金属切削的基本原理.ppt

第2章金属切削的基本原理 2 1金属切削过程的变形2 2切屑的类型及控制2 3切削力2 4切削热和切削温度2 5刀具磨损和刀具寿命2 6刀具几何参数和切削用量的合理选择 金属切削加工的目的 使被加工零件的尺寸精度 形状和位置精度 表面质量达到设计与使用要求 金属切削加工定义 金属切削加工必须具备的两个基本条件 切削运动和刀具 金属切削加工过程中的现象 切削变形 切削力 切削热和刀具磨损 研究切削变形的意义有助于切削加工技术的发展 保证加工质量 提高生产率和降低成本 正挤压 金属材料受挤压时 最大剪应力方向与作用力方向约成45 偏挤压 金属材料一部分受挤压时 OB线以下金属由于母体阻碍 不能沿AB线滑移 而只能沿OM线滑移 切削 与偏挤压情况类似 弹性变形 剪切应力增大 达到屈服点 产生塑性变形 沿OM线滑移 剪切应力与滑移量继续增大 达到断裂强度 切屑与母体脱离 金属挤压与切削比较 2 1 1切削的形成过程 2 1金属切削过程中的变形 1挤压与切削 三个变形区第一变形区第二变形区第三变形区 2变形区的划分 以塑性材料的切屑形成为例 金属切削区可大致划分为 OA 始滑移线 塑性变形开始 OM 终滑移线 金属晶粒的剪切滑移基本完成 成为切屑 金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域 变形的主要特征 剪切滑移变形加工硬化 一般速度范围内 区宽度为0 02 0 2mm 速度越高 宽度越小 可看作一个剪切平面 前刀面挤压与摩擦 金属纤维化的二次变形 此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因 3 第三变形区 切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦 并进一步产生弹 塑性变形 造成纤维化和加工硬化 影响巳加工表面质量 此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因 刃前区 三个变形区汇集在切削刃附近 此处的应力集中而复杂 被切削层在此与工件本体材料分离 挤压摩擦回弹区 切屑根部金相照片 3切屑的受力分析 切削层经塑性变形后 厚度增加 长度缩小 宽度基本不变 可用其表示切削层的变形程度 厚度变形系数 长度变形系数 1 变形系数 2 1 2切削变形程度 变形系数值 h是大于1的数 值越大 变形越大 可实测 h与剪切角 有关 增大 h减小 切削变形减小 相对滑移模型 平行四边形OHNM发生剪切变形后 变为平行四边形OGPM 其相对滑移 2 相对滑移 3 剪切角 1 根据材料力学平面应力状态理论 2 根据合力学最小理论 分析上式可知 1 前角增大时 剪切角随之增大 变形减小 这表明 在保证切削刃强度的前提下 增大刀具前角可减少切削变形 对改善切削过程有利 2 摩擦角增大时 剪切角随之减小 变形增大 提高刀具刃磨质量 采用润滑性能好的切削液可以减小前刀面和切屑之间的摩擦系数 有利于改善切削过程 2 1 3前刀面上的摩擦 1摩擦的类型 1 峰点接触型 外摩擦 接触点的应力达到屈服极限 发生了塑性变形 形成滑动接触 服从古典摩擦法则 2 紧密接触型 内摩擦 接触点发生强烈的塑性变形 氧化膜和吸附膜被破坏 金属对金属的直接接触 发生冷焊粘结 摩擦力就是破坏冷焊粘结的抗剪力和犁耕力 滑移剪切 不服从古典摩擦法则 2前刀面上的摩擦 切塑性金属时前刀面上应力分布情况 刀 屑接触区摩擦可分两部分 OA段粘接区 形成紧密接触型摩擦 剪切滑移 内摩擦AB段滑动区 形成峰点接触型滑动摩擦 外摩擦一般内摩擦力约占总摩擦力的85 3影响前刀面上的摩擦的主要因素 1 工件材料 相同的切削条件 材料的强度和硬度越大 摩擦系数略有减小 是因为切削速度不变时 温度增高 导致摩擦系数减小 2 切削厚度 切削厚度越大 前刀面正压力增大 摩擦系数减小 增大 3 切削速度 4 刀具前角 2 1 4积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 1 积屑瘤的形成及其成因 速度不高 切削塑性金属 形成带状切屑 刀具和切屑间的压力和摩擦 使得切屑冷焊并层积在前刀面上 形成硬度很高的一块剖面呈三角状的硬块 其硬度是工件材料硬度的2 3倍 能够代替刀刃进行切削 并以一定的频率生长和脱落 这硬块称为积屑瘤 1 积屑瘤的形成 1 工件材料的性质 塑性材料的加工硬化倾向越强 越易产生积屑瘤 切削区的温度和压力很低时 不会产生积屑瘤 切削区的温度太高时 由于材料变软 也不会产生积屑瘤 2 积屑瘤的成因 2 切削区的温度分布和压力分布有关 3 刀具前角增大刀具前角可以有效抑制积屑瘤的形成 4 冷却润滑条件加注切削液可以有效抑制积屑瘤的形成 根据积屑瘤的有无及生长高度Hb与切削速度关系 可分为四个区 5 切削速度 I区 切削速度很低 形成粒状或节状切屑 没有积屑瘤生成 区 形成带状切屑 冷焊条件逐渐形成 随着切削速度的提高 积屑瘤高度也增加 区 积屑瘤的高度随切削速度的增加而减小 当到达边界时 积屑瘤消失 速度高 切屑温度高被软化 摩擦阻力下降 滞留倾向减弱 区 切削速度进一步提高 由于切削速度较高而冷焊消失 此时积屑瘤不再存在 当切屑底部的纤维化依然存在 切屑的滞留倾向也依然存在 2 积屑瘤对切削过程的影响及其控制 1 增大刀具前角 减小了切屑变形 降低切削力 使切削过程容易进行 2 增大切削厚度 hD的变化导致切削厚度的变化 从而导致切削力的波动和影响加工质量 3 增大已加工表面粗糙度 积屑瘤伸出切削刃外的部分高低不平 外形极不规则 增大了已加工表面的粗糙度 降低了表面加工质量 1 积屑瘤对切削过程的影响 4 对刀具寿命的影响 积屑瘤如生长稳定 起到了保护了刀具 提高了刀具的使用寿命的作用 如频繁脱落 则加剧了刀具的磨损 降低了刀具的使用寿命 积屑瘤对切削过程的影响有积极的一面 也有消极的一面 在粗加工时 可充分利用积屑瘤 精加工时必须防止积屑瘤的产生 可采取的控制措施有 2 使用润滑性能好的切削液 目的在于减小切屑底层材料与刀具前刀面间的摩擦 1 合理选用切削速度 使切削速度避开产生积屑瘤的区域 3 增大刀具前角 减小刀具前刀面与切屑之间的压力 4 降低工材塑性 适当提高工件材料硬度 减小加工硬化倾向 2 控制措施 5 减小进给量 2 1 5影响切屑变形的因素 1 工件材料的影响 工件材料的硬度和强度越大 剪切角将随之越大 变形系数越小 切屑的变形越小 刀具前角增大 剪切角将随之增大 变形系数随着刀具的前角增大而减小 切屑的变形减小 2刀具前角的影响 3 切削速度的影响 切削塑性金属时vc是通过积屑瘤的生长消失过程影响切削变形大小的 切削铸铁等脆性金属时 一般不产生积屑瘤 随着切削速度增大 变形系数 逐渐地减小 4 切削层公称厚度的影响 进给量增大 切削层厚度增大 在无积屑瘤的切削速度范围内 Vc 200 切削厚度越大 变形系数越小 5 刀尖圆弧半径的影响 刀尖圆弧半径r 越大 变形系数越大 切削变形越大 第2节切屑的类型及控制 2 1切屑的类型 从变形观点出发 1带状切屑 2挤裂 节状 切屑 产生条件 加工塑性金属 且切削厚度较小 切削速度较高 刀具前角较大 优点 切削过程平稳 切削力波动范围小 已加工表面粗糙度较小 缺点 容易缠绕刀具或工件 影响加工过程 产生条件 加工塑性金属 在低速 切削厚度较大 刀具前角较小 特点 切削过程不平稳 切削力有波动 已加工表面粗糙度较大 3单元 粒状 切屑 产生条件 加工塑性金属 切削速度极低时 增大进给量 减小前角 特点 切削过程不平稳 切削力波动大 已加工表面粗糙度大 4崩碎切屑 切脆性材料 工件材料越是脆硬 进给量越大则越容易产生这种切屑 切削力的幅度小 但波动大 切削过程不平稳 易损坏刀具 已加工表面粗糙 应 0 v hD 2 2切屑的控制 1采用断屑槽 对流动中的切屑施加一定的约束力 使切屑应变增大 切屑卷曲半径减小 增大刀具主偏角切削厚度变大 有利于断屑 2改变刀具角度 3调整切削用量 减小刀具前角可使切屑变形加大 切屑易于折断 即据实际条件适当选择切削用量 l 克服切削层材料和工件表面层材料对弹性变形 塑性变形的抗力 切削力来源于以下两个方面 1 切削力来源 3 1切削力 切削合力与分力 切削功率 第3节切削力 2 克服刀具与切屑 刀具与工件表面间摩擦阻力所需的力 2 切削合力及分解 主切削力Fc最大 进给力Ff次之 背向力Fp最小 主偏角Kr的大小影响Fp和Ff的配置 当工艺系统刚性较差时 应尽可能使用大的主偏角刀具进行切削 主切削力 Fc计算切削功率和设计机床的主要依据 进给力 Ff作用在进给机构上 在设计与校和其强度时会使用 切深力 Fp虽不做功 但会造成工件变形或引起振动 影响加工精度和表面质量 特别在加工细长轴时应注意 2 切削合力及其作用 3 切削功率 5 单位切削力的概念 用kc N mm2 表示 书上用P 因为Fp不做功 Ff比Fc小的多式中Fc 主切削力 N v 主运动速度 m s 4 机床电机功率 式中 机床传动效率 通常 0 75 0 85 3 2切削力的测量及切削力经验公式 目前常用的测力仪有电阻式测力仪和压电式测力仪 2 切削力的经验公式 1 切削力的理论公式 1 切削力的测量 2 切削力的经验公式的建立 测量仪测出切削力后 再将实验数据用图解法 线性回归等进行处理 其实质就是测定FC FP Ff后 如何确定3个系数和6个指数 图解法 3 切削力经验公式应用 指数公式 与实验条件不符的要考虑修正系数 切削力的获得是通过查表所得 是建立在前人实验的基础之上 式中CFc CFp CFf 与工件 刀具材料有关系数 xFc xFp xFf 切削深度对切削力影响指数 yFc yFp yFf 进给量对切削力影响指数 nFc nFp nFf 切削速度对切削力影响指数 KFc KFp KFf 考虑刀具几何参数 刀具c磨损等因素影响的修正系数 强度 硬度越高 剪切屈服极限增大 F 塑性 韧性越大 切屑不易折断 F 3 3影响切削力的因素 1 工件材料的影响 2 切削用量的影响 1 背吃刀量和进给量 反映在经验公式中 ap的指数近似为1 而f的指数为0 75 0 9 从切削力和切削功率的角度考虑 切削面积相同 加大f比加大ap有利 f AD成正比 但kc略减小 变形系数略有减小 切削力增加但与f不成正比 ap AD成正比 变形系数不变 切削力成正比增加 1 在积屑瘤增长阶段随v 积屑瘤高度 变形程度 F 2 在积屑瘤减小阶段v 变形程度 F 3 在无积屑瘤阶段随v 温度升高 摩擦系数 变形程度 F 2 切削速度 塑性材料 在生产实践中 尽可能采用高速切削 既能提高生产效率 又能减小切削力 3 刀具几何参数的影响 1 前角 增大前角 o 可以减小切削变形 减小变形抗力 切削力减小 加工塑性材料 0 变形程度 F 加工脆性材料切削变形很小 0对F影响不显著 0 30 或高速切削时 0对F影响不显著 2 主偏角 3 刃倾角 1 r对Fc影响较小 影响程度不超过10 r在60 75 之间时 Fc最小 2 r对Fp Ff影响较大Fp FDcos rFf FDsin rFp随 r增大而减小 注意 切细长轴Ff随 r增大而增大 1 s对Fc影响很小 2 s对Fp Ff影响较大Fp随 s增大而减小 Ff随 s增大而增大 4 负倒棱 5 过渡圆弧刃半径 b 1与f之比增大 切削力随之增大 当切钢b 1 f 5或切铸铁b 1 f 3时 切削力趋于稳定 接近于负前角的状态 r 增大相当于 r减小的影响 1 r 对Fc影响很小 2 Fp随r 增大而增大 Ff随r 增大而减小 r Fp Ff 4 刀具磨损 5 切削液 6 刀具材料 以润滑为主的切削液能减小切削力 以冷却为主的对切削力的影响不大 亲合力和摩擦系数 切削条件完全相同的情况下 立方氮化硼 陶瓷 涂层 硬质合金 高速钢 后刀面平均磨损带宽度VB越大 摩擦越强烈 切削力也越大 VB对背向力Fp影响最显著 第4节切削热和切削温度 4 1切削热的产生与传导 1切削热的来源 1 切削层金属发生弹性变形和塑性变形所消耗的能量 三个区 2 切屑与前刀面 工件与后刀面间产生的摩擦热 单位时间产生的切削热 Q Fcvc P 2热的传导及其影响因素 1 工件材料的导热系数 2 刀具材料的导热系数 3 周围介质 不同的加工方法其切削热由切屑 工件 刀具和介质传出的比例不同 4 2切削温度的测量 1测量方法 2切削温度分布 剪切面上各点温度几乎相等 各点的应变规律基本相同 前后刀面最高温度点不在刀刃上 切屑上最高温度比剪切区温度高 切屑底层温度比上层温度高 切削塑性材料 前刀面靠近刀尖处温度最高 切削脆性材料 后刀面靠近刀尖处温度最高 4 3影响切削温度的主要因素 刀具与切屑接触区平均温度 单位为 C 切削温度系数 主要取决于加工方法和刀具材料 z y x 切削速度 进给量 背吃刀量的影响指数 1切削用量 经验公式 三个影响指数z y x 说明vc影响最大 进给量f的影响次之 背吃刀量ap的影响最小 ap f和vc增大 单位时间内材料的切除量增大 切削热增多 切削温度随之上升 在提高金属切除率的同时 为了有效控制切削温度以延长刀具寿命 优先增大ap 其次是增大f 严格控制vc 在刀具材料与机床性能允许条件下 应尽可能提高vc 以进行高效率 高质量切削 2刀具几何参数 1 前角 o 2 主偏角kr 0 变形程度 F q 但 0 20 时 散热体积 对 的影响减小 r 切削刃工作接触长度 刀尖角和切削宽度 散热面积 3 负倒棱对切削温度的影响 3工件材料的影响 强度 硬度高 则加工硬化能力强 切削抗力越大 消耗的功多 产生的热就越多 热导率越小 传散的热越少 切削区的切削温度就越高 4刀具磨损的影响 后刀面磨损增大 塑性变形增大 摩擦加剧 切削温度升高 VB达一定值 v越高刀磨损对 影响越显著刀具磨损是影响切削温度的主要因素 5切削液的影响 浇切削液对 切削温度 刀具磨损 加工质量有明显效果 热导率比热容和流量越大 本身温度越低冷却效果越显著 第5节刀具磨损和刀具寿命 磨损 破损 刀具寿命 5 1刀具磨损形态和磨损机制 1 刀具磨损的形态 1 前刀面磨损 形成条件 加工塑性材料 v高 hD大 刀具的耐热性和耐磨性不足 磨损值以其最大深度KT表示 形式 月牙洼 影响 削弱刀刃强度 降低加工质量 A A 2 后刀面磨损 影响 切削力 切削温度 产生振动 降低加工质量 刀尖部分磨损严重 以VC表示 中间部位磨损较均匀 以VB表示 以VBmax表示最大磨损值 形成条件 加工塑性材料 v较小 hD较小 加工脆性材料 形式 后角 0的磨损面 参数 VB VBmax 3 边界磨损 形式 沟纹 磨损量用VN表示 形成条件 切钢料 边界处的加工硬化层 硬质点 毛坯表面硬层 较大的应力梯度和温度梯度 2 刀具磨损机制 1 硬质点划痕 硬质点 碳化物 氮化物 氧化物等 各种切削速度下均存在 积屑瘤碎片 磨削 低速情况下刀具磨损的主要原因 取决于硬度和耐磨性 2 冷焊粘结 高温高压 刀具材料与工件材料亲和力大 粘结磨损加剧 强烈摩擦 冷焊 刀具材料与工件材料硬度比小 中等偏低切速 4 化学磨损 3 扩散磨损 高温作用 扩散磨损常与冷焊磨损 磨料磨损同时产生 前刀面上温度最高处扩散作用最强烈 月牙洼 化学作用 边界磨损原因之一 取决于刀具的耐热性 氧化铝陶瓷和立方氯化硼刀具抗扩散磨损能力较强 主要发生在较高速切削条件下 对于一定的刀具和工件材料 切削温度对刀具磨损具有决定性的影响 高温时扩散磨损和化学磨损强度较高 在中低温时 冷焊磨损占主导地位 磨料磨损则在不同切削温度下都存在 5 2刀具磨损过程及磨钝标准 1 刀具磨损过程 三个阶段 与刀具刃磨质量直接相关 1 初期磨损过程 2 正常磨损阶段 3 急剧磨损阶段 切削力 温度急升 磨损量急剧增加 之前需重新刃磨或换刀 磨损缓慢 磨损量均匀增加 VB与t近似正比 斜率表示磨损强度 性能指标之一 刀具表面粗糙度大 单位面积压力高 磨损快 2 刀具的磨钝标准 度量 后刀面ap 2处的磨损宽度VB 径向尺寸磨损量NB 精加工 1 磨钝标准 硬质合金车刀刀具寿命试验的磨钝标准 有下列三种可供选择 1 VB 0 3mm 2 如果主后刀面为无规则磨损 取VBmax 0 6mm 3 前刀面磨损量KT 0 06 0 3f mm 概念 允许的最大磨损的限度 2 磨钝标准的制定 1 工艺系统刚性 工艺系统的刚性差 VB应取小值 如车刚性差的细轴 2 工件材料 切削难加工材料如高温合金 不锈钢 钛合金等 VB一般应取小值 加工一般材料 VB值可取大一些 加工大型工件 为了避免频繁换刀 VB应取大值 3 加工精度和表面质量 加工精度和表面质量要求高时 VB应取小值 5 3刀具寿命 1 刀具寿命的定义 刀具寿命乘以刃磨次数 得到的就是 2 刀具寿命的经验公式 刀具总寿命 刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止所经历的总切削时间 两次刃磨之间所经历的切削时间T 单因素法 Vc1 Vc2 Vc3 Vc4 切削用量与刀具寿命的一般关系 广义泰勒公式 m表示vC对T的影响程度 反映了刀具材料的切削性能 m值越大 切削速度对刀具寿命的影响越小 刀具的耐热性越好 可见v的影响最显著 f次之 ap影响最小 用硬质合金刀具切削碳钢 b 0 763GPa 时 有 在提高生产率 保证刀具的使用寿命的情况下 首先尽量选用大的切削深度 然后根据加工条件和加工要求选取允许的最大进给量 最后根据刀具使用寿命和机床功率允许的情况选取最大切削速度 与对切削温度的影响顺序一致 切削速度提高一倍 刀具使用寿命降到原3 进给量提高一倍 刀具使用寿命降到原21 背吃刀量提高一倍 刀具使用寿命降到原21 不同刀具材料寿命 耐用度 比较 3 影响刀具寿命的其他因素 1 刀具几何参数合理选择刀具几何参数能提高刀具寿命 刀具几何参数中对刀具寿命影响较大的是前角和主偏角 2 刀具材料采用涂层刀具材料和使用新型刀具材料 可提高刀具寿命 3 工件材料工件材料的强度 硬度和韧性越高 伸长率越小 切削时均能使切削温度升高 刀具寿命降低 4刀具合理使用寿命选择 令f ap为常数 代入 使工序时间最短的刀具寿命 以车削为例 工序时间 对T求导 并令其为0 可得到最高生产率刀具寿命为 1 最高生产率刀具寿命 tw tm tot tc tm 切削时间 tc 工序的换刀时间 tot 除换刀外的辅助时间 令 2 最低生产成本刀具寿命 每个零件平均加工成本C为 M 该工序单位时间内的机床折旧费及所分担的全厂开支 Ct 刃磨一次刀具消耗的费用 tct 换刀一次的时间 对T求导 并令其为0 可得到最低生产成本刀具寿命为 2 多刀车床上的车刀 组合机床上的钻头 丝锥和铣刀 自动机及自动线上的刀具 因为调整复杂 刀具寿命应规定得高些 l 刀具构造复杂 制造和磨刀费用高时 刀具寿命应规定得高些 5 刀具寿命制订考虑因素 3 某工序的生产成为生产线上的瓶颈时 刀具寿命应定得低些 这样可以选用较大的切削用量 以加快该工序生产节拍 某工序单位时间的生产成本较高时刀具寿命应规定得低些 这样可以选用较大的切削用量 缩短加工时间 4 精加工大型工件时 刀具寿命应规定得高些 至少保证在一次走刀中不换刀 5 一般情况下 首先最小成本刀具寿命 在生产任务紧迫等情况下 可选用最高生产率刀具寿命 1 崩刃 刀具的破损形式分为脆性破损和塑性破损 5 4刀具的破损 切削刃产生小的缺口 在继续切削中 缺口会不断扩大 导致更大的破损 用陶瓷刀具切削及用硬质合金刀具作断续切削时 常发生这种破损 1 脆性破损 硬质合金刀具和陶瓷刀具切削时 在机械应力和热应力冲击作用下 经常发生以下几种形态的破损 切削刃发生小块碎裂或大块断裂 不能继续进行切削 用硬质合金刀具和陶瓷刀具作断续切削时 常发生这种破损 2 碎断 在刀具的前 后刀面上出现剥落碎片 经常与切削刃一起剥落 有时也在离切削刃一小段距离处剥落陶瓷刀具端铣时常发生这种破损 3 剥落 长时间进行断续切削后 因疲劳而引起裂纹的一种破损 热冲击和机械冲击均会引发裂纹 裂纹不断扩展合并就会引起切削刃的碎裂或断裂 4 裂纹破损 2 塑性破损过高的温度和压力的作用 刀具表层材料将因发生塑性流动而丧失切削能力 抗塑性破损能力取决于刀具材料的硬度和耐热性 硬质合金和陶瓷的耐热性好 一般不易发生这种破损 相比之下 高速钢耐热性较差 较易发生塑性破损 3防止刀具破损采取的措施 1 合理选择刀具材料的种类和牌号 2 合理选择刀具几何参数 3 保证刀具焊接和刃磨质量 避免各种缺陷 4 合理选择切削用量 5 提高工艺系统的刚性 减少振动 6 采用正确的操作方法 防止刀具承受突变载荷 不要断续使用切削液冷却脆性大的刀具材料 第6节切削用量和刀具几何角度的合理选择 2 6 1切削用量的选择原则 刀具的寿命和切削用量的关系 T一定 v f ap 一定 生产率 1 切削用量与刀具的寿命 生产率的关系 Zw 1000ADVav mm3 min 金属切除率和切削用量的关系 Zw 1000 apVc Zw和 apVc成线性关系 任何一个参数增大 都可提高生产率 T一定 v f ap 一定 增大任何一参数 其他两参数就要相应减小 生产率 例 YT15车刀 不加切削液 纵车外圆 碳素结构钢材料 m 0 2 m h 0 15 m g 0 35 Zw 1000 apVc ap增大三倍 Zw3ap 1000 3ap 0 85Vc 2 6Zw 即ap增大三倍 Vc降低15 生产率提高2 6倍 增大三倍 Zw3 1000ap 3 0 68Vc 2Zw 即 增大三倍 Vc降低32 生产率提高2倍 Vc增大三倍 Zw3Vc 1000ap 0 043 3Vc 0 13Zw 即Vc增大三倍 降低95 7 生产率下降87 Vc增大三倍 为一定值 ap值 生产率下降 综上 在保持刀具寿命一定条件下 提高切削深度比提高进给量的生产率高 比提高切削速度的生产率更高 选择切削用量的基本原则 首先选取尽可能大的切削深度 其次根据机床进给机构强度 刀杆刚度或已加工表面粗糙度要求 选取尽可能大的进给量 最后根据查表和公式确定切削速度 2 切削用量三要素的选用 1 粗加工尽可能一次切除粗加工全部加工余量 1 切削深度的选定 切除余量过大 分几次走刀 4 切削表层冷硬较严重的材料时 应尽量使切削探度超过硬皮或冷硬层 以预防刀刃过早磨损或破损 2 半精加工ap可取0 5 2mm h 2mm一次切除 如单面余量h 2mm时 第一次取ap 2 3 3 4 h 第二次取ap 1 3 l 4 h 3 精加工一次切除精加工余量 ap取为0 1 0 4mm 2 进给量的选定 实际生产中 采用查表法确定 粗加工 加工材料 刀柄尺寸 工件直径 切削深度 半 精加工 表面粗糙度和加工精度 粗加工主要受机床的进给机构强度 效率刀具的强度与刚性工件的装夹刚度等因素的限制 精加工主要受加工精度和表面粗糙度的限制 3 切削速度的选定 当ap和f选定后 可按查表 书表2 7 法选定 切削用量手册 或公式计算得出 生产中选择切削速度的一般原则是 1 粗车时 ap和f均较大 选择较低的切削速度v 精车时 ap和f均较小 选择较高的切削速度v 2 工件材料强度 硬度高时 应选较低的切削速度v 反之 选较高的切削速度v 3 刀具材料性能越好 切削速度v选得越高 4 精加工时应尽量避免积屑瘤和鳞刺产生的区域 5 断续切削时为减小冲击和热应力 宜适当降低v 6 在易发生振动的情况下 v应避开自激振动的临界速度 7 加工大件 细长件和薄壁件或加工带外皮的工件时 应适当较低v 切削用量三要素选定之后 还应校核机床功率 2 6 2刀具几何参数的合理选择 0 变形程度 F q T 振动 质量 刀刃和刀头强度 散热面积容热体积 断屑困难 1 前角的选择 1 前角的功用 1 影响切削区的变形程度 2 影响切削刃与刀头强度 受力性质和散热条件 3 影响切屑形态和断屑效果 4 影响已加工表面质量 在一定的条件下 存在一个合理值 2 合理前角概念 2 加工塑性材料 取大 加工脆性材料宜取小 3 刀具材料韧性好 抗弯强度大时取大 6 工艺系统刚性差或机床动力不足时 取大 3 合理前角值的选择 1 工件材料的强度 硬度较低 取大 加工特硬的材料 前角甚至取负 5 粗加工 断续切削或工件有硬皮时 取小 精加工 取大 4 对切削刃形状要求高刀具 取小 硬质合金加工一般钢 取10o 20o 加工灰铸铁 取8o 12O 1 影响后刀面与加工表面之间的摩擦 2 后角 1 后角的主要功用 3 刀具寿命 工件尺寸精度 2 后角越大 切削刃钝圆半径值越小 切削刃越锋利 0 rn 锋利 摩擦F 质量 VB一定 磨损体积 T 但NB 刀头强度 散热体积 重磨体积 在一定的条件下 存在一个合理值 2 合理后角的概念 不同材料刀具的合理后角