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1、第1章金属切削加工基础知识本章要点本章要点切削运动与切削要素切削运动与切削要素金属切削机床金属切削机床刀具刀具金属切削过程金属切削过程1 刀具是直接进行切削加工的工具。切削过程中，切削刀具是直接进行切削加工的工具。切削过程中，切削力的大小，切削温度的高低，切屑的连续与碎断，刀具耐力的大小，切削温度的高低，切屑的连续与碎断，刀具耐用度的高低，加工质量的好坏，生产效率和生产成本的高用度的高低，加工质量的好坏，生产效率和生产成本的高低，都与刀具几何参数的选择有很大关系。低，都与刀具几何参数的选择有很大关系。刀具几何参数刀具几何参数包括包括刀具几何角度刀具几何角度、切削刃的刃口形式切削刃的刃口形式、切
2、削刃形状切削刃形状和和刀面形式刀面形式等内容。等内容。合理的刀具几何参数可保证工件加工质量，延长刀具合理的刀具几何参数可保证工件加工质量，延长刀具寿命，提高生产效率，降低生产成本。寿命，提高生产效率，降低生产成本。1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择2l前角的功用前角的功用前角影响切削变形和摩擦，从而影响切削力、切削热和切前角影响切削变形和摩擦，从而影响切削力、切削热和切削功率。削功率。前角影响刀具的锋利性，同时影响切削刃和刀头的强度及前角影响刀具的锋利性，同时影响切削刃和刀头的强度及刀头散热条件。刀头散热条件。1 1）增大前角能减小切屑的变形，减少切削力，降低切削温）增大前角能
3、减小切屑的变形，减少切削力，降低切削温度和动力消耗。度和动力消耗。2 2）增大前角能改善切屑对前刀面的摩擦，减少刀具磨损，）增大前角能改善切屑对前刀面的摩擦，减少刀具磨损，提高刀具耐用度。提高刀具耐用度。1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择一、前角的选择一、前角的选择3o1Pro2 0 04前角的作用前角的作用前角越大，刀越锋利、切削轻快，前角越大，刀越锋利、切削轻快，强度下降、不利散热强度下降、不利散热5l前角的功用前角的功用3 3）增大前角能改善加工表面质量，抑制积屑瘤的产生，减）增大前角能改善加工表面质量，抑制积屑瘤的产生，
4、减少切削振动。少切削振动。4 4）前角过大，将削弱刃口强度，减少散热体积，导致热应）前角过大，将削弱刃口强度，减少散热体积，导致热应力集中，切削区局部温度升高，容易造成刀具破损和磨损。力集中，切削区局部温度升高，容易造成刀具破损和磨损。5 5）由于减小了切削变形，也不利于断屑。）由于减小了切削变形，也不利于断屑。0 0 变形程度变形程度F FQ Q 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 1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择一、前角的选择一、前角的选择6l合
5、理前角的概念合理前角的概念在一定的条件下，在一定的条件下，前角应存在一个合理前角应存在一个合理的数值。对应最大的数值。对应最大耐用度的前角称为耐用度的前角称为合理前角合理前角。1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择一、前角的选择一、前角的选择7硬质合金车刀合理前角参考值硬质合金车刀合理前角参考值 工件材料种类工件材料种类合理前角参考范围（单位：度）合理前角参考范围（单位：度）粗车粗车精车精车低碳钢低碳钢2020252525253030中碳钢中碳钢1010151515152020合金钢合金钢1010151515152020淬火钢淬火钢-15-15 -5-5不锈钢不锈钢15152020
6、20202525灰铸铁灰铸铁101015155 51010铜或铜合金铜或铜合金101015155 51010铝或铝合金铝或铝合金3030353535354040钛合金钛合金5 51010高速钢车刀的前角一般比表中大高速钢车刀的前角一般比表中大5 5-10-10。8l前角的选择原则前角的选择原则根据工件材料选根据工件材料选对不同材料的工件，在切削时用的前角不同。对不同材料的工件，在切削时用的前角不同。加工塑性材料前角较大；加工塑性材料前角较大；脆性材料应较小；脆性材料应较小；切削钢的合理前角比切削铸铁大；切削钢的合理前角比切削铸铁大；切削中硬钢的合理前角比切削软钢小；切削中硬钢的合理前角比切削软
7、钢小；加工高强度钢、淬火钢、高速钢时，应选用小前角。加工高强度钢、淬火钢、高速钢时，应选用小前角。1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择一、前角的选择一、前角的选择9l前角的选择原则前角的选择原则根据刀具材料选根据刀具材料选对于不同的刀具材料，在切削时用的前角不同。对于不同的刀具材料，在切削时用的前角不同。硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧度差，所以合理前角应取较小；硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧度差，所以合理前角应取较小；高速钢刀具抗弯强度较高，所以合理前角应取较大。高速钢刀具抗弯强度较高，所以合理前角应取较大。根据加工要求选根据加工要求选粗加工、断续切削或切削特硬材料时，为保证
8、切削刃强度，应取较小粗加工、断续切削或切削特硬材料时，为保证切削刃强度，应取较小 的前角，甚至负前角；的前角，甚至负前角；精加工时，选大前角；精加工时，选大前角；工艺系统刚性不够易引起振动时，应选用较小的前角。工艺系统刚性不够易引起振动时，应选用较小的前角。1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择一、前角的选择一、前角的选择10l倒棱倒棱倒棱有两个参数倒棱有两个参数:倒棱前角倒棱前角和和倒棱宽度倒棱宽度。倒棱前角倒棱前角 它的大小与刀具材料有关，高速钢刀具一般取它的大小与刀具材料有关，高速钢刀具一般取 00，硬质合金，硬质合金刀具一般取刀具一般取-15-15-5-5。倒棱宽度倒棱宽度
9、 与加工性质、进给量有关。粗加工、进给量较大时，取较大值；与加工性质、进给量有关。粗加工、进给量较大时，取较大值；精加工、进给量较小时，一般精加工、进给量较小时，一般 b b11=0.2=0.21 mm1 mm。二、前刀面的形式及选择二、前刀面的形式及选择倒棱倒棱指沿着切削刃在前刀面上磨出负前角的小棱面，指沿着切削刃在前刀面上磨出负前角的小棱面，倒棱可以提高刀刃强度、增强散热能力，从而提高了刀具耐用度。倒棱可以提高刀刃强度、增强散热能力，从而提高了刀具耐用度。1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择1112正前角平面型：正前角平面型：正正前前角角平平面面型型式式的的特特点点为为：制制
10、造造简简单单能能获获得得较较锋锋利利的的刃刃口口，但但强强度度低低，传传热热能能力力差差。一一般般用用于于精精加加工工刀刀具具、成成形形刀刀具具、铣刀铣刀和和脆性材料脆性材料的加工。的加工。l前刀面的形式前刀面的形式 1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择13正前角平面带倒棱型：正前角平面带倒棱型：此此时时，切切屑屑仍仍沿沿前前刀刀面面而而不不沿沿倒倒棱棱流流出出。在在切切削削塑塑性性材材料料时时，可可按按 b b11 =（0.50.51.01.0）f f、olol =-15=-15-5-5选选取取。用用于于粗粗切铸锻件切铸锻件或或断续表面断续表面的加工。的加工。l前刀面的形式前刀
11、面的形式 1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择14正前角曲面带倒棱型：正前角曲面带倒棱型：这这种种型型式式是是在在正正前前角角平平面面带带倒倒棱棱的的基基础础上上，为为了了卷卷屑屑和和增增大大前前角角，在在前前刀刀面面上上磨磨出出一一定定的的曲曲面面而而形形成成的的，常常用用于于粗粗加加工工或或精加工塑性材料精加工塑性材料的刀具的刀具l前刀面的形式前刀面的形式卷屑槽的参数约为卷屑槽的参数约为l lBn=Bn=（6 68 8）f f，r rBn=Bn=（0.70.70.80.8）l lBn Bn。1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择15负前角单面型：负前角单面型：当当
12、磨磨损损主主要要发发生生在在后后刀刀面面时时，可可制制成成负负前前角角单单面面型型。此此时时刀刀片片承承受受压压应应力力，具具有有好好的的刀刀刃刃强强度度。因因此此，常常用用于于切切削削高高硬硬度（强度）材料度（强度）材料和淬火钢材料。但负前角会增大切削力和淬火钢材料。但负前角会增大切削力l前刀面的形式前刀面的形式 1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择16负前角双面型：负前角双面型：当当磨磨损损同同时时发发生生在在前前、后后两两个个刀刀面面时时制制成成负负前前角角双双面面型型，可可使使 刀刀 片片 的的 重重 磨磨 次次 数数 增增 多多。此此 时时 负负 前前 角角 的的 棱棱
13、 面面 应应 有足够的宽度，以保证切屑沿该棱面流出。有足够的宽度，以保证切屑沿该棱面流出。l前刀面的形式前刀面的形式 1.6.11.6.1 前角的合理选择前角的合理选择17l后角的功用后角的功用后角的主要作用是减小后刀面与加工表面间的摩擦，降低后角的主要作用是减小后刀面与加工表面间的摩擦，降低刀具磨损，提高工件表面质量。刀具磨损，提高工件表面质量。配合前角工作，后角越大，切削刃钝圆半径越小，切削刃配合前角工作，后角越大，切削刃钝圆半径越小，切削刃越锋利。越锋利。影响切削刃和刀头的强度及散热体积。影响切削刃和刀头的强度及散热体积。一、后角的选择一、后角的选择 0 0 0 1.6.21.6.2 后
14、角的合理选择后角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择18减小主后刀面与加工表面的减小主后刀面与加工表面的摩擦摩擦l后角的功用后角的功用19增大后角能减少后刀面与工件加工表面之间的摩擦。从而增大后角能减少后刀面与工件加工表面之间的摩擦。从而减少刀具的磨损，提高加工表面质量和刀具耐用度。并可减少刀具的磨损，提高加工表面质量和刀具耐用度。并可减少刃口钝圆半径减少刃口钝圆半径rnrn使刃口锋利，这样就使摩擦进一步减使刃口锋利，这样就使摩擦进一步减少，降低磨损，从而可提高刀具耐用度。改善加工表面质少，降低磨损，从而可提高刀具耐用度。改善加工表面质量。量。l后角的功用后角的功用一、
15、后角的选择一、后角的选择 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择20增大后角，在同样的磨钝标准增大后角，在同样的磨钝标准VBVB条件下，刀具由新刃磨用条件下，刀具由新刃磨用到磨钝，允许磨去的金属体积较大因而有利于提高刀具耐到磨钝，允许磨去的金属体积较大因而有利于提高刀具耐用度。但后角越大，在同样的磨钝标准条件下，刀具的径用度。但后角越大，在同样的磨钝标准条件下，刀具的径向磨损值向磨损值NBNB增大，因此一些精加工刀具，当尺寸精度要求增大，因此一些精加工刀具，当尺寸精度要求高时，就不宜按一般原则采用大的后角。高时，就不宜按一般原则采用大的后角。l后角的功用后角的功用一、后角的选择一、
16、后角的选择 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择21增大后角，刀具磨钝后，重新刃磨，磨去的体积增大。为增大后角，刀具磨钝后，重新刃磨，磨去的体积增大。为降低重磨费用，对于重磨刀具宜适当减小后角降低重磨费用，对于重磨刀具宜适当减小后角l后角的功用后角的功用一、后角的选择一、后角的选择 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择22l后角的功用后角的功用一、后角的选择一、后角的选择0 0r rn n锋利、锋利、摩擦摩擦F F 质量质量 VB VB 一定，磨损体积一定，磨损体积T T但但NBNB 刀头强度刀头强度散热体积散热体积重磨体积重磨体积 在一定的条件下，存在一个合理值在
17、一定的条件下，存在一个合理值 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择23l后角选择的原则后角选择的原则一、后角的选择一、后角的选择粗加工时，强力切削及承受冲击载荷的刀具，为增加其刀粗加工时，强力切削及承受冲击载荷的刀具，为增加其刀具强度，后角应选取小些具强度，后角应选取小些;精加工时，增大后角可提高刀具耐用度和加工表面的质量。精加工时，增大后角可提高刀具耐用度和加工表面的质量。工件材料的硬度与强度高时，取较小的后角，以保证刀头工件材料的硬度与强度高时，取较小的后角，以保证刀头强度强度;工件材料的硬度与强度低，塑性大时，后角应适当加大。工件材料的硬度与强度低，塑性大时，后角应适当加大
18、。加工脆性材料时，切削力集中在刃口附近，宜取较小的后加工脆性材料时，切削力集中在刃口附近，宜取较小的后角。角。1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择24l后角选择的原则后角选择的原则一、后角的选择一、后角的选择采用负前角时，取较大的后角，以保证切削刃相采用负前角时，取较大的后角，以保证切削刃相对锋利。对锋利。定尺寸刀具取较小的后角，以防止重磨后刀具定尺寸刀具取较小的后角，以防止重磨后刀具 尺寸的变化。尺寸的变化。为降低重磨费用，对于重磨刀具宜适当减小后角为降低重磨费用，对于重磨刀具宜适当减小后角 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择25l后刀面选择后刀面选择双重后刀面
19、双重后刀面 为为了了保保证证刃刃口口强强度度，减减小小刃刃磨磨后后刀刀面面的的工工作作量量，常常在在车车刀刀后后刀面上磨出刀面上磨出双重后角双重后角。二、后刀面的选择二、后刀面的选择 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择26l后刀面选择后刀面选择刃带刃带 在后刀面上磨出在后刀面上磨出后角为零度的小棱面后角为零度的小棱面，起稳定、导向、消，起稳定、导向、消振、强化切削刃的作用。刃带宽度不宜过宽，否则会增大振、强化切削刃的作用。刃带宽度不宜过宽，否则会增大摩擦作用。摩擦作用。二、后刀面的选择二、后刀面的选择 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择27l后刀面选择后刀面选择
20、消振棱消振棱 指沿着切削刃在后刀面上磨出指沿着切削刃在后刀面上磨出负后角的小棱面负后角的小棱面，有强化切，有强化切削刃、减缓刀具磨损和消振作用。削刃、减缓刀具磨损和消振作用。它有两个参数它有两个参数:消振棱后角消振棱后角消振棱宽度消振棱宽度二、后刀面的选择二、后刀面的选择 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择28负倒棱负倒棱 消振棱消振棱 刃带刃带29l副后角的功用及选择：副后角的功用及选择：减少副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦。减少副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦。一般与主后角相同，对于切断刀、割槽刀等，取一般与主后角相同，对于切断刀、割槽刀等，取较小值较小值o o=1=1
21、 33。二、后刀面的选择二、后刀面的选择 1.6.21.6.2 后角的合理选择后角的合理选择30l主偏角对切削过程的影响主偏角对切削过程的影响主偏角主偏角r r的变化，影响各切削分力的大小比值与产生振动的变化，影响各切削分力的大小比值与产生振动的可能性。的可能性。减小主偏角减小主偏角r r，则背向力，则背向力F Fp p增大，进给力增大，进给力F Ff f减小。当工艺减小。当工艺系统刚度较差时，若过于减小系统刚度较差时，若过于减小r r，F Fp p显著增大，就可能引显著增大，就可能引起振动，造成损坏刀具，顶弯工件。起振动，造成损坏刀具，顶弯工件。主偏角主偏角r r的变化，影响切削截面的形状。
22、的变化，影响切削截面的形状。在切削深度和进给量一定的情况下，随着在切削深度和进给量一定的情况下，随着r r角的减小，切角的减小，切削厚度将减小，切削宽度增加，切削刃参加工作的长度增削厚度将减小，切削宽度增加，切削刃参加工作的长度增加，切削刃单位长度的负荷减轻，刀尖角增大，这就会提加，切削刃单位长度的负荷减轻，刀尖角增大，这就会提高刀尖强度，改善散热条件，因而可提高刀具耐用度。高刀尖强度，改善散热条件，因而可提高刀具耐用度。一、主偏角的选择一、主偏角的选择 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择31kr1Krkr2FpFf
23、nf fd dw wd dm mkrkrkrkra ap p3233l主偏角对切削过程的影响主偏角对切削过程的影响主偏角主偏角r r影响工件表面形状影响工件表面形状 当车削阶梯轴时，应选用当车削阶梯轴时，应选用r r=90=90，而当车削外圆端面及倒，而当车削外圆端面及倒角时，则可选角时，则可选r r=45=45。主偏角主偏角r r的大小，还影响断屑的效果。的大小，还影响断屑的效果。r r越大时，切削厚度越大，切削宽度越小，越容易断屑。越大时，切削厚度越大，切削宽度越小，越容易断屑。主偏角主偏角r r的大小，还可能影响残留面积的高度的大小，还可能影响残留面积的高度 当主切削刃的直线部分参与形成
24、残留面积时，减小当主切削刃的直线部分参与形成残留面积时，减小r r，可，可提高加工表面光洁度提高加工表面光洁度主偏角主偏角r r大小，影响切入条件，从而影响切削冲击大小，影响切入条件，从而影响切削冲击一、主偏角的选择一、主偏角的选择 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择34l主偏角对切削过程的影响主偏角对切削过程的影响残留面积残留面积 指刀具副偏角不为零时指刀具副偏角不为零时,刀具经过切削后刀具经过切削后,残留在已加工表面残留在已加工表面上的不平部分剖面面积上的不平部分剖面面积。一、主偏角的选择一、主偏角的选择 1.6
25、.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择3536l主偏角对切削过程的影响主偏角对切削过程的影响一、主偏角的选择一、主偏角的选择r rh hd dd dd d单位刃长负荷单位刃长负荷 T T 刀尖强度刀尖强度散热体积散热体积，RaRa F Fp p变形变形加工精度加工精度，易振动，易振动RaRa，T T 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 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择37l主偏角的选择原则主偏角的选择原则根据工件形状或工艺加工要求进行合理选择。根据工件形状或工艺加工要求进
26、行合理选择。当工艺系统刚性不足时，应选取较大主偏角当工艺系统刚性不足时，应选取较大主偏角 当工件材料强度大、硬度高时，为减轻单位切削刃上的负当工件材料强度大、硬度高时，为减轻单位切削刃上的负荷，增强刀尖强度，改善散热条件，以提高刀具耐用度就荷，增强刀尖强度，改善散热条件，以提高刀具耐用度就要取较小的主偏角要取较小的主偏角r r=10-30=10-30。在高速强力切削时，为防止振动应选用较大的主偏角，一在高速强力切削时，为防止振动应选用较大的主偏角，一般般r r1515。一、主偏角的选择一、主偏角的选择 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选
27、择刀具几何参数的选择38l负偏角对切削过程的影响负偏角对切削过程的影响减小副偏角减小副偏角r r，可增强刀尖强度，改善散热条件。，可增强刀尖强度，改善散热条件。减小副偏角减小副偏角r r ，则可以显著减少切削后的残留面积，提，则可以显著减少切削后的残留面积，提高表面光洁度。高表面光洁度。但但r r 太小就会增加负切削刃的工作长度，增大副后刀面太小就会增加负切削刃的工作长度，增大副后刀面同已加工表面之间的摩擦，易引起系统振动，反而增大表面同已加工表面之间的摩擦，易引起系统振动，反而增大表面粗糙度值。粗糙度值。二、副偏角的选择二、副偏角的选择副偏角副偏角 RaRa刀尖强度刀尖强度散热体积散热体积
28、副刃工作长度副刃工作长度 摩擦摩擦F Fpp易振动易振动RaRa，T T 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择39副偏角对残留面积的影响副偏角对残留面积的影响40l负偏角的选择原则负偏角的选择原则 根据工件加工表面光洁度和具体的加工情况而定的。根据工件加工表面光洁度和具体的加工情况而定的。在不引起振动的前提下，副偏角通常取小值。一般情况下在不引起振动的前提下，副偏角通常取小值。一般情况下选取选取r r =10=10 1515；特殊情况，例如切断刀，为了特殊情况，例如切断刀，为了保证刀头强度，可以选取保证刀头强度，可以选
29、取r r =1=1 22。二、副偏角的选择二、副偏角的选择 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择41直线过渡刃直线过渡刃 过过渡渡刃刃的的偏偏角角rrr r/2/2、长长度度b b（1/41/41/51/5）a ap p ，这种过渡刃多用于这种过渡刃多用于粗加工粗加工或或强力切削的车刀强力切削的车刀上。上。三、刀尖的形式三、刀尖的形式 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择42圆弧过渡刃圆弧过渡刃 过过渡渡刃刃也也可可磨磨成成圆圆弧弧形形。它它的的参参数数就就是是刀刀尖尖圆圆弧弧半半径径r r。
30、刀刀尖尖圆圆弧弧半半径径增增大大时时，使使刀刀尖尖处处的的平平均均主主偏偏角角减减小小，可可以以减减小小表表面面粗粗糙糙度度数数值值，且且能能提提高高刀刀具具耐耐用用度度。但但会会增增大大背背向向力力和和容容易易产产生生振振动动，所所以以刀刀尖尖圆圆弧弧半半径径不不能能过过大大。通通常常高速钢车刀高速钢车刀r r=0.5=0.55mm5mm，硬质合金车刀，硬质合金车刀r r=0.5=0.52mm2mm。三、刀尖的形式三、刀尖的形式 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择43水平修光刃水平修光刃 修修光光刃刃是是在在副副切切削削刃刃靠靠近近刀刀尖尖处处磨磨出出一一小小段段
31、r r=0=0o o的的平平行行刀刀刃刃。其其长长度度b b（1.21.21.51.5）f f。能能降降低低表表面面粗粗糙糙度度值，但值，但b b 过大易引起振动。过大易引起振动。三、刀尖的形式三、刀尖的形式 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择44大圆弧刃大圆弧刃 大大圆圆弧弧刃刃是是把把过过渡渡刃刃磨磨成成非非常常大大的的圆圆弧弧形形，它它的的作作用用相相当当于水平修光刃。于水平修光刃。三、刀尖的形式三、刀尖的形式 1.6.31.6.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择45l刃倾角的功用刃倾角的功用影响排屑方向影响排屑方向 当当s s 为负值时，切屑向已加
32、工表面流出；当为负值时，切屑向已加工表面流出；当s s 为正值时，为正值时，切屑向待加工表面流出；当刃倾角切屑向待加工表面流出；当刃倾角s s=0=0时，切屑垂直时，切屑垂直于切削刃流出。于切削刃流出。影响切削刃锋利性影响切削刃锋利性 ss0e 0e、r rn n 锋利性锋利性 1.6.41.6.4 刃倾角的合理选择刃倾角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择46刃倾角对流屑方向的影响刃倾角对流屑方向的影响47484950影响刀头强度和散热条件影响刀头强度和散热条件负刃倾角可增强刀尖的强负刃倾角可增强刀尖的强度。切入时，刀尖较远度。切入时，刀尖较远部分的切削刃首先接触部分
33、的切削刃首先接触工件，而不是从刀尖开始工件，而不是从刀尖开始，进而改善了散热条件，进而改善了散热条件，提高了刀具的耐用度提高了刀具的耐用度l刃倾角的功用刃倾角的功用 1.6.41.6.4 刃倾角的合理选择刃倾角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择51控制背向力与进给力之比，影响工件加工质量控制背向力与进给力之比，影响工件加工质量 负刃倾角负刃倾角 F Fp p变形变形，易振动，易振动RaRa。控制切削刃在切入与切出时的平稳性控制切削刃在切入与切出时的平稳性 若刃倾角不等于零，则切削刃上各点逐渐切入工件和逐渐若刃倾角不等于零，则切削刃上各点逐渐切入工件和逐渐切离工件，故切
34、削过程平稳。切离工件，故切削过程平稳。l刃倾角的功用刃倾角的功用 1.6.41.6.4 刃倾角的合理选择刃倾角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择5253l刃倾角选择的原则刃倾角选择的原则 刃倾角选择的原则主要根据刃倾角选择的原则主要根据刀具强度、排屑方向和加工条件刀具强度、排屑方向和加工条件而而定。定。粗加工时，为保证刀具的强度，通常刃倾角选取较小值，粗加工时，为保证刀具的强度，通常刃倾角选取较小值，s s =-5=-5 00。精加工时，为了提高工件的表面质量，不让切屑流向已加工精加工时，为了提高工件的表面质量，不让切屑流向已加工的表面，一般刃倾角应选取较大值，的表面
35、，一般刃倾角应选取较大值，s s=0=055。有冲击载荷时，有冲击载荷时，s s=-15=-15 -5-5。1.6.41.6.4 刃倾角的合理选择刃倾角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择54l刃倾角选择的原则刃倾角选择的原则车削淬硬钢时，车削淬硬钢时，s s=-12=-12 -5-5。微量精车外圆、精车孔和精刨平面时，微量精车外圆、精车孔和精刨平面时，s s=45=45 7575。强力切削刨刀时，强力切削刨刀时，s s=-20=-20 -10-10。工艺系统刚性差，切削时不宜选用负刃倾角。工艺系统刚性差，切削时不宜选用负刃倾角。1.6.41.6.4 刃倾角的合理选择刃
36、倾角的合理选择1.61.6 刀具几何参数的选择刀具几何参数的选择55二、积屑瘤二、积屑瘤积屑瘤积屑瘤是在一定切削速度范围内，加工钢材、有色是在一定切削速度范围内，加工钢材、有色金属等塑性材料时，金属等塑性材料时，由于前刀面上挤压和摩擦的作由于前刀面上挤压和摩擦的作用，使切屑底层中的一部分金属停滞和堆积在刃口用，使切屑底层中的一部分金属停滞和堆积在刃口附近，这样附近，这样在切削刃附近的前刀面上会出现一块高在切削刃附近的前刀面上会出现一块高硬度的楔状金属，它包围着切削刃，且覆盖着部分硬度的楔状金属，它包围着切削刃，且覆盖着部分前刀面，可代替切削刃对工件进行切削加工，这块前刀面，可代替切削刃对工件进
37、行切削加工，这块硬度很高（约为工件材料的硬度很高（约为工件材料的2 23 3倍）的金属称为倍）的金属称为积积屑瘤屑瘤。56571 1、积屑瘤的生长过程、积屑瘤的生长过程切削时，切屑沿前刀面流出，切屑与前刀面接触切削时，切屑沿前刀面流出，切屑与前刀面接触处发生强烈摩擦，使靠近前刀面的切屑底层流动处发生强烈摩擦，使靠近前刀面的切屑底层流动速度减慢。速度减慢。当接触面达到一定温度和压力时，切屑底层中剪当接触面达到一定温度和压力时，切屑底层中剪应力超过材料的剪切屈服强度且流动速度接近零应力超过材料的剪切屈服强度且流动速度接近零的那部分金属就被剪切断裂，被切材料会粘结的那部分金属就被剪切断裂，被切材料会
38、粘结(冷冷焊焊)在前刀面上。粘结在前刀面的金属由于经受了在前刀面上。粘结在前刀面的金属由于经受了强烈的剪切滑移变形，产生了加工硬化，可代替强烈的剪切滑移变形，产生了加工硬化，可代替切削刃继续切削较软的金属。切削刃继续切削较软的金属。连续流动的切屑从粘在前刀面上的底层金属上流连续流动的切屑从粘在前刀面上的底层金属上流过时，如果温度与压力适当，切屑底部材料也会过时，如果温度与压力适当，切屑底部材料也会被阻滞在已经被阻滞在已经“粘结粘结”在前刀面上的金属层上，在前刀面上的金属层上，粘成一体，使粘结层逐步长大，形成积屑瘤。粘成一体，使粘结层逐步长大，形成积屑瘤。58 积屑瘤不断生成的过程，也是积屑瘤不
39、断破碎、积屑瘤不断生成的过程，也是积屑瘤不断破碎、脱落和消失的过程。积屑瘤产生、长大和脱落是周脱落和消失的过程。积屑瘤产生、长大和脱落是周期性的动态过程。期性的动态过程。切削底层与前刀面发生切削底层与前刀面发生粘结粘结和和加工硬化加工硬化是积屑瘤是积屑瘤产生的产生的必要条件必要条件。切削温度切削温度是积屑瘤产生的是积屑瘤产生的决定因素决定因素。在切削温度。在切削温度很低和很高时，不易产生积屑瘤。在中温区，产生很低和很高时，不易产生积屑瘤。在中温区，产生的积屑瘤达到很大高度值。的积屑瘤达到很大高度值。此外，刀具与切屑接触面间的压力、前刀面粗糙此外，刀具与切屑接触面间的压力、前刀面粗糙度、粘结强度等因素都与形成积屑瘤的大小有关。度、粘结强度等因素都与形成积屑瘤的大小有关。59