第 二 章 零 件 切 削 刀 具n 2.1金 屬 切 削 的 基 本 概 念n 2.2 金 屬 切 削 的 基 本 規(guī) 律n 2.3 金 屬 切 削 加 工 參 數(shù) 的 選 擇 2.1.1 切 削 運(yùn) 動(dòng)n 1.切 削 運(yùn) 動(dòng) 的 構(gòu) 成n (1)主 運(yùn) 動(dòng)n 在 車 削 加 工 時(shí) ， 刀 具 要 將 工 件 上 多 余 的 金 屬切 除 掉 ， 工 件 必 須 產(chǎn) 生 一 個(gè) 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) ， 這 個(gè) 旋轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 就 稱 為 主 運(yùn) 動(dòng) 。 n (2)進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng)n 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 是 刀 具 和 工 件 之 間 產(chǎn) 生 的 附 加 的 相對(duì) 運(yùn) 動(dòng) ， 它 是 配 合 主 運(yùn) 動(dòng) 將 切 削 層 連 續(xù) 不 斷 地或 重 復(fù) 地 切 成 切 屑 ， 以 便 形 成 所 需 幾 何 特 性 的已 加 工 表 面 。 2.1.1 切 削 運(yùn) 動(dòng) 圖 2-1 外 圓 車 削 時(shí) 的 切 削 運(yùn) 動(dòng) 2.1.1 切 削 運(yùn) 動(dòng)n 合 成 切 削 運(yùn) 動(dòng) ： 在 切 削 時(shí) ， 實(shí) 際 的 切 削 運(yùn) 動(dòng) 是主 運(yùn) 動(dòng) 和 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 的 合 成 切 削 運(yùn) 動(dòng) 。 2.1.1 切 削 運(yùn) 動(dòng)n 2.工 件 上 的 加 工 表 面n 在 金 屬 切 削 過 程 中 ， 工 件 上 會(huì) 形 成 三 個(gè) 表 面 ：n (1) 待 加 工 表 面 ： 工 件 上 將 被 切 除 金 屬 層 的 表面 。n (2) 已 加 工 表 面 ： 工 件 上 經(jīng) 刀 具 切 削 后 的 表 面 。n (3) 切 削 表 面 （ 過 渡 表 面 ） ： 工 件 上 由 切 削 刃正 在 切 削 的 那 一 部 分 表 面 ， 它 屬 于 待 加 工 表 面和 已 加 工 表 面 之 間 的 過 渡 表 面 。 2.1.2 切 削 用 量 三 要 素n 切 削 用 量 三 要 素 ：n 1. 切 削 速 度 vcn 2. 進(jìn) 給 量 f n 3. 背 吃 刀 量 ap 2.1.2 切 削 用 量 三 要 素圖 2-3 切 削 用 量 2.1.2 切 削 用 量 三 要 素n 1. 切 削 速 度 vcn 指 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 相 對(duì) 于 工 件 沿 主 運(yùn) 動(dòng) 方向 的 瞬 時(shí) 速 度 ， 可 按 下 式 計(jì) 算 ：n vc = n 式 中 vc 切 削 速 度 ， m /s 或 m /min n dw 工 件 待 加 工 表 面 的 直 徑 ， mmn n 工 件 轉(zhuǎn) 速 ， r /s 或 r /minw1000d n 2.1.2 切 削 用 量 三 要 素n 2. 進(jìn) 給 量 fn 指 每 轉(zhuǎn) 或 每 次 往 復(fù) 行 程 中 ， 工 件 與 刀 具 間沿 進(jìn) 給 方 向 的 相 對(duì) 位 移 量 。n 進(jìn) 給 速 度 vf 是 指 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 工 件 與 刀 具 之間 的 相 對(duì) 位 移 量 。 可 按 下 式 計(jì) 算 ： vf = f n n 式 中 vf 進(jìn) 給 速 度 ， mm /s 或 mm /minn n 主 軸 轉(zhuǎn) 速 ， r /s 或 r/minn f 進(jìn) 給 量 ， mm /r 2.1.2 切 削 用 量 三 要 素n 3. 背 吃 刀 量 apn 指 通 過 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) 并 垂 直 于 該 點(diǎn) 主 運(yùn)動(dòng) 方 向 的 切 削 層 尺 寸 平 面 中 ， 垂 直 于 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng)方 向 測 量 的 切 削 層 尺 寸 ， 也 稱 作 切 削 深 度 。 車外 圓 時(shí) 可 用 下 式 計(jì) 算 ：n ap = n 式 中 dw 工 件 待 加 工 表 面 直 徑 ， mm n dm 工 件 已 加 工 表 面 直 徑 ， mmw m2d d 2.1.3 刀 具 角 度1.刀 具 切 削 部 分 的 組 成 要 素 圖 2-4 外 圓 車 刀 切 削 部 分 組 成 要 素1刀 柄 2主 切 削 刃 S 3后 刀 面 A 4切 削 部 分 5刀 尖 6副 后 刀 面 A 7副 切 削 刃 S 8前 刀 面 A 2.1.3 刀 具 角 度n (1) 三 個(gè) 表 面 ： 即 前 刀 面 、 主 后 刀 面 和 副 后刀 面n 前 刀 面 （ A） ： 切 下 的 切 屑 延 其 流 出 的 表 面 ；n 后 刀 面 （ A） ： 與 加 工 表 面 相 對(duì) 的 表 面 （ 也 稱 主后 刀 面 ） ； n 副 后 刀 面 （ A ） ： 與 已 加 工 表 面 相 對(duì) 的 表 面 ； 2.1.3 刀 具 角 度n (2) 兩 個(gè) 切 削 刃 ： 即 主 切 削 刃 和 副 切 削 刃n 主 切 削 刃 （ S） ： 前 刀 面 與 主 后 刀 面 的 交 線 ，它 擔(dān) 負(fù) 著 主 要 的 切 削 工 作 ；n 副 切 削 刃 （ S ） ： 前 刀 面 和 副 后 刀 面 的 交 線 ，它 配 合 切 削 刃 完 成 切 削 工 作 ， 并 形 成 已 加 工 表面 ； 2.1.3 刀 具 角 度n (3) 刀 尖 ： 主 、 副 切 削 刃 連 接 處 相 當(dāng) 少 的 一 部分 切 削 刃 。 它 可 以 是 一 個(gè) 點(diǎn) 、 一 小 段 直線 或 圓 弧 。 2.1.3 刀 具 角 度n 2.刀 具 角 度 標(biāo) 柱 坐 標(biāo) 系 2.1.3 刀 具 角 度n (1)基 面 Prn 基 面 是 過 切 削 刃 上 某 選 定 點(diǎn) 的 平 面 ， 它 平行 或 垂 直 于 刀 具 在 制 造 、 刃 磨 及 測 量 時(shí) 適 合 于 安 裝 或 定 位 的 一 個(gè) 平 面 或 軸 線 ， 一 般 來 說 其 方位 要 垂 直 于 假 定 的 主 運(yùn) 動(dòng) 方 向 。n 車 刀 的 基 面 都 平 行 于 它 的 底 面 ； 對(duì) 于 鉆 頭 、銑 刀 等 旋 轉(zhuǎn) 刀 具 則 為 通 過 切 削 刃 上 某 選 定 點(diǎn) 并包 含 刀 具 軸 線 的 平 面 。 2.1.3 刀 具 角 度n (2)主 切 削 平 面 Psn 主 切 削 平 面 是 指 通 過 主 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 與 主 切 削刃 相 切 并 垂 直 于 基 面 的 平 面 。n (3) 副 切 削 平 面 Psn 副 切 削 平 面 是 指 通 過 副 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 與 副 切 削刃 相 切 并 垂 直 于 基 面 的 平 面 。n (4)主 剖 面 Po n 正 交 平 面 是 指 通 過 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 并 同 時(shí) 垂 直 于基 面 和 切 削 平 面 的 平 面 。 2.1.3 刀 具 角 度n (5)假 定 工 作 平 面 Pf n 假 定 工 作 平 面 是 指 通 過 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 并 垂直 基 面 的 平 面 ， 它 平 行 或 垂 直 于 刀 具 在 制 造 、刃 磨 及 測 量 時(shí) 適 合 于 安 裝 或 定 位 的 一 個(gè) 平 面 或軸 線 。n (6)法 平 面 Pn n 法 平 面 是 指 通 過 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 并 垂 直 于 切削 刃 的 平 面 。 2.1.3 刀 具 角 度n 3.刀 具 的 幾 何 角 度n (1) 刀 具 的 標(biāo) 柱 角 度n (2) 刀 具 的 工 作 角 度 2.1.3 刀 具 角 度 2.1.3 刀 具 角 度n (1)刀 具 的 標(biāo) 柱 角 度n 1)主 偏 角 ： 指 主 切 削 平 面 與 假 定 工 作 平 面 間 的 夾 角 。 n 2)副 偏 角 ： 指 副 切 削 平 面 與 假 定 工 作 平 面 間 的 夾 角 。 n 3)前 角 ： 指 前 刀 面 與 基 面 間 的 夾 角 。 2.1.3 刀 具 角 度n 4)后 角 ： 指 后 刀 面 與 切 削 平 面 間 的 夾角 。n 5)楔 角 ： 指 前 刀 面 與 后 刀 面 間 的 夾 角 。n 6)刃 傾 角 s： 指 主 切 削 刃 與 基 面 間 的 夾角 。 2.1.3 刀 具 角 度n (2) 刀 具 的 工 作 角 度n 1)刀 柄 中 心 線 與 進(jìn) 給 方 向 不 垂 直 時(shí) 對(duì) 主偏 角 、 副 偏 角 的 影 響n 2)切 削 刃 安 裝 高 于 或 低 于 工 件 中 心 時(shí) ， 對(duì) 前 角 、 后 角 的 影 響 2.1.3 刀 具 角 度 圖 2-7 刀 柄 中 心 線 不 垂 直 于 進(jìn) 給 方 向 2.1.3 刀 具 角 度n 1)刀 柄 中 心 線 與 進(jìn) 給 方 向 不 垂 直 時(shí) 對(duì) 主 偏 角 、副 偏 角 的 影 響n 在 加 工 工 件 的 過 程 中 ， 當(dāng) 車 刀 刀 柄 與 進(jìn) 給 方 向 不 垂 直 時(shí) ，主 偏 角 和 副 偏 角 將 發(fā) 生 變 化 ： 如 果 車 刀 中 心 線 向 右 （ 向 左 ）偏 斜 ， 這 時(shí) 主 偏 角 將 隨 之 變 大 （ 減 小 ） ； 而 副 偏 角 將隨 之 減 小 （ 變 大 ） 。 其 變 化 的 數(shù) 值 可 用 下 式 計(jì) 算 ： n e = Gn e = Gn 式 中 G 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 方 向 的 垂 線 和 刀 柄 中 心 線 之 間 的 夾 角 （ 即平 面 上 的 安 裝 角 ） 2.1.3 刀 具 角 度 圖 2-8 切 斷 刃 安 裝 高 度 對(duì) 、 的 影 響 2.1.3 刀 具 角 度n 2)切 削 刃 安 裝 高 于 或 低 于 工 件 中 心 時(shí) ，對(duì) 前 角 、 后 角 的 影 響n 切 削 刃 高 于 工 件 中 心 時(shí) ， 可 用 下 式 計(jì) 算 ： e = e = n 切 削 刃 低 于 工 件 中 心 時(shí) ， 可 用 下 式 計(jì) 算 ： e = e = 2.1.3 刀 具 角 度n 可 由 下 式 計(jì) 算 求 得 ： sin = n 式 中 h 刃 口 高 于 或 低 于 工 件 中 心 的 距 離 , mm dw 工 件 切 削 表 面 的 直 徑 ， mmw2 hd 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 1. 切 削 層 變 形 區(qū) 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 1. 切 削 層 變 形 區(qū)n 第 變 形 區(qū) ： 是 由 靠 近 切 削 刃 的 OA線 處開 始 發(fā) 生 塑 性 變 形 ， 到 OM線 處 的 剪 切 滑 移 基本 完 成 ， 曲 線 OAMO所 包 圍 的 區(qū) 域 稱 為 第 變形 區(qū) 。 它 是 在 切 削 過 程 中 形 成 的 主 要 變 形 區(qū) 域 ，會(huì) 消 耗 大 部 分 功 率 且 產(chǎn) 生 大 量 的 切 削 熱 。 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 1. 切 削 層 變 形 區(qū)n 第 變 形 區(qū) ： 是 指 切 屑 在 沿 刀 具 前 刀 面 流出 的 過 程 中 ， 受 到 前 刀 面 的 擠 壓 和 摩 擦 ， 使 切屑 底 層 的 金 屬 繼 續(xù) 產(chǎn) 生 滑 移 變 形 的 區(qū) 域 。 n 第 變 形 區(qū) ： 是 指 已 加 工 表 面 受 到 切 削 刃鈍 圓 部 分 和 后 刀 面 的 擠 壓 、 摩 擦 和 回 彈 ， 產(chǎn) 生晶 粒 纖 維 化 和 加 工 硬 化 的 區(qū) 域 。 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 2. 變 形 系 數(shù) n 經(jīng) 過 滑 移 變 形 后 形 成 的 切 屑 ， 其 外 形 尺 寸 有 所變 化 ， 如 下 圖 所 示 ， 切 屑 的 變 形 程 度 用 變 形 系 數(shù) 來表 示 ： 刀 具 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 2. 變 形 系 數(shù) ： = = n 式 中 lc 切 削 層 的 長 度 ， mm lch 切 屑 的 長 度 ， mm ach 切 屑 的 厚 度 ， mm ac 切 削 層 的 厚 度 ， mmcchll chcaa 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 3 切 屑 種 類 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 3 切 屑 種 類n 帶 狀 切 屑 這 類 切 屑 呈 連 續(xù) 的 帶 狀 ， 與 刀 具 前 刀 面 接 觸的 底 面 是 光 滑 的 ， 背 面 呈 微 小 的 鋸 齒 形 。 一 般 加工 塑 性 較 大 的 材 料 （ 如 碳 素 鋼 、 合 金 鋼 、 銅 合 鋁合 金 等 ） 、 刀 具 前 角 較 大 且 切 削 速 度 較 高 時(shí) ， 常常 形 成 這 類 切 屑 。 其 切 削 過 程 比 較 平 穩(wěn) ， 切 削 力的 波 動(dòng) 小 ， 加 工 表 面 質(zhì) 量 高 ， 但 必 要 時(shí) 需 采 取 斷屑 措 施 。 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 3 切 屑 種 類n 節(jié) 狀 切 屑 （ 擠 裂 切 屑 ） 這 類 切 屑 的 外 表 面 呈 較 大 的 鋸 齒 形 ， 它 是 由于 切 削 層 局 部 所 受 的 切 應(yīng) 力 達(dá) 到 材 料 強(qiáng) 度 極 限 的結(jié) 果 。 在 加 工 塑 性 較 低 的 材 料 、 刀 具 前 角 較 小 且切 削 速 度 低 時(shí) 容 易 形 成 此 類 切 屑 。 其 切 削 過 程 不平 穩(wěn) ， 切 削 力 的 波 動(dòng) 較 大 ， 加 工 表 面 質(zhì) 量 稍 差 。 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 3 切 屑 種 類n 粒 狀 切 屑 （ 單 元 切 屑 ） 在 切 屑 形 成 過 程 中 ， 當(dāng) 整 個(gè) 剪 切 面 上 的 應(yīng) 力 都超 過 了 材 料 的 強(qiáng) 度 極 限 時(shí) ， 會(huì) 形 成 一 個(gè) 個(gè) 梯 形 狀的 粒 狀 切 屑 。 當(dāng) 切 削 速 度 更 低 、 前 角 更 小 且 增 加切 削 厚 度 時(shí) ， 容 易 生 成 此 類 切 屑 。 2.2.1 金 屬 切 削 過 程 中 的 變 形n 3 切 屑 種 類n 崩 碎 切 屑 這 類 切 屑 在 加 工 脆 性 材 料 （ 如 黃 銅 、 鑄 鐵 等 ）時(shí) 容 易 形 成 ， 它 是 由 于 切 削 層 金 屬 塑 性 小 ， 刀 具切 入 后 ， 未 發(fā) 生 塑 性 變 形 就 突 然 崩 斷 成 不 規(guī) 則 的碎 塊 狀 。 其 切 削 過 程 容 易 產(chǎn) 生 振 動(dòng) ， 工 件 加 工 表面 質(zhì) 量 較 為 粗 糙 。 2.2.2 積 屑 瘤 當(dāng) 切 削 塑 性 材 料 且 切 削 速 度 不 高 時(shí) ， 常 有 一 些 從 工 件 和切 屑 上 帶 來 的 金 屬 粘 附 在 刀 具 前 刀 面 上 ， 在 靠 近 切 削 刃 處 形成 一 個(gè) 硬 度 很 高 的 楔 塊 （ 硬 度 約 為 工 件 硬 度 的 2 3.5倍 ） ，并 使 刀 具 的 實(shí) 際 前 角 增 大 ， 這 個(gè) 楔 塊 就 是 積 屑 瘤 ， 圖 2-2 積 屑 瘤 2.2.2 積 屑 瘤n 1. 積 屑 瘤 的 形 成 原 因n 在 切 削 過 程 中 ， 切 屑 與 前 刀 面 之 間 產(chǎn) 生 劇烈 的 摩 擦 和 巨 大 的 壓 力 ， 使 切 屑 在 流 動(dòng) 過 程 中 ，其 底 層 與 前 刀 面 接 觸 處 的 流 速 較 上 層 緩 慢 很 多 ，出 現(xiàn) “ 滯 流 ” 現(xiàn) 象 ； 同 時(shí) 在 高 溫 高 壓 下 ， 由 于分 子 間 的 親 和 力 ， 切 屑 底 層 金 屬 與 前 刀 面 緊 密接 觸 而 發(fā) 生 “ 冷 焊 ” 現(xiàn) 象 并 粘 結(jié) 在 前 刀 面 上 ，形 成 第 一 層 積 屑 瘤 。 由 于 切 屑 還 在 不 停 的 流 動(dòng) ，第 一 層 積 屑 瘤 會(huì) 逐 漸 增 大 ， 直 到 該 處 的 溫 度 和壓 力 不 足 以 造 成 粘 結(jié) 為 止 。 此 后 ， 切 屑 就 沿 著積 屑 瘤 的 表 面 流 出 。 2.2.2 積 屑 瘤n 2. 積 屑 瘤 的 影 響 n 積 屑 瘤 在 切 削 過 程 中 是 不 穩(wěn) 定 的 ， 在 外 力和 振 動(dòng) 的 作 用 下 ， 常 發(fā) 生 局 部 的 斷 裂 和 脫 落 。由 于 積 屑 瘤 時(shí) 大 時(shí) 小 ， 使 切 削 力 的 大 小 也 發(fā) 生波 動(dòng) ， 因 此 便 造 成 了 切 削 過 程 的 不 穩(wěn) 定 。 對(duì) 刀具 來 說 ， 積 屑 瘤 的 產(chǎn) 生 使 切 削 刃 的 幾 何 形 狀 發(fā)生 畸 變 ， 直 接 影 響 加 工 精 度 。 破 碎 的 積 屑 瘤 有一 部 分 會(huì) 粘 附 在 已 加 工 表 面 上 ， 使 其 高 低 不 平 ，非 常 粗 糙 ， 硬 度 不 均 勻 。 2.2.2 積 屑 瘤n 3. 影 響 積 屑 瘤 的 因 素n (1)工 件 材 料n (2)切 削 速 度n (3)刀 具 前 角 n (4)切 削 液 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度刀 具 磨 損 示 意 圖 ： a) c) b)a) 刀 具 磨 損 b) 后 刀 面 磨 損 c) 前 刀 面 磨 損 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度n 1.刀 具 磨 損 的 形 式n (1) 正 常 磨 損 的 形 式n 1) 前 刀 面 磨 損n 2) 后 刀 面 磨 損 n 3) 前 、 后 刀 面 同 時(shí) 磨 損 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度n 1.刀 具 磨 損 的 形 式n （ 2） 非 正 常 磨 損 的 形 式n 1) 破 損n 破 損 是 指 在 切 削 刃 或 刀 面 上 產(chǎn) 生 裂 紋 、 崩刃 或 破 碎 （ 打 刀 ） 的 現(xiàn) 象 。n 2) 卷 刃n 卷 刃 是 指 在 切 削 過 程 中 ， 切 削 刃 或 刀 面 上產(chǎn) 生 隆 起 或 塌 陷 的 塑 性 變 形 現(xiàn) 象 ， 這 是 由 于 切削 溫 度 過 高 產(chǎn) 生 的 。 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度n 2.刀 具 磨 損 的 原 因n (1) 硬 質(zhì) 點(diǎn) 磨 損n 切 削 時(shí) ， 工 件 材 料 中 的 硬 質(zhì) 點(diǎn) （ 雜 質(zhì) 、 積 屑 瘤 碎 片 等 硬粒 ） 在 刀 具 表 面 上 刻 劃 出 深 淺 不 一 的 溝 痕 ， 使 刀 具 磨 損 。當(dāng) 低 速 切 削 時(shí) ， 刀 具 磨 損 的 主 要 原 因 是 硬 質(zhì) 點(diǎn) 磨 損 。n (2) 粘 結(jié) 磨 損 n 切 削 塑 性 材 料 時(shí) ， 切 屑 與 前 刀 面 、 工 件 與 后 刀 面 在 較 大的 壓 力 和 適 當(dāng) 的 溫 度 下 發(fā) 生 粘 結(jié) ， 刀 具 表 面 局 部 強(qiáng) 度 較 低的 微 粒 被 切 屑 或 工 件 帶 走 ， 從 而 發(fā) 生 刀 具 的 磨 損 。 粘 結(jié) 磨損 與 切 削 速 度 有 關(guān) ， 也 與 材 料 之 間 的 親 和 力 有 關(guān) 。 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度n 2.刀 具 磨 損 的 原 因n （ 3） 擴(kuò) 散 磨 損n 切 削 溫 度 很 高 時(shí) ， 刀 具 和 工 件 中 的 合 金 元 素 相互 擴(kuò) 散 ， 降 低 刀 具 的 切 削 性 能 ， 從 而 加 劇 刀 具 的磨 損 。n （ 4） 相 變 磨 損 n 當(dāng) 切 削 溫 度 超 過 刀 具 材 料 的 相 變 溫 度 時(shí) ， 刀 具表 面 的 金 相 組 織 發(fā) 生 變 化 ， 使 刀 具 的 硬 度 急 劇 降低 而 造 成 的 磨 損 。 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度n 2.刀 具 磨 損 的 原 因n （ 5） 氧 化 磨 損n 在 高 溫 下 （ 700 800 ） ， 空 氣 中 的 氧與 硬 質(zhì) 合 金 中 的 WC、 Co、 TiC等 發(fā) 生 氧 化 作 用而 生 成 較 軟 的 氧 化 物 ， 它 易 被 工 件 和 切 屑 帶 走 ，從 而 降 低 刀 具 的 切 削 性 能 而 造 成 的 磨 損 。 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度n 3.刀 具 耐 用 度n (1) 刀 具 耐 用 度 及 相 關(guān) 概 念n 刀 具 磨 損 限 度 （ 也 稱 磨 鈍 標(biāo) 準(zhǔn) ） ： 是 指 規(guī) 定 的刀 具 磨 損 量 的 最 大 值 ， 通 常 用 刀 具 后 刀 面 上 的 平 均磨 損 量 VB表 示 。n 刀 具 耐 用 度 ： 是 指 一 把 新 刃 磨 的 刀 具 ， 它 從 開始 切 削 至 達(dá) 到 磨 損 限 度 所 經(jīng) 歷 的 時(shí) 間 ， 用 T表 示 。 n 刀 具 壽 命 ： 是 指 一 把 新 刀 具 從 使 用 到 報(bào) 廢 為 止的 總 切 削 時(shí) 間 ， 用 H表 示 。 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度n 3.刀 具 耐 用 度n (2) 刀 具 耐 用 度 的 影 響 因 素n 從 刀 具 耐 用 度 和 刀 具 磨 損 的 關(guān) 系 可 知 ， 凡是 影 響 刀 具 磨 損 的 因 素 ， 也 都 同 樣 影 響 著 刀 具的 耐 用 度 。 刀 具 磨 損 的 主 要 影 響 因 素 是 切 削 溫度 ， 而 切 削 速 度 對(duì) 切 削 溫 度 的 影 響 最 大 ， 因 此對(duì) 刀 具 耐 用 度 的 最 大 影 響 因 素 是 切 削 速 度 。 2.2.3 刀 具 磨 損 和 耐 用 度n 3.刀 具 耐 用 度n (3) 刀 具 的 合 理 耐 用 度n 合 理 耐 用 度 的 確 定 原 則 有 兩 個(gè) ： 一 是 根 據(jù)單 件 工 序 工 時(shí) 最 短 確 定 的 最 大 生 產(chǎn) 率 耐 用 度 ；一 是 根 據(jù) 單 件 工 序 成 本 最 低 確 定 的 經(jīng) 濟(jì) 耐 用 度 。 n 我 國 目 前 通 常 采 取 經(jīng) 濟(jì) 耐 用 度 ， 即 最 低 成本 耐 用 度 。 2.2.4 切 削 力n 1. 切 削 力 的 來 源n 金 屬 切 削 過 程 中 ， 刀 具 切 入 工 件 ， 使 正 在被 切 削 的 一 層 金 屬 發(fā) 生 變 形 而 成 為 切 屑 ， 這 種刀 具 作 用 于 工 件 上 的 力 稱 為 切 削 力 。n 切 削 力 來 源 于 以 下 兩 個(gè) 方 面 ：n (1) 克 服 被 加 工 材 料 對(duì) 彈 性 變 形 、 塑 性 變形 的 抗 力 n (2) 刀 具 與 切 屑 、 工 件 之 間 的 摩 擦 阻 力 2.2.4 切 削 力n 2. 切 削 合 力 與 分 力 ， 如 下 圖 所 示 ： 2.2.4 切 削 力n 2. 切 削 合 力 F與 分 力n 主 切 削 力 Fc： 又 稱 切 向 力 ， 是 指 沿 主 運(yùn) 動(dòng) 速 度方 向 的 分 力 。 n 進(jìn) 給 力 Ff： 又 稱 軸 向 力 ， 是 指 沿 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 方 向的 分 力 。 n 背 向 力 Fp： 又 稱 徑 向 力 ， 是 指 在 基 面 內(nèi) 與 進(jìn) 給方 向 （ 工 件 軸 線 方 向 ） 垂 直 的 分 力 。 F = 2 2 2+ +c f pF F F 2.2.4 切 削 力n 3.計(jì) 算 切 削 力 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式n 計(jì) 算 切 削 力 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 有 兩 種 ： （ 1） 一 種 是 指 數(shù) 公 式 （ 2） 一 種 是 按 單 位 切 削 力 計(jì) 算 2.2.4 切 削 力n 4. 切 削 力 的 影 響 因 素n (1)工 件 材 料n (2) 切 削 用 量n (3)刀 具 幾 何 參 數(shù)n (4)其 他 因 素 2.2.5 切 削 熱 、 切 削 溫 度 、 切 削 液n 1.切 削 熱 和 切 削 溫 度n (1) 切 削 熱 的 來 源 與 傳 出n 切 削 熱 來 源 于 兩 個(gè) 方 面 ： 一 方 面 是 被 切 削 金 屬在 刀 具 的 作 用 下 產(chǎn) 生 的 彈 性 和 塑 性 變 形 功 ， 另 一 方面 是 切 屑 與 前 刀 面 、 工 件 與 后 刀 面 之 間 產(chǎn) 生 的 摩 擦功 。n 切 削 熱 產(chǎn) 生 以 后 ， 分 別 通 過 切 屑 、 工 件 、 刀 具和 周 圍 介 質(zhì) 傳 出 。 通 常 情 況 下 切 屑 帶 走 的 熱 量 最 多 ，其 次 為 工 件 、 再 次 為 刀 具 和 周 圍 介 質(zhì) 。 2.2.5 切 削 熱 、 切 削 溫 度 、 切 削 液n 1.切 削 熱 和 切 削 溫 度n (2) 切 削 溫 度n 切 削 溫 度 通 常 指 切 削 區(qū) 域 的 平 均 溫 度 。 實(shí)驗(yàn) 證 明 ， 切 削 溫 度 在 工 件 、 刀 具 、 切 屑 上 的 分布 是 不 均 勻 的 ， 工 件 材 料 塑 性 大 ， 切 削 溫 度 的分 布 就 相 對(duì) 較 均 勻 ； 工 件 材 料 脆 性 大 ， 則 分 布不 均 勻 ， 溫 度 梯 度 大 。 工 件 和 刀 具 的 最 高 溫 度都 在 刀 尖 附 近 ， 切 屑 中 的 最 高 溫 度 在 積 屑 瘤 附近 。 2.2.5 切 削 熱 、 切 削 溫 度 、 切 削 液n 1.切 削 熱 和 切 削 溫 度n (3) 切 削 溫 度 的 影 響 因 素n 1)切 削 用 量n 2)工 件 材 料n 3)刀 具 幾 何 角 度 n 4)其 它 因 素 2.2.5 切 削 熱 、 切 削 溫 度 、 切 削 液n 2.切 削 液n (1) 切 削 液 的 作 用n 1)冷 卻 作 用n 2) 潤 滑 作 用n 3) 清 洗 作 用 n 4) 防 銹 作 用 2.2.5 切 削 熱 、 切 削 溫 度 、 切 削 液n 2.切 削 液n (2)切 削 液 的 種 類n 常 用 的 切 削 液 種 類 有 以 下 三 種 ：n 1)水 溶 液n 2)乳 化 液 n 3)切 削 油 2.2.5 切 削 熱 、 切 削 溫 度 、 切 削 液n 2.切 削 液n (3) 切 削 液 的 選 用n 切 削 液 的 選 用 ， 應(yīng) 該 從 加 工 方 法 、 刀 具 材料 、 工 件 材 料 和 技 術(shù) 要 求 等 方 面 來 綜 合 考 慮 。n 常 用 切 削 液 的 配 方 和 切 削 液 的 選 用 可 查 閱 金 屬 切 削 手 冊 。 2.3.1 切 削 用 量 的 合 理 選 擇n 1.制 訂 切 削 用 量 時(shí) 應(yīng) 考 慮 的 因 素n (1)切 削 加 工 生 產(chǎn) 率n (2)刀 具 耐 用 度n (3)加 工 表 面 粗 糙 度 2.3.1 切 削 用 量 的 合 理 選 擇n 2.切 削 用 量 的 選 擇 原 則n (1)背 吃 刀 量 ap的 選 擇n 背 吃 刀 量 應(yīng) 根 據(jù) 工 件 的 加 工 余 量 來 選 擇 。n (2)進(jìn) 給 量 f 的 選 擇n 背 吃 刀 量 選 定 后 ， 接 著 就 盡 可 能 選 擇 較 大 的 進(jìn)給 量 f 。 n (3)切 削 速 度 vc 的 選 擇n 背 吃 刀 量 和 進(jìn) 給 量 確 定 以 后 ， 可 在 保 證 刀 具 合理 壽 命 的 情 況 下 ， 通 過 查 閱 切 削 用 量 手 冊 2.3.2 刀 具 材 料 的 合 理 選 擇n 1.刀 具 材 料 應(yīng) 具 備 的 性 能n (1) 高 的 硬 度n (2) 高 的 耐 磨 性n (3)較 高 的 耐 熱 性n (4)足 夠 的 強(qiáng) 度 和 韌 性n (5)良 好 的 工 藝 性 n (6)經(jīng) 濟(jì) 性 2.3.2 刀 具 材 料 的 合 理 選 擇n 2.刀 具 材 料 的 種 類n (1)高 速 鋼 （ 又 稱 鋒 鋼 、 白 鋼 ）n 1） 普 通 高 速 鋼n 2） 高 性 能 高 速 鋼 n 3） 粉 末 冶 金 高 速 鋼 2.3.2 刀 具 材 料 的 合 理 選 擇n 2.刀 具 材 料 的 種 類n (2) 硬 質(zhì) 合 金n 1） 鎢 鈷 類 （ YG） n 2） 鎢 鈦 鈷 類 （ YT）n 3） 鎢 鈦 鉭 鈷 類 （ YW） n 4） 碳 化 態(tài) 基 類 （ YN） 2.3.2 刀 具 材 料 的 合 理 選 擇n 2.刀 具 材 料 的 種 類n (3)其 他 刀 具 材 料n 1） 陶 瓷n 2） 金 剛 石n 3） 立 方 氮 化 硼