第28讲 机械加工中物理现象 - 副本

1、2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象切削过程现象切削变形三个变形区切屑的形成与种类积削瘤的产生与影响切削变形的影响因素切削力切削力的产生与分解切削力的影响因素切削温度切削温度的产生与传出切削温度的影响因素刀具磨损与使用寿命刀具磨损的形式与过程刀具耐用度与使用寿命切削液切削液的种类、作用及选择刀具角度刀具各角度的作用与选择1、切削、切削变形变形以塑性材料的切屑形成为以塑性材料的切屑形成为例，金属切削区可大致划例，金属切削区可大致划分为：分为：三个变形区三个变形区 第一变形区第一变形区 第二变形区第二变形区 第三变形区第三变形区 1）切削

2、变形中的三个变形区）切削变形中的三个变形区 2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象金属的切削过程实际上是一种挤压变形的过程。金属的切削过程实际上是一种挤压变形的过程。第一变形区第一变形区OA始滑移线始滑移线OM终滑移线终滑移线OA以左以左弹性变形弹性变形OA OM之间之间塑性变形塑性变形 剪切滑移剪切滑移OM以右以右形成切屑形成切屑一般速度范围内一区宽度为一般速度范围内一区宽度为0.020.2mm，速度越高，宽度，速度越高，宽度越小，可看作一个越小，可看作一个剪切平面剪切平面（剪切滑移区）（剪切滑移区）2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象第一变形区是产生剪切滑移和大量塑第

3、一变形区是产生剪切滑移和大量塑性变形的区域，故切削过程中的性变形的区域，故切削过程中的切削切削力、切削热主要来自于这个区域力、切削热主要来自于这个区域。第二变形区第二变形区第三变形区第三变形区 切屑沿前刀面排出时进一步受到切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩前刀面的挤压和摩擦擦，将进一步产生塑性变形，使，将进一步产生塑性变形，使靠近前刀面的金属纤维化，靠近前刀面的金属纤维化，基本与前刀面平行基本与前刀面平行。该区域的状况对积屑瘤的形成和。该区域的状况对积屑瘤的形成和刀具刀具前刀面的磨损前刀面的磨损有直接影响。有直接影响。（挤压摩擦区）（挤压摩擦区） 已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面

4、的挤压已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦和摩擦，产生变形与回弹，造成纤维化和加工硬化产生变形与回弹，造成纤维化和加工硬化。该该区域的状况区域的状况对工件表面的变形强化、残余应力以及刀具对工件表面的变形强化、残余应力以及刀具后刀面的磨损后刀面的磨损有很大影响。有很大影响。（挤压摩擦回弹区）（挤压摩擦回弹区）2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象2）切屑的形成与类型）切屑的形成与类型 切切屑屑形形态态照照片片带状切屑带状切屑粒状切屑粒状切屑崩碎切屑崩碎切屑切屑的形成切屑的形成2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象 金属在刀具前刀面的挤压下，发金属在刀具前刀面的挤压

5、下，发生塑性剪切滑移变形，当剪应力超生塑性剪切滑移变形，当剪应力超过工件材料屈服极限，金属层将被过工件材料屈服极限，金属层将被切离工件，形成切屑。切离工件，形成切屑。形成条件影响名称简图形态变形带状，底面光滑，背面呈毛茸状节状，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状粒状不规则块状颗粒剪切滑移尚未达到断裂程度局部剪切应力达到断裂强度剪切应力完全达到断裂强度未经塑性变形即被挤裂加工塑性材料，切削速度较高，进给量较小， 刀具前角较大加工塑性材料，切削速度较低，进给量较大， 刀具前角较小工件材料硬度较高，韧性较低，切削速度较低加工硬脆材料， 刀具前角较小切削过程平稳，表面粗糙度小， 妨碍切削工作，应设法断屑切削

6、过程欠平稳，表面粗糙度欠佳切削力波动较大，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳切削力波动大，有冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀带状切屑节状切屑粒状切屑崩碎切屑表2-1 切屑类型及形成条件2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象3）积屑瘤的产生及影响）积屑瘤的产生及影响 在在中等切削速度中等切削速度切削切削塑性金属塑性金属形成形成带状切屑带状切屑的情况下的情况下，由于切削底面，由于切削底面与前刀面的挤压和剧烈摩擦，滞与前刀面的挤压和剧烈摩擦，滞流流层层金属金属粘接在粘接在前刀面前刀面上，形成硬度上，形成硬度很高的硬块，称为很高的硬块，称为积屑瘤。积屑瘤。积屑瘤对切削过程的影响： 1. 代替刀具切削

7、，保护刀具； 2. 增大前角，减小变形和力； 3.产生沟痕，影响表面质量； 4.影响加工过程稳定性。滞留粘接长大破裂2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象粗加工时利用积屑瘤保护刀尖；精加工时避免产生积屑瘤以保证加工质量。抑制或消除积屑瘤的措施：抑制或消除积屑瘤的措施：采用低速或高速切削，采用低速或高速切削，由于切削速度是通过切削温度影响积屑瘤的，以切削45钢为例，在低速vc3m/min和较高速度vc60m/min范围内，摩擦系数都较小，故不易形成积屑瘤；适当提高工件材料的硬度；适当提高工件材料的硬度；采用高润滑性的切削液，采用高润滑性的切削液，使摩擦和粘结减少；适当减少进给量、增大刀

8、具前角适当减少进给量、增大刀具前角；2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象4）影响切削变形的因素）影响切削变形的因素（1 1）工件材料的影响）工件材料的影响 工件材料的强度、硬度越大工件材料的强度、硬度越大，塑性越小，则变形系数越小，塑性越小，则变形系数越小（2 2）切削用量的影响）切削用量的影响 进给量进给量 f f切屑的平均变形切屑的平均变形变形系数变形系数 速度速度v v 对切削变形的影响对切削变形的影响分为有积屑瘤和无积屑瘤两种情况分为有积屑瘤和无积屑瘤两种情况 积削瘤生长阶段积削瘤生长阶段v v 实际前角实际前角 变形系数变形系数 积积削削瘤消失阶段瘤消失阶段v v 实际实

9、际前角前角 变形变形系数系数 在在无积屑瘤阶段，无积屑瘤阶段， v v 变形系数变形系数（3 3）刀具几何参数）刀具几何参数 前角前角 则则变形系数变形系数 ； 刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径 变形变形系数系数 。 切削变形切削变形系数系数描述切削变形程度描述切削变形程度的重要参数。的重要参数。2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象切削过程现象切削变形三个变形区切屑的形成与种类积削瘤的产生与影响切削变形的影响因素切削力切削力的产生与分解切削力的影响因素切削温度切削温度的产生与传出切削温度的影响因素刀具磨损与使用寿命刀具磨损的形式与过程刀具耐用度与使用寿命切削液切削液的种类、作用及选择刀具角

10、度刀具各角度的作用与选择2、切削力的产生及其影响因素、切削力的产生及其影响因素 切削力切削力切削加工时，工件切削加工时，工件材料抵抗刀具材料抵抗刀具切削所产生的阻力。切削所产生的阻力。切削力切削力的来源：的来源： 被切削材料的弹性、塑性变形抗力被切削材料的弹性、塑性变形抗力 刀具与切屑、工件表面之间的摩擦力刀具与切屑、工件表面之间的摩擦力 将切削合力将切削合力F F分解为三个互相垂直的分力分解为三个互相垂直的分力F Fc c 、F Ff f 、F Fp p F Fc c 主切削力主切削力，总切削力总切削力在主运动方向在主运动方向上的上的投影，与投影，与切削速切削速度方向度方向一致，消耗机床功率

11、的一致，消耗机床功率的95%95%以上；以上； F Ff f 进给力进给力，总切削力在进给方向上的总切削力在进给方向上的投影，投影，车外圆时称为车外圆时称为轴向力，一般消耗轴向力，一般消耗机床功率机床功率的的1%5%1%5%； F Fp p 背向力背向力( (切深抗力切深抗力) )，与，与进给方向垂直，又称进给方向垂直，又称径向力。背径向力。背向力向力不做功不做功，但其会使工件产生弹性弯曲，引起振动，影响加，但其会使工件产生弹性弯曲，引起振动，影响加工精度和表面粗糙度。工精度和表面粗糙度。rFcFFpFf pFfFf pFf pfv图2-32 切削力的分解加载对切削力的影响F 切削合力Fc主切

12、削力Fp吃刀抗力Ff进给抗力2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象影响切削力的因素影响切削力的因素（1 1）工件）工件材料材料 工件材料的强度、硬度、塑性和韧性越大工件材料的强度、硬度、塑性和韧性越大，则屈服强度越高，则屈服强度越高，切削力切削力越大。越大。（2 2）切削）切削用量用量 进给量与背吃刀量进给量与背吃刀量主切削力主切削力F Fc c，但影响程度不同。，但影响程度不同。 a ap p切削刃上的切削刃上的切削负荷切削负荷切削力切削力成正比增加成正比增加 f f切削力有所增加但切削力有所增加但与与f f 不成正比不成正比速度速度v v 对对F F 的影响分为有积屑瘤和无积屑瘤

13、两种的影响分为有积屑瘤和无积屑瘤两种情况情况在积在积屑屑瘤的生长阶段瘤的生长阶段 v v 变形系数变形系数 F Fc c 在积屑瘤在积屑瘤的的消失消失阶段阶段 v v 变形变形系数系数 F Fc c 在无积屑瘤阶段，在无积屑瘤阶段， v v 变形程度变形程度 F Fc c 加工脆性材料，加工脆性材料， v v 的的变化对主切削力的的变化对主切削力F Fc c无明显影响无明显影响（3 3）刀具几何参数的影响）刀具几何参数的影响 1. 1. 前角前角0 0 的影响的影响 加工塑性材料时，加工塑性材料时，0 0 变形程度变形程度F F加工脆性材料时，切削变形很小，加工脆性材料时，切削变形很小， 0

14、0对对 F F 影响不显著影响不显著0 0 3030或高速切削时，或高速切削时， 0 0对对 F F 影响不显著影响不显著2. 2. 主偏角主偏角r r的影响的影响（1 1）r r对主切削力对主切削力F Fc c影响较小，影响较小，影响程度不超过影响程度不超过1010%，F Fc c 随着随着r r的增大而减少，的增大而减少，r r在在60607575之间时，之间时，F Fc c最小。最小。（2 2）r r对背向力对背向力F Fp p、进给力进给力F Ff f影响影响较大较大 F Fp p F FD D coscosr r F Ff f F FD D sinsinr r F Fp p随随r r

15、 增大而减小，增大而减小，F Ff f随随r r 增大而增大增大而增大3. 3. 刃倾角刃倾角s s的影响的影响（1 1）s s对对F Fc c影响很小影响很小（2 2） s s对对F Fp p、 F Ff f影响较大影响较大 背向力背向力 F Fp p随随s s增大而减小，增大而减小， 进给力进给力F Ff f随随s s增大而增大而增大。增大。4.4.刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径r r的影响的影响（1 1）r r对主切削力对主切削力F Fc c影响很小影响很小（2 2）背向力）背向力F Fp p随随 r r增大而增大增大而增大 进给力进给力F Ff f随随 r r增大而减小增大而减小r r增大增

16、大相当于主偏角相当于主偏角r r减小的影响减小的影响2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象切削过程现象切削变形三个变形区切屑的形成与种类积削瘤的产生与影响切削变形的影响因素切削力切削力的产生与分解切削力的影响因素切削温度切削温度的产生与传出切削温度的影响因素刀具磨损与使用寿命刀具磨损的形式与过程刀具耐用度与使用寿命切削液切削液的种类、作用及选择刀具角度刀具各角度的作用与选择3、切削热和切削温度、切削热和切削温度切削热由切屑、工件、刀具和周围介切削热由切屑、工件、刀具和周围介质（切削液、空气质（切削液、空气) )等传散等传散出去。出去。工

17、件工件切屑切屑刀具刀具图图2-36 切削热的来源与传出切削热的来源与传出切削热切削热产生于三个变形区产生于三个变形区，因变形和摩擦所做的，因变形和摩擦所做的功功绝大部分绝大部分（约约 98%98%）都转化成为热能。）都转化成为热能。 2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象切削切削热传入工件热传入工件工件产生热变形，影工件产生热变形，影响加工精度；响加工精度；切削热切削热传入刀具传入刀具加剧刀具磨损，影响加剧刀具磨损，影响加工尺寸；加工尺寸；2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象（1 1）工件工件材料材料 强度硬度、塑性和韧性越强度硬度、塑性和韧性越大大， 变形系变形系数越大

18、，切削力数越大，切削力越大越大，消耗的功率越多，消耗的功率越多，则切削则切削温度升高温度升高。导热系数小，散热慢，。导热系数小，散热慢，切削温度升高。切削温度升高。（2 2）切削用量）切削用量 总的来说，切削总的来说，切削用量用量时切削温度时切削温度 其中其中v v 对对影响最大，影响最大，进给量进给量 f f 的影响的影响比比v v 小，背吃刀量小，背吃刀量a ap p的影响很小。的影响很小。（3 3）刀具几何参数的影响刀具几何参数的影响 1. 1. 前角前角0 0 的影响的影响 0 0 变形程度变形程度F F切削温度切削温度 但但0 0 2020时，时，因切削部分的散热因切削部分的散热面积

19、面积温度反而上升。温度反而上升。2. 2. 主偏角主偏角r r的影响的影响 r r ，切削宽度，切削宽度a aw w ，散热面积散热面积 切削温度切削温度2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象（4 4）刀具磨损的影响）刀具磨损的影响 后刀面磨损增大后刀面磨损增大，后角减小，主后面与工件的摩擦加剧，后角减小，主后面与工件的摩擦加剧，切削切削温度温度升高升高; ; 切削速度切削速度v v越高，刀具磨损对越高，刀具磨损对切削温度切削温度影响影响越越显著。显著。（5 5）切削液的影响）切削液的影响 浇切削液对浇切削液对切削温度切削温度刀具磨损刀具磨损加工质量有明显效果。加工质量有明显效果。

20、热导率，比热容热导率，比热容，流量流量越大，本身温度越低冷却效果越显著越大，本身温度越低冷却效果越显著2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象切削过程现象切削变形三个变形区切屑的形成与种类积削瘤的产生与影响切削变形的影响因素切削力切削力的产生与分解切削力的影响因素切削温度切削温度的产生与传出切削温度的影响因素刀具磨损与使用寿命刀具磨损的形式与过程刀具耐用度与使用寿命切削液切削液的种类、作用及选择刀具角度刀具各角度的作用与选择4、刀具磨损与使用寿命、刀具磨损与使用寿命刀具失效形式：刀具失效形式：磨损磨损 （正常工作时逐渐产生的损耗）（正常工

21、作时逐渐产生的损耗） 破损破损 （突发的破坏，随机的）（突发的破坏，随机的）1 1、刀具的磨损形式、刀具的磨损形式（1 1）前刀面磨损）前刀面磨损 用较高的切削速度用较高的切削速度v v 和较大的切削厚度和较大的切削厚度a ac c切削塑性材料时，在切削塑性材料时，在前刀面上形成前刀面上形成月月牙洼磨损，牙洼磨损，以最大深度以最大深度KT KT 表示。表示。2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象（3 3）边界磨损）边界磨损 切钢料时，主刃、副刃与工件待加工表面或已加工表面切钢料时，主刃、副刃与工件待加工表面或已加工表面接触接触处处磨出沟纹，称为边界磨损。边界处的加工硬化层、磨出沟纹，

22、称为边界磨损。边界处的加工硬化层、硬质硬质点、较大点、较大的应力梯度和温度梯度所造成。的应力梯度和温度梯度所造成。2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象（2 2）后刀面磨损）后刀面磨损 切铸铁或切铸铁或v v 和和a ac c较小切塑性材料时，主要发生这种较小切塑性材料时，主要发生这种磨损，磨损，以平均磨损高度以平均磨损高度VBVB表示。表示。2 2、刀具磨损的原因、刀具磨损的原因（1 1）磨料磨损磨料磨损相互相互摩擦摩擦引起表面材料引起表面材料损失，是损失，是最常见的，最常见的，同时也是危害最为严重的磨损同时也是危害最为严重的磨损形式。形式。低速低速切削切削时，磨料磨损时，磨料磨损

23、是刀具磨损的主要原因。是刀具磨损的主要原因。（2 2）粘结）粘结磨损磨损工件或切削表面与刀具表面的粘结点，由于工件或切削表面与刀具表面的粘结点，由于切削运动将刀面上的微粒带走，从而造成刀具切削运动将刀面上的微粒带走，从而造成刀具磨损。中磨损。中速切削速切削形成不稳定积屑瘤时，磨损严重形成不稳定积屑瘤时，磨损严重；刀具刀具材料硬度比较小亲合力材料硬度比较小亲合力大时磨损严重；刀具刃磨质量差磨损严重。大时磨损严重；刀具刃磨质量差磨损严重。（3 3）扩散磨损扩散磨损在高温或高压下在高温或高压下，刀具与切削表面相互，刀具与切削表面相互紧密贴紧密贴合，并发生相互吸引和粘着合，并发生相互吸引和粘着，加快刀

24、具的磨损。，加快刀具的磨损。切削切削温度越高温度越高扩扩散越快散越快；高速高速切削时切削时扩散磨损是刀具磨损的主要原因。扩散磨损是刀具磨损的主要原因。（4 4）化学）化学磨损磨损 在一定温度下在一定温度下，刀具中的某些元素与氧气或切，刀具中的某些元素与氧气或切削液中的某些元素发生化学反应，所形成的化合物被切削和工件削液中的某些元素发生化学反应，所形成的化合物被切削和工件带走，加速刀具带走，加速刀具磨损。磨损。主要主要发生在发生在较高速较高速切削切削条件条件下。下。（5 5）热电）热电磨损磨损工件、切屑与刀具由于材料不同，切削时在接触工件、切屑与刀具由于材料不同，切削时在接触区将产生热电势，这种

25、热电势有促进扩散的作用而加速刀具区将产生热电势，这种热电势有促进扩散的作用而加速刀具磨损。磨损。 3 3、刀具磨损过程及磨钝标准、刀具磨损过程及磨钝标准（1 1）刀具磨损过程）刀具磨损过程 A. A. 初期磨损阶段初期磨损阶段 切削刃较锋利，后刀面与加工切削刃较锋利，后刀面与加工表面接触面积小，磨损很快。表面接触面积小，磨损很快。 B. B. 正常正常磨损磨损阶段阶段 刀具的粗糙表面已经磨平，承刀具的粗糙表面已经磨平，承压面积增大，磨损速度明显降压面积增大，磨损速度明显降低，磨损缓慢而均匀，这是刀低，磨损缓慢而均匀，这是刀具工作的有效阶段。具工作的有效阶段。 C. C. 急剧急剧磨损阶段磨损阶

26、段不期望到达的阶段，应提前换刀不期望到达的阶段，应提前换刀 切削刃变钝，切削刃变钝，切削力、温度急升，切削力、温度急升，刀具刀具磨损磨损加剧。加剧。（2 2）刀具磨损标准）刀具磨损标准刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度称为限度称为磨钝标准。磨钝标准。 A. A. 小厂、有经验工人根据一些现象来判断刀具是否磨钝；小厂、有经验工人根据一些现象来判断刀具是否磨钝； B. ISOB. ISO标准规定以标准规定以1/2 1/2 a ap p处的处的VBVB值作为刀具的磨钝标准；值作为刀具的磨钝标准； 在不同的加工条件下，磨钝标准的具体数值是不同的

27、。在不同的加工条件下，磨钝标准的具体数值是不同的。 粗车碳素钢粗车碳素钢0.60.60.8 0.8 粗车铸铁粗车铸铁0.80.81.21.2 粗车合金钢粗车合金钢0.40.40.5 0.5 精车碳钢精车碳钢0.10.10.30.3C C. . 自动化精加工刀具，以径向自动化精加工刀具，以径向磨损量作为磨损量作为磨钝标准磨钝标准2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象4 4、刀具使用寿命及其与切削用量的关系、刀具使用寿命及其与切削用量的关系（1 1）刀具使用寿命）刀具使用寿命T T刀具使用寿命刀具使用寿命：刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的

28、切削时间。为止的切削时间。 刀具刀具总使用寿命：总使用寿命：刀具从开始使用到报废刀具从开始使用到报废为止的为止的总切削时间。总切削时间。 刀具总使用寿命刀具使用寿命刀具总使用寿命刀具使用寿命刃磨次数刃磨次数（2 2）刀具使用寿命与切削速度的关系）刀具使用寿命与切削速度的关系 工件、刀具材料和刀具几何形状确定后，工件、刀具材料和刀具几何形状确定后，v v 对对T T 影响最大。影响最大。 通过实验得经验公式：通过实验得经验公式： v v T T m m =C C0 0系数系数C C0 0 ，与刀具、工件材料和切削条件有关。，与刀具、工件材料和切削条件有关。指数指数mm 表示表示v v 对对 T

29、T 的影响程度，的影响程度，m m 越小，则越小，则v v 对对 T T 的影响越的影响越大大。2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象（3 3）刀具使用寿命与切削用量的关系）刀具使用寿命与切削用量的关系 经过实验得经过实验得类似类似关系式：关系式： f f T T n n =C C1 1 a ap p T T p p =C C2 2 综合可得到切削用量与刀具使用寿命的关系式：综合可得到切削用量与刀具使用寿命的关系式：T = CT v1/m f 1/n ap1/p切削用量切削用量， T T ，其中速度，其中速度v v 对对T T 影响最大，影响最大，进给量进给量f f 次之，背吃刀量次

30、之，背吃刀量a ap p影响最小，与影响最小，与对切削温度影响一致对切削温度影响一致。2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象切削过程现象切削变形三个变形区切屑的形成与种类积削瘤的产生与影响切削变形的影响因素切削力切削力的产生与分解切削力的影响因素切削温度切削温度的产生与传出切削温度的影响因素刀具磨损与使用寿命刀具磨损的形式与过程刀具耐用度与使用寿命切削液切削液的种类、作用及选择刀具角度刀具各角度的作用与选择2 2. .切削液的分类切削液的分类 水溶液水溶液 水水添加剂（防锈剂）添加剂（防锈剂） 冷却冷却作用最好作用最好 乳化液乳化液 矿

31、物油矿物油乳化剂水乳化剂水 冷却（低浓度乳化液）冷却（低浓度乳化液） 润滑润滑（高浓度（高浓度乳化液）乳化液） 粗加工粗加工 切削油切削油 矿物油添加剂矿物油添加剂 润滑润滑 精加工精加工1 1. . 切削液的作用机理切削液的作用机理 润滑润滑 切削切削液的渗透性、形成润滑液的渗透性、形成润滑膜膜 冷却冷却 摩擦摩擦热的产生；将热量带走热的产生；将热量带走。 排屑、排屑、清洗清洗 带走粘附在刀具、工件机床上的切屑。带走粘附在刀具、工件机床上的切屑。 防锈防锈 加入防锈加入防锈添加剂，形成保护膜。添加剂，形成保护膜。 2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象3. 3. 切削液的合理选用切

32、削液的合理选用（1 1）从加工要求考虑）从加工要求考虑 粗加工，以冷却为主，选用粗加工，以冷却为主，选用水溶液或低浓度乳化液；水溶液或低浓度乳化液； 精加工，改善表面加工质量，选用切削油精加工，改善表面加工质量，选用切削油或高浓度或高浓度乳化液；乳化液；（2 2）从刀具材料考虑）从刀具材料考虑 高速钢高速钢，耐热性差，需用，耐热性差，需用切削液切削液；硬质合金刀等；硬质合金刀等, ,一般不用。一般不用。（3 3）从工件材料考虑）从工件材料考虑 塑性材料塑性材料，需用切削液；铸铁等脆材，可不用；，需用切削液；铸铁等脆材，可不用； 高强度钢等难加工材料，宜用极压切削油或乳化液高强度钢等难加工材料，

33、宜用极压切削油或乳化液（4 4）从加工方法考虑）从加工方法考虑 钻孔铰孔、攻螺纹和拉削等，宜用极压乳化液或切削油；钻孔铰孔、攻螺纹和拉削等，宜用极压乳化液或切削油； 成形刀具齿轮刀具等用极压切削油；磨削宜用乳化液。成形刀具齿轮刀具等用极压切削油；磨削宜用乳化液。2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象切削过程现象切削变形三个变形区切屑的形成与种类积削瘤的产生与影响切削变形的影响因素切削力切削力的产生与分解切削力的影响因素切削温度切削温度的产生与传出切削温度的影响因素刀具磨损与使用寿命刀具磨损的形式与过程刀具耐用度与使用寿命切削液切削液的种

34、类、作用及选择刀具角度刀具各角度的作用与选择6刀具几何参数对切削过程的影响刀具几何参数对切削过程的影响 * 1.1.前角的作用前角的作用 0 0 变形程度变形程度F F 切削温度切削温度 T T振动振动质量质量 刀刃和刀头强度刀刃和刀头强度散热面积容热体积散热面积容热体积断屑困难断屑困难 在一定的条件下，存在一个合理值在一定的条件下，存在一个合理值2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象刀具的各参数之间存在着相互依赖、相互制约的作用，应综合考虑各种参数以便进行合理选择，这里主要介绍前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角对切削过程的影响。前角：前刀面与基面（平行于刀杆底面）的夹角。角度从前刀

35、面逆时针方向向基面靠近为正，反之为负。对于不同的刀具材料和工件材料对于不同的刀具材料和工件材料，T T 随随0 0 的变化趋势为驼峰的变化趋势为驼峰形，其中对应最大刀具形，其中对应最大刀具使用寿命的前角为使用寿命的前角为合理前角合理前角。刀具：高速钢刀具：高速钢的合理前角比的合理前角比Y Y合金的大。合金的大。工件：加工工件：加工塑材的合理前角比脆材的大塑材的合理前角比脆材的大2.2.合理前角的选择原则合理前角的选择原则粗加工、断续切削、刀材强度韧性低粗加工、断续切削、刀材强度韧性低 工材强度硬度高，选较小的前角；工材强度硬度高，选较小的前角；工材塑韧性大、系统刚性差，易振动工材塑韧性大、系统

36、刚性差，易振动 或机床功率不足，选较大的前角；或机床功率不足，选较大的前角；成形刀具、自动线刀具取小成形刀具、自动线刀具取小前角前角。2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象 * * 1. 1.后角的后角的作用作用 用来减少后刀面与工件切削表面间的摩擦，用来减少后刀面与工件切削表面间的摩擦，降低切削阻力。降低切削阻力。 0 0摩擦摩擦力力 切削力，切削温度切削力，切削温度质量质量 VB VB 一定，磨损体积一定，磨损体积T T 刀头强度刀头强度重重磨体积磨体积 在一定的条件下，存在一个合理值在一定的条件下，存在一个合理值2.2.合理后角的选择原则合理后角的选择原则粗加工、断续切削、工材强度硬度高，选较粗加工、断续切削、工材强度硬度高，选较小后角小后角, , 已用大负前角应已用大负前角应0 0 ；精加工取较大后角，保证表面质量；精加工取较大后角，保证表面质量；成形、复杂、尺寸刀具取小后角；成形、复杂、尺寸刀具取小后角；系统刚性差，易振动，取较小后角；系统刚性差，易振动，取较小后角；工材塑性大取较大后角，脆材工材塑性大取较大后角，脆材0 0 2828thth机械机械加工物理现象加工物理现象后角：主后刀面与切削平面之间的夹角。后角没有零值与负值。 * * 1. 1.主偏角的主偏角的作用作用较小较小r r，改善刀具切入条件，不易造成刀尖冲击。，改善刀具切入条件，不易造成刀尖