金属切削参数的合理选择

金属切削参数的合理选择机械制造技术教学目的掌握刀具几何参数、切削用量的合理选择，切削液的正确选用。教学内容刀具几何参数的合理选择01切削用量的合理选择02切削液03第一节刀具几何参数的合理选择前角的作用：增大前角可以减小切削变形和摩擦阻力，使Fc、Pm及θ减小；前角过大会导致切削刃强度降低，刀头散热体积减小，降低刀具寿命。（1）前角选择原则：刀具材料的抗弯强度及韧性较高时，可取较大前角；工件材料的强度、强度较低，塑性较好时，应取较大前角；加工硬脆材料应取较小前角，甚至取负前角；断续切削或粗加工有硬皮的铸锻件时，应取较小前角；精加工时宜取较大前角工艺系统刚性较差或机床功率不足时，应取较大前角；成形刀具和齿轮刀具为减小齿形误差，应取小前角甚至零前角。通常加工一般铸铁，选γo≈5°～15°，加工铝合金时，选γo≈30°～35°，用硬质合金刀加工钢，常选γo≈10°～20°。后角的作用：减小刀具后刀面与工件之间的摩擦。后角过大会使刀刃强度降低，并使散热条件变差，使刀具耐用度降低。（2）后角第一节刀具几何参数的合理选择选择原则：工件材料强度、硬度较高时，应取较小后角；工件材料软、粘时，应取较大后角；加工脆性材料时，宜取较小后角。精加工及切削厚度较小的刀具，应采用较大的后角；粗加工、强力切削，宜取较小后角。工艺系统刚性较差时，应适当减小后角。定尺寸刀具，如拉刀、铰刀等，为避免重磨后刀具尺寸变化过大，宜取较小后角。通常f

>0.25mm／r时，取αo＝5°～8°；f≤0.25mm／r时，取αo=10°～12°。副后角αo′一般取αo′=αo。唯切断刀、切槽刀、锯片等的αo′，因受其结构强度限制，只允许取小的αo′，如１°～2°。（3）主、副偏角Κr、Κr´主偏角Κr作用：可使刀尖强度增大且作用切削刃长度增加，有利于散热和减轻单位刀刃上的负荷，提高刀具寿命。减小Κr还可减少工件表面残留面积；增大Κr，可使Fp减小，Ff增加，可降低工艺系统的变形与振动。Κr选择原则：在工艺系统刚性允许条件下，应采用较小的Κr。（刚性较好时，取Κr=30°~45°,刚性一般时取Κr=60°~75°,车削细长轴时取Κr=90°~93°。加工很硬的材料时，应取较小的Κr。

Κr大小还应与工件形状相适应。车阶梯轴时用Κr=90°,考虑一刀多用时可取Κr=45°。第一节刀具几何参数的合理选择副偏角Κr´作用：较小的Κr´可以减小工件表面粗糙度，增加刀头散热面积，但Κr´过小会加剧后刀面与已加工表面的摩擦，也易引起振动。Κr´选择原则：在工艺系统刚性允许条件下，应采用较小的Κr´。精车时一般取Κr´=5°~10°,粗车时取Κr´=10°~15°,对切断刀及切槽刀，取Κr´=1°~3°,精加工刀具必要时可磨出一段Κr´=0°的修光刃。（3）主、副偏角Κr、Κr´第一节刀具几何参数的合理选择（4）刃倾角λs刃倾角λs作用：控制切屑流向，影响刀头强度和切削刃的锋利程度。选择原则：当加工材料硬度大或有大的冲击载荷时，应取绝对值较大的-λs,以保护刀尖。精加工时λs应取正值，使切屑流向待加工表面，并可使刃口锋利。加工通孔的刀具取-λs，可使切屑向前排出，加工盲孔刀具则取+λs当工艺系统刚性不足时，应尽量不用-λs。加工一般钢料和铸铁时，无冲击的粗车取λs=0°~-5°,精车取λs=0°~+5°；有冲击时取λs=-5°~-15°,冲击负荷特别大时取λs=-30°~-45°；对于刨刀可取λs=-10°~-20°。第一节刀具几何参数的合理选择（5）刀尖形状选择参数选择直线型圆弧形作用：刀尖处采用直线形或圆弧过渡刃，可显著提高刀具的耐崩刃性和耐磨性，减小工件已加工表面粗糙度。第一节刀具几何参数的合理选择第二节切削用量的合理选择粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，一般优先选择尽可能大的ap，其次选择较大的进给量f，最后根据刀具耐用度、机床功率，确定合适的vc。精加工时，首选应保证工件的加工精度和表面质量要求，一般选用较小的ap和f，尽可能选用较高的vc。（1）背吃刀量ap参数选择粗加工：尽量一次走刀切除全部余量。在中等功率机床上，ap可达8～10mm。下列情况时，可分几次走刀。加工余量太大，一次走刀会使切削力太大，机床功率或刀具强度所不允许。工艺系统刚性不足，或加工余量极不均匀，以致引起很大振动，如加工细长轴或薄壁工件时。断续切削，刀具受到很大的冲击而破损。如分两次走刀，应使ap1＞ap2，ap2取加工余量的1/3～1/4。半精加工：ap取0.5～2mm。精加工：

ap取0.1～0.4mm。（2）进给量f粗加工时，对加工质量没有太高的要求，而切削力往往较大。合理的f应为机床进给机构的强度、刀杆的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度、工件的装夹刚度所能承受。实际生产中f一般多根据经验按一定表格选取。第二节切削用量的合理选择在粗加工选择切削用量后要进行机床功率的校验。随着科学技术的进步，可以利用计算机进行切削用量的优化。根据已定的ap、f及T，可计算vc也可查表求得。vc确定后，计算机床转速：（3）切削速度vc冷却作用润滑作用清洗作用防锈作用第三节切削液（1）切削液的作用（2）切削液的种类主要成分是水、化学合成水或乳化液。水基切削液中都添加防锈剂，也有再加入极压添加剂的。水基切削液：主要成分是各种矿物油，动物油，植物油，或由它们组成的复合油，并可视需要添入各种添加剂，如极压添加剂、油性添加剂等。油基切削液:金属间的边界润滑摩擦切削液的效果，除了取决于切削液本身的性能外，还取决于工件材料、刀具材料和加工方法等因素，选择时应综合考虑。第三节切削液（4）切削液的选择（3