【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ap的指數(shù)近似為 1，而 f的指數(shù)為 ~，從切削力和切削功率的角度考慮，切削面積相同，加大 f比加大 ap有利。 f↑→AD成正比 ↑，但 kc略 減小， 變形系數(shù)略有減小， 切削力增加但與 f 不成正比。 ap↑→AD成正比 ↑， 變形系數(shù)不變， 切削力成正比增加； （ 1）在積屑瘤增長(zhǎng)階段 隨 v ↑→積屑瘤高度 ↑→ 變形程度 ↓， F ↓ （ 2） 在積屑瘤減小階段 v↑→ 變形程度 ↑， F ↑ （ 3） 在無(wú)積屑瘤階段 隨 v ↑，溫度升高，摩擦系數(shù) ↓變形程度 ↓→ F ↓ 2） 切削速度 塑性材料 切削速度對(duì)切削力沒有顯著影響 。 脆性材料： 在生產(chǎn)實(shí)踐中，盡可能采用高速切削，既能提高生產(chǎn)效率，又能減小切削力。 3． 刀具幾何參數(shù)的影響 1）前角 o? 增大前角 γo ，可以減小切削變形，減小變形抗力，切削力減小。 加工塑性材料 γ 0 ↑→ Φ ↑→ 變形程度 ↓→ F↓ 加工脆性材料 切削變形很小， γ 0對(duì) F 影響不顯著 。 γ 0 ＞ 30176。 或高速切削時(shí)， γ 0對(duì) F 影響不顯著 2） 主偏角 r?3） 刃傾角 s?（ 1） κ r對(duì) Fc影響較小， 影響程度不超過(guò) 10%。κ r在60176。 ～ 75176。 之間時(shí)， Fc最小。 （ 2） κ r對(duì) Fp、 Ff影響較大 Fp＝ FD cosκ r Ff＝ FD sinκ r Fp隨 κ r 增大而減小，注意： 切細(xì)長(zhǎng)軸 Ff隨 κ r 增大而增大 （ 1） λ s對(duì) Fc影響很小 （ 2） λ s對(duì) Fp、 Ff影響較大 Fp隨 λ s增大而減小， Ff隨 λ s增大而增大 4） 負(fù)倒棱 1rb5）過(guò)渡圓弧刃半徑 bγ 1 與 f 之比增大 ,切削力隨之增大。 當(dāng)切鋼 bγ 1/f ≥5 或 切鑄鐵 bγ 1/f ≥3 時(shí)， 切削力趨于穩(wěn)定，接近于負(fù)前角的狀態(tài)。 rε 增大相當(dāng)于 κ r減小的影響 （ 1） rε 對(duì) Fc影響很小 （ 2） Fp隨 rε 增大而增大； Ff隨 rε 增大而減小 （ rε ↑ —— Fp↑， Ff↓） 4．刀具磨損 5． 切削液 6．刀具材料 以潤(rùn)滑為主的切削液能減小切削力。以冷卻為主的對(duì)切削力的影響不大。 親合力和摩擦系數(shù)；切削條件完全相同的情況下： 立方氮化硼 陶瓷 涂層 硬質(zhì)合金 高速鋼 后刀面平均磨損帶寬度 VB 越大，摩擦越強(qiáng)烈，切削力也越大。 VB對(duì)背向力 Fp影響最顯著 第 4節(jié) 切削熱和切削溫度 切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo) 1 切削熱的來(lái)源 1)切削層金屬發(fā)生 彈性變形和塑性變形 所消耗的能量（三個(gè)區(qū)）； 2)切屑與前刀面、工件與后刀面間產(chǎn)生的 摩擦熱 。 單位時(shí)間產(chǎn)生的切削熱： Q=Fcvc＝ P 工件 切屑 刀具 切削熱的來(lái)源與傳出 2 熱的傳導(dǎo)及其影響因素 1）工件材料的導(dǎo)熱系數(shù) 2）刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù) 3）周圍介質(zhì) 不同的加工方法其切削熱由切屑、工件、刀具和介質(zhì)傳出的比例不同。 加工方法 切屑 工件 刀具 銑削 70% 30% 5% 鏜削 30% 50% 15% 磨削 4% 80% 12% 切削溫度的測(cè)量 1 測(cè)量方法 2 切削溫度分布 剪切面上各點(diǎn)溫度幾乎 相等，各點(diǎn)的應(yīng)變規(guī)律基本相同； 前后刀面最高溫度點(diǎn)不在刀刃上 ；切屑上最高溫度比剪切區(qū)溫度高；切屑底層溫度比上層溫度高。 ★ 切削塑性材料 —— 前刀面靠近刀尖處溫度最高。 ★ 切削脆性材料 —— 后刀面靠近刀尖處溫度最高。 影響切削溫度的主要因素 θ ——刀具與切屑接觸區(qū)平均溫度，單位為 ℃ ； Cθ ——切削溫度系數(shù)，主要取決于加工方法和刀具材料； zθ 、 yθ 、 xθ ——切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量的影響指數(shù)。 ????? xpyzc afvC?1 切削用量 經(jīng)驗(yàn)公式 ? 三個(gè)影響指數(shù) zθyθxθ，說(shuō)明 vc 影響最大，進(jìn)給量 f 的影響次之，背吃刀量 ap的影響最小 。 ? ap、 f 和 vc增大 ，單位時(shí)間內(nèi)材料的切除量增大，切削熱增多， 切削溫度隨之上升 。 在提高金屬切除率的同時(shí)，為了有效控制切削溫度以延長(zhǎng)刀具壽命，優(yōu)先增大 ap ，其次是增大 f ， 嚴(yán)格控制 vc； 在刀具材料與機(jī)床性能允許條件下，應(yīng)盡可能提高 vc ，以進(jìn)行高效率、高質(zhì)量切削。 2 刀具幾何參數(shù) 1)前角 γ o 2)主偏角 kr γ 0 ↑→ 變形程度 ↓→ F↓ q ↓→ θ ↓ 但 γ 0 ＞ 20176。 時(shí)，散熱體積 ↓ ，對(duì) θ的影響減小 κ r ↑ ，切削刃工作接觸長(zhǎng)度、刀尖角和切削寬度↓ ， 散熱面積 ↓ → θ↑ 3）負(fù)倒棱對(duì)切削溫度的影響 3 工件材料的影響 強(qiáng)度 、 硬度高 ， 則加工硬化能力強(qiáng) ， 切削抗力越大 ， 消耗的功多 ， 產(chǎn)生的熱就越多 。 熱導(dǎo)率越小 ， 傳散的熱越少 ，切削區(qū)的切 削溫度就越高 。 bγ 1 、 rε ↑ ，切屑變形程度 ↑→ q ↑ 同時(shí)散熱條件改善，兩者趨于平衡 對(duì) θ影響很小 4 刀具磨損的影響 后刀面磨損增大，塑性變形增大，摩擦加劇，切削溫度升高 。 VB達(dá)一定值 ， v越 高刀磨損對(duì) θ影響越顯著 刀具磨損是影響切削溫度的主要因素。 5 切削液的影響 澆切削液對(duì) ↓切削溫度 ↓刀具磨損 ↑加工質(zhì)量有明顯效果。 熱導(dǎo)率比熱容和流量越大，本身溫度越低冷卻效果越顯著 第 5節(jié) 刀具磨損和刀具壽命 磨 損 破 損 刀具壽命 刀具磨損形態(tài)和磨損機(jī)制 1．刀具磨損的形態(tài) 1） 前刀面磨損 形成條件：加工塑性材料， v高， hD大； 刀具的耐熱性和耐磨性不足 磨損值以其最大深度 KT 表示 。 形式：月牙洼 影響：削弱刀刃強(qiáng)度，降低加工質(zhì)量 A A 2） 后刀面磨損 影響：切削力 ↑, 切削溫度 ↑, 產(chǎn)生振動(dòng)，降低加工質(zhì)量 刀尖部分磨損嚴(yán)重 ,以 VC表示；中間部位磨損較均勻 ,以 VB表示 ,以 VBmax表示最大磨損值 。 形成條件：加工塑性材料 , v 較小 , hD 較?。患庸ご嘈圆牧? 形式：后角 =0的磨損面（參數(shù) —— VB， VBmax） 3）邊界磨損 形式： 溝紋 磨損量用 VN表示。 形成條件： 切鋼料，邊界處的加工硬化層、硬質(zhì)點(diǎn)、毛坯表面硬層。較大的應(yīng)力梯度和溫度梯度。 2．刀具磨損機(jī)制 1）硬質(zhì)點(diǎn)劃痕 硬質(zhì)點(diǎn)（碳化物、氮化物、氧化物等） —— 各種切削速度下均存在 積屑瘤碎片 磨削 —— 低速情況下刀具磨損的主要原因 取決于硬度和耐磨性 2）冷焊粘結(jié) 高溫高壓 —— 刀具材料與工件材料親和力大 粘結(jié)磨損加劇 強(qiáng)烈摩擦 冷焊 —— 刀具材料與工件材料硬度比小 —— 中等偏低切速 4）化學(xué)磨損 3）擴(kuò)散磨損 高溫作用 擴(kuò)散磨損常與冷焊磨損、磨料磨損同時(shí)產(chǎn)生。前刀面上溫度最高處擴(kuò)散作用最強(qiáng)烈（月牙洼）。 化學(xué)作用 —— 邊界磨損原因之一； 取決于刀具的耐熱性 氧化鋁陶瓷和立方氯化硼刀具抗擴(kuò)散磨損能力較強(qiáng)。 —— 主要發(fā)生在較高速切削條件下。 對(duì)于一定的刀具和工件材料，切削溫度對(duì)刀具磨損具有決定性的影響。高溫時(shí)擴(kuò)散磨損和化學(xué)磨損強(qiáng)度較高；在中低溫時(shí)，冷焊磨損占主導(dǎo)地位；磨料磨損則在不同切削溫度下都存在。 ① 硬質(zhì)點(diǎn)劃痕 ②冷焊粘結(jié) ③擴(kuò)散磨損 ④化學(xué)磨損 切削速度（切削溫度） 刀具磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 1．刀具磨損過(guò)程 （三個(gè)階段） 與刀具刃磨質(zhì)量直接相關(guān)。 1）初期磨損過(guò)程 2）正常磨損階段 3）急劇磨損階段 切削力、溫度急升， 磨損量急劇增加 ，之前 需重新刃磨或