【正文】 使刀具與工件坯料處于一定的相對位置并發(fā)生相對運動的切削加工方式，仍然是主要的機械加工方式。本文將對車削加工的原理、工藝以及應用范圍進行嘗試性探討。 車削加工的過程及應用 6 機械零件形狀很多，但主要由外圓面、內(nèi)圓（孔）面、平面和成形面等基本表面組成。根據(jù)母線與圓心軸線的不同相對位置又可形成圓柱面、圓錐面和段平面等。 這些母線和運動軌跡，都是通過刀具與工件之間的相對運動（即切削運動）來實現(xiàn)的。 主運動：主要完成切削的運動，通常他的速度最高，消耗功率最大。 進給運動 :使切削運動連續(xù)進行的運動，進給運動可有一個或一個以上 （圖21） 。 車削過程中的切削用量及切削層參數(shù) 切削用量是衡量切削加工時切削運動大小及工件與刀具相對位置的量。之所以稱為三要素，是因為在切削加工中，這三 者缺一不可，對切削過程有重要影響。 當主運動為旋轉運動時，切削速度定義為其最大線速度，按下式計算： 式中： d—— 工件或刀具的直徑， mm； n—— 工件或刀具的轉速， r/s 或 r/min； 的單位為 m/s 或 m/min。車削加工中用刀具或工件每轉或每行程的位移 量來度量，以 f 表示單位為 mm/r 或 mm/st。 vf 的單位為 mm/s 或 mm/min。 ap 的單位為 mm。它決定了切屑的尺寸和刀具切削部分的載荷等其它參數(shù)。 （ 2）切削層公稱寬度 bD 在給定瞬間，沿主切削刃測量的切削層尺寸，單位為 mm。 由定義可知 （ 24） 在車削時，當殘留面積很小時可以認為 （ 25） 車削過程中工件表面的變化 車削加工過程中在切削運動的作用下，工件表面上一層金屬不斷的被切下來變?yōu)榍邢鳎瑥亩庸こ鏊枰男碌谋砻?，在新表面形成的過程中，工件上有三個依次變化著的表面， 他們分別是待加工表面 （過渡表面） 、切削表面和已加工表面（圖 22）。 切削表面：切削刃正在切削而形成的表面，切削表面又稱加工表面或過渡表面。 切屑的形成及種類 切屑的形成過程 金屬切削過程實際上是一種擠壓過程，在刀具的擠壓作用下，塑性材料（如優(yōu)質碳素鋼、碳素結構鋼等）的被切削層金屬已經(jīng)過彈性變形 —— 塑性剪切滑移（脆性材料無此階段如鑄鐵件） —— 擠裂而形成切屑，同時切屑和工件已加工表面分別與刀具的前、后刀面發(fā)生 擠壓和摩擦，繼續(xù)產(chǎn)生塑性變形。塑性材料的剪切滑移變形主要發(fā)生在第Ⅰ變形區(qū)內(nèi)。在切削速度較大時，該區(qū)就逐漸變窄成一個面（圖中 OM 面），通常 OM 面的位置就反映了金屬變形程度。刀具后刀面的磨損以及已加工表面的質量（包括加工硬化、表面纖維化等），均發(fā)生在第Ⅲ變形區(qū)內(nèi)。常見的切屑種類有以下幾種 (1)帶狀切屑 其特征是切削連綿不斷，底部很光滑。這時切削力穩(wěn)定，加工表面較光潔，但切屑易纏繞工件，即不安全又會刮傷已加工表面。 (2)擠裂切屑 擠裂切屑又稱節(jié)狀切屑，切屑的背部呈鋸齒形，底面有時出現(xiàn)裂紋，這時表明材料的 剪切滑移量較大，使切削材料局部地方加工硬化嚴重，達到了斷裂強度。此時切削力波動較大，已加工表面粗糙度值大，粗加工時才允許出現(xiàn)。在切削鑄鐵黃銅等脆性材料時會產(chǎn)生。此時刀尖也越容易磨損，以加工表面質量也越差。 圖 24 切削的種類 積削瘤 在一定條件下切削塑性金屬時，常發(fā)生刀具前刀面靠近切削刃的部位，粘附著一小塊很硬的金屬，這就是積屑瘤或稱刀瘤（圖 25）。 積屑瘤是不穩(wěn)定的，它不斷的產(chǎn)生、長大和破裂，或被 切屑帶走，或嵌附在工件表面上。 但是，積屑瘤的頂端伸出刀刃之外，且不斷的產(chǎn)生和脫落，使切削層公稱厚度不斷變化，影響工件尺寸精度。因此，精加工時應當避免積屑瘤產(chǎn)生。試驗證明當切削速度很低（ v5m/min）時，以及切削速度很高（ v100m/min）時，都不會產(chǎn)生積屑瘤。 此外，降低工件材料的塑性（如低碳鋼、不銹鋼等正火后切削），增大刀具前角和選用適當?shù)那邢饕旱?，都是有效地減少或避免積屑瘤的重要措施。 車削加工的過程及應用 12 實際加工中，總切削力的方向和大小的測定既不容易也沒有必要。其消耗的功率約占總功率的 90%以上。若 Fc 過大時，往往會使刀具損壞或使機床發(fā)生“悶車”現(xiàn)象。它是設計和校驗進給機構強度的依據(jù)。但它一般作用在機床、工作剛度較弱的方向上，易使刀架位移和工件變形，且易引起振動，影響工件的加工精度。常使主偏角 kr=90176。 切削力的估算 切削力的大小是由很多因素決定的，有工件材料、刀具角度、切削用量、刀具材料和切削液等。 目前由于切削力的理論計算公式較繁瑣，又精度不高，所以用實驗測量方法總結的經(jīng)驗公式得到廣泛的應用。 指數(shù)公式 車外圓時，計算主切削力 Fc 的指數(shù)公式如下： （ 26） 式中： —— 與工件材料、刀 具材料及切削條件等有關的系數(shù)； ap、 f、 vc—— 切削三要素，單位分別為 mm、 mm/r、 m/min； 、 —— 指數(shù)； —— 切削條件不同時的綜合修正系數(shù)。 同樣，進給力 Ff、背向力 Fp 也采用相同形式的指數(shù)公式模型。如下式： = （ 27） 式中： —— 切削層單位面積切削力， Mpa； —— 切削層參數(shù)，單位分別是 mm mm、 mm。 切削功率 Pm Pm是指切削過程的總功率，但背向力 Fp 不消耗功率，進給力 Ff 消耗的功率很小，一般可忽略不計。 Pm的單位為 kW 3 切削刀具 切削過程中，刀具是直接完成切削工作的，一般刀具都由切削部分和夾持部分組成。切削部分是直接參與切削的，它的材料、幾何角度與結構決定了刀具切削性能的優(yōu)劣。 （ 1）高硬度 刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般其 常溫硬度要求在 62HRC以上。 （ 3）高耐磨性 高耐磨性以抵抗切削過程中的劇烈磨損，保持刀刃鋒利。 （ 4）高的耐熱性 高的耐熱性刀具材料應在高溫下仍能保持較高硬度，又稱為紅硬性或熱硬性。 （ 5）良好的工藝性 良好的工藝性以便于刀具制造，具體包括鍛造、軋制、焊接、切削加工、磨削加工和熱處理性能等。 硬質合金與高速鋼相比其硬度、耐磨性和耐熱性（ 900~1000℃）均比高速鋼車削加工的過程及應用 15 高的多，因此允許的切削速度可提高數(shù)倍，但其強度、韌性低，工藝性差，價格也高。 陶瓷刀具因其具有突出的優(yōu)良性能，目前不但應用在難加工材料的加工中而且已擴大到普通鑄鐵和鋼件的加工；也可加工某些非鐵金屬（銀、純銅等，不宜加工鋁系金屬）和非金屬材料。 （ 1）前刀面：刀具上切屑流過的表面（ A?）。與過渡表面相對的是主后刀面（ Aα）。α）。前刀面與副后刀面相交形成的是副切削刃（ S39。 （ 4）刀尖：主副切削刃的連接部分。 圖 31 外圓車刀 車刀主要角度加工中的作用 （ 1） 前角 ?0 前刀面與基面之間的夾角 。但前角過大，刀刃很脆弱，易產(chǎn)生崩刃。當工件材料塑性大、強度和硬度低、刀