第五章 切削加工成形

高温高压烧结成 用于加工高硬
形，可用金刚石 度、高强度材料
砂轮磨削，不需 （特别是铁族材
热处理
料）
用于有色金属的
用天然金刚石砂 高精度低粗糙度
轮磨削，刃磨很 切削，也用于非
困难
铁族难加工材料
的切削
➢刀具角度
一、车刀切削部分的组成 切削部分
（1）前刀面
（刀头）
前刀面
（2）后刀面
（3）切削刃
副刀刃
副后刀面
主运动为旋转运动时:
vc
dn
1000 60
(m
s
)
dn
1000
(m min)
主运动为往复运动时:
vc
2Lnr 1000 60
(m
s
)
2Lnr 1000
m min
✓进给量（f）
定义：在单位时间内（主运动的一个循环内），刀 具或工件沿进给运动方向的相对位移。
1、单齿刀锯（f）
2、多齿刀锯（fz） 进给速度vf
③刀 具
a. 刀具角度： 增大 0 、0，可减小切屑变形、减 小摩擦，从而减小刀具磨损，提高刀具耐用度。
b.刀具材料：耐磨性、耐热性愈好，刀具耐用度愈高。
④ 冷却条件：合理使用切削液，可降低切削温度降低、减小 摩擦，提高刀具耐用度。
机动复杂刀具如钻头、铰 刀、三面刃铣刀、齿轮刀 具等
800～1100 0.9～2.5
压制烧结成 形，只能磨削 加工，不需热 处理
P01,P10,P20M 10,M20,M30K0 1,K20,K30
机动简单刀具，如车刀、 刨刀、铣刀刀片等
➢超硬刀具材料性能及用途
陶瓷材料
硬度 (HV)
1500～2100
a . 切屑变形所产生的热； b . 切屑与前刀面之间的摩擦； c . 工件与后刀面之间的摩擦。
2) 切削热的传散
切屑： 50~80% 介质： 1% 工件： 40~10% 刀具： 9~3% 2. 切削温度及其影响因素
切削温度 — 切削区的平均温度。 切削区 — 切屑、工件、刀具相接触的区域。
➢刀具的磨损和刀具耐用度
n
v f f n （mm/s）
f
dw
ap
dm
✓背吃刀量（ap）
Kr
f
ap
dw
dm 2
2
1
第二节 切削刀具
➢常用刀具材料的性能、牌号及用途
刀具材料 硬度
名称
(HRA)
碳素工具钢 82 左右
合金工具钢 83 左右
高速工具钢 85 左右
硬质合金 92 左右
耐热性（℃）(×抗1弯03强M度 Pa) 工艺性能
夹持部分 （刀体）
主刀刃 主后刀面 刀尖
二、车刀切削部分的主要角度
• 静止参考系假定条件： • ① 不考虑进给运动； • ② 车刀刀尖与工件轴线等
高； • ③ 刀柄的中心线垂直于进
给方向。
（1）基面Pr （2）切削平面Ps’ （3）正交平面 （主剖面）PO （4）假定工作面Pf
➢刀具的主要标注角度
聚晶立方氮化硼 (PCBN)
3400～7000
聚晶人造金刚石 (PCD)
6000～8000
耐热性 (℃)
抗弯强度 (×103MPa)
1200～1300 0.45～1.1
1400～1500 0.57～0.81
700～800 0.42～1.0
工艺性能
用途
压制烧结成形， 只能磨削加工， 不需热处理
多用于车刀，适 宜连续切削
常用牌号
用途
200～250
2.5～2.8
可冷热加工 成形
T8A T10A T12A
手动刀具，如锉刀、锯条、 錾子等
300～350 2.5～2.8 (同上)
9CrSi CrWMn
手动、机动低速刀具，如 丝锥、板牙等
600～700
2.5～4.5
可冷热加工 成形，切削、 磨削工艺性 好，需热处理
W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 W9Mo3Cr4V
切削平面
1) 前角（0）
前刀面和基面之 间的夹角。
n
0
0
dw dm
在主剖面内度量。
2）后角（0）
kr
主后刀面和切削平面之 间的夹角。
f
在主剖面内度量。
3）主偏角（kr）
Kr’ 主剖面
基面中测量的主切削平面与进给运动方向之间的夹角
4）副偏角（kr’）
基面中测量的副切削平面与进给运动方向之间的夹角
5）刃倾角（S） 主切削刃与基面之间的夹角。在切削平面内度量
§5.3 金属切削过程
一、切削过程
✓ 金属切削过程是通过刀具把被切金属层变为切屑 的过程，其实质是一种挤压变形过程。
➢切屑形成过程
•切削过程：弹性变形→塑性压缩→ 剪切滑移 → 挤裂切离
➢切屑种类
带状切削
节状切削
蹦碎切削
➢二、切削热和切削温度
1. 切削热的来源与ห้องสมุดไป่ตู้散 1) 切削热的来源
第五章 切削加工成形
赵霞 材料成型教研室
•切削加工：用切削工具从坯料或工件上切除多余的 材料，以获得具有所需的几何形状、尺寸和表面质 量的机器零件的加工方法。
• ① 机械加工:由工人操纵机床来完成切削加工的， 有车削、钻削、刨削、铣削和磨削等。
• ② 钳工:利用手动工具来完成切削加工的,它包括 划线、錾削、 锉削、锯割、攻螺纹、套螺纹、刮削、 研磨以及机器的装配和维修等。
刀 具 磨 损 形 式
➢前刀面磨损
① 条件：切速较高，切削厚度 较大，不用切削液切 削塑性材料。
② 磨损量：用月牙洼深度KT 表示。
➢后刀面磨损
① 条件：脆性材料，或切速 较低，切削厚度较小 切削塑性材料。
② 磨损量：用棱面高度 VB表 示。
➢前后刀面磨损
① 条 件：切削塑性金属，切 削厚度较大。
第一节 概述
• 一、切削加工质量
•
加工精度和表面粗糙度
1、加工精度 尺寸精度、形状精度、位置精度
2、表面粗糙度
二、切削运动
三、切削用量
• 在切削加工过程中的切削速度、进给 量和背吃刀量(切削深度)的总称。
✓切削速度
• 定义：在进行切削加工时，刀具切削刃上的 某一点相对于待加工表面在主运动方向上的 瞬时速度(m/s或m/mim)，用Vc表示。
② 磨损量：用 KT 和VB表示。
➢刀具的磨损过程
一般应在急剧磨 损阶段之前磨刀或换 刀，这样既合理使用 刀具，又保证加工质 量。
➢影响刀具磨损的因素
① 切削用量：v、 f、 a愈p大， 刀具磨损加剧。但 v
影响最大 , f 次之，a p 最小。
T
v5
f
GT a 2.5 0.75
p
② 工件材料：材料的强度、硬度越高，温度越高；材料的 导热性愈差，刀具磨损愈快，降低刀具耐用度。