【正文】 變較大，切削力有波動(dòng)和和振動(dòng)，已加工表面粗糙度較大。 這是切屑流出時(shí)受到刀具前面摩擦作用的結(jié)果。 a） b） c） 圖 積屑瘤 a）內(nèi)摩擦應(yīng)力分布； b）積屑瘤外形 ； c）積屑瘤外形尺寸 加工條件：工件材料 45鋼、刀具材料 W18Cr4V、 =5176。 （ 4）增加已加工表面粗糙度 首先， 由于積屑瘤高度非周期性的變化，使得切削厚度也無(wú)規(guī)則變化，工件已加工表面會(huì)出現(xiàn)高低不平； 其次， 脫落掉的積屑瘤碎片黏附在已加工表面上惡化表面粗糙度； 另外， 積屑瘤高度的不斷變化造成刀具切削刃高度的不斷變化會(huì)引起振動(dòng)，導(dǎo)致在工件已加工表面上刻劃出溝紋，嚴(yán)重影響以加工表面粗糙度。 金屬材料經(jīng)硬化后提高了屈服強(qiáng)度，并在已加工表面上出現(xiàn)顯微裂紋和殘余應(yīng)力，降低了表面質(zhì)量和材料的疲勞強(qiáng)度，并給下道工序帶來(lái)加工困難，增大刀具的磨損，從而使刀具壽命下降。 影響切削變形的主要因素 —— 工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，刀 —屑間的正壓力越大，平均正應(yīng)力增大，切削溫度增加，刀 — 屑間接觸長(zhǎng)度減小，摩擦系數(shù)減小，切削變形減小。 hA hAhA —— 進(jìn)給量增大，切屑厚度增加，前面上正壓力增大，平均法向應(yīng)力增大，故摩擦系數(shù) μ減小，剪切角增大，因此切削變形系數(shù)減小，切削變形減小。幾個(gè)方面的作用力便形成了作用在刀具上的合力 F。切向力 作用在工件上，并通過(guò)卡盤(pán)傳遞到機(jī)床主軸箱，它是設(shè)計(jì)機(jī)床主軸、齒輪和計(jì)算主運(yùn)動(dòng)功率的主要依據(jù)；由于 作用使刀桿彎曲、刀片受壓，故用它決定刀桿、刀片尺寸； 是設(shè)計(jì)夾具和選擇切削用量的重要依據(jù)。計(jì)算切削功率用于核算加工成本和計(jì)算能量消耗，并在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)根據(jù)它來(lái)選擇機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率。 表 常用材料的單位切削力 單位切削力 ck 材料 牌 號(hào) 制造、 熱處理狀態(tài) 硬度 HBW （ N/mm2） 結(jié)構(gòu)鋼 45（ 40Cr） 熱軋或正火 187（ 212） 1962 調(diào)質(zhì) 229（ 285） 2305 灰鑄鐵 HT200 退火 170 1118 鉛黃銅 HPb591 熱軋 78 736 硬鋁合金 2A12 淬火及時(shí)效 107 834 ck610 ??（ ） （ 2）單位切削功率 —— 是在單位時(shí)間內(nèi)切除單位體積材料所需的切削功率。 工件材料是通過(guò)材料的剪切屈服強(qiáng)度 、塑性變形程度與刀具間的摩擦等條件影響切削力的。 s?fp FF 、 后面磨損，使刀具與加工表面間摩擦加劇，故切削力 增大。例如，在干車(chē)削鋼時(shí)，其傳熱比例為： Q屑 =50～ 86%， Q刀 =40～ 10%， Q工 =9～ 3%， Q介=1%。該處壓力高，熱量集中。 a） 刀具、工件、和切屑中溫度分布 b） 刀具中溫度分布 圖 切削溫度的分布 控制切削溫度的措施 在保證刀具切削刃強(qiáng)度的前提下，適當(dāng)增大刀具前角，減少切削層金屬的塑性變形，以減少切削熱的產(chǎn)生。 刀具磨損與刀具壽命 刀具在切削過(guò)程中，高溫、高壓和強(qiáng)烈摩擦使得刀具材料逐漸被磨損。 3）前、后面同時(shí)磨損。 在斷續(xù)、沖擊切削條件下，或用脆性刀具材料切削易引起切削刃微粒脫落。初期磨損量的大小與刀具的刃磨質(zhì)量直接相關(guān)。 圖 刀具磨損曲線(xiàn) （ 2）刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 刀具磨損值達(dá)到一定限度，必須重磨或更換切削刃（可轉(zhuǎn)位刀片），否則，會(huì)明顯影響加工質(zhì)量，這個(gè)磨損限度即為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 切削區(qū)存在著高溫、高壓和強(qiáng)烈摩擦，在切屑、工件與刀面之間的吸附膜被擠破，形成新的表面緊密接觸，因而發(fā)生黏結(jié)（冷焊）現(xiàn)象。 （ 5）化學(xué)磨損（又稱(chēng)氧化磨損）。 （ 1）切削用量對(duì)刀具壽命 T的影響 。 （ 3）工件材料 。 通常選擇刀具合理壽命的方法有： 最高生產(chǎn)率壽命 和最低生產(chǎn)成本壽命 。 vC vv yxm 、 切削液及其選用 —— 利用切削液的熱傳導(dǎo)、對(duì)流和汽化作用，帶走熱量，降低切削溫度和減小熱變形和刀具磨損。水溶液常用于粗加工和普通磨削加工中。具有良好的冷卻、潤(rùn)滑、清洗和防銹性能，還有熱穩(wěn)定性好和使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。 ① 氯化切削油熔點(diǎn)高，摩擦系數(shù)小，潤(rùn)滑性能好，適用于切削合金鋼、高錳鋼及其它難加工材料； ② 硫化切削油是熔點(diǎn)更高，適用于對(duì)低、中碳鋼、 40Cr鋼和 20CrMnTi等材料的鉆、鉸、銑以及齒輪加工，均可獲得很小的加工表面粗糙度，并提高刀具壽命。高速氣流帶著霧化成微小液滴的切削液滲透到切削區(qū)，在高溫下迅速汽化，吸收大量切削熱，取得良好效果。 （ 1）正前角平面型（圖 ） 特點(diǎn)： 刀刃鋒利，但刀尖強(qiáng)度較低、散熱能力較差。因可增大前角，故切削變形小，切削力較小。 ???? ???? 3~1?? 主偏角的選擇 減小主偏角，刀具切削部分的體積增大，刀具強(qiáng)度提高、散熱條件變好，刀具耐用度增強(qiáng)，特別是能夠減小殘留面積高度 ，降低了已加工表面粗糙度。選用負(fù)刃傾角，可提高刀具強(qiáng)度，改變刀刃受力的位置和受力方向，使切削過(guò)程比較平穩(wěn)，提高刀刃抗沖擊能力。 確定合理的切削用量須同時(shí)考慮加工余量、刀具壽命、機(jī)床功率、表面粗糙度和工藝系統(tǒng)剛度等多方面的因素。但若 f 過(guò)小，切削層太薄，刀尖處有應(yīng)力集中，對(duì)散熱不利，刀具磨損加快，反而降低表面質(zhì)量。 2） 斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)降低 值。 γ o與主偏角 kr對(duì)切削溫度 θ 的影響規(guī)律。 總之， 切削用量的合理選擇，既可參照有關(guān)手冊(cè)的推薦數(shù)據(jù)，也可憑經(jīng)驗(yàn)根據(jù)選擇原則確定。 2）工件材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)， 應(yīng)選較小的 值；反之， 可大些。 pap f 的合理選擇 粗加工時(shí)， 對(duì)表面質(zhì)量要求不高，但切削力往往較大，應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性的最大承受能力來(lái)選擇進(jìn)給量 f 。 1） 根據(jù)零件加工余量和加工要求，選定背吃刀量。過(guò)小的副偏角，會(huì)增加副后面與已加工表面間的摩擦，引起振動(dòng)。另外，在相同磨損標(biāo)準(zhǔn) VB條件下，大的后角經(jīng)重磨后，使加工直徑變化量大，從而影響加工精度。 （ 3）負(fù)前角型（圖 ） 特點(diǎn)： 增加了刀片重磨次數(shù)，切削刃強(qiáng)度高，散熱體積大，作用在刀片上的切削力由受彎改變?yōu)槭軌?，改善了受力條件。 —— 增大前角，切削刃鋒利，切削變形減小、切削力減小、切削輕快、切削溫度降低、刀具磨損減小、加工表面質(zhì)量提高。采用 能防止黏結(jié)和抑制積屑瘤的形成，減小切削力，能顯著地延長(zhǎng)刀具壽命和減小加工表面粗糙度。礦物油包括機(jī)械油、輕柴油和煤油等。 乳化液的冷卻、潤(rùn)滑性能較好，成本也較低，廢液處理較容易，故用途很廣。在切削液中加入防銹添加劑，使其與金屬表面起化學(xué)反應(yīng)生成保護(hù)膜，防止與腐蝕介質(zhì)接觸而起到防銹和防蝕作用。 cTpTcTpT 制訂刀具壽命值遵循的一般原則： 1） 簡(jiǎn)單刀具制造成本低，它的壽命可規(guī)定低些； 2） 可轉(zhuǎn)位刀具的切削刃轉(zhuǎn)位迅速、更換刀片簡(jiǎn)便、故刀具壽命可規(guī)定低些； 3） 精加工刀具的壽命應(yīng)制訂得較高些； 4） 自動(dòng)線(xiàn)刀具、數(shù)控刀具應(yīng)制訂較高刀具壽命。采用涂層刀具材料和使用新型刀具材料，是提高刀具壽命的有效途徑。 上述指數(shù)、系數(shù)值可查閱有關(guān)手冊(cè)。有時(shí)刀具材料被周?chē)撤N介質(zhì)腐蝕，也會(huì)造成化學(xué)磨損。其結(jié)果是改變了原來(lái)刀具材料中的化學(xué)成分，降低了刀具的切削性能，加快了刀具的磨損。 （ 1）磨料磨損（又稱(chēng)機(jī)械磨損）。 3）急劇磨損階段（ Ⅲ ）。 由熱循環(huán)而致使的材料疲勞，或因間斷切削，切削液澆注不均勻使切削溫度急變，在垂直切削刃方向上出現(xiàn)的裂紋。 a） 后面磨損 b） 前面磨損 圖 正常磨損 （ 2）非正常磨損 ：主要指脆性破損和塑性破損。 1）后面磨損。 在保證切削效率不降低的前提下，為了降低切削溫度，可在適當(dāng)增大背吃刀量和進(jìn)給量的同時(shí)，降低切削速度。 （ 5） 工件材料塑性越大，切削溫度分布越均勻；材料脆性越大，最高溫度點(diǎn)離刀刃越近。采用冷卻性能好的水溶劑切削液能有效地降低切削溫度。 pc FF、 切削熱與切削溫度 在切削過(guò)程中，金屬材料發(fā)生極大的變形與摩擦，變形和摩擦所消耗的能量絕大部分都轉(zhuǎn)化成熱量（ 切削熱）。 刀具前角增大，切削變形系數(shù)減小，故切削力明顯減小。在相同的切削層橫截面積下，若切削效率相同