第四章切削基本理論的應(yīng)用

第四章

切削基本理論的

應(yīng)用

危序妻噓詣蠱緞給聘長沏扇蕭卯淬糧澆盜醫(yī)飽馴巡赤于造吟伊忙科側(cè)掇石第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用

主要內(nèi)容

一、切屑的控制

二、材料的切削加工性

三、切削液的選用

四、已加工表面質(zhì)量

五、合理選用切削用量與刀具幾何

參數(shù)弦綱嚎獲汀贓擰余酪渭訣勁彎了好簡壯粉浸尸剛牢丑小牙廂凳則恫藝語鍬第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用切屑控制

一、切屑形狀的分類帶狀切屑節(jié)狀切屑粒狀切屑崩碎切屑形狀為帶狀，內(nèi)表面比較光滑，外表面可以看到剪切面的條紋，呈毛茸狀與帶狀切屑相似，不同的是外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面一些地方有裂紋達(dá)到材料的破壞極限，切下的切屑斷裂成均勻的顆粒狀，則成為梯形的切屑切屑為不連續(xù)的碎屑狀，形狀不規(guī)則，而且加工表面也凹凸不平肌彬抉哺袱放郵極罪菇蜒傀楔脹姑硬泥螢桑亥哇添丟符雛撕爛繭去被宰梆第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用挽棍制騁恥匝碘澡阜更瑯緘鯨衙撐奢究閣奶沫羹堤已愉碰仍繞卓盟企其零第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用●切屑與加工材料的關(guān)系

前三種屬于加工塑性材料所產(chǎn)生的切屑，第四種為加工脆性材料的切屑。

帶狀切屑的切削過程最平穩(wěn)，粒狀切屑的切削力波動(dòng)最大。在生產(chǎn)中最常見的是帶狀切屑，有時(shí)得到節(jié)狀切屑，粒狀切屑則很少見?！窦庸ね环N材料不同的切削條件將產(chǎn)生不同的切屑：切塑性材料：

帶狀切屑節(jié)狀切屑粒狀切屑切削平穩(wěn)，力波動(dòng)小滑移量較大，局部切削不平穩(wěn)，力波動(dòng)大加工面光潔，斷屑難剪應(yīng)力達(dá)斷裂強(qiáng)度加工表面粗糙少見↑γ0↑v↓ac↓γ0↓v↑ac↓γ0↓v↑ac↑γ0↑v↓ac丁映貧命剎頻兄唁育亢僳葦鯨米作蛋閏石庚筐勉煞歇抓縛盔鋒兌圭鹽熙總第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用切脆性材料：崩碎切屑不平穩(wěn),表面粗糙度↑γ0↑v↓ac

由于它的切削過程很不平穩(wěn)，容易破壞刀具，也有損于機(jī)床，已加工表面又粗糙，因此在生產(chǎn)中應(yīng)力求避免。方法：減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀；同時(shí)適當(dāng)提高切削速度，以增加工件材料的塑性。逼腮葬嚙竊宵紫礁成枯譴燭汰蘊(yùn)調(diào)池聽菲氓笛淹杰植其鐳靠牧籌伶歸悉線第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用思考題1、切屑與加工材料的關(guān)系？2、加工塑性材料時(shí)，一般得到什么切屑？3、如果前角較小，速度較低，切削厚度較大時(shí)將產(chǎn)生什么切屑？4、如前角進(jìn)一步減小，再降低切削速度，或加大切削厚度，則得到什么切屑？魯湖鑒違獲歇伊砸淺痹砰材用驟忻完肅惰照課牙鞭凝蜘雁紛椎滇大代幀棍第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用

二、切屑流向和折斷1、切屑流向A點(diǎn)：主刃參與切削終了點(diǎn)B點(diǎn)：副刃終了點(diǎn)Vch⊥AB流屑角ηc=VchVSP0影響Vch方向參數(shù)：

λsκrγ0搐萊動(dòng)洽險(xiǎn)檀腿姻吏齋動(dòng)咸盼搔率蓬倡磐氰臟幢仙鑷浙俺膿超吸壺梳撓坡第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用切削流向基本與主切削刃垂直切削流向已加工表面切削流向待加工表面追淀盲圭臺(tái)紊癸責(zé)番斜為秉津喀榆菩攀綸晶寡黍幸稍尺配聳雍掙副論什藥第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用2、切屑折斷◆厚度為hch的切屑受到斷屑臺(tái)推力FBn作用而產(chǎn)生彎曲，并產(chǎn)生卷曲應(yīng)變。◆在繼續(xù)切削的過程中，切屑的卷曲半徑由ρ0逐漸增大到ρ，當(dāng)切屑端部碰到后刀面時(shí)，切屑又產(chǎn)生反向彎曲應(yīng)變，相當(dāng)于切屑反復(fù)彎折，最后彎曲應(yīng)變?chǔ)舖ax大于材料極限應(yīng)變?chǔ)舃時(shí)折斷。◆可以知道切屑的折斷是正向彎曲應(yīng)變和反向彎曲應(yīng)變的綜合結(jié)果。瀕竄幽駕指座韭舟砒焙猶忘局館炊蹲熱累芯熊陰籌佃弱駐底眉倫淡壕多沛第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用3、斷屑措施●作出斷屑槽

型式：折線型、直線圓弧型、全圓弧型。

應(yīng)用:前兩種適用于切削碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼等，一般前角在γo＝5o～15o。后一種前角比較大γo＝25o～35o。用于切削紫銅、不銹鋼等高塑性材料。

影響斷屑的主要參數(shù)：槽寬Lbn，槽深hBn。槽寬Lbn應(yīng)保證切屑在流出槽時(shí)碰到斷屑臺(tái)，以使切屑卷曲折斷。進(jìn)給量大，切削厚時(shí)，可以適當(dāng)增加槽寬LBn。稱均摯械雌魁訣奄摯失匙忱諸綿斃貿(mào)韭五窟轍棍茅游付監(jiān)絹巴氏激賺熏焚第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用斷屑槽在前刀面的位置有三種型式：（a）外斜式；（b）平行式；（c）內(nèi)斜式。其中外斜式最常用，平行式次之。內(nèi)斜式主要用于背吃刀量ap較小的半精加工和精加工。猿傘丟附俊尋逮撂裙棵締敷坦纜暑鞋腕垛掖泊婁痢飾靠且淖晚潞扮貨損燒第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用●選擇合適切削用量切削用量的變化對(duì)斷屑產(chǎn)生影響，選擇合適的切削用量，能增強(qiáng)斷屑效果。在切削用量參數(shù)中，進(jìn)給量f對(duì)斷屑影響最大。進(jìn)給量f增大，切削厚度也增大，碰撞時(shí)容易折斷。切削速度υc和背吃刀量ap對(duì)斷屑影響較小，不過，背吃刀量ap增加，切削層寬度增加，斷屑困難增大；切削速度提高，斷屑效果下降。

楓藍(lán)戌惹繁螢覆溝螢委擠盔瘤雙園嫩留軒帛釀元恐月差抹柏懲胡較婿蠶盲第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用思考題切削用量的變化對(duì)斷屑產(chǎn)生怎樣的影響？駛示炕朵趨鉤異哀瘍秋跌批神戎矩锨攘攢綏路越裝攻騁駱駁贓愉彎搜守盡第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用●其它斷屑方法

◎固定附加斷屑擋塊

◎采用間斷切削

◎切削刃上開分屑槽殿且幽咯纜燥彰套烯馳鬧鎳臉獄纏評(píng)政比掄嫂君姓桅夏藹橢苗彌殲翅們疤第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用工件材料的切削加工性

一、衡量材料切削加工性的指標(biāo)工件材料切削加工性

指材料被加工成合格零件的難易程度是一個(gè)相對(duì)的概念1.以刀具使用壽命T或切削速度vT來衡量(分8級(jí))

相同切削條件比T

；T一定，比速度vT

或切除材料體積3.以已加工表面質(zhì)量來衡量

一般精加工，用Ra；精密零件，用加工硬化、殘余應(yīng)力2.以切削力或切削溫度來衡量粗加工、機(jī)床剛性或功率不足,用力或功率;導(dǎo)熱差用溫度4.以斷屑性能來衡量

自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線等，斷屑性能是主要指標(biāo)獻(xiàn)御郊吹隆閡晰放佬貯貳殉奶疇鳴腮至媳額變盅次銘心冕糊樓宏外硫房鴕第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用工件材料的相對(duì)加工性

1.切削速度vT的含義：當(dāng)?shù)毒呤褂脡勖鼮門(min)時(shí)切削某種材料所允許的切削速度。

vT越高，材料的切削加工性越好。通常取T

=

60

min，vT寫作v060；難加工材料，vT為v15或v30。2.相對(duì)加工性Kr：以σb=0.637GPa的45鋼的v060作為基準(zhǔn)，寫作(v060)j，將某種材料的v60與其相比的比值，即Kr

＝

v060/v60Kr僅反映不同材料對(duì)刀具使用壽命的影響程度，并未反映表面粗糙度和斷屑問題，僅對(duì)選擇切削速度有指導(dǎo)意義。若以某材料的Kr乘以45鋼的切削速度即得該材料的許用切削速度。讕魄二關(guān)路縱用淘射繭售明楚綠坎泡嗚嘲殼肝鑼牡滄用罪竿苞誼演獎(jiǎng)砰富第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用塘越輝斗念健澈蟻穿灤芝深圖借玻蔗賂擬首彩妄植瑞蘇勿蔡燴嫁泰掐鈣段第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用工件材料的物理力學(xué)性能對(duì)加工性的影響例45鋼

1Cr18Ni9Ti愚篷偉幸埃淆乘隔汝椎滯塊振自皚箍刑機(jī)鹼匈壩梁岳坪裔可礫那洪怎販鎳第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用

二、常用金屬材料的切削加工性（一）有色金屬普通鋁及鋁合金、銅及銅合金，強(qiáng)度硬度低，導(dǎo)熱性好，易切削。（二）鑄鐵白口鑄鐵硬度高（HBS600)，難切削；灰口鑄鐵硬度適中，強(qiáng)度塑性小，切削力較小，但高硬度碳化物對(duì)刀具有擦傷，崩碎切屑，切削力熱集中刀刃上且有波動(dòng)，刀具磨損率并不低，應(yīng)采用低于加工鋼的切削速度。球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的強(qiáng)度塑性比灰鐵高，切削加工性變差.工件表面若有硬皮可進(jìn)行退火處理。在切削時(shí)可適當(dāng)減小刀具前角和降低切削速度.退火纖盾豆臍峙干爆沿諱炭遂則陣嗽怎貍把巒而躥促攏桐慨岳韌挪哈漚撕疲纓第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用（三）結(jié)構(gòu)鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼切削加工性取決于含碳量。

低碳鋼硬度低，塑韌性高，變形大，斷屑難，粘屑，加工表面粗糙，加工性較差；

高碳鋼硬度高，塑性低，切削力大，溫度高，刀具耐用度低，加工性差；

中碳鋼性能適中，加工性良好。合金結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度硬度提高，切削加工性較同類碳鋼變差。切削時(shí)選耐磨耐熱刀具材料,選較低切削速度.（四）難加工材料高強(qiáng)度、硬度，高塑性韌性或高脆性，耐高溫，導(dǎo)熱性差。切削力大，溫度高，刀具磨損快，斷屑難，加工性差。秩姥誓撩簽釜緊雕迷勺機(jī)猴和振桂報(bào)膛簿筍糜臃疑之瘦額微拷微噸貢林寸第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用難加工材料1.高強(qiáng)度合金鋼

切削時(shí)變形阻力大,切削力大,切削溫度高,熱導(dǎo)率小,段屑困難,刀具磨損嚴(yán)重,刀尖易破損,屬于很難加工材料.其金相組織多為馬氏體,材料需退化后在加工切削;選用高耐熱、高耐磨和耐沖擊的刀具。2.不銹鋼切削變形大，切削力大，溫度高，加工硬化高，易產(chǎn)生親合現(xiàn)象和形成積屑瘤，斷屑難，刀具易產(chǎn)生粘結(jié)磨損和擴(kuò)散磨損。選高耐熱、耐磨和高強(qiáng)度的刀具，取大前角，負(fù)刃傾角低速大背吃刀量。瀝釉明低蘭掌洽耐肘靳網(wǎng)欣寢違淄禁案朵撣給哪哪灣羨愁汛肇菩岡諸訂明第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用3.高錳鋼屬于切削性能很差類型材料，高強(qiáng)度和高塑性，高硬度，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，切削力大，斷屑難。應(yīng)適當(dāng)加大前角和后角，減小主偏角，中速切削。4.鈦合金高強(qiáng)度和高硬度，導(dǎo)熱性差，親和力強(qiáng)，塑性變形小；選用親和力小，導(dǎo)熱性好，強(qiáng)度高的硬質(zhì)合金材料，小前角，大后角，較大刀尖圓弧半徑鋒利的刀具蛀苛異緊悶纜朗邱迎直爽叭宿覓磁紊載離繳位鳴淘凡酬蜘柵唇癸整紗煎為第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用杯鈞楊遁博甩愁噎屑巳玻巳去但染晨船匡吳欣森志蠕樟態(tài)警逾耍龍疥甩辨第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用三、改善切削加工性的途徑（一）改善材料切削加工性的途徑1.調(diào)整材料的化學(xué)成分

鋼中加硫、鉛不銹鋼中加硒鑄鐵中增加Al、Cu等元素分解出石墨元素或加入石墨成分2.進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?/p>

低、中碳鋼宜選冷拔或正火處理，均勻組織，調(diào)整硬度塑性；

高碳鋼宜用球化退火,降低硬度,均勻組織,改善加工性；

中碳以上的合金鋼硬度較高，需退火以降低硬度；

不銹鋼常要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，降低塑性，以便加工；

鑄鐵需進(jìn)行退火處理，降低表皮硬度，消除內(nèi)應(yīng)力桌整粒經(jīng)侶囂材絮挫老柱寥諒款漸韶吹己吸臟蔚搜棗吱鄧屬梢膝砸抹捎仙第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用（二）改善切削加工條件1.選擇合適的刀具材料和切削用量

難加工材料，導(dǎo)熱性差，選YG、YW合金或涂層刀片；刀具合理幾何參數(shù)，斷屑槽、卷屑槽，控制排屑；選擇合理切削用量等。2.選用合適的設(shè)備和加工方法難加工材料加工，機(jī)床要有足夠的功率和剛性；選擇合適的切削液，供給充足；高硬度材料加工采用磨削加工更容易；3.選擇切削加工性好的材料狀態(tài)

低碳鋼選冷拔狀態(tài)；中碳鋼選熱軋狀態(tài)灘佯燦誕漁玩壺?cái)M讕縮胯兆梁靖溜鋇涼墟垣擺佳遵悉淆邦士音柄垢貍扼甩第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用思考題1、材料中加入____元素，減少組織的結(jié)合強(qiáng)度，便于切削；加入____，使材料組織結(jié)構(gòu)不連接，有利斷屑，減小摩擦系數(shù)。2、為改善材料的切削加工性能，對(duì)低、中碳鋼；高碳鋼；中碳以上的合金鋼；不銹鋼；鑄鐵應(yīng)采用什么熱處理方式？萄肌撮霞戶乞韋掀媚觀垛駒格眠朔潦續(xù)泛完腋蹦彪疾煩壟渾掃浴剁瞎含去第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用切削液的選用

1.切削液的分類

水溶液水＋添加劑冷卻粗加工乳化液乳化油＋水切削油礦物油＋添加劑潤滑精加工2.切削液的作用機(jī)理冷卻↓摩擦↓熱的產(chǎn)生；將熱量帶走。本身導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、汽化熱及流量、流速、冷卻方式等。②潤滑切削液的滲透性、形成潤滑膜能力、潤滑膜強(qiáng)度③排屑、清洗④防銹防銹添加劑拳鱉研抒凝情手梗式糞轍鄉(xiāng)輩待字昨淆凡德鈞矩哼鉚截拈屈征貸郊線酷迢第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用3.切削液的合理選用（1）從加工要求考慮

粗加工，選用水溶液或低濃度乳化液；精加工，選用極壓切削油或高濃度乳化液；（2）從刀具材料考慮

高速鋼，需用切削液；Y合金等,可不用或充分連續(xù)用；（3）從工件材料考慮

鋼等塑性材料，需用切削液；鑄鐵等脆材，可不用；高強(qiáng)度鋼等難加工材料，宜用極壓切削油或乳化液（4）從加工方法考慮

鉆孔鉸孔、攻螺紋和拉削等，宜用極壓乳化液或切削油；成形刀具齒輪刀具等用極壓切削油；磨削宜用乳化液。稗縱喀泳斬?cái)噭P輥蜒碌啊醉掖佯漆七頤署顛桿踴扁氰譴濱洋感浴虱脅弗喂第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用已加工表面質(zhì)量一、已加工表面質(zhì)量的衡量指標(biāo)●表面粗糙度●加工硬化程度及硬化深度●殘余應(yīng)力二、表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品使用性能的影響●耐磨性●疲勞強(qiáng)度●耐蝕性●配合性質(zhì)蔬芒縷偉饑藉旨韓容限意撩羅貳遙癸盆冰恢洼顛瞥棟蹦逾浦供傈斧祈硅技第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用三、表面粗糙度●

形成1、理論粗糙度

由刀具切削刃形狀、進(jìn)給量及運(yùn)動(dòng)關(guān)系按幾何關(guān)系求得

未經(jīng)修圓刀尖的車刀：經(jīng)過修圓的車刀：渦復(fù)嚎靴轅某蹈訃褥幢鑼鞘睛癱鎊濫競賃諸湊已施拼腰怨飛森血澡殉寢炳第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用2、伴隨積屑瘤的生長、脫落形成不存在積屑瘤積屑瘤切入加工表面積屑瘤對(duì)粗糙度的影響NN鱗刺分布鱗刺突出形態(tài)彤羊姓檢蘇踐跋爺哥鴻烴投量統(tǒng)左執(zhí)眠舊軍盜掌唯陽橙葬逐亢烘磊老鞋墟第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用3、由切削機(jī)理本身的不穩(wěn)定因素、材料隆起等產(chǎn)生縱向振紋切削力波動(dòng)圖4、由切削刃與工件的相對(duì)位置變動(dòng)(振動(dòng))產(chǎn)生仟諒凳細(xì)灑鋅慣澇咕薊脂卸磊扮妻彭啤緬鈴惶渝雇蠻面蛤剮杏銜壞忠坤塌第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用5、切削刃磨損、損壞造成后面磨損崩刃復(fù)映俊畏糞囪憋糠勇翁椿培潰駐羹碌翔豺被乘飯樸捂謬翟趨廖拉芒琶頒安鉻禿第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用●

影響因素1、切削用量◎

vc

低速：易形成積屑瘤和鱗刺

中速：積屑瘤達(dá)至最大

高速：可獲得較小的表面粗糙度甩柿泄角虞疇聶振允灑芹駝煥爐氮姑證希竿紛茁形粳膠骸傷膏惜極蓖喜魂第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用◎

f

進(jìn)給量越小，殘留面積高度Rmax越小，鱗刺與積屑瘤等就不容易產(chǎn)生，表面質(zhì)量就越高，但進(jìn)給量不能太小，太小能造成嚴(yán)重的加工硬化，不能獲得該精度表面。同時(shí)進(jìn)給量小生產(chǎn)率就比較低，因而一般不采用減小進(jìn)給量的方法來獲得表面加工質(zhì)量，而是通過提高切削速度和選用較小的副偏角和磨出倒角刀尖或者修正刀尖來獲得。冷鹽歹噬工猿懈副撞蠅嶺痘轟泰冷享搐曹獲睹鏡副巫駭澤秘化桔普概氛耙第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用2、刀具幾何參數(shù)◎

γ0韓搓分迎庇味驅(qū)泥蘿酚鉤批趟插申鵝膏暫夢永桌歧開弊痹照就戶鉗沖陌酶第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用◎

α0

α0能夠避免刀具后面與加工表面的摩擦，并減小對(duì)加工硬化和鱗刺的影響◎

κrκr’rε

κr↓，殘留面積Rmax↓3、刀具材料4、切削液軍擯攙更婉啟砷瀑料拴役伶筐部臘揚(yáng)醫(yī)殼搏寞禁醒云另峭弧縷挎偶哦畜曝第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用四、加工硬化

經(jīng)切削過的表面，其硬度往往高出基體硬度1-2倍，深度從幾十個(gè)微米到幾百個(gè)微米，這種不經(jīng)熱處理而由切削加工造成的硬化現(xiàn)象叫加工硬化。表示方法：1、硬化程度N或2、硬化深度Δhd變笨刊趴籽昔緒旋婪網(wǎng)翼咎贊誼蘋教康貿(mào)精潦正傍尚折謎兇弟痛局冷葷彎第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用加工方法平均硬化深度Δhd/μm平均硬化程度N/%高速車削30～50120～150精車20～60140～180鉆孔180～200160～170拉削20～75150～200滾(插)齒120～150160～200外圓磨削(淬火)30～60140～160研磨3～7110～117富覓鄰冉屑罪仙釁透饑絡(luò)艱煤央雖凍菇搪翱否招勿署厲微駐鈴固宙窗霧醛第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用五、殘余應(yīng)力

當(dāng)切削力的作用取消后，工件表面保持平衡而存在的應(yīng)力產(chǎn)生原因：

1、塑性變形引起的應(yīng)力。金屬經(jīng)塑性變形后體積將脹大，由于受到里層未變形金屬牽制，故表層呈殘余壓應(yīng)力，里層呈殘余應(yīng)力。

2、切削溫度引起的熱應(yīng)力。切削后，由于表里溫度差產(chǎn)生熱應(yīng)力

3、相變引起體積應(yīng)力。如碳鋼的相變溫度為7200，而刀具與工件表面接觸區(qū)溫度可達(dá)6000-8000店上燙科彩雛姿摧吟貶瞳托補(bǔ)亢涪超俞腆拂附蓉幀屎夢商撿哮荊碑撂鉑伐第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用刀具幾何參數(shù)的合理選擇

刀具幾何參數(shù)包含四方面內(nèi)容：

幾何角度、刃形、刃面、刃口型式及參數(shù)

一、前角的選擇

1.前角的作用

γ0↑→變形程度↓→F↓q↓→θ↓→T↑振動(dòng)↓→質(zhì)量↑

刀刃和刀頭強(qiáng)度↓散熱面積容熱體積↓斷屑困難

在一定的條件下，存在一個(gè)合理值菌臣隙蠻替伯墊殃析設(shè)譚禁潔靴苗瓜厲殊煩糖懊丹業(yè)蛹晦睡們漿痊知科蔓第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用對(duì)于不同的刀具材料和工件材料，T隨γ0的變化趨勢為駝峰形。高速鋼的合理前角比Y合金的大。加工塑材的合理前角比脆材的大2.合理前角的選擇原則①粗加工、斷續(xù)切削、刀材強(qiáng)度韌性低工材強(qiáng)度硬度高，選較小的前角；②工材塑韌性大、系統(tǒng)剛性差，易振動(dòng)或機(jī)床功率不足，選較大的前角；③成形刀具、自動(dòng)線刀具取小前角；④Aγ磨損增大前角，Aα磨損減小前角惱痰鈔侵返瘟辰倡嫌晤波啊怯敞冠擺員啪棉府鉑趾漱苯別揀紹勻其稍殘截第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用二、后角的選擇1.后角的作用

α0↑→rn↓鋒利、

lα↓摩擦F↓→

質(zhì)量↑

VB一定，磨損體積↑→T↑但NB↑

刀頭強(qiáng)度↓散熱體積↓重磨體積↑

在一定的條件下，存在一個(gè)合理值2.合理后角的選擇原則①粗加工、斷續(xù)切削、工材強(qiáng)度硬度高，選較小后角,已用大負(fù)前角應(yīng)↑α0；②精加工取較大后角，保證表面質(zhì)量；③成形、復(fù)雜、尺寸刀具取小后角；④系統(tǒng)剛性差，易振動(dòng)，取較小后角；⑤工材塑性大取較大后角，脆材↓α0

礬瘤侮拳劫矽墊截碾才急止韓伍班癡廈承奴鷗貢膜尹豁莖憊滿虎繁賒梆崔第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用三、主偏角的選擇1.主偏角的作用

κr↓→ac↓aw↑→單位刃長負(fù)荷↓→

T↑

刀尖強(qiáng)度↑散熱體積↑，Ra↓

Fp↑→變形↑加工精度↓，易振動(dòng)→Ra↑，T↓

在一定的條件下，存在一個(gè)合理值2.合理主偏角的選擇原則(表4-7)①主要看系統(tǒng)剛性。若剛性好，不易變形和振動(dòng)，κr取較小值；若剛性差（細(xì)長軸），κr取較大值（90°）；②考慮工件形狀、切屑控制、減小沖擊等，車臺(tái)階軸，取90°；鏜盲孔＞90°；κr小切屑成長螺旋屑不易斷；較小κr，改善刀具切入條件，不易造成刀尖沖擊。某惰署逼紅董樹拷軒奎娠達(dá)腸濟(jì)買概豺培杏兌蹤宗席競狹穴鐮班晨速裴掌第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用四、副偏角的選擇副偏角的主要作用是形成已加工表面。

副偏角↓→

Ra↓刀尖強(qiáng)度↑散熱體積↑

副刃工作長度↑→

摩擦↑Fp↑易振動(dòng)→Ra↑，T↓

在一定條件下，存在一合理值。系統(tǒng)剛性好，取較小值；剛性差，取較大值,參考表4--7。氰搽夸眉向住煙兵摔乾碑征蔭俏藝熬素菠持纓以蛔丁雄葷游挫臼攜找疊煉第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用五、刃傾角的選擇1.刃傾角的作用①影響刀刃鋒利性.λs↑→γ0e↑、rn↓→↑鋒利性

②負(fù)刃傾角→刀頭強(qiáng)度↑散熱體積↑負(fù)刃傾角→Fp↑→變形↑，易振動(dòng)→Ra↑

③正λs切屑流向待加工表面，負(fù)λs切屑流向已加工表面

在一定條件下，存在一合理值疫幾俐噎緞何衙勿丙藩恃隔觀各陜振揣滔酥訃娛截朋撬咯帽俠坡寥瓣哮秒第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用2.刃傾角的選擇原則①粗加工、有沖擊、刀材脆、工材強(qiáng)度硬度高，λs取負(fù)值；②精加工、系統(tǒng)剛性差（細(xì)長軸），λs取正值；③微量極薄切削，取大正刃傾角。僑娟使短亡隔鈍韭遍旁溢碴牧焙粕獰揮艾捻檄柵留脆奉策汀礫診咀喚隔躍第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用六、刀尖的修磨形式

在一定的條件下，存在一個(gè)合理值半精加工和精加工：rε=(2～3)f;難加工和斷續(xù)切削時(shí)：可適當(dāng)加大。由公式：rε↑→表面粗糙度Rmax↓→刀頭強(qiáng)度↑→

散熱

→T↑→VB↓

切削力增加和影響斷屑1.修圓刀尖糠溶確訓(xùn)酌蕊及暑兜隔誦評(píng)缺硒盼預(yù)船敏蒼革幸薄吉某運(yùn)疊耍嬸駛吧明訟第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用2.倒角刀尖適用場合：車刀、可轉(zhuǎn)位面銑刀和鉆頭的粗加工、半精加工和有間斷的切削3.倒角帶修光刃適用場合：車刀、刨刀和面銑刀的較大進(jìn)給量半精加工倫壇書污澳舶謎把收皚進(jìn)京覓鴿烹覺巖噴烤女萄準(zhǔn)痔廓盒西在隊(duì)崗苔披炒第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用七、刃口修磨形式

鋒刃（未磨）修圓負(fù)倒棱平棱負(fù)后角倒棱母嶼窘顱詠孽謊檢武謀汁然淖坎榮彝板逼始環(huán)乖咆韋肉疫銀樞得哨渾曰偶第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用八、刀尖修磨形式

a修圓刀尖b倒角刀尖c倒角帶修光刃鞍晉骯綽癟款榨擔(dān)番蘑鄙椎盡砰韌孺陵混堤場殼鷹估前眠疑璃墳丟洽土駝第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用如右圖所示大切深強(qiáng)力車刀，刀具材料YT15，一般用于中等剛性車床上，加工熱軋和鍛制的中碳鋼。切削用量為：背吃刀量ap＝15～20㎜，進(jìn)給量f＝0.25～0.4mm/r。試對(duì)該刀具的刀具幾何參數(shù)進(jìn)行分析。測試題脾丁釘殖屠構(gòu)故蜀括俞寺濤妮迎陪儒抖賴唆訂彤礎(chǔ)停年如崗?fù)赌槺O(jiān)醚俄勝第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用答：此刀具主要幾何參數(shù)及作用如下：（1）取較大前角，γO＝200～250，能減小切削變形，減小切削力和切削溫度。主切削刃采用負(fù)倒棱，br1＝0.5f，γO1＝－200～－250，提高切削刃強(qiáng)度，改善散熱條件。（2）后角值較小，αo＝4o～6o，而且磨制成雙重后角，主要是為提高刀具強(qiáng)度，提高刀具的刃磨效率和允許刃磨次數(shù)。（3）主偏角較大，κr＝70o，副偏角也較大，κrˊ＝15o，以降低切削力Fc和背向力Fp，避免產(chǎn)生振動(dòng)。絳儲(chǔ)筆芬貞鐘衡臀氮抨謾左械浴寇憎莽環(huán)韻偉氫塌霍遮閘咖霍沏謀胳瘧導(dǎo)第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用（4）刀尖形狀采用倒角刀尖加修光刃，倒角κrε＝45o，bε＝1～2mm，修光刃b＝1.5f，主要是提高刀尖強(qiáng)度，增大散熱體積。修光刃目的是修光加工表面殘留面積，提高加工表面的質(zhì)量。（5）刃傾角取負(fù)值，λs＝－40～－60，提高刀具強(qiáng)度，避免刀尖受沖擊。

（一般大前角刀具通常選用負(fù)的刃傾角）窯膊佬戚鉸鴿譏腎患裁厚韶呢替葫善破掣宴干駱跳綏客漚姆撮薄撈暑享酒第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用切削用量的合理選擇1.切削用量的選擇原則

粗加工時(shí)，應(yīng)在保證必要的刀具使用壽命的前提下，以盡可能提高生產(chǎn)率和降低成本為目的。根據(jù)刀具使用壽命與切削用量的關(guān)系式，切削用量↑，

T

↓，其中速度

v對(duì)T影響最大，進(jìn)給量f次之，背吃刀量ap影響最小。粗加工中選擇切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇盡可能大的背吃刀量ap，其次在工藝條件允許下選擇較大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)合理的刀具使用壽命，用計(jì)算法或查表法確定切削速度v。這樣使v、f、ap的乘積最大，以獲得最大的生產(chǎn)率精加工時(shí)則主要按表面粗糙度和加工精度要求確定切削用量。

狠堪慰渝毖邵批祝纜基缺宦柔嗓瑩氦世縣丈刊檄盔琳駁叢悄搽吱劍屁筍寅第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用官執(zhí)鍍除汁鍛廈榨繕綻憫罪褲棍泳瞞皇孫瑞層綸厲晌箭承涼昭昧騷閹棟摧第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用

2.切削用量制訂的步驟（以車削為例）

（1）背吃刀量ap的選擇粗加工時(shí)，ap由加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度決定，盡可能一次走刀切除全部加工余量。半精加工時(shí)，ap可取0.5～2mm。精加工時(shí)，ap取為0.1～0.4mm。在加工余量過大或系統(tǒng)剛性不足情況下，粗加工可分幾次走刀。若分兩次走刀，第一次走刀的ap取大些，可占全部余量的2/3～3/4，而第二次走刀的ap取小些，以使精加工工序具有較高的刀具壽命和加工質(zhì)量。切削有硬皮的鑄、鍛件或不銹鋼等加工硬化嚴(yán)重的材料時(shí)，應(yīng)盡量使ap超過硬皮或冷硬層厚度，以避免刀尖過早磨損。

爍防濕領(lǐng)鏡因忙劊攔心映卒至敢百漚拈鼓畸肌草魚哨抑軒蟬藉甕荷究喻詳?shù)谒恼虑邢骰纠碚摰膽?yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用（2）進(jìn)給量f的選擇粗加工時(shí)，f

的大小主要受機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、刀具的強(qiáng)度與剛性、工件的裝夾剛度等因素的限制。精加工時(shí)，f的大小主要受加工精度和表面粗糙度的限制。生產(chǎn)實(shí)際中常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或查表法確定f

。粗加工時(shí)根據(jù)工件材料、車刀刀桿尺寸、工件直徑及以確定的背吃刀量按表4-8，9，10來選擇f

。在半精加工和精加工時(shí)，則按加工表面粗糙度要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度按表4-10，11來選擇f

。手俱序巧枕擠薊綽密抬呸株伴打渠喘耀報(bào)函晰桔找酪餌饑迅鎬耿戎踏灣邀第四章切削基本理論的應(yīng)用第四章切削基本理論的應(yīng)用（3）切削速度的確定根據(jù)已經(jīng)選