金屬切削第四章切削基本原理的應(yīng)用

第四章切削基本理論的應(yīng)用第一節(jié)切屑控制第二節(jié)工件材料的切削加工性第四節(jié)已加工表面質(zhì)量第三節(jié)切削液的選用第五節(jié)刀具幾何參數(shù)的合理選擇第六節(jié)切削用量的合理選擇第七節(jié)現(xiàn)代切削新技術(shù)簡(jiǎn)介第一節(jié)切屑控制一、切屑形狀的分類根據(jù)ISO規(guī)定、并由我國(guó)生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)切削專業(yè)委員會(huì)推薦的國(guó)標(biāo)GB/T16461—1996的規(guī)定，切屑的形狀與名稱分為八類，見(jiàn)表4-1。二、切屑的流向和折斷1.切屑的流向1）控制切屑的流向是為了使切屑不損傷加工表面，便于對(duì)切屑處理，使切削順利進(jìn)行。2）影響流屑方向的主要參數(shù)：刀具刃傾角、主偏角、前角。3）-λs使切削流向已加工面;+λs使切屑流向待加工面。4）車刀主偏角kr=90°時(shí)，切削流向已加工表面。使用負(fù)前角-γ0刀具，切削易流向加工工件一側(cè)。圖4-1流屑角圖4-2刃傾角對(duì)切屑流向的影響

a)-b)+2.切屑的折斷圖4-3切屑折斷原理

a)切屑受力后卷曲b)影響卷曲半徑參數(shù)c)斷屑槽尺寸

切屑經(jīng)第I、第II變形區(qū)的嚴(yán)重變形后，硬度增加，塑性降低，性能變脆。當(dāng)切屑經(jīng)變形自然卷曲或經(jīng)斷屑槽等障礙物強(qiáng)制卷曲產(chǎn)生的拉應(yīng)變超過(guò)切屑材料的極限應(yīng)變值時(shí)，切屑即會(huì)折斷。

當(dāng)切屑厚度hch增加，切屑卷曲半徑ρ減小，切屑材料的極限應(yīng)變值εb小，切屑易折斷。因此凡影響hch、ρ

及εb

的因素，都有可能影響斷屑。三、斷屑措施1.作出斷屑槽分為：折線形、直線圓弧型和全圓弧形。圖4-4斷屑槽型式

a)折線型b)直線圓弧型c)全圓弧型圖4-5斷屑槽位置及刃傾角作用

a)外傾式b)平行式c)內(nèi)斜式位置形式：外傾式、平形式、內(nèi)斜式。表4-2斷屑槽寬度(單位：mm)進(jìn)給量

f/mm·背吃刀量

ap/mm斷屑槽寬低碳鋼中碳鋼合金鋼工具鋼0.2～0.5

0.3～0.5

0.3～0.61～3

2～5

3～63.2～3.5

3.5～4.0

4.5～5.02.8～3.0

3.0～3.2

3.2～3.52.改變切削用量

在切削用量參數(shù)中，對(duì)斷屑影響最大的是進(jìn)給量f，其次是背吃刀量ap，最小為切削速度vc。進(jìn)給量增大，使切屑厚度hch增大，當(dāng)受到碰撞后切屑容易折斷。背吃刀量增大時(shí)對(duì)斷屑影響不明顯，只有當(dāng)同時(shí)增加進(jìn)給量時(shí)，才能有效地?cái)嘈肌?.其他斷屑方法（1）固定附加斷屑擋塊在刀具前刀面上，固定著可調(diào)距離和角度的擋塊，能達(dá)到穩(wěn)定斷屑，不足之處是減小了出屑空間且易被切屑阻塞。

（2）采用間斷切削采用斷續(xù)切削或振動(dòng)切削方式，獲得斷屑或使切削厚度周期性變化和切屑截面積變化，致使狹小截面處應(yīng)力集中，強(qiáng)度減弱，達(dá)到斷屑目的。

（3）切削刃上開(kāi)分屑槽這是較為常見(jiàn)的方法。工件材料的切削加工性：

在一定的加工條件下工件材料被切削加工的難易程度。一、切削加工性指標(biāo)1.加工材料的性能指標(biāo)

材料加性能難易程度主要取決于材料結(jié)構(gòu)和金相組織，及所具有的物理和力學(xué)性能，其中包括材料硬度HBW、抗拉強(qiáng)度σb、伸長(zhǎng)率δ、沖擊韌度αK和熱導(dǎo)率κ。

通常按數(shù)值的大小來(lái)劃分加工性等級(jí)，見(jiàn)表4-3。第二節(jié)工件材料的切削加工性表4-3工件材料切削加工性分級(jí)表切削加

工性易切削較易切削較難切削難切削等級(jí)代號(hào)0123456789硬度HBW≤50>50

～100>100

～150>150

～200>200

～250>250

～300>300

～350>350

～400>400

～480>480

～635>635HRC>14

～24.8>24.8

～32.3>32.3

～38.1>38.1

～43>43

～50>50

～60>60抗拉強(qiáng)度

/GPa≤0.196>0.196

～0.441>0.441

～0.588>0.588

～0.784>0.784

～0.98>0.98

～1.176>1.176

～1.372>1.372

～1.568>1.568

～1.764>1.764

～1.96>1.96

～2.45>2.45表4-3工件材料切削加工性分級(jí)表伸長(zhǎng)率

δ×100≤10>10

～15>15

～20>20

～25>25

～30>30

～35>35

～40>40

～50>50

～60>60

～100>100沖擊韌度

/kJ·≤196>196

～392>392

～588>588

～784>784

～980>980

～1372>1372

～1764>1764

～1962>1962

～2450>2450

～2940>2940

～3920熱導(dǎo)率κ

/W·m·418.68

～293.08<293.08

～167.47<167.47

～83.74<83.74

～62.80<62.80

～41.87<41.87

～33.5<33.5

～25.12<25.12

～16.75<16.75

～8.37<8.372.相對(duì)加工性指標(biāo)

在切削45鋼時(shí)刀具壽命T=60min的切削速度V060作為標(biāo)準(zhǔn)，在相同的切削條件下，切削其他材料的V60與V060的比值Kr稱為相對(duì)加工性能指標(biāo)。

當(dāng)Kr＞1時(shí)，表示該材料比45鋼易切削；

當(dāng)Kr＜1時(shí)，表示該材料比45鋼難切削。

3.刀具壽命指標(biāo)

用刀具壽命長(zhǎng)短來(lái)衡量被加工材料切削的難易程度。二、常用材料切削加工性簡(jiǎn)述（一）鑄鐵

變形小

，切削力小，切削溫度低，崩碎屑，有微振，表面粗糙度差。應(yīng)對(duì)措施：適當(dāng)減小刀具前角和降低切削速度。

（二）碳素結(jié)構(gòu)鋼

低碳鋼硬度低，塑性和韌性高，切削變形大，切削溫度高，易產(chǎn)生粘屑和積削瘤，斷屑困難，不易達(dá)到小表面粗糙度，加工性較差。應(yīng)對(duì)措施：選用較大前角和后角，正韌傾角和較大主偏角，切削刀鋒利，提高切削速度。

高碳鋼硬度高，熱導(dǎo)率低，切削力大，切削溫度高，刀具易磨損、壽命低，加工性能差。應(yīng)對(duì)措施：選用耐磨性高和耐熱性高的硬質(zhì)合金刀具、涂層刀具等。（三）合金結(jié)構(gòu)鋼

較同類碳鋼難加工。再切削時(shí)應(yīng)選擇耐磨性、耐熱性高的刀具材料，降低切削速度。

（四）難加工材料1.高強(qiáng)度合金鋼

2.不銹鋼

3.高錳鋼

4.鈦合金

5.其他難加工材料加工性特點(diǎn)簡(jiǎn)介三、改善材料切削加工性途徑（一）調(diào)劑工件材料中化學(xué)元素和進(jìn)行熱處理

調(diào)整材料化學(xué)成分也是改善其切削加工性的重要途徑。如鋼中加S、P、Pb、Ca等元素；鑄鐵中加Si、Al等元素。

（二）合理選用刀具材料

根據(jù)加工材料的性能與要求，應(yīng)選擇與之匹配的刀具材料，硬質(zhì)合金刀具、超硬質(zhì)合金刀具、涂層刀具等。（三）其他措施1）合理選擇刀具幾何參數(shù)。

2）保持切削系統(tǒng)的足夠剛性。

3）選用高效切削液及有效的澆注方式。

4）采用新的切削加工技術(shù)圖4-6切削不銹鋼時(shí)

切削溫度與切削力關(guān)系不銹鋼材料進(jìn)行加熱切削時(shí)的切削力變化曲線。

在切削過(guò)程中，合理使用切削液可以減小切削力和降低切削溫度，減小加工系統(tǒng)熱變形、延長(zhǎng)刀具壽命，改善已加工表面質(zhì)量，也可以改善難加工材料的切削性能。一、切削液作用1.冷卻作用

切削液是以熱傳導(dǎo)、對(duì)流和汽化等方式，把切屑、工件和刀具上的熱量帶走，降低了切削溫度，起到冷卻作用，減小了工藝系統(tǒng)的熱變形，減少了刀具磨損。第三節(jié)切削液的選用2.潤(rùn)滑作用

切血液滲透到刀具、切屑與加工表面之間，減小了各接觸面間的摩擦，其中切削液中帶油脂的極性分子吸附在刀具新鮮的前、后刀面上，形成物理或化學(xué)吸附膜，減小刀具磨損和提高加工表面質(zhì)量。

3.排屑和洗滌作用

清除細(xì)碎切屑和磨粒等。清洗性能的好壞與切削液的滲透性、流動(dòng)性和使用壓力有關(guān)。

4.防銹作用

添加防銹劑在金屬表面吸附或化合形成保護(hù)膜，起到防銹作用。二、切削液種類及其應(yīng)用(一)水溶性切削液主要分為：水溶液、乳化液和合成切削液。1.水溶液水溶液是以軟水為主要成分的透明液體切削液。在水中加入一定含量的油性、防銹等添加劑制成水溶液，改善水的潤(rùn)滑、防銹性能。2.乳化劑是將乳化油用水稀釋而成。3.合成切削液切削油的主要成分是礦物油，少數(shù)采用礦物油和動(dòng)、植物油的復(fù)合油。適用于精加工和加工復(fù)雜形狀工件（如成形面、齒輪、螺紋等）時(shí)，潤(rùn)滑和防銹效果較好。表4-4乳化液選用加工要求粗車、普通磨削切割粗銑鉸孔拉削齒輪加工濃度(%)3～510～20510～1510～2015～25(二)油溶性切削液主要有切削油和極壓切削油。1.切削油有礦物油、動(dòng)植物油及其合成油。

2.極壓切削油在礦物油中添加氯、硫、磷等極壓添加劑配制而成。在高溫高壓下不破壞潤(rùn)滑膜，并具有良好的潤(rùn)滑效果，尤其在對(duì)難加工材料的切削中廣為應(yīng)用。(三)固體潤(rùn)滑劑

使用最多的是二硫化鉬。經(jīng)切削后表面質(zhì)量應(yīng)符合預(yù)定的加工要求，其中包括：表面粗糙度、表面硬化程度、表面殘余應(yīng)力、表層微裂紋和表層金相組織。一、已加工表面層質(zhì)量簡(jiǎn)介二、表面粗糙度的形成

三、影響表面粗糙度的因素第四節(jié)已加工表面質(zhì)量一、已加工表面層質(zhì)量簡(jiǎn)介1.加工硬化加工后，表面層0.1~0.5mm內(nèi)顯微硬度提高，破壞了內(nèi)應(yīng)力平衡，改變了表層組織性能，降低了材料的沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度，增加了材料的切削難度。

2.表層殘余應(yīng)力由于切削層塑形變形的影響，會(huì)改變表層殘余應(yīng)力的分布，如切削后切削溫度降低，使已加工表層有膨脹而呈收縮狀，再收縮時(shí)它受底層材料的阻礙，使表層中產(chǎn)生了拉應(yīng)力。殘余拉應(yīng)力受沖擊載荷作用，會(huì)降低材料的疲勞強(qiáng)度、出現(xiàn)微觀裂紋，降低材料的耐腐蝕性。3.表層微裂紋切削過(guò)程中切削表面在外層摩擦、積削瘤和鱗刺等因素作用以及在表面層內(nèi)受應(yīng)力集中或拉應(yīng)力等影響下，造成以加工表層產(chǎn)生微裂紋，不僅降低材料的疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性，而且在微裂紋不斷擴(kuò)展情況下造成零件的破壞。

4.表層金相組織切削時(shí)由于切削參數(shù)選用不當(dāng)或切削液澆注不充分，會(huì)造成加工表面層的金相組織變化，影響被加工材料原有的性能。二、表面粗糙度的形成1.理論粗糙度

用未經(jīng)修圓刀尖的車刀，即刀尖圓弧半徑rε=0車刀縱車外圓，其進(jìn)給量為f，在已加工表面上形成的理論粗糙度是未被切除的金屬殘留面積△abc，理論粗糙度值為殘留面積高度Rmax。圖4-7殘留面積圖4-8積屑瘤影響表面粗糙度

a)不存在積屑瘤b)積屑瘤切入加工表面c)積屑瘤對(duì)粗糙度影響2.實(shí)際粗糙度（1）積屑瘤和鱗刺影響圖4-8a為加工表面上產(chǎn)生的縱向痕跡；圖4-8b粘附積屑瘤的切削情況；圖4-8c積屑瘤代替切削刃切削的加工表面。圖4-9鱗刺

a)鱗刺分布b)鱗刺突出的形態(tài)

加工條件：工件材料45鋼、切削速度Vc=32m/min圖4-10刀具后面磨損和切削刃微崩對(duì)表面粗糙度影響

a)刀具后面磨損影響b)崩刃復(fù)映影響（2）刀具磨損影響圖4-10a刀具后面磨損或刀尖微崩時(shí)的已加工表面上形成不均勻的劃痕；

圖4-10b刀具刃磨切削刃口留下的毛刺、微小裂口或細(xì)微崩刃，復(fù)映在已加工表面上。圖4-11已加工表面上振紋

a)切削力波動(dòng)圖形b)縱向振紋（3）振動(dòng)影響切削時(shí)工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，不僅會(huì)明顯加大工件的表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響機(jī)床精度和損壞刀具。三、影響表面粗糙度的因素(一)切削用量影響

(二)刀具幾何參數(shù)影響

(三)刀具材料的影響

(四)切削液的影響(一)切削用量影響1.切削速度vc切削速度νc是影響已加工表面質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

低速時(shí)切削變形大，易形成積屑瘤和鱗刺；中速時(shí)積屑瘤的高度達(dá)到最大值，所以中低速不易獲得小的表面粗糙度值。

在中低速時(shí)，可選取較大前角γo、減小進(jìn)給量f、采取提高刃磨質(zhì)量和合理選用切血液等措施。

高速時(shí)，如果加工工藝系統(tǒng)剛性足夠，刀具材料性能良好，可獲得較小的表面粗糙度。圖4-12切削速度對(duì)表面粗糙度影響

a)切削速度對(duì)表面粗糙度的影響曲線b)不同切削速度時(shí)的表面粗糙度波形

2.進(jìn)給量f

進(jìn)給量是影響表面粗糙度最為顯著的一個(gè)因素，進(jìn)給量f越小，殘留面積高度Rmax越小，表面質(zhì)量越高。

進(jìn)給量太小，使切削厚度hD減薄，加劇了切削刃鈍圓半徑對(duì)加工表面的擠壓，使硬化嚴(yán)重。

為了減小因提高進(jìn)給量而使表面粗糙度增大的影響，通常可利用提高切削速度vc或選用較副偏角κr`和磨出倒角刀尖bε或修圓刀尖rε(二)刀具幾何參數(shù)影響1.前角γo

增大前角γo使切削變形減小，刀-屑面間摩擦減小，故對(duì)積削瘤、鱗刺冷硬的影響較小。

使刀具刃口更鋒利，有利于進(jìn)行薄切削，能達(dá)到精密加工要求，但前角太大會(huì)削弱刀具強(qiáng)度和減小散熱體積，加速刀具磨損。

因此，應(yīng)在刀具強(qiáng)度和刀具壽命許可條件下，盡量選用大的前角γo。圖4-13前角對(duì)表面粗糙度影響2.后角αo增大刀具后角，可避免刀具后面與加工表面間產(chǎn)生摩擦，并減小對(duì)硬化的鱗刺等的影響。此外，使切削刃鈍圓半徑減小，切削刀刃鋒利，減小了對(duì)加工表面的擠壓作用。因此，精加工刀具的后角應(yīng)適當(dāng)增大（αo≥8°）。3.主偏角κr、副偏角κr′和刀尖圓弧半徑rε圖4-14副偏角′和刀尖圓弧半徑對(duì)表面粗糙度Ra影響

a)′-Ra曲線b)-Ra曲線

生產(chǎn)中通常用減小副偏角κr和增大刀尖圓弧半徑rε來(lái)減小殘留面積高度Rmax。圖4-15在前角、主偏角和副偏角不同組合時(shí)，對(duì)表面粗糙度Ra波形的影響(三)刀具材料的影響

刀具材料對(duì)加工表面質(zhì)量的影響，主要取決于他們與加工材料間的摩擦因數(shù)、親和程度、材料的耐磨性和可刃磨性。(四)切削液的影響圖4-16干切削和使用切削液對(duì)表面粗糙度的影響

a)干切削b)使用切削液低速切削時(shí)圖4-16b是在相同條件下使用切削液，側(cè)表面粗糙度明顯減小。高速切削時(shí)切血液對(duì)表面粗糙度影響不明顯。

刀具幾何參數(shù)包括刀具的幾何角度、前后刀面形式和切削刃和刃口形狀等參數(shù)。

刀具的“合理”幾何參數(shù)，是指在在達(dá)到加工質(zhì)量和刀具壽命的前提下，并使生產(chǎn)率提高、生產(chǎn)成本降低的幾何參數(shù)。

前角γo、后角αo、副后角αo′、主偏角κr、副偏角κr′、刃傾角λs的選擇和刀尖修磨形式、刃口修磨形式。第五節(jié)刀具幾何參數(shù)的合理選擇一、前角γo的選擇(一)前角的作用影響變形程度和切削功率

前角↑，變形↓，切削力、切削功率、切削熱↓。

影響加工表面質(zhì)量

前角↑，塑性變形、加工硬化和振動(dòng)↓，積屑瘤和鱗刺↓，提高加工表面質(zhì)量。

影響刀具耐用度

前角↑，楔角↓，切削刃強(qiáng)度↓、散熱↓，刀具耐用度↓。

影響斷屑效果

前角↓，切屑變形↑，切屑容易卷曲和折斷。一、前角γo的選擇(二)前角的選擇原則1.根據(jù)被加工材料選擇

加工塑性材料前角宜大，加工脆性材料前角宜??；材料強(qiáng)度和硬度越高，前角越小，甚至取負(fù)值。1.根據(jù)被加工材料選擇表4-5硬質(zhì)合金刀具的前角推薦值工件材料碳鋼/GPa40Cr調(diào)質(zhì)

40Cr不銹鋼高錳鋼鈦和

鈦合金≤0.445≤0.558≤0.784≤0.98前角25°～30°15°～20°12°～15°10°13°～18°10°～15°15°～30°3°～-3°5°～10°工件材料淬硬鋼灰鑄鐵銅鋁及

鋁合金38～

41HRC44～

47HRC50～

52HRC54～

58HRC60～

65HRC≤220

HBW>220

HBW純銅黃銅青銅前角0°-3°-5°-7°-10°12°8°25°～30°15°～25°5°～15°25°～30°一、前角γo的選擇(二)前角的選擇原則2.根據(jù)加工要求選擇

粗加工和斷續(xù)切削應(yīng)選用較小的前角；精加工選較大的前角。

3.根據(jù)刀具材料選擇

高速鋼可選較大的前角；硬質(zhì)合金應(yīng)選用較小的前角；陶瓷刀具前角更小。表4-6不同刀具材料加工鋼時(shí)前角值刀具材料

碳鋼/GPa高速鋼硬質(zhì)合金陶瓷≤0.784

>0.78425°

20°12°～15°

10°10°

5°二、后角αo的選擇

后角αo主要功用是減小后刀面與加工表面間的摩擦。

（1）增大后角，減小摩擦，加工便面質(zhì)量高；

（2）增大后角，楔角減小，使切削刃刃口鈍圓半徑減小，刃口越鋒利。

（3）后角過(guò)大，使刀具楔角減小，刃口強(qiáng)度降低，散熱體積減小，刀具磨損大，因而刀具耐用度下降。圖4-17刀具后角與磨損量關(guān)系圖4-18后角重磨后對(duì)加工精度影響三、副后角αo′的選擇

與后角基本相同。

1.根據(jù)加工精度選擇

精加工取大后角，減小摩擦；粗加工取小后角，增加刀尖強(qiáng)度。2.根據(jù)加工材料選擇脆硬工件材料取小后角，易切削材料取大后角。四、主偏角κr的選擇1.根據(jù)加工材料選擇

材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，kr宜小

2.根據(jù)加工工藝系統(tǒng)剛性選擇

工藝系統(tǒng)差時(shí)，kr=60°~75°3.根據(jù)加工表面形狀要求選擇

細(xì)長(zhǎng)軸、階梯軸kr=90°；

車外圓、端面和倒角時(shí)kr=45°圖4-19主偏角與刀具壽命的關(guān)系

加工條件：工件材料Cr-Mo鋼、刀具P10(YT15)、ap=3mm、

f=0.2mm/r五、副偏角κr′的選擇副偏角是影響表面粗糙度的主要角度，它的大小也影響刀具強(qiáng)度副偏角過(guò)小，會(huì)增加副后面與已加工表面間的摩擦，引起振動(dòng)。選擇原則：不影響摩擦和振動(dòng)條件下，應(yīng)選取較小副偏角。表4-7主偏角、副偏角選用值適用范圍

加工條件加工系統(tǒng)剛性差的臺(tái)階軸、細(xì)長(zhǎng)軸、多刀車、仿形車加工系統(tǒng)剛性較差，粗車，強(qiáng)力車削加工系統(tǒng)剛性較好，可中間切入，加工外圓、端面、倒角加工系統(tǒng)剛性足夠的碎硬鋼、冷硬鑄鐵加工

不銹鋼加工

高錳鋼加工

鈦合金主偏角/（°）

副偏角′/（°）75～93

10～660～70

15～1045

4510～30

10～545～75

8～1525～45

10～2030～45

10～15六、刃傾角λs的選擇

刃傾角影響切屑流向，取負(fù)刃傾角時(shí)增加刀頭強(qiáng)度，提高切削刃的抗沖擊能力。但韌傾角負(fù)值過(guò)大易產(chǎn)生振動(dòng)。刃傾角的選原則：1.根據(jù)加工要求選擇1）精加工λs=0~+5°（防切屑劃傷已加工表面）2）粗加工、有沖擊載荷、斷續(xù)切削時(shí)，取λs=0~-5°，提高刀具強(qiáng)度，避免刀尖受沖擊2.根據(jù)加工條件選擇

加工斷續(xù)表面、加工余量不均勻表面，或在其他產(chǎn)生沖擊振動(dòng)的切削條件下，通常選取負(fù)的刃傾角。七、刀尖修磨形式1.修圓刀尖

2.倒角刀尖

3.倒角帶修光刃圖4-20刀尖修磨形式

a)修圓刀尖b)倒角刀尖c)倒角帶修光刃圖4-21刀尖圓弧半徑對(duì)刀具壽命與刀具磨損的關(guān)系

a)刀尖圓弧半徑與刀具壽命關(guān)系b)刀尖圓弧半徑與刀具磨損關(guān)系圖4-22刃口修磨幾種形式

a)鋒刃(未修磨)b)刃口修圓c)刃口負(fù)倒棱d)刃口平棱e)負(fù)后角倒棱八、刃口修磨形式圖4-23刃口修磨對(duì)刀具壽命的影響曲線

加工條件：工件Ni-Co-Mo鋼、280HBW、刀具P10(YT15)1.選擇背吃刀量ap

2.選擇進(jìn)給量f

2.加工耐熱鋼及其合金時(shí)，不采用大于1.0mm/r的進(jìn)給量。

3.加工淬硬鋼時(shí)，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)K=0.8(當(dāng)材料硬度為44～56HRC時(shí))及K=0.5(當(dāng)材料硬度為57～62HRC時(shí))。

3.選擇切削速度vc

4.機(jī)床功率檢驗(yàn)第六節(jié)切削用量的合理選擇1.選擇背吃刀量ap粗加工：在加工余量不多并較均勻、加工工藝系統(tǒng)剛性足夠時(shí)，應(yīng)使背吃刀量一次切除余量A，即

如有硬化層、氧化皮或硬雜質(zhì)，且加工余量足夠，則背吃刀量ap也應(yīng)加大，若需分兩次切除余量，則半精加工：由于粗加工后形成表面的質(zhì)量較為良好，應(yīng)使半精加工的背吃刀量一次切除余量。2.選擇進(jìn)給量f粗加工取大，精加工取小。表4-8硬質(zhì)合金車刀粗車外圓時(shí)的進(jìn)給量工件材料車刀刀桿尺寸

B×H

/(mm×mm)工件直徑

/mm背吃刀量/mm≤3>3～5>5～8>8～1212以上進(jìn)給量f/mm·碳素結(jié)構(gòu)鋼和

合金結(jié)構(gòu)鋼16×2520

40

60

100

4000.3～0.4

0.4～0.5

0.5～0.7

0.6～0.9

0.8～1.2—

0.3～0.4

0.4～0.6

0.5～0.7

0.7～1.0—

—

0..3～0.5

0.5～0.6

0.6～0.8—

—

—

0.4～0.5

0.5～0.6—

—

—

—

—20×30

25×2520

40

60

100

6000.3～0.4

0.4～0.5

0.6～0.7

0.8～1.0

1.2～1.4—

0.3～0.4

0.5～0.7

0.7～0.9

1.0～1.2—

—

0.4～0.6

0.5～0.7

0.8～1.0—

—

—

0.4～0.7

0.6～0.9—

—

—

—

0.4～0.6注：1、加工斷續(xù)表面及有沖擊加工時(shí)，表內(nèi)的進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)k=0.75~0.85.2、加工耐熱鋼及其合金時(shí)，不采用大于1.0mm/r的進(jìn)給量。3、加工淬硬鋼時(shí)，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)K=0.8(當(dāng)材料硬度為44～56HRC時(shí))及K=0.5(當(dāng)材料硬度為57～62HRC時(shí))。表4-9不同刀尖圓弧半徑時(shí)的最大進(jìn)給量刀尖圓弧半徑/mm0.40.81.21.62.4最大推薦進(jìn)給量f/(mm/r)0.25～0.350.4～0.70.5～1.00.7～1.31.0～1.8表4-10不同表面粗糙度和刀尖圓弧半徑時(shí)的進(jìn)給量f(單位：mm/r)表面粗糙度\刀尖圓弧半徑2.5～

12.56.3～

2.54.9～

6.34.0～

4.92.5～

4.01.6～

2.51.0～

1.60.4—0.270.250.220.200.150.100.80.510.430.370.320.280.220.131.20.690.560.490.410.360.290.181.60.880.680.570.470.390.310.203.選擇切削速度vc切削速度對(duì)于刀具壽命影響最大，因此，需要計(jì)算選擇表4-11國(guó)產(chǎn)焊接和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀切削用量選用參考表工件材料熱處理狀態(tài)刀具材料ap＝0.3～2mm

f＝0.08～0.3mm/rap＝2～6mm

f＝0.3～0.6mm/rap＝6～10mm

f＝0.6～1mm/rVc/(m/min)碳素鋼正火YT15YT30

YT5RYC35YC45160～130110～9080～60130～10090～70調(diào)質(zhì)合金鋼正火YT30YT5RYM10130～11090～7070～50調(diào)質(zhì)YW1YW2YW3YC45110～8070～5060～40表4-11國(guó)產(chǎn)焊接和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀切削用量選用參考表工件材料熱處理狀態(tài)刀具材料ap＝0.3～2mm

f＝0.08～0.3mm/rap＝2～6mm

f＝0.3～0.6mm/rap＝6～10mm

f＝0.6～1mm/r/(m/min)不銹鋼正火YG8YG6AYG8N

YW3YM051YM1080～7070～6060～50淬火鋼＞45HRCYT510YM051YM052＞40HRC

50～3060HRC

30～20—高錳鋼(=13%)YT5RYW3

YC35YS30YM05230～2020～10—表4-11國(guó)產(chǎn)焊接和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀切削用量選用參考表高溫

合金(GH135)YM051YM052YD1550—(K14)YS2TYD1540～30—鈦合金—YS2TYD15ap＝1.1mm

f＝0.1～0.3mm/rap＝2.0mm

f＝0.1～0.3mm/rap＝3.0mm

f＝0.1～0.3mm/r65～3649～2844～26灰鑄鐵(＜190HBW)YG8YG8N120～9080～6070～50(190～225HBW)YG3XYG6XYG6A110～8070～5060～40冷硬鑄鐵≥45HRCYG6XYG8MYM053

YD15YS2YDS15ap＝3～6mmf＝0.15～0.3mm/r

15～17表4-12瑞典SANDVIK數(shù)控刀具切削用量推薦表加工材料加工條件刀片幾何槽形

刀片牌號(hào)

對(duì)應(yīng)ISO牌號(hào)正前角型

主要切削性能背吃刀量

/mm刀尖圓

弧半徑

/mm進(jìn)給量

f/mm·切削速度

/m·mi低

合

金

鋼

260HBW粗

加

工適用于斷

續(xù)切削有

鍛造硬皮PR槽形

GC4025牌號(hào)

ISOP25正前角

有增強(qiáng)棱邊

耐磨性高1.0～4.01.20.33250.80.25350半精加工能有微振PM槽形

GC4025牌號(hào)

ISOP25能確保斷屑

耐磨性良好1.0～4.00.80.23750.40.14410精

加

工輕負(fù)荷

小背吃刀

量、小進(jìn)給PF槽形

GC4015牌號(hào)

ISOP15刃口鋒利

斷屑好0.1～1.70.40.15300.20.08545表4-12瑞典SANDVIK數(shù)控刀具切削用量推薦表奧

氏

體

不

銹

鋼

180HBW粗

加

工在不良條件

下加工，斷

續(xù)切削、有

鍛造硬皮MR槽形

GC2025牌號(hào)

ISOM25高強(qiáng)度正前角

切削刃強(qiáng)度高1.0～4.01.20.31900.80.25200半精加工切削力小

切削穩(wěn)定MM槽形

GC2025牌號(hào)

ISOM25耐磨性較好

韌性較好0.3～30.80.22150.40.14235精

加

工精度高

公差小MF槽形

GC2015牌號(hào)

ISOM15耐磨性高0.1～1.70.40.12800.20.07285加工材料加工條件幾何槽形/

刀片牌號(hào)

對(duì)應(yīng)ISO牌號(hào)正前角型

主要切削性能背吃刀量

/mm刀尖圓

弧半徑

/mm進(jìn)給量

f/mm·切削速度

/m·mi灰

鑄

鐵

260HBW粗

加

工抗拉強(qiáng)度高，輕負(fù)荷切削，斷續(xù)切削KR槽形

GC3015牌號(hào)

ISOK10從一般切削到輕負(fù)荷都有良好切削性能，切削刃堅(jiān)韌，有增強(qiáng)刃帶1.0～4.00.120.32300.80.25245半精加工可適用

球墨鑄鐵KM槽形

GC3015牌號(hào)

ISOK10鋒利的正前角

槽形切削力小，切削輕快0.3～30.80.22500.40.14260精

加

工鑄鐵精

加工首選KF槽形

GC3005牌號(hào)

ISOK10切削刃鋒利切削力小，切削無(wú)毛刺，能降低崩刃0.1～1.70.40.1265表4-12瑞典SANDVIK數(shù)控刀具切削用量推薦表加工材料加工條件刀片幾何槽形

刀片牌號(hào)

對(duì)應(yīng)ISO牌號(hào)正前角型

主要切削性能背吃刀量

/mm刀尖圓

弧半徑

/mm進(jìn)給量

f/mm·切削速度

/m·mi4.機(jī)床功率檢驗(yàn)

若選用的切削用量值過(guò)高或者機(jī)床動(dòng)力較小，需檢驗(yàn)機(jī)床功率是否允許，檢驗(yàn)方法應(yīng)使

一、超高速切削

二、精密和超精密加工

三、干切削

四、硬切削第七節(jié)現(xiàn)代切削新技術(shù)簡(jiǎn)介一、超高速切削

超高速切