1、第三節(jié)第三節(jié) 金屬切削過程及其物理現(xiàn)象金屬切削過程及其物理現(xiàn)象 1 1、切屑形成過程、切屑形成過程 2 2、切屑的類型及其控制、切屑的類型及其控制3 3、積屑瘤現(xiàn)象、積屑瘤現(xiàn)象1 1、切屑形成過程、切屑形成過程 2 2、切屑的類型及其控制、切屑的類型及其控制 2 2、切屑的類型及其控制、切屑的類型及其控制 3 3、積屑瘤現(xiàn)象、積屑瘤現(xiàn)象 第四節(jié)第四節(jié) 切削力與切削功率切削力與切削功率一、切削力的來源、切削合力及其分解、一、切削力的來源、切削合力及其分解、切削功率切削功率二、切削力的測量二、切削力的測量三、切削力的經驗公式和切削力估算三、切削力的經驗公式和切削力估算一、切削力的來源、切削合力一、

2、切削力的來源、切削合力及其分解、切削功率及其分解、切削功率 一、切削力的來源、切削合力一、切削力的來源、切削合力及其分解、切削功率及其分解、切削功率切削力是刀具切入工件使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力。切削力是刀具切入工件使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力。合力合力Fr（國標為（國標為F）Fz（國標為（國標為Fc）-主切削力或切向力，其方向與過渡表面相切并與基面垂直。主切削力或切向力，其方向與過渡表面相切并與基面垂直。Fx（國標為（國標為Ff）-進給力、軸向力，是處于基面內并與工件軸線平行與進給方進給力、軸向力，是處于基面內并與工件軸線平行與進給方向相反的力。向相反的力。Fy（國標為

3、（國標為Fp）-切深抗力或背向力、徑向力、吃刀力，是處于基面內并與切深抗力或背向力、徑向力、吃刀力，是處于基面內并與工工件軸線垂直的力。件軸線垂直的力。切削功率切削功率PmPm（國標（國標PoPo）為消耗在切削過程中的功率。）為消耗在切削過程中的功率。切削功率為力切削功率為力Fz（國標為（國標為Fc）和）和Fx（國標為（國標為Ff）所消耗的功率之和，）所消耗的功率之和，F(xiàn)y（國標為（國標為Fp）方向沒有位移，不消耗功率。）方向沒有位移，不消耗功率。（Pc約占切削功率約占切削功率Pm的的9899%,Pf一般為一般為Pm的的12%）主運動電動機的功率主運動電動機的功率（傳動效率（傳動效率=0.75

4、0.85）cEPP二、切削力的測量二、切削力的測量目前采用的切削力測量手段主要有：目前采用的切削力測量手段主要有：1 1、測定機床功率，計算切削力、測定機床功率，計算切削力2 2、用測力儀測量切削力、用測力儀測量切削力 三、切削力的經驗公式和切削力估算三、切削力的經驗公式和切削力估算（1 1）計算切削力的指數(shù)公式）計算切削力的指數(shù)公式各項系數(shù)和指數(shù)參看各項系數(shù)和指數(shù)參看p3435 p3435 表表2-22-2 FxnyxpFxxFynyxpFyyFznyxpFzKvfaCFKvfaCFKvfaCFFxFxFxyFyFFyzFzFzFz三、切削力的經驗公式和切削力估算三、切削力的經驗公式和切削力

5、估算（2 2）按單位切削力）按單位切削力kckc計算切削力和切削功率計算切削力和切削功率 單位切削功率單位切削功率 （單位時間內切除單位體積的金屬所消耗的功率單位時間內切除單位體積的金屬所消耗的功率）QQZ Z單位時間內的金屬切除量單位時間內的金屬切除量(mm(mm3 3/s)/s)。先通過實驗求得先通過實驗求得kckc，然后求出，然后求出Ps=kcPs=kc1010-6-6，再求出，再求出 FzFz. .切削力的重要影響因素切削力的重要影響因素：工件材料、切削用量、刀具幾工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)、刀具材料、刀具磨損狀態(tài)和切削液等。何參數(shù)、刀具材料、刀具磨損狀態(tài)和切削液等。DDZpzD

6、ZcbhFfaFAFkzcSQPP 第五節(jié)第五節(jié) 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度一、切削熱的產生和傳導三個發(fā)熱區(qū)對應三個變形區(qū)。三個發(fā)熱區(qū)對應三個變形區(qū)。切削熱的來源是切屑變形功切削熱的來源是切屑變形功和前、后面的摩擦功。和前、后面的摩擦功。切削區(qū)域的熱量被切屑、工件、切削區(qū)域的熱量被切屑、工件、刀具和周圍介質傳出。刀具和周圍介質傳出。 第五節(jié)第五節(jié) 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度二、切削溫度的測量二、切削溫度的測量大致可分為大致可分為:1)熱電偶法（自然熱電偶法、人工熱電熱電偶法（自然熱電偶法、人工熱電偶法）偶法）2)輻射溫度計法以及其他測量方法輻射溫度計法以及其他測量方法切削溫度的測定

7、方法第五節(jié)第五節(jié) 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度三、影響切削溫度的主要因素三、影響切削溫度的主要因素(1)(1)切削用量的影響切削用量的影響切削用量切削用量ap、f和和vc增大，切削溫度增加，影響程度為：增大，切削溫度增加，影響程度為： vc fap(2)(2)工件材料的影響工件材料的影響與工件材料的強度、硬度及導熱性有關。與工件材料的強度、硬度及導熱性有關。 (3)(3)刀具角度的影響刀具角度的影響前角前角 主偏角主偏角 (4)(4)刀具磨損的影響刀具磨損的影響(5)(5)切削液的影響切削液的影響xpyzafvC第五節(jié)第五節(jié) 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度四、切削液四、切削液（1 1）水

8、溶液（加入一定量防銹劑的水）水溶液（加入一定量防銹劑的水）冷卻性好，潤滑性能差冷卻性好，潤滑性能差（2 2）乳化液（油）乳化液（油+ +水水+ +乳化劑）乳化劑）冷卻、清洗和一定的潤滑性冷卻、清洗和一定的潤滑性（3 3）切削油（礦物油、動、植物油或復合油）切削油（礦物油、動、植物油或復合油）潤滑性能好，冷卻性差。潤滑性能好，冷卻性差。第五節(jié)第五節(jié) 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度五、切削溫度對工件、刀具和切削過程的影響五、切削溫度對工件、刀具和切削過程的影響 1 1、切削溫度對工件材料強度和切削力的影響、切削溫度對工件材料強度和切削力的影響2 2、切削溫度對刀具材料的影響、切削溫度對刀具材料的

9、影響3 3、切削溫度對工件尺寸精度的影響、切削溫度對工件尺寸精度的影響4 4、利用切削溫度自動控制切削速度或進給量、利用切削溫度自動控制切削速度或進給量5 5、利用切削溫度與切削力控制刀具磨損、利用切削溫度與切削力控制刀具磨損 第六節(jié)第六節(jié) 刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命一、刀具磨損的形態(tài)及其原因二、刀具磨損過程及磨鈍標準三、刀具壽命的經驗公式一、刀具磨損的形態(tài)及其原因一、刀具磨損的形態(tài)及其原因刀具損壞形式:磨損和破損. 破損 （1）脆性破損（崩刃、碎斷、剝落、裂紋等） （2）塑性破損一、刀具磨損的形態(tài)及其原因一、刀具磨損的形態(tài)及其原因磨損形式（1）前面磨損 一、刀具磨損的形態(tài)及其原因一

10、、刀具磨損的形態(tài)及其原因（2）后面磨損 （圖a)(3)邊界磨損（圖b)二、刀具磨損過程及磨鈍標準二、刀具磨損過程及磨鈍標準 二、刀具磨損過程及磨鈍標準二、刀具磨損過程及磨鈍標準o 國際標準國際標準ISOISO統(tǒng)一規(guī)定以統(tǒng)一規(guī)定以1/21/2背吃刀量處后面上測背吃刀量處后面上測定的磨損帶寬度定的磨損帶寬度VBVB作為作為刀具磨鈍標準。刀具磨鈍標準。o 自動化生產中用的精加自動化生產中用的精加工刀具，常以沿工件徑工刀具，常以沿工件徑向的刀具磨損尺寸作為向的刀具磨損尺寸作為衡量刀具的磨鈍標準，衡量刀具的磨鈍標準，稱為刀具徑向磨損量稱為刀具徑向磨損量NBNB。三、刀具壽命的經驗公式三、刀具壽命的經驗公

11、式一把新刀（或重新刃磨過的刀具）從開始使用直至達到磨鈍標準所一把新刀（或重新刃磨過的刀具）從開始使用直至達到磨鈍標準所經歷的實際切削時間，稱為經歷的實際切削時間，稱為刀具壽命刀具壽命（有些書中稱為耐用度）。（有些書中稱為耐用度）。CvTm三、刀具壽命的經驗公式三、刀具壽命的經驗公式廣義泰勒公式廣義泰勒公式 o 切削時，增加進給量切削時，增加進給量f f和背吃刀量和背吃刀量apap，刀具，刀具壽命也減小，切削速度壽命也減小，切削速度v v 對刀具壽命影響對刀具壽命影響最大，進給量最大，進給量f f次之，背吃刀量次之，背吃刀量a ap p最小。這最小。這與三者對切削溫度的影響順序完全一致。與三者對

12、切削溫度的影響順序完全一致。o 刀具破損的形式分脆性破損和塑性破損兩刀具破損的形式分脆性破損和塑性破損兩種。種。ppnmcTafvCT/1/1/1第七節(jié)第七節(jié) 切削用量的選擇及工件材料加工性切削用量的選擇及工件材料加工性一、切削用量的選擇二、工件材料的切削加工性一、切削用量的選擇一、切削用量的選擇切削用量對切削加工的影響：切削用量對切削加工的影響：（1 1）對加工質量的影響）對加工質量的影響（2 2）對基本時間的影響）對基本時間的影響pmvfakt一、切削用量的選擇一、切削用量的選擇切削用量對切削加工的影響：切削用量對切削加工的影響：（3 3）對刀具壽命和輔助時間的影響）對刀具壽命和輔助時間的

13、影響例如用硬質合金車刀車削中碳鋼時例如用硬質合金車刀車削中碳鋼時 （f0.75mm/rf0.75mm/r）綜合切削用量三要素對刀具壽命、生產率和加工質量綜合切削用量三要素對刀具壽命、生產率和加工質量的影響，選擇切削用量的順序應為：的影響，選擇切削用量的順序應為：首先選盡可能大的背吃刀量，其次選盡可能大首先選盡可能大的背吃刀量，其次選盡可能大的進給量，最后選盡可能大的切削速度。的進給量，最后選盡可能大的切削速度。75. 025. 25pTafvCT 二、工件材料的切削加工性二、工件材料的切削加工性1 1、工件材料切削加工性的概念、工件材料切削加工性的概念工件材料被切削加工的難易程度，稱為材料的切

14、工件材料被切削加工的難易程度，稱為材料的切削加工性。削加工性。最常用的指標最常用的指標是一定刀具壽命下的切削速度是一定刀具壽命下的切削速度v vT T和和相對加工性相對加工性KrKr。v vT T的含義是指當?shù)毒邏勖鼮榈暮x是指當?shù)毒邏勖鼮門 T時，切削某種材料時，切削某種材料所允許的最大切削速度。其值越高，表示材料的切所允許的最大切削速度。其值越高，表示材料的切削加工性越好。削加工性越好。通常取通常取T=60minT=60min，則，則v vT T寫作寫作v v6060。（v v6060）j j切削正火狀態(tài)切削正火狀態(tài)4545鋼的鋼的v vT T凡凡Kr1Kr1的材料，其加工性比的材料，其加

15、工性比4545鋼好；鋼好；Kr1Kr1者其加工者其加工性比性比4545鋼差。鋼差。jrvvK)/(6060 二、工件材料的切削加工性二、工件材料的切削加工性2 2、改善工件材料切削加工性的途徑、改善工件材料切削加工性的途徑（1）調整材料的化學成分）調整材料的化學成分（2）采用熱處理改善材料的切削加工性）采用熱處理改善材料的切削加工性第八節(jié)第八節(jié) 高速切削及刀具高速切削及刀具一、高速切削的概念與特點一、高速切削的概念與特點二、高速切削的機理二、高速切削的機理三、高速切削的刀具三、高速切削的刀具一、高速切削的概念與特點一、高速切削的概念與特點1 1、高速切削技術的概念、高速切削技術的概念10000

16、r/min10000r/min以上。以上。2020世紀世紀2020年代末德國的切削物年代末德國的切削物理學家薩洛蒙理學家薩洛蒙(Carl Salomon)(Carl Salomon)博博士進行了超高速模擬實驗，并士進行了超高速模擬實驗，并于于19311931年年4 4月首次提出了高速加月首次提出了高速加工（工（High Speed CuttingHigh Speed Cutting）的概）的概念，并獲得了專利。他推論：念，并獲得了專利。他推論：在切削速度達到一個臨界值時，在切削速度達到一個臨界值時，切削溫度達到最大值，在這個切削溫度達到最大值，在這個臨界值之后的一個范圍內，切臨界值之后的一個范

17、圍內，切削速度增加，則切削溫度下降，削速度增加，則切削溫度下降， 一、高速切削的概念與特點一、高速切削的概念與特點2 2、高速切削的特點、高速切削的特點（1 1）能獲得很高的加工效率）能獲得很高的加工效率（2 2）能獲得較高的加工精度）能獲得較高的加工精度（3 3）能獲得較高的加工表面質量）能獲得較高的加工表面質量（4 4）加工能耗低、節(jié)省制造資源）加工能耗低、節(jié)省制造資源 二、高速切削的機理二、高速切削的機理1 1、切削力、切削力高速切削時高速切削時隨著切削速隨著切削速度增加，切度增加，切削溫度降低，削溫度降低，摩擦因數(shù)減摩擦因數(shù)減少，剪切角少，剪切角增大，切削增大，切削力降低。力降低。二、

18、高速切削的機理二、高速切削的機理2 2、切削熱、切削熱三、高速切削的刀具三、高速切削的刀具1 1、刀具材料、刀具材料三、高速切削的刀具三、高速切削的刀具2 2、刀柄結構、刀柄結構三、高速切削的刀具三、高速切削的刀具2 2、刀柄結構、刀柄結構三、高速切削的刀具三、高速切削的刀具2 2、刀柄結構、刀柄結構本章重點小結n金屬切削過程的四大規(guī)律金屬切削過程的四大規(guī)律u切削變形規(guī)律切削變形規(guī)律u切削力變化規(guī)律切削力變化規(guī)律u切削熱與切削溫度變化規(guī)律切削熱與切削溫度變化規(guī)律u刀具磨損與耐用度變化規(guī)律刀具磨損與耐用度變化規(guī)律 本章重點小結n金屬切削過程的四大規(guī)律金屬切削過程的四大規(guī)律u切削變形規(guī)律切削變形規(guī)律u切削力變化規(guī)律切削力變化規(guī)律u切削熱與切削溫度變化規(guī)律切削熱與切削溫度變化規(guī)律u刀具磨損與耐用度變化規(guī)律刀具磨損與耐用度變