《机械制造基础》金属切削加工基础

5.手工画刀具的主要标注角度
三、刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0）
① 减小切屑的变形； 作用
② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 选择：
加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
C= 0.7~1.4%；T8、T10、T10A、T12等 HRC≈61~65
a. 淬火后硬度高； HRC≈61~65
b. 价格低；
特点 ｃ.耐热温度低； 250~300℃
ｄ.淬火后应力、变形大。
应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。
⑵ 合金工具钢 Me<5% ； 9SiCr、CrWMn等。 HRC≈61~68 耐热温度 — 350~400℃
应用：速度低、形状复杂的工具。如铰刀、板牙、丝锥等。
⑶ 高速钢 HSS（High Speed Steel）
高合金钢。 W=6~20%；Cr=3.8~4.4%；V=1.0~4%
HRC≈62~69 耐热温度 —600℃ 应用：各种形状复杂的刀具。
W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2
如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。
特点：在整个运动系统中 — 速度最高、消耗的功
率最大，主运动只有一个。 2. 进给运动：
使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。
特点： 速度低、消耗的功率小。有一个或多个。
金属切削运动实例
3. 零件上的三个表面
已加工表面 待加工表面 过渡表面(加工表面)
dw dm
待加工表面
n
过渡表面 已加工表面
前角（0）可正、可负、也可以为零。
高速钢车削碳钢： 0=200-300 硬质合金车削碳钢： 0=100-200
2. 后角（ 0）
作用： 减小工件加工表面与主后刀面之间的摩擦力。
所以 0
a .减小切削力和切削热；
b .减小刀具的磨损； c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0
选择： 加工塑性材料和精加工—取大后角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小后角（ 0 ）
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用： 改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时， 则 bD 、hD — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
该点切削速度方向相
垂直的平面。
② 切削平面
f
过切削刃选定点，与该点
过渡表面相切，并垂直于
基面的平面。
正交平面
③ 正交平面
过切削刃选定点，并同时垂直与基面和切削平 面的平面。
二、刀具几何形状
2. 刀具的主要标注角度
切削平面
1) 前角（0） 前刀面和基面 之间的夹角。
在正交平面内度量。 2）后角（0）
5 . 刃倾角（ S ）
作用
①影响切削刃的锋利程度； ②影响切屑流出方向； ③影响刀头强度和散热条件； ④影响切削力的大小和方向。
选择： 精加工：取 正（+S ）
粗加工：可取零或负（ S =0、- S ）
四、刀具材料
1. 对刀具材料的基本要求
⑴ 较高的硬度。 一般要求在 60HRC以上。 ⑵ 有足够的强度和韧性。 ⑶ 有较好的耐磨性。 ⑷ 较高的耐热性(热硬性)。 ⑸ 有较好的工艺性。 2. 常用刀具材料 ⑴ 碳素工具钢
单位时间的进给量— 进给速度（vf）
v f f n （mm/s）
进给量
dw ap
ap
dm
n
3）切削深度（ap）（mm）
ap

dw
dm 2
（mm）
f
Kr
背吃刀量（旧称切削深度）
2. 切削层几何参数
f
2
1
切削层 — 指工件上正在被切削刃切削的那一层金属。
即两个相邻加工表面之间的那一层金属。
低。同时，容易引起
系统振动。
kr’ kr
f
系统刚性好：取较小的kr。100~300、450。 选择
系统刚性差：取较大的kr。600、750、900。
4 . 副偏角（kr’） 作用：最终形成已加工表面。
Kr’：使已加工表面残留密集的高度减小，降低工 件的表面粗糙度。
选择：在不产生振动的前提下，取小值。
三、切削要素
f
1. 切削用量三要素 1）切削速度（vc）m/s
在切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度。
切削速度
旋转运动： vc dn
1000 60
（m/s）
往复直线运动：
vc
2Lnr
1000 60
2）进给量（f） （mm）
（m/s）
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。
3.2 刀具的基本结构及常用刀具材料
一、刀具的组成
切削部分 （刀头）
前刀面： 切屑流出所经过的表面。
主切削刃
主后刀面：刀具上与工件的过刀渡尖表面相对的表面。
副切削刃
副后刀面：刀具上与工件的已加工表面相对的表面。
夹持部分（刀体）
二、刀具几何形状
1. 三个辅助平面
切削平面
n
① 基面
dw dm
过切削刃选定点，与
第3章 金属切削加工基础
切削加工
用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得 几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生 产方法。
切削加工概述
3.1 金属切削加工概论
一、零件表面的形成
平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面）
二、切削运动
为了形成零件表面形状，刀具与工件之间的相对运动。 1. 主运动： 切下切屑最主要的运动。
主后刀面和切削平 f
面之间的夹角。 在正交平面内度量。 3）主偏角（kr）
4）副偏角（kr’）
在基面内度量。
dw dm
n
0
0
Kr’ kr
正交平 面
车刀的主要几何角度1
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
车刀的主要几何角度2
4. 刀具的结构形式
1）焊接式车刀 2）机加重磨式车刀 3）机加可转位式车刀
f
Kr
ap
1)切削厚度（hD） （mm）
两相邻加工表面之间的垂直距离。
hD f sin kr （mm）
f来自百度文库
2)切削宽度（bD） （mm）
Kr
沿主切削刃度量的切削层的长度。
bD

ap sin kr
（mm）
3)切削面积（AD） （mm2）
AD f a p hD bD （mm2） 切削层参数(车外圆)