《金属切削原理》PPT课件.ppt

第七章 工件材料的切削加工性,概述：工件材料的切削加工性在一定切削条件下，对某种材料进行切削加工的难易程度。如碳钢比合金钢易切削，表现在刀具的使用寿命高。切削加工性具有相对性。本章重点是改善材料切削加工性的措施。,1.以加工表面质量衡量切削的加工性：在相同条件下，凡获得较高表面质量，其材料加工性好，精加工时以此作为指标。2.以刀具耐用度T衡量切削的加工性：1）在保证相同刀削条件下，以 vT大小评定。在切削普通金属材料时，用刀具耐用度达到T（min）时允许的切削速度。可评定材料加工性的好坏。相同加工条件下，加工某种材料所允许的 vT越高，切削加工性越好。一般可取T=60min，写作v60。2）在保证相同刀削条件下，以T大小评定。3）在相同刀削条件下，以切除金属多少来评定。3.切削力或切削温度衡量切削的加工性：在相同条件下，切削力大、切削温度高、消耗功率多的材料加工性差。4.以断屑性能衡量切削加工性：在自动机床或自动生产线上，常以此作为切削加工性指标，凡切屑容易控制或容易断屑的材料，其切削加工性较好。,综上所述，同一种材料很难在各种衡量指标中同时获得良好的评价，所以生产中常用以相对加工性衡量切削的加工性，以强度b=0.63GPa的45钢的v60 为基准，记作(v60)j,把其他被切材料的v60与之相比，比值kv称为材料的切削加工性。即 kv=v60/(v60)j kv 1时该材料比45钢易切削，kv 1时该材料比45钢难切削。,材料切削加工性能难易程度主要取决于材料的物理机械性能（包括材料的硬度、抗拉强度、延伸率、冲击值和热导率），以及化学成分、热处理状态和金相组织。（一）影响工件材料切削加工性的因素1、工件材料的硬度对切削加工性的影响：（1）工件材料常温硬度的对切削加工性的影响：材料的硬度高，切屑与前刀面长度小，前刀面的法应力增大摩擦热集中在较小的刀屑面接触上，引起刀尖的烧损及崩刃。（2）工件材料高温硬度的影响，材料的高温硬度愈大，切削的加工愈差。（3）工件材料中硬质点愈多、形状愈尖锐、分布愈广，切削的加工愈差。（4）工件材料中加工硬化性愈高，切削的加工愈差。2、工件材料强度对切削加工性的影响：中、高碳钢b0.34HB。一般金属材料硬度和强度越高，切削力越大，切削温度越高，切削加工性越差。3、工件材料的塑性、韧性对切削加工性的影响：强度相同时，塑性大的材料，切削变形大，切削力大、温度高，加工表面粗糙，加工性差。韧性除与塑性相似外，韧性越高，断屑越难，加工性越差。请注意区别塑性和韧性ak。4、工件材料的导热系数对切削加工性的影响：一般地，导热系数高的材料，切削加工性都比较高。,7-2材料的性能、成分、组织对切削加工性的影响,5、化学成分对切削加工性的影响：（1）钢的化学成份的影响：Cr,Ni,V,Mo,W,Mn等都能提高钢的强度和硬度，对钢的加工性是不利的。而少量加入硫、硒，铅，铋，磷等到元素能降低钢的强度和硬度，从而提高钢加工性，使之成为易切削钢。（2）铸铁的化学成分的影响：碳与铁结合成碳化铁，碳化铁含量越高，铸铁的加工性就越差；碳以石墨形式存在，石墨含量越高，铸铁的加工性就越好。引入碳当量WceWc1/3Wsi6、金属组织对切削加工性的影响：金属的成分相同，但组织不同，则其力学性能是不相同的。（1）一般铁素体塑性较高，珠光体的塑料性较差，钢中含大部分铁素体和少量的珠光体时，切削速度和刀具耐用度都较高。若纯的铁素体塑性太大，切屑不易折断，使已加工表面粗糙度变大；片状珠光体硬度较大易使刀具磨损、但片状珠光体经球化处理后，其组织为“连续铁素体+分散的碳化物颗粒”就对刀具磨损小；切马氏体、回火马氏体、索氏体等到硬度较高的工件时，刀具磨损大。（2）切铸铁工件，白口铁很硬，切削性差，灰铸铁，组织粗、内含游离石墨、易得到崩脆刀屑。7、切削条件对切削加工性的影响：切削条件特别是切削速成度对加工性有一定的影响。（略）,（二）改善材料切削加工性的措施,1、通过调整化学成分改善加工性钢中加入S、Pb等元素使钢的切削加工性显著改善，这种钢称为“易切钢”。加工时刀具耐用度高，切削力小，容易断屑，已加工表面质量好。2、通过热处理改善材料加工性高碳钢、工具钢经过球化退火，降低硬度得到球状渗碳体。热轧中碳钢经过正火处理，使组织硬度均匀。低碳钢正火处理，减小塑性、提高硬度。铸铁退火处理降低硬度3、选择切削加工性好的材料状态低碳钢冷拉（降低塑性，提高硬度）、热轧（使余量较均匀，无硬皮）最好加工。中碳钢部分球化珠光体组织最好加工。高碳钢完全球化的退火状态最好加工。,1适应仓储作业过程的要求，有利于仓储业务的顺利进行。（1）单一的物流方向（2）应尽量减少储存物资在库内的搬运距离，避免任何迂回运输。（3）最少的装卸环节（4）最大程度地利用空间,2有利于提高仓库的经济效益(1)货区布局应充分考虑地形、地质条件，因地制宜(2)平面布置与竖向布置相适应(3)货区布局能充分和合理地利用我国目前普遍使用的门式、桥式起重机等固定设备3有利于保证安全生产和文明生产,一、高锰钢的切削加工性：钢中锰的含量在11%14%，称之为高锰钢，其组织为奥氏体，其主要原因是加工硬化严重、导热性低；切削时，原奥氏体转为细晶马氏体，其硬度由180220HBS提高到450500HBS；导热系数约为45钢的1/4，因此切削温度很高。措施：宜选用强度和韧性较高的硬质合金（如：YG8、YG8X粗车、YT14、YW3精车）；刀刃保持锋利，刀具o-55度，Kr45度，Kr1020度；精车时可适当增大前角和后角，使切削力减小，选用较小的主偏角和负刃倾角、负倒棱，磨制断屑槽，V 60m/min.为了提高切削效率，可采用加热切削法。二、高强度钢的切削加工性：高强度钢在室温下抗拉强度在1.177GPa以上，其高硬度组织使刀刃的应力增大、温度升高；Cr,Ni,MO,V,Mn等元素能使淬硬性增加。强度高、延伸率高，切削力大、耗功多、切削温度高难加工。措施：用涂层刀片，用较小的前角或选负角、主偏角减小切削力。用负刃倾角、加大刀尖圆弧半径、磨负倒棱，提高刀具强度，磨制断屑槽。刀尖的尖角用圆弧半径0.8以上；切削速度应是普通结构钢的1/81/2，f不过小（0.05以上），充分用冷却液，使用硬质合金不宜用水溶性切削液，以免产生热冲击，引起崩刃。三、不锈钢常温时硬度、强度低，延伸率、冲击值高，导热率低，高温硬化严重。因而切削时提高了硬度、强度，切温高粘结严重、断屑困难。措施：用韧性高的YG8、YG8N刀片或高性能高速钢切削，用大前角、较大后角减小切削变形及摩擦，用大主偏角和负刃倾角减小切削力，增大刀头强度。,7-3难加工材料的切削加工性(p124),7-3难加工材料的切削加工性,四、高温合金的切削加工性：1.铁基高温合金的组织是奥氏体GH36（4Cr12Ni8Mn8MoVNb)其切削加工性仅为奥氏体不锈钢的1/2。措施：采用热处理“退火”，从而使其“奥氏体碳化物”组织稳定，减少硬度，改善切削性2.镍基高温合金分为变形合金GH33（Cr20Ni77AlTi2.5)和铸造合金K3(17Cr12Ni68W5MO4CO5Al5Ti3)两种,其特点导热低，加工硬化严重，切削时粘刀严重，相数量愈多，真实强度Sb愈大，延伸率和收缩率愈大，则加工性愈差；其硬化程度可达200%-500%剪应力大，是45钢的2-3倍，切削温度可达7501000。措施：刀刃锋利、前角为正，但不过大；低速切削，中等偏小的进给量，较大的背吃刀量使刀刃在冷硬层以下进行切削。选用合适的切削速度和切削液；对工件进行淬硬处理，让合金内部的金属间化合物转为固溶体，降低切削力。五、钛合金的切削加工性：其导热性低；与氧、氮剧烈反应生成固溶体，对刀具有强烈的磨损作用；塑料性很低，特别与周围气体发生化学作用后，硬度增大，使前刀面上的应力增大，刀刃易发生破损；钛合金的弹性模量低，弹性变形大，使后刀面和已加工表面磨损严重。措施：选用强度高的细晶粒钨钴硬质合金；刀具的前角较小；刀刃的粗糙度应尽可能小；切削速度低背吃刀量可以较大，进给量适当；切削时充分冷却；慎用含氯的极压切削液，切削时工艺系统应有足够的刚度和功率。7-4非金属材料切削加工性简介（略）,第八章 切削液,概述：切削液对减少刀具磨损、改善加工表面质量、提高生产效率都有非常重要的作用。因此，需要了解切削液的作用机理。,图334 金属间边界润滑摩擦 Ff摩擦力,1、油性添加剂：主要用于低温低压边界润滑状态，起渗透和润滑作用，进一步形成物理油膜。种类有植物油、脂肪酸等。2、极压添加剂：在高温、高压条件下使用，维持界面上形成的油膜强度。其种类有硫、磷、氮、碘等有机化合物。3、表面活化剂：作用：使矿物油和水形成乳化液，如图，乳化剂的分子有两个头，一头与水结合，另一头与油结合，促使水、油间均匀混合。4、防锈添加剂：在金属表面有很强的附着力，吸附在金属表面，形成保护膜，起到防锈作用。,按工件材料选用 加工钢等塑性材料时，需要切削液；加工铸铁等脆性材料时，不用切削液。难加工材料宜选用极压切削油和极压乳化液。按刀具材料选用 高速钢刀具耐热性差，粗加工时应选用以冷却作用为主的切削液，以降低切削温度；在精加工时应使用润滑性能好的极压切削油或高浓度的极压乳化液，以提高加工表面质量。硬质合金刀具由于耐热性好，一般不用切削液；按加工方法选用 对半封闭、封闭加工，选用极压乳化液或极压切削油，以对切削区进行冷却、润滑和对切屑冲洗。磨削加工时，由于磨削区温度很高，磨屑会破坏已磨削表面质量,要求切削液具有良好的冷却、清洗、排屑和防锈性能，一般选用乳化液。,浇注法：将一定压力和流量的切削液直接浇到切削区，方便，应用广，但难流入最高温度处。高压冷却法：以压力110Mpa和50150Lmin的流量喷向切削区，还可排屑。如深孔加工。喷雾冷却法（如图）用03 06Mpa的压缩空气使切削液雾化，高速喷向切削区，在高温下气化吸热冷却。,干式切削（新增章节）,问题的提出：切削液在机械加工中具有冷却、润滑、清洗、防锈作用而得到广泛应用。但它有以下负作用：增加了制造成本，不仅是切削液材料本身成本，还要考虑如切削液运输、储存及废液处理的费用。在德国汽车行业的最新调查表明，切削液费用占工件总加工成本的20%40%。引起环境污染：污染工作环境的同时，未经处理的切削液排出后也会污染土地、水源、空气。损害操作者健康：切削液中一些有害的化学成分在切削过程中受热挥发，形成烟雾，损害工人健康。因而1995年正式确定了干切削的科学意义,实现干切削的条件（新增章节）,刀具：刀具材料有高的红硬性、耐磨性、热韧性和热化学稳定性。刀具材料：超细晶粒硬质合金、SIC晶须增强陶瓷、聚晶立方氮化硼（PCBN）及聚晶金刚石（PCD）等。工件：干切削产生大量热，易造成工件热变形，影响加工精度。因此，对于灰铸铁一类熔点较高、热传导系数和热膨胀系数较小的材料适合干切削，大质量工件因温升小，比小质量工件更适于干切削。机床：干切削机床应尽可能是超高速机床，这种机床可降低30%左右切削力，95%以上切削热由切屑带走，工件可基本保持室温状态。机床应有吸尘、排屑装置，防止干切削时出现的金属悬浮颗粒进入机床运动副加剧部件磨损，机床工作台或主轴应尽可能呈倾斜或立式布局，以利排屑。,第九章 已加工表面质量(p143),概述:已加工表面质量的内容，主要是找出影响已加工表面粗糙度的因素，和降低表面粗糙度的方法。已加工表面质量影响机器零件的耐磨性、耐腐蚀性及其配合性质，因而影响机器零件的使用寿命和工作性能，因此必须掌握已加工表面质量的变化规律和影响因素。其主要内容为：一.已加工表面的形成过程 二.已加工表面质量 三.已加工表面粗糙度 四.表面层材质变化,9-1已加工表面质量的概念(p143),（1）表面几何学方面：主要指零件最外层表面的几何形状，通常用表面粗糙度表示。（2）表面层材质的变化：零件加工后在一定深度的表面层出现变质层，在此晶粒组织发生严重畸变，金属的力学、物理及化学性质均发生变化。,9-1已加工表面质量的概念(p143),1表面粗糙度：表面粗糙度太大：(1)实际接触面积小，易磨损。(2)应力集中，疲劳强度低。(3)接触刚度低，影响工作精度。(4)易吸附、积聚气、液体，易被腐蚀。表面粗糙度太小：不利于储存润滑油，易磨损。,表面粗糙度比较样板,2.加工硬化：塑性材料切削后表面层金属强度大，硬度大，塑 性小的现象。降低零件抗冲击能力；加速刀具磨损，增大切削力。3.残余应力：使零件变形，影响工件形状和尺寸精度，使表面 产生裂纹。压应力提高疲劳强度。张应力表面产生裂变，降低疲劳强度。,9-2已加工表面的形成过程(p144),前后刀面形成刃口钝圆半径，硬质合金刀为18-32m。后刀面上的Fn及Ff分别使工件产生径向和切向的塑性变形和弹性变形。刀刃为小半径的圆柱表面，O点以上部分沿前刀面流出。O点以下部分沿后刀面流出，成为已加工表面。因剧烈“碾压”与摩擦，表层金属性质不同于基体，称加工变质层。见教材P145图9-3b）。刀刃钝圆部分OB、VB及CD三部分构成后刀面上的总长度，它的接触对已加工表面质量有很大影响。,已加工表面的形成过程,9-3已加工表面粗糙度(p145),一、表面粗糙度产生的原因已加工表面粗糙度由两部分叠加而成1）几何因素所产生的理论粗糙度（理论粗糙度）切削刃相对于工件运动时，把切削刃看作是几何学的线，而应该形成的加工表面粗糙度。2）切削过程不稳定因素所产生的粗糙度（非正常原因造成的粗糙度）指切削过程中出现的非正常原因(积屑瘤、鳞刺及切削变形、刀具的边界磨损、刀刃与工件相对位置变动等)而造成的表面不规则不平度。,1.残留面积当r0，由图知，残留面积高度 Rmax r-r2-（f/2）2 1/2 f 2/8r 可见：r、f Rmax,9-3 已加工表面粗糙度,1.积屑瘤的影响:积屑瘤相当稳定地冷焊在前刀面上，包裹切削刃，代替切刃切削（伪刃）。(1)伪刃似轮廓不规则的“成形刀”，在加工表面的运动方向切出深浅、宽窄不同的犁沟。（2）积屑瘤顶部反复成长、分裂，分裂的瘤一部分粘附在屑底排出，另一部留在已加工表面上形成鳞剌。(3)积屑瘤不稳定,切削力波动引起振动，Ra。瘤犁沟伸出-可达100m切刃不平导致犁沟-10m,二.非正常原因造成的表面粗糙度,9-3已加工表面粗糙度,形成,成长,分裂,脱落,2.鳞剌的影响:鳞剌在已加工表面上产生的鳞片状毛刺。一般在低速、中速下，切削塑性材料（中、低碳钢）时出现，它使已加工表面粗糙度增加24级。在形成节状切屑的情况下，鳞剌的形成过程（图）鳞剌的形成过程：(a)抹拭阶段：前刀面上有润滑作用的吸附膜，被流出的切屑抹拭干净。(b)导裂阶段：切屑停留在前刀面上，推挤切削层，切屑与已加工表面间产生裂口，即导裂。(c)层积阶段：切屑层积在前刀面下方参加切削，使切屑厚度增加，切力增大，裂口增大。(d)切顶阶段：（刮成阶段）切削力增大到一定程度后，切屑克服粘结继续流动，刀刃刮过，导裂部分残留在已加工表面上成为鳞刺。,3.切削过程中的变形(1)切削钢料，v较低，ac较大，o较小时，常出现挤裂切屑或单元切屑，是带有周期性的断裂，且深入到切削表面以下，在巳加工表面上留下波浪形的挤裂痕迹。加工钢料时，采用较高的v，较小的ac，较大的o，以得到带状切屑。(2)切铸铁时，切屑是崩碎的，主刀刃处开始的裂纹在接近主应力方向斜着向下延伸形成过切，且石墨易从铸铁表面脱落，造成巳加工表面凹凸不平的痕迹。减小铸铁中石墨的颗粒尺寸，有利于改善巳加工表面粗糙度。,4.刀具的边界磨损刀具磨损后有时会在副后刀面上产生沟槽形边界磨损，从而在已加工表面上形成锯齿状的凸出部分。因此，使加工表面粗糙度增大。,5.刀刃与工件相对位置变动（振动）,二、影响表面粗糙度的因素,9-4加工硬化(p151),一、加工硬化的产生原因：切削过程中，金属表层产生的塑性变形，引起材料的强度和硬度都提高的现象。它是变形硬化与温度效应软化的合成效果。,1.加工硬化的成因：如图，O点为分流点，OO线高于mm(已加工面)，这部分金属将产生加工硬化，其原因是在加工表面的形成过程中，表层金属经受了复杂的塑性变形（三个因素）。由外往里硬度下降。2.加工硬化的表示：硬化程度N=H/HO 100%H 已加工表面显微硬度；HO基体金属显微硬度。硬化深度hd(m)指已加工表面至未硬化处的垂直距离。,二、影响加工硬化的因素：（1）刀具：O小、钝圆半径r大、VB大，硬化层深度增加。（2）工件：塑性提高，强化指数大，熔点越高硬化程度增加。（3）切削条件：V大，塑性变形小，硬化减小；但V大，升温大，导热时间短，可能使切削温度超过Ac3时，表面相变出现，形成淬火组织，硬化严重。增大f，将增大塑性区及切削力，硬化增大；ap对硬化的影响不显著（如图9-20所示）。三、加工硬化的措施：减小钝圆半径r、增大o（变形）、o（摩擦）、V（来不及硬化）、用小f（减小挤压）、使用切削液。,概述：1.残余应力在没有外力作用下，零件内部保持平衡所残存的应力。2.残余应力的种类：拉应力（）、压应力（）。3.残余应力的影响：残余拉应力会降低零件疲劳强度，使表面产生微裂纹；残余压应力能提高零件疲劳强度；残余应力不均匀-工件变形，影响零件形状尺寸精度。,9-5残余应力(p152),一、残余应力产生原因(1)机械应力引起的塑性变形：形成已加工表面时，表层强烈塑性变形，里层弹性变形，刀具作用力消失后，如里层原受弹性变形为压缩变形，则表层为张应力；如里层原受弹性变形为拉伸变形，则表层为压应力。(2)热应力引起的塑性变形：高速切削时，第三变形区的刀屑摩擦面温度高达600-800，已加工表面层温度高，深处温度低，切后温度下降到相同的室温，则表面层收缩多，但受内层牵制为张应力；里层收缩少受表面的压应力。,9-5残余应力(p153),(3)相变引起的体积变化：高速切削时，刀屑摩擦面达600-800，表层金属可发生相变（碳钢相变温度720）形成奥氏体，冷后为V马氏体 V奥氏体，表层压应力，里层拉应力。如车削：(2)项占优势，表层为拉应力；用镶有硬质合金刀片的端铣刀铣削加工高强度钢：(1)项占优势，且为拉伸变形，则表层为压应力；拉削圆孔：沿主运动方向为拉应力，(2)项占优势；沿圆周方向为压应力，(1)拉伸变形占优势。,二.影响残余应力的因素 影响残余应力的因素来自多方面。总的来说，凡是能减少塑性变形和降低切削温度的因素都能使已加工表面的残余应力减小。,9-5 残余应力,二、已加工表面残余应力的调整与控制（新增章节）(1)喷丸法：使高压压缩空气通过一个喷嘴，将小钢球连续地喷射出去，冲击零件表面，使其发生塑性延展，于是零件表面层就产生了残余压应力。缺点：需一套昂贵的喷丸设备；表层会产生加工硬化，而且不均；对零件复杂的表面喷丸无能为力。(2)“预应力加工”法：在切削前，给工件预先施加张应力，加工完后，将预应力撤去，结果能在已加工表面上获得残余压应力。9-6精密切削加工的表面质量（略）,压出式喷丸机,第十章 刀具合理几何参数的选择,概述前角和前刀面形状的选择主、副后角的选择主、副偏角及刀尖形状的选择刃倾角的选择,概述：中国有句谚语说：“工欲善其事，必先利其器”，刀具正是切削加工的直接作用工具，它的完善程度对切削加工的现状和发展起着决定性的作用。CIRP(国际生产工程研究学会)的一项报告指出：“由于刀具材料的改进，刀具的允许切削速度每隔十年几乎提高一倍；由于刀具结构和几何参数的改进，刀具使用寿命每隔十年几乎提高二倍。”,刀具材料、刀具几何参数、刀具结构-研究刀具的三项基本内容。刀具几何参数，对T，粗糙度，Fz及断屑影响较大，合理选择可达优质、高产、低成本目的合理的几何参数：在保证加工质量的前提下，能获得最高、生产率或加工成本的刀具几何参数。它包括：刀具角度：o、o、r、r、s、o切削刃区的剖面型式及参数:锋刃、负倒棱等。切削刃的形状：直线刃、折线刃、圆弧刃、月牙弧刃、波形 刃、阶梯刃,双阶梯刃切断刀,这是因为阶梯刃的主切削刃分为三段，切屑也相应地分成三条，切屑与切出槽形两壁之间的摩擦大大减少，即使切入较深时，也不致使切屑阻塞在刀头与切出槽形两壁之间。同时，切削液也容易注入切削区域，因此切削力和切削温度均显著减小。当切入深度增加时，阶梯刃切断刀仅仅由于切削速度降低而使切削力略有增加。,确定几何参数的原则,考虑工件的实际情况，材料、毛坯等。考虑刀具材料和结构，如高速钢、硬质合金；整体、机夹等。了解具体加工条件，切削用量、工艺系统的刚性、粗精加工等。注意几何参数之间的联系，如选择前角考虑卷屑槽、倒棱等。考虑刀具锋利与强度、耐磨性的关系。,在一定的加工条件下，存在一个刀具耐用度为最大的前角-合理前角opt,实践证明，刀具合理前角主要取决于刀具材料和工件材料的种类和性质。,不同材料刀具的合理前角,加工不同材料时刀具的合理前角,前角和切削速度对振幅的影响,3.倒棱及其参数的选择 在硬质合金或陶瓷刀具的刃具口上磨出倒棱面能增强切削刃，减少刀具破损。倒棱的宽度值一般与切削厚度（或进给量f）有联系。通常取b10.21mm或b1=(0.30.8)f；倒棱的前角对高速钢取10o5o，对硬质合金取1=-5o-10o。,负倒棱的宽度,4.倒圆刃及参数选择,研磨切削刃，使它变得光洁和平整，同时使它获得比锋刃的rn值大一些的切削刃钝圆半径这种刀刃型式，称为倒圆刃。倒圆后可增强切削刃，可提高刀具T200%；经钝圆处理的硬质合金不重磨刀片已经获得广泛的应用。倒圆刃还有一定的切挤熨压及消振作用，可提高加工表面质量。一般rf/3轻型倒圆r=0.020.03mm,中型、重型倒圆分别为0.050.1mm0.15mm。重型钝圆用于重型切削。,5.带卷屑槽的前刀面形状及其参数选择,加工韧性金属，使切屑卷成螺旋或C形，易于排出、清理，可在前刀面上磨出卷屑槽。卷屑槽型式：直线型、直线圆弧型、全圆弧型。前两种卷屑槽中，圆弧半径Rn，槽底角(180o)对卷曲变形有影响。一般Rn=(0.40.7)Wn，Wn=(710)f，槽底角为110o130o。这两种槽用于加工碳钢、,合金钢，一般=5 15O。全圆弧型加工紫铜、不锈钢等高塑材料，前角可达2530o。,平面型前刀面制造简单、刃磨容易。正前角平面型用于精加工刀具、复杂刀具及切削的工件材料及硬度较低。负前角平面型的刀具强度高，用于受冲击和硬材料切削；负前角双面型的刀具，刀片磨耗量少，用于前后刀面同时磨损的刀具；曲面型便于断屑及排屑，用于韧性高、不断屑材料加工刀具及孔加工刀具。,6.前刀面的形状（新增）,影响已加工表面质量：o-摩擦-表面质量、T影响切削刃的锋利：o-切刃钝圆半径-更锋利影响刀具精度和刀具T：aVB一定，o大-磨出体积多-T大，但NB大-加工精度低bNB一定，o-磨出体积小-T小影响刀具强度和散热条件：o大-强度低-散热体积小-T小,合理后角的选择,刀具间相互有联系，合理后角随前角的增大而减小。合理后角因刀具材料不同而改变，硬质合金前角小于高速钢，合理后角大于高速钢。,合理后角的大小主要取决于切削厚度（或进给量）的大小。,后刀面的其它作用,磨消振棱：支承作用，提高刚性，消振 图中，b1=0.1 0.3mm,o1=-5o-10o 白刃，对定尺寸刀具（铰刀、拉刀、钻头）后刀面上磨宽度较小、后角为 0o的刃带。支承定位，在重磨前后刀面时，保持直径尺寸不变。,副后角的作用与选择,作用：同后角，车、刨、端铣刀 o=o切断刀、切槽刀、锯片铣刀受结构强度的限制，o=1oo（保证强度）,一、主偏角的功用及选择：（一）主偏角的功用1.当背吃刀量和进给量不变时，Krw 单位长度切削刃上的载荷散热条件 2.主偏角对刀具的耐用度影响很大：Krr强度、散热体积T。3.减小主偏角对还可以使表面残留面积减小，从而使已加工表面粗糙度减小。4.影响各分力的大小、例如：KrFZ FY FX；KrFZ FY FX。当减小Kr时，在工艺系统刚性不足的情况下，FY增大会引起振动，使已加工表面粗糙度增大，刀具的耐用度下降；而在工艺系统刚性充足的情况下，KrRa，使残留面积高度下降，表面粗糙度减小。同时刀具的耐用用度也会显著提高。5.影响断屑及排屑方向：Krc，使切屑变厚，从而便于断屑。,（二）主偏角的选择：1.粗加工和半精加工，硬质合金车刀一般选择较大的主偏角，以利于减少振动、延长刀具耐用度、断屑和采用较大的切削深度。2.要考虑到工艺系统刚性状况；系统刚性差Kr=7593(如车细长轴)。3.要考虑到工件材料的硬度情况；若材料的硬度大，工艺系统刚性充足，就取小的主偏角。4.要考虑到工件表面形状及具体条件；在车阶剃轴时 Kr=9093;车外圆、端面、内孔、倒角Kr=45;镗盲孔Kr90；中间切入、仿形车削，Kr大，Fy小，便于仿形；5.单件小批，选取Kr=45或90，可加工出工件所有表面，通用性好。,车刀合理偏角参考值,（一）作用影响已加工表面质量。因Kr,残留面积高度质量影响刀尖强度。Kr刀尖角大强度高、散热好影响振动，KrFy，易产生振动（二）选择 一般刀具：不振动时选小值Ra、质量，如车、端铣、刨刀，Kr=510精加工刀：Kr取更小或Kr=0（修光刀）加工高强度、高硬度材料时，Kr取小值，Kr=46（强度）切断刀、锯片铣刀为提高强度、重磨后尺寸变化小，Kr=,二、副偏角的作用与选择,副切削刃的主要任务是最终形成已加工表面，因此，副偏角Kr的合理数值首先应满足已加工表面质量要求，在考虑刀尖强度、导热和容热要求选定。,修光刃及选择,修光刃：在主、副切削刃之间磨出的一段与进给方向平行的刀刃。作用：使粗糙度降低选择：车刀b=(1.21.5)f 硬质合金端铣刀的b=(46)f 带有修光刃的车刀切削时，径向铣刀Fy很大，因此工艺系统刚性必须很好，否则易引起振动。,三、刀尖形状及尺寸的选择,1、刀尖：主、副切削刃相交之处称为刀尖。该处强度差，散热差切削时很易磨损，所以强化刀尖，就是提高刀具的耐用度。如图，在刀尖处连接主、副切削刃的刀刃称为过渡刃。2、作用：T，粗糙度，表面质量。分为以下几种：3、圆弧过渡刃：多用于精加工刀具。高速钢刀具r=0.5 5mm;硬质合金刀具r=0.2 mm。4、直线过渡刃：用于粗加工或强力切削车刀、切断刀、钻头等。K r=K r/2,b=0.52mm或b=(0.20.25)apo；,刃倾角平稳性及工作刃长度的影响,刃倾角对切削力的影响,刃倾角的选择,1.粗加工，取s02.加工一般钢料、灰铸铁，无冲击时粗加工取s=05，精加工取s=05；有冲击时取s=5153.断续切削、冲击力大,s04.切削淬火钢等硬材料，应取s=512或更小5.工艺系统刚性不足时，尽量不用s6.微量精车外圆、精车孔、精刨平面时，s=4575,举例（强力切削车刀）,使用范围：重型车床上粗车大型中碳钢铸件或锻件外圆表面。切削用量：ap=3035mm,f=11.5mm/r，V=50mm/min特点：1.减小切削力：增大o=2025，减小切屑变形，增加刃口锋利，减小切削力，降低切削温度.增大Kr=75,Fy减小，不易振动。2.提高刀刃强度：措施是选用s=4 6，取小后角o=6，磨制直线过渡刃Kr=45o，b=12mm；磨负倒棱br1=0.5f，ro1=20253.减小加工表面粗糙度：除大o、小Kr和过渡刃外，选用修光刃b=1.5f4.磨制断屑槽：用外斜式直线圆弧型断屑槽，B=10，LBn=4 6mm，rBn=1mm，有好断屑效果,举例细长轴车刀,长度与直径之比大于20:1的轴称为细长轴，长径比大，刚性差，切削时易弯曲和振动，工作行程长、刀具磨损大，不易达到精度及表面粗糙度要求。应用：普通车床上车削中碳钢丝杠、光杆等。切削用量：粗车，ap=13mm,f=0.30.mm/r,Vc=60120m/min；半精车：ap=11.5mm,f=0.30.4mm/r，Vc=60120m/min；精车：ap=0.40.6mm，f=0.150.2mm/r，Vc=100120m/min特点：1.用o=2030大前角，F2Kr=90,Fy3br1=0.150.2mm,o1=-20-30,形成积屑瘤使 oe=35454s=30,切屑流向待加工面采用直线圆弧型卷屑槽，排屑、卷屑好,课后作业：,教材170页：1、2、3、8,