【正文】 工件中心等高，刀桿中心線垂直于進(jìn)給方向的條件下建立的，是參照 ISO標(biāo)準(zhǔn)，兼用主剖面參考系和法剖面參考系。 工作參考系： 用于確定刀具在切削過(guò)程中幾何參數(shù) 的參考系。 ② 切削平面 Ps 過(guò)主刀刃上一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面相切的平面。 主剖面 Po： ⊥ Ps ⊥ Pγ 基面 Pγ： Pγ⊥ Vc ∥ 刀具安裝面（車(chē)刀） 切削平面 Ps: 與 S相切 且 ⊥ Pγ 假定主運(yùn)動(dòng)方向 Vc 主剖面參考系（ PrPsPo) 主切削刃上選定點(diǎn) 2. 刀具的標(biāo)注角度 d w d m n f 切削平面 主剖面 1) 前角（ ?0） 前刀面和基面之間的夾角。 ?0 3）主偏角（ kr） 4）副偏角（ kr’ ） kr Kr’ 主切削刃和假定進(jìn)給方向在基面上的投影。 5）刃傾角（ ?S） 主切削刃與基面之間的夾角。前刀面與切削平面間夾角小于 90度時(shí)，前角為正，大于 90度時(shí)，前角為負(fù)。 ? 刃傾角是前刀面與基面在切削平面中的測(cè)量值，其正負(fù)與前角判斷類(lèi)似：切削刃與基面平行時(shí)，刃傾角為零；刀尖相對(duì)于車(chē)刀的底平面處于最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正；處于最低點(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)。 刀具幾何參數(shù)的合理選擇 ? * 前角的選擇 ? 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。 ? 具體又應(yīng)該從下面來(lái)考慮： ? ① 刀具材料 ? ② 工件材料 ? ③ 加工條件 ? 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。 ? 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(duì)塑性材料取得 小 些或取 負(fù) 值，以提高刀刃的強(qiáng)度。 通常硬質(zhì)合金車(chē)刀的前角可在 5176。 的范圍內(nèi)選取。 ? 后角的選擇考慮因素 ： ? （ 1）切削厚度 ? 當(dāng)切削厚度 hD（和進(jìn)給量 f）較小時(shí)，后角 αo應(yīng)取大些 ? 粗車(chē) 時(shí)，切削厚度 hD較大，刀具承受沖擊載荷作用。 ~7176。 ? （ 2）工件材料 ? 工件材料強(qiáng)度或硬度較高時(shí)，一般采用較小后角。 ? 選擇后角的原則 ： ? 在不產(chǎn)生摩擦的條件下，應(yīng)適當(dāng)減小后角。金屬切削加工中的剛性問(wèn)題，主要反映在加工過(guò)程中在切削力的作用下 抵抗振動(dòng)能力 的大小。 ? 綜合考慮 選擇原則 ： ? ①、工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí)，主偏角 κ r可以取小值，將得到薄而寬的切屑。 ? ②、工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí) ，或帶有沖擊性的切削，主偏角 κ r可以取大值，一般 κ r＝ 60o～75o，甚至主偏角 κ r可以大于 90o，以避免加工時(shí)振動(dòng)。 、 60 176。 、 90 176。 ? （ 2）副偏角的選擇 ? 副偏角的作用是為了減少副切削刃與工件已加工表面間的摩擦，防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。 ? 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(chē)臺(tái)階軸、細(xì)長(zhǎng)軸、薄壁件， κrˊ＝5o～ 10o。 ? 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。 ? 刃傾角對(duì)切屑流向的影響 (下圖 ) ?因此：一般大前角刀具通常選用負(fù)的刃傾角。 ? 粗加工和斷續(xù)切削時(shí)，為了增加刀頭強(qiáng)度， ?s常取負(fù)值。 ? 通常車(chē)刀的刃傾角 ?s=5176。 。即將刀具鋒利放在第一位，同時(shí)保證刀具有一定的強(qiáng)固。 切削加工過(guò)程中，由于車(chē)刀安裝位置的變化以及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，使得參考平面坐標(biāo)系的位置發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了刀具角度大小的變化。 刀具工作參考系有三種：工作平面參考系，工作假定工作平面、背平面參考系，工作法平面參考系。 1）刀尖安裝高低對(duì)工作角度的影響 當(dāng)?shù)都馀c工件中心等高，工作角度與刃磨角度相同，即： ?oe= ?o,?oe=?o. 當(dāng)?shù)都飧哂诠ぜ行臅r(shí)，工作前角增大，工作后角減小。 當(dāng)?shù)都獾陀诠ぜ行臅r(shí)，工作前角減小，工作后角增大。 2）刀桿中心線安裝偏斜對(duì)工作角度的影響 當(dāng)?shù)稐U中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，工作主偏角和工作副偏角將發(fā)生變化。 考慮橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為阿基米德旋線，這時(shí)工作前角增大，而工作后角減小。在擠壓過(guò)程中，被切削層金屬主要經(jīng)過(guò)剪切滑移變形而變成切屑。 一、 切屑的形成及種類(lèi) 切屑形成過(guò)程 切削層 的金屬 彈性變形 塑性變形 擠裂 切離 切 屑 切削層的金屬受到刀具前刀面的推擠后產(chǎn)生彈性變形 隨著切應(yīng)力、切應(yīng)變逐漸增大，達(dá)到其屈服強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生塑性變形而滑移 刀具繼續(xù)切入時(shí)，材料內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變繼續(xù)增大，當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到其斷裂強(qiáng)度時(shí)，金屬材料被擠裂 沿刀具前刀面流出 切削變形區(qū) 根據(jù)切削過(guò)程中整個(gè)切削區(qū)域金屬材料的變形特點(diǎn)，可將切削層劃分為三個(gè)變形區(qū)，如圖所示。 切屑的種類(lèi) 1) 帶狀切屑 特征：內(nèi)表面光滑，外表面呈毛茸狀。 2) 擠裂切屑 特征：內(nèi)表面有時(shí)有裂紋，外表面呈鋸齒狀。 3) 崩碎狀切屑 特征：不規(guī)則的碎塊狀。 (1)切屑的形態(tài)可隨切削條件不同而改變 (2)可控制切削條件，使切屑形態(tài)向有利于生產(chǎn)的方面轉(zhuǎn)化，保證切削加工的順利進(jìn)行和工件的加工質(zhì)量 增大前角 提高切削速度 減小進(jìn)給量 有利于 使粒狀切屑、節(jié)狀切屑向帶狀切屑轉(zhuǎn)化 使切削過(guò)程平穩(wěn) 降低加工表面粗造度數(shù)值 二、積屑瘤 在一定的切削速度下切削塑性材料時(shí)，常發(fā)現(xiàn)在刀具前刀面上靠近刀刃的部位粘附著一小塊很硬的金屬 — 稱(chēng)為 積屑瘤 。當(dāng)應(yīng)力和溫度條件適當(dāng)時(shí)，切屑底層與前刀面之間的摩擦力很大，使得切屑底層流出速度變得緩慢，形成一層很薄的“ 滯流層 ” ，當(dāng)滯流層與前刀面的摩擦阻力超過(guò)切屑內(nèi)部的結(jié)合力時(shí)，滯流層的金屬與切屑分離而粘附在切削刃附近形成積屑瘤 . 1) 積屑瘤的形成過(guò)程 滯流層與積屑瘤 a)滯流層 b）刀刃處積屑瘤 c）積屑瘤在切削 有利方面 保護(hù)刀具 增加工作前角 積屑瘤硬度很高 可代替切削刃進(jìn)行切屑，減少刀具的磨損 積屑瘤的存在，使刀具的實(shí)際工作前角增大 可減小切削變形和切削力，使切削輕快 2） 積屑瘤對(duì)加工過(guò)程的影響 不利方面 影響工件尺寸精度 影響工件表面粗造度 積屑瘤破裂后會(huì)劃傷表面，加快刀具磨損 會(huì)形成硬點(diǎn)和毛刺，使工件表面粗造度值增大 時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無(wú)，使切削力產(chǎn)生波動(dòng)而引起振動(dòng) 積屑瘤的頂端突出于切削刃之外，使實(shí)際的切削深度不斷變化 影響積屑瘤的因素 工件材料： 塑性材料 切削用量： 中等（ 10~50m/min），溫度 300℃ ； 刀具角度： ?0 偏?。? 切削液等： 不加切削液。 2) 切削力的分解 刀具切削工件時(shí)作用在刀具或工件上的力。 F彈、塑 F摩 1 F摩 2 Fr ① 主切削力（切向分力） FC Fz 是 Fr在切削速度方向上的分力。是計(jì)算機(jī)床動(dòng)力及主要傳動(dòng)零件強(qiáng)度和剛度的依據(jù)，也是選擇刀具幾何角度和切削用量的依據(jù)。 消耗的功率僅占總功率的 1~5%。 ③ 背向力（吃刀抗力或徑向分力） Fp 是 Fr在切削深度方向上的分力。 Pm 切削功率是各切削分力消耗功率的總和，但在車(chē)外圓時(shí)，F(xiàn)Y不作功， FX方向的運(yùn)動(dòng)速度很小，且 FX＜ FZ， FX消耗的功率很小，可忽略不計(jì)。 ? 2）同時(shí)，切屑與前刀面，工件與后刀面間消耗的摩擦功，也將轉(zhuǎn)化為熱能，這是切削熱的又一個(gè)來(lái)源。 ? 4） 影響熱傳導(dǎo)的主要因素 是工件和刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)以及周?chē)橘|(zhì)的狀況。在切削過(guò)程中，切屑、刀具和工件不同部位的溫度分布是不均勻的。例如切削碳鋼時(shí)，隨著切削溫度的升高，切屑的顏色也發(fā)生相應(yīng)的變化：淡黃色約 200℃ ，藍(lán)色約 320 ℃. 切削溫度分布 a）刀具、切屑和工作中溫度分布 b）刀具中溫度分布 加工條件： 刀具材料 P20（ YT20）、 υ c=60m/min 加工條件： 工件材 30Mn4， a p=3mm、 f= ? （ 1）切削速度對(duì)切削溫度有顯著的影響。 ? （ 2）進(jìn)給量 f對(duì)切削溫度也有一定的影響。但切削溫度隨進(jìn)給量增大而升高的幅度不如切削速度那樣顯著。因?yàn)榍邢魃疃?ap