机械制造技术基础第2章 金属切削原理

1、第第2章章 金属切削原理金属切削原理Chapter 2 The Principle in Metal Cutting Process2.1 概概 述述 Introduction2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool2.3 刀具的几何角度测量实验刀具的几何角度测量实验 Measurement Experiment of Tool Geometric Angles2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process第第2章章 金属切削原理金属切削原理Chapter 2 The Princ

2、iple in Metal Cutting Process2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and Temperature2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life 2.7 材料的切削加工性材料的切削加工性 Machinability of Workpiece Materials 2.8 磨削与砂轮磨削与砂轮 Grinding and Grinding Wheels2.1 概概 述述 Introduction2.1.1 工件加工表面工件加工表面2.1.1 Workpiece

3、 Processing Surfaces(1) 待加工表面待加工表面(surface to be cut)：工件上有待切削的表面。：工件上有待切削的表面。(2) 已加工表面已加工表面(Machined surface )：工件上经刀具切削后形成：工件上经刀具切削后形成的表面。的表面。(3) 过渡表面过渡表面/切削表面切削表面( Cutting surface )：工件上由切削刃正：工件上由切削刃正在切削的表面，它是待加工表面和已加工表面之间的过渡部在切削的表面，它是待加工表面和已加工表面之间的过渡部位位。2.1 概概 述述 Introduction图图2-1 车削外圆柱面的切削运动与加工表面车

4、削外圆柱面的切削运动与加工表面2.1 概概 述述 Introduction 图图2-2 刨削平面的切削运动与加工表面刨削平面的切削运动与加工表面2.1 概概 述述 Introduction2.1.2 切削运动与切削用量切削运动与切削用量 Cutting Movement and Cutting Dosages1主运动主运动(Main movement) 主运动是由机床运动或手动提供的刀具与工件之间主要的主运动是由机床运动或手动提供的刀具与工件之间主要的相对运动。相对运动。 主运动方向主运动方向(Direction of main movement)：在不考虑进给：在不考虑进给运动的条件下，切削

5、刃上选定点相对于工件的瞬时运动方运动的条件下，切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向向(图图2-3、图、图2-4)。 切削速度切削速度(Cutting speed) vc：切削刃上选定点相对工件沿：切削刃上选定点相对工件沿主运动方向的瞬时速度主运动方向的瞬时速度(图图2-3、图、图2-4)。2.1 概概 述述 Introduction图图2-3 车刀相对于工件的运动车刀相对于工件的运动2.1 概概 述述 Introduction图图2-4 平面铣刀相对于工件的运动平面铣刀相对于工件的运动2.1 概概 述述 Introduction 当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直径处的切削当主运动为旋转

6、运动时，刀具或工件最大直径处的切削速度由下式确定：速度由下式确定： （m/s） 或或 （m/min） (2-1)式中式中 d完成主运动的刀具或工件的最大直径，完成主运动的刀具或工件的最大直径，mm； n主运动的转速，主运动的转速，r/s或或r/min。1000dnvc601000dnvc2.1 概概 述述 Introduction2进给运动进给运动(Feed movement) 进给运动是由机床运动或手动实现的刀具或工件的运动。进给运动是由机床运动或手动实现的刀具或工件的运动。 进给运动方向进给运动方向(Direction of feed movement)：在不考虑主运：在不考虑主运动的条件

7、下，切削刃选定点相对于工件的瞬时运动方向动的条件下，切削刃选定点相对于工件的瞬时运动方向(图图2-3、图、图2-4)。 进给速度进给速度(Feed speed) vf：切削刃选定点相对工件沿进给运：切削刃选定点相对工件沿进给运动方向的瞬时速度动方向的瞬时速度(图图2-3、图、图2-4)，单位是，单位是mm/s(或或mm/min)。若进给运动为直线运动，则进给速度在刀刃上各点都是相。若进给运动为直线运动，则进给速度在刀刃上各点都是相同的。同的。 2.1 概概 述述 Introduction 进给量进给量(Feeding) f：工件或刀具每回转一周或往返一个行：工件或刀具每回转一周或往返一个行程时

8、，两者沿进给运动方向的相对位移，单位是程时，两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r（或（或mm/双行程）。它是衡量进给运动的常用度量单位。双行程）。它是衡量进给运动的常用度量单位。 进给速度可表示为：进给速度可表示为： （mm/s） 或或 （mm/min） （2-2）式中式中 z切削工具的刀齿数。切削工具的刀齿数。nzfnfvzf6060nzfnfvzf2.1 概概 述述 Introduction 3合成切削运动合成切削运动(Synthesis cutting movement)合成切削运动是由同时存在的主运动和进给运动合成的运动。合成切削运动是由同时存在的主运动和进给运动合成的运动。合

9、成切削运动方向合成切削运动方向(Direction of synthesis cutting movement)：切削刃选定点相对于工件瞬时合成切削运动的方向切削刃选定点相对于工件瞬时合成切削运动的方向(图图2-3、图、图2-4)。合成运动的速度合成运动的速度(Combined movement speed) ve：切削刃选定：切削刃选定点相对工件沿合成切削运动方向的瞬时速度点相对工件沿合成切削运动方向的瞬时速度(图图2-3、图、图2-4)。2.1 概概 述述 Introduction4背吃刀量背吃刀量/切削深度切削深度(Cutting depth) ap背吃刀量背吃刀量ap等于工件已加工表面

10、与待加工表面的垂直距离。等于工件已加工表面与待加工表面的垂直距离。 （mm） （2-4）式中式中 dw工件待加工表面直径，工件待加工表面直径，mm； dm工件已加工表面的直径，工件已加工表面的直径，mm。通常将切削速度通常将切削速度vc、进给量、进给量f和背吃刀量和背吃刀量ap三者统称为切削用三者统称为切削用量三要素。量三要素。 2mwpdda2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool2.2.1 刀具几何参数刀具几何参数2.2.1 Geometrical Parameters of Tool1刀具切削部分的组成

11、要素刀具切削部分的组成要素 (1)前刀面前刀面(Rake face) A (2)主后刀面主后刀面(Major flank) A (3)副后刀面副后刀面(Minor flank) A (4)主切削刃主切削刃(Major cutting edge) S (5)副切削刃副切削刃(Minor cutting edge) S (6)过渡刃过渡刃/刀尖刀尖(Tool nose ) 2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-5 外圆车刀切削部分的组成要素外圆车刀切削部分的组成要素2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何

12、角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool2确定刀具切削角度的参考平面确定刀具切削角度的参考平面 (1)基面基面(Reference plane) pr(2)切削平面切削平面(Cutting edge plane) ps2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-6 宽刃刨刀的参考平面宽刃刨刀的参考平面 2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool3刀具标注角度的参考系刀具标注角

13、度的参考系(Reference system for tool marking Angles )如图如图2-7所示，不考虑进给运动的影响，并假定主切削刃选定所示，不考虑进给运动的影响，并假定主切削刃选定点点A位于工件中心高度上，刀杆中心线垂直于进给方向。位于工件中心高度上，刀杆中心线垂直于进给方向。(1)正交平面正交平面/主剖面主剖面(Main section) po 见图见图2-8(2)法平面法平面(Normal section) pn 见图见图2-9(3)背平面背平面(Longitudinal section) pp和假定工作平面和假定工作平面(Transverse section) pf

14、 见图见图2-10图图2-7 车刀标注角度的参考系车刀标注角度的参考系2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-8 正交平面参考系正交平面参考系2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-9 法平面参考系法平面参考系2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool 图图2-10 假定工作进给平面、背平面参考系假定工作进给平面、背平面参考系

15、2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool表表2-1 刀具标注角度参考系及其参考平面刀具标注角度参考系及其参考平面参考系参考系 参考平面参考平面 符号符号 正交平面参考系正交平面参考系 基面基面切削平面切削平面正交平面正交平面 prpspo 法平面参考系法平面参考系 基面基面切削平面切削平面法平面法平面 prpsp 假定工作平面、假定工作平面、背平面参考系背平面参考系 基面基面背平面背平面假定工作进给平面假定工作进给平面 prpppf 2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Ang

16、les and materials of Tool4刀具的标注角度刀具的标注角度(Marked Angles of cutting tools )(1)刀具在正交平面参考系中的标注角度刀具在正交平面参考系中的标注角度 如图如图2-11和和2-12 1)主偏角主偏角(Cutting edge angle) r 2)刃倾角刃倾角(Tool cutting edge inclination) s 3)前角前角(Rake angle) o 4)后角后角(Clearance angle ) o 5)副偏角副偏角(Minor cutting edge angle) r 6)副后角副后角(Minor bac

17、k angle) o以上是外圆车刀主、副切削刃上所必须标注的六个基本角度以上是外圆车刀主、副切削刃上所必须标注的六个基本角度 (2)刀具在法平面参考系中的标注角度刀具在法平面参考系中的标注角度 如图如图2-13所示。所示。 (3)刀具在假定工作平面和背平面参考系中的标注角度刀具在假定工作平面和背平面参考系中的标注角度 如图如图2-14所示。所示。2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-11 外圆车刀正交平面参考系的标注角度外圆车刀正交平面参考系的标注角度2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料

18、 Geometric Angles and materials of Tool图图2-12 直角切削与斜角切削直角切削与斜角切削2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-13 法平面参考系的标注角度法平面参考系的标注角度 2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-14 假定工作平面、背平面参考系的标注角度假定工作平面、背平面参考系的标注角度 2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric A

19、ngles and materials of Tool5刀具的工作角度刀具的工作角度( Work Angle for cutting tools) (1)进给运动对刀具工作角度的影响进给运动对刀具工作角度的影响 1)横向进给运动的影响横向进给运动的影响 如图如图2-15 ， ， （2-5）式中式中 f刀具的横向进给量，刀具的横向进给量，mm/r。 d切削刃上选定点切削刃上选定点O在横向进给切削过程中相对于工在横向进给切削过程中相对于工件中心所处的直径，件中心所处的直径，mm。 ooeooedftan2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and ma

20、terials of Tool图图2-15 横向进给运动对工作角度的影响横向进给运动对工作角度的影响2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool2)纵向进给运动的影响纵向进给运动的影响 （如图（如图2-16） ， ， （2-6）式中式中 f进给量，进给量，mm/r，或被切螺纹的导程，或被切螺纹的导程，mm； dw工件直径，工件直径，mm。在正交平面内，刀具的工作角度为：在正交平面内，刀具的工作角度为： ， ， （2-7）fffefffewftandfooeooewrrfsinsintantandf2.2 刀具的几

21、何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-16 纵向进给运动对工作角度的影响纵向进给运动对工作角度的影响2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool(2)刀具安装位置对工作角度的影响刀具安装位置对工作角度的影响1)刀具安装高低的影响刀具安装高低的影响 ， ， （2-8）式中式中 h刀尖高于工件中心线的数值，刀尖高于工件中心线的数值，mm； dw工件直径，工件直径，mm。在正交平面在正交平面poe内，刀具工作前角内，刀具工作前角oe和工作后

22、角和工作后角oe的变化情况也的变化情况也与上面类似，即与上面类似，即 ， ， （2-9）pppepppe22wp2tanhdhooeooerpcostantan2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-17 刀具安装高低对工作角度的影响刀具安装高低对工作角度的影响2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-18 刀杆中心线不垂直于进给方向时对刀杆中心线不垂直于进给方向时对r，r的影响的影响2)刀杆中心线与进给方向不

23、垂直时的影响刀杆中心线与进给方向不垂直时的影响2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool2.2.2 切削层参数切削层参数 Parameters of the Cutting Layer (1)切削厚度切削厚度(Undeformed chip thickness) hD （单位为（单位为mm）如图如图2-19(2)切削宽度切削宽度(Width of uncut chip) bD (3)切削层面积切削层面积(Cross-sectional area of uncut chip) AD 2.2 刀具的几何角度与材料刀

24、具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool图图2-19 切削层参数切削层参数2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool2.2.3 刀具材料刀具材料 Cutting Tool Materials1刀具材料必须具备的性能刀具材料必须具备的性能 (1)高硬度高硬度(High hardness)和高耐磨性和高耐磨性(High wear-resistance) (2)足够的强度足够的强度(Strength)和韧性和韧性(Toughness) (3)高耐热性高耐热性(H

25、igh heat resistance) (4)良好的工艺性良好的工艺性(Technological properties)2常用刀具材料的种类与特性常用刀具材料的种类与特性（1）高速钢）高速钢(High-speed steels)（2）硬质合金）硬质合金(Carbide alloys) 2.2 刀具的几何角度与材料刀具的几何角度与材料 Geometric Angles and materials of Tool 表表2-2 高速钢的力学性能高速钢的力学性能钢号钢号常温硬常温硬度度 HRC抗弯强抗弯强度度/GPa冲击韧度冲击韧度/(MJm-2)高温硬度高温硬度 HRC500600W18Cr4V

26、W6Mo5Cr4V29W18Cr4VW6Mo5Cr4V3W6Mo5Cr4V2Co8W2Mo9Cr4VCo8W6Mo5Cr4V2AlW10Mo4Cr4V3Al6366636666686567666867696769676933.43.5433.43.23.02.73.82.93.93.13.50.180.320.30.40.170.220.250.30.230.30.230.30.20.2856555657606059.548.547485151.7545555542.3 刀具的几何角度测量实验刀具的几何角度测量实验 Measurement Experiment of Tool Geometri

27、c2.3 刀具的几何角度测量实验刀具的几何角度测量实验 Measurement Experiment of Tool Geometric Angles2.3.1 实验目的实验目的 Experiment Purpose2.3.2 实验的内容和要求实验的内容和要求 Experimental Contents and Requirements2.3.3 实验设备、仪器实验设备、仪器 Experiment Equipments and Instruments2.3.4 实验原理与方法实验原理与方法 Experiment Principle and Method2.3 刀具的几何角度测量实验刀具的几何角

28、度测量实验 Measurement Experiment of Tool Geometric 图图2-20 车刀测角仪车刀测角仪2.3 刀具的几何角度测量实验刀具的几何角度测量实验 Measurement Experiment of Tool Geometric2.3.5 实验步骤实验步骤 Experiment Steps1校准车刀测角仪的原始位置校准车刀测角仪的原始位置2主偏角主偏角r的测量的测量3刃倾角刃倾角s的测量的测量4副偏角副偏角r的测量的测量5前角前角o的测量的测量6后角后角o的测量的测量7法向前角法向前角n和法向后角和法向后角n的测量的测量8副后角副后角o的测量的测量9绘制外圆车

29、刀和切断刀的工作图绘制外圆车刀和切断刀的工作图2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process2.4.1 切削层的变形切削层的变形 Deformation of Cutting Layer 1第一变形区第一变形区(The first region of deformation) 2第二变形区第二变形区(The second region of deformation) 3第三变形区第三变形区(The third region of deformation)2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process图图2-21 金属切削过程中的滑移线

30、和流线示意图金属切削过程中的滑移线和流线示意图 2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process图图2-22 第一变形区金属的滑移第一变形区金属的滑移 2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process图图2-23剪切变形示意图剪切变形示意图2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process2.4.2 切削变形的衡量方法切削变形的衡量方法 Measurement of Cutting Deformation1变形系数变形系数(Coefficient of deformation) （2-13） （2-14） （2-

31、15） 2剪应变剪应变(Shearing strain)DchhahhchchlllhhlhayS2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process图图2-24 -h关系关系2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process3剪切角剪切角(Shear angle) 从图从图2-23及式及式(2-18)得知，剪切角和切削变形有十分密切的关得知，剪切角和切削变形有十分密切的关系。若减小，切屑便变厚、变短，变形系数系。若减小，切屑便变厚、变短，变形系数h便增大。因此便增大。因此研究剪切角也是很必要的。研究剪切角也是很必要的。 (1)根据合力最小原理

32、确定的剪切角根据合力最小原理确定的剪切角(2)根据主应力方向与最大剪应力方向之间的夹角为根据主应力方向与最大剪应力方向之间的夹角为45的原理确的原理确定剪切角定剪切角 （2-26）o42.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process图图2-25 作用在切屑上的力作用在切屑上的力2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process图图2-26 直角自由切削时力与角度的关系直角自由切削时力与角度的关系 2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process2.4.3 切屑的种类切屑的种类 Types of Swarf 1带状

33、切屑带状切屑(Ribbon chips) 2挤裂切屑挤裂切屑/节状切屑节状切屑(Cracked chips /Section shape chips) 3单元切屑单元切屑/粒状切屑粒状切屑(Unit chips/Granular chips) 4崩碎切屑崩碎切屑(Splintering chips)2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process图图2-27 切屑类型切屑类型2.4 金属切削过程金属切削过程 Metal Cutting Process2.4.4 积屑瘤积屑瘤 Built-up Edge 图图2-28积削瘤积削瘤2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、

34、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and Temperature2.5.1 切削力切削力 Cutting Force1切削力分析切削力分析1）切向力）切向力(Tangential force) Fc2）进给力）进给力(Feeding force) Ff3）背向力）背向力(Back force) Fp2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and Temperature图图2-29 切削合力和分力切削合力和分力2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and

35、Temperature2切削力和切削功率的计算切削力和切削功率的计算（1）指数形式的切削力经验公式）指数形式的切削力经验公式 （2-28） （2-29） （2-30）ccFcFcFcFZcYXpFcKvfaCF ffFfFfFfFZcYXpFfKvfaCF ppFpFpFpFZcYXpFpKvfaCF 2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and Temperature（2）切削层单位面积切削力经验公式）切削层单位面积切削力经验公式 （2-31）（3）工作功率）工作功率(Work power) （2-33） 在计算机床电动机功率在计算

36、机床电动机功率Pm时，还应考虑机床的传动效率时，还应考虑机床的传动效率m，应按下式计算，应按下式计算 （2-34）wccpccccaaFfaFAFk310fnFvFPPPwfccfcemcmPP2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and Temperature2.5.2 切削热和切削温度切削热和切削温度 Cutting Heat and Temperature1切削热的产生和传出切削热的产生和传出2影响切削温度的主要因素影响切削温度的主要因素（1）切削用量的影响）切削用量的影响 （2-37）式中式中 用自然热电偶法测出的前刀面接触区

37、的平均温度用自然热电偶法测出的前刀面接触区的平均温度，； C与工件、刀具材料和其他切削参数有关的切削温度与工件、刀具材料和其他切削参数有关的切削温度系数；系数； z，y，xvc，f，ap的指数。的指数。xpyzcafvC2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and Temperature图图2-30 切削热的产生和传出切削热的产生和传出2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and Temperature （2）刀具几何参数的影响）刀具几何参数的影响 （3）工件材料的影响）工件

38、材料的影响 （4）刀具磨损的影响）刀具磨损的影响 （5）切削液的影响）切削液的影响2.5 切削力、切削热和切削温度切削力、切削热和切削温度 Cutting force, Heat and Temperature表表2-4 切削温度的系数及指数切削温度的系数及指数刀具材刀具材料料加工方法加工方法Czyx高速钢高速钢车削车削1401700.350.450.20.30.080.10铣削铣削80钻削钻削150硬质合硬质合金金车削车削3200.41（f=0.1mm/r）0.150.050.31（f=0.2mm/r）0.26（f=0.3mm/r）2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Too

39、l Wear and Tool Life2.6.1 刀具的磨损形式刀具的磨损形式 Form of the Cutter Wear1前刀面磨损前刀面磨损(Wear on rake face )2后刀面磨损后刀面磨损(Flank wear)3边界磨损边界磨损(Boundary wear)2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life图图2-31 刀具的磨损形状刀具的磨损形状2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life图图2-32 刀具磨损的测量位置刀具磨损的测量位置2.6 刀具磨损和刀具使

40、用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life2.6.2 刀具磨损的原因刀具磨损的原因 Cause of Tool Wear1磨料磨损磨料磨损(Abrasive wear)2黏结磨损黏结磨损(Adhesive wear)3扩散磨损扩散磨损(Diffusion wear)4化学磨损化学磨损(Chemical wear)2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life2.6.3 刀具磨损过程刀具磨损过程 Wear Process of Tool 1初期磨损阶段初期磨损阶段(Initial wear stage ) 2

41、正常磨损阶段正常磨损阶段(Normal wear stage) 3急剧磨损阶段急剧磨损阶段(Severe wear stage)2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life图图2-33 磨损的典型曲线磨损的典型曲线2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life2.6.4 磨钝标准磨钝标准 Wear Criteria2.6.5 刀具耐用度刀具耐用度 Tool Life1刀具耐用度的概念刀具耐用度的概念2切削用量与刀具耐用度关系的经验公式切削用量与刀具耐用度关系的经验公式（1）切削速度与刀

42、具耐用度的关系）切削速度与刀具耐用度的关系 （2-38）式中式中 T刀具耐用度，刀具耐用度，min； m指数，表示指数，表示vc对对T的影响程度；的影响程度； C0系数，与刀具、工件材料和切削条件有关。系数，与刀具、工件材料和切削条件有关。0CTvmc2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life（2）进给量和背吃刀量与刀具耐用度的关系）进给量和背吃刀量与刀具耐用度的关系 （2-39） 综合式综合式(2-38)和和(2-39)，可得到切削用量与刀具耐用度的一，可得到切削用量与刀具耐用度的一般关系式，为：般关系式，为：2121CTaCTfmp

43、m21111mmmcrafvCT 2.6 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 Tool Wear and Tool Life令令x1/m，y1/m1，z1/m2，则，则 （2-40）式中式中 Cr耐用度系数，与刀具、工件材料和切削条件有关；耐用度系数，与刀具、工件材料和切削条件有关； x，y，z指数，分别表示各切削用量对刀具耐用度的影响程指数，分别表示各切削用量对刀具耐用度的影响程度。度。 用用YT5硬质合金车刀，切削硬质合金车刀，切削b=0.637GPa的碳钢时，且的碳钢时，且f0.7mm/r，切削用量与刀具耐用度的关系为：，切削用量与刀具耐用度的关系为： （2-41）zpyxcr

44、afvCT 75.025.25pcrafvCT 2.7 材料的切削加工性材料的切削加工性 Machinability of Workpiece Materials2.7.1 材料切削加工性的概念材料切削加工性的概念 Concepts of Machinability of Workpiece Materials2.7.2 评定材料切削加工性的指标评定材料切削加工性的指标 Indexes for Judging Machinability of Workpiece Materials (1)用刀具耐用度来衡量用刀具耐用度来衡量 (2)用已加工表面质量来衡量用已加工表面质量来衡量 (3)用切削层单

45、位面积切削力来衡量用切削层单位面积切削力来衡量 (4)用断屑性能来衡量用断屑性能来衡量2.7 材料的切削加工性材料的切削加工性 Machinability of Workpiece Materials2.7.3 材料的相对切削加工性材料的相对切削加工性Relative Machinability of Workpiece Materials 如果以如果以b0.637GPa的的45钢的钢的v60作为基准，写作作为基准，写作(v60)j，将某种被切削材料将某种被切削材料v60与其相比，则此比值与其相比，则此比值Kr 称为此种材称为此种材料的相对加工性，即料的相对加工性，即 （2-42）jrK)(6

46、060表表2-5 常用工件材料的切削加工性等级常用工件材料的切削加工性等级加工性加工性等级等级名称及种类名称及种类相对加工相对加工性性KT代表性材料代表性材料1很容易切很容易切削的材料削的材料一般有色金属一般有色金属3.05-5-5钢铅合金，钢铅合金，9-4铝铜合金，铝铜合金，铝镁合金铝镁合金2容易切削容易切削的材料的材料易切削钢易切削钢2.53.0退火退火15Cr，b=0.380.45GPa自动机钢自动机钢b=0.40.5GPa3较易切削钢较易切削钢1.62.5正火正火30钢钢b=0.450.56GPa4普通材料普通材料一般钢及铸铁一般钢及铸铁1.01.6正火正火45钢，灰铸铁钢，灰铸铁5稍难切削的材料稍难切削的材料0.651.02Cr13调质调质b=0.85GPa85钢钢b=0.85GPa6难切削材难切削材料料较难切削的材较难切削的材料料0.50.6545Cr调质调质b=1.05GPa65Mn调质调质b=0.951.0GPa7难切削的材料难切削的材料0.150.550CrV调质调质,1Cr18Ni9TY，某些钛合金某些钛合金8很难切削的材很难切削的材料料0.15某些钛合金