【正文】 計(jì)算切削力 Fc 的指數(shù)公式見(jiàn)式（ 118）。 單位切削力是指單位切削面積上的主切削力，用 p（單位為 N/m ㎡）表示。 機(jī)床電動(dòng)機(jī)消耗的功率 PE（單位為 kW）見(jiàn)式（ 124）。 （二）切削溫度及其影響因素 五、刀具磨損與刀具耐用度 （一）刀具磨損形式 下面主要介紹正常磨損的形態(tài)（ 119）。由于 后刀面磨損最常見(jiàn)，且易于控制和測(cè)量，因此 通常按后刀面磨損寬度來(lái)制定磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 。 一把新刀從開(kāi)始投入切削到報(bào)廢為止總的實(shí)際切削時(shí)間，稱為刀具總壽命。 影響刀具耐用度的因素 刀具耐用度的經(jīng)驗(yàn)公式 由于切削速度對(duì)切削溫度影響最大，因而對(duì)刀具磨損影響最大，因此切削速度是影響刀具耐用度的最主要因 素。 同樣按照求 Tv 關(guān)系式的方法，固定其他切削條件，分別改變進(jìn)給量和背吃刀量，求得Tf 和 Tap 關(guān)系式。 例如用 YT5 硬質(zhì)合金車(chē)刀切屑? b=（ 65kgf/mm2）的鋼碳時(shí)，切削用量三要素的指數(shù)分別為： 1 5m? ； 11 ?； 21 ?，它們分別表示各切削用量對(duì)刀具耐用度的影響程度。在保證一定刀具耐用度的條件 下，為提高生產(chǎn)率，應(yīng)首先選取大的背吃刀量，然后選取較大的進(jìn)給量，最后選擇合理的切削速度。 （ 2）刀具的幾何參數(shù) 刀具幾何參數(shù)對(duì)刀具耐用度影響最大的是前角 γ o 和主偏角 Kr 前角γ o 增大，可使切削力減小，切削溫度降低，耐用度提高；但是前角γ o 太大會(huì)使鍥角β o 太小，刀具強(qiáng)度削弱，散熱性差，且易與破損，刀具耐用度降低。 主偏角 Kr 減小，可使刀尖輕度提高，改善散熱條件，提高道具耐用度；但主偏角 Kr過(guò)小，則背力增大，對(duì)剛性差的工藝系統(tǒng)，切削時(shí)引起 振動(dòng)。 （ 3）刀具材料 刀具材料的高溫強(qiáng)度越高，耐磨性越好，道具耐用度就越高。韌性越好，抗彎強(qiáng)度越高，越不容易產(chǎn)生破損 （ 4）工件材料 工件材料的溫度越高，耐磨性越好，刀具耐用度越低。 刀具耐用度的確定 合理選擇刀具耐用度，可以提高生產(chǎn)率和降低加工成本。反之耐用度過(guò)低，雖然可以采取較大的切削用量，卻因刀具磨損快，換刀、磨刀時(shí)間增加，刀具費(fèi)用增大，同樣會(huì)使生產(chǎn)效率降低和成本提高。 刀具類(lèi)型 耐用度 T 值 高速鋼車(chē)刀 高速鋼鉆頭 硬質(zhì)合金焊接車(chē)刀 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀 硬質(zhì)合金面銑刀 齒輪刀具 60~90 80~120 60 15~30 120~180 200~300 海南科技職業(yè)學(xué)院 10 自動(dòng)機(jī)用高速鋼車(chē)刀 180~200 選擇刀具耐用度時(shí)，應(yīng)考慮到以下幾點(diǎn)； 1）復(fù)雜的、高精度的、多刃的刀具耐用度應(yīng)比簡(jiǎn)單的、低精度的、單刃刀具高 2）可轉(zhuǎn)位刀具換刀、換刀片快捷，為使切削刃始終處于鋒利狀態(tài)， 3) 精加工刀具切削負(fù)荷小，道具耐用度應(yīng)比粗加工刀具選的高一些 4）精加工大件時(shí)，為了避免中途換刀，耐用度應(yīng)選的高一些 5）數(shù)控加工時(shí)，刀具耐用度大于一個(gè)工作班，至少應(yīng)大于一個(gè)零件的切削時(shí)間 第三節(jié) 金屬材料的切削加工性 一、金屬材料切削加工的 概念 金屬材料的性能不同，切削加工的難易程度也不同。金屬材料切削材料的難易程度成為材料額度切削加工性。一般的說(shuō)，良好的且笑加工性能是指：刀具耐用度 T 較高或一定耐用度下的切削速度 VcT 較高；切削 力較小，切削溫度較低；容易獲得好的表面質(zhì)量；切削形狀容易控制或容易斷屑，反之則認(rèn)為切削性差。 Vct 的含義是當(dāng)?shù)毒吣陀枚葹?T 時(shí)，切削某種材料所允許的最大切削速度。一般用 T=60min 時(shí)所允許的 Vct 高低來(lái)評(píng)價(jià)材料的加工性的好壞。 Kr 是以正火狀態(tài) 45 鋼的 Vc60 為基準(zhǔn)，記作（ Vc60） j，將其它材料的 Vc60 與（ Vc60）j 相比，即 Kr=Vc60/（ Vc60） j 凡 Kr 大于 1 的材料，其加工性比 45 鋼好； Kr 小于 1 的材料，加工性比 45 鋼叉。例如，低碳鋼的塑性過(guò)高，通過(guò)正火適當(dāng)降低塑性，提高硬度，可使網(wǎng)狀片狀的滲碳體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙畹臐B碳體，從而降低硬度，改善切削加工性；出現(xiàn)白口組織的鑄鐵 ，可在 950~1000 度下退火來(lái)降低硬度，使切削加工較易進(jìn)行。例如在鋼中適當(dāng)加入硫、鋁等元素是之成為易切鋼，切削時(shí)可使刀具的耐久度提高，切削力減小，斷屑容易，并可獲得較好的表面加工質(zhì)量。增大前角使切削變形和摩擦減少，故切削力小、切削熱少，加工表面質(zhì)量高。減少前 角，刀具強(qiáng)度提高，刀屑變形增大，易斷屑。 （二）合理前角的選擇原則 ① 刀具材料： 脆性↑→γ o↓（高速鋼→γ o↑，硬質(zhì)合金→γ o↓，陶瓷→γ o↓ ） ② 工件材料： 塑性材料→γ o↑ , 脆性材料→γ o↓ , 強(qiáng)度→γ o↓ , 硬度→γ o↓ ③ 加工要求： 粗加工→γ o↓ , 斷續(xù)切削→γ o↓ , 精加工→γ o↑ ④ 機(jī)床功率和系統(tǒng)剛度 : 功率大剛度高γο↓ , 數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線：γο↓ 二、后角的選擇： 盡量小 （一）后角的功用 后角的主要功用是減小 主后刀面與過(guò)渡表面的彈性恢復(fù)層之間的摩擦，減輕刀具磨損。后角增大，摩擦減小，也減小了刃口鈍圓半徑，這對(duì)切削厚度較小的情況有利，但使刀刃強(qiáng)度和散熱情況變差。主偏角κ r 較小，則刀頭強(qiáng)度高，散熱條件好，已加工表面殘留面積高度小，作用主切削刃的長(zhǎng)度長(zhǎng)，單位作用主切削上的切削負(fù)荷小；其負(fù)面效應(yīng)為背向力大，切削厚度小，斷屑效果差。 主偏角的功用 ① 系統(tǒng)剛度：剛度好， Kr 取小值，剛度差， Kr 取大值 ② 工件形狀： Kr 按工件階梯的角度選 海南科技職業(yè)學(xué)院 13 ③ 工件材料：工件很硬時(shí)， Kr 取小值 ④ 散熱條件：需要時(shí)加強(qiáng)散熱時(shí)， Kr 取小值 ⑤ 產(chǎn)量條件：需要刀 具通用性好時(shí) ,取 Kr＝ 90176。 （二）副偏角的功用及合理副偏角的選擇 副 偏角的功用 負(fù)偏角的功用主要是減小副切削刃和已加工表面的摩擦。 副偏角的選擇 1）一般刀具的副偏角 ，在不引起振動(dòng)的情況下，可選取較小的副偏角，如車(chē)刀、刨刀均可取κ r`=5 度 ~10 度 2）精加工刀具的副偏角應(yīng)取的小一些，以減小殘留面積，從而減小表面粗糙度。（κ r` =1 度 ~2 度） 五、刃傾角的功用 （一）刃傾角的功用 刃傾角主要影響切削流向和刀尖強(qiáng)度。刃傾角為負(fù)值。 （二）刃傾角的選擇 刃傾角：使刀具刃口鋒利，切削平穩(wěn) 原則： 1）粗加工λ S 0（保護(hù)刀尖）精加工λ S 0（使 FP 小些） 2）斷續(xù)切削：λ S 0（保護(hù)刀尖） 3）工件? b、 HB 大：λ S 0（保護(hù)刀尖） 4）系統(tǒng)剛性差：λ S 0（使 FP 小些） 5）微量切削：λ S 取大值 (使刀具實(shí)際刃口半徑↓） 面間的摩擦。其作用是增加刀刃強(qiáng)度，改善刃部散熱條件，避免崩刃并提高刀距耐用度。 負(fù)倒棱參數(shù)（包括倒棱寬度 bγ 1 和 倒棱角 r01）應(yīng)適當(dāng)選擇。太大時(shí)，又會(huì)增大切削力和切削變形。 兩種過(guò)渡刃：圓弧過(guò)渡刃，直線過(guò)渡刃 ① 取過(guò)渡刃： 粗加工用直線過(guò)渡刃 精加工用圓弧 過(guò)渡刃：高速鋼： rｇ＝０ .５～５ mm 硬質(zhì)合金： rｇ＝０ .２～２ mm ② 設(shè)修光刃： Krε′ = 0 bε＇ = (～ )f 六、刀具幾何參數(shù)選擇示例 對(duì)于上述刀具幾何參數(shù)的選擇原則不能生搬硬套，而是根據(jù)具體情況分析，合理運(yùn)用。 （四）刀距幾何參數(shù)的選擇和分析 共建材料的切削加工 性是好的，切削過(guò)程中要解決的主要矛盾是防止工件的彎曲變形。 1)采用較大的前角 γ o=20 度 ~30 度，以見(jiàn)效切屑的變形，減小切削力，使切削輕快。 3)沿主切削刃磨出 bγ 1=~ 01=,— 20 度 ~— 30 度的倒棱，在切削過(guò)程中他作為產(chǎn)生積削瘤的基座并能提高切削刃的強(qiáng)度。 4）采用刃傾角λ s=+3 度，使切削流向代加工表面，不致于劃傷已加工表面。 （五） 切削用量 1）粗車(chē)時(shí)：α p=1~3mm f=。 mm/r Vc=60m/min。 采用上述幾何參數(shù)的銀白屑車(chē)刀和切削用量車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸 同用一般外圓車(chē)刀相比，生產(chǎn)效率提高 2 倍以上，能耗比降低 15%，刀具壽命可延長(zhǎng) 20%。選擇切削用量時(shí)，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度前提下，充分發(fā)揮 機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削 效率最高，加工成本最低。 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 首先根據(jù)粗加工的余 量確定背吃刀量；其次根據(jù)已 加工表面粗糙度要求，選取較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提下盡可能選用較高的切削速度。粗加工（ Ra10~80μ m）時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。半精加工（ ~10μ m）時(shí)，背吃刀量取為~2mm，精加工（ ~ m）時(shí)，背吃刀量取為 ~。 進(jìn)給量的選擇 粗加工時(shí)，由于對(duì)工件表面質(zhì)量沒(méi)有太高的要求，這時(shí)主要考慮機(jī)床 進(jìn) 給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性及力桿的強(qiáng)度和剛性等限制因素。 在半精加工和精加工時(shí)，則按表面粗糙度的要求，根據(jù)工件 材料、刀尖圓弧半徑、切削速度來(lái)選擇進(jìn)給量?？捎媒?jīng)驗(yàn)公式 計(jì)算，也可根據(jù)生產(chǎn) 實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)在機(jī)床說(shuō)明 書(shū) 允許 的 切削 范圍內(nèi)查表選取 。 海南科技職業(yè)學(xué)院 16 2） 斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，要適當(dāng)降低切削速度。 4）加工大件、細(xì)長(zhǎng)件和薄壁工件時(shí)，應(yīng)選用較低的切削速度。 機(jī)床功率的校核 切削功率 Pc 可用公式 計(jì)算。 如 PcPE’，則選擇 的切削用量不能在指定的機(jī)床上使用，這時(shí)可 調(diào)換功率較大的機(jī)床，或根據(jù)所限定的機(jī)床功率降低切削用量（主要是降低切削速度）。 二、切削液的選擇 在切削金屬過(guò)程中，合理選擇切削液，可以 改善 工件與刀具間的摩擦狀況，降低切削溫度和切削力，減輕刀具磨損，減少工件的熱變形，從而可以提高刀具 耐用度，提高加工效率和加工質(zhì)量。切削液的流動(dòng)性越好，比熱、導(dǎo)熱系數(shù)和氣化熱等參數(shù)越高，則其冷卻性能越好。 為保證潤(rùn)滑作用的實(shí)現(xiàn) ， 要求切削液能夠迅速滲入刀具與工件或切屑 的接觸界面，形成牢固的潤(rùn)滑油膜，使其不至在高溫、高壓及劇烈摩擦的 條件下被破壞。 使用切削液 便可以及時(shí)將他們從刀具工件上沖洗下來(lái)，從而避免切屑粘附刀具、堵塞排屑和劃傷已加工表面。為此，要求切削液有良好的流動(dòng)性，并且在使用時(shí)有足夠的壓力和流量 。防銹作用的好壞，取決于切削液本身性能和加入的防銹添加劑品種和比例 （二）切削液的種類(lèi) 常用的切削液分為三大類(lèi)： 水溶液、乳化液和切削油 。水的導(dǎo)熱性很好，冷卻效果好。因此，常在水溶液中加入一定的添加劑，如防銹添加劑、表面活性物質(zhì)和油性添加劑等，使其既有良好的防銹功能，又具有一定的潤(rùn) 滑性能。 乳化液 乳化液是 將乳化油用 95%~98%的水稀釋而成，呈乳白色或半透明 狀的液體，具有良好的冷卻 作用。實(shí)際使用中，常加入一定量的油性 、極壓添加劑和防銹添加劑，配制 成極壓乳化液或防銹乳化液。純礦物油不能在摩擦 界面形成堅(jiān)固的潤(rùn)滑膜 ，潤(rùn)磨效果較差。 （三）切削液的作用 粗加工時(shí) 切削液的選用 粗加工時(shí)，加工余量大，所用切削用量大，產(chǎn)生大量的切削熱。硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，一般不用切削液，必要時(shí)可采用低濃度的乳化液或水溶液。 精 加工時(shí)切削液的選用 精加工時(shí)，要 求表面粗糙值較小，一般選用潤(rùn)滑性能較好的切削液，如高濃度的乳化液或含極壓添加劑的切削油。切削鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí) ，一般不用切削液，以免崩碎切屑粘附在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上。 切削有色金屬和銅、鋁合金時(shí)，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，可采用 10%~20%的乳化液、煤油或煤油 與礦物油的混合物。 切削鎂合金時(shí)，不能用水溶液，以免燃燒。這種定位與夾緊的過(guò)程稱為工件的裝夾。 一、機(jī)床夾具的分類(lèi) 按專門(mén)化程度分類(lèi) (1) 通用夾具 (2) 專用夾具 (3) 可調(diào)夾具 (4) 組合夾具 (5) 隨行夾具 按使用機(jī)床類(lèi)型分類(lèi) 可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心機(jī)床夾具和其它機(jī)床夾具等。 二、 機(jī)床夾具的組成 數(shù)控機(jī)床夾具由以下幾部分組成 。它用于確定工件在夾具中的正確位置。 （ 2）夾緊裝置 加緊裝置用于保證工件在夾具中的既定位置，使其在外力作用下不致產(chǎn)生移動(dòng)。 （ 3）夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，以保證夾具的精度和剛度。 第二節(jié) 工件的定位 一、工件定位的基本原理 六點(diǎn)定位原理 （ 1）工件在空間具有六個(gè)自由度 任何一個(gè)自由剛體，在空間均有六個(gè)自由度，即沿空間坐標(biāo)軸 X、 Y、 Z 三個(gè)方向的移海南科技職業(yè)學(xué)院 19 動(dòng)和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。 工件定位時(shí)，用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)相接觸來(lái)限制工件的六個(gè)自由度，使工件的位置完全確定，稱為 “六點(diǎn)定則 ”。 （ 2）六點(diǎn)定位原理 要完全正確定位工件的位置，就需要按一定的要求布置六個(gè)支撐點(diǎn) (既定位元件 )來(lái)限制工件的六個(gè)自由度。這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原理” 當(dāng)過(guò)定位導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度時(shí)，應(yīng)嚴(yán)禁采用，但當(dāng)過(guò)定位不 影響工件的正確定位，對(duì)提高加工精度有利時(shí)