切削基本理论的应用

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1、金属切削原理与刀具JINSHUQIEXIAOYUANLIYUDAOJU王启仲主编第三章切削基本理论的应用本章应知本章应会1.了解切屑的流向及切屑的控制。2.了解改善材料切削加工性能的途径。3.对难加工材料的加工有一定的认识。4.影响已加工表面粗糙度的因素。5.对刀具几何参数有较具体的理解。1.会合理选择切削液。2.会合理选择切削用量。第一节切屑的控制一、切削流向图3-1流屑角ηc二、切削的卷曲和折断图3-2刃倾角对切屑流向影响第一节切屑的控制控制断屑最常用的方法前面上磨制断屑槽或装置断屑使切屑产生附加卷曲变形的方法来达到目的。可见切屑的卷曲是切屑基本变形或加卷屑槽附加变形的结果。断屑

2、的原因:1）切屑障碍物相碰折断。2）切屑自身重量折断。图3-3断屑槽断屑图3-4断屑槽的剖面形状及主要参数a）折线形b）直线圆弧形c）全圆弧形第一节切屑的控制影响断屑的因素：以下主要从车刀的选用和设计角度出发，对一些影响断屑较显著的主要因素做初步的分析并叙述一些断屑方法，刀具影响断屑因素。1.车刀断屑槽（1）断屑槽形状折线形、直线圆弧形、全圆弧形。（2）断屑槽的主要参数有断屑槽宽度lBn，槽深hBn和断屑斜角ｔ。（3）断屑斜角1）外斜式2）平行式3）内斜式图3-5断屑槽的槽斜角a）外斜式b）平行式c）内斜式对应比较第一节切屑的控制内斜式槽形易形成卷得很紧（即螺距较小）的螺旋形切屑，

3、达一定长度后靠自身重量折断。虽然内斜式能产生较为理想的屑形，但断屑范围不大，主要适用于精车、半精车；2.车刀的几何角度（1）主偏角越大越易断屑，越小越不容易断屑。（2）刃倾角当为正值时，C字形切屑；当为负值时，切屑碰后面折断或形成螺旋形切屑后折断。（3）前角越小则切屑在形成过程中的变形越大。第一节切屑的控制3.切削用量进给量ｆ增大时，切削层公称厚度ｈＤ和切屑厚度ｈ屑成正比例增大，易断屑。当ｆ很小时，断屑是比较困难的，当减小时，出屑角η增大。反之，当增大时，η减小。4.工件材料塑性、韧性越大，强度越高，越不容易断屑。5.其他断屑方法（1）为了使切屑流出时可靠断屑刀具前面上固定附加断屑挡块

4、（2）间断进给断屑采用振动切削装置（3）切削刃上开分屑槽磨制类似犬牙交错的分屑槽第一节切屑的控制三、切屑形状的分类表3-2ISO切屑形状的分类1.带状切屑１—１长1—2短1—3缠乱2.管状切屑2—１长2—2短2—3缠乱3.盘旋状切屑3—１平3—2锥4.环形螺旋切屑4—１长4—2短4—3缠乱第一节切屑的控制5.锥形螺旋切屑5—１长5—2短5—3缠乱6.弧形切屑6—１连接6—2松散7.单元切屑8.针形切屑(续）当Kr＞1时，该材料比45钢容易切削；Kr＜1时，则难切削。第二节工件材料切削加工性的改善一、材料切削加工性指标1.刀具寿命指标刀具寿命为T（min）时，以允许的切削速度vt（m/

5、min）的高低来评定材料的切削加工性。ｖt越高，加工性越好。2.加工材料的性能指标硬度抗拉强度伸长率冲击韧度和热导率影响加工性的物理力学性能指标主要有第二节工件材料切削加工性的改善表3-4材料分级加工性等级第二节工件材料切削加工性的改善3.加工表面粗糙度指标表面粗糙值小，则加工性好；反之，则加工性差。二、改善材料切削加工性的途径（1）适当调剂钢中化学元素和热处理（2）合理选用刀具材料（3）合理选用切削用量和刀具几何参数（4）采用新的切削加工技术第三节难加工材料的加工一、各种难加工材料的加工性难加工硬度高温硬度高；高温强度大；含有硬度很高的质点；加工硬化大；导热性差；活性差；容易

6、与刀具粘结。加工这类材料时存在以下困难：1）切削温度很高。2）切削力和单位切削压力特别大。3）刀具磨损很大。高强度钢、超高强度钢、高锰钢、冷硬铸铁纯金属不锈钢、高温合金、钛合金等难加工的金属材料第三节难加工材料的加工1.高强度钢、超高强度钢的切削加工性2.高锰钢的切削加工性3.冷硬铸铁的切削加工性4.纯金属的切削加工性5.不锈钢和高温合金的切削加工性奥氏体不锈钢的成分以铬、镍为主。淬火后为奥氏体组织，切削加工性较差。加工时的主要问题是：1）加工硬化严重2）切削力约比45钢（正火）高25％，热导率小，切削温度高。3）刀具磨损快，寿命低。加工奥氏体不锈钢和高温合金而一般应采用WC—T

7、aC（NbC）—Co类硬质合金，不宜采用YT类硬质合金。第三节难加工材料的加工二、难切削材料切削技术的新发展难切削材料切削技术的新发展振动切削低温切削加热切削在惰性气体保护下切削特种加工方法第四节切削液的合理选择一、切削液的作用1.冷却作用2.润滑作用3.排屑和洗涤作用4.防锈作用二、切削液的添加剂1.油性添加剂2.极压添加剂3.乳化剂（表面活性剂）三、切削液的种类和选用1.水溶液2.乳化液3.切削液第四节切削液的合理选择表3-7常用切削液的选