第3章金属切削基本条件的合理选择

1、内容提要内容提要3.1 3.1 刀具材料的合理选择刀具材料的合理选择3.2 3.2 刀具几何参数的合理选择刀具几何参数的合理选择3.4 3.4 切削用量的合理选择切削用量的合理选择3.5 3.5 切削液的合理选择切削液的合理选择3.3 3.3 刀具耐用度的合理选择刀具耐用度的合理选择2.1.1 刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能 2.1.2 常用的刀具材料常用的刀具材料工具钢工具钢高速钢高速钢硬质合金硬质合金陶瓷陶瓷超硬材料超硬材料碳素工具钢碳素工具钢合金工具钢合金工具钢普通高速钢普通高速钢高性能高速钢高性能高速钢（YGYG、YTYT、YWYW）金刚石（金刚石（PCD）立方氮化硼（立方氮

2、化硼（CBN）涂层刀片涂层刀片常常用用刀刀具具材材料料分分类类1. 碳素工具钢碳素工具钢 碳素工具钢是含碳量为碳素工具钢是含碳量为0.7%1.3%的优质碳素的优质碳素钢，常用钢号有钢，常用钢号有T7A、T8A、T10A、T12A等。等。 特点：工艺性能良好，经适当热处理，硬度可达特点：工艺性能良好，经适当热处理，硬度可达HRC60HRC64，有较高的耐磨性，价格低廉。但，有较高的耐磨性，价格低廉。但热硬性差，在热硬性差，在200250时硬度开始降低，故允时硬度开始降低，故允许的切削速度较低许的切削速度较低(5m/min10m/min)。 应用：用于制造手用刀具、低速及小进给量的机应用：用于制造

3、手用刀具、低速及小进给量的机用刀具。用刀具。 是制造复杂、精密和成形是制造复杂、精密和成形刀具的基本材料。刀具的基本材料。、（1）普通高速钢）普通高速钢 特点：工艺性能好，具有较高的硬度、强度、耐特点：工艺性能好，具有较高的硬度、强度、耐磨性和韧性，用于制造各种刃形复杂的刀具。分为钨磨性和韧性，用于制造各种刃形复杂的刀具。分为钨系高速钢和钨钼系高速钢两类。系高速钢和钨钼系高速钢两类。 【1 1】钨系高速钢：钨系高速钢：典型牌号为典型牌号为W18Cr4V，含，含C量量大于大于1%，含，含W18%，Cr4%、V1%。综合性能较好。综合性能较好。 所谓刀具合理的几何参数，是指在保证加工质所谓刀具合理

4、的几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够满足刀具使用寿命长、较高生产量的前提下，能够满足刀具使用寿命长、较高生产率、较低加工成本的刀具几何参数。率、较低加工成本的刀具几何参数。 CIRP(国际生产工程研究学会国际生产工程研究学会)的一项研究报告指的一项研究报告指出：出：“由于刀具材料的改进，刀具的允许切削速由于刀具材料的改进，刀具的允许切削速度每隔十年几乎提高一倍；由于刀具结构和几何度每隔十年几乎提高一倍；由于刀具结构和几何参数的改进，刀具使用寿命每隔十年几乎提高二参数的改进，刀具使用寿命每隔十年几乎提高二倍倍”。这也说明了选择刀具合理几何参数的重要。这也说明了选择刀具合理几何参数的重要意

5、义。意义。从金属切削的变形规律可知，前角是切削刀具从金属切削的变形规律可知，前角是切削刀具上重要的几何参数之一，它的大小直接影响切上重要的几何参数之一，它的大小直接影响切削力、切削温度和切削功率，影响刃区和刀头削力、切削温度和切削功率，影响刃区和刀头的强度、容热体积和导热面积，从而影响刀具的强度、容热体积和导热面积，从而影响刀具使用寿命和切削加工生产率。使用寿命和切削加工生产率。 图图3-2 （1 1）粗加工、断续切削、刀具材料强度韧性低而工件）粗加工、断续切削、刀具材料强度韧性低而工件材料强度硬度高，选较小的前角；材料强度硬度高，选较小的前角；（2）工件材料塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床

6、工件材料塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床功率不足，选较大的前角；功率不足，选较大的前角；（3 3）成形刀具、自动线刀具取小前角；）成形刀具、自动线刀具取小前角； 表表3-13-1图3-51后角的功用及其对切削过程的影响后角的功用及其对切削过程的影响2 2合理后角的选择合理后角的选择 图3-12 刃倾角对切屑流向的影响u 图图3-13 刀具刃倾角对实际工作前角的影响刀具刃倾角对实际工作前角的影响3.3 刀具耐用度的合理选择刀具耐用度的合理选择3.3.1 最高生产率耐用度最高生产率耐用度以单位时间生产最以单位时间生产最多数量产品或加工多数量产品或加工单个产品所消耗的单个产品所消耗的时间最少来衡量

7、。时间最少来衡量。换刀时间系数，其中：）（ctctp1tmtmmT3.3.2 最低成本耐用度最低成本耐用度根据每件产品的根据每件产品的加工费为最低的加工费为最低的原则制定原则制定的全厂开支。单位时间内磨刀成本，换刀时间系数，其中：）（MCtmMCtmmTttctctc1最高生产率耐用度比最低成本耐用度低，一般多最高生产率耐用度比最低成本耐用度低，一般多采用最低成本耐用度，只有当生产任务紧迫或生采用最低成本耐用度，只有当生产任务紧迫或生产中出现不平衡的薄弱环节时，才采用最高生产产中出现不平衡的薄弱环节时，才采用最高生产率耐用度。率耐用度。选择刀具耐用度时应该注意几点：选择刀具耐用度时应该注意几点

8、：制造刃磨方面：制造刃磨方面：刀具越简单，刀具越简单，T取小取小装夹调整方面：装夹调整方面：越复杂，越复杂，T取大取大大型工件：大型工件：T取大取大1.背吃刀量的选择背吃刀量的选择式中各系数和指数可查阅切削用量手册。切削速度也式中各系数和指数可查阅切削用量手册。切削速度也可由下页表来选定，一般地，粗加工取小值，精加工可由下页表来选定，一般地，粗加工取小值，精加工取大值。取大值。 总之，粗加工时，在保证一定刀具耐用总之，粗加工时，在保证一定刀具耐用度的前提下，按背吃刀量度的前提下，按背吃刀量-进给量进给量-切削速度切削速度顺序选择最佳值。精加工时，采用专门的顺序选择最佳值。精加工时，采用专门的精加工刀具，选用微小的进给量和背吃刀精加工刀具