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上谣第ZS章上学机械制造基础上谣第ZS章上学第7幸金属切削加工的基础知诙上港第zs釐大掌金属切削加工就是利用工件和刀具之间的相对（切 削）运动，用刀具上的切削刃切除工件上的多余金属层,从而获得具有一定加工质量零件的过程。由此可见，理 解零件加工质量的概念；掌握切削运动和金属切削刀具 的基本知识；认识金属切削过程的基本规律是学习金属 切削加工的基本内容。上谣第Z二章上学一，加工质量为了保证机电产品的质量，设计时应对零件提出加工质量的要求,机械零件的加工质量包括加工精度和表面质量两方面，它们的好坏将 直接影响产品的使用性能、使用寿命、外观质量、生产率和经济性。、加工精度经机械加工后，零件的尺寸、形状、位置等参数的实际数值与设计理 想值的符合程度称为机械加工精度，简称加工精度。实际值与理想值相 符合的程度越高，即偏差（加工误差）越小，加工精度越高。加工精度包 括尺寸精度、形状精度和位置精度。零件图上，对被加工件的加工精度要 求常用尺寸公差、形状公差和位置公差来表示。y上谣第ZS章上学尺寸精度是指加工表面本身的尺寸（如圆柱面的直径）和表面间的尺寸（如孔间 距离等）的精确程度。尺寸精度的高低，用尺寸公差的大小来表示。尺寸公差是尺寸允许的变动量，国家标准GB/T1800.3-1998极限与 配合中规定，尺寸公差分20个等级，即ITOI、ITO、IT1.IT2IT18O IT后面的数字代表公差等级，数字愈大，公差等级越低,公差值越大，尺寸精度越低。在零件图上，通常只规定尺寸公差，对要求较高的零件，除了规定尺 寸公差外,还要规定形状和位置公差。上谣第ZS章上学(2)形状精度是指零件加工后的表面与理想表面在形状上相接近的程度。-7常用的有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等。(3)住置精度是指零件加工后的表面、轴线或对称平面之间的实际位置与理想位置接近的程度。，常用的有平行度、垂直度、同轴度、对称度等。国家标准GB/T1182-1996形状和位置公差中规定，形状和位置公 差共有14个项目，如下页附表所示。上而第ZS章上学形状和位置公差特征项目的名称及符号公 差特征项目符 号有无基准要求直线度正平皿度毛形 状44-圆度O无dA圆柱度无线轮廓度有城无经 给 际区k 彳匕 j于bd面轮廓度有或无平行度Z/有d 定 向位垂直度1有倾斜度/有位置度中有或无定 位同轴（同心）度有亘对称度有向 QJkKi_机械加工精度愈高，加工费用也愈高。每种加工方法在正 常条件下所能达到的加工精度范围称为经济精度。上谣第Z二章上学2、表面质量主要是指零件加工后的表面粗糙度以及表面层材质的变化。主要包括：表面粗糙度表面层材质的变化上谣第ZS章上学C1J表面粗糙度表面粗糙度是指在切削加工中，由于刀痕、塑性变形、振动和摩擦 等原因，会使加工表面产生微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度 和间距状况称为表面粗糙度。WC+Co=金属非金属钢材等YT(P)类=WC+TiC+Co加工长切屑的黑色金属（钢材）YW（M）类=WC+TiC+TaC+Co=钢材、铸铁有色金属非金属上谣第ZS章上学五，金属切削过程金属切削过程是指工件上一层多余的金属被刀具切除的过程和 已加工表面的形成的过程。7在这个过程中始终存在着刀具与工件（金属材料）之间切削和抗切削 的矛盾，并产生一系列重要现象。如形成切屑、切削力、切削热与切 削温度及刀具的磨损等。在对金属切削过程进行实 验研究时，常用的切削模 型是直角自由切削，所谓 自由切削就是只有一个直 线切削刃参加切削，如图 所示。N-N平面视图上谣第Z二章上学1、切屑的形成过程实验研究表明，金属切削与非金属切削不同，金属切 削的特点是被切金属层在刀具的挤压、摩擦作用下产 生变形以后转变为切屑和形成已加工表面。正挤压：金属材料受挤压时，最大剪应力方向与 作用力方向约成45。偏挤压：金属材料一部分受挤压时，金属只能沿 0M线滑移。切削：与偏挤压情况类似。弹性变形-剪切应力 增大，达到屈服点一产生塑性变形，沿0M线滑移一 剪切应力与滑移量继续增大，达到断裂强度一切屑 与母体脱离。a）正挤压c）切削上谣第ZS章上学Cb变形区的划分根据金属切削实验绘制的金属切削过程中的变形滑移线和流线，通常把被 切削刃作用的金属层划分为三个变形区：第I变形区位于切削刃和前刀面的 前方，面积是三个变形区中最大的，为主变形区；第II变形区是与前刀面相接触的附 近区域，切屑沿前刀面流出时，受 到前刀面的挤压和摩擦，靠近前刀 面的切屑底层会进一步发生变形；第III变形区是已加工表面靠近切 削刃处的区域，这一区域金属受到 切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹，发生变形造成加工硬 化。上谣第ZS章上学教学录像：金属切削变形过程上谣第Z二章上学(2)第I变形区主要特征：剪切滑移变形，加工硬化、形成切屑上谣第Z二章上学1J切屑类型由于工件材料和切削条件的不同，切屑过程中的变形情况也不同，因而产 生的切屑形状也不同，从变形的观点来看，可将切屑的形状分为四种类型。带状切屑：通常在加工塑性金 属材料、切削厚度较小、切削速 度较高、刀具前角较大的情况下 获得。形成带状切屑时，材料没 有充分变形。因此切削中产生的 力和热均较小，切削平稳，已加 工表面粗糙度低。教学录像上谣第Z二章上学节状（挤裂）切屑：在加工较硬 的塑性金属材料且所用的切削速 度较低、切削厚度较大、刀具前 角较大的情况下产生。这是由于 材料在剪切滑移过程中滑移量较 大，由滑移变形所产生的加工硬 化使剪切应力增大，在局部地方 达到了材料的断裂强度所引起的。因此切削力波动较大，已加工表 面粗糙度较大。教学录像上谣第ZS章上学粒状（单元）切屑：切屑沿剪 切面完全断开，因而呈单元状。当切削塑性较差的材料，在切削 速度极低时，会产生这种切屑。崩碎切屑：在加工铸铁、青铜 等脆性材料时，易形成崩碎切屑。产生崩碎切屑时，切削热和切削 力都集中在主切削刃和刀尖附近,刀尖易磨损，容易产生振动，影 响工件表面质量。工件材料愈硬 脆，刀具前角愈小，切削厚度愈 大，愈易形成这类切屑。教学录像上谣第ZS章上学切塑性材料：带状切屑，挤裂切屑；,粒状切屑T%6 T为N1月切削平稳，力波动小 加工面光洁，断屑难滑移量较大，局部 剪应力达断裂强度切削不平稳，力波动大 加工表面粗糙上谣第Z二章上学2）变形宗数切削过程中，切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本不变。可用其表示切削层变的变形程度。根据体积不变原理，变形系数Ah可用 下式表示：式中Ld-切削层的长度 LDh-切屑的长度 hDh-切屑的厚度 hD-切削层的厚度切屑与切削层尺寸上连第二二章六学(3)第II变形区被切削层金属经过终滑移线0M形成 切屑沿前刀面流出时，切屑底层仍 受到刀具的挤压和接触面之间强烈 的摩擦，继续以剪切滑移为主的方 式变形，其切屑底层的变形程度比 切屑上层剧烈，从而使切屑底层晶 粒弯曲拉长，在摩擦阻力的作用下,这部分切屑流动速度减慢，称为滞 流层。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。上谣第Z二章上学积屑府:在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑 性材料时，常常在刀具前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块如图所 示，这块冷焊在前刀面上的金属就称为积屑瘤。积屑瘤的硬度很高，通常是工件材料的 23倍，当它处于比较稳定的状态时，能够代替切削刃进行切削起到了保护刀 具的作用，而且增大了实际前角，可减 少切屑变形和切削力，但是会引起过量 切削，降低了加工精度，当积屑瘤脱落 时，其残片会粘附在已加工表面上恶化 表面粗糙度，如果残片粘附在切屑底层 会划伤刀具表面，因此在粗加工时可以 利用积屑瘤的有利之处，精加工时应避 免产生积屑瘤。切屑工件积屑痛的形成上谣第ZS章上学(4)第变形区第in变形区在刀具后刀面和已加工表面接触的区域上。是挤压摩擦回弹区,直接影响已加工表面的质量和刀具的磨损。刀刃钝圆半径m:前后刀面过渡圆弧半径。后刀面磨损带物：后刀面实际后角为零的棱带。弹性恢复区少：已加工面受到后刀面挤压 与摩擦产生变形，是造成 已加工面加工硬化和残余、应力的主要原因。上谣第ZS章上学,切削力金属切削时，刀具切入工件使被切金属层发生变形成为切屑所需要 的力称为切削力。金属切削时，力来源于两个方面:其一是克服在切屑形成过程中 工件材料对弹性变形和塑性变形 的变形抗力；其二是克服切屑与前刀面和后 刀面的摩擦阻力。上谣第Z二章上学、切削力的合力及其分力变形力和摩擦力形成了作用在刀具上的合力F。为了便于测量、计算和反映 实际作用的需要，常将合力F分解为互相垂直的Fc、Ff和Fp三个分力，如图 所示。切削力Fc（主切削力Fz）：在主运动 方向上的分力，它切于加工表面，并与基 面垂直。Fc用于计算刀具强度，设计机 床零件,确定机床功率等。进给力Ff（进给抗力Fx）：在进给运 动方向上的分力，它处于基面内与进给 方向相反。Ff用于设计机床进给机构和 确定进给功率等。背向力Fp（切深抗力Fy）：在垂直于 工作平面上分力，它处于基面内并垂直 于进给方向。Fp用来计算工艺系统刚度 等。它也是使工件在切削过程中产生振 益的力。上谣第Z二章上学F、Fd、Ff、Fp之间的关系:上谣第ZS章上学2、切削力的计算目前生产实际中采用的计算公式都是通过大量的试验经数据处理后而得到 的经验公式。如指数形式公式：；I Fc=C f.K 1，,黑黑 中式一与工件、刀具材料有关系数；切削深度即 对切削力影响指数;进给量f对切削力影响指数；考虑切削速度、刀具几何参数、刀具磨损等因素影响的修正系数。上谣第ZS章上学3、切削功率的计算在切削加工过程中，所需的切削功率Pc可以按下式计算:Pc=10Fc-vc(Kw)_/式中Fc 主切削力(N);vc 主运动速度(m/s)根据上式求出切削功率，可按下式计算机床电动机功率PE：r)c-机床传动效率，一般取rj c=0.75 0.85上谣第Z二章上学4、影响切削力的主要因素HJ工件材料工件材料的强度、硬度越高，剪切屈服强度TS越高，切削时产生的切削 力越大。工件材料的塑性、冲击韧度越高，切削变形越大，切屑与刀具间摩擦增加,则切削力越大。加工脆性材料时，因塑性变形小，切屑与刀具间摩擦小，切削力较小。例如：加工60钢的切削力Fc比45钢增大4%,加工35钢的切削力Fc比45 钢减小13%。上谣第ZS章上学(2)刀具几何参教前角Y。增大，切削变形减小，故 切削力减小。主偏角对切削力Fc的影响较小，而 对进给力Ff和背向力Fp影响较大，由右图可知当主偏角增大时，Ff增 大，Fp减小。刃倾角入s在很大范围(-40。+40。)内变化时，对Fc没有什么影响，但 入s增大时，Ff增大,Fp减小。主偏角对Ff和Fp的影响上谣第ZS章上学(3)切削用量切削用量对切削力的影响较大，背吃刀量和进给量增加时，使切削面积AD 成正比增加，变形抗力和摩擦力加大，因而切削力随之增大，当背吃刀量 增大一倍时，切削力近似成正比增加；切削塑性材料时，切削速度对切削力的影响分为有积屑瘤阶段和无积屑瘤 阶段两种情况：在低速范围内，随着切削速度的增加，积屑瘤逐渐长大，刀具实际前角 增大，使切削力逐渐菠小。在中速范围内，积屑瘤逐渐减小并消失，使切削力逐渐增至最大。在高速阶段，由于切削温度升高，摩擦力逐渐减小，使切削力得到稳定 的降低。上谣第ZS章上学(4)其它因素刀具材料与工件材料之间的摩擦系数目会直接影响到切削力的大小。一般按立方碳化棚刀具、陶瓷刀具、涂层刀具、硬质合金刀具、高速钢 刀具的顺序，切削力依次增大。切削液有润滑作用，使切削力降低。切削液的润滑作用愈好，切削力的 降低愈显著。在较低的切削速度下，切削液的润滑作用更为突出。刀具后刀面磨损带VB愈大，摩擦越强烈，切削力也越大。VB对背向力的 影响最为显著。上谣第ZS章上学七.切削想和切削温度1、切削热的产生和传出切削热的产生：切削过程变形和摩擦所消耗功，绝大部分转变为切削热。Q=Fc、c(Jls)_7切削区域产生的切削热，在切削过程中分别由切屑、工件、刀具和 周围介质向外传导出去，例如在空气冷却条件下车削时，切削热50%86%由切屑带走，40%10%传人工件，9%3%传人刀具，1%左右通过辐射传人空气。J上而第zs章上学2、切削温度的分布在切削过程中，切屑、刀具和工件 上不同部位的切削温度分布是不均 匀的，如图所示。在前刀面和后刀 面上，最高温度点都不在切削刃上,而是在离切削刃有一定距离的地方O 这是摩擦热沿前刀面不断增加的缘 故。在靠近前刀面的切屑底层上，温度变化很大，说明前刀面上的摩 擦热集中在切屑底层。在已加工表 面上，较高温度仅存在切削刃附近 的一个很小的范围，说明温度的升 降是在极短的时间内完成的。上谣第Z二章上学3、影响切削温度的主要因素HJ工件材料工件材料的强度、硬度越高，切削时消耗的功就越多，产生的切削 热越多，切削温度就越高。工件材料的热导率愈大，通过切屑和工件传出的热量越多，切削温 度下降越快。(2)刀具几何参数前角增大，切削层变形小，产生的热量少，切削温度降低；但过大的 前角会减少散热体积，当前角大于20。25。时，前角对切削温度的影响 减少。主偏角减小，使切削宽度增大，散热面积增加，切削温度下降。上谣第Z二章上学(3)切削用量对切削温度影响最大的切削用量是切削速度，其次是进给量，而背吃刀量的影响 最小。当切削速度VC增加时，单位时间内参与变形的金属量增加而使消耗的功率增大,提高了切削温度；当f增加时，切屑变厚，由切屑带走的热量增多，故切削温度上升不甚明显；当ap增加时，产生的热量和散热面积同时增大，故对切削温度的影响也小。(4)其它因素刀具后刀面磨损量增大时，加剧了刀具与工件间的摩擦，使切削温度升高，切削速度越高，刀具磨损对切削温度的影响就越显著。浇注切削液对降低切削温度、减少刀具磨损和提高已加工表面质量有明显的效果。切削液的润滑作用可以减少摩擦，减小切削热的产生。）上除第ZS董大学人，力具磨旗和刀具寿命,力具的磨旗形式刀具的磨损形式有以下三种：前刀面磨损切削塑性材料时，如果切削速度和切 削厚度较大，刀具前刀面上会形成月 牙洼磨损。后刀面磨损在切铸铁和以较小的切削厚度切削塑 性材料时，主要也是发生这种磨损。前后刀面同时磨损在常规条件下，加工塑性金属常常出 现前后刀面同时的磨损情况。后刀面磨损前刀面磨损前后刀面同时磨损上谣第Z二章上学、刀具磨损的原因刀具磨损不同于一般的机械零件的磨损，刀具磨损存在着机械的、热的 和化学的作用，既有工件材料硬质的刻划作用而引起的磨损，也有粘接、扩散、腐蚀等引起的磨损。主要有：磨料磨损：磨料磨损是刀具磨损的主要原因。粘结磨损：是硬质合金刀具在中等偏低切削速度时磨损的主要原因。扩散磨损：是硬质合金刀具在高温(800 1000)下切削产生磨损的主 要原因之一。氧化磨损：当切削温度700 800时，空气中的氧与硬质合金中的钻、碳 化鸽、碳化钛等发生氧化作用生成疏松脆弱的氧化物。加速了刀具磨损。相变磨损：用高速钢刀具切削时，当切削温度超过其相变温度(500 600)时，刀具材料的紧相组织会发生变化，使刀具材料硬度降低，磨损 加快。上谣第Z二章上学3,刀具的磨演过程及虏钝标准CU刀具的虏演过程刀具的磨损过程可分为三个阶段:初期磨损阶段 正常磨损阶段 急剧磨损阶段gAfflwgf陋 R 晅初期磨损(2)力具的磨钝标准 切削时间刀具磨损到一定限度后就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。工件材料加工性质磨钝标准Vb(mm)高速钢硬质合金碳钢、合金钢粗车1.5-2.01.0-1.4精车1.00.4-0.6灰铸铁、可断铸铁粗车2.0-3.00.8-1.0半精车1.5-2.00.6-0.8耐热钢、不锈钢粗车、精车1.01.0上谣第Z二章上学4、刀具寿命在生产实际中，为了更加方便、快速、准确地判断刀具的磨损情况，一般 以刀具寿命来间接地反映刀具的磨钝标准。刀具寿命T的定义为：刀具由刃磨后开始切削，一直到磨损量达到刀具的磨钝标准所经过的总切削时间（单位min）。刀具寿命反映了刀具磨损的快慢程度。刀具寿命是一个具有多种用途的重要参数，如用来确定换刀时间；衡 量工件材料切削加工性和刀具材料切削性能优劣；判定刀具几何参数 及切削用量的选择是否合理等，都可用它来表示和说明。上谣第Z二章上学九，工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性是指将其加工成合格零件的难易程度。_7某种材料切削加工的难易，不仅取决于材料本身，还取决于具体 的加工要求及切削条件。在相同的切削条件下，使刀具寿命高的工件材料，其切削加工性好。或者 在一定刀具寿命（T）下，所允许的最大切削速度（VT）高的工件材料，其 切削加工性就好。由于材料的切削加工性概念具有相对性，所以我们经常 以抗拉强度ob=0.637Mpa的45钢的V60作为基准，写作（V60）j,而把其他 被切削材料的V60与之相比，可得到该材料的相对切削加工性Kr,即：（-.凡是Krl的材料，比45钢容易切削；K=v60 凡是KM1的材料，比45钢难切削。（V60）7上谣第Z二章上学工件材料的相对切削加工性及分级材料相对加工性等级加工性 等级材料名称及种类相对 加工性代表性材料1很易切削 材料一般有色 金属3.0铜铝合金，铝铜合金，铝镁合金2容易切削 材料易切削钢2.53退火 15Cr,ab=Q.373-o.441GPa 自动机车冈，。6=0.393-0.491GPa3较易 切削钢1.62.5正火30钢，ab=0.441 0.549GPa4普通材料一般钢、铸 铁1.01.64 5钢，灰铸铁5稍难切削 材料0.65 1.02Crl3,调质834GPa 85,钢。分=0.883GPa6难加工材料较难切削 材料05 0.6545Cr,调质=1.03GPa 65Mn,调质。=0.932 0.9817难切削 材料0.150.550CrV,调质；lCrl8Ni9Ti,钛合金8很难切削 材料0.15某些钛合金，铸造锦基高温合金上谣第Z二章上学军用材料的切削加工性CU结构钢低碳钢(wc0.25%),硬度140HBS,塑性和韧性大，故切削变形大，已加 工表面会产生鳞刺，而且低碳钢容易产生积屑瘤，这两个因素会严重影响精 加工表面质量。粗加工时，断屑困难，所以低碳钢的切削加工性较差。中碳钢(wc=O.3%0.6%),硬度为180HBS,有较好的综合性能，切削加 工性好，根据需栗还可通过正火或调质处理，改善加工过程或加工质量。高碳钢(wc=O.6%0.8%),正火后的硬度230 280HBS,其切削加工性不 如市碳钢。通常，碳素钢的硬度在170 230HBS范围内切削加工性较好，过硬，刀具 磨损加剧；过软，则不易断屑而影响切削过程，同时也影响工件的加工质 量。合金结构钢的切削加工性一最低于含碳量相近的碳束结构钢。上谣第ZS章上学(2)铸铁普通铸铁的塑性和硬度都较低，切屑易断，切削时摩擦系数小，切削力 小，功率消耗少。但是由于切屑是从石墨处开始不规则的断裂往往深入 到已加工表面以下，使已加工表面粗糙。另外，切削铸铁时，形成的是 崩碎切屑，它于前刀面接触长度短，切削力、切削温度集中的刃区，最 高温度在靠近切削刃的后刀面上。(3)有色金属普通铝及铝合金的硬度和强度都低，且导热性能好，属于易切削材料。切削时应选用大的刀具前角(Y。20)和高的切削速度，所用刀具应锋利、光滑，以减少积屑瘤和加工硬化对表面质量的影响。铜及铜合金的硬度和强度都较低，导热性能也好，属于易切削材料。纯 铜和普通黄铜由于塑性和韧性较大，断屑性差，易粘屑，切削时应采用大 的前角和可靠的断屑措施。铅黄铜和锡青铜的强度和硬度较高，但由于铅 的存在，使其脆性增加，伸长率降低，故切削变形小，形成崩碎切屑，切 削时可选用较高的切削速度，加工后能获得较低的表面粗糙度值。上谣第ZS章上学(4)唯加工金属材料随着科学技术的发展，诸如高猛钢、高强度钢、不锈钢、高温合金、钛 合金、难熔金属及其合金等难加工金属材料的应用越来越多。由于这些 材料中含有一系列合金元素，在其中形成了各种合金渗碳体、合金碳化 物、奥氏体、马氏体及带有残余奥氏体的马氏体等，不同程度地提高了 硬度、强度、韧度、耐磨性乃至高温强度和硬度。在切削加工这些材料 时，常表现出切削力大，切削温度高，刀具磨损剧烈。造成严重的加工 硬化和较大的残余拉应力，使加工精度降低，切削加工性很差。上谣第Z二章上学十、金属切削条件的选择1,乃具几何参数的选择刀具的几何参数，对切削过程中的金属切削变形、切削力、切削温度、工件的加工质量及刀具的磨损都有显著的影响。选择合理的刀具几何参 数，可使刀具潜在的切削能力得到充分发挥，降低生产成本，提高切削 效率。刀具几何参数包含切削刃的形状、切削区的剖面形式、刀面形式 和刀具几何角度四个方面，这里我们主要讨论刀具几何角度的合理选择。上谣第Z二章上学前角的选择前角的大小将影响切削过程中的切削变形和切削力，同时也影响工件表面粗 糙度和刀具的强度与寿命。增大刀具前角，可以减小前刀面挤压被切削层的 塑性变形，减小了切削力和表面粗糙度，但刀具前角增大，会降低切削刃和 刀头的强度，刀头散热条件变差，切削时刀头容易崩刃，因此合理前角的选 择既要切削刃锐利，又要有一定的强度和一定的散热体积。对不同材料的工件，在切削时用的前角不同，切削钢的合理前角比切削 铸铁大，切削中硬钢的合理前角比切削软钢小。对于不同的刀具材料，由于硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧度差，所以合理前角也就小于高速钢刀具的合理前角。粗加工、断续切削或切削特硬材料时，为保证切削刃强度，应取较小的 前角，甚至负前角。m上谣第zs董上学硬质合金车刀合理前角参考值工件材料种类合理前角参考范围（单位：度）粗车精车低碳钢20-2525-30中碳钢10-1515-20合金钢10-1515-20淬火钢-15-5不锈钢15-2020-25灰铸铁10-155-10铜或铜合金10-155-10铝或铝合金30-3535-40钛合金510高速钢车刀的前角一般比表中大5。-10。上谣第ZS章上学(2)后角、制后角的选择后角的大小将影响刀具后刀面与已加工表面之间的摩擦。后角增大可减小 后刀面与加工表面之间的摩擦，后角越大，切削刃越锋利，但是切削刃和 刀头的强度削弱，散热体积减小。粗加工、强力切削及承受冲击载荷的刀具，为增加刀具强度，后角应 取小些；精加工时，增大后角可提高刀具寿命和加工表面的质量。工件材料的硬度与强度高，取较小的后角，以保证刀头强度；工件材 料的硬度与强度低，后角应适当加大。加工脆性材料时，宜取较小的后 角。若采用负前角时，应取较大的后角，以保证切削刃锋利。尺寸刀具精度高，取较小的后角，以防止重磨后刀具尺寸的变化。为了制造、刃磨的方便，一般刀具的副后角等于后角。但切断刀、车 槽刀、锯片铳刀的副后角，受刀头强度的限制，只能取很小的数值，通 常取1。30,左右。上谣第ZS章上学硬质合金车刀合理后角的参考值工件材料种类合理后角参考范围（单位：度）粗车精车低碳钢8-1010-12中碳钢5768合金钢5768淬火钢810不锈钢68810灰铸铁4 668铜或铜合金6868铝或铝合金81010-12钛合金10-15上谣第ZS章上学(3)主偏角、制偏角的选择主偏角和副偏角越小，刀头的强度高，散热面积大，刀具寿命长。主偏角和副偏角小时，工件加工后的表面粗糙度小；但主偏角和副偏角减小时，会加大切削过程中的背向力，容易引起工 艺系统的弹性变形和振动。上谣第ZS章上学主偏角的选择原则与参考值：工艺系统的刚度较好时，主偏角可取小值，如，kt=30 45。，在加工高强度、高硬度的工件材料时，可取Kr=10。30。，以增力口 刀头的强度。当工艺系统的刚度较差或强力切削时，一般取Kr=60。75。车削细长轴时，为减小背向力，取Kr=90。93。在选择主偏角时，还要视工件形状及加工条件而定，如车削阶梯轴时,可取kt=90。,用一把车刀车削外圆、端面和倒角时，可取Kr=45。60。上谣第ZS章上学副偏角的选择原则与参考值：主要根据工件已加工表面的粗糙度栗求和刀具强度来选择，在不引起振 动的情况下，尽量取小值。精加工时,取Kr=5。-10;粗加工时，取Kr=10。15。当工艺系统刚度较差或从工件中间切人时，可取Kr=30。45。在精车时，可在副切削刃上磨出一段Kr0。，长度为(1.2 1.5)f的 修光刃，以减小己加工表面的粗糙度值。切断刀，锯片铳刀和槽铳刀等，为了保持刀具强度和重磨后宽度变化较 小，副偏角宜取1。30:上修第工二章大学(4)刃倾角的选择刃倾角的正负要影响切屑的排出方 向。如右图所示精车和半精车时刃倾角宜选用正 值，使切屑流向待加工表面，防止 划伤已加工表面。加工钢和铸铁，粗车时取负刃倾 角0。5。；车削淬硬钢时，取一5。-15。，使 刀头强固，切削时刀尖可避免受到 冲击，散热条件好，提高了刀具寿增大刃倾角的绝对值，使切削刃变得锋利，可以切下很薄的金属层。大刃 倾角刀具，使切削刃加长，切削平稳，排屑顺利，生产效率高，加工表面质 量好。但工艺系统刚性差，切削时不宜选用负刃倾角。上谣第Z二章上学2、刃具寿命的选择刀具寿命对切削加工的生产率和生产成本有较大的影响。应根据具体的生 产条件制定出合理的刀具寿命。确定合理的刀具寿命的方法有三种：根据单件平均生产时间最短的指标计算出来的最大生产率刀具寿命；根据单件平均加工成本最低的指标计算出来的最低成本刀具寿命；根据平均利润率最大的指标计算出来的最大利润刀具寿命。上谣第Z二章上学3、切削用量的选择合理的选择切削用量，能够保证工件加工质量，提高切削效率，延长刀 具使用寿命和降低加工成本。根据不同加工性质对切削加工的要求，切 削用量会选得不一样。粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具寿命，一般优先 选择大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具寿命，确定 合适的切削速度。精加工时，应保证工件的加工质量，一般选用较小的进给量和背吃刀量,尽可能选用较高的切削速度。上谣第ZS章上学皆吃刀量的选择粗加工的背吃刀量应根据工件的加工余量确定，应尽量用一次走刀就 切除全部加工余量。当加工余量过大、机床功率不足、工艺系统刚度 较低、刀具强度不够以及断续切削或冲击振动较大时，可分几次走刀。对切削表面层有硬皮的铸、锻件，应尽量使背吃刀量大于硬皮层的厚 度，以保护刀尖。半精加工和精加工的加工余量一般较小，可一次切除。有时为了保证 工件的加工质量，也可二次走刀。多次走刀时，第一次走刀的背吃刀 量取得比较大，一般为总加工余量的2/33/4。上谣第ZS章上学(2)进给量的选择粗加工时，进给量的选择主要受切削力的限制。在工艺系统的刚度和强度 良好的情况下，可选用校大的进给量值。半精加工和精加工时，由于进给量对工件的已加工表面粗糙度值影响很 大，进给量一般取得较小。通常按照工件加工表面粗糙度值的要求，根据 工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度等条件来选择合理的进给量。当切削速度提高，刀尖圆弧半径增大，或刀具磨有修光刃时，可以选择 较大的进给量，以提高生产率。粗车时进给量的参考值和精车时进给量的参考值都可以在切削用量手册 中查到。上谣第ZS章上学(3)切削速度的选择在背吃刀量和进给量选定以后,可在保证刀具合理寿命的条件下，确定合 适的切削速度。粗加工时，背吃刀量和进给量都较大，切削速度受刀具寿命和机床功率 的限制，一般较低。精加工时，背吃刀量和进给量都取得较小，切削速度主要受工件加工质 量和刀具寿命的限制，一般取得较高。选择切削速度时，还应考虑工件材料的切削加工性等因素。例如，加工 合金钢、高镒钢、不锈钢、铸铁等的切削速度应比加工普通中碳钢的切削 速度低20%30%,加工有色金属时，则应提高1 3倍。在断续切削和加工 大件、细长件、薄壁件时，应选用较低的切削速度。切削速度的参考值可以在切削用量手册中查到。上谣第Z二章上学4、切削液的选择CU切削液的作用切削液的主要作用如下：冷却作用：切削液能从切削区域带走大量切削热，从而降低切削温度。润滑作用：切削液能渗入到刀具与切屑和加工表面之间，形成一层润滑膜 或化学吸附膜，以减小它们之间的摩擦。清洗作用：切削液大量的流动，可以冲走切削区域和机床上的细碎切屑和 脱落的磨粒。防锈作用：在切削液中加入防锈剂，可在金属表面形成一层保护膜，对工 件、机床、刀具和夹具等都能起到防锈作用。上谣第Z二章上学(2)切削液添加剂为改善切削液的各种性能常在其中加入添加剂。常用的添加剂有以下几种:油性添加剂：它含有极性分子，能在金属表面形成牢固的吸附膜，在较 低的切削速度下起到较好的润滑作用。常用的油性添加剂有动物油、植 物油、脂肪酸、胶类、醇类和脂类等。极压添加剂：它是含有硫、磷、氯、腆等元素的有机化合物，在高温下 与金属表面起化学反应，形成耐较高温度和压力的化学吸附膜，能防止 金属界面直接接触，从而减小摩擦。表面活性剂：它是使矿物油和水乳化，形成稳定乳化液的添加剂。表面 活性剂还能吸附在金属表面上，形成润滑膜，起油性添加剂的润滑作用。常用的表面活性剂有石油磺酸钠、油酸钠皂等。防锈添加剂：它是一种极性很强的化合物，与金属表面有很强的附着力,吸附在金属表面上形成保护膜，或与金属表面化合形成钝化膜，起到防 锈作用。常用的防锈添加剂有碳酸钠、三乙醇胺、石油磺酸领等。上谣第ZS章上学（3）常用切削液的种类与选用 水溶液：它的主要成分是水，其中加入了少量的有防锈和润滑作用的添 加剂。水溶液的冷却效果良好，多用于普通磨削和其它精加工。乳化液：它是将乳化油（由矿物油、表面活性剂和其它添加剂配成）用水 稀释而成，用途广泛。低浓度的乳化液冷却效果较好，主要用于磨削、粗 车、钻孔加工等。高浓度的乳化液润滑效果较好，主要用于精车、攻丝、饺孔、插齿加工等。切削油：它主要是矿物油（如机械油、轻柴油、煤油等），少数采用动植 物油或复合油。普通车削、攻丝时，可选用机油。精加工有色金属或铸铁 时，可选用煤油。加工螺纹时，可选用植物油。在矿物油中加入一定量的 油性添加剂和极压添加剂，能提高其高温、高压下的润滑性能，可用于精 铳、较孔、攻丝及齿轮加工。上逐第zs釐大学复习与思考题1.切削加工由哪些运动组成?它们各有什么作用？2.切削用量三要素是什么？它们的单位是什么？3.刀具正交平面参考系由哪些平面组成?它们是如何定义的?4.常用刀具的材料有哪几类?各适用于制造哪些刀具？5.硬质合金按化学成分和使用特性分为哪四类?各适宜加工 哪些材料？6.金属切削过程中三个变形区是怎样划分的?各有哪些特点?7.切屑类型有哪四类?各有哪些特点？上谣第Z二章上学8.各切削分力对加工过程有何影响？试述背吃刀量ap与进给 量f对切削力Fc9影响规律。12-9.切削热是如何产生的？它 对切削过程有什么影？9.试述背吃刀量ap进给量f对切削温度的影响规律。10.简述刀具磨损的原因。高速钢刀具、硬质合金刀具在中 速、高速时产生磨损的主要原因是什么？11.切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损和刀具寿命之 间存在着什么关系？12.何谓工件材料的切削加工性?它与哪些因素有关？上谣第Z二章上学13.试对碳素结构钢中含碳量大小对切削加工性的影响进行 分析。14.说明前角和后角的大小对切削过程的影响。15.说明刃倾角的作用.16.简述半精车切削用量选择方法。17.常用切削液有哪几种?各适用什么场合？