第 一 章 數(shù) 控 車 床 加 工 工 藝 復(fù) 習(xí) 1 什 么 叫 數(shù) 字 控 制 ？ 數(shù) 控 系 統(tǒng) ？ 數(shù) 控 機(jī) 床 ？ 2 數(shù) 控 車 床 的 組 成 ？ 工 作 原 理 ？ 3 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 功 能 ？ 4 數(shù) 控 車 床 加 工 的 特 點(diǎn) ？ 5 數(shù) 控 機(jī) 床 的 分 類 ？ 第 一 節(jié) 數(shù) 控 車 床 加 工 的 切 削 基 礎(chǔ) 1.1 切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 1.2 金 屬 切 削 過(guò) 程 的 基 本 規(guī) 律 1.3 金 屬 切 削 刀 具 1.4 切 削 用 量 與 切 削 液 的 選 擇 1.5 工 件 材 料 的 切 削 加 工 性 能 習(xí) 題 一 第 一 節(jié) 數(shù) 控 車 床 加 工 的 切 削 基 礎(chǔ)教 學(xué) 目 標(biāo) ：1 掌 握 切 削 運(yùn) 動(dòng) 的 概 念 及 運(yùn) 動(dòng) 形 式 ， 加 工 中 形 成 的 工 件 表 面2 掌 握 切 削 用 量 三 要 素 及 切 削 用 量 的 選 擇 原 則3 掌 握 切 削 層 的 概 念 及 主 要 參 數(shù)4 了 解 切 削 液 的 相 關(guān) 知 識(shí)重 點(diǎn) ： 切 削 運(yùn) 動(dòng) 的 概 念 及 運(yùn) 動(dòng) 形 式 ， 切 削 用 量 三 要 素 及 切 削 用量 的 選 擇 原 則難 點(diǎn) ： 切 削 用 量 三 要 素 及 切 削 用 量 的 選 擇 原 則 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 1.1.1 切 削 運(yùn) 動(dòng) 和 工 件 表 面 成 形 1.切 削 運(yùn) 動(dòng) 切 削 加 工 就 是 用 金 屬 切 削 刀 具 把 工 件 毛 坯 上 余 量 （ 預(yù) 留的 金 屬 材 料 ） 切 除 ， 獲 得 圖 樣 所 要 求 的 零 件 。 在 切 削 過(guò) 程 中 ，刀 具 和 工 件 之 間 必 須 有 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) ， 這 種 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 就 稱 為 切 削運(yùn) 動(dòng) 。 切 削 運(yùn) 動(dòng) 是 由 金 屬 切 削 機(jī) 床 通 過(guò) 兩 種 運(yùn) 動(dòng) 單 元 組 合 而成 的 ， 其 是 產(chǎn) 生 切 削 力 的 運(yùn) 動(dòng) ， 其 二 是 保 證 了 切 削 工 作 連續(xù) 進(jìn) 行 的 運(yùn) 動(dòng) ， 按 照 它 們 在 切 削 過(guò) 程 中 所 起 的 作 用 ， 通 常 分主 運(yùn) 動(dòng) 和 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。 1） 主 運(yùn) 動(dòng) 主 運(yùn) 動(dòng) 是 由 機(jī) 床 提 供 的 主 要 運(yùn) 動(dòng) ， 它 使 刀 具和 工 件 之 間 產(chǎn) 生 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) ， 從 而 使 刀 具 接 近 工 件 并 切 除 切 削 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 速 度 （ vc） 最 高 ， 消 耗 的 機(jī) 床 功 率 也 最 大 。 如 圖 1-1所 示 ，主 運(yùn) 動(dòng) 必 須 有 一 個(gè) ， 可 以 是 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) ， 如 車 削 時(shí) 工 件 的 旋 轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng) ， 銑 削 時(shí) 銑 刀 的 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) ， 磨 削 工 件 時(shí) 砂 輪 的 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) ，鉆 孔 時(shí) 鉆 頭 的 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 等 ； 也 可 以 是 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 如 刨 削 時(shí) 刀具 或 工 件 的 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) 。 2） 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 又 稱 走 刀 運(yùn) 動(dòng) ， 是 由 機(jī) 床 提 供的 使 刀 具 與 工 件 之 間 產(chǎn) 生 附 加 的 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) ， 加 上 主 運(yùn) 動(dòng) 即 可不 斷 地 或 連 續(xù) 地 切 除 切 削 層 ， 并 得 出 具 有 所 需 幾 何 特 性 的 已加 工 表 面 。 其 特 點(diǎn) 是 消 耗 的 功 率 比 主 運(yùn) 動(dòng) 小 得 多 。 如 圖 1-1所 示 ， 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 可 以 有 一 個(gè) 、 兩 個(gè) 或 多 個(gè) ， 甚 至 沒(méi) 有 （ 如 拉削 ） 。 其 形 式 可 以 是 連 續(xù) 的 運(yùn) 動(dòng) ， 如 車 削 外 圓 時(shí) 車 刀 平 行 于工 件 軸 線 的 縱 向 運(yùn) 動(dòng) ； 鉆 孔 時(shí) 鉆 頭 沿 軸 向 的 直 線 運(yùn) 動(dòng) 等 ； 也 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 可 以 是 間 斷 運(yùn) 動(dòng) ， 如 刨 削 平 面 時(shí) 工 件 的 橫 向 移 動(dòng) ； 或 是 兩 者的 組 合 ， 如 磨 削 工 件 外 圓 時(shí) 砂 輪 橫 向 間 斷 的 直 線 運(yùn) 動(dòng) 和 工 件的 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 及 軸 向 （ 縱 向 ） 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) 。 3） 合 成 切 削 運(yùn) 動(dòng) 當(dāng) 主 運(yùn) 動(dòng) 和 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 同 時(shí) 進(jìn) 行 時(shí) ，由 主 運(yùn) 動(dòng) 和 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 合 成 的 運(yùn) 動(dòng) 稱 為 合 成 切 削 運(yùn) 動(dòng) ， 又 叫 表面 成 形 運(yùn) 動(dòng) 。 刀 具 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 相 對(duì) 工 件 的 瞬 時(shí) 合 成 運(yùn) 動(dòng)方 向 稱 為 合 成 切 削 運(yùn) 動(dòng) 方 向 ， 其 速 度 稱 為 合 成 切 削 速 度 ， 該速 度 方 向 與 過(guò) 渡 表 面 相 切 ， 如 圖 1-1所 示 。 合 成 切 削 速 度 ve等 于 主 運(yùn) 動(dòng) 速 度 vc和 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 速 度 vf的 矢 量 和 ， 即 ： v e=vc+vf （ 1-1） 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 2 輔 助 運(yùn) 動(dòng) 除 主 運(yùn) 動(dòng) 、 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 以 外 ， 機(jī) 床 在 數(shù) 控 加 工 過(guò) 程 中 ， 還需 一 系 列 的 其 他 運(yùn) 動(dòng) ， 即 輔 助 運(yùn) 動(dòng) 。 輔 助 運(yùn) 動(dòng) 的 種 類 很 多 ，主 要 包 括 ： 刀 具 接 近 工 件 、 切 人 、 切 出 工 件 、 快 速 返 回 原 點(diǎn)的 運(yùn) 動(dòng) ， 機(jī) 床 對(duì) 刀 時(shí) 的 運(yùn) 動(dòng) ， 多 工 位 工 作 臺(tái) 和 多 工 位 刀 架 的分 度 運(yùn) 動(dòng) 等 。 另 外 ， 機(jī) 床 的 啟 動(dòng) 、 停 車 、 變 速 、 換 向 以 及 工件 的 夾 緊 、 松 開(kāi) 等 操 縱 控 制 運(yùn) 動(dòng) ， 也 屬 于 輔 助 運(yùn) 動(dòng) 。 輔 助 運(yùn)動(dòng) 在 整 個(gè) 加 工 過(guò) 程 中 是 必 不 可 少 的 。 3 加 工 中 的 工 件 表 面 在 金 屬 切 削 加 工 過(guò) 程 中 ， 工 件 上 多 余 的 材 料 不 斷 地 被 刀具 切 除 而 轉(zhuǎn) 變 為 切 屑 ， 與 此 同 時(shí) ， 工 件 在 切 削 過(guò) 程 中 形 成 了三 個(gè) 不 斷 變 化 著 的 表 面 （ 圖 1-1） ， 分 別 如 下 ： 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 1) 待 加 工 表 面 工 件 上 有 待 切 除 切 削 層 的 表 面 稱 為 待 加工 表 面 。 2) 過(guò) 渡 表 面 工 件 上 由 切 削 刃 形 成 的 那 部 分 表 面 ， 它 在 下一 切 削 行 程 （ 如 刨 削 ） 、 刀 具 或 工 件 的 下 一 轉(zhuǎn) 里 （ 如 單 刃 鏜削 或 車 削 ） 將 被 切 除 ， 或 者 由 下 一 切 削 刃 （ 如 銑 削 ） 切 除 的表 面 。 3) 已 加 工 表 面 工 件 上 經(jīng) 刀 具 切 削 后 產(chǎn) 生 的 表 面 稱 為 已加 工 表 面 。 圖 1 2 切 削 用 量 的 三 要 素 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述1.1.2 切 削 要 素 切 削 要 素 包 括 切 削 用 量 和 切 削 層 的 幾 何 參 數(shù) 。 如 圖 1-2所 示 。 切 削 用 量 三 要 素 切 削 用 量 是 用 來(lái) 表 示 切 削 運(yùn) 動(dòng) 、 調(diào) 整 機(jī) 床 加 工 參 數(shù) 的 參 量 ，用 來(lái) 定 量 表 述 主 運(yùn) 動(dòng) 和 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。 切 削 用 量 包 括 切 削 速 度 、進(jìn) 給 量 和 背 吃 刀 量 三 個(gè) 要 素 （ 如 圖 1-2） 。 1） 切 削 速 度 （ vc） 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 相 對(duì) 于 工 件 主 運(yùn)動(dòng) 的 瞬 時(shí) 線 速 度 稱 為 切 削 速 度 。 單 位 ： m min。 當(dāng) 主 運(yùn) 動(dòng)是 回 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 線 速 度 v c的 計(jì) 算 公 式 如 下 ： vc d n 1000 （ 1-2） 需 要 注 意 的 是 ： 車 削 加 工 時(shí) ， 應(yīng) 計(jì) 算 待 加 工 表 面 的 切 削 速 度 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 當(dāng) 主 運(yùn) 動(dòng) 是 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 則 常 以 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 的 平 均 速 度 作為 切 削 速 度 ， 線 速 度 vc的 計(jì) 算 公 式 如 下 ： vc 2Ln/1000 (1-3) 上 兩 式 中 ： d 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 處 所 對(duì) 應(yīng) 的 工 件 或 刀 具 的回 轉(zhuǎn) 直 徑 ， 單 位 為 mm； n 工 件 或 刀 具 的 轉(zhuǎn) 速 ， 單 位 為 r min。 L 工 件 或 刀 具 作 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 的 行 程 長(zhǎng) 度 ， 單 位 為 mm。 2） 進(jìn) 給 量 （ ） 在 主 運(yùn) 動(dòng) 的 一 個(gè) 循 環(huán) 內(nèi) ， 刀 具 在 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng)方 向 上 相 對(duì) 于 工 件 的 位 移 量 ， 稱 為 進(jìn) 給 量 。 可 用 刀 具 或 工 件每 轉(zhuǎn) 或 每 行 程 的 位 移 量 來(lái) 表 達(dá) 或 度 量 （ 圖 1-2） ， 其 單 位 用mm/r（ 如 車 削 、 鏜 削 等 ） 或 mm 行 程 （ 如 刨 削 、 磨 削 等 ）表 示 。 數(shù) 控 編 程 時(shí) ， 也 可 以 用 進(jìn) 給 速 度 vf表 示 刀 具 與 工 件 的 相 對(duì) 運(yùn)動(dòng) 速 度 ， 單 位 是 mm min。 車 削 時(shí) 的 進(jìn) 給 速 度 vf為 ： vf n (1-4) 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 對(duì) 于 鉸 刀 、 銑 刀 等 多 齒 刀 具 ， 通 常 規(guī) 定 每 齒 進(jìn) 給 量 z（ 單位 ： mm/z） ， 其 含 義 是 刀 具 每 轉(zhuǎn) 過(guò) 一 個(gè) 齒 ， 刀 具 相 對(duì) 于 工件 在 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 方 向 上 的 位 移 量 。 即 z /z (1-5) 式 中 ： z 刀 具 齒 數(shù) 。 3） 背 吃 刀 量 （ p） 也 叫 切 深 ， 是 已 加 工 表 面 與 待 加 工 表面 之 間 的 垂 直 距 離 ， 稱 為 背 吃 刀 量 ， 其 單 位 為 mm。 車 削 外圓 時(shí) ： p （ dw dm） 2 (1-6) 式 中 ： dw 待 加 工 表 面 直 徑 ， 單 位 為 mm； dm 已 加 工 表 面 直 徑 ， 單 位 為 mm。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述切 削 用 量 的 選 擇 原 則粗 車 : ap(大 )-f(大 )-vc(小 )精 車 ： ap(小 )-f(小 )-vc(大 ) 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 鏜 孔 時(shí) 式 (1-6)中 的 d w與 d m的 位 置 互 換 一 下 ， 鉆 孔 加 工 的背 吃 刀 量 為 鉆 頭 的 半 徑 。 2 切 削 層 參 數(shù) 在 金 屬 切 削 過(guò) 程 中 ， 刀 具 或 工 件 沿 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 方 向 每 移 動(dòng) 一 個(gè)（ 車 削 ） 或 z（ 多 齒 刀 具 切 削 ） 所 切 除 的 金 屬 層 ， 稱 為 切削 層 。 圖 1-3所 示 為 車 削 時(shí) 的 切 削 層 ， 當(dāng) 工 件 旋 轉(zhuǎn) 一 轉(zhuǎn) 時(shí) ，車 刀 主 切 削 刃 由 過(guò) 渡 表 面 I的 位 置 移 動(dòng) 到 過(guò) 渡 表 面 的 位 置 ，其 間 所 切 除 的 工 件 材 料 層 即 為 車 削 時(shí) 的 切 削 層 。 切 削 層 的 尺寸 稱 為 切 削 層 參 數(shù) ， 切 削 層 參 數(shù) 通 常 在 基 面 內(nèi) 測(cè) 量 。 圖 1-3 外 圓 縱 車 切 削 層 的 參 數(shù) 1） 切 削 厚 度 （ hD） 是 指 在 垂 直 于 切 削 刃 方 向 度 量 的 切 削層 截 面 的 尺 寸 ， 單 位 為 mm。 當(dāng) 主 切 削 刃 為 直 線 時(shí) ， 各 點(diǎn) 的切 削 厚 度 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 相 等 （ 圖 1-3） ， 并 可 近 似 按 式 （ 1 6） 計(jì) 算 。 在 曲 線 切 削刃 上 ， 各 點(diǎn) 的 切 削 厚 度 是 變 化 的 （ 如 圖 1-4） 。 圖 1-4 曲 線切 削 刃 工 作 時(shí) 的 切 削 厚 度 與 寬 度 hDsinr (1-7) 2） 切 削 寬 度 （ bD） 是 指 沿 切 削 刃 方 向 度 量 的 切 削 層 截面 的 尺 寸 ， 單 位 為 mm。 它 大 致 反 映 了 刀 具 主 切 削 刃 參 與 切削 工 作 的 長(zhǎng) 度 (圖 1-3)。 對(duì) 于 直 線 刃 的 切 削 寬 度 可 按 式（ 1 8） 估 算 ： bD p sinr (1-8) 3） 切 削 面 積 （ AD） 是 指 切 削 層 的 橫 截 面 積 ， 單 位 為 mm2。車 削 時(shí) 切 削 面 積 可 按 式 （ 1-9） 計(jì) 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.1切 削 運(yùn) 動(dòng) 與 切 削 要 素 的 概 述 算 ： AD bDhD (1-9) 在 實(shí) 際 切 削 時(shí) ， 由 于 刀 具 副 偏 角 的 存 在 ， 刀 具 常 常 會(huì) 在 已 加工 表 面 上 留 下 刀 紋 ， 這 些 刀 紋 的 橫 截 面 積 即 為 殘 留 面 積（ AD） 。 殘 留 面 積 將 直 接 影 響 已 加 工 表 面 的 粗 糙 度 ， 同 時(shí)也 減 小 了 切 削 層 的 切 削 面 積 。 上 一 頁(yè) 返 回 1.4 切 削 用 量 與 切 削 液 的 選 擇 1.4.2 切 削 液 的 選 擇 在 金 屬 切 削 過(guò) 程 中 ， 合 理 選 擇 切 削 液 ， 可 改 善 工 件 與 刀 具 之間 的 摩 擦 狀 況 ， 降 低 切 削 力 和 切 削 溫 度 ， 減 輕 刀 具 磨 損 ， 減小 工 件 的 熱 變 形 ， 從 而 達(dá) 到 提 高 刀 具 的 耐 用 度 、 加 工 效 率 和加 工 質(zhì) 量 的 目 的 。 1 切 削 液 的 作 用 1） 冷 卻 作 用 切 削 液 可 迅 速 帶 走 切 削 過(guò) 程 中 產(chǎn) 生 的 熱 量 ，降 低 切 削 區(qū) 的 溫 度 。 切 削 液 的 流 動(dòng) 性 越 好 ， 比 熱 、 導(dǎo) 熱 系 數(shù)和 汽 化 熱 等 參 數(shù) 越 高 ， 則 其 冷 卻 性 能 越 好 。 2） 潤(rùn) 滑 作 用 切 削 液 能 在 刀 具 的 前 、 后 刀 面 與 工 件 之 間 形 成一 層 潤(rùn) 滑 薄 膜 ， 可 減 少 或 避 免 刀 具 與 工 件 或 切 屑 間 的 直 接 接觸 ， 減 輕 摩 擦 和 粘 結(jié) 程 度 ， 從 而 減 輕 刀 具 的 磨 損 ， 提 高 工 件表 面 的 加 工 質(zhì) 量 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.4 切 削 用 量 與 切 削 液 的 選 擇 為 保 證 潤(rùn) 滑 作 用 的 實(shí) 現(xiàn) ， 要 求 切 削 液 能 夠 迅 速 滲 入 刀 具 與 工件 或 切 屑 的 接 觸 界 面 ， 形 成 潤(rùn) 滑 薄 膜 ， 并 且 在 高 溫 、 高 壓 及劇 烈 摩 擦 的 條 件 下 不 被 破 壞 。 3） 清 洗 作 用 使 用 切 削 液 可 以 將 切 削 過(guò) 程 中 產(chǎn) 生 的 大 量 切屑 、 金 屬 碎 片 和 粉 末 ， 從 刀 具 （ 或 砂 輪 ） 、 工 件 上 及 時(shí) 沖 洗掉 ， 避 免 切 屑 粘 附 刀 具 、 堵 塞 排 屑 和 劃 傷 已 加 工 表 面 。 這 一作 用 對(duì) 于 磨 削 、 螺 紋 加 工 和 深 孔 加 工 等 工 序 尤 為 重 要 。 為 此 ，要 求 切 削 液 有 良 好 的 流 動(dòng) 性 ， 并 且 在 使 用 時(shí) 有 足 夠 大 的 壓 力和 流 量 。 4） 防 銹 作 用 為 減 輕 工 件 、 刀 具 和 機(jī) 床 受 周 圍 介 質(zhì) （ 如 空氣 、 水 分 等 ） 的 腐 蝕 ， 要 求 切 削 液 具 有 一 定 的 防 銹 作 用 。 防銹 作 用 的 好 壞 ， 取 決 于 切 削 液 本 身 的 性 能 和 加 入 的 防 銹 添 加劑 的 品 種 和 比 例 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.4 切 削 用 量 與 切 削 液 的 選 擇 2 切 削 液 的 種 類 常 用 的 切 削 液 可 分 為 水 溶 液 、 乳 化 液 和 切 削 油 三 大 類 。 1） 水 溶 液 水 溶 液 是 以 水 為 主 要 成 份 的 切 削 液 。 水 的 導(dǎo) 熱性 能 好 ， 冷 卻 效 果 好 。 但 單 純 的 水 容 易 使 金 屬 生 銹 ， 并 且 潤(rùn)滑 性 能 差 。 因 此 ， 常 在 水 中 加 入 一 定 量 的 防 銹 添 加 劑 、 表 面活 性 物 質(zhì) 或 油 性 添 加 劑 等 ， 使 其 既 具 有 良 好 的 防 銹 性 能 ， 又具 有 一 定 的 潤(rùn) 滑 性 能 。 在 配 制 水 溶 液 時(shí) ， 要 特 別 注 意 水 質(zhì) 情況 ， 如 果 是 硬 水 ， 必 須 先 進(jìn) 行 軟 化 處 理 。 2） 乳 化 液 乳 化 液 是 將 乳 化 油 用 95 一 98 的 水 稀 釋 而成 ， 呈 乳 白 色 或 半 透 明 狀 。 乳 化 液 具 有 良 好 的 冷 卻 作 用 ， 但潤(rùn) 滑 、 防 銹 性 能 較 差 。 常 再 加 入 一 定 量 的 油 性 、 極 壓 添 加 劑和 防 銹 添 加 劑 ， 配 制 成 極 壓 乳 化 液 或 防 銹 乳 化 液 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.4 切 削 用 量 與 切 削 液 的 選 擇 3） 切 削 油 切 削 油 的 主 要 成 分 是 礦 物 油 ， 少 數(shù) 采 用 動(dòng) 植 物油 或 復(fù) 合 油 ， 純 礦 物 油 不 能 在 摩 擦 界 面 形 成 堅(jiān) 固 的 潤(rùn) 滑 膜 ，潤(rùn) 滑 效 果 較 差 。 在 實(shí) 際 使 用 中 ， 常 加 入 油 性 添 加 劑 、 極 壓 添加 劑 和 防 銹 添 加 劑 ， 以 提 高 其 潤(rùn) 滑 和 防 銹 作 用 。 3 切 削 液 的 選 用 切 削 液 的 選 用 應(yīng) 根 據(jù) 不 同 的 加 工 要 求 、 刀 具 及 工 件 材 料 等 因素 進(jìn) 行 選 擇 ， 下 面 主 要 根 據(jù) 粗 、 精 加 工 及 不 同 類 型 材 料 選 擇切 削 液 。 1） 粗 加 工 時(shí) 切 削 液 的 選 用 粗 加 工 時(shí) ， 因 加 工 余 量 大 ， 所用 切 削 用 量 大 ， 加 工 過(guò) 程 產(chǎn) 生 大 量 的 切 削 熱 。 選 用 切 削 液 根據(jù) 刀 具 材 料 的 不 同 而 有 所 區(qū) 別 ， 當(dāng) 采 用 高 速 鋼 刀 具 切 削 時(shí) ，使 用 切 削 液 的 主 要 目 的 是 降 低 切 削 溫 度 ， 減 少 刀 具 磨 損 。 硬質(zhì) 合 金 刀 具 耐 熱 性 好 ， 一 般 可 不 用 切 削 液 ， 必 要 時(shí) 可 采 用 低濃 度 乳 化 液 或 水 溶 液 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.4 切 削 用 量 與 切 削 液 的 選 擇 2） 精 加 工 時(shí) 切 削 液 的 選 用 精 加 工 時(shí) ， 因 工 件 表 面 粗 糙 度 值要 求 較 小 ， 使 用 切 削 液 的 主 要 目 的 是 提 高 切 削 的 潤(rùn) 滑 性 能 ，從 而 達(dá) 到 降 低 表 面 粗 糙 度 的 要 求 。 所 以 一 般 應(yīng) 選 用 潤(rùn) 滑 性 能較 好 的 切 削 液 ， 如 高 濃 度 的 乳 化 液 或 含 極 壓 添 加 劑 的 切 削 油 。 3） 根 據(jù) 工 件 材 料 的 性 質(zhì) 選 用 切 削 液 切 削 塑 性 材 料 時(shí) 需 用 切削 液 。 切 削 鑄 鐵 、 黃 銅 等 脆 性 材 料 時(shí) ， 一 般 不 用 切 削 液 ， 以免 崩 碎 切 屑 粘 附 在 機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 部 件 上 。 加 工 高 強(qiáng) 度 鋼 、 高 溫 合 金 等 難 加 工 材 料 時(shí) ， 由 于 切 削 加 工 處于 極 壓 潤(rùn) 滑 摩 擦 狀 態(tài) ， 故 應(yīng) 選 用 含 極 壓 添 加 劑 的 切 削 液 。 切 削 有 色 金 屬 和 銅 、 鋁 合 金 時(shí) ， 為 了 得 到 較 高 的 表 面 質(zhì) 量 和精 度 ， 可 采 用 10 20 的 乳 化 液 、 煤 油 或 煤 油 與 礦 物 油的 混 合 物 。 但 不 能 用 含 硫 的 切 削 液 ， 因 為 硫 對(duì) 有 色 金 屬 有 腐蝕 作 用 。 切 削 鎂 合 金 時(shí) ， 不 能 用 水 溶 液 ， 以 免 燃 燒 。 上 一 頁(yè) 返 回 第 一 節(jié) 數(shù) 控 車 床 加 工 的 切 削 基 礎(chǔ)復(fù) 習(xí)1 切 削 運(yùn) 動(dòng) 的 概 念 及 運(yùn) 動(dòng) 形 式 ， 加 工 中 形 成 的 工 件 表 面2 切 削 用 量 三 要 素 及 切 削 用 量 的 選 擇 原 則3 切 削 層 的 概 念 及 主 要 參 數(shù)4 切 削 液 的 作 用 第 一 節(jié) 數(shù) 控 車 床 加 工 的 切 削 基 礎(chǔ)教 學(xué) 目 標(biāo) ：1 掌 握 刀 具 切 削 部 分 的 組 成2 理 解 刀 具 靜 止 參 考 系 及 其 各 參 考 平 面 。3 掌 握 刀 具 切 削 部 分 的 標(biāo) 注 角 度4 了 解 刀 具 幾 何 角 度 功 用 及 其 選 擇重 點(diǎn) ： 刀 具 靜 止 參 考 系 及 其 各 參 考 平 面 ， 刀 具 切 削 部 分 的 幾 何角 度難 點(diǎn) ： 刀 具 切 削 部 分 的 幾 何 角 度 1.3 金 屬 切 削 刀 具 刀 具 切 削 部 分 的 幾 何 形 狀 和 角 度 1. 刀 具 切 削 部 分 的 組 成 刀 具 種 類 繁 多 ， 結(jié) 構(gòu) 各 異 ， 但 仔 細(xì) 觀 察 它 的 切 削 部 分 ， 其 剖面 的 基 本 形 狀 都 是 刀 楔 形 ， 切 削 部 分 的 幾 何 形 狀 和 參 數(shù) 都 有共 性 。 以 外 圓 車 刀 為 例 （ 圖 1-15） ， 其 組 成 包 括 刀 柄 部 分和 切 削 部 分 。 刀 柄 是 車 刀 在 車 床 上 定 位 和 夾 持 的 部 分 。 切 削部 分 俗 稱 刀 頭 ， 由 三 個(gè) 刀 面 組 成 主 、 副 兩 切 削 刃 及 一 個(gè) 刀 尖點(diǎn) ， 切 削 部 分 的 組 成 要 素 如 下 ： 1） 前 刀 面 A 刀 具 上 切 屑 流 過(guò) 的 表 面 。 2） 后 刀 面 A 刀 具 上 與 過(guò) 渡 表 面 相 對(duì) 的 表 面 ， 也 稱 為 主 后刀 面 。 3） 副 后 刀 面 A 刀 具 上 與 已 加 工 表 面 相 對(duì) 的 表 面 。 4） 主 切 削 刃 S 前 刀 面 與 后 刀 面 的 交 線 ， 擔(dān) 負(fù) 主 要 切 削 工 作 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 5） 副 切 削 刃 S 前 刀 面 與 副 后 刀 面 相 交 得 到 的 刃 邊 ， 配 合主 切 削 刃 完 成 金 屬 切 除 工 作 ， 負(fù) 責(zé) 最 終 形 成 工 件 已 加 工 表 面 。 6） 刀 尖 主 、 副 切 削 刃 連 接 處 的 一 小 部 分 切 削 刃 。 根 據(jù) 刀 具使 用 的 場(chǎng) 合 不 同 ， 刀 尖 有 修 圓 刀 尖 和 倒 角 刀 尖 兩 種 類 型 ， 如圖 1-16所 示 。 2 刀 具 切 削 部 分 的 幾 何 角 度 刀 具 幾 何 參 數(shù) 的 確 定 需 要 以 一 定 的 參 考 坐 標(biāo) 系 和 參 考 平 面為 基 準(zhǔn) 。 為 了 確 定 刀 具 前 面 、 后 面 及 切 削 刃 在 空 間 的 位 置 ，首 先 應(yīng) 建 立 參 考 系 ， 它 是 一 組 用 于 定 義 和 規(guī) 定 刀 具 角 度 的 各基 準(zhǔn) 坐 標(biāo) 平 面 。 用 刀 具 前 面 、 后 面 和 切 削 刃 相 對(duì) 各 基 準(zhǔn) 坐 標(biāo)平 面 的 夾 角 來(lái) 表 示 它 們 在 空 間 的 位 置 ， 這 些 夾 角 就 是 刀 具 切削 部 分 的 幾 何 角 度 。 下 面 主 要 介 紹 刀 具 靜 止 參 考 系 中 常 用 的正 交 平 面 參 考 系 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 圖 1-15車 刀 示 意 圖 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 如 圖 1-17 1） 正 交 平 面 參 考 系 基 面 Pr 基 面 就 是 通 過(guò) 切 削 刃 上 一 個(gè) 選 定 點(diǎn) 而 垂 直 于 主 運(yùn)動(dòng) 方 向 的 平 面 。 通 常 它 平 行 或 垂 直 于 刀 具 在 制 造 、 刃 磨 及 測(cè)量 時(shí) 適 合 于 安 裝 或 定 位 的 一 個(gè) 平 面 或 軸 線 。 對(duì) 于 車 刀 ， 這 個(gè)選 定 點(diǎn) 就 是 刀 尖 ， 而 基 面 就 是 過(guò) 刀 尖 而 與 刀 柄 安 裝 平 面 平 行的 平 面 。 對(duì) 鉆 頭 、 銑 刀 等 旋 轉(zhuǎn) 刀 具 來(lái) 說(shuō) ， 即 是 過(guò) 切 削 刃 選 定點(diǎn) 并 通 過(guò) 刀 具 軸 線 的 平 面 。 切 削 平 面 Ps 切 削 平 面 就 是 通 過(guò) 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 與 切 削 刃 相切 并 垂 直 于 基 面 的 平 面 。 當(dāng) 切 削 刃 為 直 線 刃 時(shí) ， 過(guò) 切 削 刃 選定 點(diǎn) 的 切 削 平 面 ， 即 是 包 含 切 削 刃 并 垂 直 于 基 面 的 平 面 ， 對(duì)應(yīng) 于 主 切 削 刃 和 副 切 削 刃 的 切 削 平 面 分 別 稱 為 主 切 削 平 面 Ps和 副 切 削 平 面 Ps。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 正 交 平 面 Po 正 交 平 面 是 指 通 過(guò) 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 并 同 時(shí) 垂 直于 基 面 和 切 削 平 面 的 平 面 。 也 可 看 成 是 通 過(guò) 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 并垂 直 于 切 削 刃 在 基 面 上 投 影 的 平 面 。 2） 刀 具 的 主 要 標(biāo) 注 角 度 刀 具 的 角 度 有 一 些 是 空 間 角 ， 根 據(jù) 立 體 幾 何 知 識(shí) ， 空 間 角 可以 用 其 在 坐 標(biāo) 系 內(nèi) 某 一 個(gè) 平 面 內(nèi) 的 投 影 來(lái) 度 量 。 因 此 ， 刀 具所 有 的 幾 何 參 數(shù) 都 可 以 在 這 個(gè) 坐 標(biāo) 系 內(nèi) 的 某 一 個(gè) 平 面 內(nèi) 進(jìn) 行測(cè) 量 （ 圖 1-18） 。 在 正 交 平 面 （ Po） 中 測(cè) 量 的 角 度 有 ： 前 角 o 是 前 刀 面 A與 基 準(zhǔn) 面 Pr間 的 夾 角 ， 其 大 小對(duì) 刀 具 的 切 削 性 能 有 很 大 影 響 。 當(dāng) 前 刀 面 與 切 削 平 面 夾 角 小于 90時(shí) ， 前 角 為 正 值 ； 大 于 90時(shí) ， 前 角 為 負(fù) 值 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 圖 1-17正 交 平 面 參 考 系 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 后 角 o 是 后 刀 面 A與 切 削 平 面 Ps間 的 夾 角 ， 其 主 要 作用 是 減 小 后 刀 面 與 過(guò) 渡 表 面 之 間 的 摩 擦 和 減 少 后 刀 面 的 磨 損 。當(dāng) 后 刀 面 與 基 面 夾 角 小 于 90時(shí) ， 后 角 為 正 值 ； 大 于 90時(shí) ，后 角 為 負(fù) 值 。 楔 角 o 是 前 刀 面 A與 后 刀 面 A間 的 夾 角 ， 反 映 刀 體 強(qiáng)度 和 散 熱 能 力 的 大 小 。 它 是 由 前 角 和 后 角 得 到 的 派 生 角 度 ，即 ： o 90 （ o十 o ） （ 1-20） 在 基 面 （ Pr） 中 測(cè) 量 的 角 度 有 ： 主 偏 角 r 是 主 切 削 平 面 Ps與 假 定 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 方 向 間 的夾 角 ， r總 為 正 值 。 主 偏 角 的 大 小 影 響 切 削 條 件 和 刀 具 壽 命 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 副 偏 角 r 是 副 切 削 平 面 Ps 與 假 定 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 反 方 向 間的 夾 角 。 刀 尖 角 r 是 主 切 削 平 面 Ps與 副 切 削 平 面 Ps 間 的夾 角 ， 它 是 由 主 偏 角 r和 副 偏 角 （ r） 得 到 的 派 生 角 度 ，即 ： r=180一 （ r r ） （ 1-21） 在 切 削 平 面 （ Ps） 中 測(cè) 量 的 角 度 有 ： 在 切 削 平 面 中 測(cè) 量 的 角 度 有 刃 傾 角 s， 它 是 主 切 削 刃 與基 面 Pr間 的 夾 角 。 當(dāng) 刀 尖 相 對(duì) 于 車 刀 刀 柄 安 裝 面 處 于 最 高 點(diǎn)時(shí) ， 刃 傾 角 為 正 值 ； 當(dāng) 刀 尖 處 于 最 低 點(diǎn) 時(shí) ， 刃 傾 角 為 負(fù) 值 ；當(dāng) 切 削 刃 平 行 于 刀 柄 安 裝 面 時(shí) ， 刃 傾 角 為 0， 這 時(shí) 切 削 刃 在基 面 內(nèi) 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 （ 2） 刀 具 標(biāo) 注 角 度 （ 正 交 平 面 參考 系 ） 獨(dú) 立 角 度 ：主 偏 角 r刃 傾 角 s前 角 o后 角 o副 偏 角 r副 后 角 o派 生 角 度 ：楔 角 o刀 尖 角 r副 刃 前 角 o副 刃 刃 傾 角 s 刀具靜止參考系及標(biāo)注角度 外 圓 車 刀 在 正 交 平 面參 考 系 中 的 標(biāo) 注 角 度 獨(dú) 立 角 度 ：主 偏 角 r刃 傾 角 s前 角 o后 角 o副 偏 角 r副 后 角 o派 生 角 度 ：楔 角 o刀 尖 角 r副 刃 前 角 o副 刃 刃 傾 角 s 1.3 金 屬 切 削 刀 具 在 上 述 角 度 中 ， 前 角 o和 刃 傾 角 s確 定 前 刀 面 的 方 位 。 主 偏角 r和 后 角 o確 定 主 后 刀 面 的 方 位 。 根 據(jù) 主 偏 角 r和 刃 傾 角s， 即 可 確 定 主 切 削 刃 的 方 位 。 由 此 可 見(jiàn) ， 主 切 削 刃 及 其 前刀 面 和 主 后 刀 面 在 空 間 的 方 位 只 用 四 個(gè) 基 本 角 度 o、 o、 r和 s就 能 完 全 確 定 。 同 理 ， 只 用 副 前 角 o 、 副 后 角 o、 副偏 角 r 和 副 刃 傾 角 s， 則 副 切 削 刃 及 其 對(duì) 應(yīng) 的 前 刀 面 和 副后 刀 面 在 空 間 的 方 位 也 就 完 全 確 定 。 當(dāng) 主 切 削 刃 和 副 切 削 刃共 處 在 一 個(gè) 平 面 中 時(shí) ， 因 前 刀 面 的 方 位 只 要 o和 s兩 個(gè) 角 度就 能 完 全 確 定 ， 這 時(shí) ， 副 前 角 o 便 是 由 前 刀 面 方 位 確 定 之后 而 隨 之 確 定 的 派 生 角 度 。 同 理 ， 若 副 偏 角 r確 定 后 ， 副刃 傾 角 s也 是 隨 之 確 定 的 派 生 角 度 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 在 假 定 工 作 平 面 和 背 平 面 參 考 系 中 測(cè) 量 的 角 度 為 了 機(jī) 械 刃 磨 刀 具 或 分 析 討 論 問(wèn) 題 的 需 要 ， 常 常 要 利 用 在 假定 工 作 平 面 和 背 平 面 中 測(cè) 量 的 角 度 。 在 假 定 工 作 平 面 中 測(cè) 量的 前 角 和 后 角 分 別 稱 側(cè) 前 角 f和 側(cè) 后 角 f ； 在 背 平 面 中 測(cè) 量的 前 角 和 后 角 分 別 稱 背 前 角 p和 背 后 角 p。 3.典 型 車 刀 的 刀 具 角 度 標(biāo) 注 90外 圓 車 刀 該 車 刀 刀 具 角 度 標(biāo) 注 如 圖 1-19所 示 。 其特 點(diǎn) 在 于 主 偏 角 r 90， 過(guò) 主 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 的 正 交 平 面 和假 定 工 作 平 面 重 合 ， 側(cè) 向 視 圖 就 是 切 削 平 面 投 影 視 圖 。 由 于刀 具 的 主 、 副 切 削 刃 共 處 在 同 一 平 面 上 ， o 和 s 為 派 生角 度 ， 不 必 標(biāo) 注 。 45端 面 車 刀 它 和 45外 圓 車 刀 的 畫(huà) 法 基 本 相 同 ， 區(qū)別 在 于 假 定 進(jìn) 給 方 向 不 同 ， 主 切 削 刃 和 副 切 削 刃 的 位 置 不 同 ，如 圖 1-20所 示 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 切 斷 刀 切 斷 刀 有 一 條 公 共 的 主 切 削 刃 、 兩 條 副 切 削 刃 和左 右 兩 個(gè) 刀 尖 ， 可 以 看 成 是 兩 把 端 面 車 刀 的 組 合 ， 同 時(shí) 車 削左 右 兩 個(gè) 端 面 （ 圖 1-21） 。 切 斷 刀 共 有 四 個(gè) 刀 具 表 面 ， 因主 切 削 刃 和 副 切 削 刃 同 處 在 一 個(gè) 前 刀 面 上 ， 副 前 角 o和 副 刃傾 角 s為 派 生 角 度 。 當(dāng) 主 偏 角 r 90時(shí) ， 側(cè) 視 圖 和 正 交 平 面 剖 視 圖 重 合 ； 當(dāng)主 偏 角 r90時(shí) ， 左 、 右 刀 尖 主 偏 角 的 關(guān) 系 為 rL180-rR； 當(dāng) 刃 傾 角 s0時(shí) ， 左 、 右 刀 尖 刃 傾 角 的 關(guān) 系為 SL=-sR。 切 斷 刀 的 主 切 削 刃 較 窄 ， 為 使 排 屑 暢 通 ， 主 切 削 刃 大 多 平 行于 工 件 軸 線 （ r 90， s0 ） ， 為 保 持 刀 尖 強(qiáng) 度 ， 應(yīng)選 擇 較 小 的 副 偏 角 和 副 后 角 （ 12） 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 鏜 孔 刀 圖 1-22所 示 為 鏜 孔 刀 車 通 孔 時(shí) 刀 具 角 度 ， 其 切削 部 分 的 幾 何 形 狀 基 本 與 外 圓 車 刀 相 似 。 車 盲 孔 或 臺(tái) 階 孔 時(shí) ，切 削 部 分 的 幾 何 形 狀 基 本 與 偏 刀 相 似 ， 取 主 偏 角 等 于 或 大 于90。 4 工 作 角 度 以 上 討 論 的 刀 具 角 度 是 刀 具 在 靜 止 參 考 系 中 定 義 的 角 度 ， 其功 用 是 在 設(shè) 計(jì) 和 制 造 時(shí) 用 以 確 定 刀 具 切 削 部 分 的 幾 何 形 狀 以及 切 削 刃 和 刀 面 相 對(duì) 于 刀 具 安 裝 基 準(zhǔn) 的 空 間 位 置 ， 故 又 稱 為刀 具 的 標(biāo) 注 角 度 。 刀 具 的 使 用 性 能 不 僅 與 標(biāo) 注 角 度 有 關(guān) ， 還與 刀 具 在 機(jī) 床 上 的 安 裝 位 置 和 合 成 切 削 速 度 有 關(guān) 。 當(dāng) 刀 具 相對(duì) 于 工 件 或 機(jī) 床 的 安 裝 位 置 發(fā) 生 變 化 時(shí) ， 或 受 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 的 影響 ， 刀 具 實(shí) 際 切 削 的 角 度 常 常 會(huì) 發(fā) 生 變 化 ， 這 種 在 實(shí) 際 切 削過(guò) 程 中 起 作 用 的 刀 具 角 度 稱 之 為 工 作 角 度 。 工 作 角 度 是 在 刀具 工 作 參 考 系 中 定 義 的 刀 具 角 度 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 刀 具 工 作 參 考 系 及 工 作 角 度 刀 具 工 作 參 考 系 a. 工 作 基 面 Pre 過(guò) 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 并 與 合 成 切 削 速 度 垂 直的 平 面 稱 為 工 作 基 面 。 b. 工 作 切 削 平 面 Pse 過(guò) 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) ,與 切 削 刃 相 切 并垂 直 于 工 作 基 面 的 平 面 稱 為 工 作 切 削 平 面 。 c. 工 作 正 交 平 面 Poe 過(guò) 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 并 同 時(shí) 與 工 作 基 面和 工 作 切 削 平 面 相 垂 直 的 平 面 叫 做 工 作 正 交 平 面 。 d. 工 作 平 面 P fe 過(guò) 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 且 同 時(shí) 包 含 主 運(yùn) 動(dòng) 速 度和 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 速 度 方 向 的 平 面 叫 做 工 作 平 面 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 刀 具 工 作 角 度 a. 工 作 前 角 oe 在 工 作 正 交 平 面 Poe內(nèi) 度 量 的 工 作 基 面 Pre與 前 刀 面 A間 的 夾 角 。 b. 工 作 后 角 oe 在 工 作 正 交 平 面 Poe內(nèi) 度 量 的 工 作 切 削 平面 Pse與 后 刀 面 A間 的 夾 角 。 c. 工 作 側(cè) 前 角 fe 在 工 作 平 面 Pfe內(nèi) 度 量 的 工 作 基 面 Pre與前 面 A間 的 夾 角 。 圖 1-23 橫 向 進(jìn) 給 對(duì) 工 作 角 度 的 影 響 d. 工 作 側(cè) 后 角 fe 在 工 作 平 面 Pfe內(nèi) 度 量 的 工 作 切 削 平 面P se與 后 刀 面 A間 的 夾 角 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具1.3.3 刀 具 幾 何 參 數(shù) 及 其 選 擇 1 刀 具 前 角 的 選 擇 1） 前 角 的 功 用 刀 具 的 前 角 主 要 影 響 切 屑 變 形 和 切 削 力 的大 小 及 刀 具 耐 用 度 和 加 工 表 面 質(zhì) 量 的 高 低 。 增 大 前 角 使 切 削變 形 和 摩 擦 減 小 ， 故 切 削 力 小 、 切 削 熱 少 ， 從 而 提 高 刀 具 壽命 和 已 加 工 表 面 質(zhì) 量 。 但 前 角 過(guò) 大 ， 刀 具 強(qiáng) 度 降 低 ， 散 熱 體積 減 小 ， 從 而 降 低 刀 具 的 耐 用 度 。 減 小 前 角 ， 可 提 高 刀 具 強(qiáng)度 ， 增 大 切 屑 變 形 ， 易 斷 屑 。 但 前 角 過(guò) 小 ， 會(huì) 使 切 削 力 和 切削 熱 增 加 ， 降 低 刀 具 的 耐 用 度 。 2） 合 理 前 角 的 選 擇 原 則 在 一 定 切 削 條 件 下 ， 用 某 刀 具 加 工某 材 料 工 件 時(shí) ， 總 有 一 個(gè) 使 刀 具 獲 得 最 高 壽 命 的 前 角 值 ， 這個(gè) 前 角 就 稱 為 合 理 前 角 。 在 選 擇 合 理 前 角 時(shí) ， 首 先 應(yīng) 保 證 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 切 削 刃 鋒 利 ， 同 時(shí) 又 要 兼 顧 足 夠 的 切 削 刃 強(qiáng) 度 。 在 保 證 加 工質(zhì) 量 的 前 提 下 ， 一 般 以 達(dá) 到 最 高 的 刀 具 壽 命 為 目 的 。 切 削 刃強(qiáng) 度 是 否 足 夠 ， 與 被 加 工 材 料 和 刀 具 材 料 的 力 學(xué) 物 理 性 能 以及 加 工 性 質(zhì) 有 著 密 切 關(guān) 系 。 前 角 的 合 理 數(shù) 值 主 要 根 據(jù) 以 下 原則 選 取 。 加 工 材 料 加 工 塑 性 材 料 時(shí) ， 為 減 小 切 屑 變 形 和 刀 具 磨損 ， 應(yīng) 選 取 較 大 前 角 ； 加 工 脆 性 材 料 時(shí) ， 為 保 證 切 削 刃 有 足夠 的 強(qiáng) 度 ， 應(yīng) 選 取 較 小 前 角 。 當(dāng) 工 件 材 料 的 強(qiáng) 度 和 硬 度 低 時(shí) ， 因 切 削 力 較 小 ， 可 選 取 較大 前 角 ， 以 使 切 削 刃 保 持 鋒 利 ； 當(dāng) 工 件 材 料 的 強(qiáng) 度 和 硬 度 高時(shí) ， 可 取 較 小 前 角 。 加 工 淬 火 鋼 等 特 硬 材 料 時(shí) ， 應(yīng) 選 取 很 小的 前 角 ， 甚 至 負(fù) 前 角 。 刀 具 材 料 當(dāng) 刀 具 材 料 的 抗 彎 強(qiáng) 度 和 沖 擊 韌 性 較 低 時(shí) ，取 較 小 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 前 角 ； 高 速 鋼 刀 具 的 合 理 前 角 比 硬 質(zhì) 合 金 刀 具 的 合 理 前 角 大 ，陶 瓷 刀 具 的 合 理 前 角 比 硬 質(zhì) 合 金 刀 具 小 。 加 工 性 質(zhì) 粗 加 工 時(shí) ， 特 別 是 斷 續(xù) 切 削 ， 切 削 力 大 ， 切削 熱 多 ， 且 承 受 沖 擊 載 荷 ， 為 保 證 刀 具 強(qiáng) 度 和 散 熱 面 積 ， 應(yīng)選 取 較 小 前 角 ； 精 加 工 時(shí) ， 為 保 證 刀 具 鋒 利 ， 并 獲 得 較 高 的表 面 質(zhì) 量 ， 應(yīng) 選 取 較 大 的 刀 具 前 角 。 另 外 ， 工 藝 系 統(tǒng) 剛 性 差 和 機(jī) 床 功 率 小 時(shí) ， 宜 選 較 大 前 角 ，以 減 小 切 削 力 和 振 動(dòng) 。 數(shù) 控 機(jī) 床 為 保 證 刀 具 工 作 的 穩(wěn) 定 性（ 不 發(fā) 生 崩 刃 及 破 損 ） ， 一 般 選 用 較 小 的 前 角 。 硬 質(zhì) 合 金 車刀 合 理 前 角 的 參 考 值 見(jiàn) 表 1-1。 2 刀 具 后 角 及 后 刀 面 形 狀 的 選 擇 1） 后 角 的 功 用 后 角 的 主 要 功 用 是 減 小 刀 具 后 刀 面 與 過(guò) 渡 表面 和 已 加 工 表 面 之 間 的 摩 擦 ； 后 角 減 小 ， 后 面 與 工 件 表 面 間的 摩 擦 加 劇 ， 刀 具 磨 損 加 大 ， 工 件 冷 硬 程 度 增 加 ， 加 工 表 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 面 質(zhì) 量 差 ； 后 角 增 大 ， 摩 擦 減 小 ， 但 刀 刃 強(qiáng) 度 和 散 熱 情 況 變差 。 所 以 ， 在 一 定 切 削 條 件 下 ， 后 角 也 有 一 個(gè) 對(duì) 應(yīng) 于 最 高 刀具 壽 命 的 合 理 數(shù) 值 。 后 角 還 影 響 楔 角 0的 大 小 ， 可 以 配 合 前角 調(diào) 整 切 削 刃 的 鋒 利 程 度 和 強(qiáng) 度 。 2） 合 理 后 角 的 選 擇 原 則 粗 加 工 時(shí) ， 因 切 削 厚 度 大 ， 切 削 力 大 ， 切 削 溫 度 也 高 ， 為保 證 刀 具 強(qiáng) 度 ， 改 善 散 熱 條 件 ， 所 以 應(yīng) 選 擇 較 小 的 刀 具 后 角 ；精 加 工 時(shí) ， 為 保 證 工 件 表 面 質(zhì) 量 ， 應(yīng) 取 較 大 的 刀 具 后 角 ， 減小 刃 口 鈍 圓 半 徑 ， 使 刃 口 鋒 利 ， 便 于 切 下 薄 切 屑 。 工 件 材 料 的 強(qiáng) 度 、 硬 度 較 高 時(shí) ， 應(yīng) 取 較 小 的 刀 具 后 角 ， 以保 證 切 削 刃 的 強(qiáng) 度 ； 工 件 材 料 硬 度 低 、 塑 性 較 大 及 易 產(chǎn) 生 加工 硬 化 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 主 后 刀 面 的 摩 擦 對(duì) 已 加 工 表 面 質(zhì) 量 和 刀 具 磨 損 影 響 較 大 ， 此時(shí) 應(yīng) 取 較 大 的 刀 具 后 角 ； 加 工 脆 性 材 料 時(shí) ， 切 削 力 主 要 集 中在 切 削 刃 附 近 ， 為 強(qiáng) 化 切 削 刃 ， 宜 選 取 較 小 的 后 角 。 對(duì) 于 尺 寸 精 度 要 求 較 高 的 精 加 工 刀 具 （ 如 鉸 刀 等 ） ， 為 減少 重 磨 后 刀 具 尺 寸 的 變 化 ， 保 證 刀 具 的 耐 用 度 ， 應(yīng) 選 取 較 小的 刀 具 后 角 。 工 藝 系 統(tǒng) 剛 性 差 ， 容 易 產(chǎn) 生 振 動(dòng) 時(shí) ， 為 增 強(qiáng) 刀 具 對(duì) 振 動(dòng) 的阻 尼 作 用 ， 應(yīng) 取 較 小 的 刀 具 后 角 。 表 1-2為 硬 質(zhì) 合 金 車 刀 合 理 后 角 的 參 考 值 。 副 后 角 可 減 少 副 后 刀 面 與 已 加 工 表 面 間 的 摩 擦 。 一 般 車 刀 、刨 刀 等 的 副 后 角 與 主 后 角 相 等 ； 而 切 斷 刀 、 切 槽 刀 及 鋸 片 銑刀 等 的 副 后 角 因 受 刀 頭 強(qiáng) 度 限 制 ， 只 能 取 得 較 小 ， 通 常 0=1 2 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 3 刀 具 主 偏 角 及 副 偏 角 的 選 擇 1） 主 偏 角 的 功 用 及 其 選 擇 原 則 主 偏 角 的 功 用 主 偏 角 主 要 影 響 刀 具 耐 用 度 、 已 加 工 表 面粗 糙 度 及 切 削 力 的 大 小 。 主 偏 角 r較 小 ， 則 刀 頭 強(qiáng) 度 高 ， 散熱 條 件 好 ， 已 加 工 表 面 殘 留 面 積 高 度 小 ， 主 切 削 刃 的 工 作 長(zhǎng)度 長(zhǎng) ， 單 位 長(zhǎng) 度 上 的 切 削 負(fù) 荷 小 ； 其 負(fù) 面 效 應(yīng) 為 背 向 力 大 ，切 削 厚 度 小 ， 斷 屑 效 果 差 。 主 偏 角 較 大 時(shí) ， 所 產(chǎn) 生 的 影 響 與上 述 情 況 正 好 相 反 。 合 理 主 偏 角 的 選 擇 原 則 粗 加 工 和 半 精 加 工 時(shí) ， 硬 質(zhì) 合 金 車 刀 應(yīng) 選 擇 較 大 的 主 偏 角 ，以 利 于 減 少 振 動(dòng) ， 提 高 刀 具 耐 用 度 和 斷 屑 。 例 如 在 生 產(chǎn) 中 ，效 果 顯 著 的 強(qiáng) 力 切 削 車 刀 的 r就 取 為 75 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 加 工 很 硬 的 材 料 ， 如 淬 硬 鋼 和 冷 硬 鑄 鐵 時(shí) ， 為 減 少 單 位 長(zhǎng)度 切 削 刃 上 的 負(fù) 荷 ， 改 善 刀 刃 散 熱 條 件 ， 提 高 刀 具 耐 用 度 ，應(yīng) 取 r 10 30 。 工 藝 系 統(tǒng) 剛 性 高 時(shí) ， 取 較 小 主 偏 角 ； 工 藝 系 統(tǒng) 剛 性 低 （ 如車 細(xì) 長(zhǎng) 軸 、 薄 壁 筒 ） 時(shí) ， 應(yīng) 取 較 大 主 偏 角 ， 甚 至 取 r90 ，以 減 小 背 向 力 ， 降 低 工 藝 系 統(tǒng) 的 彈 性 變 形 和 振 動(dòng) 。 單 件 小 批 量 生 產(chǎn) 時(shí) ， 希 望 用 一 兩 把 車 刀 加 工 出 工 件 上 所 有表 面 ， 則 應(yīng) 選 用 通 用 性 較 好 的 r為 45 或 90 的 車 刀 。 需 要 從 工 件 中 間 切 人 的 車 刀 ， 以 及 仿 形 加 工 的 車 刀 ， 應(yīng) 適當(dāng) 增 大 主 偏 角 和 副 偏 角 ； 有 時(shí) 主 偏 角 的 大 小 取 決 于 工 件 形 狀 ，例 如 車 階 梯 軸 時(shí) ， 則 需 用 r 90 的 刀 具 。 2） 副 偏 角 的 功 用 及 其 選 擇 原 則 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 返 回 1.3 金 屬 切 削 刀 具 合 理 副 偏 角 的 選 擇 原 則 一 般 在 不 引 起 振 動(dòng) 的 情 況 下 ， 可 選 取 較 小 的 副 偏 角 ， 如 車刀 、 刨 刀 等 均 可 取 r 5 10 。 精 加 工 刀 具 的 副 偏 角 應(yīng) 取 得 更 小 一 些 ， 以 減 小 殘 留 面 積 ，從 而 減 小 表 面 粗 糙 度 。 加 工 高 強(qiáng) 度 、 高 硬 度 材 料 或 斷 續(xù) 切 削 時(shí) ， 應(yīng) 選 取 較 小 的 副偏 角 （ r 4 6 ） ， 以 提 高 刀 尖 強(qiáng) 度 ， 改 善 散 熱 條 件 。 為 了 保 證 刀 頭 強(qiáng) 度 和 重 磨 后 刀 頭 寬 度 不 發(fā) 生 較 大 變 化 ， 切斷 刀 、 鋸 片 刀 和 槽 銑 刀 等 刀 具 ， 只 能 選 取 很 小 的 副 偏 角 ，