第五篇金属切削成形(切削加工) F<K nI>N, 4.刀具的结构形式 1)焊接式车刀:2)机加重磨式车刀;3)机加可转位式车刀 四、刀具角度对加工过程的影响 前角(y0 作用:①减小切屑的变形;②减小前刀面与切屑之间的摩擦力。 所以:70↑:a.减小切削力和切削热 b减小刀具的磨损; c.提高工件的加工精度和表面质量 选择:加工塑性材料和精加工一取大前角 加工脆性材料和粗加工一取小前角 前角(γ0)可正、可负、也可以为零。 高速钢车削碳钢:y0=200~300;硬质合金车削碳钢:γ0= 100~200 2.后角(a0) 作用:减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力 所以:a0↑:a减小切削力和切削热; b减小刀具的磨损 c.提高工件的加工精度和表面质量 选择:加工塑性材料和精加工一取大后角 加工脆性材料和粗加工一取小后角 后角(α0)只能是正的。 精加工:∝0=80~120 粗加工:∝0=40 3.主偏角(k 作用: aLO 改善切削条件,提高刀具寿命。 减小kr:使切削条件得到改善,提高了刀具寿命。 选择:系统刚性好:取较小的kr。100~300、450。 系统刚性差:取较大的kr。60、750、90。 4.副偏角(kr’)
第五篇 金属切削成形（切削加工） 79 4. 刀具的结构形式 1）焊接式车刀；2）机加重磨式车刀；3）机加可转位式车刀 四、刀具角度对加工过程的影响 1. 前角（0） 作用：① 减小切屑的变形；② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。 所以：0 ：a .减小切削力和切削热； b .减小刀具的磨损； c .提高工件的加工精度和表面质量。 选择：加工塑性材料和精加工—取大前角 加工脆性材料和粗加工—取小前角 前角（0）可正、可负、也可以为零。 高速钢车削碳钢：0=200~300；硬质合金车削碳钢：0=100~200 2. 后角（ 0） 作用：减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力。 所以： 0 ：a .减小切削力和切削热； b .减小刀具的磨损； c .提高工件的加工精度和表面质量。 选择：加工塑性材料和精加工—取大后角 加工脆性材料和粗加工—取小后角 后角（ 0）只能是正的。 精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr） 作用： 改善切削条件，提高刀具寿命。 减小 kr：使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。 选择：系统刚性好：取较小的 kr。100~300、450。 系统刚性差：取较大的 kr。600、750、90 0。 4 . 副偏角（kr’） 0 0
第五篇金属切削成形(切削加工) 作用:最终形成已加工表面。 Kr↓:使已加工表面残留 密集的高度减小,降低工件的 表面粗糙度。 选择:在不产生振动的前提 下,取小值。 5.刃倾角(λs) 作用:①影响切削刃的锋利程度;②影响切屑流出方向; ③影响刀头强度和散热条件;④影响切削力的大小和方向 选择:精加工:取正(+λs) 粗加工:可取零或负(λs=0、-λs) §3金属切削过程 金属材料在刀具的作用下变形、分离的过程。 切屑的形成过程及切屑的种类 1.切屑的形成过程与切屑变形 切屑的变形程度用变形系数ξ表示。 s=Lc/Lch=ac h/ac>l 影响切屑变形的因素 ①刀具角度:γ ②切削速度:哗以 ③材料塑性:8 ④刀具与切屑之间的摩擦系数ψcψ。 2.切屑的种类 1)带状切屑 特征:内表面光滑,外表面呈毛茸状 形成条件:塑性材料、速度中等、较大的y0、 较小的f和ap 2)节状切屑 特征:内表面有时有裂纹,外表面呈锯齿状。 形成条件:中等硬度的塑性材料、速度较低、较小的γ0、 较小的f和ap。 3)崩碎状切屑 特征:不规则的碎块状。 形成条件:脆性材料。 、积屑瘤 在一定的切削速度下切削塑性材料时,常发现在刀具前刀面上靠近刀刃的部 位粘附着一小块很硬的金属一称为积屑瘤
第五篇 金属切削成形（切削加工） 80 作用：最终形成已加工表面。 Kr’ ：使已加工表面残留 密集的高度减小，降低工件的 表面粗糙度。 选择：在不产生振动的前提 下，取小值。 5 . 刃倾角（ S ） 作用：① 影响切削刃的锋利程度；②影响切屑流出方向； ③影响刀头强度和散热条件；④影响切削力的大小和方向。 选择：精加工：取 正（+S ） 粗加工：可取零或负（ S =0、- S ） §3 金属切削过程 金属材料在刀具的作用下变形、分离的过程。 一、切屑的形成过程及切屑的种类 1. 切屑的形成过程与切屑变形 切屑的变形程度用变形系数 表示。 = Lc/Lch=ac h/ac>1 影响切屑变形的因素： ① 刀具角度：γ ζ ② 切削速度：ν ζ ③ 材料塑性：δ ζ ④ 刀具与切屑之间的摩擦系数 ζ 。 2. 切屑的种类 1) 带状切屑 特征：内表面光滑，外表面呈毛茸状。 形成条件：塑性材料、速度中等、较大的 0 、 较小的 f 和 ap。 2) 节状切屑 特征：内表面有时有裂纹，外表面呈锯齿状。 形成条件：中等硬度的塑性材料、速度较低、较小的 0 、 较小的 f 和 ap。 3) 崩碎状切屑 特征：不规则的碎块状。 形成条件：脆性材料。 二、积屑瘤 在一定的切削速度下切削塑性材料时，常发现在刀具前刀面上靠近刀刃的部 位粘附着一小块很硬的金属—称为积屑瘤。 450 M A B O F M A F B O o M Lc ac Lch ac h
第五篇金属切削成形(切削加工) 1.积屑瘤的形成 1)积屑瘤的形成过程 滞留层 2)积屑瘤的形成条件 ①工件材料:塑性材料 ②切削速度:中等(10~50m/min), 温度约300℃ ③刀具角度:γ0偏小 ④冷却条件:不加切削液 2.积屑瘤对加工过程的影响 有利:①使γ0增大,使切削过程变得轻快 ②可代替主刀刃和前刀面进行切削,保护刀具 所以:粗加工时可以利用。 不利:①积屑瘤不稳定,易引起振动,使Ra增大。 ②会引起φp的变化,使加工精度降低。 所以;精加工时应尽量避免。 3.积屑瘤的抑制 ①利用切削液:②控制切削速度:③加大刀具前度y0 ④对工件进行正火、调质处理,降低δ、ak 、切削力和切削功率 切削力 刀具切削工件时作用在刀具或工件上的力。 1)切削力的构成 ①材料的弹性变形和塑性抗力 ②切屑、工件表面与刀具的摩擦力。 2)切削力的分解 将总切削力Fr沿速度方向、轴向和径向三个相互垂直的发现分解为Fz、F ①主切削力(切向分力)Fz 是Fr在切削速度方向上的分力 主切削力占总切削力的80%90%,消耗 的功率占总功率的95%以上。是计算机床动 力及主要传动零件强度和刚度的依据 ②进给抗力(轴向分力)Fx 是Fr在进给方向上的分力。 F 消耗的功率仅占总功率的1~5%。是设计 和计算进给机构零件强度和刚度的依据。 ③切深抗力(径向分力)Fy 是Fr在切削深度方向上的分力 变形前变形后 3)影响切削力的因素 ①切削用量:ap、f增大,Fr越大 ②工件材料:材料的强度、硬度越高,塑性韧 性越好,Fr越大。 ③刀具角度:增大y0,Fr减小;增大kr
第五篇 金属切削成形（切削加工） 81 1. 积屑瘤的形成 1) 积屑瘤的形成过程 2) 积屑瘤的形成条件： ① 工件材料：塑性材料； ② 切削速度：中等（10~50m/min）， 温度约 300℃； ③ 刀具角度： 0 偏小； ④ 冷却条件：不加切削液。 2. 积屑瘤对加工过程的影响 有利：① 使 0 增大，使切削过程变得轻快。 ② 可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。 所以：粗加工时可以利用。 不利：① 积屑瘤不稳定，易引起振动，使 Ra 增大。 ② 会引起 ap 的变化，使加工精度降低。 所以：精加工时应尽量避免。 3. 积屑瘤的抑制 ① 利用切削液；② 控制切削速度；③ 加大刀具前度 0 ； ④ 对工件进行正火、调质处理，降低 、ak。 三、切削力和切削功率 1. 切削力 刀具切削工件时作用在刀具或工件上的力。 1) 切削力的构成 ① 材料的弹性变形和塑性抗力； ② 切屑、工件表面与刀具的摩擦力。 2) 切削力的分解 将总切削力 Fr 沿速度方向、轴向和径向三个相互垂直的发现分解为 Fz、Fx、 Fy。 ① 主切削力（切向分力）Fz 是 Fr 在切削速度方向上的分力。 主切削力占总切削力的 80%~90%，消耗 的功率占总功率的 95%以上。是计算机床动 力及主要传动零件强度和刚度的依据。 ② 进给抗力（轴向分力）Fx 是 Fr 在进给方向上的分力。 消耗的功率仅占总功率的 1~5%。是设计 和计算进给机构零件强度和刚度的依据。 ③ 切深抗力（径向分力）Fy 是 Fr 在切削深度方向上的分力。 3) 影响切削力的因素 ① 切削用量：ap 、f 增大， Fr 越大。 ②工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性韧 性越好，Fr 越大。 ③ 刀具角度： 增大 0 ，Fr 减小；增大 kr ， o M 滞留层 o M F 弹、塑 F 摩1 F摩2 Fr Fz Fx Fy FX、Y
第五篇金属切削成形(切削加工) Fy减小、Fz增大。 ④冷却条件:加切削液,Fr减小。 4)切削力的估算 生产中常用单位切削力p估算切削力的大小 单位切削力一切削单位面积所需要的切削力。单位:NMM F=pXAc=P×f×an(N) 2.切削功率(Pm) Pm=F×+Fx×vf Pn≈Fz×v (W) 四、切削热和切削温度 1.切削热的来源与传散 1)切削热的来源 a.切屑变形所产生的热;b.切屑与前刀面之间的摩擦 c.工件与后刀面之间的摩擦。 2)切削热的传散:c切屑:50-80% 介质:1% 工件:40~10% 刀具:9~3% 2.切削温度及其影响因素 切削温度一切削区的平均温度。 切削区一切屑、工件、刀具相接触的区域。 影响切削温度的因素 ①切削用量:、f、ap愈大,切削温度愈高。但v的影响最大,次之, f最小。a ②工件材料:材料的强度、硬度越高,塑性、韧性越好,切削温度越高:材料 的导热性愈好,切削温度愈低 ③刀具:刀具角度一增大γo,切削温度降低;减小kr、kr'’,切削温度降低 刀具材料一导热性愈好,切削温度愈低 ④冷却条件:加切削液,切削温度降低。 3.切削液 在切削过程中,正确的选择和使用切削液。对降低切削温度、减小刀具磨损 提高生产率和加工质量有着重要的意义 1)切削液的作用 a.冷却作用;b.润滑作用;c.洗涤与排屑作用;d.防锈作用。 2)切削液的种类 ①水溶液:水+防锈剂等;呈透明状。 ②乳化液:乳化油+水;呈乳白色。应用最广泛 ③切削油:矿物油;润滑作用。 3)切削液的选用 粗加工:以冷却为主。如水溶液、低浓度的乳化液等。 精加工:以润滑为主。髙浓度的乳化液、切削油等 五、刀具磨损和刀具耐用度
第五篇 金属切削成形（切削加工） 82 Fy 减小、Fz 增大。 ④ 冷却条件：加切削液，Fr 减小。 4) 切削力的估算 生产中常用单位切削力 p 估算切削力的大小。 单位切削力—切削单位面积所需要的切削力。单位：N/MM2 （N） 2. 切削功率（Pm） （W） （W） 四、切削热和切削温度 1. 切削热的来源与传散 1) 切削热的来源 a . 切屑变形所产生的热；b . 切屑与前刀面之间的摩擦； c . 工件与后刀面之间的摩擦。 2) 切削热的传散： 切屑：50~80% 介质：1% 工件：40~10% 刀具：9~3% 2. 切削温度及其影响因素 切削温度 — 切削区的平均温度。 切削区 — 切屑、工件、刀具相接触的区域。 影响切削温度的因素： ① 切削用量： 、 、 愈大， 切削温度愈高。但 的影响最大， 次之， 最小。 ② 工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好，切削温度越高；材料 的导热性愈好，切削温度愈低。 ③ 刀具：刀具角度—增大 0 ，切削温度降低；减小 kr 、kr’，切削温度降低。 刀具材料—导热性愈好，切削温度愈低。 ④ 冷却条件：加切削液，切削温度降低。 3. 切削液 在切削过程中，正确的选择和使用切削液。对降低切削温度、减小刀具磨损， 提高生产率和加工质量有着重要的意义。 1) 切削液的作用 a . 冷却作用；b . 润滑作用；c . 洗涤与排屑作用；d . 防锈作用。 2) 切削液的种类 ① 水溶液：水+防锈剂等；呈透明状。 ② 乳化液：乳化油+水；呈乳白色。应用最广泛。 ③ 切削油：矿物油；润滑作用。 3) 切削液的选用 粗加工：以冷却为主。如水溶液、低浓度的乳化液等。 精加工：以润滑为主。高浓度的乳化液、切削油等。 五、刀具磨损和刀具耐用度 ap Fz = p Ac = p f Pm Fz v Pm Fz v Fx v f = + v f p a v f p a VB KT