碳鋼時(shí)掉，切削速級(jí)度可達(dá)100~盆200m喝/min，刀具冷壽命比暢高速鋼羽刀具高乞幾倍到污幾十倍灰，可加犬工包括槐淬硬鋼符在內(nèi)的雖多種材芬料。但是，聚硬質(zhì)合交金的強(qiáng)法度和韌你性比高蓮速鋼差吃，常溫暴下的沖棒擊韌性洪僅為高促速鋼的1/8放~吹1/3牧0，因此，播其承受切泰削振動(dòng)和月沖擊的能音力較差。目前硬滾質(zhì)合金恩主要用部于制造到刃形簡驗(yàn)單、無遮沖擊性愉的非斷則續(xù)切削羨加工的警刀具。勿尺寸較碌小和形厚狀復(fù)雜貪的刀具辛，也可壓采用整催體硬質(zhì)咐合金制群造，但章成本較蓬高，其魚價(jià)格是重高速鋼奴刀具的8~1優(yōu)0倍。ISO（國際捎標(biāo)準(zhǔn)化頓組織）天把切削互用硬質(zhì)讓合金分網(wǎng)為三類鏟：P類、K類和M類。P類（相當(dāng)敢于我國YT類）硬質(zhì)建合金由WC、TiC和Co組成，降也稱鎢匆鈦鈷類突硬質(zhì)合繼金。這類合金況一般可用嚴(yán)于鋼料的驕高速切削喝。常用牌芽號(hào)有YT5、YT15等。隨貫著TiC含量的碗提高，君含鈷量罪相應(yīng)減階少，硬撇度、耐瓜磨性和蠶切削速饅度增高鎖，但抗?jié)鷱潖?qiáng)度休及沖擊乘韌性下裕降。此光類硬質(zhì)作合金不冊易加工很不銹鋼練和鈦合笑金。K類（相師當(dāng)于我葬國YG類）硬質(zhì)夠合金由WC和Co組成，也危稱鎢鈷類早硬質(zhì)合金痕。這類合金嗽主要適合確于鑄鐵、鄭有色金屬遺及其合金腸和非金屬減材料等脆夫性材料的先加工。常似用牌號(hào)有YG6、YG8等，隨孝著含鈷毫量增多染，硬度嶄、耐磨雁性和切叔削速度習(xí)下降，磨但抗彎餅強(qiáng)度和揉沖擊韌翁性增高木。M類（相當(dāng)聲于我國YW類）硬餃質(zhì)合金譯是在WC、TiC和Co的基礎(chǔ)上哲再加入TaC或NbC而成，稱喇為鎢鈦鉭(鈮)鈷類硬繪質(zhì)合金臥。加入TaC或NbC后，改善披了硬質(zhì)合興金的綜合蟻性能。這類硬質(zhì)桃合金既可恢以加工鑄往鐵和有色尿金屬，又冰可以加工磚鋼料，還雕可以加工滿高溫合金郵和不銹鋼燥等難加工排材料，有眠通用硬質(zhì)罩合金之稱茶。常用牌雁號(hào)有YW1和YW2等。表2-2列出了幾盛種常用的螺硬質(zhì)合金罷的牌號(hào)、宰性能及其丸使用范圍確。由表2-2中可以看糾出，當(dāng)硬淹質(zhì)合金中架碳化物含訪量較高時(shí)剪，硬度就尋高，但抗頃彎強(qiáng)度就熱相對較低擴(kuò)；當(dāng)粘結(jié)夾劑含量較銀高時(shí)，則紹抗彎強(qiáng)度坦較高，硬悔度較低。表2-2幾種常父用的硬孟質(zhì)合金撿材料的昌牌號(hào)、炭性能及錄其使用祝范圍3.涂層刀具栽材料涂層刀具盜材料是在脊韌性較好民的高速鋼疾或硬質(zhì)合炎金基體上悠，涂覆一憐薄層耐磨飽性高的難占熔金屬化緩合物而成妖。涂層刀其具材料與崗高速鋼、婚硬質(zhì)合金替刀具材料江相比，其殿表面具有條高的硬度岡和耐磨性貸，基體又難有良好的朗抗彎強(qiáng)度仿和韌性，跳使涂層刀笑具的壽命忍大為提高岔。常用涂盯層刀具竄的材料喊有TiC、TiN、Al2O3等。（三）錦其它刀騰具材料1．陶瓷陶瓷刀具手材料主要梯有Al2O3基陶瓷佳和Si3N4基陶瓷推兩類。并前者啦硬度高鉤達(dá)91~9蛋5HRA，耐磨芹性和耐種熱性好座，但抗腿彎強(qiáng)度玩和韌性肥差，多直用于精查加工和慣半精加揮工冷硬識(shí)鑄鐵和霸淬硬鋼率。后者建有較高俗的抗彎吧強(qiáng)度和喝韌性，蘭適合于粘加工鑄暴鐵及高照溫合金禿，但切夕削鋼料紙效果不邀顯著。陶瓷是骨一種極濃有發(fā)展績前途的脊刀具材張料。2.立方氮錯(cuò)化硼立方氮化躁硼（CBN）是由六友方氮化硼嫩經(jīng)高溫高耽壓處理轉(zhuǎn)現(xiàn)化而成的什一種新型粗刀具材料紐奉。CBN的硬度高竹達(dá)800女0~9慮000注HV，僅次精于金剛掀石。它惑可耐1300射~150府0℃的高溫，賭熱穩(wěn)定性蒸與化學(xué)穩(wěn)圍定性都很宜好，在120乳0~1輝300儉℃高溫下順也不與妖鐵發(fā)生牽化學(xué)反漲應(yīng)。立藍(lán)方氮化區(qū)硼能以汽硬質(zhì)合笨金切削嚇鑄鐵和晌普通鋼嗚的切削夸速度對迷冷硬鑄懶鐵、淬深硬鋼、臺(tái)高溫合佛金等進(jìn)擾行加工鉛。3.人造金剛史石工業(yè)上鼠多使用來人造金嗎剛石。滋人造金寬剛石是壞借助某礎(chǔ)些合金堵的觸媒儲(chǔ)作用，鴿在高溫思高壓條惕件下由核石墨轉(zhuǎn)喂化而成莊。人造曠金剛石沉又分為鋪單晶金池剛石和述聚晶金瓣剛石（PCD）。聚晶甲金剛石的董晶粒隨機(jī)眨排列，屬雪各向同性濾體，常用朱于制造刀天具。金剛石的疾硬度高達(dá)1000牛0HV，是目前送自然界中鹽已知的最逮硬物質(zhì)，晶可以用于載加工硬質(zhì)綁合金、陶劇瓷、高硅邁鋁合金等問高硬度、常高耐磨材障料。人造金剛堅(jiān)石主要用示于制作磨領(lǐng)具及磨料業(yè)，用作刀島具材料主稈要用于有香色金屬的主高速精細(xì)譽(yù)切削。金剛石諷不是碳董的穩(wěn)定餡狀態(tài)，支當(dāng)溫度趙大于700℃時(shí)，金各剛石轉(zhuǎn)捐化為石衣墨結(jié)構(gòu)棕而喪失蓮硬度，脊因此，迫用金剛嗓石刀具左進(jìn)行切印削時(shí)須沈?qū)η邢鞲竻^(qū)進(jìn)行勉強(qiáng)制冷銹卻。金在剛石刀霧具不宜幸加工鐵莊族元素鏟，因?yàn)槎捊饎偸仓械奶紦圃雍蛦¤F族元詠素的親忙和力大漫，刀具獲壽命低怎。第四節(jié)字切漏削怎力在切削加曠工中，切相削力是一剩個(gè)非常重限要的參數(shù)妨，切削熱潔、刀具磨網(wǎng)損等物理搏現(xiàn)象都與火切削力有顛關(guān)。切削早力還是設(shè)臣計(jì)和使用教機(jī)床、刀均具、夾具溉的重要依梨據(jù)。一、切主削力與寸切削功飼率1.切削力切削時(shí)，齊使被加工態(tài)材料發(fā)生鑄變形成為勿切屑所需遇的力稱為昂切削力。圖2-25加工材豈料發(fā)生史變形所心需克服愉的力使被加工卡材料發(fā)生津變形所需炮克服的力批主要是：1）切削施層材料感和工件耀表面層姜材料對聰彈性變浩形、塑僚性變形振的抗力貧。圖2-2槽5加工材綱料發(fā)生期變形所姥需克服剝的力圖2-25加工材島料發(fā)生臘變形所押需克服龍的力2）刀具敏前刀面型與切屑民、刀具批后刀面買與工件財(cái)表面間情的摩擦渴阻力。2.切削合筑力與分燭力圖2-蓬26所示為車馬削外圓時(shí)躺，如忽略牛副切削刃輝的切削作秋用及其它震影響因素急，作用在香車刀上的固合力應(yīng)在元其正交平崖面內(nèi)。為便于測蒜量和應(yīng)用丸，可將作發(fā)用在車刀宮切削部位恰上的合力熱分解為三忠個(gè)互相垂戴直的分力強(qiáng)。圖2-2型6切削合力宮和分力切削力Fc（主切削斑力、切向途力）——垂直于喇基面，導(dǎo)與切削翁速度的聽方向一隱致。圖2-2探6切削合粒力和分副力Fc是計(jì)算切殘削功率和裝設(shè)計(jì)機(jī)床爪的主要依勿據(jù)。背向力Fp（切深述抗力、紡徑向力?。叫杏诨溍?，并與寇進(jìn)給方向平相垂直。圖2-26切削合力爽和分力Fp會(huì)使機(jī)床劫加工系統(tǒng)(含機(jī)床、蟲刀具和工膊件)變形或由引起振食動(dòng)，影需響加工敏精度和鴉已加工番表面質(zhì)舟量。進(jìn)給力Ff（軸向力演）——平行于基噴面，并與瞇進(jìn)給方向旋相平行。圖2-2疤6切削合浪力和分咸力Ff是設(shè)計(jì)貍機(jī)床進(jìn)抓給機(jī)構(gòu)帥或校核令其強(qiáng)度斯的主要毫依據(jù)。在上述屬三個(gè)分籠力中：Fc值最大，F(xiàn)p≈(尊0.1勵(lì)5~池0.錯(cuò)7)Fc，F(xiàn)f≈(芹0.1牌~惠0.6等)Fc。由圖2-26可知：（2-15）3.切削功率消耗在切魚削過程中籍的功率稱竄為切削功乏率，用Pc(kW面)表示。蹤蝶在車削評(píng)外圓時(shí)幅，F(xiàn)p不作功姐，所以屈切削功說率應(yīng)為Fc和Ff作功所消說耗的功率疫之和。（2-16）上式中由榴于Ff小于Fc，而Ff方向的進(jìn)蒸給速度又港很小，因業(yè)此所消耗匪的功率與乘第一項(xiàng)相條比很?。ㄌ菀话阈∮?～2%），可咸忽略不的計(jì)。故一般癢切削功惠率可按冠下式計(jì)權(quán)算即可儉。（2-17）根據(jù)切削霜功率選擇面機(jī)床電動(dòng)笨機(jī)時(shí)，還荷要考慮機(jī)倦床的傳動(dòng)深效率（ηm=0蠅.75僑~甲0.8橡5）。機(jī)床電動(dòng)升機(jī)的功率PE應(yīng)為（2-1編8）4.單位切削乏力的概念單位切削千面積上的肝切削力（N/mm2）稱為存單位切嘆削力，刻用kc表示：若已知鴉單位切箭削力kc，即可通裳過式（2-19）計(jì)算月切削力Fc。（2-1杏9）二、切削暗力經(jīng)驗(yàn)計(jì)尾算公式1．切削力薪的測量目前常用兩的測力儀好有電阻式鋼測力儀和恰壓電式測童力儀。測力儀仿輸出的款模擬信遼號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)拜字信號(hào)后忠輸入計(jì)算叼機(jī)，計(jì)算淘機(jī)對測試斧數(shù)據(jù)進(jìn)行蘆處理后即但可求得切郊削力經(jīng)驗(yàn)迫公式。圖2-27切削力測云量系統(tǒng)2．切削堅(jiān)力經(jīng)驗(yàn)大計(jì)算公美式通過實(shí)際拘測量不同避切削工況敬條件下的勞切削力，污經(jīng)數(shù)據(jù)處睡理，可求廊得以下切誰削力經(jīng)驗(yàn)屆計(jì)算公式（2-20）式中—取決于年被加工患材料和州切削條乎件的切唐削力系謊數(shù)；—三個(gè)分丈力公式敞中，背觸吃刀量ap、進(jìn)給沫量f和切削盤速度vc的指數(shù)淹；（2-20）—實(shí)際加工技條件與建傲立經(jīng)驗(yàn)計(jì)蛋算公式的星試驗(yàn)條件讓不相符時(shí)這，計(jì)算切呆削力的修懲正系數(shù)。試驗(yàn)條辨件對切忍削力影博響的修率正系數(shù)暗可查閱黑相關(guān)手岔冊。（2-20）表2-3為在不同黑工況條件洗下進(jìn)行車練削試驗(yàn)經(jīng)凱數(shù)據(jù)處理拼得到的上漁述有關(guān)系濟(jì)數(shù)和指數(shù)焦。三、影響非切削力的容因素1.工件材索料的影狡響工件材料耐的強(qiáng)度、巨硬度越高點(diǎn)，沖擊韌董性和塑性字越大，則方切削力越漂大。切削脆性盲材料時(shí)的鄙切削力相蒜對較小。工件材料忌的化學(xué)成呢分、熱處溫理狀態(tài)等咬都直接影丸響其物理像力學(xué)性能祝，因而也捕影響著切到削力。2.切削用量愿的影響（1）背吃美刀量ap和進(jìn)給接量fap和f增大都這會(huì)使Fc增大,但兩者影艱響程度不澤同:①ap增大使Fc增大，望且呈正優(yōu)比；②f增大也會(huì)枝使Fc增大，車但不呈加正比。在切削層橋面積相同躺的條件下?lián)?，采用大蠟的進(jìn)給量跡比采用大公的背吃刀妹量的切削銜力要小。（2）切削哄速度積屑瘤及斷產(chǎn)生原因鋸在切削速警度不高而邁又能形成遺連續(xù)切屑柔的情況下卸，加工一蠻般鋼料或么鋁合金等憶塑性材料違時(shí)，常在邁前刀面切溜削處粘著族一塊剖面藥呈三角狀拘的硬塊（云圖2-1牙9），它的全硬度很高竄，通常是茅工件材料擠硬度的2~暖3倍，這塊倚粘附在前谷刀面上的守金屬稱為奶積屑瘤。圖2-19積屑瘤壟的形成切削塑憐性材料嗎時(shí)，在族無積屑買瘤產(chǎn)生竭的切削瘡速度范麗圍內(nèi)，移隨著劉的增大銹，切削請力Fc減小。槳在產(chǎn)生療積屑瘤懶的情況芬下，刀焰具的實(shí)榴際前角拴隨積屑核瘤的成鍛長與脫濃落變化碗著。在姥積屑瘤欺增長期駱，點(diǎn)增估大，切擔(dān)削力下年降；在咬積屑瘤贊消退期顯，困增容大，切疼削力上撲升。切削脆肉性材料忌時(shí)，對狹切削力凝沒有顯傘著影響床。圖2-2債8切削速度梳對切削力療的影響3.刀具幾何絲式參數(shù)的影鹽響（1）前角前增大，錯(cuò)切削力下男降。切削際塑性材料誘時(shí)，郵對切賺削力的影桿響較大；奴切削脆性池材料時(shí)，盆由于切削宏變形很小方，喂對切削剩力的影響晝不顯著。（2）主偏留角盛由圖2-26可知，慌主偏角五增窮大,背向力Fp減小，描進(jìn)給蜜力Ff增大。（3）刃傾左角村改聯(lián)變?nèi)袃A渾角笑將氣影響切弦屑在前堵刀面上避的流動(dòng)拼方向，泡從而使橡切削合礎(chǔ)力的方騎向發(fā)生變化。關(guān)增岔大，F(xiàn)p減小,Ff增大。在陪范圍養(yǎng)內(nèi)變化時(shí)兔，F(xiàn)c基本不變財(cái)。（4）負(fù)倒棱毛為了鏟提高刀尖抖部位強(qiáng)度蜂、改善散蠢熱條件，珍常在主切催削刃上磨駐出一個(gè)帶巨有負(fù)前角的棱臺(tái)，榆其寬度為。當(dāng)＜lf時(shí)（lf為切屑擇與前刀駝面接觸嘉長度）另，切削咸力增加競的幅度奸不大；痛當(dāng)＞lf時(shí)，相向當(dāng)于用位負(fù)前門角徐的車刀銷進(jìn)行切梅削，與趁不設(shè)負(fù)滋倒棱相完比，切悲削力將捧顯著增寄大。圖2-2倒9負(fù)倒棱車浙刀4．刀具閃磨損后刀面塞磨損增嫌大時(shí)，值后刀面喊上的法兵向力和夕摩擦力澇都增大劣，故切覽削力增棄大。5．切削株液使用以拼冷卻為睬主的切聚削液（墳如水溶攀液）對鄉(xiāng)豐切削力座影響不司大，使裝用潤滑棋作用強(qiáng)腰的切削毯液（如題切削油豪）可使腸切削力周減小。6．刀具腸材料刀具材料馳與工件材鏟料間的摩變擦系數(shù)影景響摩擦力制的大小，旋導(dǎo)致切削填力變化。在其他無切削條咱件完全他相同的編條件下末，用陶啞瓷刀具兔切削比賴用硬質(zhì)朋合金刀雷具切削徹的切削儀力小，吉用硬質(zhì)刮合金刀蔥具切削嫂比用高餓速鋼刀粗具切削瞇的切削東力小。第五節(jié)桶切雜削熱和秩切削溫州度切削過消程中產(chǎn)氣生的切乎削熱和戒由它產(chǎn)鄙生的切吩削溫度雷將直接艱影響刀戚具的磨堂損和刀傘具的使油用壽命鏡。由于切削鴿熱和切削儲(chǔ)溫度使工擊件和刀具侄產(chǎn)生變形劍和殘余應(yīng)瘡力而最終獻(xiàn)影響工件準(zhǔn)的加工精泛度和表面登質(zhì)量。一、切煉削熱的服產(chǎn)生與泄傳導(dǎo)在刀具辮的切削炮作用下趙，切削暗熱來源夕于兩個(gè)鈔方面，融一是切兼削層金世屬發(fā)生彎彈性和叫塑性變閥形所消塌耗的能量；二是康切屑與前誕刀面、工艷件與后刀土面間產(chǎn)生況的摩擦熱隙。切削過程莖中有三個(gè)崇發(fā)熱區(qū)域炎，如圖所擇示。圖2-30切削熱襖的產(chǎn)生滅與傳導(dǎo)由于切狠削過程芹中所消蓮耗能量險(xiǎn)的98%京~99額%都將轉(zhuǎn)扯化為切斷削熱。薦如忽略散進(jìn)給運(yùn)朱動(dòng)所消憲耗的能斗量，則紅單位時(shí)傍間產(chǎn)生揚(yáng)的切削缸熱（2-2謹(jǐn)1）式中Qc——單位時(shí)間從產(chǎn)生的切壓削熱（J/s）；Fc——切削力侍（N）；vc——切削速度配（m/s）。切削熱由姜四個(gè)途徑務(wù)即切屑、僻工件、刀斤具及周圍洲的介質(zhì)（買空氣，切宮削液）向案外傳導(dǎo)。影響散腿熱的主催要因素鋤是：（1）工件材怕料的導(dǎo)熱鋸系數(shù)（2）刀具材肢料的導(dǎo)熱冰系數(shù)（3）周圍介哭質(zhì)車削時(shí)，戒切屑：50%穗~86艷%；刀具勞：10%存~40醋%；工件：3%~嚷9%；空氣博：1%。鉆削時(shí)浪，切屑?xì)ⅲ?8%；刀具：14.汁5%；工件士：52.晝5%；周圍介增質(zhì)：5%。切削速既度越高催，切削敞厚度越辣大，切尊屑帶走千的熱量顛越多。二、切駕削溫度剩的測量切削熱是薪切削溫度綁上升的根鈴源，但直皇接影響切譜削過程的省卻是切削閃溫度。切裳削溫度一恒般是指前舅刀面與切予屑接觸區(qū)依域的平均青溫度。測量切削租溫度的方擦法很多，碗但目前常篩用的是自似然熱電偶堡和人工熱礦電偶法，載它簡單、頓可靠、使疫用方便。1.自然熱滔電偶法該種方筒法測得譽(yù)的溫度間是切削蝦區(qū)的平可均溫度個(gè)。圖2-31盆a用熱電偶舉測量切削封溫度2.人工熱探電偶法該種方秩法可測紋得切削捷區(qū)某一華點(diǎn)的溫?cái)n度值。圖2-3盜1b用熱電招偶測量車切削溫打度圖2-3掌2為采用人練工熱電偶專法測量并卸輔以傳熱浙學(xué)計(jì)算得撞到的刀具錢、切屑和杠工件的切撕削溫度分目布圖。由峽圖中可以名看出：①剪切面義上各點(diǎn)溫映度幾乎相熄同；②前刀錦面上溫侵度最高蔥點(diǎn)不在旦切削刃漸上。圖2-3汽2刀具、爽切屑和摩工件的痕切削溫念度分布三、影響濫切削溫度繳的主要因芽素1．切削用合量對切削重溫度的影傾響用實(shí)驗(yàn)方弓法求得的搭刀具與切班屑接觸區(qū)爭平均切削虹溫度的經(jīng)默驗(yàn)公式為（2-22）式中θ——刀具與切納屑接觸區(qū)眠平均溫度夜（℃）；——切削溫鼠度系數(shù)杰（查表2-4）；vc,f,社ap——切削用疏量三要爆素；——vc,f,聞ap的指數(shù)同（查表2-4）。表2-4切削溫度壘的系數(shù)和綿指數(shù)刀具材料加工方法Cθzθyθxθ高速鋼車削140~1700.35~0.450.2~0.30.08~0.10銑削80鉆削150硬質(zhì)合金車削320f/mm·r-10.410.310.260.150.050.10.20.3在分析各蒙因素對切須削溫度的互影響時(shí)，慰主要應(yīng)從苦以上這些臂因素對單樸位時(shí)間內(nèi)鴿產(chǎn)生的熱西量和傳出御的熱量的歉影響入手柄。如果產(chǎn)生城的熱量大蹈于傳出的癢熱量，則盾這些因素滅將使切削瞇溫度增高甚；反之，亂如果某些舟因素使傳醋出的熱量撲大于產(chǎn)生徒的熱量，渴則這些因鉗素將使切樣削溫度降躁低。所以來，僅以切盜削熱產(chǎn)生猴的多少是做不能決定莫切削區(qū)的脊切削溫度眠高低的。由公式貸知：vc、f、ap增大，單去位時(shí)間內(nèi)膨材料的切直除量增加輩，產(chǎn)生的纏切削熱增畫多，切削素溫度也隨悉之增高。又由表2-4知，蹲。由此表女明，切擊削用量俱中影響案切削溫欲度最大耗的是vc，其次仇是f，ap最小。（1）切削速遵度狠切削加速度vc增大，頃使切削慌功率近迫似呈比志例增大嶄，產(chǎn)生首的切削促熱也呈王比例增溫大。同狐時(shí)，當(dāng)謙切屑沿默前刀面已流出時(shí)饅，切屑都底層與摟前刀面窯發(fā)生強(qiáng)磁烈的摩里擦，而膽產(chǎn)生摩竭擦熱。如果vc提高，奪則摩擦末熱生成榴的時(shí)間新就很短拿，來不華及向切冠屑和刀滋具內(nèi)部唱傳導(dǎo)，框而大量燦集聚在什切屑底徒層，從警而使切絡(luò)削溫度越升高。（2）進(jìn)給量大進(jìn)給量f增大，切丑削力和切拼削溫度都佛將增大，襖但同時(shí)切維削厚度hD也呈比例靜增大，即笨切屑變厚粱而使熱容捷量增加，厘由切屑帶眾走的熱量爸也多。所以進(jìn)給熄量f對切削吳溫度有膀一定影朱響，但樂不如vc的影響顯螺著。（3）背吃刀專量所背滋吃刀量ap增大后，魚雖然切削些區(qū)產(chǎn)生的持熱量呈正壓比例增多撤，但因切胳削刃的實(shí)店際工作長崖度也呈正琴比例增長叔，增大了姑散熱面積蹄，改善了誼散熱條件逝，其結(jié)果勾使切削溫些度的變化姻不大。綜上所吃述，在抓機(jī)床允計(jì)許的條稍件下，諷選用大果的ap和f，比選用稠大的vc更為有利禾。切削加工盾生產(chǎn)追求已的目標(biāo)是北高效率和秩低成本，鄉(xiāng)豐增大ap和f都能提高以生產(chǎn)效率班，但從降曉低能源消草耗考慮，酬增大f比增大ap有利；取從減小臂切削溫晚度以延宏長刀具福使用壽宜命考慮等，增大ap比增大f有利。實(shí)際上，睜一般要根墻據(jù)生產(chǎn)中險(xiǎn)的具體條漏件和要求套綜合分析康，合理選伸擇ap和f。2.刀具幾何剩參數(shù)對切翠削溫度的培影響（1）前角具增邪大，切削窮力減小，樂切削溫度侮下下降，如郊圖所示。增前角超過18°~繩20°后，對造切削溫衫度的影施響減弱怖，這是澤因?yàn)榈洞毒咝ń蔷郎p小而交使散熱剝條件變說差的緣祝故。圖2-3缺3前角與歇切削溫洲度的關(guān)車系（2）主偏給角搬減小，鴿切削刃鍛工作長標(biāo)度和刀搜尖角增寨大，散咸熱條件耕變好，巴使切削辮溫度下則降，如肝圖2-3民4所示。圖2-3尊4主偏角與夢切削溫度多的關(guān)系3.工件材料犧對切削溫戴度的影響工件材躍料的強(qiáng)惕度和硬增度高，省切削時(shí)莊所消耗務(wù)的功就撫越多，惑產(chǎn)生的愉切削熱誕也越多防，切削鉗溫度就避越高。搞工件材廳料的導(dǎo)石熱系數(shù)酷小時(shí)，返切削熱鳥不易散踏出，切壁削溫度雅相對較從高。脆性材料登的抗拉強(qiáng)蔬度和延伸撥率都較小枕，切削過氧程中塑性敞變形很小膛，切屑呈繡崩碎狀，厭與前刀面方的摩擦也脈較小，所指以，產(chǎn)生雙的切削熱壘較少，切隊(duì)削溫度一祥般比切削鵲鋼料時(shí)低仆。4.刀具磨損睡對切削溫博度的影響刀具磨損血使切削刃冰變鈍，使憶切削區(qū)金革屬的塑性鏡變形增加綱；同時(shí)，蘋磨損后的心刀具后角律變成零度愉，使工件癢與后刀面舍的摩擦加寸大，二者董均使產(chǎn)生奴的切削熱餃增多。所賓以，刀具器的磨損是富影響切削幸溫度的重?zé)嵋蛩亍?.切削液對混切削溫度勞的影響使用切吩削液可疲以從切債削區(qū)帶擇走大量尊熱量，嘆可以明墳顯降低馬切削溫踐度，提失高刀具盒壽命。第六節(jié)稀刀具磨論損、刀具撒壽命和切群削用量的稿選擇刀具在切銹削過程中噴將逐漸磨濕損。當(dāng)磨篩損量達(dá)到涌一定程度律時(shí)，會(huì)造域成工件尺碌寸超差，銳加工表面錄質(zhì)量惡化緒，此時(shí)必資須刃磨刀橡具或更換性新刀具。句有時(shí)，刀治具也可能亡在切削過箭程中突然蠻損壞而失苗效，造成凍刀具破損臥。刀具的飲磨損、破測損及其使填用壽命對誘加工質(zhì)量甲、生產(chǎn)效周率和成本英影響極大隆，因此它坦是切削加冷工中極為釀重要的問份題之一。一、刀擱具磨損嗚形態(tài)和苦磨損機(jī)移制1．刀具磨稅損的形態(tài)刀具磨劑損是指喜刀具在再正常的雙切削過路程中，解由于物慰理的或舊化學(xué)的插作用，模使刀具性原有的拴幾何角弄度逐漸貢喪失。刀具磨燭損呈現(xiàn)謀為三種絮形態(tài)。（1）前刀面俗磨損（月糖牙洼磨損揪）切削塑盛性材料母時(shí)，如呀果刀具打材料耐金熱、耐司磨性較齒差，而鞏且切削趴速度和龍切削厚叛度較大汁，切屑也在前刀攤面上經(jīng)擋常會(huì)磨窯出一個(gè)溫月牙洼轎。出現(xiàn)示月牙洼余的部位礎(chǔ)就是切秀削溫度惡最高的稀部位。圖2-35刀具的岡磨損形過態(tài)月牙洼和相切削刃之評(píng)間有一條嫌小棱邊，或月牙洼隨錢著刀具磨舍損不斷變暢大，當(dāng)其或擴(kuò)展到使訊棱邊變得末很窄時(shí)，城切削刃強(qiáng)液度降低，吸極易導(dǎo)致任崩刃。月牙洼槳磨損量問以其深竭度表示益（圖2-3劈燕6）。圖2-36刀具磨最損的測震量位置圖2-3粥5刀具的勉磨損形享態(tài)（2）后刀面板磨損由于后喊刀面和歪加工表載面間的標(biāo)強(qiáng)烈摩伐擦，后嘗刀面靠詞近切削模刃部位依會(huì)逐漸魄地被磨幻玉成后角檢為零的牌小棱面月，這種笑磨損形謝式稱作輔后刀面附磨損（曉圖2-35）。切削鑄鐵董或以較小途的切削厚防度、較低浩的切削速劑度切削塑負(fù)性材料時(shí)惜，后刀面旗磨損是主達(dá)要形態(tài)。圖2-36刀具磨感損的測姥量位置后刀面短上的磨戶損棱帶紙往往不得均勻，見其平均濟(jì)磨損寬哀度以VB表示，慨如圖2-36所示。（3）邊界策磨損切削鋼料信時(shí)，常在謠主切削刃閉靠近工件能外皮處的熄主后刀面歉（圖2-36中的N區(qū)）和倚副切削掉刃靠近自刀尖處漫的副后俗刀面上壇，磨出靈較深的輩溝紋，巨這種磨竿損稱作宿邊界磨珍損。邊界磨損意主要是由懲于工件在螺邊界處的腰加工硬化額層、硬質(zhì)盤點(diǎn)等因素亂所造成的危。2.刀具磨野損機(jī)制（1）硬質(zhì)點(diǎn)捆劃痕著由工件形材料中所酷含的碳化罰物、氮化慰物和氧化隱物等硬質(zhì)乎點(diǎn)以及積以屑瘤碎片庸等在刀具蛾表面上劃第出一條條于溝紋，造盞成機(jī)械磨駛損。硬質(zhì)點(diǎn)促劃痕在毛各種切自削速度熟下都存帆在，但鬧在低速姐切削時(shí)稼，由于起其它各寒種形式婚的磨損峽還不顯得著，所棟以硬質(zhì)恨點(diǎn)劃痕啞是低速懲切削刀捎具（如匪拉刀、鎖板牙等閥）產(chǎn)生妙磨損的敞主要原齒因。（2）冷焊蠢粘結(jié)職切難削時(shí)，工切屑與脊前刀面三之間由傭于高壓俱和高溫譽(yù)的作用嫌，切屑孝底層材趟料與前獨(dú)刀面發(fā)少生冷焊頃粘結(jié)形膀成冷焊城粘結(jié)點(diǎn)友，在切歐屑相對葵于刀具撐前刀面辮的運(yùn)動(dòng)揉中冷焊榨粘結(jié)點(diǎn)亡處刀具理材料表暖面微粒躁會(huì)被切顛屑粘走膜，造成辜刀具的臟粘結(jié)磨棍損。在未工件與煮刀具后他刀面之費(fèi)間同樣供也存在按著粘結(jié)傲磨損。勁在中等濾偏低的徹切削速截度條件屆下，冷緒焊粘結(jié)覽是產(chǎn)生圈磨損的判主要原協(xié)因。各頌種刀具乞材料都動(dòng)會(huì)發(fā)生盒粘結(jié)磨粉損。（3）擴(kuò)散磨鵝損義切載削過程中遙，刀具后萄刀面與已稻加工表面央、刀具前爭刀面與切磨屑底面相珠接觸，由閃于高溫和潮高壓的作待用，刀具翠材料和工悼件材料中杜的化學(xué)元鳥素相互擴(kuò)饅散，使刀缺具材料化券學(xué)成分發(fā)縱生變化，迅耐磨性能鵲下降，造爪成擴(kuò)散磨藍(lán)損。擴(kuò)散磨損戲在高溫下積產(chǎn)生，且作隨切削溫梳度的升高湖而加劇。（4）化學(xué)萍磨損降在互一定溫杏度(700～800鞋℃)作用下，餓刀具材料浩中的WC及TiC與周圍介旱質(zhì)(如空氣中野的氧)起化學(xué)洪作用，弓在刀具昏表面形蠟成硬度催較低的矛化合物(CoO、WO、TiO2)，易被切樓屑和工件旗摩擦掉而映產(chǎn)生的刀折具磨損稱帽為化學(xué)磨饅損?；瘜W(xué)磨積損主要饒發(fā)生在桶較高的間切削速站度條件因下，它惡也是造召成刀具咳邊界磨董損的主鍬要原因國之一?？傊?，值在不同爹的工件天材料、離刀具材繳料和切例削條件禮下，磨掉損的原燃因和強(qiáng)虎度是不來同的。許切削溫都度對刀浪具磨損齒具有決煌定性的荒影響。高溫時(shí)擴(kuò)陽散磨損和摘化學(xué)磨損遍強(qiáng)度較高舟；在中低綁溫時(shí)，悟冷焊粘您結(jié)占主把導(dǎo)地位疲；硬質(zhì)點(diǎn)壓劃痕則暢在不同割切削溫酒度下都妹存在。二、刀密具磨損粱過程及父磨鈍標(biāo)珍準(zhǔn)1.刀具磨損煮過程刀具磨殿損實(shí)驗(yàn)村結(jié)果表跨明，刀閣具磨損魚過程可關(guān)以分為代如圖2-37所示的三脾個(gè)階段：圖2-37刀具磨鐘損的典誰型曲線（1）初期磨煌損階段由于新薯刃磨后儲(chǔ)的刀具寨，表面候存在微拾觀粗糙唱度，后樓刀面與閘工件之憶間為峰餓點(diǎn)接觸漸，單位遇面積上乒承受的須正壓力雨較大，刊故刀具影磨損速廈度很快叛，此階糞段稱為貼刀具的抹初期磨垮損階段妨。初期磨損均量的大小病與刀具刃拼磨質(zhì)量有辮很大的關(guān)柄系。（2）正常馬磨損階嫁段經(jīng)過初期危磨損后，貧刀具后刀山面的微觀啄粗糙表面?zhèn)湟呀?jīng)磨平尖，后刀面釣與工件的岸接觸面積施增大，單忘位面積上策承受的壓念力逐漸減父小，因此政磨損速度挨變慢，此呼階段稱為達(dá)刀具的正售常磨損階碌段。它是刀斑具的有夾效工作白階段。商曲線的叢斜率代甘表了刀翅具正常臭工作時(shí)柳的磨損泰強(qiáng)度，洞磨損強(qiáng)德度是衡阿量刀具快切削性收能的重皺要指標(biāo)笑之一。（3）急劇孕磨損階拖段當(dāng)?shù)毒邚?qiáng)磨損量案增加到急一定限歌度時(shí)，甩切削刃育變鈍，做切削力掛、切削稼溫度將樹急劇增積高，刀耀具磨損梢劇烈，蹲直至喪奔失切削器能力，貴此階段勻稱為急破劇磨損森階段。刀具在進(jìn)鳥入急劇磨流損階段之啦前必須更蜜換或重新猾刃磨。2．刀具烏的磨鈍對標(biāo)準(zhǔn)刀具磨避損到一深定限度捏就不能踐繼續(xù)使固用了，達(dá)這個(gè)磨蓄損限度古稱為刀掀具的磨殿鈍標(biāo)準(zhǔn)名。ISO統(tǒng)一規(guī)框定以1/2背吃刀量東處后刀面覆上測量的吐磨損帶寬賽度VB作為刀具畢的磨鈍標(biāo)豬準(zhǔn)。自動(dòng)化生彼產(chǎn)中使用琴的精加工瞎刀具，從社保證工件先尺寸精度雷考慮，常儲(chǔ)以刀具的洋徑向尺寸仁磨損量NB作為衡竭量刀具你的磨鈍折標(biāo)準(zhǔn)（弦圖2-3拐8）。圖2-3滋8刀具的磨譜損量VB與NB制訂刀節(jié)具的磨傅鈍標(biāo)準(zhǔn)險(xiǎn)時(shí)，既呢要考慮鳳充分發(fā)剃揮刀具裝的切削勾能力，刷又要考盈慮保證袋工件的蕉加工質(zhì)號(hào)量。精加工、甲工藝系統(tǒng)記剛性差或爭切削難加青工材料時(shí)習(xí)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)反取較小值與；反之，掀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)世取大值。圖2-38刀具的磨嗽損量VB與NB國際標(biāo)島準(zhǔn)ISO推薦硬誓質(zhì)合金卡車刀刀同具壽命累試驗(yàn)的踐磨鈍標(biāo)度準(zhǔn)，有飛下列三薯種可供皺選擇：（1）VB=0秀.3m把m；（2）如果攝主后刀廉面為無霸規(guī)則磨雞損，取VBmax=0.私6mm；（3）前刀面更磨損量遙，式志中f為以mm/r為單位躺的進(jìn)給街量值。三、刀扔具壽命1.刀具壽命沾的定義刃磨后的數(shù)刀具（或療新刀）自去開始切削費(fèi)直到磨鈍無標(biāo)準(zhǔn)為止枯所經(jīng)歷的豈實(shí)際切削險(xiǎn)時(shí)間，稱暮為刀具壽旨命，用T表示。仇它指凈朝切削時(shí)凡間，不保包括用酒于對刀帥、測量送、快進(jìn)婆、回程北等非切篇削時(shí)間妨。對于可曉重磨刀纏具，刀烤具壽命對指得是宰其兩次托刃磨之向間所經(jīng)胞歷的實(shí)蛇際切削穩(wěn)時(shí)間。盜如果用葡刀具壽泥命乘以罵刃磨次箏數(shù)，得例到的就雨是刀具絕總壽命備。2.刀具壽悔命的經(jīng)倡驗(yàn)計(jì)算往公式試驗(yàn)結(jié)果駛表明，對醫(yī)于某一切紫削加工，芬當(dāng)工件、漁刀具材料抵和刀具幾土何形狀確辱定之后，滋切削速度亡是影響刀扎具磨損的販主要因素障。圖2-3件9所示為肆在正常世的切削棒速度范圖圍內(nèi)，勞分別以昆不同的蔥切削速駱度進(jìn)行嗽刀具磨暮損試驗(yàn)障，得到育的一組或磨損曲求線。圖2-3謠9刀具磨村損曲線如圖2-39所示，刀暑具磨鈍標(biāo)淚準(zhǔn)與磨損掉曲線的交哥點(diǎn)所對應(yīng)前的時(shí)間，甩就是不同凳切削速度國所對應(yīng)的期刀具壽命T1、T2、T3、T4…。將數(shù)據(jù)點(diǎn)(vc1,T1)、(vc2,T2)、(vc3,T3)、(vc4,T4)…標(biāo)在對數(shù)意坐標(biāo)系上猴，相鄰數(shù)亦據(jù)點(diǎn)依次耀用直線相般連，即可撐求得vc-T試驗(yàn)曲蛾線，如銹圖2-40所示。圖2-39刀具磨損尖曲線圖2-4平0所示為榴在雙對牌數(shù)坐標(biāo)味上的適曲線名。由圖中即可以看炊出，在昆一定的撿切削速途度范圍江內(nèi)，上亡述各點(diǎn)者基本都易在一條皂直線上滅。圖2-40在雙對蠟數(shù)坐標(biāo)另上的吊曲線該直線鼠方程可照寫為因此，切蹲削速度與俘刀具壽命五的關(guān)系式筋可表示為（2-2緩3）式中m—vc對T的影響程鳴度的指數(shù)稱，它反映惕了刀具材詞料的切削性繪能。Co—與刀具博材料、首工件材文料、切靈削條件錄有關(guān)的噴系數(shù)。該公式揭抬示了切削圣速度與刀潔具壽命之休間的關(guān)系瘡，是選擇魄切削速度吐的重要依劫據(jù)。此公式淚說明：溝隨著切塑削速度vc的變化，適為保證磨酒鈍標(biāo)準(zhǔn)VB不變的刀勤具，刀具派壽命T必須作學(xué)相應(yīng)的榜變化；知指數(shù)m的大小鋸反映了副刀具壽斥命T對切削宇速度vc變化的敏熔感性。m越小，表播明T對vc的變化權(quán)越敏感窗，也就柳是說刀看具的切拍削性能錫越差。按照上面惕求叛關(guān)系式的吧方法，同盈樣可以求漸得和識(shí)關(guān)系式削：綜合以績上三式啞，可得探到切削堵用量與師刀具壽息命的一性般關(guān)系母式（刀歡具壽命共的經(jīng)驗(yàn)揚(yáng)公式）：式中CT―與工件、戚刀具材料潛及切削條偷件有關(guān)的谷系數(shù)。（2-2害6）刀具壽命鐵的經(jīng)驗(yàn)公麻式中的有炎關(guān)指數(shù)和憤系數(shù)可通慶過刀具壽奇命試驗(yàn)求弱得。用硬質(zhì)合覆金車刀切間削豆的碳鋼譽(yù)，在進(jìn)給雅量f＞0.7尖5mm百/r的條件下考進(jìn)行刀具恩壽命試驗(yàn)角，通過數(shù)險(xiǎn)據(jù)處理后猶得到的刀牢具壽命公鍬式為（2-27）分析式（2-2預(yù)7）可知旦，切削食速度vc對刀具熟壽命的僚影響最討大，進(jìn)捷給量f次之，背陽吃刀量ap最小。這與它們蒜對切削溫鑒度的影響傍順序完全魚一致，表襖明切削溫猾度與刀具滔壽命之間君有著緊密灘的內(nèi)在聯(lián)六系。上式表純明，切鋤削用量鉛與刀具戀壽命密林切相關(guān)銀。在生產(chǎn)中斧，確定刀昌具壽命有歇兩種原則弱。如果從加倘工效率考放慮，當(dāng)?shù)栋憔邏勖?guī)危定過高，怨則允許采庭用的切削揪速度就低糠，生產(chǎn)效匆率下降；拾如刀具壽貧命規(guī)定過勾低，則采稻用的切削襯速度雖然吳可以很高描，但裝刀閥、卸刀及游調(diào)整機(jī)床妥的時(shí)間增年多，生產(chǎn)趙效率也降市低。這樣就存擺在一個(gè)生津產(chǎn)效率為傘最高（單可件時(shí)間為方最少）的中刀具壽命虎，即最高郵生產(chǎn)率刀米具壽命。同樣，如弦果從加工兆成本考慮草，若刀具付壽命選的缺過高，則悠切削速度血必須選的稠很低，所乖以加工時(shí)分間加長，咐使得機(jī)床猾費(fèi)用和人住工費(fèi)用增棟加，成本姓提高；若秒刀具壽命鏡選的過低僵，雖然允鳴許的速度打提高，但肯換刀時(shí)間寫增多，刀雞具消耗及俘與磨刀有瓜關(guān)的成本脾均提高，繪因而成本疏也增高。由此可丙看出，以這里也鋤存在著如一個(gè)單趣件工藝澇成本為補(bǔ)最低的尾刀具壽蹄命，即付最小成刃本刀具姐壽命。上述分析邀表明，在升一定切削誘條件下，甲并不是刀