金属切削原理(38).ppt

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1、1,第一章 金属切削原理,研究金属切削过程的实验方法切屑的形成过程（三个变形区）变形程度的表示方法切屑的类型及其控制积屑瘤现象,2,侧面观察法：显微镜直接观察低速直角自由切削时工件侧面切削层的金属变形状况高速摄影法：高速摄像机拍摄切削情况下金属的变形过程快速落刀法：使刀具以尽可能快的速度脱离工件，冻结切削过程，把切屑根部做成金相标本，以供观察扫描电镜显微观察法：观察分析试件表面形貌光弹性、光塑性试验法：对切削刃前方金属进行弹性力学和塑性力学的研究和实验其他试验法：显微硬度测量 X射线衍射法,一、研究金属切削过程的实验方法,3,切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程，即在前刀面的推挤、摩擦作用下

2、，使变形金属内部发生剪切滑移的过程,二、切屑形成过程,4,金属切削变形过程,切削变形实验设备与录像装置,5,切屑根部的金相显微照片绘出金属变形过程中的滑移线和流线示意图,第一变形区（剪切滑移）,第二变形区（纤维化）,第三变形区（纤维化与加工硬化）,第一变形区金属的滑移,8,第变形区（基本变形区）：沿滑移线的剪切变形以及随之产生的加工硬化。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域,第变形区（加工表面变形区）：已加工面受到切削刃钝圆部分和后刀面挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成纤维化和加工硬化。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因,9,晶粒伸长的方向与滑移方向是不重合的，它们成一夹角,第

3、一变形区的宽度仅为00202mm，可以用一剪切面来表示 剪切面与切削速度方向的夹角称作剪切角,三、变形程度的表示方法,10,剪切角,o：前角 o 变形,：摩擦角 变形,11,相对滑移,12,切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本不变。可用其表示切削层变的变形程度,变形系数,13,变形系数,14,粘结区：高温高压使切屑底层软化，粘嵌在前刀面高低不平的凹坑中，形成长度为lfi的粘接区。切屑的粘接层与上层金属之间产生相对滑移，其间的摩擦属于内摩擦。,滑动区：切屑在脱离前刀面之前，与前刀面只在一些突出点接触，切屑与前刀面之间的摩擦属于外摩擦。,两个摩擦区,15,四、切屑的类型及控制,形成条件

4、,影响,名称,简图,形态,变形,带状，底面光滑，背面呈毛茸状,节状，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状,粒状,不规则块状颗粒,剪切滑移尚未达到断裂程度,局部剪切应力达到断裂强度,剪切应力完全达到断裂强度,未经塑性变形即被挤裂,加工塑性材料，切削速度较高，进给量较小，刀具前角较大,加工塑性材料，切削速度较低，进给量较大，刀具前角较小,工件材料硬度较高，韧性较低，切削速度较低,加工硬脆材料，刀具前角较小,切削过程平稳，表面粗糙度小，妨碍切削工作，应设法断屑,切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳,切削力波动较大，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳,切削力波动大，有冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀,带状切屑,挤裂切屑,单

5、元切屑,崩碎切屑,16,影响切屑形态的因素主要：工件材料，刀具前角、切削厚度，切削速度 切屑形状的分类,四、切屑的类型及控制,带状切屑 挤裂切屑 单元切屑,17,切屑控制的措施,在切削加工中采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形（不妨碍正常的加工；不影响操作者的安全；易于清理、存放和搬运）切屑的卷曲是切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加变形的结果 断屑是对已变形的切屑再附加一次变形（常需有断屑装置）,四、切屑的类型及控制,18,五、积屑瘤现象,在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。它

6、的硬度很高，通常是工件材料的23倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替刀刃进行切削。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤或刀瘤,19,1.积屑瘤的成因,刀屑间的冷焊一定条件下，切屑底部与前刀面发生粘结现象 刀屑之间存在很高的压力（23GPa）适当的温度（300350）接触表面新鲜洁净切削塑性材料,20,2.积屑瘤对切削过程的影响,实际前角增大增大切削厚度 使加工表面粗糙度增大对刀具寿命的影响,在粗加工时，可利用积屑瘤；精加工时必须设法避免积屑瘤的产生,21,3.防止积屑瘤的主要方法,控制切削速度，尽量避开易生成积屑瘤的中速区使用润滑性能好的切削液，减小摩擦增加刀具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压

7、力适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向,22,第一章 金属切削原理,切削力的来源切削合力、分力和切削功率切削力的测量切削力的经验公式影响切削力的因素（切削用量）,23,一、切削力,（一）切削力来源,克服被加工材料对弹性变形的抗力克服被加工材料对塑性变形的抗力克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力,金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力，称为切削力,24,（二）切削合力和分力,r,Fc,F,Fp,Ff p,Ff,Ff p,Ff p,f,v,25,（二）切削合力和分力,Fx(Ff)进给力、轴向力或走刀力处于基面内并与工件轴线平行与走刀方向

8、相反是设计走刀机构，计算车刀进给功率所必需的,Fy(Fp)切深抗力、或背向力、径向力、吃刀力处于基面内并与工件轴线垂直用来确定与工件加工精度有关的工件挠度，计算机床零件和车刀强度。它与工件在切削过程中产生的振动有关,Fz(Fc)切削力或切向力切于过渡表面并与基面垂直是计算车刀强度，设计机床零件，确定机床功率所必需的,26,切削功率Pm：消耗在切削过程中的功率（力和力作用方向上的运动速度的乘积）Fz和Fx所消耗的功率之和，因Fy方向没有位移，所以不消耗功率 第二项是消耗在进给运动中的功率，相对于Fz所消耗的功率来说（1%2%）计算机床电动机的功率PE,（三）切削功率,m:机床的传动效率，0.75

9、0.85,27,由于实际的金属切削过程非常复杂，影响因素很多，因而现有的一些理论公式都是在一些假说的基础上得出的，还存在着较大的缺点，计算结果与实验结果不能很好的吻合 测定机床功率，计算切削力用功率表测出机床电机在切削过程中所消耗的功率PE后，计算出切削功率Pm。这种方法只能粗略估算切削力的大小，不够精确用测力仪测量切削力 测力仪的测量原理是利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换处理后，读出Fz、Fx和Fy的值,二、切削力的测量,28,近代先进的测力仪常与微机配套使用，直接进行数据处理，自动显示被测力值和建立切削力的经验公式。在自动化生产中，还可利

10、用测力传感装置产生的信号优化和监控切削过程,二、切削力的测量,29,目前，人们已经积累了大量的切削力实验数据，对于一般加工方法，如车削、孔加工和铣削等已建立起了可直接利用的经验公式。常用的经验公式约可分为两类：计算切削力的指数公式按单位切削力计算切削力,三、切削力的经验公式和切削力估算,30,工件材料,四、影响切削力的因素,材料性质的不同：加工脆性材料，切削力,化学成分：含碳量 合金元素（易切钢）,31,四、影响切削力的因素,切削深度与切削力近似成正比；进给量增加，切削力增加，但不成正比；,32,四、影响切削力的因素,切削速度对切削力影响复杂,33,前角0 增大，切削力减小,主偏角r 对主切削

11、力影响不大，对吃刀抗力和进给抗力影响显著（r Fp，Ff，）,刀具几何角度影响,四、影响切削力的因素,34,与主偏角相似，刃倾角s对主切削力影响不大，对吃刀抗力和进给抗力影响显著（s Fp，Ff）刀尖圆弧半径 r 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和进给抗力影响显著（r Fp，Ff）有负倒棱的刀具其切削力,刀具材料：与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦，而影响切削力；CBN、陶瓷、涂层、硬质合金、高速钢刀具切削力依次 切削液：有润滑作用，使切削力降低；后刀面磨损：使切削力增大，对吃刀抗力Fp的影响最为显著；,刀具几何角度影响,四、影响切削力的因素,35,第一章 金属切削原理,切削热的产生和传导切削

12、温度的测量影响切削温度的主要因素（切削用量）切削温度的分布规律及其对工件、刀具和切削过程的影响,36,一、切削热的产生和传导,Q=FZVc切削热是切削温度上升的根源切削热被切屑、工件、刀具和周围的介质传出 车、铣、刨加工中，切削热大部分传递给切屑钻、磨加工中，切削热大部分传递给工件,切削热的来源就是切屑变形功和前、后刀面的摩擦功切削时所消耗的能量，绝大部分（98%99%）转化为热能,37,二、切削温度的测量,切削温度直接影响切削过程切削温度一般指前刀面与切屑接触区域的平均温度切削温度的测量,自然热电偶法,工件和刀具材料不同，组成热电偶两极，切削时刀具与工件接触处的高温产生温差电势，通过电位差计

13、测得切削区的平均温度,利用红外辐射原理，借助热敏感元件，测量切削区温度。可测量切削区侧面温度场,用不同材料、相互绝缘金属丝作热电偶两极,可测量刀具或工件指定点温度，可测最高温度及温度分布场,38,三、影响切削温度的因素,切削用量的影响,式中 实验测出的刀屑接触区的平均温度(C)；C 与工件、刀具材料等参数有关的切削温度系数；Z、Y、X vc、f、ap 的指数。,经验公式,切削用量三要素对切削温度的影响：vc最大，其次是f，ap的影响最小,39,刀具几何参数的影响,前角o 切削温度主偏角r 切削温度负倒棱及刀尖圆弧半径对切削温度影响很小,工件材料的影响,工件材料机械性能 切削温度工件材料导热性

14、切削温度不锈钢（1Cr18NI9Ti）高温合金（GH131）导热系数小，而且在高温下，仍具有较高的强度和硬度，所以灰铸铁等脆性材料，切削变形小，切屑与前刀面摩擦小，产生的切削热，所以,刀具磨损的影响,冷却液的影响,三、影响切削温度的因素,40,四、切削温度的分布规律及其对工件、刀具和切削过程的影响,切削塑性材料 前刀面靠近刀尖处温度最高切削脆性材料 后刀面靠近刀尖处温度最高,41,四、切削温度的分布规律及其对工件、刀具和切削过程的影响,切削温度对工件、刀具和切削过程的影响,切削温度对工件材料强度和切削力的影响：切削温度对工件材料强度、切削力影响不大。,原因:1)在切削速度较高时，变形速度很高，

15、其对增加材料强度的影响，足以抵消高的切削温度使材料强度降低的影响；2)切削温度是在切削变形过程中产生的，因此对剪切面上的应力应变状态来不及产生很大的影响，只对切屑底层的剪切强度产生影响。,42,四、切削温度的分布规律及其对工件、刀具和切削过程的影响,对刀具材料的影响：提高切削温度，可提高硬质合金韧性，不易崩刃，降低磨损；各类刀具材料在切削各种工件材料时，都有一个最佳切削温度范围对工件尺寸精度的影响：主要是工件受热膨胀所致刀杆受热膨胀，切削时实际切削深度增加使直径减小工件受热变长，但因夹固在机床上不能自由伸长而发生弯曲，车削后工件中部直径变化,43,四、切削温度的分布规律及其对工件、刀具和切削过

16、程的影响,利用切削温度自动控制切削速度或进给量各种刀具材料切削不同的工件材料都有一个最佳切削温度范围。因此，可利用切削温度来控制机床的转速或进给量，保持切削温度在最佳范围内，以提高生产率及工件表面质量利用切削温度与切削力控制刀具磨损运用刀具工件热电偶，能在几分之一秒内指示出一个较显著的刀具磨损的发生。跟踪切削过程中的切削力以及切削分力之间比例的变化，也可反映切屑碎断、积屑瘤变化或刀具前、后面及钝圆处的磨损情况。切削力和切削温度这两个参数可以互相补充，以用于分析切削过程的状态变化,44,第二章 金属切削原理,刀具磨损的形态（前刀面磨损、后刀面磨损）刀具磨损的原因（切削温度）刀具磨损的过程及磨钝标

17、准刀具寿命（切削用量对刀具寿命的影响）刀具寿命的选用原则,45,一、刀具磨损形态,刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削,刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类磨损：是连续的逐渐磨损破损：包括脆性破损和塑性破损两种 裂纹、崩刃、破碎 卷刃（刀刃塑性变形）在切削过程中，前后刀面不断与切屑、工件接触，在接触区存在着强烈的摩擦，同时接触区又有很高的温度和压力，随着切削的进行，前后刀面都将逐渐磨损,前刀面磨损后刀面磨损边界磨损,47,二、刀具磨损的原因,磨料磨损(机械磨损或硬质点磨损)：是由于积屑瘤的碎片、工件材料中的硬质点刻划作用引

18、起的各种切削速度下，刀具都存在磨料磨损，但它是低速切削刀具(如拉刀、扳牙、丝锥)磨损的主要原因高速钢刀具的这种磨损比较显著，硬质合金刀具相对少些,48,冷焊磨损（粘结磨损）：刀具与工件材料接触到原子间距离时所产生的冷焊结合现象两摩擦表面的粘结点因相对运动将被撕裂而被对方带走工件和切屑的硬度均低于刀具，破裂往往发生在工件或切屑一方 若粘结处的破裂发生在刀具这一方，则造成刀具的磨损一般在中等偏低的速度下切削塑性材料时冷焊磨损磨损较为严重,二、刀具磨损的原因,49,扩散磨损：刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方扩散，使两者的化学成分发生变化，这种变化削弱了刀具材料的性能，使刀具磨损加快 扩散磨损是

19、加剧刀具磨损的一种原因，它常常和粘结磨损同时产生切削速度（温度）越高，元素扩散就越快，刀具磨损也越快,二、刀具磨损的原因,50,二、刀具磨损的原因,氧化磨损(化学磨损)：切削时在一定的温度下，刀具材料与周围介质的某些成分(如空气中的氧、切削液中的添加剂硫、氯等)起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物，而被切屑带走，加速了刀具的磨损，称这种磨损为氧化磨损热电磨损：由于材料不同，切削时在接触区将产生热电势，促进扩散而加速刀具的磨损造成磨损的起主导作用的是切削温度,51,用硬质合金刀具加工钢料时，在低温区以磨料磨损为主；在中低温度下以冷焊磨损为主；而在高温区，则以扩散和化学（热电）磨损为主

20、对于耐热性较差的高速钢刀具，磨料和冷焊磨损是主要磨损原因硬质合金刀具主要是冷焊磨损和扩散磨损氧化铝陶瓷刀具在加工钢料时，主要发生磨料磨损和冷焊磨损金刚石刀具的扩散磨损很大，不宜用来加工钢铁材料,二、刀具磨损的原因,52,三、刀具磨损过程及磨钝标准,初期磨损阶段刀具磨损较快初期磨损量为0.05-0.1mm其大小与刀具的刃磨质量直接有关，研磨过的刀具初期磨损且较小,急剧磨损阶段刀具磨损速度急剧加快以致失去切削能力,正常磨损阶段磨损比较缓慢均匀，后（刀)面的磨损量随切削时间的增长而近似成比例增加是刀具的有效工作阶段，刀具的使用不应超过这一阶段,磨钝标准：刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨损限度

21、称为磨钝标准在评定刀具材料的切削性能和试验研究时，都以刀具后(刀)面磨损量作为衡量刀具磨损程度的磨钝标准因此国际标准ISO统一规定以l2背吃刀量处后(刀)面上测定的磨损带宽度VB作为刀具的磨钝标准,自动化生产中用的精加工刀具，常根据工件的精度要求来制订刀具磨钝标准常以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为衡量刀具的磨钝标准，称为刀具径向磨损量NB,国际标准ISO推荐硬质合金车刀刀具寿命试验的磨钝标准，有下列三种可供选择：1）VB0.3mm；2）如果主后刀面为无规则磨损，取 VBmax=0.6mm；3）前刀面磨损量 KT（0.060.3f）mm,55,四、刀具寿命及其经验公式,刀具寿命:一把新刀（或重新刃

22、磨过的刀具）从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间刀具总寿命:刀具从第一次投入使用直至完全报废时所经历的实际切削时间刀具寿命：比较不同刀具材料的切削性能 比较材料的切削加工性 判断刀具几何参数是否合理,切削用量与刀具寿命的关系 切削速度与刀具寿命的关系进给量与刀具寿命的关系背吃刀量与刀具寿命的关系,用YT5硬质合金车刀切削b=750MPa的碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为（f0.75mm/r）,切削用量对刀具寿命的影响 V的影响最大 f次之 ap最小,58,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：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最低成本刀具

23、寿命：以每件产品（或工序）的加工费用最低为原则多采用最低成本刀具寿命,四、刀具寿命的选用原则,选择刀具寿命时可考虑如下几点 根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择 复杂和精度高 单刃刀具 如：车刀 60min 齿轮刀具 200400min对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命；当某工序单位时间内所分担到的全厂开支较大时，刀具寿命大件精加工时，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定,60,第二章 金属切削原理,相对加工性Kv,61,相对加工性Kv以切削正火状态的45钢为基准，把其它材料同它相

24、比的比值，称为相对加工性Kv1 加工性比45钢好Kv 1 加工性比45钢差Kv 0.65 属于难加工材料,一、相对加工性,62,63,硬度和强度 加工性硬度不能过低，塑性大，加工性160200HBS塑性加工性变形、冷作硬化、冷焊不易断屑表面质量韧性加工性导热性 导热系数加工性线膨胀系数加工性,二、影响材料切削加工性的因素,64,通过热处理改变材料的组织和力学性能高碳钢、工具钢：球化退火热轧状态的中碳钢：正火低碳钢：正火马氏体不锈钢：调质铸铁件：退火选择易切钢（调整材料的化学成分）加入硫、磷、铅、钙,三、改善材料切削加工性的途径,65,第二章 金属切削原理,切削用量的选择原则,66,一、切削用量

25、与生产率、刀具寿命的关系,所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量,机床切削效率：单位时间内切除的材料体积 Q=fapvc(mm3/min)ap、f、vc与Q均保持线性关系,f保持不变，ap增至3ap，如仍保持刀具使用寿命T不变，则vc必须降低15%，此时生产率提高2.6倍ap保持不变，f增至3f，如仍保持刀具使用寿命T不变，则vc 必须降低32%，此时生产率提高2倍ap增大至某一数值时，因受加工余量的限制而成为常值时，把切削速度vc 增至3 vc，如仍保持刀具使用寿命T不变，则f必须降低95.7%，

26、此时生产率降至原来的0.13在刀具寿命一定的情况下，提高ap比提高f的生产率高，比提高vc的生产率更高,68,在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度,二、切削用量的选择原则,69,三、切削用量制定的步骤,背吃刀量的选择：根据加工余量确定粗加工（Ra5012.5）810mm半精加工（Ra6.33.2）0.52mm精加工（Ra1.60.8）0.10.4mm进给量的选择粗加工时，进给量f的选择主要受切削力的限制半精加工和精加工时，进给量的选择主要受加工表面质量的限制,切削速度的确定：当背吃刀量ap与进给量f选定后，即可按下式计算切削速度v：,切削速度确

27、定之后，即可算出机床转速n：n1000v/dw rs 式中 dw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(取较低而相近的机床转速n)，最后应根据选定的转速来计算出实际切削速度,在选择切削速度时，还应注意考虑以下几点(1)精加工时,应尽量避免积屑瘤的产生区域；(2)断续切削时，宜适当降低切削速度，以减小冲击和热应力；(3)加工大型、细长、薄壁工件时，应选用较低的切削速度；(4)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；(5)加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度,72,冷却作用：降低切削温度，提高刀具使用寿命和加工质量在刀具材料耐磨性较差、工件材料热膨胀系数较大以及二

28、者导热性较差的情况下，切削液的冷却作用尤显重要切削液的冷却性能取决于它的导热率、比热容、汽化热、汽化速度、流量、流速等水溶液的冷却性能要比油类好，乳化液介于两者之间润滑作用：边界润滑原理 金属切削时切屑、工件与刀具界面的摩擦可分为干摩擦、流体润滑摩擦和边界润滑摩擦三类,切削液的选择,1.切削液的作用,73,清洗作用：冲刷切削中产生的碎屑（如切铸铁）或磨粉（磨削）的作用清洗性能的好坏，与切削液的渗透性、流动性和使用的压力有关切削液的清洗作用对于磨削精密加工和自动线加工十分重要，而深孔加工时，要利用高压切削液来排屑防锈作用：减少工件、机床、刀具受周围介质（水、空气等）的腐蚀防锈作用的好坏，取决于切

29、削液本身的性能和加入的防锈添加剂的性质,74,水溶液：以水为主要成分并加入防锈添加剂的切削液。主要起冷却作用切削油：主要起润滑作用乳化液：由水和油混合而成的液体生产中的乳化液是由乳化剂（蓖麻油、油酸或松脂）加水配置而成浓度低的乳化液含水多，主要起冷却作用，适于粗加工和磨削；浓度高的乳化液含水少，主要起润滑作用，适于精加工极压切削油和极压乳化液：在切削液中添加了硫、氯、磷极压添加剂，能在高温下显著提高冷却和润滑效果,2.切削液的种类,75,改善切削液性能所加入的化学物质油性添加剂:油性添加剂含有极性分子，能与金属表面形成牢固的吸附膜，主要起润滑作用但这种吸附膜只能在较低温度下起较好的润滑作用，故

30、多用于低速精加工的情况油性添加剂有动植物油（如豆油、菜籽油、猪油等），脂肪酸、胺类、醇类及脂类极压添加剂:常用的极压添加剂是含硫、磷、氯、碘等的有机化合物这些化合物在高温下与金属表面起化学反应，形成化学润滑膜。它比物理吸附膜能耐较高的温度为了得到性能良好的切削液，按实际需要常在一种切削液中加入几种极压添加剂,3.切削液的添加剂,76,粗加工：冷却为主,降低切削温度，如3%5%低浓度乳化液精加工：具有良好的润滑性能,减小工件表面粗糙度和提高加工精度，极压切削油或高浓度极压乳化液难加工材料的切削:极压切削油或极压乳化液磨削加工:具有良好的冷却清洗作用，并有一定的润滑性能和防锈作用，一般常用乳化液或

31、极压乳化液,4.切削液的选用,5.切削液的使用方法,浇注法、高压冷却法、喷雾冷却法,77,78,材料的温度强化特性,80,81,特点：靠近前刀面的一面表面比较光滑，其他自由变形的表面显得粗糙加工塑性金属材料，当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般常得到这类切屑 切削过程平衡，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小,82,特点：表面上有裂纹，甚至断裂成一个个屑块，但切屑内部还是互相连接着这种切屑大多在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生,83,特点：形状类似，互相分离的屑块切削力的波动较大,84,特点：形状各不相同的屑块 它的切削过程很不平稳，容易破坏刀具，也有损于机床，已加

32、工表面粗糙,85,86,87,切屑的卷曲,88,断屑的产生,89,式中 CFz,CFy,CFx 与工件、刀具材料有关系数；xFz,xFy,xFx 背吃刀量ap 对切削力影响指数；yFz,yFy,yFx 进给量 f 对切削力影响指数；nFz,nyFy,nyFx 切削速度Vc 对切削力影响指数；KFz,KFy,KFx 考虑切削速度、刀具几何参数、刀具磨损等因素影响的修正系数。,切削力经验公式,90,单位切削力p：单位切削面积上的切削力,如果已知单位切削力，就可以算出切削力,单位切削力计算,0 变形程度F q 但0 20时，因散热面积，对的影响减小,r，切削宽度aw（h），散热面积,b,h,93,1

33、干切2乳化液3硼酸钠及磷酸钠水溶液,前刀面磨损（月牙洼磨损）切削塑性材料，切削速度和切削厚度较大开始时月牙洼的前缘离刃口还有一小段距离，随着切削过程的进行，逐渐向前、后扩展，但月牙洼宽度变化不显著。月牙洼的深度随切削过程的进行而不断增大，其最大深度的位置处于切削温度最高处前刀面的磨损值常以月牙洼的最大深度尺寸KT表示,刀尖部分的c区由于强度较低、散热条件较差、磨损比较严重，最大值以VC表示在靠近工件外皮部分的N区磨损，属于边界磨损，由于工件毛坯表面的硬皮或上道工序的加工硬化层等因素的影响，使得磨损剧烈，产生较大深沟，以VN表示在磨损带中间部位的B区，磨损比较均匀、常以平均磨损宽度VB来表示，有

34、时也用最大磨损宽度VBMAX表示,切削钢料时，常在主切削刃与工件待加工表面或副切副刃与工件已加工表面接触处的后刀面上，磨出较深的沟纹，这种磨损沟纹称为边界磨损在下列情况下可能发生边界磨损：上道工序的加工硬化使副后(刀)面上发生边界磨损；加工铸件和锻件等有粗糙硬皮的工件时，也容易发生边界磨损,m的大小反映了刀具寿命对切削速度变化的敏感性m越小表示Vc对T的影响程度越大，刀具材料的切削性能越差,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 60,800,600,500,400,300,200,100,80,60,50,切削速度vc（m/min),98,99,100,电解水溶液：在水中加入各种电解质（如Na2CO3、亚硝酸钠），能渗透到表面油膜内部起冷却作用主要用于磨削、钻孔和粗车等表面活性水溶液:在水中加入皂类、硫化蓖麻油等表面活性物质，用以提高水溶液的润滑作用常用于精车、精铣和铰孔等,101,10号、20号机油：用于普通车削、攻丝轻柴油：用于自动机上煤油：用于精加工有色金属、普通孔或深孔精加工豆油、菜油、蓖麻油等：用于螺纹加工,102,