1、第第4 4章章 切削原理切削原理 q金屬切削加工：是利用刀具從工件毛坯金屬切削加工：是利用刀具從工件毛坯上切去一層多余的金屬，從而使工件達上切去一層多余的金屬，從而使工件達到規定的幾何形狀、尺寸精度和表面質到規定的幾何形狀、尺寸精度和表面質量的加工方法。量的加工方法。 1 1 切削過程及切屑類型切削過程及切屑類型 1.1切切屑屑的的形形成成過過程程 金屬切削過程的實質是切削層受到刀具前刀金屬切削過程的實質是切削層受到刀具前刀面的擠壓后，產生以剪切滑移為主的塑性變面的擠壓后，產生以剪切滑移為主的塑性變形，而成為切屑的過程。形，而成為切屑的過程。 FABOM45a正擠壓正擠壓FABOM45b偏擠壓

2、偏擠壓OMFc切削切削圖圖3-2 金屬擠壓與切削比較金屬擠壓與切削比較1.2 1.2 三三 個個 變變 形形 區區 研究金屬切削變形的方法側面方格變形觀察法 快速落刀法 其他試驗方法 高速攝影法光彈塑性試驗法5) 5) 三個變形區的劃分三個變形區的劃分 1 1 第一變形區第一變形區 2 2 第二變形區第二變形區 3 3 第三變形區第三變形區1.3 1.3 第一變形區內金屬的剪切變形第一變形區內金屬的剪切變形 q 始剪切滑移線始剪切滑移線q 終剪切滑移線終剪切滑移線q 滑移量滑移量v 剪切滑移剪切滑移v 加工硬化加工硬化剪切面剪切面剪切角剪切角 剪切角 剪切面積變形程度切削力變形系數變形系數 切

3、削過程中，切削層經塑性變形后，厚度增加，長度縮小，寬度切削過程中，切削層經塑性變形后，厚度增加，長度縮小，寬度基本不變。可用其表示切削層變的變形程度。根據體積不變原理，變基本不變。可用其表示切削層變的變形程度。根據體積不變原理，變形系數形系數hh可用下式表示：可用下式表示： DDhDhDhhhLL式中式中LDLD切削層的長度切削層的長度 LDhLDh切屑的長度切屑的長度 hDhhDh切屑的厚度切屑的厚度 hD hD 切削層的厚度切削層的厚度LDhhDhDhLD切屑與切削層尺寸切屑與切削層尺寸q 厚度變形系數厚度變形系數q 長度變形系數長度變形系數 變形系數與剪切角的關系變形系數與剪切角的關系t

4、g=coso/(h sino)1.4 1.4 前刀面的擠壓與摩擦及其對切前刀面的擠壓與摩擦及其對切屑變形的影響屑變形的影響 q 高溫q流動速度減緩q纖維化和切屑的彎曲v內摩擦內摩擦v外摩擦外摩擦v平均摩擦系數平均摩擦系數圖圖310 切屑和前面摩擦情況示意圖切屑和前面摩擦情況示意圖q 鈍圓半徑q 加工硬化q 殘余應力1.5 1.5 已加工表面的形成過程已加工表面的形成過程 hDhDhDhD切脆性材料切脆性材料不平穩不平穩, ,表面粗糙表面粗糙帶狀切屑帶狀切屑 擠裂切屑擠裂切屑 單元切屑單元切屑 崩碎切屑崩碎切屑 加工塑性材料加工塑性材料切塑性材料：切塑性材料： 帶狀切屑帶狀切屑 擠裂切屑擠裂切屑

5、 單元切屑單元切屑0v hD0 v hD0 v hD0v hD切削不平穩，力波動大切削不平穩，力波動大加工表面粗糙加工表面粗糙切削平穩，力波動小切削平穩，力波動小加工面光潔，斷屑難加工面光潔，斷屑難 滑移量較大，部分滑移量較大，部分剪應力達斷裂強度剪應力達斷裂強度1.6 1.6 切屑的類型切屑的類型 1.7 1.7 積屑瘤的形成及其對切削過程的影響積屑瘤的形成及其對切削過程的影響 積屑瘤的定義積屑瘤的定義積屑瘤的形成積屑瘤的形成 切屑刀具圖 積屑瘤積屑瘤積屑瘤對切削過程的影響積屑瘤對切削過程的影響 圖圖 積屑瘤前角和伸出量積屑瘤前角和伸出量積屑瘤的產生及積聚高度的相關因素積屑瘤的產生及積聚高度

6、的相關因素 與金屬材料的硬化性質有關；與金屬材料的硬化性質有關； 刃前區的溫度和壓力狀況有關；刃前區的溫度和壓力狀況有關； 切削速度。切削速度。精加工時避免或減小積屑瘤的措施精加工時避免或減小積屑瘤的措施 控制切削速度，盡量采用很低或很高的速控制切削速度，盡量采用很低或很高的速度，避開中速區；度，避開中速區；使用潤滑性能好的切削液，以減小摩擦；使用潤滑性能好的切削液，以減小摩擦；增大刀具前角，以減小刀屑接觸區壓力；增大刀具前角，以減小刀屑接觸區壓力；提高工件材料硬度，減少加工硬化傾向。提高工件材料硬度，減少加工硬化傾向。 1.8 1.8 切屑變形的變化規律切屑變形的變化規律 1 1工件材料對切

7、屑變形的影響工件材料對切屑變形的影響 工件材料強度愈高，切屑變形愈小。工件材料強度愈高，切屑變形愈小。 工件塑性越大，切屑變形越大。工件塑性越大，切屑變形越大。 2 2刀具前角對切屑變形的影響刀具前角對切屑變形的影響 前角對厚度變形系前角對厚度變形系數的數的a的影響的影響.工件材料：工件材料：5210鋼；鋼；刀具材料：高速鋼；刀具材料：高速鋼；切削用量：切削用量：hD=0.310.36mm，bD=0.80.9mm 刀具前角增大，刀具前角增大，切屑變形減小。切屑變形減小。3 3切削速度對切屑變形的影響切削速度對切屑變形的影響 無積屑瘤無積屑瘤的切削速的切削速度范圍內，度范圍內，速度越高，速度越高

8、，變形越小。變形越小。 有積屑瘤有積屑瘤的切削速的切削速度范圍內，度范圍內，切削速度切削速度的影響是的影響是通過積屑通過積屑瘤的實際瘤的實際前角來影前角來影響的。響的。4 4切削厚度對切屑變形的影響切削厚度對切屑變形的影響 切削厚度增加時，切削厚度增加時，變形減小。變形減小。切削速度及進給量對厚度變形系數的切削速度及進給量對厚度變形系數的aa的影響的影響 工件材料：工件材料：2020鋼；被吃刀量鋼；被吃刀量ap=4mm ap=4mm 2 2 切切 削削 力力 切削力的概念切削力的概念 切削力直接影響切削過程切削力直接影響切削過程 切削力是設計的依據切削力是設計的依據 2.1 2.1 切削力的來

9、源、切削合力及分力切削力的來源、切削合力及分力1) 1) 切削力的來源切削力的來源 2)2)切削合力及分力切削合力及分力 v 切削合力v 主切削力v 徑向力 （背向力）v 軸向力v（進給力）2.3 2.3 切削力的計算切削力的計算 目前生產實際中采用的計算公式都是通過大量的試驗經數據處理后而得到的目前生產實際中采用的計算公式都是通過大量的試驗經數據處理后而得到的經驗公式。如指數形式公式：經驗公式。如指數形式公式： FFccccFFppppFFffffxycFpFxypFpFxyfFpFFCafKFCafKFCafK式中式中 CFc , CFp , CFf CFc , CFp , CFf 與工件

10、、刀具材料有關系數；與工件、刀具材料有關系數； xFc , xFp , xFf xFc , xFp , xFf 切削深度切削深度ap ap 對切削力影響指數；對切削力影響指數； yFc , yFp , yFf yFc , yFp , yFf 進給量進給量 f f 對切削力影響指數；對切削力影響指數； KFc , KFp , KFf KFc , KFp , KFf 考慮切削速度、刀具幾何參數、考慮切削速度、刀具幾何參數、 刀具磨損等因素影響的修正系數。刀具磨損等因素影響的修正系數。1FFFccccccFcxyxFpFFpcyDppCafKCaFpAafaf（3-7）式中 機床傳動效率，通常= 0

11、.750.85 ()cEPPKW（3-9）式中 Fc 主切削力N）； v 主運動速度m/s）。 （3-8）310()ccPFvKW2.4 2.4 影響切削力的因素影響切削力的因素2.4.1 2.4.1 工件材料的影響工件材料的影響 工件材料的強度、硬度越高工件材料的強度、硬度越高, , 切削力是增切削力是增大的。大的。 強度、硬度相近的材料，塑性越大，切削力強度、硬度相近的材料，塑性越大，切削力越大。越大。 2.4.22.4.2切削用量的影響切削用量的影響 1背吃刀量和進給量背吃刀量和進給量 2 2切削速度的影響切削速度的影響2.4.22.4.2切削用量的影響切削用量的影響 2.4.3 2.4

12、.3 刀具幾何參數的影響刀具幾何參數的影響 1 1 前角的影響前角的影響 2 2 負倒棱的影響負倒棱的影響 3 3 主偏角的影響主偏角的影響 4 4刃傾角的影響刃傾角的影響2.4.4 2.4.4 刀具磨損的影響刀具磨損的影響 2.4.5 2.4.5 刀具材料的影響刀具材料的影響 2.4.6 2.4.6 切削液的影響切削液的影響水溶性切削液對切削力影響很小水溶性切削液對切削力影響很小非水溶性切削液顯著降低切削力非水溶性切削液顯著降低切削力3 3 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度 切削熱的危害：切削熱的危害：刀具磨損加劇，刀具耐用度下降。刀具磨損加劇，刀具耐用度下降。精加工時，工件本身和刀桿受熱膨

13、脹致使精加工時，工件本身和刀桿受熱膨脹致使工件尺寸精度達不到要求。工件尺寸精度達不到要求。會使機床產生熱變形而導致加工誤差的產會使機床產生熱變形而導致加工誤差的產生。生。一般所說的切削溫度是指切削區的平均溫一般所說的切削溫度是指切削區的平均溫度。度。3.1 3.1 切削熱的產生和傳出切削熱的產生和傳出 v 切削熱來源切削熱來源v 切削熱的轉換切削熱的轉換v 切削熱的傳出切削熱的傳出圖圖2-25 切削熱的產生與傳導切削熱的產生與傳導第一變形區：第一變形區：60%的熱量的熱量第二變形區：第二變形區：30%的熱量的熱量第三變形區：第三變形區：10%的熱量的熱量影響切削熱傳導的主要因素影響切削熱傳導的

14、主要因素 工件材料的導熱性能工件材料的導熱性能 刀具材料的導熱性能刀具材料的導熱性能 周圍介質周圍介質 切屑與刀具的接觸時間切屑與刀具的接觸時間 3.2 3.2 影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素 1 1切削用量中切削速度對切削用量中切削速度對 切削溫度的影響切削溫度的影響 進進給給量量f f的的影影響響 3.2 3.2 影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素 背背吃吃刀刀量量apap的的影影響響 3.2 3.2 影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素 v切削用量中，切削用量中，v v 對對影響最大，影響最大，f f次之，次之，apap最小。最小。v為有效控制切削溫度以提

15、高刀具耐用度，為有效控制切削溫度以提高刀具耐用度，選用大的背吃刀量或進給量，比選用大選用大的背吃刀量或進給量，比選用大的切削速度有利。的切削速度有利。 3.2 3.2 影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素 3.2.2 3.2.2 刀具幾何參數對切削溫度的影響刀具幾何參數對切削溫度的影響 圖圖 前角與切削溫度的關系前角與切削溫度的關系主偏角主偏角kr kr 對切削溫度的影響對切削溫度的影響3.2.3 3.2.3 刀具磨損對切削溫度的影響刀具磨損對切削溫度的影響 3.2.4 3.2.4 工件材料對切削溫度的影響工件材料對切削溫度的影響正火：正火：b=0.589GPb=0.589GPa,18

16、7HBa,187HB；調質：調質：b=0.736GPb=0.736GPa,229HBa,229HB；淬火：淬火：b=1.452GPb=1.452GPa,44HRC a,44HRC 圖3-21 切削速度、工件材料對切削溫度的影響1GH131 21Cr18Ni9Ti 345鋼(正火) 4HT200刀具材料：YT15；YG8刀具幾何參數：o=15，o=68，r=75，1= -10，s=0，b=0.1mm，r=0.2mm切削用量：ap=3mm，f=0.1mm/rvcm/min）（）1030507090110130400600800100012433.2.5 3.2.5 切削液對切削溫度的影響切削液對切

17、削溫度的影響 3.4 3.4 切削溫度的分布切削溫度的分布 切削脆性材料時切削脆性材料時最高溫度區域最高溫度區域切削塑性材料時切削塑性材料時最高溫度區域最高溫度區域4 4 刀具失效及刀具壽命刀具失效及刀具壽命 v刀具失效：磨損和破損。刀具失效：磨損和破損。v磨損：刀面和切削刃上的金屬微粒被工件、磨損：刀面和切削刃上的金屬微粒被工件、切屑逐漸帶走而喪失切削能力的現象切屑逐漸帶走而喪失切削能力的現象v破損：在短時間內發生的破壞。破損：在短時間內發生的破壞。1 1前刀面磨損前刀面磨損( (月牙洼磨損月牙洼磨損) )4.1 4.1 刀具磨損的形態刀具磨損的形態月牙洼增長示意圖月牙洼增長示意圖 2 2）

18、 后刀面磨損后刀面磨損 3 3） 邊界磨損邊界磨損4.2 4.2 刀具磨損的原因刀具磨損的原因 刀具磨損是機械的、熱的和化學的刀具磨損是機械的、熱的和化學的三種作用的綜合結果。三種作用的綜合結果。 1 1） 硬質點磨損硬質點磨損 v 硬質點磨損硬質點磨損 的概念的概念v 硬質點磨損發生范圍硬質點磨損發生范圍2 2） 粘結磨損粘結磨損 v 粘結磨損的概念粘結磨損的概念v 粘結磨損的發生范圍粘結磨損的發生范圍3 3） 擴散磨損擴散磨損 v擴散磨損的概念擴散磨損的概念v擴散磨損的范圍擴散磨損的范圍4 4） 化化 學磨損學磨損 v 化學磨損的概念化學磨損的概念v 化學磨損的范圍化學磨損的范圍 5） 小

19、小 結結 不同的工件材料、刀不同的工件材料、刀具材料和切削條件下，具材料和切削條件下，磨損原因和磨損強度是磨損原因和磨損強度是不同的。不同的。 圖圖 切削速度對刀具磨損強度的影響切削速度對刀具磨損強度的影響1-硬質點磨損；硬質點磨損； 2-粘結磨損；粘結磨損；3-擴散磨損；擴散磨損；4-化學磨損化學磨損4.4 4.4 刀具磨損過程刀具磨損過程 v 初期磨損階段初期磨損階段 v 正常磨損階段正常磨損階段 v 急劇磨損階段急劇磨損階段 圖圖3-30 刀具的磨損過程刀具的磨損過程4.5 4.5 刀具的磨鈍標準刀具的磨鈍標準 q刀具的磨鈍標準的概念刀具的磨鈍標準的概念q磨鈍標準磨鈍標準q后刀面磨損后刀

20、面磨損q刀具徑向磨損量刀具徑向磨損量q切削力切削力 q磨鈍標準的取值磨鈍標準的取值q 粗加工和半精加粗加工和半精加工工q 精加工精加工q 工藝系統工藝系統q VBq VBmax或或VC4.6 4.6 刀具耐用度刀具耐用度刀具耐用度：刀具耐用度：開始切削到達磨鈍標準時的純切削時間。開始切削到達磨鈍標準時的純切削時間。刀具壽命：刀具壽命：第一次使用到完全報廢時的純切削時間。第一次使用到完全報廢時的純切削時間。切削用量對刀具耐用度的影響切削用量對刀具耐用度的影響 1 1 切削速度與切削速度與刀具耐用刀具耐用度的關系度的關系 試驗法試驗法T-vT-v關系式關系式 圖圖 各種切削速度下的刀具磨損曲線各種

21、切削速度下的刀具磨損曲線刀具刀具Tv關系曲線圖關系曲線圖332），該直線方程為：），該直線方程為：Lgv=-mlgT+lgA式中，式中， m=tg，即該直線的斜率；，即該直線的斜率；A 當當T1s或或1min時直線在縱坐標上的截距。時直線在縱坐標上的截距。V = A / T mm表示切削速度對刀具耐用度地影響程度；表示切削速度對刀具耐用度地影響程度；m越大，切削速度對耐用度影響小越大，切削速度對耐用度影響小,刀具材料切刀具材料切削性能好。削性能好。圖圖332 在雙對數坐標上的在雙對數坐標上的Tv曲線曲線進給量、背吃刀量與刀具耐用度的關系進給量、背吃刀量與刀具耐用度的關系 進給量與刀具耐用度的關

22、系進給量與刀具耐用度的關系f=B/Tnf=B/Tn背吃刀量與刀具耐用度的關系背吃刀量與刀具耐用度的關系 ap=C/Tpap=C/Tp切削用量與刀具耐用度的關系切削用量與刀具耐用度的關系 一般情況下，一般情況下，mnppnmpvafvCT11175. 025. 25pvafvCT (1) (1)當切削速度認提高當切削速度認提高1 1倍，而其它條件不變時，刀具耐用度倍，而其它條件不變時，刀具耐用度將降低到原來的將降低到原來的3%3%； (2)(2)如果其它切削條件不變進給量提高如果其它切削條件不變進給量提高1 1倍時，刀具耐用度倍時，刀具耐用度將降低到原來的將降低到原來的21%21%； (3)(3

23、)其它切削條件不變時，背吃刀量提高其它切削條件不變時，背吃刀量提高1 1倍時，刀具耐用度倍時，刀具耐用度僅降低到原來的僅降低到原來的5959。用用YT5硬質合金車刀切削硬質合金車刀切削b0.63Gpa的碳鋼的碳鋼4.7 4.7 刀具的破損刀具的破損 v破損非正常磨損）：刀具使用時，常會破損非正常磨損）：刀具使用時，常會出現不經正常磨損就突然破壞而失效。出現不經正常磨損就突然破壞而失效。v刀具破損是刀具主要失效形式之一刀具破損是刀具主要失效形式之一 v刀具破損主要分為脆性破損和塑性破損刀具破損主要分為脆性破損和塑性破損1) 1) 刀具的脆性破損刀具的脆性破損v 崩刃崩刃v 碎斷碎斷 剝落剝落 裂

24、紋破損裂紋破損 2) 2) 刀具的塑性破損刀具的塑性破損 v刀具塑性破損的概念刀具塑性破損的概念v發生范圍發生范圍3) 3) 防止刀具破損的措施防止刀具破損的措施 v 合理選擇刀具材料合理選擇刀具材料 和刀具角度和刀具角度v 合適的切削用量合適的切削用量 v 采用可轉位刀具采用可轉位刀具 v 提高系統的剛性提高系統的剛性5 5 材料切削加工性材料切削加工性材料切削加工性材料切削加工性: :材料被切削加工的難易程度。材料被切削加工的難易程度。以切削力或切削溫度衡量加工性以切削力或切削溫度衡量加工性以加工表面質量衡量加工性以加工表面質量衡量加工性 以切屑控制或斷屑的難易衡量加工性以切屑控制或斷屑的

25、難易衡量加工性jrVVK)(6060工件材料的相對切削加工性及分級工件材料的相對切削加工性及分級加工性加工性 等級等級材料相對加工性等級材料相對加工性等級材料名稱及種類材料名稱及種類相對相對加工性加工性KrKr代代 表表 性性 材材 料料1 1很易切削很易切削資料資料一般有色一般有色金屬金屬3.03.0銅鋁合金，鋁銅合金，鋁鎂合金銅鋁合金，鋁銅合金，鋁鎂合金2 2容易切削容易切削資料資料易切削鋼易切削鋼2.52.53 3退火退火l5Crl5Cr，bb0.3730.373o.441GPao.441GPa自動機鋼，自動機鋼，bb0.3930.3930.491GPa0.491GPa3 3較易較易切削

26、鋼切削鋼1.61.62.52.5正火正火3030鋼，鋼，bb0.4410.4410.549GPa0.549GPa4 4普通材料普通材料一般鋼、一般鋼、鑄鐵鑄鐵1.01.01.61.64545鋼，灰鑄鐵鋼，灰鑄鐵5 5稍難切削稍難切削資料資料0.650.651.01.02Crl32Crl3，調質，調質bb0.834GPa0.834GPa8585，鋼，鋼bb0.883GPa0.883GPa6 6難加工材難加工材料料較難切削較難切削資料資料0.50.50.650.6545Cr45Cr，調質，調質bb1.03GPa1.03GPa65Mn65Mn，調質，調質bb0.9320.9320.9810.9817

27、 7難切削難切削資料資料0.150.150.50.550CrV, 50CrV, 調質；調質；1Crl8Ni9Ti, 1Crl8Ni9Ti, 鈦合金鈦合金8 8很難切削很難切削資料資料0.150.15某些鈦合金，鑄造鎳基高溫合金某些鈦合金，鑄造鎳基高溫合金5.2 5.2 影響切削加工性的主要因素影響切削加工性的主要因素 q工件材料的硬度和強度工件材料的硬度和強度q工件材料的塑性、韌性工件材料的塑性、韌性q工件材料的導熱系數工件材料的導熱系數q化學成分化學成分qC C的影響；合金元素的影響的影響；合金元素的影響q金相組織金相組織q低碳鋼鐵素體）；淬火鋼馬氏體）；不低碳鋼鐵素體）；淬火鋼馬氏體）；不

28、銹鋼奧氏體）；冷硬鑄鐵滲碳體）；中銹鋼奧氏體）；冷硬鑄鐵滲碳體）；中碳鋼珠光體）碳鋼珠光體）5.3 5.3 改善材料切削加工性的途徑改善材料切削加工性的途徑 q合理選擇材料供應狀態合理選擇材料供應狀態q低碳鋼以冷拔狀態最易切削低碳鋼以冷拔狀態最易切削; ;q中碳鋼以部分球化的珠光體組織最好加工中碳鋼以部分球化的珠光體組織最好加工; ;q高碳鋼以完全球化退火狀態加工性最好；高碳鋼以完全球化退火狀態加工性最好；q鑄件、氣割件的周邊余量不均勻且有硬皮，鑄件、氣割件的周邊余量不均勻且有硬皮，加工性就不如冷拔或熱軋毛坯。加工性就不如冷拔或熱軋毛坯。 q進行熱處理進行熱處理 q調整化學成分調整化學成分 6

29、 6 切削用量的選擇切削用量的選擇 切削用量選擇的根本原則切削用量選擇的根本原則 高質量、高效率、低成本高質量、高效率、低成本6.1 6.1 切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則 切削用量同生產率的關系切削用量同生產率的關系 切削用量同刀具耐用度的關系切削用量同刀具耐用度的關系P1 / tm P=Aovfap fvaLdfanLtpwwpwwm310pnmpvafvCT111質量、本錢、生產率，質量、本錢、生產率，apap、f f、v v 乘積最大。乘積最大。首先選取盡可能大的背吃刀量首先選取盡可能大的背吃刀量其次選取盡可能大的進給量其次選取盡可能大的進給量最后確定切削速度最后確定切削速度6.

30、1 6.1 切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則6.2 6.2 背吃刀量的選定背吃刀量的選定 加工時，一次走刀盡可能切除全部加工余量。加工時，一次走刀盡可能切除全部加工余量。硬皮的鑄鍛件或切削不銹鋼等加工硬化嚴重的硬皮的鑄鍛件或切削不銹鋼等加工硬化嚴重的材料時，應盡量使背吃刀量超過硬皮或冷硬材料時，應盡量使背吃刀量超過硬皮或冷硬層厚度層厚度 。在下列情況下粗車可能要分幾次走刀；在下列情況下粗車可能要分幾次走刀； (1)(1)加工余量太大時，一次走刀會使切削力太大，會產生加工余量太大時，一次走刀會使切削力太大，會產生機床功率不足成刀具強度不夠；機床功率不足成刀具強度不夠； (2)(2)工藝系統剛

31、性不足，或加工余量極不均勺，以致引起工藝系統剛性不足，或加工余量極不均勺，以致引起很大振動時；很大振動時； (3)(3)斷續切削，刀具會受到很大沖擊而造成打刀時。斷續切削，刀具會受到很大沖擊而造成打刀時。 在上述情況下，如需分兩次走刀，也應將第一次走刀的在上述情況下，如需分兩次走刀，也應將第一次走刀的背吃刀量盡量取大些，第二次走刀的背吃刀量盡量取小些，背吃刀量盡量取大些，第二次走刀的背吃刀量盡量取小些，以保證精加工刀具有高的刀具耐用度，高的加工精度及較小以保證精加工刀具有高的刀具耐用度，高的加工精度及較小的加工表面粗糙度。的加工表面粗糙度。6.3 6.3 進給量的選定進給量的選定粗加工時，進給

32、量的大小主要受機床粗加工時，進給量的大小主要受機床進給機構強度、刀具的強度與剛性、進給機構強度、刀具的強度與剛性、工件的裝夾剛度等因素的限制。工件的裝夾剛度等因素的限制。精加工時，合理進給量的大小則主要精加工時，合理進給量的大小則主要受加工精度和表面粗糙度的限制。受加工精度和表面粗糙度的限制。 6.4 6.4 切削速度的選定切削速度的選定 在在apap、f f 值選定后，根據合理的刀具值選定后，根據合理的刀具耐用度計算或用查表來選定切削速度。耐用度計算或用查表來選定切削速度。在生產中選擇切削速度的一般原則在生產中選擇切削速度的一般原則 1 1加工工藝加工工藝 2 2工件材料工件材料 3 3工件

33、結構工件結構 4 4刀具材料刀具材料7.1 7.1 前前 角角 7 7 刀具角度的選擇刀具角度的選擇1 1前角的功用前角的功用切削規律切削規律斷屑效果斷屑效果刀具耐用度刀具耐用度已加工表面質量已加工表面質量2 2前角的合理選擇前角的合理選擇工件工件刀具刀具加工工藝加工工藝5.1 5.1 前前 角角 1 1前角的功用前角的功用7.1 7.1 刀具角度的選擇刀具角度的選擇q 影響切削規律影響切削規律O 刀刃鋒利刀刃鋒利，切屑變形，切屑變形切削力和切削功率切削力和切削功率q影響斷屑效果影響斷屑效果O 刀刃鋒利刀刃鋒利，切屑變形，切屑變形不易折斷切屑不易折斷切屑q 影響刀具耐用度影響刀具耐用度O 刀刃

34、和刀尖強度刀刃和刀尖強度，散熱體積，散熱體積刀具壽命刀具壽命刀刃鋒利刀刃鋒利，切屑變形，切屑變形切削熱和切削力切削熱和切削力刀具壽命刀具壽命q影響已加工表面質量影響已加工表面質量O 刀刃鋒利刀刃鋒利 ，鈍圓半徑，鈍圓半徑rnrn加工硬化加工硬化抑制積屑瘤，振動抑制積屑瘤，振動表面質量表面質量v工件材料工件材料v塑性材料：為減小切削變形，降低切削塑性材料：為減小切削變形，降低切削力并減少切削熱，應取大前角。力并減少切削熱，應取大前角。v脆性材料：出現崩碎切屑，為提高切削脆性材料：出現崩碎切屑，為提高切削刃強度應取小前角。刃強度應取小前角。v工件材料硬度，強度較高時，應取小前工件材料硬度，強度較高

35、時，應取小前角，加工特硬材料時，可取負前角。角，加工特硬材料時，可取負前角。v刀具材料刀具材料v 刀具材料強度韌性好時，可取大前角。刀具材料強度韌性好時，可取大前角。如高速鋼刀具可比硬質合金刀具前角大如高速鋼刀具可比硬質合金刀具前角大510。v加工工藝加工工藝v粗加工時，尤其是加工有硬皮的的鍛粗加工時，尤其是加工有硬皮的的鍛件和斷續切削，為保證切削刃強度，應件和斷續切削，為保證切削刃強度，應取較小前角。取較小前角。v精加工，應增加前角提高已加工表面精加工，應增加前角提高已加工表面質量。質量。7.2 7.2 后后 角角 1 1后角的功用后角的功用刀具耐用度刀具耐用度已加工表面質量已加工表面質量2

36、 2后角的合理選擇后角的合理選擇 工件工件 刀具刀具 加工工藝加工工藝7.2 7.2 后后 角角 1 1后角的功用后角的功用q 影響已加工表面質量影響已加工表面質量o 刀刃鋒利刀刃鋒利已加工表面與后刀面間的摩擦已加工表面與后刀面間的摩擦，鈍圓半徑，鈍圓半徑rnrn表面質量表面質量，鈍圓半徑，鈍圓半徑rnrnq 影響刀具耐用度影響刀具耐用度刀刃和刀尖強度刀刃和刀尖強度，散熱體積，散熱體積刀具壽命刀具壽命刀具壽命刀具壽命o 已加工表面與后刀面間的摩擦已加工表面與后刀面間的摩擦刀具磨損刀具磨損q 加工性質加工性質 q精加工時，切削厚度較小，磨損主精加工時，切削厚度較小，磨損主要發生于后刀面，取大后角

37、減小摩要發生于后刀面，取大后角減小摩擦、鋒利切削刃，以提高表面質量；擦、鋒利切削刃，以提高表面質量；q粗加工時，切削厚度大，前刀面上粗加工時，切削厚度大，前刀面上月牙洼顯著，應取小后角保證切削月牙洼顯著，應取小后角保證切削刃強度；刃強度；q斷續切削、強力切削時，為保證切斷續切削、強力切削時，為保證切削刃強度也應取小后角；削刃強度也應取小后角；2 2后角的合理選擇后角的合理選擇q工件材料工件材料 q加工塑性材料時，尤其是硬化現象加工塑性材料時，尤其是硬化現象嚴重的材料，應取大后角以減小摩嚴重的材料，應取大后角以減小摩擦，提高表面質量。擦，提高表面質量。q加工脆性材料時，為增強切削刃，加工脆性材料

38、時，為增強切削刃，應取小后角。應取小后角。q加工硬度、強度高的材料時，應取加工硬度、強度高的材料時，應取小后角。小后角。q定尺寸刀具定尺寸刀具(如圓孔拉刀、鉸刀等如圓孔拉刀、鉸刀等) q 應取小后角以增加重磨次數，應取小后角以增加重磨次數，延長刀具使用壽命。延長刀具使用壽命。 1 1主偏角和副偏角的功用主偏角和副偏角的功用切削分力比例關系切削分力比例關系刀具耐用度刀具耐用度已加工表面質量已加工表面質量7.3 主偏角和副偏角主偏角和副偏角2 2主偏角和副偏角的合主偏角和副偏角的合理選擇理選擇 工件工件 刀具刀具 工藝系統的剛性工藝系統的剛性kr1 kr1kr2 kr2q影響切削分力比例關系影響切

39、削分力比例關系7.3 主偏角和副偏角主偏角和副偏角1主偏角和副偏角的功用主偏角和副偏角的功用r r 徑向力徑向力FpFp，軸向力，軸向力FfFfr r rr徑向力徑向力FpFp可能引起振動，并頂彎工件。可能引起振動，并頂彎工件。副后刀面與已加工表面間的摩擦副后刀面與已加工表面間的摩擦引起振動引起振動q 影響刀具耐用度影響刀具耐用度r 和和rr 刀刃強度刀刃強度 ，散熱條件，散熱條件刀具壽命刀具壽命主切削刃長度主切削刃長度單位切削刃負荷刀尖角刀尖角q 影響已加工表面質量影響已加工表面質量r 表面粗糙度表面粗糙度殘留面積高度殘留面積高度2 2主偏角和副偏角的選擇主偏角和副偏角的選擇 q 加工方式加

40、工方式q粗加工時，硬質合金車刀一般選用較大粗加工時，硬質合金車刀一般選用較大主偏角，以利于減小振動、斷屑和采用主偏角，以利于減小振動、斷屑和采用較大的背吃刀量。較大的背吃刀量。q精加工時，取小副偏角，有利于減小表精加工時，取小副偏角，有利于減小表面粗糙度，甚至可磨出一段面粗糙度，甚至可磨出一段Kr=0的的修光刃以消除殘留面積。修光刃以消除殘留面積。q工件材料工件材料q 加工硬材料加工硬材料(如淬火鋼和冷硬鑄鐵等如淬火鋼和冷硬鑄鐵等)時，為減少單位切削刃負荷，改善刀時，為減少單位切削刃負荷，改善刀體散熱條件，提高刀具耐用度，應采體散熱條件，提高刀具耐用度，應采用較小的主偏角。用較小的主偏角。q工

41、藝系統的剛性工藝系統的剛性q工藝系統剛性較好時不易產生振動的工藝系統剛性較好時不易產生振動的情況下，可減小主、副偏角提高刀具情況下，可減小主、副偏角提高刀具耐用度；耐用度；q反 之 ， 則 增 大 主 偏 角反 之 ， 則 增 大 主 偏 角 ( 甚 至 可 取甚 至 可 取Kr90)以減小徑向力以減小徑向力Fp，降低工藝，降低工藝系統的彈性變形及振動。系統的彈性變形及振動。1 1刃傾角的功用刃傾角的功用控制切屑流出方向控制切屑流出方向保護切削刃、刀尖保護切削刃、刀尖 影響切削力影響切削力7.4 刃傾角刃傾角 圖圖 刃傾角對切削刃受力情況的影響刃傾角對切削刃受力情況的影響 2 2刃傾角的合理選

42、擇刃傾角的合理選擇 工件工件 刀具刀具 工藝系統的剛性工藝系統的剛性2 2刃傾角的選擇刃傾角的選擇q粗加工可取粗加工可取s=05以增大刀頭強度，精以增大刀頭強度，精加工取加工取s=0+5以免切屑劃傷已加工表面。以免切屑劃傷已加工表面。 q在有沖擊載荷下，加工淬硬鋼、高強度鋼時，在有沖擊載荷下，加工淬硬鋼、高強度鋼時，可取可取s=515以保護切削刃、刀尖，以保護切削刃、刀尖，沖擊特別大沖擊特別大(如斷續切削等如斷續切削等)時，可取時，可取s=2030。q工藝系統剛性不足時，盡量不采用負刃傾角，工藝系統剛性不足時，盡量不采用負刃傾角，以免引起加工過程中的振動及工件變形。以免引起加工過程中的振動及工

43、件變形。 應該指出，刀具各角度之間是互相應該指出，刀具各角度之間是互相聯系互相影響的，是一個有機的整聯系互相影響的，是一個有機的整體。體。孤立地選擇某一角度并不能得到所孤立地選擇某一角度并不能得到所希望的合理值。希望的合理值。8 磨削過程及磨削機理磨削過程及磨削機理 磨削加工是用高速回轉的砂輪或其它磨具以給定的背吃刀量或稱切削深度），對工件進行加工的方法。 根據工件被加工表面的形狀和砂輪與工件之間的相對運動，磨削分為外圓磨削、內圓磨削、平面磨削和無心磨削等幾種主要加工類型。 此外，還有對凸輪、螺紋、齒輪等零件進行磨削加工的專用磨床。 二、磨屑形成過程二、磨屑形成過程磨屑形成過程可分為以下三個階

44、段：磨屑形成過程可分為以下三個階段：（1劃擦階段劃擦階段（2刻劃階段刻劃階段（3切削階段切削階段一、磨料的形狀特征一、磨料的形狀特征圖圖341圖圖341 磨粒切削過程的三個階段磨粒切削過程的三個階段三、磨削運動與磨削用量三、磨削運動與磨削用量在磨削過程中，磨削速度、工件圓周進給速度、軸在磨削過程中，磨削速度、工件圓周進給速度、軸向進給量、徑向進給量等，統稱為磨削用量。向進給量、徑向進給量等，統稱為磨削用量。合理選擇磨削用量對保證磨削加工質量和提高生產合理選擇磨削用量對保證磨削加工質量和提高生產率有很大影響。率有很大影響。磨削速度磨削速度vsvs砂輪的高速旋轉運動砂輪的高速旋轉運動是主運動，磨削速度是主運動，磨削速度是指砂輪外圓的線速是指砂輪外圓的線速度。度。工件圓周進給速度工件圓周進給速度vwvw指工件外圓的線速指工件外圓的線速度。度。軸向進給量軸向進給量 fafa徑向進給量徑向進給量 fpfp指工件轉一周沿軸線方指工件轉一周沿軸線方向相對于砂輪移動的距向相對于砂輪移動的距離。單位為離。單位為mm/rmm/r；指砂輪相對于工件在工作臺指砂輪相對于工件在工作臺每雙單行程內徑向移動每雙單行程內徑向移動的距離，單位為的距離，單位為mm/mm/雙行程或雙行程或