机械制造工程 教学课件 作者 勋建国 主编第一章Sect.3.ppt

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1、第三节金属切削参数的选择及优化机械制造工程——第一章1．切削加工性的概念及衡量指标一、工件材料的切削加工性切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度切削加工性的标志方法：考虑生产和刀具耐用度的标志方法考虑已加工表面质量的标志方法考虑安全生产和工作稳定性的标志方法通常用来衡量材料切削加工性的指标为一定耐用度下的切削速度vT含义是：当刀具耐用度为T时，切削某种材料所允许的切削速度vT通常以强度σb＝0.637GPa的45钢的v60作为基准，写作(v60)j；而把其它各种材料的v60同它相比，这个比值Kv称为相对加工性，即Kv＝v60/(v60)j当Kv>1时，表示该材料比45钢易切削当Kv<1时，

2、表示该材料比45钢难切削金属材料的物理力学性能硬度：常温硬度高、高温硬度高、硬质点多，切削加工性差强度：常温强度、高温强度越大，磨损越快，切削加工性差塑性、冲击韧性过大或过小，均使其切削加工性变差导热系数大，切削加工性好，但加工尺寸精度会发生变化2．影响切削加工性的因素材料的化学成分Cr、Ni、V、Mo、W、Mn等提高钢的强度和硬度，使其切削加工性差Si、Al与氧化合后使刀具磨损加快合金元素降低导热系数Pb、P、S等降低塑性（发生热脆、冷脆现象）碳的石墨化使切削加工性变好（硬度下降、润滑性变好）Fe4C3使硬度增加，磨损加快金相组织钢的金相组织：铁素体、奥氏体易粘结；珠光体加工性好；索氏体、马

3、氏体硬度、强度高，加工性差铸铁的金相组织：灰口铁、白口铁、麻口铁、球墨铸铁性能各异3．改善难加工材料的切削加工性的途径调整材料的化学成分合理选择材料的供应状态通过适当热处理选用易切削钢合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量采用新的切削加工技术1．切削液的功用冷却作用：通过传导、对流、汽化带走热量润滑作用：产生润滑膜，减小摩擦系数清洗作用：清除细碎切屑和磨粒等防锈作用：（依靠加入添加剂）由此：改善切削条件、减少刀具磨损、提高切削速度、提高已加工表面质量、改善切削加工性二、切削液2．切削液的种类切削液的种类切削液水溶液乳化剂切削油固态润滑剂（用于切削钛合金等）3．切削液中常用的添加剂为了改善切削

4、液的性能所加入的化学物质，称为添加剂切削液中常用的添加剂油性添加剂：动植物脂、脂肪酸、胺类、脂类、醇类极压添加剂：含硫、磷、氯、硼等的化合物乳化剂：矿物油和水乳化形成稳定乳化液的物质4．切削液的合理使用切削液的合理选择根据工件材料、工艺要求、工种特点等通过查工艺手册合理选用特别应注意：硬质合金、陶瓷刀具，切削铸铁、青铜一般不用切削液；切削镁、铝、铝合金不用水溶液；切削铅，切削液不能含氯；精密机床不能使用含硫的切削液等。切削液的使用方法普遍使用浇注高压冷却喷雾冷却喷雾冷却法刀具的“合理”几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而能够达到提高切削效率、降低生产成本的目的的刀

5、具几何参数三、刀具几何参数的合理选择1．前角的选择前角的功用影响切削力和切削功率影响加工表面质量影响刀具耐用度影响断屑效果合理选择前角材料强度、硬度较低时，γo宜大塑性材料γo宜大；脆性材料γo宜小粗加工、断续切削、加工铸锻件，γo宜小刀具韧性好时γo宜大特定要求选择前角：成形刀具、展成刀具γo宜小工艺系统刚性差、机床功率不足时γo宜大自动化机床、数控机床γo宜小后角的功用减少后刀面与工件表面的摩擦αo↗刃口锋利，T↗；但αo↗↗楔角↘，刃口强度↘，散热体积↘，T↘2．后角的选择合理选择后角材料强度、硬度较高时，αo宜小塑性材料αo宜大；脆性材料αo宜小粗加工、断续切削、加工铸锻件，αo宜

6、小；精加工、连续切削αo宜大工艺系统刚性差αo宜小定尺寸刀具αo宜小副后角的选择通常αo’=αo需加强刀头强度时则αo’=1~2°3．主偏角及副偏角的选择主偏角及副偏角的功用影响表面粗糙度影响刀具耐用度：kr、kr‘小，则切削刃增长，散热好，T↗影响切削分力比例：kr↘Ff↘,Fp↗影响排屑、断屑效果合理选择主、副偏角材料强度、硬度高时，kr宜小工艺系统刚性好，kr、kr‘宜小；工艺系统差时，kr≥90°粗加工、半精加工，kr宜大精加工kr’宜小，且需kr’=0°的修光刃4．刃倾角的选择刃倾角的功用影响切屑流向增大刀具的实际前角影响刀具锋利性保护刀尖（取负刃倾角时）使切削平衡（常用负刃倾角）

7、影响切削分力的比例合理选择刃倾角粗加工、有冲击载荷、断续切削时，取λs<0精加工λs>0（防切屑划伤已加工表面）材料强度、硬度高时，取λs<0工艺系统刚性不足时，取λs>0微量精车时，λs》0金刚石、立方氮化硼车刀，取λs<01．切削用量对生产率的影响由P=1/tm推出：P=A0apfv由此可知：ap、f、v中任一参数增加一倍，P即增加一倍。四、切削用量的合理选择2．切削用量对刀具耐用度的影响由可