金属切削的基础知识

1、制造技术金属切削的基本知识金属切削的基本知识第一章第一章制造技术切削运动切削运动（1 1）主运动：是把）主运动：是把工件上多余金属层工件上多余金属层切下来的基本运动切下来的基本运动，是切下切屑最基，是切下切屑最基本的运动。本的运动。（2 2）进给运动：是）进给运动：是使金属层不断投入使金属层不断投入切削，从而加工出切削，从而加工出完整表面所需的运完整表面所需的运动。动。第一节第一节 切削运动与切削用量切削运动与切削用量制造技术（1 1）切削速度）切削速度v vc c：在单位时间内，刀具在单位时间内，刀具( (或工件或工件) )沿主运沿主运动向的相对位移。动向的相对位移。 旋转运动：旋转运动：

2、往复运动：往复运动： )/(6010002smLnvc)/(601000smndvcn 切削用量切削用量制造技术 （2 2）进给量）进给量 f f：主运动在主运动在每行程每行程( (或每转或每转) )内内, ,工件与工件与刀具之间沿进给运动方向的刀具之间沿进给运动方向的相对位移相对位移, ,单位单位mm/r mm/r 。刀具移动的速度刀具移动的速度vfvf与与进给量进给量 f f 的关系的关系: : v vf f =f=fn/60(mm/s)n/60(mm/s) 其中其中 ：f mm/r f mm/r n r/min n r/min制造技术（3 3）背吃刀量）背吃刀量( (吃刀深度吃刀深度)

3、) a ap p ： 在垂直于进给运动方向上测量的主切削刃切在垂直于进给运动方向上测量的主切削刃切入工件的深度。加工表面与已加工表面的垂直距离入工件的深度。加工表面与已加工表面的垂直距离。pa车削车削: :a ap p=(dw - dm)/2=(dw - dm)/2 dwdw_待加工表面直径待加工表面直径 dmdm_已加工表面直径已加工表面直径制造技术刀具材料要求刀具材料要求（1 1）较高的硬度。）较高的硬度。（2 2）较高的红热性。（热硬性）较高的红热性。（热硬性）（3 3）较好的耐磨性。）较好的耐磨性。（4 4）足够的强度和韧性。）足够的强度和韧性。（5 5） 工艺性（可切削性、刃磨、热处

4、理等性能）。工艺性（可切削性、刃磨、热处理等性能）。第二节第二节 刀具材料和刀具结构刀具材料和刀具结构制造技术常用的刀具材料常用的刀具材料（1 1）碳素工具钢）碳素工具钢（2 2）合金工具钢）合金工具钢（3 3）高速钢）高速钢（4 4）硬质合金：钨钴类（）硬质合金：钨钴类（YGYG）钨钛钴类（）钨钛钴类（YTYT）（5 5 ）涂层刀具和其他刀具材料：陶瓷、人造）涂层刀具和其他刀具材料：陶瓷、人造金刚石等金刚石等制造技术 刀具材料刀具材料 性能特征性能特征 刀具种类及切速刀具种类及切速 适用工件材料适用工件材料 适用加工条件适用加工条件 碳素工具钢碳素工具钢 6165HRC，高温强，高温强度低、

5、淬火时易裂、度低、淬火时易裂、变形。变形。 丝锥、锉刀、锯丝锥、锉刀、锯条、小钻头条、小钻头 低 强度 、软材低 强度 、软材料、有色金属及料、有色金属及塑性材料塑性材料 简单手动工具简单手动工具 合金工具钢合金工具钢 6165HRC，高温强，高温强度比碳素钢稍好。度比碳素钢稍好。 拉刀、绞刀、钻拉刀、绞刀、钻头头 同上同上 热处理变形小热处理变形小的低速工具的低速工具 高速钢高速钢 6165HRC， 600 C 红热 性尚红热 性尚好。耐磨性稍好。好。耐磨性稍好。 钻头、铣刀、齿钻头、铣刀、齿轮刀具（低、中轮刀具（低、中速）速） 低、中强度和硬低、中强度和硬度的材料度的材料 复杂刀具复杂刀具

6、 硬质合金硬质合金 6075HRC ， 能 耐， 能 耐1000C 高温， 耐磨高温， 耐磨性好。性好。 车、车、铣、拉、刨、铣、拉、刨、钻头、 绞刀 （中、钻头、 绞刀 （中、高速）高速） 中 等以 上强度中 等以 上强度和硬度的材料和硬度的材料 各种刀具各种刀具 陶瓷材料陶瓷材料 9195HRA 热 硬 性热 硬 性好，耐磨抗弯性差，好，耐磨抗弯性差，易碎。易碎。 车刀（高速）车刀（高速） 各种材料各种材料 不可断续切削不可断续切削 立方氮化硼立方氮化硼 739000HV， 热硬性， 热硬性高，高， 可耐可耐 1500C， 与铁， 与铁素的亲和力小。素的亲和力小。 车刀、铣刀（中车刀、铣刀

7、（中高速）高速） 淬硬合金钢、高淬硬合金钢、高速钢、淬硬、冷速钢、淬硬、冷硬铸铁、纯镍高硬铸铁、纯镍高温合金温合金 用 于 连 续 切用 于 连 续 切削、避免冲击削、避免冲击振动振动 人造金刚石人造金刚石 1000HV， 热硬性好。， 热硬性好。 车刀、铣刀、砂车刀、铣刀、砂轮等轮等 硬 质合 金、陶硬 质合 金、陶瓷、玻璃、有色瓷、玻璃、有色金属及合金金属及合金 不易加工的铁不易加工的铁族金属族金属 常用刀具材料性能特征常用刀具材料性能特征制造技术涂层刀具涂层刀具 涂层刀具是在韧性较好的硬质合金或高速涂层刀具是在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具体上涂覆一包层耐磨性较高的金属化合物钢刀具体上涂

8、覆一包层耐磨性较高的金属化合物（如：氮化钛、氧化铝等）而获得的。（如：氮化钛、氧化铝等）而获得的。制造技术 1.1.车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成 一尖、两刃、三面、四个刀具角度一尖、两刃、三面、四个刀具角度（1 1）前刀面：切屑流经的表面）前刀面：切屑流经的表面（2 2）主后刀面：与待加工表面相对）主后刀面：与待加工表面相对（3 3）副后刀面：与已加工表面相对）副后刀面：与已加工表面相对 刀具结构刀具结构制造技术2. 2. 车刀切削部分的角度车刀切削部分的角度 （1 1）辅助平面：坐标参考系）辅助平面：坐标参考系 基面：与切削速度方向垂直基面：与切削速度方向垂直 切削平面：与加工表面相

9、切切削平面：与加工表面相切 主剖面主剖面( (正交平面正交平面) )： 与主切削刃与主切削刃在基面上投影垂直在基面上投影垂直制造技术主偏角主偏角k kr r： 基面中，基面中，主切削刃与进主切削刃与进给方向的夹角给方向的夹角副偏角副偏角k kr r ： 基面中，基面中，主切削刃与进主切削刃与进给反方向的夹给反方向的夹角角3.3.刀具角度刀具角度制造技术前角前角00： 主剖面中，前刀面主剖面中，前刀面与基面的夹角与基面的夹角后角后角00：主剖面中，主后刀主剖面中，主后刀面与切削平面的夹面与切削平面的夹角角刃倾角刃倾角s s ：切削平面中，主切切削平面中，主切削刃与基面的夹角削刃与基面的夹角制造技

10、术（1 1）主偏角：）主偏角：k kr r减小，切削刃接触面积大，减小，切削刃接触面积大，切屑宽度增加，刀具的强度增大，但径向力切屑宽度增加，刀具的强度增大，但径向力FyFy也增大。（刚性好取也增大。（刚性好取4545，一般取，一般取7575，细长，细长轴取轴取9090） 4 4刀具角度的选择刀具角度的选择 制造技术 （2 2） 副偏角副偏角 krkr：主要是减少副切主要是减少副切削刃与加工表面之间的摩擦，增大副偏角，减削刃与加工表面之间的摩擦，增大副偏角，减小了摩擦，改善加工表面，小了摩擦，改善加工表面，但加工表面变粗但加工表面变粗糙糙。一般取一般取5 5-15-15。 制造技术（3 3）前角）前角0 0：增大前角切削变形减少，切削轻增大前角切削变形减少，切削轻快，但若前角过大，导热体积小，切削部分强度快，但若前角过大，导热体积小，切削部分强度减小。（硬质合金取减小。（硬质合金取-5-5- +20-