金属工艺——切削加工

1、第五篇第五篇 切削加工切削加工本篇围绕切削加工这个大主题本篇围绕切削加工这个大主题, ,学习以下学习以下一些内容：一些内容： 1. 1.切削加工原理切削加工原理 2.2.切削机床切削机床 3.3.传统的切削加工方法和工艺过程传统的切削加工方法和工艺过程4.4.了解精密加工了解精密加工, ,特种加工方法和现代制造技术特种加工方法和现代制造技术. . 5. 5.掌握典型表面的加工掌握典型表面的加工 6.6.切削加工工艺规程的制定切削加工工艺规程的制定 7.7.零件的结构工艺性零件的结构工艺性一、概念一、概念 切削加工：切削加工：是使用切削工具，在工具和工件的是使用切削工具，在工具和工件的相对运动中

2、，将坯料或工件上的多余材料切除，相对运动中，将坯料或工件上的多余材料切除，以获得所要求的尺寸、形状、位置精度和表面质以获得所要求的尺寸、形状、位置精度和表面质量的加工方法。量的加工方法。金属切削加工概述视频赏析金属切削加工概述视频赏析金属切金属切削加工削加工钳工钳工机械机械加工加工加工方法有划线、加工方法有划线、錾、锯、刮、研、錾、锯、刮、研、攻螺丝、套螺丝等攻螺丝、套螺丝等通过操作机床来完成通过操作机床来完成切削加工的，如车、切削加工的，如车、钻、刨、磨、齿轮加钻、刨、磨、齿轮加工等工等1 1、加工精度高、加工精度高2 2、生产效率高、生产效率高 3 3、劳动条件较好、劳动条件较好 4 4、

3、材料利用率低、材料利用率低 5 5、加工条件要求严格、加工条件要求严格6 6、生产成本较高。、生产成本较高。1 1、手工操作灵活方便、手工操作灵活方便2 2、劳动强度大、劳动强度大二、分类二、分类三、应用三、应用 在机械制造业应用非常广泛。在机械制造业应用非常广泛。 第一章第一章 金属切削基础知识金属切削基础知识本章的主要内容本章的主要内容: :一、切削运动及切削要素一、切削运动及切削要素 ( (零件典型表面零件典型表面, ,切削用量切削用量, ,切削层几个参数切削层几个参数) )二、刀具及刀具材料二、刀具及刀具材料 ( (刀具材料刀具材料, ,刀具标注角度刀具标注角度, ,工作角度工作角度,

4、 ,刀具磨损刀具磨损, ,刀具耐用度等刀具耐用度等) )三、金属切削过程中的各种物理现象三、金属切削过程中的各种物理现象 ( (切屑形成切屑形成, ,积屑瘤积屑瘤 , ,切削力切削力, ,切削功率切削功率, ,切削热切削热, ,切削温度切削温度) )四、围绕切削加工的主要经济指标四、围绕切削加工的主要经济指标 ( (产品质量产品质量, ,生产率生产率, , 经济性经济性), ),合理选择切削用量合理选择切削用量, ,切削液切削液. .第一章第一章 金属切削基础知识金属切削基础知识1.1 1.1 切削运动及切削要素切削运动及切削要素一、零件表面的形成及切削运动一、零件表面的形成及切削运动 1.1

5、.组成零件的几种表面组成零件的几种表面外圆柱面外圆柱面内圆柱面内圆柱面平面平面成形面成形面零件表面机械加工的成形方法零件表面机械加工的成形方法母线沿导线运动而成形母线沿导线运动而成形 零件表面的形成零件表面的形成标数字标数字1 1的线为母线，标数字的线为母线，标数字2 2的线为导线的线为导线 2.2.切削运动（合成运动）切削运动（合成运动）切削运动切削运动为了切除工件上多余的金属，以获得为了切除工件上多余的金属，以获得 形状精度、尺寸精度和表面质量都符合要求的工形状精度、尺寸精度和表面质量都符合要求的工件，件，刀具与工件之间的相对运动刀具与工件之间的相对运动。 1 1）主运动主运动促使刀具和工

6、件之间产生相对运动从促使刀具和工件之间产生相对运动从而使刀具前面接近工件实现切削。而使刀具前面接近工件实现切削。 特点特点: :速度最高，消耗功率最大，速度最高，消耗功率最大， 2 2）进给运动进给运动使刀具与工件之间产生附加的相对使刀具与工件之间产生附加的相对运动。运动。通常用通常用v vf f、f f或或 fzfz表示。表示。 特点：特点：与主运动配合，连续切除切屑。与主运动配合，连续切除切屑。注：切削运动的形式有旋转的、直行的；连续注：切削运动的形式有旋转的、直行的；连续的、间歇的等。的、间歇的等。注释注释:1、主运动可以使旋转运动，也可以是往复运动；、主运动可以使旋转运动，也可以是往复

7、运动；2、主运动可以是工件来实现（车外圆）、主运动可以是工件来实现（车外圆）,主运动主运动 也可以是刀具来实现也可以是刀具来实现（切断、刨、铣加工）（切断、刨、铣加工）;3、主运动只有一个，进给运动可以一个以上。、主运动只有一个，进给运动可以一个以上。3.3.工件上三种表面（工件上三种表面（P6P6图图1 14 4）待加工表面待加工表面：指加工时工件上有待切除的表面；：指加工时工件上有待切除的表面；已加工表面已加工表面：指工件上经刀具切削后产生的表面：指工件上经刀具切削后产生的表面; ;加工表面加工表面： 指工件上由刀具切削刃形成的表面。指工件上由刀具切削刃形成的表面。 smnDVC/1000

8、二、切削用量三要素二、切削用量三要素1.1.切削速度切削速度c c刀具切削刃上选定点相对于刀具切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。工件主运动的瞬时速度。 主运动为旋转运动时：主运动为旋转运动时： 主运动为往复直线运动时：主运动为往复直线运动时： 2.进给量进给量ff刀具在进给运动方向上相对于工件刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。的位移量。mm/rmm/r或或mm/stmm/st vf = f n = fz z n3.背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度）a ap p在通过切削刃上选在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面

9、中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸。中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸。mmmm 切削加工时切削加工时, , 待加表面与已加工表面待加表面与已加工表面间的垂直距离间的垂直距离(mm),(mm),也就是垂直于进给运也就是垂直于进给运动方向上主切削刃切入工件的深度动方向上主切削刃切入工件的深度. . mmddamwp2车外圆：已加工车外圆：已加工表面与待加工表表面与待加工表面之间的垂直距面之间的垂直距离。离。三、切削层参数三、切削层参数切削厚度切削厚度hD：垂直于加工表面度量的切削层尺寸；：垂直于加工表面度量的切削层尺寸；切削宽度切削宽度bD：沿主切削刃度量的切削层尺寸；：沿主切削刃度量的

10、切削层尺寸； 切削面积切削面积AD：切削层在垂直于切削速度截面内的面积。：切削层在垂直于切削速度截面内的面积。 切削层切削层: :工件上被刀工件上被刀具切削刃切除的那一具切削刃切除的那一层材料。层材料。1.2 1.2 刀具材料及构造刀具材料及构造刀具的组成：刀具的组成：切削部分切削部分夹持部分夹持部分nf切削部分切削部分夹持部分夹持部分刀具的组成：切削部分切削部分夹持部分夹持部分一、刀具材料一、刀具材料 在切削过程中，刀具的切削部分要承受在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度，很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度，因此刀具切削部分的材料应具备如下性能：因此刀具切削部

11、分的材料应具备如下性能：1 1、对刀具材料的要求、对刀具材料的要求（1 1）较高硬度，常温下）较高硬度，常温下60HRC60HRC以以上上（2 2）足够的强度和韧性）足够的强度和韧性（3 3）良好的耐磨性）良好的耐磨性（4 4）良好耐热性）良好耐热性（5 5）良好工艺性）良好工艺性2.常用刀具材料常用刀具材料 切削刀具的材料有切削刀具的材料有碳素工具钢碳素工具钢、合金工合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和人造金刚石化硼和人造金刚石等。目前以等。目前以高速钢和硬高速钢和硬质合金质合金用得最多用得最多,陶瓷刀具主要用于精加工。陶瓷刀具主要用于精加工。

12、铣刀、齿轮刀具铰刀、拉刀手工工具用途小小大热处理变形0.51.08 （1）0.15（0.50.6） 0.13（0.20.4）许用切削速度 m/s（速比）600300400200250耐热性 OCHRC6265HRC6165HRC6165硬度W18Cr4VCrWMn、9SiCrT10、T10AT12例高速钢合金工具钢碳素工具钢常用刀具材料的性能及用途常用刀具材料的性能及用途硬质合金陶瓷材料人造金刚石例钨钴类（YG）钨钛钴类（YT）YG3、YG6YT5、YT15硬度HRA8991（HRC7478）HRA8696HV10000 (硬质合金为HV13001800)耐热性 OC8501000120070

13、0800许用切削速度 m/s （速比） 1.75（6）（1214）热处理变形不需要用途各种刀片高硬度钢材精加工不宜加工钢铁材料碳素工具钢刀具碳素工具钢刀具高速钢刀具高速钢刀具硬质合金刀块硬质合金刀块二、刀具角度二、刀具角度刀具种类刀具种类繁多，切繁多，切削部分结削部分结构要素和构要素和几何角度几何角度有共同特有共同特征。征。二、刀具角度二、刀具角度1.1.车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成三个刀面、两个刀刃、一个刀尖三个刀面、两个刀刃、一个刀尖nf前刀面前刀面nf前刀面前刀面主后面主后面副后面副后面三个刀面：三个刀面：刀具上切屑流过的表面：刀具上切屑流过的表面：与过渡表面相对的表面，同前：与

14、过渡表面相对的表面，同前刀面相交形成主切削刃刀面相交形成主切削刃：与已加工表面相对，同前刀面：与已加工表面相对，同前刀面相交形成副切削刃相交形成副切削刃(1)(1)前刀面前刀面(2)(2)主后刀面主后刀面 (3)(3)副后刀面副后刀面nf前刀面前刀面主切削刃主切削刃副切削刃副切削刃刀尖刀尖两个刀刃：两个刀刃：切出过渡表面的切削刃切出过渡表面的切削刃：前刀面与副后面相交形成的切削刃：前刀面与副后面相交形成的切削刃(1)主切削刃主切削刃(2)副切削刃副切削刃：主切削刃与副切削刃的连接处（并非绝对尖锐）主切削刃与副切削刃的连接处（并非绝对尖锐）一个尖：刀尖一个尖：刀尖2.车刀切削部分的主要角度车刀切

15、削部分的主要角度(1)(1)辅助平面辅助平面 基面基面p pr r主切削平面主切削平面p ps s副切削平面副切削平面p ps s正交平面正交平面p po o假定工作平假定工作平面面p pf f 基面基面p pr r：通过主切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面：通过主切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面主切削平面主切削平面p ps s：通过主切削刃选定点，与主切削刃相切并垂直：通过主切削刃选定点，与主切削刃相切并垂直于基面于基面副切削平面副切削平面p ps s：通过副切削刃选定点，与副切削刃相切并垂直：通过副切削刃选定点，与副切削刃相切并垂直于基面于基面正交平面正交平面p po o ：

16、通过主切削刃选定点，同时垂直于基面和主切削：通过主切削刃选定点，同时垂直于基面和主切削平面平面假定工作平面假定工作平面p pf f ：通过主切削刃选定点，通过主切削刃选定点，垂直于基面并平行于垂直于基面并平行于假定进给运动方向假定进给运动方向(2).(2).标注角度标注角度 在基面在基面p pr r内标注的内标注的角度角度 . .主偏角主偏角k kr r: :主切主切削平面与假定工作平面间削平面与假定工作平面间夹角，即夹角，即主切削刃在基面主切削刃在基面上的投影与进给方向间夹上的投影与进给方向间夹角（角（40409090）。）。 .副偏角副偏角k kr r: :副切副切削平面与假定工作平面间削

17、平面与假定工作平面间夹角，即夹角，即副切削刃在基面副切削刃在基面上的投影与进给运动反方上的投影与进给运动反方向间夹角。向间夹角。主偏角主偏角k kr r、副偏角、副偏角k kr r越大，越大，残留面积越大残留面积越大主偏角主偏角k kr r、越大，进给、越大，进给抗力抗力越大，切深抗力越越大，切深抗力越小小(2).标注角度标注角度 在正交平面在正交平面p po o标注的角度标注的角度 . .前角前角o o: :前刀面与前刀面与基面间夹角（基面间夹角（0 01515）。）。 .后角后角o o : :主后刀主后刀面与主切削平面间夹面与主切削平面间夹角（角（6 61212）前角的作用前角的作用前角越

18、大，刀越锋利、切前角越大，刀越锋利、切削轻快，强度下降、不利削轻快，强度下降、不利散热。散热。后角的作用后角的作用减小主后刀面与加工表减小主后刀面与加工表面的摩擦面的摩擦(2).标注角度标注角度在主切削平面在主切削平面p ps s标注的角度标注的角度 刃倾角刃倾角s s: :主切主切削刃与基面间夹角削刃与基面间夹角（-5-5+5+5）。）。刃倾角的作用刃倾角的作用刃倾角对切屑排出方向的影响刃倾角对切屑排出方向的影响(3).(3).工作角度工作角度 刀具装夹位置的影响刀具装夹位置的影响车刀安装高度对前后角有影响车刀安装高度对前后角有影响车刀安装偏斜对车刀安装偏斜对主副偏角有影响主副偏角有影响 刀

19、具的工作角度刀具的工作角度车外圆时车刀安车外圆时车刀安装的装的高低高低，对前，对前角、后角有影响角、后角有影响车外圆时车刀安车外圆时车刀安装的装的偏斜偏斜，对主，对主偏角、副偏角有偏角、副偏角有影响影响DchhhhPoPrPso0 r已 加 工 面加 工 面待 加 工 面r 进给运动的影响进给运动的影响fnPsPrPo0 r已加工面 r注意：车外注意：车外圆与车端面圆与车端面主、副偏角主、副偏角的变化的变化三、刀具结构三、刀具结构 车刀的结构形式：车刀的结构形式：整体式整体式、焊接式焊接式、机机夹重磨式夹重磨式和和机夹可转位式等机夹可转位式等刀具的刀具的结构形式结构形式整体式整体式焊接式焊接式

20、机夹不机夹不重磨式重磨式多为高速钢车多为高速钢车刀，其结构简刀，其结构简单，制造、使单，制造、使用都方便用都方便不需焊接和刃磨，避不需焊接和刃磨，避免了焊接和刃磨引起免了焊接和刃磨引起的缺陷，保持了硬质的缺陷，保持了硬质合金的原有性能，提合金的原有性能，提高了刀具的耐用度高了刀具的耐用度结构简单、紧凑、结构简单、紧凑、刚性好，可磨出刚性好，可磨出各种所需角度，各种所需角度，应用广泛应用广泛机夹重机夹重磨式磨式刀片和刀柄可刀片和刀柄可拆开，靠夹紧拆开，靠夹紧元件紧固，刀元件紧固，刀柄多次使用柄多次使用常见刀具的结构形式常见刀具的结构形式1.3 1.3 金属切削过程金属切削过程 金属在切削过程中，

21、会出现一系列物金属在切削过程中，会出现一系列物理现象，如金属变形、切削力、切削热、理现象，如金属变形、切削力、切削热、刀具磨损等，这些都是以切屑形成过程为刀具磨损等，这些都是以切屑形成过程为基础基础,而生产中出现的许多问题，如积屑瘤、而生产中出现的许多问题，如积屑瘤、振动、卷屑、断屑等，都与切削过程密切振动、卷屑、断屑等，都与切削过程密切相关。相关。 一、一、 切屑的形成过程及切屑种类切屑的形成过程及切屑种类1. 切屑形成过程切屑形成过程切削层切削层的金属的金属弹性变形弹性变形塑性变形塑性变形挤裂挤裂切离切离切切屑屑切削层的金切削层的金属受到刀具属受到刀具前刀面的推前刀面的推挤后产生弹挤后产生

22、弹性变形性变形随着切应力、切应变随着切应力、切应变逐渐增大，达到其屈逐渐增大，达到其屈服强度时，产生塑性服强度时，产生塑性变形而滑移变形而滑移刀具继续切入时，材刀具继续切入时，材料内部的应力、应变料内部的应力、应变继续增大，当切应力继续增大，当切应力达到其断裂强度时，达到其断裂强度时，金属材料被挤裂金属材料被挤裂沿刀沿刀具前具前刀面刀面流出流出切屑收缩：厚度增大，长度变小。切屑收缩：厚度增大，长度变小。hchhD切屑厚度压缩比：切屑厚度压缩比：2.切屑的种类带状切屑粒状切屑崩碎切屑崩碎切屑(4)崩碎切屑(1)带状切屑(2)节状切屑(3)粒状切屑2.2.切屑的种类切屑的种类呈连绵不断的带状或螺旋

23、呈连绵不断的带状或螺旋状状,与刀具接触的底层光滑，与刀具接触的底层光滑，背面呈毛绒在状背面呈毛绒在状带状带状切屑切屑切削过程平稳，切削过程平稳，切削力变化小，切削力变化小，工件表面光洁工件表面光洁; 必必须采取断屑措施须采取断屑措施节状节状切屑切屑切屑背面呈较大的锯齿状，切屑背面呈较大的锯齿状，底面有不贯穿的裂纹底面有不贯穿的裂纹一般加工中等硬度一般加工中等硬度钢材时，切削速度钢材时，切削速度较低，切削深度和较低，切削深度和进给量较大时产生进给量较大时产生崩碎崩碎切屑切屑切削层金属发生弹性变形切削层金属发生弹性变形后，一般不经过塑性变形后，一般不经过塑性变形就突然崩裂而形成形状不就突然崩裂而形

24、成形状不规则的崩碎切屑规则的崩碎切屑工件材料脆性越大，工件材料脆性越大，刀具前角越小，切削刀具前角越小，切削深度和进给量越大，深度和进给量越大，越易产生此类切削越易产生此类切削(1)切屑的形态可随切削条件不同而改变切屑的形态可随切削条件不同而改变(2)可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工质量质量增大前角增大前角提高切提高切削速度削速度减小进给量减小进给量有利于有利于使粒状切屑、使粒状切屑、节状切屑向带节状切屑向带状切屑转化状切屑转化使切削过使切削过程平稳程平稳降低

25、加工表面降低加工表面粗造度数值粗造度数值二、积屑瘤二、积屑瘤 1. 1. 积屑瘤的形成积屑瘤的形成 切削过程中，由于金属的挤压和强烈摩擦，切削过程中，由于金属的挤压和强烈摩擦，使切屑与前刀面之间产生很大的应力和很高使切屑与前刀面之间产生很大的应力和很高的切削温度。当应力和温度条件适当时，切的切削温度。当应力和温度条件适当时，切屑底层与前刀面之间的摩擦力很大，使得切屑底层与前刀面之间的摩擦力很大，使得切屑底层流出速度变得缓慢，形成一层很薄的屑底层流出速度变得缓慢，形成一层很薄的“滞流层滞流层”，当滞流层与前刀面的摩擦阻力，当滞流层与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部的结合力时，滞流层的金属与超过切屑内

26、部的结合力时，滞流层的金属与切屑分离而粘附在切削刃附近形成积屑瘤切屑分离而粘附在切削刃附近形成积屑瘤. .有利方面有利方面保护刀具保护刀具增加工增加工作前角作前角积屑瘤硬积屑瘤硬度很高度很高可代替切削刃可代替切削刃进行切屑，减进行切屑，减少刀具的磨损少刀具的磨损积屑瘤的存在，积屑瘤的存在，使刀具的实际工使刀具的实际工作前角增大作前角增大可减小切削变可减小切削变形和切削力，形和切削力，使切削轻快使切削轻快积屑瘤对切削加工的影响积屑瘤对切削加工的影响不利方面不利方面影响工件尺影响工件尺寸精度寸精度影响工件表影响工件表面粗造度面粗造度积屑瘤破裂后会划伤表面，加积屑瘤破裂后会划伤表面，加快刀具磨损快刀

27、具磨损会形成硬点和毛刺，使工件表面粗会形成硬点和毛刺，使工件表面粗造度值增大造度值增大时大时小，时有时无，使切削时大时小，时有时无，使切削力产生波动而引起振动力产生波动而引起振动积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，使实际的切削深度不断变化使实际的切削深度不断变化结论:粗加工时希望产生积屑瘤，精加工时尽量 避免产生积削瘤。3.3.影响积屑瘤的因素及控制方法影响积屑瘤的因素及控制方法主要的影响因素主要的影响因素切削速度切削速度（切中碳钢）（切中碳钢）5m/min100 m/min100 m/min不形成不形成冷却润滑条件冷却润滑条件300500300500o oC C最易产

28、最易产生生500500o oC C趋于消失趋于消失降低塑性降低塑性低速或高速低速或高速选用适当切削液选用适当切削液控制措施控制措施工件材料工件材料 塑性越大，塑性越大，越易产生越易产生 切削合力的构成与分解切削合力的构成与分解222pfcFFFF三、切削力和切削功率三、切削力和切削功率切削合力切削合力:前刀面受到切屑的压力和摩擦力前刀面受到切屑的压力和摩擦力后刀面受到工件表面的压力和摩擦力后刀面受到工件表面的压力和摩擦力主切削力主切削力:切削合力在切削速度方向上的分切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，其大小约占总力，垂直于基面，其大小约占总的切削合力的切削合力的的0 0背向力背向力:切

29、削合力在切削深度方向上的分力切削合力在切削深度方向上的分力;它在基面内，与切深方向相反它在基面内，与切深方向相反进给力：进给力：切削合力在进给方向上的分力切削合力在进给方向上的分力;它在基面内，与进给方向平行，它在基面内，与进给方向平行，但方向相反但方向相反三个分力：三个分力：切削力切削力 F Fc c进给力进给力F Ff f背向力背向力F Fp p总切削力：总切削力：F FccFcFcFyxpFcKf aCF 2.2.切削力的估算切削力的估算cFpcKfaF84. 01609（1）经验公式计算例：用例：用o=15o、Kr=75o的硬质合金刀切削热轧结构钢外圆，计算公式为的硬质合金刀切削热轧结

30、构钢外圆，计算公式为;关的系数与工件材料刀具材料有cFCNN可见对切削力的影响：n工件、刀具材料影响最大；工件、刀具材料影响最大；n背吃刀量影响背吃刀量影响 进给量进给量;指数、ccFFyx关的修正系数。、刀具磨损及切削液有与切削用量、刀具角度cFK310ccmvFP（2 2）单位切削力估算）单位切削力估算kcADFcfkcapNAD单位切削面积，单位单位切削面积，单位mmmm2 2, kc 单位切削力单位切削力, ,单位为单位为N/mmN/mm2 2切削功率是各切削分力消耗功率的总和切削功率是各切削分力消耗功率的总和3.3.切削功率切削功率F Fcc切削力，单位为切削力，单位为N, vN,

31、vc c切削速度单位切削速度单位m/sm/sKW四、切削热和切削温度四、切削热和切削温度1.1.切削热的产生、传散及其对加工的影响切削热的产生、传散及其对加工的影响切削热的来源切削热的来源切屑层的金属发生弹性变形、切屑层的金属发生弹性变形、塑性变形而产塑性变形而产 生大量的热生大量的热切屑与刀具前刀面产切屑与刀具前刀面产生的摩擦生的摩擦工件与刀具后刀面产生的摩擦工件与刀具后刀面产生的摩擦切削热的传导切削热的传导传入切屑传入切屑，约占总热量的，约占总热量的，对切削加工无不利影响，对切削加工无不利影响传入工件传入工件，约占总热量的，约占总热量的，会使工件膨胀或伸长，产生尺寸和形状误会使工件膨胀或伸

32、长，产生尺寸和形状误差，影响加工精度差，影响加工精度传入刀具传入刀具，约占总热量的，使刀具，约占总热量的，使刀具温度升高，硬度下降，磨损加快，耐用度降温度升高，硬度下降，磨损加快，耐用度降传入周围介质传入周围介质，约占总热量的，对切削，约占总热量的，对切削加工无不利影响加工无不利影响 2. 切削温度及其影响因素切削温度及其影响因素 3. 降低切削温度的措施降低切削温度的措施切削温度：是指刀具、切屑、工件接触面上的平均温度。切削温度：是指刀具、切屑、工件接触面上的平均温度。(1) 选择合理的几何角度和切削用量选择合理的几何角度和切削用量(2) 使用切削液使用切削液其高低取决于切削时产生热量的多少

33、和传导条件的好其高低取决于切削时产生热量的多少和传导条件的好坏，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等对切削坏，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等对切削温度均有影响温度均有影响五、刀具的磨损及刀具的耐用度五、刀具的磨损及刀具的耐用度1.1.磨损形式磨损形式（1）后刀面磨损（2）前刀面磨损（3）前后刀面同时磨损(通常以后刀面磨损值VB表示刀具磨损程度)2.2.刀具磨损过程刀具磨损过程poTR1（1 1）初期磨损阶段）初期磨损阶段（2 2）正常磨损阶段）正常磨损阶段（3 3）急剧磨损阶段）急剧磨损阶段刃磨后的刀具，前、后刀面刃磨后的刀具，前、后刀面上的高低不平，受到切屑的上的高低不平，受到切屑的冲

34、击和摩擦时，将冲击和摩擦时，将“凸峰凸峰”很快磨去，时间很短很快磨去，时间很短刀具上的高低不平已被磨去，刀具上的高低不平已被磨去，磨损量增加缓慢且比较稳定磨损量增加缓慢且比较稳定切削刃变钝，刀具与工件之间切削刃变钝，刀具与工件之间的摩擦变大，切削力增大，切的摩擦变大，切削力增大，切削温度上升，磨损加剧，刀具削温度上升，磨损加剧，刀具失去正常的切削能力失去正常的切削能力3.3.影响刀具磨损的因素影响刀具磨损的因素切削用量、刀具材料及几何形状、工件材料、切削切削用量、刀具材料及几何形状、工件材料、切削液等。液等。4 4刀具耐用度刀具耐用度 刀具允许的磨损限度通常用后刀面的磨损高度刀具允许的磨损限度

35、通常用后刀面的磨损高度表示。但这种磨损标准很难掌握表示。但这种磨损标准很难掌握, ,而引入而引入刀具刀具耐用度耐用度的概念。指的概念。指刀具刃磨后从开始切削直到磨损刀具刃磨后从开始切削直到磨损量达到磨损标准为止的实际切削时间，量达到磨损标准为止的实际切削时间，用用表示。表示。1.4 1.4 切削加工技术经济简析切削加工技术经济简析（了解）（了解）一、切削加工主要技术经济指标一、切削加工主要技术经济指标1）加工精度加工精度尺寸精度尺寸精度形状精度形状精度位置精度位置精度2）表面质量表面质量表面粗糙度表面粗糙度加工硬化加工硬化残余应力残余应力1.1.产品加工质量产品加工质量2.2.生产率生产率oc

36、mpTTTTn生产率生产率R Ro on工时定额工时定额T Tp p工时定额(min)生产1个零件所需的总时间ocmoTTTR1min基本工基本工艺时间艺时间辅助时间辅助时间其它时间其它时间单位时间内生产合格零件的数量单位时间内生产合格零件的数量R Ro on车削外圆时基本工艺时车削外圆时基本工艺时间的计算：间的计算：pnfalhpcfavDlh1000mT75. 025. 25pcTafvCT提高生产率的主要途径：提高生产率的主要途径：P24二、切削加工用量的合理选择二、切削加工用量的合理选择n切削用量对切削过程的影响（1）对加工质量的影响（2）对生产率的影响的影响pcmfavDlhT100

37、0影响生产率影响刀具耐用度切削速度-积屑瘤进给量-残留面积被吃刀量-系统刚度切削加工用量的合理选择切削加工用量的合理选择被吃刀量 ap进给量 f切削速度 vc粗加工精加工精加工时应一次切除精精加工时应一次切除精加工工序余量加工工序余量n选择顺序选择顺序尽可能大的背吃刀量尽可能大的背吃刀量a ap p尽可能大的进给量尽可能大的进给量f f切削速度切削速度v vc cn选择原则选择原则 在机床功率、系统刚度允在机床功率、系统刚度允许情况下尽可能大，最好许情况下尽可能大，最好一次走刀切去全部余量，一次走刀切去全部余量，如需多次走刀，第一次也如需多次走刀，第一次也要大些（要大些（80%左右）左右） 机

38、床进给系统功机床进给系统功率和刚度、刀具率和刚度、刀具和工件所能承受和工件所能承受的切削力的限制、的切削力的限制、表面粗糙度表面粗糙度考虑机床功率考虑机床功率 主要考虑工件表主要考虑工件表面粗糙度面粗糙度考虑刀具耐考虑刀具耐用度用度,积积屑瘤屑瘤三、切削液的选用三、切削液的选用1.种类种类2.2.作用作用3.3.使用方法使用方法冷却润滑水基切削液油基切削液四、工件材料的切削加工性四、工件材料的切削加工性1.切削加工性的概念切削加工性的概念2.2.衡量指标衡量指标 (1)vT:一定刀具耐用度下的切削速度（例：v60） (2)Kr:相对加工性3.3.改善切削加工性的途径改善切削加工性的途径指某种材

39、料被切削加工的难易程度Kr=v60/(v60)j(v60)j -切削正火状态的45钢的v60(1)热处理(2)调整化学成分（3）已加工表面质量：精加工时衡量指标 (4)切削控制或断屑的难易：自动化加工时衡量指标（5）切削力：粗加工，机床刚度或动力不足时以此衡量第二章第二章 金属切削机床基本知识金属切削机床基本知识2.1 2.1 切削机床类型和基本构造切削机床类型和基本构造一、机床的分类一、机床的分类 机床主要是按加工方法和所用刀具进行机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制定的机床型号编制方法分类，根据国家制定的机床型号编制方法 ，机床可分为：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺

40、纹加工机床、铣床、刨（插）床、拉床、切割机床、电加工机床和其他机床等共12类。 在每一类机床中，又按工艺范围，布局型式和在每一类机床中，又按工艺范围，布局型式和结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。（系列）。 除了上述基本分类方法外，还有其它分类方法：除了上述基本分类方法外，还有其它分类方法： 1.1.按照万能性程度，机床可分为：按照万能性程度，机床可分为： 通用机床通用机床 工艺范围很宽，可完成多种类型零件工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式车床、万能外圆磨床及摇不同工序的加工，如卧式车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。臂钻床

41、等。 专门化机床专门化机床 工艺范围较窄，它是为加工某种零工艺范围较窄，它是为加工某种零件或某种工序而专门设计和制造的，如铲齿车床、件或某种工序而专门设计和制造的，如铲齿车床、丝杠铣床等。丝杠铣床等。 专用机床专用机床 工艺范围最窄，它一般是为某特定零工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件的特定工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床。件所用的各种钻、镗组合机床。 2.2.按照机床的工作精度，按照机床的工作精度，可分为普通精度机床、可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。精密机床和高精度机床。3.3.按照重量和尺寸，按照重量和尺寸，可分为仪表机床、中型机床可分为仪表机床、中型机床（一般机床）、大