【正文】 及磨料，有時(shí)用于修整砂輪?？偨Y(jié)：材料的韌性則是高速鋼最高，金剛石最低材料的硬度、耐磨性，金剛石最高，遞次降低到高速鋼。課時(shí)八 切削力、切削熱和切削溫度 切削力的來源切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈性變形、塑性變形所產(chǎn)生的抗力；刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力。 切削分力及其作用主切削力Fc ：切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，是計(jì)算機(jī)床動(dòng)力、校核機(jī)床和夾具強(qiáng)度及剛度的重要依據(jù)背向力Fp切削合力在切削深度方向上的分力，與切深方向相反，它能使工件彎曲和引起震動(dòng)，對加工質(zhì)量影響較大。進(jìn)給力Ff切削合力在進(jìn)給方向上的分力。與進(jìn)給方向平行，但方向相反，是設(shè)計(jì)和校驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的依據(jù)。影響切削力的因素工件材料： 被加工工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削力增大。強(qiáng)度相近的材料，如其塑性（伸長率）較大，切削力增大。切削脆性材料時(shí)，其切削力一般低于塑性材料。切削用量：切削深度ap或進(jìn)給量f加大，均使切削力增大，但兩者的影響程度不同，ap 的影響更大一些。切削速度： 加工塑性金屬時(shí)，在中速和高速下，切削力一般隨著切削速度的增大而減小。刀具幾何參數(shù)切削熱和切削溫度 ａ．切削熱的來源切屑層的金屬發(fā)生彈性變形、塑性變形而產(chǎn)生大量的熱 切屑與刀具前刀面產(chǎn)生的摩擦 工件與刀具后刀面產(chǎn)生的摩擦 ｂ．切削熱的傳導(dǎo)傳入切屑，約占總熱量的５０％～８６％，對切削加工無不利影響傳入工件，約占總熱量的４０％～１０％，會(huì)使工件膨脹或伸長，產(chǎn)生尺寸和形狀誤差，影響加工精度傳入刀具，約占總熱量的９％～３％，使刀具溫度升高，硬度下降，磨損加快，耐用度降傳入周圍介質(zhì)，約占總熱量的１％，對切削加工無不利影響 切削溫度：是指刀具表面上切屑和刀具接觸處的平均溫度。其高低取決于切削時(shí)產(chǎn)生熱量的多少和傳導(dǎo)條件的好壞，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等對切削溫度均有影響 (1)選擇合理的幾何角度和切削用量(2)使用切削液 刀具的磨損和壽命一．刀具的磨損形式前刀面磨損(月牙洼磨損)2．后萬面磨損3．前刀面和后刀面同時(shí)磨損二、刀具磨損過程初期磨損階段、正常磨損階段、急劇磨損階段三、刀具壽命(1)定義刃磨或換刃后的刀具，自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間，稱為刀具壽命，符號(hào)用T，單位用min或s。(2)刀具壽命與切削用量的關(guān)系切削用量對刀具壽命T 的影響程度與切削用量對切削溫度θ的影響程度是一致的，切削速度對刀具壽命的影響最大，其次是進(jìn)給量，背吃刀量的影響很小。備課時(shí)間：0931上課時(shí)間：0932 教學(xué)目的：掌握切削液的作用及選用原則掌握前角的選用方法和原則。教學(xué)難點(diǎn)：刀具幾何角度的確定。教學(xué)重點(diǎn)：刀具的組成及幾何角度的確定方法。課時(shí)：2課時(shí) 授課內(nèi)容： 工件材料的切削加工性和切削液材料的切削加工性是指材料被切削加工的難易程度。材料加工的難易程度要由具體的加工要求及切削條件而定。通常精加工時(shí)以能較好的保證加工質(zhì)量為工件材料切削加工性的主要指標(biāo)；自動(dòng)加工則以斷屑的難易程度為材料切削加工性的主要指標(biāo) 衡量材料切削加工性的指標(biāo) vTvT越大，材料的切削加工性越好。 kr為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)起見，取正火狀態(tài)下的45鋼作基準(zhǔn)材料，刀具壽命為60 min，這時(shí)的切削速度為基準(zhǔn)（寫作(v60)j），而將其它材料的(v 60)與其相比，這個(gè)比值Kr稱為相對加工性：vkr=60(v60)j材料具有良好的切削加工性。kr1凡較容易獲得好的表面質(zhì)量的材料，其切削加工性較好；反之則較差。精加工時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。凡切屑較容易控制或易于斷屑的材料，其切削加工性較好；反之則較差。在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上加工時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。在相同切削條件下，凡切削力較小的材料，其切削加工性較好；反之則較差。在粗加工中，當(dāng)機(jī)床剛性或動(dòng)力不足時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。（衡量材料切削加工性的指標(biāo)5項(xiàng)內(nèi)容，須提問）u 影響材料切削加工性的因素 材料的導(dǎo)熱性愈好、一定刀具耐用度下的切削速度愈 高，材料的切削加工性愈好。材料的強(qiáng)度、硬度愈高，切削力愈大，切削溫度愈高，刀具磨損加劇，— 切削加工性愈差。材料的塑性、韌性愈高，切削時(shí)切屑的變形加大，摩擦力提高，切削力愈大，切削溫度愈高，刀具磨損加劇，— 切削加工性愈差。 改善材料切削加工性的途徑 在鋼中加入 S、Pb 等元素，可有效的改善材料的切削加工性?！耙浊邢麂摗?。切削液 1．切削液的作用（1）潤滑作用（2）冷卻作用（3）清洗作用（4）防銹作用切削液的種類 ①、切削油 ②、乳化液 ③、水溶液3．切削液的選用原則（1）粗加工174。 粗加工時(shí)，切削用量大，產(chǎn)生的切削熱量多，容易使刀具迅速磨損。此類加工一般采用冷卻作用為主的切削液，如離子型切削液或3％～5％乳化液。174。 切削速度較低時(shí)，刀具以機(jī)械磨損為主，宜選用潤滑性能為主的切削液； 174。 速度較高時(shí)，刀具主要是熱磨損，應(yīng)選用冷卻為主的切削液。174。 硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，熱裂敏感，可以不用切削液。如采用切削液，必須連續(xù)、充分澆注，以免冷熱不均產(chǎn)生熱裂紋而損傷刀具。（2）精加工174。 精加工時(shí)，切削液的主要作用：提高工件表面加工質(zhì)量和加工精度。174。 加工一般鋼件，在較低的速度（～30m/min）情況下，宜選用潤滑性能好的極壓切削油或10％～12％極壓乳化液，以減小刀具與工件之間的摩擦和粘結(jié)，抑制積屑瘤。注意：174。 A、加工銅材料時(shí)，不宜采用含硫切削液，因?yàn)榱驅(qū)︺~有腐蝕作用。174。 B、加工鋁時(shí)，也不適于采用含硫與氯的切削液，因?yàn)檫@兩種元素宜與鋁形成強(qiáng)度高于鋁的化合物，反而增大刀具與切屑間的摩擦。也不宜采用水溶液，因高溫時(shí)水會(huì)使鋁產(chǎn)生針孔。 刀具幾何參數(shù)的合理選擇174。 刀具幾何參數(shù)的合理選擇：是指在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇能提高切削效率，降低生產(chǎn)成本，獲得最高刀具耐用度的刀具幾何參數(shù)。174。 刀具幾何參數(shù)內(nèi)容：216。 刀具幾何角度（如前角、后角、主偏角等）、216。 刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等）216。 切削刃形狀（直線形、圓弧形）1．前角和前刀面形狀的選擇 174。 前角的功用：（1）影響切削變形和切削力的大?。?）影響加工表面質(zhì)量（3）影響刀具壽命（4）影響切屑形態(tài)和斷屑效果。（1）前角的選擇：174。 在選擇刀具前角時(shí)首先應(yīng)保證刀刃鋒利，同時(shí)也要兼顧刀刃的強(qiáng)度與耐用度。174。 刀具前角的合理選擇，主要由刀具材料、工件材料、加工條件決定。174。 ① 刀具材料強(qiáng)度和韌性大的刀具材料可以選擇大的前角，而脆性大的刀具甚至取負(fù)的前角。174。 ② 工件材料加工鋼件等塑性材料時(shí)，切屑沿前刀面流出時(shí)和前刀面接觸長度長，壓力與摩擦較大，為減小變形和摩擦，一般采用選擇大的前角。加工脆性材料時(shí)，切屑為碎狀，切屑與前刀面接觸短，切削力主要集中在切削刃附近，受沖擊時(shí)易產(chǎn)生崩刃，因此刀具前角相對塑性材料取得小些或取負(fù)值，以提高刀刃的強(qiáng)度。174。 ③ 加工條件粗加工時(shí)，一般取較小的前角；精加工時(shí)，宜取較大的前角，以減小工件變形與表面粗糙度； 帶有沖擊性的斷續(xù)切削比連續(xù)切削前角取得小。總之，前角選擇的原則是在滿足刀具耐用度的前提下，盡量選取較大前角。刀具的合理前角參考值見P34表17前刀面形狀、刃區(qū)形狀及其參數(shù)的選擇174。 ①、前刀面形狀174。 A、正前角鋒刃平面型特點(diǎn)：刃口較鋒利，但強(qiáng)度差，γo不能太大，不易折屑。主要用于高速鋼刀具，精加工。B、帶倒棱的正前角平面型174。 特點(diǎn)：切削刃強(qiáng)度及抗沖擊能力強(qiáng)，同樣條件下可以采用較大的前角，提高了刀具耐用度。主要用于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具，加工鑄鐵等脆性材料。174。 C、負(fù)前角平面型174。特點(diǎn)：切削刃強(qiáng)度較好，但刀刃較鈍，切削變形大。174。 主要用于硬脆刀具材料。加工高強(qiáng)度高硬度材料，如淬火鋼。174。 圖示類型負(fù)前角后部加有正前角，有利于切屑流出。174。 D、曲面型174。 特點(diǎn)：有利于排屑、卷屑和斷屑，而且前角較大，切削變形小，所受切削力也較小。174。 在鉆頭、銑刀、拉刀等刀具上都有曲面前面。備課時(shí)間：0934上課時(shí)間：0935 教學(xué)目的：掌握后角、主偏角、刃傾角的選擇原則和方法。掌握切削用量的選擇原則和方法。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：切削用量的選擇原則和方法。課時(shí)：2課時(shí) 授課內(nèi)容：2．后角及形狀的選擇(1)后角的功用 ：A、減小刀具后刀面與加工表面的摩擦；B、當(dāng)前角固定時(shí)，后角的增大與減小能增大和減小刀刃的鋒利程度，改變刀刃的散熱，從而影響刀具的耐用度。(2)后角的選擇后角大小取決于：切削厚度、工件材料、工藝系統(tǒng)剛度。切削厚度(進(jìn)給量）越大，后角越??； 工件材料越軟、塑性越大，后角越大； 工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，適當(dāng)減小后角副后角的作用與后角類似，它用來減少副后面與已加工表面之間的摩擦，一般刀具將副后角制成與后角相同。、主、副偏角的功用及其選擇主、副偏角的功用主偏角影響切削層的形狀，切削刃的工作長度和單位切削刃上的負(fù)荷。減少κr，主切削刃單位長度上的負(fù)荷減少，刀具磨損小，耐用。副偏角影響已加工表面的粗糙度和刀尖強(qiáng)度，減少κr180。，減少表面的粗糙度的數(shù)值，還可提高刀具強(qiáng)度。過小，會(huì)使副切削刃與已加工面的摩擦增加，引起震動(dòng)，降低表面質(zhì)量。、副偏角的選擇174。 主偏角主要根據(jù)加工條件和工藝系統(tǒng)剛性來選擇174。 副偏角主要考慮表面粗糙度、刀尖強(qiáng)度和散熱面積來選擇。3．主偏角的選擇174。 A、主偏角κr的增大或減小對切削加工有利的一面（主偏角κr減小，能提高刀具耐用度。）在背吃刀量ap與進(jìn)給量f 不變時(shí)，主偏角κr減小將使切削厚度hD減小，切削寬度bD增加，參加切削的切削刃長度也相應(yīng)增加，切削刃單位長度上的受力減小，散熱條件也得到改善。主偏角κr減小時(shí)，刀尖角增大，刀尖強(qiáng)度提高，刀尖散熱體積增大。174。 B、主偏角κr的增大或減小對切削加工不利的一面（主偏角的減小對刀具耐用度和加工精度產(chǎn)生不利影響。）因?yàn)楦鶕?jù)切削力分析可以得知，主偏角κr減小，將使背向力Fp增大，從而使切削時(shí)產(chǎn)生的撓度增大，降低加工精度。同時(shí)背向力的增大將引起振動(dòng)。主偏角κr 選擇原則 ：174。 ①、工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí)（工件長徑比lw/dw 6），主偏角κr可以取小值。174。 ②、工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)（工件長徑比lw/dw = 612），或帶有沖擊性的切削，主偏角κr可以取大值，一般κr＝75o～93o，甚至主偏角κr可以大于90o，以避免加工時(shí)振動(dòng)。174。 硬質(zhì)合金刀具車刀的主偏角多為60o～75o。174。 ③、根據(jù)工件加工要求選擇。當(dāng)車階梯軸時(shí)，κr ＝90o；同一把刀具加工外圓、端面和倒角時(shí)，κr ＝45o。課時(shí)十二副偏角的選擇174。 副偏角κrˊ的大小對刀具耐用度和加工表面粗糙度的影響：174。 A、副偏角的減小，將可降低殘留物面積的高度，提高理論表面粗糙度值，174。 B、副偏角減小刀尖強(qiáng)度增大，散熱面積增大，提高刀具耐用度。174。 C、副偏角太小會(huì)使刀具副后刀面與工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振動(dòng)。174。 ①、工藝系統(tǒng)剛性好時(shí)，加工高強(qiáng)度高硬度材料，一般κrˊ＝5o～10o；加工外圓及端面，能中間切入，κrˊ＝45o。174。 ②、工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，粗加工、強(qiáng)力切削時(shí)，κrˊ＝10o～15o；車臺(tái)階軸、細(xì)長軸、薄壁件，κrˊ＝5o～10o。174。 ③、切斷切槽，κrˊ＝1o～2o。174。 副偏角的選擇原則是：在不影響摩擦和振動(dòng)的條件下，應(yīng)選取較小的副偏角。刃傾角的選擇（1）λs對切屑流出方向的影響174。 當(dāng)λs為負(fù)值時(shí)，切屑將流向已加工表面，并形成長螺卷屑，容易損害加工表面。但切屑流向機(jī)床尾座，不會(huì)對操作者產(chǎn)生大的影響。粗車時(shí)采用負(fù)值的λs。174。 當(dāng)λs為正值，切屑將流向機(jī)床床頭箱，影響操作者工作，并容易纏繞機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，影響機(jī)床的正常運(yùn)行精車時(shí)采用正值的λs。（2）刃傾角對刀尖的影響174。 刃傾角λs的變化能影響刀尖的強(qiáng)度和抗沖擊性能。174。 當(dāng)λs取負(fù)值時(shí)，刀尖在切削刃最低點(diǎn)，切削刃切入工件時(shí)，切入點(diǎn)在切削刃或前刀面，保護(hù)刀尖免受沖擊，增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度。174。 一般大前角刀具通常選用負(fù)的刃傾角，既可以增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，又避免刀尖切入時(shí)產(chǎn)生的沖擊。（3）刃傾角對切削分力的影響刃傾角負(fù)值越大，切深抗力越大，當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，容易引起振動(dòng)。174。 ．刀尖形狀的選擇174。 刀尖是刀具強(qiáng)度和散熱條件都很差的地方。切削過程中，刀尖切削溫度較高，非常容易磨損，因此增強(qiáng)刀尖，可以提高刀具耐用度。刀尖對已加工表面粗糙度有很大影響。174。（1）直線過渡刃的優(yōu)點(diǎn)：主偏角κr和副偏角κrˊ的減小，都可以增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，但同時(shí)也增大了背向力Fp，使得工件變形增大并引起振動(dòng)。但如在主、副切削刃之間磨出直線過渡刃。則既可增大刀尖角，又不會(huì)使背向力Fp增加多少 174。（2)圓弧狀刀尖的圓弧半徑取值增大ｒε，刀具的磨損和破損都可減小，不過，此時(shí)背向力Fp也會(huì)增大，容易引起振動(dòng)?？紤]到脆性大的刀具對振動(dòng)敏感因素，一般硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具的刀尖圓弧半徑ｒε值較?。挥操|(zhì)合金車刀和陶瓷車刀，一般ｒε＝～2㎜，高速鋼刀具，ｒε ＝～5 ㎜。精加工ｒε選取比粗加工小。174。(3)修光刃精加工時(shí)，還可修磨出κrε＝0o，寬度b＝（～）f 與進(jìn)給方向平行的修光刃，切除掉殘留面積。這種修光刃能在進(jìn)給量較大時(shí)，還能獲得較高的表面加工質(zhì)量。修光刃 常用于端銑刀 切削用量的選擇1）切削用量對加工質(zhì)量的影響當(dāng)切削速度增大時(shí)，切削力減小，可減小或避免積屑瘤，有利于提高加工質(zhì)量 進(jìn)給量增大使工件殘留面積的高度顯著增大，表面更粗糙。切削深度增大，時(shí)切削力和工件變形增大，可能引起振動(dòng)，使零件的加工精度和表面質(zhì)量下降。2)切削用量對刀具耐用度的影響在切削用量中，切削速度對刀具耐用度的影響最大，進(jìn)給量次之，切削深度影響最小 3)選擇切削用量的原則粗加工：首先選擇大的切削深度，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后確定合理的切削速度。精加工