第16章 金属切削加工的基础知识

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1、《金属工艺学》第16章金属切削加工的基础知识1．理解对刀具切削部分材料的基本要求；熟悉常用金属切削刀具的材料；掌握刀具角度的概念及对切削加工的影响；2．了解金属切削过程、切屑种类；理解切削运动概念；掌握切削用量的计算与选用；3．了解影响切削力、切削温度的因素；掌握切削液的选用方法；4．了解改善金属材料可切削性的途径5．了解时间定额的组成；了解提高机械加工生产率的一般工艺措施。教学目标:16.1切削加工概述金属切削加工：利用刀具和工件作相对运动，从工件上切除多余金属材料的加工方法称为。金属切削加工目的：保证工件的加工精度和表面质量，达到图样规定的

2、要求。切削加工的具体方法主要有：车削、刨削、钻削、铣削、拉削和磨削等。16.2金属切削刀具一、刀具材料1．对刀具切削部分材料的基本要求⑴高的硬度⑵高的耐磨性⑶足够的强度和韧性⑷高的热硬性⑸良好的工艺性2、常用刀具材料（1）工具钢①碳素工具钢②合金工具钢③高速钢（2）硬质合金①钨钴类硬质合金其代号是YG，由C和基体材料WC组成，常用牌号是YG3、YG6等。钨钴类硬质合金适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。②钨钴钛类硬质合金代号是YT，由WC、TiC和CO组成，常用牌号为YT14、YT30。钨钴钛类硬质合金适用于加工碳钢、合金钢等塑性材料。③钨钽（铌）

3、钴类硬质合金其代号为YA，由WC、TaC(Nbc)和CO组成，适用于加工铸铁、青铜等脆性材料，也可加工碳钢与合金钢。④钨钛钽（铌）钴类硬质合金代号为YW，由WC、TiC、TaC和CO组成，适用于切削碳钢、合金钢等塑性材料，也可用于加工脆性材料。二、刀具几何形状１．车刀的组成刀具的组成：切削部分夹持部分⑴前刀面Ar——切屑流出的表面。⑵主后刀面A0——与工件上过渡表面相对的面。⑶副后刀面A0’——与工件已加工表面相对的面。⑷主刀削刃S——前刀面与主后刀面的交线，担负着主要的切削工作。⑸副切削刃S′——前刀面与副后刀面的交线，配合主切削刃最终形成已

4、加工表面。⑹刀尖——主切削刃与副切削刃的连接部分。2．刀具标注角度⑴确定刀具角度的辅助平面如图16-4所示①基面Pr——通过切削刃上选定点且垂直于假定主运动方向的平面。②主（副）切削平面Ps（Ps′）——通过主（副）切削刃选定点与主（副）切削刃相切削并垂直于基面的平面。③正交平面Po——通过切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。④假定工作平面Pf——通过切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面的平面。⑵刀具标注角度基面内测量的角度①主偏角κr主偏角影响切削力的分配、切削条件和刀具寿命。②副偏角κr′副偏角影响工件表面粗糙

5、度，减小副偏角可减小表面粗糙度。③刀尖角εrεr＝180０-（κr＋κr’）在正交平面内的角度①前角（γo）前角影响切削刃的锋利程度及切削力和排屑。②后角（αo）后角的作用是减小后面与工件之间的摩擦。③楔角（βo）βo＝90°-（γo＋αo）在切削平面内测量的角度刃倾角（λｓ）刃倾角影响切屑的流向。16．3金属切削过程及其物理现象一、切削过程和切屑种类1．切削过程弹性变形塑性变形产生裂纹2．切屑种类⑴带状切屑（图16-7a）⑵节状切屑（图16-7b）⑶崩碎切屑（图16-7c）二、积屑瘤和已加工表面的冷硬现象1．积屑瘤积屑瘤——在刀具的前刀面接近

6、切削刃的地方长出一小块很硬的金属。防止积屑瘤的产生通常采取的措施：：采用低速或高速切削，减小进给量，增大刀具前角，精细研磨前刀面，合理选用切削液等。2．已加工表面的冷硬现象加工硬化——金属经过冷加工之后，强度、硬度提高，而塑性下降的现象。常用减轻冷硬现象的措施有：提高切削刃的锋利程度；适当减小切削厚度和进给量；适当增加切削速度；减小后刀面的表面粗糙度值。三、切削运动１．切削运动分类⑴主运动是指机床或人力提供的主要运动，从而使刀具表面进入工件，导致切削层转变为切屑。⑵进给运动由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，从而新的材

7、料不断投入切削。⑶合成切削运动由主运动与进给运动合成的运动，见图16-9。2．主运动与进给运动的判别待加工表面——指工件上有待切除的表面；已加工表面——指工件上经刀具切削后产生的表面；过渡表面——指工件上由切削刃直接形成的那部分表面。四、加工中的工件表面五、切削用量1．切削速度VcVc=πdn/1000m/min（16.1）式中，d——工件或刀具上选定点的直径（mm）n——工件或刀具转速（rpm）2．进给量f和进给速度VfＶf＝f×n（16.2）式中：Ｖf——进给速度（mm／min）N——主运动的转速（rpm）f——进给量（mm／r）3．背吃刀

8、量apap＝（dw－dm）/２（16.3）式中：ap——背吃刀量(mm)dm——已加工表面直径(mm)dw——待加工表面直径(mm)16．4切削力、切