1、成形工藝根底成形工藝根底- -切削切削成形工藝基礎-切削12成形工藝基礎-切削15成形工藝基礎-切削16 切削過程中切削過程中主運動只有一個主運動只有一個；進給運動可以進給運動可以有一個或幾個有一個或幾個。 切削運動的形式有：切削運動的形式有：旋轉或直線旋轉或直線的。的。 實際的切削運動是一個合成切削運動實際的切削運動是一個合成切削運動. . 一般，切削用量包括：一般，切削用量包括：。 常稱為切削三要素常稱為切削三要素成形工藝基礎-切削17 601000 Dnm/s ( (以車削為例以車削為例) ) 切削速度切削速度(m/s) (m/s) 是主運動的線速度。是主運動的線速度。c=式中：式中：D

2、D為工件待加工外表的直徑為工件待加工外表的直徑(mm)(mm)； nn為轉速為轉速(r/min)(r/min)。 車削時指工件待加工外表最大直徑處線速度車削時指工件待加工外表最大直徑處線速度. . (mm/r) (mm/r) 指指( (車車) )刀具相對于工件旋轉一轉刀具相對于工件旋轉一轉, ,在進給方向在進給方向成形工藝基礎-切削18 的位移量。的位移量。 單位為：單位為：mm/rmm/r或或mm/strmm/str。 p(mm)p(mm)指工件上已加工外表與待加工外表指工件上已加工外表與待加工外表之間的垂直距離，單位為：之間的垂直距離，單位為：mmmm。 式中：式中：d d 為已加工外表的

3、直徑為已加工外表的直徑(mm)(mm)生產中為提高生產中為提高效率一般對工件分粗、精加工階段，如粗加工時效率一般對工件分粗、精加工階段，如粗加工時的選擇原那么：的選擇原那么： aP2dD 成形工藝基礎-切削19 “ “先定先定ap ,ap ,次選次選f , f , 最后定最后定ccc c 四、切削層參數四、切削層參數 D D 在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實際橫截面積，單位為實際橫截面積，單位為mm2mm2。 D D ； D D 且三者間有關系：且三者間有關系： AD=bDhD mm2AD=bDhD mm2 在車削中可近似認為：在車削中可近似認為：

4、 ADfap mm2ADfap mm2成形工藝基礎-切削110 刀具組成切削局部夾持局部刀具組成切削局部夾持局部 一、刀具材料一、刀具材料(指切削局部指切削局部) 1.對刀具材料的根本要求對刀具材料的根本要求 切削過程中，刀具的切削局部要承受很大的切削過程中，刀具的切削局部要承受很大的壓力、摩擦、沖擊和很高的溫度，刀具切削局部壓力、摩擦、沖擊和很高的溫度，刀具切削局部的材料應具備以下性能：的材料應具備以下性能： 1)高的硬度高的硬度 一般刀具材料的硬度應在一般刀具材料的硬度應在60HRC以上。以上。成形工藝基礎-切削111 2)2)足夠的強度和韌性足夠的強度和韌性 又稱又稱，以承受切削中的沖擊

5、力和振動，以承受切削中的沖擊力和振動，減少刀具脆性斷裂和崩刃。減少刀具脆性斷裂和崩刃。 3)3)耐磨性好耐磨性好 即抵抗磨損的能力，使刀具使用耐久。即抵抗磨損的能力，使刀具使用耐久。 4)4)高的耐熱性高的耐熱性 是指刀具在高溫下仍能保持硬度、強度、韌是指刀具在高溫下仍能保持硬度、強度、韌性和耐磨性等。性和耐磨性等。 5)5)工藝性能要好工藝性能要好 成形工藝基礎-切削112 為了便于刀具本身的制造，刀具材料還應具為了便于刀具本身的制造，刀具材料還應具有一定的工藝性能有一定的工藝性能, ,如如: : 。 2. 2. 常用刀具材料常用刀具材料 1)1)碳素工具鋼碳素工具鋼 T10T10鋼鋼(W(

6、WC C=1%)=1%)制手用鋼鋸條、簡單冷作模制手用鋼鋸條、簡單冷作模; ; T12 T12鋼用于制作鉸刀、銼刀、量具等鋼用于制作鉸刀、銼刀、量具等 2)2)合金工具鋼合金工具鋼 常用牌號如常用牌號如9SiCr9SiCr、Cr12Cr12、CrMnCrMn、GCr15GCr15等，等，成形工藝基礎-切削113 主要用于制造刃具、模具、量具等工具主要用于制造刃具、模具、量具等工具 3)3)高速鋼高速鋼 高速鋼是含高速鋼是含WW、C Cr r、V V等合金元素較多的合等合金元素較多的合金工具鋼金工具鋼. . 其常用牌號有其常用牌號有: :W18CW18Cr r4V4V、W6MW6Mo o5C5C

7、r r4V24V2等等, ,廣廣泛用于制造形狀復雜的高速切削工具泛用于制造形狀復雜的高速切削工具, ,如：麻花如：麻花 鉆、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其他成形刀具。鉆、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其他成形刀具。 4)4)硬質合金硬質合金 根據根據GB/2075-1998GB/2075-1998規定，按規定，按成形工藝基礎-切削114 分了三個大類組；分了三個大類組； 分別用字母分別用字母P P、M M、K K表示表示( (這些字母完全是這些字母完全是 習慣性，本身無其他含義習慣性，本身無其他含義) )。 相應識別顏色為藍、黃、或紅相應識別顏色為藍、黃、或紅. .具體應用具體應用: : 1)P 1)P類類

8、( (藍色藍色) ) 相當于舊牌號相當于舊牌號YTYT類硬質合類硬質合金。金。 適宜加工長切屑的黑色金屬，如鋼、鑄鋼適宜加工長切屑的黑色金屬，如鋼、鑄鋼等。其代號等。其代號P01P01、P10P10、P20P20、P30P30、P40P40、P50P50等，等，數字越大，耐磨性越低而韌性越高。數字越大，耐磨性越低而韌性越高。 如車削時：精車用如車削時：精車用P01,P01,半精車用半精車用P10,P20P10,P20；成形工藝基礎-切削115 粗車選用粗車選用P30P30。 2)M2)M類類( (黃色黃色) )相當于舊牌號相當于舊牌號YWYW類硬質合金類硬質合金 適宜加工長切屑或短切屑的金屬材

9、料，如適宜加工長切屑或短切屑的金屬材料，如鋼、鑄鋼、不銹鋼、灰鑄鐵、有色金屬等。鋼、鑄鋼、不銹鋼、灰鑄鐵、有色金屬等。 其代號有其代號有M10M10、M20M20、M30M30、M40M40等，數字等，數字越大，耐磨性低而韌性大。越大，耐磨性低而韌性大。 精車選精車選M10M10；半精車用；半精車用M20M20；粗車時可用；粗車時可用M30M30。 3)K3)K類類( (紅色紅色) )相當于舊牌號相當于舊牌號TGTG類硬質合金類硬質合金成形工藝基礎-切削116 適宜加工適宜加工如淬如淬硬鋼、鑄鐵、銅鋁合金、塑料等，其代號有硬鋼、鑄鐵、銅鋁合金、塑料等，其代號有K01K01、K10K10、K20

10、K20、K30K30、K40K40等，數字大，耐磨性降而等，數字大，耐磨性降而韌性大。如車削時：韌性大。如車削時： 精車選精車選K01K01；半精車；半精車K10K10、K20K20；粗車用；粗車用K30K30。 3. 3. 1)1)涂層刀具材料涂層刀具材料 成形工藝基礎-切削117成形工藝基礎-切削118 2)2) 按化學成分可分為按化學成分可分為Al Al2 2O O3 3基和基和Si Si3 3N N4 4基兩類。基兩類。 陶瓷刀具硬度高而耐磨，允許切削速度達成陶瓷刀具硬度高而耐磨，允許切削速度達成12.5m/s12.5m/s，耐熱性度可達，耐熱性度可達1200120014501450，

11、其效率，其效率比硬質合金提高了比硬質合金提高了1 14 4倍，可制成刀片。倍，可制成刀片。 用于半精和精加工高硬度、強度鋼及冷硬鑄用于半精和精加工高硬度、強度鋼及冷硬鑄鐵等，缺點抗彎強度低，沖擊韌性差。鐵等，缺點抗彎強度低，沖擊韌性差。 3)3) 它包括它包括成形工藝基礎-切削119成形工藝基礎-切削120適于加工高硬、難切材料。適于加工高硬、難切材料。 注意刀具材料的使用性能，工藝性能和價格注意刀具材料的使用性能，工藝性能和價格不同，各種切削條件對刀具要求也各異，應綜合不同，各種切削條件對刀具要求也各異，應綜合考慮，合理地選用刀具材料。考慮，合理地選用刀具材料。 二、刀具角度二、刀具角度 刀

12、具的種類相當繁多，但其切削局部的結構刀具的種類相當繁多，但其切削局部的結構要素和幾何角度有著許多共同的特征要素和幾何角度有著許多共同的特征, ,圖示。圖示。 各種刀具就一個刀齒而言，都相當于車刀的各種刀具就一個刀齒而言，都相當于車刀的刀頭。刀頭。成形工藝基礎-切削121成形工藝基礎-切削122 4. 4.主切削刃主切削刃 前刀面與主后刀面的交線。前刀面與主后刀面的交線。 5. 5.副切削刃副切削刃 前刀面與副后刀面的交線。前刀面與副后刀面的交線。 6. 6.刀尖刀尖 指主、副切削刃匯交的部位，它可以是圓弧，或指主、副切削刃匯交的部位，它可以是圓弧，或是一小段直線。是一小段直線。 刀具角度參考系

13、刀具角度參考系 刀具角度是確定車刀各局部幾何形狀的重要刀具角度是確定車刀各局部幾何形狀的重要成形工藝基礎-切削123 參數，用于參數，用于。參考系有兩類：。參考系有兩類： 一類為一類為, ,又稱又稱; ; 它是刀具設計時標注、刃磨和測量的基準，它是刀具設計時標注、刃磨和測量的基準，用此定義的刀具角度稱用此定義的刀具角度稱； 組成刀具組成刀具靜止參考系的平面靜止參考系的平面，如圖，由，如圖，由組成：組成： 1. 1.基面基面 PrPr 成形工藝基礎-切削124成形工藝基礎-切削125 過切削刃上選定點，并同時垂直于基面和切過切削刃上選定點，并同時垂直于基面和切削平面的平面。削平面的平面。 4.

14、由于刀具的參考系在切削刃上各點是變化的，由于刀具的參考系在切削刃上各點是變化的，因此因此。在未指明時，在未指明時，一般指切削刃的基點或刀尖一般指切削刃的基點或刀尖。成形工藝基礎-切削126 在正交平面內測量的標注角度見圖在正交平面內測量的標注角度見圖 1. 1. 前角前角r r。 。 根據前刀面與基面間的相對位置又分別規根據前刀面與基面間的相對位置又分別規定為定為: :：成形工藝基礎-切削127 選擇原那么：前角的數值大小與刀具切削局部的材料，被加工材料、工作條件等都有關系。選擇原那么：前角的數值大小與刀具切削局部的材料，被加工材料、工作條件等都有關系。 (1)(1)材料性脆、強度低時前角應取

15、小值；材料性脆、強度低時前角應取小值； (2)(2)材料強度和硬度低時，取較大前角；材料強度和硬度低時，取較大前角； (3)(3)有沖擊的工作條件時，前角應取較小值，甚至取負值。有沖擊的工作條件時，前角應取較小值，甚至取負值。 在保證刀具刃口強度的條件下，盡量用大前角。在保證刀具刃口強度的條件下，盡量用大前角。 o o 成形工藝基礎-切削128成形工藝基礎-切削129 強度和散熱條件；主偏差越小，背向力越大，強度和散熱條件；主偏差越小，背向力越大，切削刃工作長度越大，散熱條件越好。切削刃工作長度越大，散熱條件越好。 選擇原那么：工件粗大選擇原那么：工件粗大, ,剛性好時取較小值剛性好時取較小值

16、, ,車細長軸時為減少背向力車細長軸時為減少背向力, ,以免工件彎曲以免工件彎曲, ,加工出加工出腰鼓形腰鼓形, ,宜選取較大的值宜選取較大的值, ,常用為常用為4545 75o75o間。間。 副切削平面與假定工作平面間的夾角副切削平面與假定工作平面間的夾角 作用：影響已加工外表的粗糙度，減少副偏作用：影響已加工外表的粗糙度，減少副偏角可使被加工外表粗糙值降低。角可使被加工外表粗糙值降低。 成形工藝基礎-切削130 選擇原那么：精加工時為提高加工外表的選擇原那么：精加工時為提高加工外表的質量，選取較小值，一般為質量，選取較小值，一般為5 5 1010 在切削平面內側量的角度有：在切削平面內側量

17、的角度有： 5. 5.刃傾角刃傾角 s s 指主切削刃與基面間的夾角，反映主切指主切削刃與基面間的夾角，反映主切削刃對基面的傾斜程度。削刃對基面的傾斜程度。 作用：影響切屑流動方向和刀尖的強度。作用：影響切屑流動方向和刀尖的強度。 (1)(1)當當s s 為正值時，刀尖在主切削刃上的最為正值時，刀尖在主切削刃上的最高點，切屑流向待加工外表；高點，切屑流向待加工外表；成形工藝基礎-切削131 (2) (2)當當s s 為負值時，刀尖在主切削刃上為最為負值時，刀尖在主切削刃上為最低點，切屑流向已加工外表；低點，切屑流向已加工外表； (3)(3)刃傾角為刃傾角為0 0 時，切屑垂直于過渡外表方時，切

18、屑垂直于過渡外表方向流出。向流出。 在在s s 時，切屑的壓力使刀頭及刃口時，切屑的壓力使刀頭及刃口易損壞，刀頭強度表現差；反之，那么刀頭強度易損壞，刀頭強度表現差；反之，那么刀頭強度較好。較好。 選擇原那么：精加工時取正值，粗加工時或選擇原那么：精加工時取正值，粗加工時或有沖擊時取負值，一般情況下為有沖擊時取負值，一般情況下為0 0 5 5 。成形工藝基礎-切削132成形工藝基礎-切削133 接而成，方便靈活，尤其小刀具運用多。接而成，方便靈活，尤其小刀具運用多。 按是否重磨又按是否重磨又分機夾不重磨式分機夾不重磨式和和機夾重磨式機夾重磨式兩種兩種. . 其中機夾其中機夾不重磨不重磨圖示，只

19、須將夾緊螺釘稍松，圖示，只須將夾緊螺釘稍松，將刀片再轉過一刃即可使用。將刀片再轉過一刃即可使用。 而機夾而機夾重磨重磨式式, ,類似焊接車刀類似焊接車刀, ,用鈍后可重磨用鈍后可重磨. .成形工藝基礎-切削134 塑性材料的切屑過程是一個：塑性材料的切屑過程是一個： ；經歷了：；經歷了： 四階段四階段. . 帶狀切屑、帶狀切屑、節狀切屑、節狀切屑、崩碎切屑崩碎切屑成形工藝基礎-切削135成形工藝基礎-切削136以車外圓時為例：以車外圓時為例： 總切削力總切削力(F)(F)分解為相互垂直的分解為相互垂直的三個分力三個分力： 成形工藝基礎-切削137222pfcFFFF 1. 1. 2. 2. 影

20、響切削溫度的主要因素：影響切削溫度的主要因素： 工件材料工件材料 強而硬的材料生熱多；強而硬的材料生熱多； 切削用量切削用量 影響程度依次排序為影響程度依次排序為：成形工藝基礎-切削138 成形工藝基礎-切削139 成形工藝基礎-切削140刀具在使用一段時間后，其切削刃變鈍，以刀具在使用一段時間后，其切削刃變鈍，以致無法使用。為此要討論致無法使用。為此要討論刀具磨損刀具磨損與與耐用度耐用度。 1)1)后刀面磨損后刀面磨損 磨損以后刀面上的磨損寬度值磨損以后刀面上的磨損寬度值VBVB表示表示。 2)2)前刀面磨損前刀面磨損 在高切削速度，背吃刀量較大且不用切削在高切削速度，背吃刀量較大且不用切削

21、成形工藝基礎-切削141 液情況下，切塑性材時，前刀面上出現月液情況下，切塑性材時，前刀面上出現月牙洼，前刀面的磨損量以最大深度值牙洼，前刀面的磨損量以最大深度值KTKT表表示。示。 3)3)前后刀面同時磨損前后刀面同時磨損 刀具磨損過程有三階段，如下圖。刀具磨損過程有三階段，如下圖。 刀具耐用度是指刀具從刃磨開始使用，刀具耐用度是指刀具從刃磨開始使用，到刀具磨損量到達磨損限度的總切削時間到刀具磨損量到達磨損限度的總切削時間minmin, ,成形工藝基礎-切削142 以符號以符號T T表示表示. . 刀具壽命刃磨后的刀具自開始切削直到磨刀具壽命刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量到達磨鈍標準所經歷

22、的實際切削時間。損量到達磨鈍標準所經歷的實際切削時間。 一般說一般說: :高速鋼鉆頭的耐用度為高速鋼鉆頭的耐用度為8080120min;120min; 硬質合金焊接車刀耐用度約為硬質合金焊接車刀耐用度約為60min60min； 硬質合金端銑刀的耐用度約為硬質合金端銑刀的耐用度約為120120180min180min。成形工藝基礎-切削143 1)1) 性軟而韌，易生鱗刺，經正火處理性軟而韌，易生鱗刺，經正火處理后，可使切削性得以改善。后，可使切削性得以改善。成形工藝基礎-切削144 2)2)有較好綜合力學性能，切削性好。有較好綜合力學性能，切削性好。 3)3) 由于組織中多為珠光體加網狀滲碳體，經球由于組織中多為珠光體加網狀滲碳體，經球化退