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1、关于金属切削原理与刀具现在学习的是第1页，共48页23.1 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命一、刀具磨损的形态一、刀具磨损的形态1正常磨损正常磨损二、刀具磨损的形态二、刀具磨损的形态2非正常磨损（刀具破损）非正常磨损（刀具破损）三、刀具磨损的原因三、刀具磨损的原因四、刀具磨损过程四、刀具磨损过程五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式 1.刀具寿命定义刀具寿命定义 2.刀具寿命（耐用度）经验公式刀具寿命（耐用度）经验公式 3.影响刀具寿命的因素影响刀具寿命的因素 4.刀具寿命的选择刀具寿命的选择第三节第三节 金属切削基本规律的应用金属切削基本规律的应用现在学习的
2、是第2页，共48页33.2 切削用量的选择切削用量的选择一、影响切削变形因素一、影响切削变形因素二、切削用量对切削加工的影响二、切削用量对切削加工的影响 三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法 四、提高切削用量的途径四、提高切削用量的途径五、改善切削加工性的途径五、改善切削加工性的途径第三节第三节 金属切削基本规律的应用金属切削基本规律的应用现在学习的是第3页，共48页43.1刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命v一、刀具磨损的形态一、刀具磨损的形态1正常磨损正常磨损1.前刀面磨损前刀面磨损2.后刀面磨损后刀面磨损3.边界磨损边界磨损现在学习的是第4页，共48页51.前刀
3、面磨损前刀面磨损(月牙洼磨损月牙洼磨损)形成条件：形成条件：切削塑性材料时，如果切削塑性材料时，如果切削速度切削速度和和切削厚度切削厚度较大，切屑与前面完全是较大，切屑与前面完全是新鲜表面相互接触和摩擦新鲜表面相互接触和摩擦，化学活性，化学活性很高，反应剧烈，在接触面很大，切削液难以渗入。前刀面在很高，反应剧烈，在接触面很大，切削液难以渗入。前刀面在高温高压由于切屑的作用形成月牙洼。高温高压由于切屑的作用形成月牙洼。形式：形式：前刀面磨出月牙洼，月牙洼的位置发生在前刀面磨出月牙洼，月牙洼的位置发生在刀具前刀面刀具前刀面上切削温度最高的地方上切削温度最高的地方。影响：影响：削弱刀刃强度，降低加工
4、质量削弱刀刃强度，降低加工质量。现在学习的是第5页，共48页61.前刀面磨损前刀面磨损(月牙洼磨损月牙洼磨损)影响：影响：削弱刀刃强度，降低加工质量。月牙洼和切削刃之间有一条小棱边。在磨损过程中，月牙月牙洼和切削刃之间有一条小棱边。在磨损过程中，月牙洼的宽度、深度不断增大，当月牙洼扩展到使棱边很窄时，洼的宽度、深度不断增大，当月牙洼扩展到使棱边很窄时，切削刃的强度大为削弱，极易导致切削刃的强度大为削弱，极易导致崩刃崩刃。现在学习的是第6页，共48页72.后刀面磨损后刀面磨损形成条件：形成条件：在在切削速度较低切削速度较低、切削厚度较小切削厚度较小的情况下切削塑的情况下切削塑性材料或加工脆性材料
5、时，主要发生后刀面磨损。性材料或加工脆性材料时，主要发生后刀面磨损。形式：形式：由于加工表面和刀具后刀面间存在着由于加工表面和刀具后刀面间存在着强烈的摩擦强烈的摩擦，在，在后刀面上毗邻切削刃的地方后刀面上毗邻切削刃的地方很快很快被磨出后角为零的小棱面被磨出后角为零的小棱面，这，这就是后刀面磨损。就是后刀面磨损。影响：影响：切削力切削力,切削温度切削温度,产生振动，降低加工质量。产生振动，降低加工质量。现在学习的是第7页，共48页83.边界磨损边界磨损形成条件：形成条件：切削钢料，或加工铸、锻等外表皮粗糙的切削钢料，或加工铸、锻等外表皮粗糙的工件时，常工件时，常在主切削刃靠近工件外表皮处在主切削
6、刃靠近工件外表皮处以及以及副切削刃副切削刃靠近刀尖处的后刀面靠近刀尖处的后刀面上，磨出较深的沟纹，这就是边界磨上，磨出较深的沟纹，这就是边界磨损。损。现在学习的是第8页，共48页9刀具磨损的形态刀具磨损的形态 现在学习的是第9页，共48页10v二、刀具磨损的形态二、刀具磨损的形态2非正常磨损（刀非正常磨损（刀具破损）具破损）刀具破损的主要形式：刀具破损的主要形式：脆性破损脆性破损和和塑性塑性破损破损。脆性脆性破损：裂纹、崩刃、破碎等，破损：裂纹、崩刃、破碎等，塑塑性破损：性破损：卷刃（刀刃塑性变形）。卷刃（刀刃塑性变形）。用用陶瓷、超硬刀具材料陶瓷、超硬刀具材料制成的刀具进行制成的刀具进行断续
7、切削断续切削，或者加工，或者加工高硬度材料高硬度材料时，刀具的时，刀具的脆性破损就更加严重。脆性破损就更加严重。3.1 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命现在学习的是第10页，共48页11形式形式状况状况实例实例脆性脆性破损破损硬质合金和陶瓷刀具硬质合金和陶瓷刀具在机械应力和热应力冲击作用下常发生。在机械应力和热应力冲击作用下常发生。1)1)崩刃崩刃切削刃上产生小的缺口。切削刃上产生小的缺口。缺口尺寸较小时，刀刃还能继续切削。缺口尺寸较小时，刀刃还能继续切削。但在继续切削过程中，刃区崩损部分会迅速但在继续切削过程中，刃区崩损部分会迅速扩大，可能使刀具完全失效。扩大，可能使刀具完全失效。陶瓷刀
8、具切削时；陶瓷刀具切削时；硬质合金刀具断续切削时硬质合金刀具断续切削时2)2)破碎破碎切削刃上发生小块碎裂或大块断裂，不能继切削刃上发生小块碎裂或大块断裂，不能继续正常切削。续正常切削。硬质合金和陶瓷刀具断续硬质合金和陶瓷刀具断续切削时切削时3)3)剥落剥落在前、后刀面上几乎平行于切削刃而剥下一在前、后刀面上几乎平行于切削刃而剥下一层碎片，经常连切削刃一起剥落。层碎片，经常连切削刃一起剥落。陶瓷刀具端铣时陶瓷刀具端铣时4)4)裂纹裂纹较长时间连续切削后，由于较长时间连续切削后，由于疲劳而引起裂纹疲劳而引起裂纹的一种破损。有热裂纹；机械疲劳裂纹，当的一种破损。有热裂纹；机械疲劳裂纹，当这些裂纹不
9、断扩展合并，就会引起切削刃的这些裂纹不断扩展合并，就会引起切削刃的碎裂或断裂。碎裂或断裂。塑性塑性破损破损由于高温和高压的作用，在前、后刀面和切由于高温和高压的作用，在前、后刀面和切屑、工件的接触层上，屑、工件的接触层上，刀具表层材料发生塑刀具表层材料发生塑性流动而丧失切削能力性流动而丧失切削能力。高速钢刀具因其耐热性较高速钢刀具因其耐热性较差，易出现差，易出现现在学习的是第11页，共48页12v三、刀具磨损的原因三、刀具磨损的原因 刀具与切屑、工件间的接触表面经常是刀具与切屑、工件间的接触表面经常是新鲜表面新鲜表面；前、；前、后刀面上的后刀面上的接触压力很大接触压力很大，有时超过被切材料的屈
10、服强，有时超过被切材料的屈服强度；接触面的度；接触面的温度也很高温度也很高，如硬质合金加工钢料时可，如硬质合金加工钢料时可达达80010008001000。因此，刀具磨损是。因此，刀具磨损是机械的、热的和化学机械的、热的和化学的的三种作用的综合结果。三种作用的综合结果。3.1 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命现在学习的是第12页，共48页2022-9-713形式形式状况状况实例实例1.1.磨粒磨粒磨损磨损碳化物（碳化物（Fe3C、TiC等）、氮化物（等）、氮化物（AlN、Si3N4等）和氧化物（等）和氧化物（SiO2、Al2O3等）等等）等硬质点以及积屑瘤碎片硬质点以及积屑瘤碎片等，等，在
11、刀具表面刻在刀具表面刻划出沟纹划出沟纹。在各种切削速度下都存在，它在各种切削速度下都存在，它是低是低速刀具速刀具(如拉刀、板牙等如拉刀、板牙等)磨损的磨损的主要原因主要原因。2.2.粘结粘结磨损磨损切屑、工件与前、后刀面之间，存在着很大的切屑、工件与前、后刀面之间，存在着很大的压力和强烈的摩擦，形成新鲜表面接触而压力和强烈的摩擦，形成新鲜表面接触而发生发生冷焊粘结冷焊粘结。刀具表面上的微粒逐渐被刀具表面上的微粒逐渐被切屑或工件粘走切屑或工件粘走。高速钢、硬质合金、陶瓷、立方高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具都可能发生。氮化硼和金刚石刀具都可能发生。硬质合金具在中等偏低的切削速硬质合
12、金具在中等偏低的切削速度下切削塑性金属时，磨损比较严度下切削塑性金属时，磨损比较严重。重。3.3.扩散扩散磨损磨损高温下，刀具和工件、切屑双方的高温下，刀具和工件、切屑双方的化学元素互化学元素互相扩散到对方去，改变了原来材料的成分相扩散到对方去，改变了原来材料的成分与结构，削弱了刀具材料的性能与结构，削弱了刀具材料的性能，加速磨，加速磨损过程。损过程。扩散磨损的快慢和程度与刀具材料扩散磨损的快慢和程度与刀具材料中化学元素的扩散速率关系密切。中化学元素的扩散速率关系密切。4.4.化学化学磨损磨损较高温度下，刀具材料与某些周围介质起化学较高温度下，刀具材料与某些周围介质起化学作用，在作用，在刀具表
13、面形成一层硬度较低的化刀具表面形成一层硬度较低的化合物合物，被切屑或工件擦掉而形成磨损。，被切屑或工件擦掉而形成磨损。空气不易进入刀空气不易进入刀屑接触区，化学屑接触区，化学磨损中磨损中因氧化而引起的磨损最容因氧化而引起的磨损最容易在主、副切削刃的工作边界处易在主、副切削刃的工作边界处形成形成，从而产生较深的磨损沟纹。，从而产生较深的磨损沟纹。5.5.相变相变磨损磨损刀具材料（高速钢）因切削温度升高达到相变刀具材料（高速钢）因切削温度升高达到相变温度（温度（550600C）时，使）时，使金相组织发生金相组织发生变化，硬度降低变化，硬度降低而造成磨损。而造成磨损。现在学习的是第13页，共48页1
14、4温度对磨损的影响温度对磨损的影响 磨粒磨损磨粒磨损粘结磨损粘结磨损扩散磨损扩散磨损化学磨损化学磨损在低速在低速(低温低温)区以区以磨粒磨损磨粒磨损和和粘结磨损粘结磨损为主；为主；在高速在高速(高温高温)区以区以扩散磨损扩散磨损和和化学磨损化学磨损为主为主。现在学习的是第14页，共48页15四、刀具磨损过程四、刀具磨损过程刀具磨损过程初期磨损后刀面磨损量VB正常磨损急剧磨损切削时间3.1 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命现在学习的是第15页，共48页16阶段阶段原因原因特点特点初期初期磨损磨损1）新刃磨的刀具切削刃较锋利，其后刀面与加工表面接触面积很小，压应力较大；2）后刀面存在微观不平等
15、缺陷。磨损很快磨损很快。一般初期磨损量为0.05-0.10mm。正常正常磨损磨损经初期磨损后，刀具的粗糙表面已经磨平，承压面积增大，压应力减小，磨损速率明显减小磨损比较缓慢均匀缓慢均匀。后刀面磨损量随切削时间延长而近似地成比例增加。刀具工作的有效阶刀具工作的有效阶段。段。急剧急剧磨损磨损刀具经过正常磨损阶段后，切切削刃变钝削刃变钝，切削力、切削温度切削力、切削温度迅速升高迅速升高，磨损速度急剧磨损速度急剧增加，以致刀具损坏而失去切削能力。磨损强度很大磨损强度很大，生产中应当避免达到这个磨损阶段，要在这个阶段到要在这个阶段到来之前，及时更换刀具来之前，及时更换刀具或重新刃磨刀具。或重新刃磨刀具。
16、现在学习的是第16页，共48页17硬质合金车刀的典型磨损曲线硬质合金车刀的典型磨损曲线vYD05-30CrMnSiA；go=4，ao=8，kr=45，ls=-4；vc=150m/min，f=0.2mm.r，asp=0.5mm现在学习的是第17页，共48页18v五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式v1.定义定义（1）刀具寿命：）刀具寿命：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准（刀具磨损到不能继续使用的限度，常取后刀面最大允许磨损量VB）为止的切削时间称为刀具寿命（耐用度）。（2）刀具总寿命：）刀具总寿命：一把新刀从投入切削开始至报废为止的总切削时间，其间包括
17、多次重磨。3.1 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命现在学习的是第18页，共48页19v2.刀具寿命（耐用度）经验公式刀具寿命（耐用度）经验公式式中CT、m、n、p 为与工件、刀具材料等有关的常数。v五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式现在学习的是第19页，共48页20刀具寿命经验公式刀具寿命经验公式的应用v用硬质合金刀具切削碳钢（用硬质合金刀具切削碳钢（=0.763GP a）时，有）时，有 可知：可知：v 的影响最显著；的影响最显著；f 次之；次之；ap 影响最小。影响最小。52.250.75TpCTvfa现在学习的是第20页，共48页213.影响刀具寿命的
18、因素影响刀具寿命的因素v1）切削用量）切削用量v2）工件材料）工件材料v3）刀具几何角度）刀具几何角度v4）刀具材料）刀具材料v五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式现在学习的是第21页，共48页22切削用量切削用量切削用量对刀具寿命的影响规律如同对切削温切削用量对刀具寿命的影响规律如同对切削温度的影响。度的影响。切削速度切削速度vc、背吃刀量、背吃刀量ap、进给量、进给量f增大，使切增大，使切削温度削温度提高提高，刀具寿命，刀具寿命下降下降。Vc影响最大、进给量影响最大、进给量f其次，其次，ap影响最小影响最小。工件材料工件材料1 1）工件材料的工件材料的硬度或
19、强度硬度或强度提高，使切削温度提提高，使切削温度提高，刀具磨损加大，刀具寿命下降。高，刀具磨损加大，刀具寿命下降。2 2）工件材料的工件材料的延伸率延伸率越大或越大或导热系数导热系数越小，切越小，切削温度越高，刀具寿命下降。削温度越高，刀具寿命下降。刀具几何刀具几何角度角度1 1）前角前角对刀具寿命的影响呈对刀具寿命的影响呈“驼峰形驼峰形”。2 2）主偏角主偏角r减小时，使切削宽度增大，散热条减小时，使切削宽度增大，散热条件改善，故切削温度下降，刀具寿命提高。件改善，故切削温度下降，刀具寿命提高。刀具材料刀具材料刀具材料的高温硬度越高、越耐磨刀具材料的高温硬度越高、越耐磨，刀具寿命，刀具寿命越
20、高。越高。现在学习的是第22页，共48页23不同刀具材料的耐用度比较不同刀具材料的耐用度比较 不同刀具材料的耐用度比较硬质合金（VB=0.4mm）陶瓷刀具（VB=0.4mm）高速钢刀具耐用度T（min）1 2 3 5 6 8 10 20 30 40 60800600500400300200100806050切削速度v（m/min）现在学习的是第23页，共48页合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。最高生产率刀具寿命：最高生产率刀具寿命：单位时间生产最高数量产品或单位时间生产最高数量产品或加工每个零件所消耗的生产时间为最少。加工每个零件所消耗的生产时间为最少
21、。最低成本刀具寿命：最低成本刀具寿命：以每件产品（或工序）的加工费以每件产品（或工序）的加工费用最低为原则。用最低为原则。多采用多采用最低成本刀具寿命。最低成本刀具寿命。五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式4.刀具寿命的选择刀具寿命的选择现在学习的是第24页，共48页25式中to、tm、ta、tc 分别为工序时间、基本时间、辅助时间和换刀时间；T 为刀具寿命。令f，ap为常数，有：10001000mwwwwmppLdLdtTvfaAfa 使工序时间最短的刀具寿命。以车削为例，工序时间：mv TA将上式代入式（4-1），对T求导，并令其为0，可得到最大生产率刀具寿
22、命为：momactttttT1opcmTtm又：式（4-1）现在学习的是第25页，共48页260mmmamcmttCtCtCtCCT式中 C0 工序成本；Cm 机时费；Ct 刀具费用 使工序成本最小的刀具寿命。以车削为例，工序成本为：1topcmCmTtmC仍令f，ap为常数，采用相同方法，可得到经济寿命为tmCm刀具费用taCmC0刀具耐用度Top成本经济寿命现在学习的是第26页，共48页27刀具寿命的选择刀具寿命的选择1)1)刀具的复杂刀具的复杂程度和制造、程度和制造、重磨的费用重磨的费用简单的刀具如车刀、钻头等寿命选得低些；简单的刀具如车刀、钻头等寿命选得低些；结构复杂和精度高的刀具，如
23、拉刀、齿轮刀具等，结构复杂和精度高的刀具，如拉刀、齿轮刀具等，寿命选得高些；寿命选得高些；同一类刀具，尺寸大的，制造和刃磨成本均较高，同一类刀具，尺寸大的，制造和刃磨成本均较高，寿命规定得高些。寿命规定得高些。2)2)装卡、调整装卡、调整比较复杂的比较复杂的刀具刀具多刀车床多刀车床上的车刀，上的车刀，组合机床组合机床上的钻头、丝锥、上的钻头、丝锥、铣刀以及铣刀以及自动机自动机及及自动线自动线上的刀具，寿命应选得上的刀具，寿命应选得高一些，一般为通用机床上同类刀具的高一些，一般为通用机床上同类刀具的2-4倍。倍。3)3)生产线上的生产线上的刀具刀具寿命应规定为一个班或两个班，以便能在换班时寿命应
24、规定为一个班或两个班，以便能在换班时间内换刀。间内换刀。4)4)精加工尺寸精加工尺寸很大的工件很大的工件为避免在加工同一表面时中途换刀，寿命应规定为避免在加工同一表面时中途换刀，寿命应规定得得至少能完成一次走刀至少能完成一次走刀。现在学习的是第27页，共48页28切削用量选择原则：切削用量选择原则：v能达到零件的质量要求能达到零件的质量要求v在工艺系统强度和刚性允许下在工艺系统强度和刚性允许下v充分利用机床功率和发挥刀具切削性能的前提下充分利用机床功率和发挥刀具切削性能的前提下 选取一组最大的切削用量选取一组最大的切削用量 3.2 切削用量的选择切削用量的选择现在学习的是第28页，共48页29
25、一、影响切削变形因素一、影响切削变形因素1.1.工件材料工件材料2.2.刀具前角刀具前角3.3.切削用量切削用量3.2 切削用量的选择切削用量的选择现在学习的是第29页，共48页30二、切削用量对切削加工的影响二、切削用量对切削加工的影响 加工加工质量质量精加工时，提高切削速度精加工时，提高切削速度Vc，能降低表面粗糙度值；，能降低表面粗糙度值；增大增大进给量进给量将增大加工表面粗糙度值；将增大加工表面粗糙度值；背吃刀量背吃刀量ap对表面粗糙度的影响较小。对表面粗糙度的影响较小。生产生产率率在切削加工中，在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均均保持线性
26、关系保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。提高一倍。由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，高生须减小。在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，高生产率才是合理的。产率才是合理的。原则：优先增大原则：优先增大ap，以求一次进刀全部切除加工余量。，以求一次进刀全部切除加工余量。刀具刀具寿命寿命切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为Vc、f、ap递减递减。原则：采用尽可能大的背吃刀量原则
27、：采用尽可能大的背吃刀量ap大的进给量大的进给量f求出求出切削速度切削速度Vc。现在学习的是第30页，共48页31二、切削用量对切削加工的影响二、切削用量对切削加工的影响 v合理选择切削用量，应该：合理选择切削用量，应该：首先选择一个首先选择一个尽量大尽量大的的背吃刀量背吃刀量ap，其次选择一个其次选择一个大的大的进给量进给量f。最后根据已确定的最后根据已确定的ap和和f，并在刀具寿命和机床，并在刀具寿命和机床功率允许条件下选择一个功率允许条件下选择一个合理的合理的切削速度切削速度Vc。3.2 切削用量的选择切削用量的选择现在学习的是第31页，共48页32三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定
28、的步骤传统方法传统方法 v1.背吃刀量背吃刀量ap的选择的选择 背吃刀量的选择背吃刀量的选择：根据加工余量确定：根据加工余量确定 粗加工（粗加工（Ra5012.5）810mm 半精加工（半精加工（Ra6.33.2）0.52mm 精加工（精加工（Ra1.60.8）0.10.4mm3.2 切削用量的选择切削用量的选择现在学习的是第32页，共48页33三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法 v2.进给量进给量f的选择的选择粗加工时，进给量粗加工时，进给量f f的选择主要受的选择主要受切削力的限制切削力的限制；半精加工和精加工时，进给量的选择主要受半精加工和精加工时，进给量的选择
29、主要受加加工表面质量的限制。工表面质量的限制。3.2 切削用量的选择切削用量的选择现在学习的是第33页，共48页v3.切削速度切削速度Vc的确定的确定：当背吃刀量当背吃刀量aP与进给量与进给量f选定后，即可按下式计算切削速度选定后，即可按下式计算切削速度v：vyxpmvKfaTCvvv 切削速度确定之后，即可算出机床转速切削速度确定之后，即可算出机床转速n：n1000v/dw rs 式中式中 dw工件未加工前的直径工件未加工前的直径。所选定的转速应根据机床说明书最后确定所选定的转速应根据机床说明书最后确定(取较低而相近的取较低而相近的机床转速机床转速n)，最后应根据选定的转速来计算出实际切削速
30、度最后应根据选定的转速来计算出实际切削速度。三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法 公式（公式（31）现在学习的是第34页，共48页在选择切削速度时，还应注意考虑以下几点在选择切削速度时，还应注意考虑以下几点(1)(1)精加工时应尽量避免积屑瘤和鳞刺的产精加工时应尽量避免积屑瘤和鳞刺的产生区域；生区域；(2)(2)断续切削时，宜适当降低切削速度，以减断续切削时，宜适当降低切削速度，以减小冲击和热应力；小冲击和热应力；(3)(3)加工大型、细长、薄壁工件时，应选用较加工大型、细长、薄壁工件时，应选用较低的切削速度；低的切削速度；(4)(4)在易发生振动的情况下，切削速度应避
31、开在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度；自激振动的临界速度；(5)(5)加工带外皮的工件时，应适当降低切削速加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度度现在学习的是第35页，共48页36三、切削用量制定的步骤三、切削用量制定的步骤传统方法传统方法 v4.校验机床功率校验机床功率(仅对粗加工仅对粗加工)首先根据所选定的切削用量，计算出切削功率首先根据所选定的切削用量，计算出切削功率P P：P PF v 10F v 10-3-3 kw kw 然后根据机床说明书，查出机床电动机功率然后根据机床说明书，查出机床电动机功率P PE E,校验校验下列条件是否满足：下列条件是否满足：P PP
32、PE Em m 式中式中 m m 机床传动效率机床传动效率 如不能满足上式，要进行分析，适当减小所选的切削如不能满足上式，要进行分析，适当减小所选的切削用量。用量。公式（公式（32）现在学习的是第36页，共48页37v已知条件：工件材料为已知条件：工件材料为45钢（热轧），钢（热轧），b=0.637GPa。毛坯尺寸。毛坯尺寸50350mm，加工要求为外圆车削至，加工要求为外圆车削至44mm，Ra3.2m，加工长，加工长度度300mm。CA6140卧车。刀具为焊接式硬质合金外圆车刀，刀片材料卧车。刀具为焊接式硬质合金外圆车刀，刀片材料为为YT15，刀杆截面尺寸为，刀杆截面尺寸为16mm25mm；
33、几何参数为；几何参数为o=15，o=8，r=75，r=10，s=6，r=1mm，b1=0.3mm,o1=-10。v试确定车削外圆的试确定车削外圆的切削用量切削用量？现在学习的是第37页，共48页解：因表面粗糙度有一定要求，所以分粗车、半解：因表面粗糙度有一定要求，所以分粗车、半精车两个工步加工。精车两个工步加工。1 1.粗车工步：粗车工步：（1）确定背吃刀量）确定背吃刀量ap 单边余量共单边余量共3mm，粗车选粗车选ap1=2.5mm;半精车选半精车选ap2=0.5mm；（2）确定进给量：从表确定进给量：从表1-7查得查得f=0.40.5mm/r，按实际说按实际说明书查得明书查得f=0.51m
34、m/r；现在学习的是第38页，共48页（3）确定切削速度）确定切削速度 由表由表3-6查得或由公式（查得或由公式（3-1）计算，由表查得：）计算，由表查得：v=90m/min，再由（再由（3-2）求出机床主轴转速：）求出机床主轴转速：n=1000v/dw=1000X90/3.14X50=573r/min 按机床说明书选取实际机床的主轴转速为按机床说明书选取实际机床的主轴转速为560r/min，所以实所以实际转速为：际转速为：Vc=dwn/1000=87.9m/min（4）校验机床功率（略）校验机床功率（略）最终选配的粗车切削用量为最终选配的粗车切削用量为Vc=87.9mmin，f=0.51mm
35、/r，ap=2.5mm。现在学习的是第39页，共48页2.2.半精车工步：半精车工步：（1）确定背吃刀量）确定背吃刀量ap=0.5mm；（2）确定进给量：根据表面粗糙确定进给量：根据表面粗糙Ra3.2m,r=1mm，从从表表3-4查得查得f=0.30.35,按说明书实际进给量确定按说明书实际进给量确定 f=0.3mm/r；（3）确定切削速度：确定切削速度：从表从表3-6选取：选取：Vc=130m/min，再计算机床转速：，再计算机床转速：现在学习的是第40页，共48页按机床说明书选取实际机床的主轴转速为按机床说明书选取实际机床的主轴转速为900r/min，所以实际转速为：所以实际转速为：Vc=
36、dwn/1000=127.2m/min（4）校验机床功率（略）校验机床功率（略）最终选配的半精车切削用量为：最终选配的半精车切削用量为：ap=0.5mm，f=0.3mm/r，Vc=127.2m/min。现在学习的是第41页，共48页42四、提高切削用量的途径四、提高切削用量的途径1.采用切削性能更好的采用切削性能更好的新型刀具材料新型刀具材料；v在ap=1mm，f=0.18mm/r的条件下，车削 350400HBS的高强度钢时，v普通高速钢车刀：c15m/min，v硬质合金车刀：c76m/min，v涂层硬质合金车刀：c=130m/min，v陶瓷刀具：c335m/min。3.2 切削用量的选择切
37、削用量的选择现在学习的是第42页，共48页43四、提高切削用量的途径四、提高切削用量的途径2.改善改善工件材料加工性工件材料加工性；v在ap=4mm，f=0.4 mm/r的条件下，用硬质合金刀具车削70225HBS的中碳钢时，选择c=100m/min，v而加工同样硬度的易切钢时，选择c125m/min。3.2 切削用量的选择切削用量的选择现在学习的是第43页，共48页44四、提高切削用量的途径四、提高切削用量的途径3.改善改善冷却润滑条件冷却润滑条件；采用含有极压添加剂的切削液以及喷雾冷却法等。4.改进改进刀具结构刀具结构，提高刀具制造质量。，提高刀具制造质量。v可转位车刀可比焊接式车刀提高切
38、削速度1530%左右，良好的断屑装置也是提高切削效率的有效方法。v金刚石砂轮代替碳化硅砂轮刃磨硬质合金刀具，刃磨后不会出现裂纹和烧伤，刀具寿命可提高50-100%。3.2 切削用量的选择切削用量的选择现在学习的是第44页，共48页五、改善切削加工性的途径五、改善切削加工性的途径一、改善一、改善材料材料切削加工性的途径切削加工性的途径 1.1.调整材料的化学成分调整材料的化学成分 钢中加硫、铅等元素；铸铁中增加石墨成分钢中加硫、铅等元素；铸铁中增加石墨成分2.2.进行适当的热处理进行适当的热处理 低、中碳钢低、中碳钢宜选正火处理，均匀组织，调整硬度塑性；宜选正火处理，均匀组织，调整硬度塑性；高碳
39、钢高碳钢宜用球化退火宜用球化退火,降低硬度降低硬度,均匀组织均匀组织,改善加工性；改善加工性；中碳以上的合金钢中碳以上的合金钢硬度较高，需退火以降低硬度；硬度较高，需退火以降低硬度；不锈钢不锈钢常要进行调质处理，降低塑性，以便加工；常要进行调质处理，降低塑性，以便加工；铸铁铸铁需进行退火处理，降低表皮硬度，消除内应力需进行退火处理，降低表皮硬度，消除内应力现在学习的是第45页，共48页二、改善切削加工条件二、改善切削加工条件 1.1.选择合适的刀具材料和切削用量选择合适的刀具材料和切削用量 难加工材料，导热性差，选难加工材料，导热性差，选YGYG、YWYW合金或涂层刀片；合金或涂层刀片；刀具合
40、理几何参数，断屑槽、卷屑槽，控制排屑；刀具合理几何参数，断屑槽、卷屑槽，控制排屑；选择合理切削用量等。选择合理切削用量等。2.2.选用合适的设备和加工方法选用合适的设备和加工方法 难加工材料加工，机床要有足够的功率和刚性；难加工材料加工，机床要有足够的功率和刚性；选择合适的切削液，供给充足；选择合适的切削液，供给充足；高硬度材料加工采用磨削加工更容易高硬度材料加工采用磨削加工更容易；3.3.选择切削加工性好的材料状态选择切削加工性好的材料状态 低碳钢选冷拔状态；中碳钢选热轧状态低碳钢选冷拔状态；中碳钢选热轧状态现在学习的是第46页，共48页47本章结束本章结束 谢谢大家！现在学习的是第47页，共48页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第48页，共48页