切削基本理论应用

1、第四章第四章 切削基本理论切削基本理论的应用的应用第一节第一节 切屑控制切屑控制带状屑 C形屑 崩碎屑 宝塔状卷屑 长紧卷屑 发条状卷屑 螺卷屑 2.按工件材料、刀具几何形状和切削用量按工件材料、刀具几何形状和切削用量 常见切屑形状有带状屑、常见切屑形状有带状屑、C形屑、崩碎屑、螺卷形屑、崩碎屑、螺卷屑、长紧卷屑、发条状卷屑、宝塔状卷屑等。屑、长紧卷屑、发条状卷屑、宝塔状卷屑等。带状屑连绵不断，易缠绕带状屑连绵不断，易缠绕在工件或刀具上，造成划在工件或刀具上，造成划伤工件表面或打坏刀刃，伤工件表面或打坏刀刃，甚至伤害操作人员。故一甚至伤害操作人员。故一般应避免形成带状屑。但般应避免形成带状屑。

2、但在某些情况下在某些情况下(如加工盲孔如加工盲孔)，为了使切屑顺利地排出，为了使切屑顺利地排出，希望形成带状屑或长紧卷希望形成带状屑或长紧卷屑。屑。C形屑是一种较好的屑形，形屑是一种较好的屑形，不会伤工件表面或打刀不会伤工件表面或打刀刃，也不易伤人。多数刃，也不易伤人。多数是使它碰撞在刀具后刀是使它碰撞在刀具后刀面或工件表面上而折断，面或工件表面上而折断，但这样会影响切削过程但这样会影响切削过程的平稳性，也会影响工的平稳性，也会影响工件已加工表面粗糙度。件已加工表面粗糙度。因此，精加工时希望形因此，精加工时希望形成长螺卷屑。成长螺卷屑。在重型车床上，因切屑又厚又在重型车床上，因切屑又厚又宽，为

3、安全起见，希望形成发宽，为安全起见，希望形成发条状屑，并使其在工件加工表条状屑，并使其在工件加工表面上顶断，靠自重坠落。面上顶断，靠自重坠落。 在自动机床或自动在自动机床或自动线上，排屑及清除线上，排屑及清除对加工的连续性很对加工的连续性很重要，故希望形成重要，故希望形成不缠绕工件和刀具不缠绕工件和刀具且易清除的宝塔状且易清除的宝塔状卷屑。卷屑。刃倾角为负时，切屑流向已加工表面刃倾角为正时，切屑流向待加工表面为使切削过程正常进行和保证已加工表面质量，应使切屑为使切削过程正常进行和保证已加工表面质量，应使切屑卷曲和折断。卷曲和折断。 切屑的卷曲是切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加变切屑的卷曲是

4、切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加变形的结果。形的结果。断屑是对已变形的切屑再附加一次变形，常需有断屑装置断屑是对已变形的切屑再附加一次变形，常需有断屑装置切屑的卷曲断屑的产生采取以下措施对切屑实施控制。采取以下措施对切屑实施控制。1 .1 .采用断屑槽采用断屑槽 通过设置断屑槽对流动通过设置断屑槽对流动中的切屑施加一定的约束力，使切屑应变中的切屑施加一定的约束力，使切屑应变增大，切屑卷曲半径减小。增大，切屑卷曲半径减小。折线形折线形直线圆弧形直线圆弧形全圆弧形全圆弧形断屑槽截面形状断屑槽截面形状 a）外倾式）外倾式 b）平行式）平行式 c）内斜式）内斜式 向刀杆向刀杆外倾斜外倾斜（3. 改

5、变刀具角度改变刀具角度 增大刀具主偏角增大刀具主偏角 ，切削厚，切削厚度变大，有利于断屑。减小刀具前角度变大，有利于断屑。减小刀具前角 可使切屑可使切屑变形加大，切屑易于折断。刃倾角变形加大，切屑易于折断。刃倾角 可以控制切可以控制切屑的流向，屑的流向， 为正值时，切屑常卷曲后碰到后刀为正值时，切屑常卷曲后碰到后刀面折断形成面折断形成C形屑或自然流出形成螺卷屑。形屑或自然流出形成螺卷屑。 为负为负值时，切屑常卷曲后碰到已加工表面折断成值时，切屑常卷曲后碰到已加工表面折断成C形形屑或屑或6字形屑。字形屑。）rsoss2. 调整切削用量调整切削用量 提高进给量提高进给量 f使切削厚度增大，使切削厚

6、度增大，对断屑有利；但增大对断屑有利；但增大 f会增大加工表面粗糙度。会增大加工表面粗糙度。适当地降低切削速度使切削变形增大，也有利于适当地降低切削速度使切削变形增大，也有利于断屑，但这会降低材料切除效率。须根据实际条断屑，但这会降低材料切除效率。须根据实际条件适当选择切削用量。件适当选择切削用量。4. 其它断屑方法其它断屑方法（1）固定附加断屑挡块）固定附加断屑挡块（2）采用间断切削）采用间断切削（3）切削刃上开分屑槽）切削刃上开分屑槽第二节第二节 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性材料的切削加工性材料的切削加工性是指在一定条件下对某种是指在一定条件下对某种材料进行切削加工的难易程度。

7、材料进行切削加工的难易程度。切削加工性的概念具有相对性。所谓某种材切削加工性的概念具有相对性。所谓某种材料切削加工性好坏，是相对于另一种材料而料切削加工性好坏，是相对于另一种材料而言的。一般在讨论钢料的切削加工性时，习言的。一般在讨论钢料的切削加工性时，习惯地以碳素结构钢惯地以碳素结构钢45为基准。如称高强度钢为基准。如称高强度钢比较难加工，就是相对于比较难加工，就是相对于45钢而言的。钢而言的。 根据不同的要求，可以用不同的指标来衡量材料的切削加工性。根据不同的要求，可以用不同的指标来衡量材料的切削加工性。 1. 1. 加工材料的性能指标加工材料的性能指标 P70 P70 表表4-3 4-3

8、 工件材料切削加工性分级表工件材料切削加工性分级表 2.2.相对加工性指标相对加工性指标 以切削速度以切削速度v vT T衡量加工性衡量加工性 在刀具使用寿命在刀具使用寿命T T相同的情况下，切削速度相同的情况下，切削速度v vT T较高的材料，则较高的材料，则其加工性较好。如将寿命其加工性较好。如将寿命T T定为定为60min60min，则，则v vT T可写作可写作v v6060。一般。一般以正火状态以正火状态4545钢的钢的v v6060为基准，写作（为基准，写作（v v6060）j j，然后把其它各种，然后把其它各种材料的材料的v v6060于之相比，这个比值于之相比，这个比值KrKr

9、，称为相对加工性，即：，称为相对加工性，即： KrKrV V6060(V(V6060) )j j 常用工件材料的相对加工性可分为八级常用工件材料的相对加工性可分为八级KrKr大于大于1 1的材料，的材料，其加工性比其加工性比4545钢好；钢好；KrKr小于小于1 1者，加工性比者，加工性比4545钢差。钢差。v vT T和和KrKr是是最常用的加工性衡量指标，在不同的加工条件下都使用。最常用的加工性衡量指标，在不同的加工条件下都使用。切削加工性切削加工性加工性加工性等级等级名称及种类名称及种类相对加工性相对加工性KrKr典型材料典型材料1 1很容易切削很容易切削材料材料一般有色金一般有色金属属

10、 3.0 3.05-5-55-5-5铜铅合金铜铅合金,9-4,9-4铝铜合金铝铜合金, ,铝镁合金铝镁合金2 2容易切削材容易切削材料料易切削钢易切削钢2.502.503.003.00退火退火15Cr,15Cr,b b=0.37=0.370.441GPa0.441GPa自动机钢自动机钢,b b=0.393=0.3930.491GPa0.491GPa3 3较易切削钢较易切削钢1.601.602.502.50正火正火3030钢钢b b=0.441=0.4410.549GPa0.549GPa4 4普通材料普通材料一般钢及铸一般钢及铸铁铁1.001.001.601.604545钢钢, ,灰铸铁灰铸铁5

11、 5稍难切削材稍难切削材料料0.650.651.001.002Cr132Cr13调质调质, , b b=0.834GPa=0.834GPa8585钢钢b b=0.883GPa=0.883GPa6 6难切削材料难切削材料较难切削材较难切削材料料0.500.500.650.6565Mn65Mn调质调质,b b=1.03GPa=1.03GPa 45Cr45Cr调质调质, , b b=0.932=0.9320.981GPa0.981GPa7 7难切削材料难切削材料0.150.150.500.5050CrV50CrV调质调质,1Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni9Ti,某些钛某些钛合金合金8 8很难切削

12、材很难切削材料料 0.15300HBS时宜时宜W12Cr4V5Co5及及W2Mo9Cr4VCo8415200.40 6984901050.4YT141201350.40 2052650.25812150.50 536669840.5YT5901050.50 1452050.40 车削加工的切削速度参考值加加工工 材材料料硬度硬度 （HBS）背背吃吃 刀刀量量 ap/mm高速钢刀具高速钢刀具硬质合金刀具硬质合金刀具陶瓷（超硬材料）刀具陶瓷（超硬材料）刀具vc/ (mmin-1)f/ (mmr-1)未涂层未涂层涂层涂层vc/ (mmin-1)f/ (mmr-1)说明说明vc/(mmin-1)f/

13、(mmr-1)材料材料vc/ (mmin-1)f/ (mmr-1)焊接焊接式式可转可转位位碳碳钢钢低低碳碳125225143460.181401501701950.18YT152602900.185205800.13434380.40 1151251351500.50 YT141701900.40 3654250.25827300.50 881001051200.75YT51351500.50 2753650.40 中中碳碳175275134400.181151301501600.18YT152202400.184605200.13423300.40 901001151250.50 YT141451600.40 2903500.25820260.50 7078901000.75YT51151250.50 2002600.40 高高碳碳175275130370.18 1151301401550.18YT152152300.184605200.13424270.40 8895105