金属切削与刀具教学片

1、机械制造工程学机械制造工程学第一节第一节 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性 1.工件材料的切削加工性的概念和衡量标志工件材料的切削加工性的概念和衡量标志 材料的切削加工性笼统地说是指对某种材料的切削加工性笼统地说是指对某种材料进行切削加工的难易程度材料进行切削加工的难易程度 衡量切削加工性的指标衡量切削加工性的指标 ：常用材料的相对加工性Kv分八级, 见表(4-1) 2）以切削力切削力或切削温度切削温度衡量切削加工性 3）以已加工表面质量已加工表面质量衡量切削加工性 4）以切削控制或断屑的难易切削控制或断屑的难易衡量切削加工性 一般以切削正火状态一般以切削正火状态45钢的钢的V60作为

2、基准作为基准写作写作(V60),而把其他各种材料的而把其他各种材料的V60同它相同它相比，这个比值比，这个比值Kv称为相对加工性。称为相对加工性。jVVVK60601）以刀具寿命刀具寿命T或一定寿命下的切削速度或一定寿命下的切削速度vT衡量加工性2.影响工件材料切削加工性的因素影响工件材料切削加工性的因素 1）金属材料物理力学性能的影响）金属材料物理力学性能的影响 a.硬度和强度 硬度适中(HB160-200),加工性好.太硬,太软都不好加工.b.塑性 材料的塑性越大,越难加工.c.韧性 材料的韧性越大,越难加工.d.导热性 材料的导热性越好,越好加工.e.其他物理机械性能及化学性质 线膨胀系

3、数 弹性模量2) 金属材料化学成分的影响金属材料化学成分的影响 9.磷磷 P *CMnSiCrNiMoPbPS0有利于加工方向有利于加工方向不利于加工方向不利于加工方向% %1.碳碳 C2.锰锰 Mn 3.硅硅 Si4.铬铬 Cr 5.镍镍 Ni6.钼钼 Mo 7.铅铅 Pb * 8.硫硫 S *铸铁的切削加工性取决于其中的铸铁的切削加工性取决于其中的石墨石墨数量数量和和形态形态: : 灰铸铁灰铸铁: Fe3C和其他碳化物与片状石墨的混合体,硬度与中碳 钢相近,脆性大, 切削力为钢的45% 球墨铸铁球墨铸铁 可锻铸铁可锻铸铁 : 切削加工性比灰铸铁和钢都好 白可铁白可铁 (HRC52-55)

4、合金耐磨铸铁合金耐磨铸铁 (HRC62): 是目前最难加工的金属材料之一. 3) 金属材料热处理状态和金相组织的影响金属材料热处理状态和金相组织的影响 铁素体铁素体 太软 太韧渗碳体渗碳体 硬度高珠光体珠光体 球球状珠光体加工性最好最好 片状珠光体硬度较高索氏体和托氏体索氏体和托氏体 比珠光体硬度高马氏体马氏体 硬度高 韧性和塑性低 切削加工性很差奥氏体奥氏体 韧性和塑性很高 切削加工性较差 3.改善切削加工性的途径改善切削加工性的途径 a. 通过热处理改变材料的组织和机械性能通过热处理改变材料的组织和机械性能 高碳钢高碳钢: 硬度高 加工困难 可球化退火 降低硬度 中碳钢中碳钢: 组织不均匀

5、 可正火或退火 低碳钢低碳钢: 硬度低塑性高 可正火或调质 铸铁铸铁 : 一般在加工前退火b. 调整材料的化学成分调整材料的化学成分 硫硫,磷磷,硒硒,铋铋,钙钙,铅铅有利于切削加工 4.难加工金属材料的切削加工性难加工金属材料的切削加工性 随着科学技术的不断发展,对材料的要求不断提高 难加工金属材料主要特征难加工金属材料主要特征: 1 ) 高硬度高硬度 2 ) 高强度高强度 3 ) 高塑性和高韧性高塑性和高韧性 4 ) 低塑性和高脆性低塑性和高脆性 5 ) 低导热性低导热性 6 ) 有大量硬质点或硬夹杂物有大量硬质点或硬夹杂物 7 ) 化学性能活泼化学性能活泼 1) 高强度、超高强度钢的切削

6、加工性高强度、超高强度钢的切削加工性 2) 高锰钢的切削加工性高锰钢的切削加工性 3) 冷硬铸铁和淬硬钢的切削加工性冷硬铸铁和淬硬钢的切削加工性 4) 纯金属的加工纯金属的加工 5) 不锈钢和高温合金的切削加工性不锈钢和高温合金的切削加工性 6) 钛合金的切削加工性钛合金的切削加工性一、一、 刀具材料应当具备的性能刀具材料应当具备的性能第二节第二节 刀具材料的合理选择刀具材料的合理选择 1.刀具材料基本要求：刀具材料基本要求：1) 硬度：硬度： 必须高于工件材料必须高于工件材料 （ HRC62 ）2) 耐磨性：耐磨性： 抵抗刀具磨损的能力抵抗刀具磨损的能力3) 强度和韧性：强度和韧性： 承受切

7、削力承受切削力,冲击和振动的能力冲击和振动的能力 （ 强度强度: 抗弯强度抗弯强度 韧性韧性:冲击值冲击值 ）4) 耐热性：耐热性： 在高温下保持以上性能的能力在高温下保持以上性能的能力5) 导热性和膨胀系数：导热性和膨胀系数： 导热性导热性:传递热量的能力传递热量的能力. （ 膨胀系数膨胀系数:刀具热变形大小刀具热变形大小 ）6) 工艺性：工艺性： 便于制造便于制造,加工加工 碳素工具钢碳素工具钢, 合金工具钢合金工具钢, 高速钢高速钢, 硬质合金硬质合金2.2.刀具材料类型刀具材料类型陶瓷陶瓷,金刚石金刚石,立方氮化硼立方氮化硼常见的刀具材料有常见的刀具材料有:韧性韧性硬度硬度高速钢高速钢

8、硬质合金硬质合金二、 高速钢 是加入了钨是加入了钨(W)，钼，钼(Mo)，铬，铬(cr)，钒，钒(V)等合金元等合金元素的高合金工具钢。钨和钼提高了硬度和耐磨性，为了提素的高合金工具钢。钨和钼提高了硬度和耐磨性，为了提高温度硬度，添加了钴，铝等；为了提高耐磨性，可适当高温度硬度，添加了钴，铝等；为了提高耐磨性，可适当增加含钒量。增加含钒量。 高速钢的强度，韧性和工艺性能都较好，高速钢的强度，韧性和工艺性能都较好，刀具刀具 都可用高速钢制造，尤其是形状复杂的刀具和小型都可用高速钢制造，尤其是形状复杂的刀具和小型刀具。目前，高速钢占刀具材料总使用量的刀具。目前，高速钢占刀具材料总使用量的60%以上

9、。以上。High Speed Steel- HSS1 .普通高速钢普通高速钢 1）W18Cr4V (18-4-1) 属钨系高速钢属钨系高速钢2）W6Mo5Cr4V2 (6-5-4-2) 属钨钼系高速钢属钨钼系高速钢3） W9Mo3Cr4V 是近年我国研制的一种钨钼系高速钢是近年我国研制的一种钨钼系高速钢4）W14Cr4VMn-RE 有较大的塑性，可以作热轧刀具用有较大的塑性，可以作热轧刀具用2. 高性能高速钢高性能高速钢 高性能高速钢的常温度可达 HRC67-70,可以用于高强度钢，高温合金，钛合金等难加工材料的切削加工，并可以提高刀具的使用寿命。 3）铝高速钢）铝高速钢 W6Mo5Cr4V2

10、Al: (501) 我国独创无钴高速钢我国独创无钴高速钢,与与M42相当相当.无钴无钴,便宜便宜.可磨性略低于可磨性略低于M42.1）钴高速钢）钴高速钢 M42: (W2Mo9C4VCo8)综合性好综合性好,硬度高硬度高(HRC70)。价格高。价格高(钴贵钴贵)。适合加工高温合金、不锈钢。适合加工高温合金、不锈钢。 2）低钴高速钢）低钴高速钢 W12Mo3Cr4V3Co5Si: 耐磨性比耐磨性比M42好好,韧性比韧性比M42差。差。3. 粉末冶金高速钢粉末冶金高速钢 4. 涂层高速钢涂层高速钢 优点：优点：1）提高钢材的强度和硬度）提高钢材的强度和硬度2）减少热处理变形和应力）减少热处理变形和

11、应力3) 显著提高磨削加工性显著提高磨削加工性4) 显著提高材料利用率显著提高材料利用率高速钢粉末压制成形高温烧结粉末冶金高速钢 表层镀膜（2m）（ TiN, TiC, TiCN, TiAlN, AlTiN, TiAlCN, DLC, CBC ) 硬度2200HV使切削力，温度下降 25%三 、硬质合金Hard Carbide-HC 由高硬度由高硬度, ,难熔的金属化合物难熔的金属化合物(WC,TiC(WC,TiC) )的粉末的粉末, ,用钴用钴, ,镍等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品镍等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品. .硬质合金是硬质合金是当今应用最广泛的刀具材料之一当今应用最广泛

12、的刀具材料之一. (30-40%). (30-40%)表4-7 常用硬质合金牌号与性能 P78 允许切削温度达允许切削温度达 800-1000C 切削速度达切削速度达 100-200m/min 硬质合金是脆性材料硬质合金是脆性材料,冲击韧性仅为高速钢的冲击韧性仅为高速钢的1/8-1/30 (最大弱点最大弱点)1. 高温碳化物高温碳化物 1）碳化物的种类和性能碳化物的种类和性能2）碳化物粒度碳化物粒度WC 熔点低熔点低 硬度低硬度低 弹性模量高弹性模量高 密度高密度高TiC 熔点高熔点高 硬度高硬度高 弹性模量低弹性模量低 密度低密度低 碳化物的粒度越细，则有利于提高硬质合金硬度与耐磨性。碳化物

13、的粒度越细，则有利于提高硬质合金硬度与耐磨性。碳化物粒度均匀性，也影响硬质合金性能。碳化物粒度均匀性，也影响硬质合金性能。2. 硬质合金的种类和牌号硬质合金的种类和牌号 YT类类(ISO P类类 ) 钨钛钴类钨钛钴类 主要用于加工钢。 (YT30 TiC含量)YG类类(ISO K类类 ) 钨钴类钨钴类 主要用于加工铸铁,有色金属,非金属材料。 (YG6 Co含量)YW类类(ISO M类类 ) 钨钛钽钴类钨钛钽钴类3. 硬质合金的性能硬质合金的性能 5）抗冷焊性抗冷焊性 与钢发生冷焊的温度高于高速钢与钢发生冷焊的温度高于高速钢1）硬度硬度 (HRA90左右) 硬度随硬度随WC,TiC成正比成正比

14、,随粘结剂含量成反比随粘结剂含量成反比.2）抗弯强度和韧性抗弯强度和韧性 随粘结剂含量成正比随粘结剂含量成正比.3）导热系数导热系数 (TiCWC)4）线膨胀系数线膨胀系数 (硬质合金硬质合金高速钢高速钢)4. 硬质合金的选用硬质合金的选用 主要用于高速切削钢。(与钢料摩擦时,抗磨损性好。)WC-Co (YG)： K类类 主要用于加工铸铁,有色金属,非金属材料。(韧性好,抗冲击性好)WC-Ti-Co (YT) ： P类类 表4-8 硬质合金的用途硬质合金的用途 P80 举例：YG3 YT305. 新型硬质合金新型硬质合金 6）高速钢基硬质合金）高速钢基硬质合金1）添加钽）添加钽,铌的硬质合金铌

15、的硬质合金2）涂层硬质合金）涂层硬质合金3）细晶粒和超细晶粒硬质合金）细晶粒和超细晶粒硬质合金4）TiC基和基和Ti(C,N)基硬质合金基硬质合金5）添加稀土元素的硬质合金）添加稀土元素的硬质合金四、其他刀具材料1. 陶瓷陶瓷 抗弯强度： 0.4-0.5GPa(40-50kgf/mm2) ( HSS: 3-3.5GPa; HC: 1-1.5GPa ) 硬度： HRA 91-95 (HSS:65-70HRC; HC:90HRA ) 2. 金刚石金刚石 硬度高 ： HV10000 (HC:HV1300-1800) 适合加工陶瓷,硬质合金,也可加工有色金属. *不适合加工钢,铁; 700C ;造价高

16、 天然金刚石天然金刚石 人造金刚石人造金刚石 石墨经高温高压处理转化而来.3. 立方氮化硼立方氮化硼 (CBN) 立方氮化硼(CBN)高温高压处理转化而来.硬度 HV8000 第三节 合理的刀具几何参数的选择一、选择刀具合理几何参数的意义和内容选择刀具合理几何参数的意义和内容 1.概述概述 在保证加工质量的前提下，能够满足刀具使用寿命长、生产效在保证加工质量的前提下，能够满足刀具使用寿命长、生产效率高、加工成本低的刀具几何参数，称为刀具的率高、加工成本低的刀具几何参数，称为刀具的合理几何参数合理几何参数。 2.刀具合理几何参数的基本内容刀具合理几何参数的基本内容 1）刃形）刃形 2）切削刃刃区

17、的剖面型式及参数）切削刃刃区的剖面型式及参数3）刀面型式及参数图）刀面型式及参数图4）刀具角度）刀具角度 3.选择刀具合理几何参数的一般性原则选择刀具合理几何参数的一般性原则 1 1）要考虑工作的实际情况）要考虑工作的实际情况二、前角、后角的功能及其选择二、前角、后角的功能及其选择 1.前角的功用前角的功用（1）影响切削区域的变形程度）影响切削区域的变形程度 (切屑变形、切削力、温度、磨损、耐用度）切屑变形、切削力、温度、磨损、耐用度）2 2）要考虑刀具材料和刀具结构）要考虑刀具材料和刀具结构3 3）要注意各个几何参数之间的联系）要注意各个几何参数之间的联系4 4）要考虑具体的加工条件）要考虑

18、具体的加工条件 （2）影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件）影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件（3）影响已加工表面质量）影响已加工表面质量 2.合理前角值的选择合理前角值的选择 合理前角合理前角opt的概念：的概念： Tmax 3.合理前角的选择原则合理前角的选择原则 （1） 根据被加工工件材料选择根据被加工工件材料选择（2） 根据加工要求选择根据加工要求选择（3） 根据刀具材料选择根据刀具材料选择前角前角0 0刀具耐用度刀具耐用度 T0opt高速钢高速钢opt硬质合金硬质合金前角前角0 0刀具耐用度刀具耐用度 T0opt铸铁铸铁opt中碳钢中碳钢opt软钢软钢4.前刀面的选择前

19、刀面的选择 锋刃（未修磨）锋刃（未修磨）刃口修圆刃口修圆刃口负倒棱刃口负倒棱刃口平棱刃口平棱负后角倒棱负后角倒棱刃口修圆、倒棱都是为了提高刃口的强度刃口修圆、倒棱都是为了提高刃口的强度HSS 精加工精加工获得高加工表面获得高加工表面减少刀刃粘屑减少刀刃粘屑刃口负倒棱和刃口平棱刃口负倒棱和刃口平棱均可提高刃口强度、抗冲均可提高刃口强度、抗冲击能力和改善散热条件。击能力和改善散热条件。负后角倒棱负后角倒棱增加阻尼作用，起增加阻尼作用，起到抑制振动效果。到抑制振动效果。b b11=0.1-0.3=0.1-0.30101=-5=-5-20-20提高刃口强度提高刃口强度5.后角的功用后角的功用(1) 后

20、角的主要功用是减小后刀面与过度表面之间的摩擦。后角的主要功用是减小后刀面与过度表面之间的摩擦。(2) 后角越大，削刃钝圆半径后角越大，削刃钝圆半径rn值越小，切削刃越锋利。值越小，切削刃越锋利。(3) 在同样的磨钝标准在同样的磨钝标准VB下，后角大的刀具由新用到磨钝，所磨去下，后角大的刀具由新用到磨钝，所磨去的金属体积越大。的金属体积越大。(4) 增大后角将使切削刃和刀头的强度削弱，导热面积和容热体积增大后角将使切削刃和刀头的强度削弱，导热面积和容热体积减小；且减小；且NB 一定时的磨耗体积小，刀具使用寿命短，这些是增大一定时的磨耗体积小，刀具使用寿命短，这些是增大后角的不利方面。后角的不利方

21、面。 合理后角的选择原则合理后角的选择原则:6.合理后角值的选择合理后角值的选择 （1）根据切削厚度）根据切削厚度ac选择合理后角选择合理后角（2）根据工件材料选择合理后角）根据工件材料选择合理后角（3）根据加工条件选择合理后角）根据加工条件选择合理后角 三、主偏角、副偏角的功能及其选择三、主偏角、副偏角的功能及其选择 1.主偏角、副偏角的功用主偏角、副偏角的功用(1) 影响切削加工残留表面高度。影响切削加工残留表面高度。(2) 影响切削层的形状。影响切削层的形状。(3) 影响三个切削分力的大小和比例关系。影响三个切削分力的大小和比例关系。(4) 主偏角和副偏角决定了尖角主偏角和副偏角决定了尖

22、角r，故直接影响刀尖处的强度，故直接影响刀尖处的强度， 导热面积和容热体积。导热面积和容热体积。(5) 主偏角还影响断屑效果和排屑方向。主偏角还影响断屑效果和排屑方向。 2.主偏角的选用主偏角的选用主偏角选择原则是：主偏角选择原则是：（1）根据加工类型选择主偏角）根据加工类型选择主偏角（2）根据加工工艺系统刚性选择主偏角）根据加工工艺系统刚性选择主偏角（3）根据加工表面形状要求选择主偏角）根据加工表面形状要求选择主偏角4.副偏角的选用副偏角的选用合理副偏角的选择原则是：合理副偏角的选择原则是： 在不影响摩擦和振动条件下，应选较小的副偏角。在不影响摩擦和振动条件下，应选较小的副偏角。3.副偏角的

23、功用副偏角的功用影响副切削刃的长度影响副切削刃的长度影响已加工表面质量影响已加工表面质量4.刀尖角的功用和选用刀尖角的功用和选用(1) 各种切削刀具的刀尖是工作条件最困难的部位。各种切削刀具的刀尖是工作条件最困难的部位。修圆刀尖修圆刀尖倒角刀尖倒角刀尖倒角带修光刃倒角带修光刃刀尖的功用及研究刀尖的意义刀尖的功用及研究刀尖的意义(2) 许多刀具主切削刃与副切削刃连接处的刀尖，直接影响已加工表面的形成过许多刀具主切削刃与副切削刃连接处的刀尖，直接影响已加工表面的形成过程，影响残留面积高度。程，影响残留面积高度。四、刃倾角的功能及其选择四、刃倾角的功能及其选择 1刃倾角的功用刃倾角的功用 ：(1)

24、影响切屑流出方向影响切屑流出方向(2) 影响切削刃的锋利性影响切削刃的锋利性(3) 影响刀尖强度和刀尖导热和容热条件影响刀尖强度和刀尖导热和容热条件(4) 影响切入切出的平稳性影响切入切出的平稳性(5) 影响切削刃的工作长度影响切削刃的工作长度(6) 影响切削分力之间的比值影响切削分力之间的比值ssn22sincossinsinoe| |s| |0 0 = 15= 150 0 = 10= 100 0 = 5= 5904590450对切屑流向有影响的角度对切屑流向有影响的角度-刃倾角刃倾角 s0 切屑流向待加工表面切屑流向待加工表面附附: 刃倾角对接触情况的影响刃倾角对接触情况的影响s0 0s

25、简单、单刃刀具简单、单刃刀具T2. 机夹可转位刀具和陶瓷刀具机夹可转位刀具和陶瓷刀具T （换刀时间短）（换刀时间短）5. 精加工大件时，刀具精加工大件时，刀具T （避免中途换刀影响加工精度）（避免中途换刀影响加工精度）6. 流水线、自动线刀具流水线、自动线刀具T 3. 装刀、换刀、调整刀具复杂的刀具装刀、换刀、调整刀具复杂的刀具T 4. 当某工序生产率限制整个车间生产率时或分摊全厂开支当某工序生产率限制整个车间生产率时或分摊全厂开支M较大较大时，刀具时，刀具T 二、切削用量的选择二、切削用量的选择1.切削深度的选择切削深度的选择粗加工：粗加工：半精加工：半精加工：精加工：精加工：切削深度根据工

26、序余量确定，若余量太大则分几次走刀。切削深度根据工序余量确定，若余量太大则分几次走刀。 余量太大，切削力大，受机床功率和刀具强度的限制余量太大，切削力大，受机床功率和刀具强度的限制 工艺系统刚度不足或加工余量不均匀，工艺系统刚度不足或加工余量不均匀， 断续切削，刀具受到很大的冲击，断续切削，刀具受到很大的冲击，表面粗糙度表面粗糙度 Ra105m am ap p= 0.5= 0.52 mm 2 mm 一次走刀一次走刀表面粗糙度表面粗糙度 Ra2.51.25m am ap p= 0.1= 0.10.4 mm 0.4 mm 一次走刀一次走刀2.进给量的选择进给量的选择粗加工：粗加工：半精、精加工：半

27、精、精加工：刀杆强度校验刀杆强度校验刀杆刚度校验刀杆刚度校验刀片强度校验刀片强度校验刀杆装夹刚度校验刀杆装夹刚度校验机床进给机构强度校验机床进给机构强度校验按工件要求的表面粗糙度，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度按工件要求的表面粗糙度，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度查表选取进给量查表选取进给量f P99 表表4-103.切削速度的选择切削速度的选择min/mkfaTcvvyxpmvvv机床标牌中机床标牌中 n注意：注意：(1) (1) 粗加工粗加工 半精加工半精加工 精加工精加工(2) (2) 工件材料的强度、硬度高，切削性能差时工件材料的强度、硬度高，切削性能差时(3) (3) 刀

28、具材料：高速钢刀具材料：高速钢 硬质合金硬质合金 涂层涂层 陶瓷陶瓷 CBNCBN(4) (4) 精加工时，避开精加工时，避开BUEBUE生长区生长区(5) (5) 断续切削时，为减小冲击和热应力断续切削时，为减小冲击和热应力(6) (6) 在易振动时，避开共振区在易振动时，避开共振区(7) (7) 加工大件、细长件、薄壁件时加工大件、细长件、薄壁件时(8) (8) 加工带硬皮的工件时加工带硬皮的工件时电视教学片电视教学片:切削用量的选择切削用量的选择一、影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施主要有两个方面主要有两个方面: :刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径 RR 第六节 影响已加工表面质量的因素已

29、加工表面质量：已加工表面质量：主偏角主偏角 r r 副偏角副偏角 r r 进给量进给量 f frrctgctgfH rfH82 ffrrHfr rH加工脆性材料加工脆性材料: 切削速度对表面粗糙度的影响不大。切削速度对表面粗糙度的影响不大。切削速度对表面粗糙度的影响切削速度对表面粗糙度的影响:RZV加工塑性材料加工塑性材料: 此外，合理选择切削液，适当增大刀具的前此外，合理选择切削液，适当增大刀具的前角、提高刀具的刃磨质量等。均能有效的减小表角、提高刀具的刃磨质量等。均能有效的减小表面粗糙度值。面粗糙度值。磨削加工后的表面粗糙度磨削加工后的表面粗糙度磨削加工表面粗糙度的形成由磨削加工表面粗糙度

30、的形成由几何因素几何因素和表面层金属的塑性和表面层金属的塑性变形（变形（物理因素物理因素）决定的，但磨削过程要比切削过程复杂的多。）决定的，但磨削过程要比切削过程复杂的多。砂轮的速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越砂轮的速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越 多，因而工件表面的粗糙度值就越小。多，因而工件表面的粗糙度值就越小。工件速度对表面粗糙度的影响正好与砂轮速度的影响相工件速度对表面粗糙度的影响正好与砂轮速度的影响相 反，增大工件速度时，单位时间内通过被磨表面的磨粒反，增大工件速度时，单位时间内通过被磨表面的磨粒 数减少，表面粗糙度值将增加。数减少，表面粗糙度值将增加。砂轮的

31、纵向进给减小，工件表面的每个部位被砂轮重复砂轮的纵向进给减小，工件表面的每个部位被砂轮重复 磨削的次数增加，被磨表面粗糙度值将减小磨削的次数增加，被磨表面粗糙度值将减小2 2）砂轮粒度和砂轮修整对表面粗糙度的影响）砂轮粒度和砂轮修整对表面粗糙度的影响 在相同的磨削条件下，砂轮的粒度号数越大，在相同的磨削条件下，砂轮的粒度号数越大，参加磨削的磨粒越多，表面粗糙度就越小。参加磨削的磨粒越多，表面粗糙度就越小。 修整砂轮的纵向进给量对磨削表面的粗修整砂轮的纵向进给量对磨削表面的粗糙度影响甚大。糙度影响甚大。（二）表面层金属的塑性变形（二）表面层金属的塑性变形物理因素的影响物理因素的影响磨削特点：磨削

32、特点： 砂轮的磨削速度远比一般的切削加工速度高砂轮的磨削速度远比一般的切削加工速度高的多，且磨粒大多为负前角，磨削比压大，磨削的多，且磨粒大多为负前角，磨削比压大，磨削区温度很高，工件表面温度有时可达区温度很高，工件表面温度有时可达900900C C，工件，工件表层金属容易产生相变而烧伤。因此，磨削过程表层金属容易产生相变而烧伤。因此，磨削过程的塑性变形要比一般切削过程大的多。的塑性变形要比一般切削过程大的多。砂轮速度砂轮速度 V磨削深度磨削深度 a ap p工件速度工件速度 V磨削用量对表面粗糙度的影响磨削用量对表面粗糙度的影响:V砂轮砂轮RaV工件工件Ra磨削深度磨削深度ap pRa磨削用

33、量对表面粗糙度的影响磨削用量对表面粗糙度的影响:砂轮粒度砂轮粒度砂轮硬度砂轮硬度砂轮组织砂轮组织砂轮材料砂轮材料评定冷作硬化的指标有下列三项评定冷作硬化的指标有下列三项式中式中 HV0 工件内部金属原来的硬度。工件内部金属原来的硬度。%10000HVHVHVNV=170m/minV=135m/minV=100m/minV=50m/min硬度HVf(mm/r)主要有两个参数主要有两个参数:钝圆半径钝圆半径 rn n， 冷硬程度冷硬程度后刀面磨损量后刀面磨损量 VB ， 冷硬程度冷硬程度 工件材料的塑性越大，冷硬倾向越大，冷硬程度也越工件材料的塑性越大，冷硬倾向越大，冷硬程度也越严重。严重。碳钢中

34、含碳量越大，强度越高，其塑性越小。碳钢中含碳量越大，强度越高，其塑性越小。 切削刃钝圆半径切削刃钝圆半径 : : 对切削形成过程的进行有决定对切削形成过程的进行有决定性影响。性影响。切削切削刃刃钝圆半径增大，径向切削分力也将随之钝圆半径增大，径向切削分力也将随之增大，表层金属的塑性变形程度加剧，导致冷硬增大。增大，表层金属的塑性变形程度加剧，导致冷硬增大。 刀具磨损刀具磨损 : 对表层金属冷硬影响很大，这是由于对表层金属冷硬影响很大，这是由于磨损宽度加大后，刀具后刀面与被加工工件的磨擦加剧，磨损宽度加大后，刀具后刀面与被加工工件的磨擦加剧，塑性变形增大，导致表面冷硬增大。塑性变形增大，导致表面

35、冷硬增大。3）砂轮粒度的影响的的测测量量主主要要是是指指表表面面层层的的显显微微硬硬度度HV和和硬硬化化层层深深度度h 的的测测量，量，硬硬化化程程度度N 可可由由表表面面层层的的显显微微硬硬度度HV和和工工件件内内部部金金属属原原来来的的显显微微硬硬度度HV0 通通过过式式求求得。得。加加工工表表面面冷冷硬硬层层很很薄薄时，时，可可在在斜斜截截面面上上测测量量显显微微程程度。度。对对于于平平面面试试件件可可按按下下图图磨磨出出斜斜面，面，然然后后逐逐点点测测量量其其显显微微硬硬度度并并将将测测量量结结果果绘绘制制图图形。形。在斜截面上测量显微硬度在斜截面上测量显微硬度l lh h显微硬度显微

36、硬度HV距表面的距离距表面的距离HVHV0淬火组织淬火组织 退火组织退火组织300C T 720C T 720C 有冷却液 T 720C 无冷却液（二）改善磨削烧伤的工艺途径合理选择磨削用量合理选择磨削用量 改善冷却条件改善冷却条件 开槽砂轮开槽砂轮(2)(2)合理选择磨削用量合理选择磨削用量 加大工件的回转速度加大工件的回转速度 vw，磨削表面的温度升高，但其，磨削表面的温度升高，但其增长速度与磨削深度增长速度与磨削深度 ap 的影响相比小的多，实践证明，的影响相比小的多，实践证明，同时提高砂轮速度同时提高砂轮速度 vs 和工件速度和工件速度 vw ，可以避免烧伤。，可以避免烧伤。结论结论: 从减轻烧伤而同时又尽可能保持较高的生产效率考虑，从减轻烧伤而同时又尽可能保持较高的生产效率考虑，应选用较大的工件速度应选用较大的工件速度 V Vw w 和较小的磨削深度和较小的磨削深度 a ap p 。 磨削