14 金属切削的基础知识

1、南红艳 河南理工大学材料加工系 Hongyan Nan，HPU 2 金属切金属切 削加工削加工 钳工钳工 机械加工机械加工 手持工具加工，加工方法有划线、錾、手持工具加工，加工方法有划线、錾、 锯、刮、研、攻螺丝、套螺丝等锯、刮、研、攻螺丝、套螺丝等 通过操作机床来完成切削加工的，通过操作机床来完成切削加工的， 如车、钻、刨、磨、齿轮加工等如车、钻、刨、磨、齿轮加工等 Hongyan Nan，HPU 3 一、零件表面的形成一、零件表面的形成 以直线或曲线为母线、以圆或直线为轨迹作运动所形成的表面 Hongyan Nan，HPU 4 二、切削运动二、切削运动 为了形成零件表面形状，刀具与工件之间

2、的相对运动 1. 1. 主运动：主运动： 切下切屑最主要的运动 特点：特点： 在整个运动系统中 速度最高、消耗的功率 最大。主运动只有一个。 2. 2. 进给运动：进给运动： 使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动 特点：特点：速度低、消耗的功率小。有一个或多个。 Hongyan Nan，HPU 5 3. 3. 零件上的三个表面零件上的三个表面 已加工表面已加工表面 加工表面加工表面 待加工表面待加工表面 n f f 已加工表面已加工表面 加工表面加工表面待加工表面待加工表面 d dw w d dm m Hongyan Nan，HPU 6 三、切削要素三、切削要素 1. 1. 切削用量

3、三要素切削用量三要素 1 1）切削速度（）切削速度（v v） 在单位时间内，工件或刀 具沿主运动方向的相对位移 m/s 601000 nd v w 601000 2 r Ln v 旋转运动：旋转运动： （m/s） 往复直线运动：往复直线运动： （m/s） d dm m d dw w f f n 1 1 2 2 f f a ap p KrKr Hongyan Nan，HPU 7 2 2）进给量）进给量(f) (mm)(f) (mm) 在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿 进给运动方向的相对位移。 单位时间的进给量单位时间的进给量 进给速度进给速度(v(vf f) ) nfv f (m

4、m/s) 3 3）切削深度）切削深度(a(ap p) )(mm) 2 mw p dd a (mm) d dm m d dw w f f n 1 1 2 2 f f a ap p KrKr Hongyan Nan，HPU 8 2. 2. 切削层几何参数切削层几何参数 切削层切削层 指工件上正在被切削刃切削的那一层金属 即两个相邻加工表面之间的那一层金属即两个相邻加工表面之间的那一层金属 1) 1)切削厚度切削厚度(a(ac c) (mm) (mm) 两相邻加工表面之间的垂直距离 rc kfasin(mm) 2)2)切削宽度切削宽度(a(aw w) (mm) ) (mm) 沿主刀刃度量的切削层的长

5、度 a ac c f f a ap p KrKr a aw w r p w k a a sin (mm) 3)3)切削面积切削面积(A(AC C) (mm) (mm2 2) ) wcpC aaafA (mm2) Hongyan Nan，HPU 9 刀具的组成刀具的组成 切削部分切削部分 （刀头）（刀头） 夹持部分夹持部分(刀体刀体) 前刀面：前刀面： 主后刀面：主后刀面： 副后刀面：副后刀面： 主刀刃主刀刃 副刀刃副刀刃 刀尖刀尖 切屑流出所经过的表面 刀具上与工件的加工表面相对的表面 刀具上与工件的已加工表面相对的表面 夹持部分夹持部分 (刀体刀体) 切削部分切削部分(刀头刀头) 前刀面前刀

6、面 主后刀面主后刀面 副后刀面副后刀面 主刀刃主刀刃 副刀刃副刀刃 刀尖刀尖 Hongyan Nan，HPU 10 一、刀具材料一、刀具材料 1. 1. 对刀具材料的基本要求对刀具材料的基本要求 较高的硬度。 一般要求在一般要求在HRC60HRC60以上。以上。 有足够的强度和韧性。 有较好的耐磨性。 较高的耐热性。 有较好的工艺性。 Hongyan Nan，HPU 11 2. 2. 常用刀具材料常用刀具材料 碳素工具钢碳素工具钢 C= 0.71.4%C= 0.71.4%；T8T8、T10T10、T10AT10A、T12T12等等 特点特点 a. a. 淬火后硬度高；淬火后硬度高； HRC6165HRC6165 b. b. 价格低；价格低； . .耐热温度低；耐热温度低； . .淬火后应力、变形大。淬火后应力、变形大。 250300250300 应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等 Hongyan Nan，HPU 12 合金工具钢合金工具钢 Me5% Me11 Hongyan Nan，HPU 41 2. 2.改善材料切削加工性的主要途径改善材料切削加工性的主要途径 1) 1) 调整材料的化学成分调整材料的化学成分 2) 2) 热处理热处理 在钢中加入在钢中加入 S S、PbPb 等元素，