第1章數(shù)控加工工藝文件的識(shí)讀本章要點(diǎn)切削運(yùn)動(dòng)與切削要素金屬切削機(jī)床金屬切削過(guò)程11.1切削運(yùn)動(dòng)與切削要素一、零件表面1.1.1零件表面及其成形方法常用的表面：由平面、內(nèi)（外）圓面、和成形表面等幾種表面元素組成的。外圓面和內(nèi)圓面（孔）是以某一直線(xiàn)為母線(xiàn)，以圓為軌跡，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的表面。平面是以一直線(xiàn)為母線(xiàn)，以另一直線(xiàn)為軌跡，作平移運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的表面。成形面是以曲線(xiàn)為母線(xiàn)，以圓或直線(xiàn)為軌跡，作旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的表面。2二、工件表面的形成方法任何規(guī)則表面都可以看作是一條線(xiàn)（稱(chēng)為母線(xiàn)）沿著另一條線(xiàn)（稱(chēng)為導(dǎo)線(xiàn)）運(yùn)動(dòng)的軌跡。母線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)統(tǒng)稱(chēng)為形成表面的發(fā)生線(xiàn)。1.1.1零件表面及其成形方法3二、工件表面的形成方法可逆表面—形成表面的兩條發(fā)生線(xiàn)—母線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)可以互換，而不改變形成表面的性質(zhì)。不可逆表面——如果母線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)不可以互換。注意：有些表面的兩條發(fā)生線(xiàn)完全相同，只因母線(xiàn)的相對(duì)位置不同，也可形成不同的表面，如圓柱面、圓錐面和雙曲面。1.1.1零件表面及其成形方法4母線(xiàn)位置不同形成不同表面11-與軸線(xiàn)平行；22-與軸線(xiàn)不平行，不相交；33-與軸不平行，相交。5三、形成發(fā)生線(xiàn)的方法及所需運(yùn)動(dòng)形成發(fā)生線(xiàn)的方法可歸納為四種：軌跡法利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。刀刃為切削點(diǎn)1，它按一定軌跡運(yùn)動(dòng)，形成所需的發(fā)生線(xiàn)2。形成發(fā)生線(xiàn)需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。1.1.1零件表面及其成形方法6軌跡法7三、形成發(fā)生線(xiàn)的方法及所需運(yùn)動(dòng)

成形法(仿型法)利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。刀刃為切削線(xiàn)1，它的形狀和長(zhǎng)短與需要形成的發(fā)生線(xiàn)2完全重合，刀具無(wú)須任何運(yùn)動(dòng)就可以得到所需的發(fā)生線(xiàn)形狀。形成發(fā)生線(xiàn)2不需運(yùn)動(dòng)。1.1.1零件表面及其成形方法8成形法(仿型法)9展成法利用工件和刀具作展成切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工的方法。刀刃為切削線(xiàn)1，它的形狀和長(zhǎng)短與需要形成的發(fā)生線(xiàn)2的形狀不吻合，切削線(xiàn)1與發(fā)生線(xiàn)2彼此作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)，發(fā)生線(xiàn)2就是切削線(xiàn)1在切削過(guò)程中連續(xù)位置的包絡(luò)線(xiàn)。曲線(xiàn)3是切削刃上某點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡。在形成發(fā)生線(xiàn)2的過(guò)程中，或者僅由切削刃1沿著由它生成的發(fā)生線(xiàn)2滾動(dòng)；或者切削刃1和發(fā)生線(xiàn)2（工件）共同完成復(fù)合的純滾動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為展成運(yùn)動(dòng)。形成發(fā)生線(xiàn)需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)（展成運(yùn)動(dòng)）。三、形成發(fā)生線(xiàn)的方法及所需運(yùn)動(dòng)10展成法11相切法利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。刀刃為旋轉(zhuǎn)刀具（銑刀或砂輪）上的切削點(diǎn)1，刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，其中心按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，切削點(diǎn)1的運(yùn)動(dòng)軌跡與工件相切，形成了發(fā)生線(xiàn)2。由于刀具上有多個(gè)切削點(diǎn)，發(fā)生線(xiàn)2是刀具上所有的切削點(diǎn)在切削過(guò)程中共同形成的。形成發(fā)生線(xiàn)需要二個(gè)成形運(yùn)動(dòng)：刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具中心按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)。三、形成發(fā)生線(xiàn)的方法及所需運(yùn)動(dòng)12相切法13形成發(fā)生線(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)—成形運(yùn)動(dòng)按組成情況不同，可分為

簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)：

復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)：一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)是由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)，是由兩個(gè)或兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，按照某種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成。1.1.2表面成形運(yùn)動(dòng)14例：車(chē)螺紋。螺紋車(chē)刀是成形刀具，因此形成螺旋面只需1個(gè)運(yùn)動(dòng)即車(chē)刀在不動(dòng)的工件作空間螺旋運(yùn)動(dòng)。該螺旋運(yùn)動(dòng)分解成等速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和等速的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。圖b中以B11和A12代表。為得到一定導(dǎo)程的螺旋線(xiàn)，B11和A12須嚴(yán)格保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，即工件每轉(zhuǎn)一周，刀具的移動(dòng)量應(yīng)為一個(gè)導(dǎo)程。15金屬切削加工是通過(guò)工件與刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,而機(jī)械加工中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)機(jī)床實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)床上所具有的這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)按其所起的作用可分為：主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

1.1.3切削運(yùn)動(dòng)161.主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使刀具前面接近工件實(shí)現(xiàn)切削的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)速度最高，消耗的功率最大。2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由機(jī)床或人力提供的運(yùn)動(dòng)，它使刀具與工件間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)將使待切除的金屬層不斷投入切削，從而完成整個(gè)表面加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)。。主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；主運(yùn)動(dòng)可以由工件完成，也可以由刀具完成；主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以同時(shí)進(jìn)行，也可以間歇進(jìn)行；主運(yùn)動(dòng)通常只有一個(gè)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的數(shù)目可以有一個(gè)或幾個(gè)，也可以沒(méi)有。1.1.3切削運(yùn)動(dòng)17常見(jiàn)的切削運(yùn)動(dòng)183.主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的合成

當(dāng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，切削刃上某一點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)為合成運(yùn)動(dòng)，常用合成速度向量ve來(lái)表示，如圖所示。1.1.3切削運(yùn)動(dòng)19常見(jiàn)機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床名稱(chēng)主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)臥式車(chē)床工件旋轉(zhuǎn)車(chē)刀縱向、橫向移動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)及切削要素鉆床鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆頭軸向移動(dòng)銑床銑刀旋轉(zhuǎn)工件縱向、橫向、垂直方向移動(dòng)牛頭刨床刨刀往復(fù)工件橫向、垂直方向間隙移動(dòng)外圓磨床砂輪旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)、工件往復(fù)或砂輪橫向移動(dòng)平面磨床砂輪旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向、垂直移動(dòng)鏜床鏜刀旋轉(zhuǎn)鏜刀軸向移動(dòng)、工件軸向移動(dòng)龍門(mén)刨床工件往復(fù)刨刀橫向、垂直方向間隙移動(dòng)20

切削加工過(guò)程中，在切削運(yùn)動(dòng)的作用下，工件表面一層金屬不斷地被切下來(lái)變?yōu)榍行?，從而加工出所需要的新的表面，在新表面形成的過(guò)程中，工件上有三個(gè)依次變化著的表面，它們分別是：

已加工表面

已經(jīng)被切去多余金屬層所形成的新表面。待加工表面

即將被切去金屬層的表面。過(guò)渡表面

正在被切削刃切削而形成的表面,又稱(chēng)加工表面或切削表面；一、工件表面1.1.4切削要素nf已加工表面過(guò)渡表面待加工表面dm21一、工件表面22一、工件表面23切削用量是用來(lái)表示切削加工中主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)量。切削用量包括：切削速度進(jìn)給量背吃刀量二、切削用量1.1.4切削要素24（1）切削速度vc

在切削加工時(shí)，切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱(chēng)為切削速度，它表示在單位時(shí)間內(nèi)工件和刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)的距離,單位為m/min或m/s。主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),切削速度vc計(jì)算公式為:式中d－工件直徑（mm）n－工件或刀具每分(秒)鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min或r/s)二、切削用量25主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),平均切削速度為：式中l(wèi)一往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度(mm)nr一主運(yùn)動(dòng)每分鐘的往復(fù)次數(shù)(往復(fù)次數(shù)/min)。（1）切削速度vc

二、切削用量26（2）進(jìn)給量f或進(jìn)給速度進(jìn)給量是在主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)內(nèi)，刀具和工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所移動(dòng)的距離，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來(lái)表述或度量。車(chē)削時(shí)進(jìn)給量的單位是mm/r，即工件每轉(zhuǎn)一圈,刀具沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)的距離。刨削等主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其間歇進(jìn)給的進(jìn)給量為mm/雙行程，即每個(gè)往復(fù)行程刀具與工件之間的相對(duì)橫向移動(dòng)距離。二、切削用量27單位時(shí)間的進(jìn)給量，稱(chēng)為進(jìn)給速度，車(chē)削時(shí)的進(jìn)給速度vf計(jì)算公式為:銑削時(shí)，由于銑刀是多齒刀具，進(jìn)給量單位除mm/r外，還規(guī)定了每齒進(jìn)給量，用az表示，單位是(mm/z)，vf、f、az三者之間的關(guān)系為：z為多齒刀具的齒數(shù)

（2）進(jìn)給量f或進(jìn)給速度二、切削用量28（3）背吃刀量（切削深度）ap

背吃刀量ap是指主刀刃工作長(zhǎng)度（在基面上的投影）沿垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的投影值。對(duì)于外圓車(chē)削，背吃刀量ap等于工件已加工表面和待加工表面之間的垂直距離,單位為mm。即：式中dw－待加工表面直徑dm－已加工表面直徑二、切削用量29三、切削層參數(shù)

切削層是主運(yùn)動(dòng)在一個(gè)切削循環(huán)內(nèi)，刀具切削部分從工件上切除的材料層。切削層參數(shù)就是指這個(gè)切削層的截面尺寸。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，切削層形狀、尺寸規(guī)定在刀具的基面中度量，切削層的形狀和尺寸將直接影響刀具切削部分所承受的負(fù)荷和切屑的尺寸大小。通常在基面Pr內(nèi)度量。

dmdwfn12fapKr30如所示，車(chē)外圓時(shí)，當(dāng)主、副切削刃為直線(xiàn)，且

s=0，切削層就是車(chē)刀由位置Ⅰ移動(dòng)到位置Ⅱ即一個(gè)f距離，刀具正在切削的那層金屬層，可見(jiàn)，切削層的形狀是平行四邊形。hDfapbD

r切削層公稱(chēng)厚度hD

簡(jiǎn)稱(chēng)切削厚度，是垂直于切削表面度量的切削層尺寸。

hD＝

f×sinκr切削層公稱(chēng)寬度bD

簡(jiǎn)稱(chēng)切削寬度，是沿切削表面度量的切削層尺寸。

bD＝ap/sinκr切削層公稱(chēng)橫截面積AD三、切削層參數(shù)

待加工表面過(guò)渡表面已加工表面ⅡⅠ31直角切削：λs＝0的切削，主切削刃與切削速度方向垂直斜角切削：λs≠0的切削，主切削刃與切削速度方向不垂直四、切削方式321.2.1切屑類(lèi)型由于工件材料不同，切削條件不同，切削過(guò)程中材料的彈性或塑性變形的程度也就不同，因而所產(chǎn)生的切屑種類(lèi)也不同。1.2金屬切削過(guò)程的基本規(guī)律331.帶狀切屑產(chǎn)生條件：金屬塑性大切削厚度小切削速度高前角較大特點(diǎn)：內(nèi)表面是光滑的，外表面是毛茸的。切削過(guò)程比較平穩(wěn)，切削力波動(dòng)較小，已加工表面粗糙度較小。但不規(guī)則的纏繞會(huì)妨礙切削，并劃傷工件。342.節(jié)狀切屑產(chǎn)生條件：中等塑性金屬切削厚度大切削速度低前角較小特點(diǎn)：外表面出現(xiàn)剪切斷裂呈鋸齒形，有明顯裂痕，內(nèi)表面有時(shí)有裂紋，但并未斷開(kāi)。切削力波動(dòng)較大，切削變形嚴(yán)重，已加工表面粗糙度高。353.粒狀切屑產(chǎn)生條件：塑性更差金屬切削厚度更大切削速度更低前角更小特點(diǎn)：整個(gè)剪切面發(fā)生嚴(yán)重塑性變形，切應(yīng)力大于材料強(qiáng)度極限時(shí)，切屑被剪切斷裂成顆粒狀。切削力波動(dòng)更大，已加工表面粗糙度更高。364.崩碎切屑產(chǎn)生條件：脆性金屬切削厚度大硬度高、脆性高特點(diǎn)：切削脆性金屬時(shí)，材料的塑性很小，抗拉強(qiáng)度較低，刀具切入后，切削層內(nèi)靠近切削刃和前刀面的局部金屬未經(jīng)明顯的塑性變形就在拉應(yīng)力狀態(tài)下脆斷，形成不規(guī)則的碎塊狀切屑。37381.2.2切屑的流向和折斷１、切屑的流向主切削刃A點(diǎn)參與切削終點(diǎn)副切削刃B點(diǎn)參與切削終點(diǎn)39

刃傾角對(duì)切屑流向的影響刃傾角-λsΚr，Κr＝90；-γ0；切屑易流向已加工表面

刃傾角對(duì)切屑流向的影響40２.切屑的折斷切屑的卷曲是切屑基本變形或經(jīng)過(guò)卷屑槽使之產(chǎn)生附加變形的結(jié)果41第二變形區(qū)(前刀面摩擦區(qū))斷屑是對(duì)已變形的切屑再附加一次變形42示例：切屑卷曲刀具加工工件時(shí)產(chǎn)生的切屑被卷曲的情況43示例：切屑卷曲刀具切削工件時(shí)產(chǎn)生斷屑的情況 44研究可知：增加切屑厚度，減小切屑卷曲半徑，切屑材料的極限應(yīng)變值小，切屑易折斷。

減小斷屑槽寬；增加斷屑臺(tái)高；增長(zhǎng)刀——屑接觸長(zhǎng)度；有利于斷屑45三.斷屑措施

１、作出斷屑槽a),b)加工碳鋼、合金鋼、工具鋼和不銹鋼；c)加工塑性更高的材料46斷屑槽位置及刃傾角作用外傾式刃傾角-λs，斷屑范圍廣，粗加工；平行式刃傾角λs=0，碰到切削表面折斷，用于粗加工、半精加工；內(nèi)傾式刃傾角+λs，半精加工、精加工。472.改變切削用量f,斷屑,影響較大（aＣ影響），ap，f時(shí)有效，v的影響較小，v時(shí)容易斷屑。483.其它斷屑方法固定附近斷屑擋塊；采用間斷切削；切削刃上開(kāi)分屑槽491.2.2金屬切削變形過(guò)程和積屑瘤一、切屑的形成正交自由切削金屬切削過(guò)程是切削層金屬在刀具前刀面的推擠下，發(fā)生以剪切滑移為主的塑性變形而形成切屑的過(guò)程。50二、切削時(shí)的三個(gè)變形區(qū)剪切滑移變形與前刀面擠壓摩擦已加工表面變形51三、第I變形區(qū)的變形特點(diǎn)1.金屬的剪切滑移變形始剪切線(xiàn)終剪切線(xiàn)52剪切平面與切削速度方向的夾角為剪切角。o金相組織：切屑中晶粒被拉長(zhǎng)呈纖維化。532.剪切角的計(jì)算主應(yīng)力方向與極值切應(yīng)力方向之間的夾角為450的原理。FnFsFf工件vco54四、第II變形區(qū)的變形特點(diǎn)1.金屬的擠壓摩擦變形55562.前刀面上的摩擦內(nèi)摩擦外摩擦冷焊現(xiàn)象573.積屑瘤

切削塑性金屬時(shí)；形成積屑瘤的主要因素是壓力和切削溫度；當(dāng)近切削刃處的壓力和溫度很低或很高時(shí)，均不易形成積屑瘤。5859積屑瘤對(duì)切削加工的影響

穩(wěn)定的積屑瘤可代替切削刃和前刀面進(jìn)行切削，減少刀具的磨損；使實(shí)際前角增大，切屑變形減小，切削力降低；積屑瘤具有一定的高度，使切削厚度增大；積屑瘤的不斷變化，使實(shí)際切削厚度不斷變化，零件的表面粗糙度變化，表面質(zhì)量下降；積屑瘤脫落時(shí)會(huì)剝離前刀面上的刀具材料，造成刀具磨損加劇。60切削45鋼避免產(chǎn)生積屑瘤的方法采用冷卻性和潤(rùn)滑性好的切削液。61五、第III變形區(qū)的變形特點(diǎn)621.已加工表面的形成過(guò)程切削刃鈍圓部分OB、磨損棱面BC和后刀面CD構(gòu)成后刀面的接觸長(zhǎng)度，并在其共同作用下形成已加工表面。632.已加工表面的質(zhì)量指標(biāo)已加工表面質(zhì)量幾何方面質(zhì)量表面材質(zhì)表面粗糙度加工變質(zhì)層指工件經(jīng)過(guò)切削加工后影響其使用性能的質(zhì)量變化。

表面層的加工硬化程度和硬化層深度；表面層與一定深度層的殘余應(yīng)力大小和分布；表面層金相組織的變化。643.已加工表面的粗糙度表面粗糙度幾何因素不穩(wěn)定因素經(jīng)過(guò)切削加工后的表面總會(huì)有微觀幾何不平度，此不平度的高度稱(chēng)為表面粗糙度。6566不穩(wěn)定因素產(chǎn)生的粗糙度（1）積屑瘤

處于不穩(wěn)定狀態(tài)，易產(chǎn)生過(guò)切；部分破碎的積屑瘤碎片嵌入已加工表面；生長(zhǎng)與破碎導(dǎo)致切削力波動(dòng)，引起振動(dòng)。67（2）鱗刺

中低速、大進(jìn)給量、較小前角對(duì)塑性、韌性材料加工中；形成節(jié)狀切屑或單元切屑時(shí)；形成具有積屑瘤的帶狀切屑時(shí)。68（3）刀具磨損刀具后角過(guò)小或后面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，使刀具后面與已加工表面間產(chǎn)生擠壓和摩擦，形成如圖所示的理論粗糙度高度被擠平和劃傷。

69（4）系統(tǒng)振動(dòng)切削時(shí)工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，可明顯增加表面粗糙度值、降低加工表面質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響機(jī)床精度和損壞刀具。

切削力的波動(dòng)波形縱向振紋704.影響表面粗糙度的其它因素（1）切削速度vc高速時(shí)71（2）前角o72（3）后角適當(dāng)增大刀具后角可獲得較小的表面粗糙度。o73741.2.3切削力及切削功率克服被加工材料彈性、塑性變形的抗力；克服切屑對(duì)刀具前面、過(guò)渡表面對(duì)后面和已加工表面對(duì)副后面的摩擦力與擠壓力等。一、切削力的來(lái)源

彈性變形抗力和塑性變形抗力，在切削中的三個(gè)變形區(qū)中均存在，但以第一變形區(qū)中的抗力最大。75二、切削力和切削功率

切削力Fc：垂直于基面，與切削速度方向一致。

背向力Fp：作用于基面內(nèi)，與進(jìn)給方向垂直。

進(jìn)給力Ff：作用于基面內(nèi)，與進(jìn)給方向平行。A76

切削功率Pc：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)消耗在切削過(guò)程中的功。771.2.4

切削熱和切削溫度一、切削熱的來(lái)源和傳散切屑與前面，工件與后面之間的摩擦所產(chǎn)生的摩擦功；

彈性變形和塑性變形所消耗的變形功。78不同的切削方法，切削熱沿不同傳導(dǎo)途徑傳遞出去的比例也各不相同。79二、切削溫度的測(cè)定原理1.研究和測(cè)量切削溫度的目的研究各種因素對(duì)切削溫度的影響；校核切削溫度理論計(jì)算的準(zhǔn)確性；把測(cè)得的切削溫度作為自適應(yīng)控制的輸入信號(hào)。

切削溫度是指切削區(qū)域（前刀面與切屑接觸區(qū)）的平均溫度。80人工熱電偶法2.切削溫度的測(cè)量方法8182三、切削溫度的分布紅外膠片法

刀－屑面間溫度最高；前、后刀面的最高溫度都不在刀刃上；切屑中的平均溫度較刀具、工件中的高。沿剪切面方向上各點(diǎn)溫度幾乎相同。83四、影響切削溫度的主要因素1.切削用量84

切削速度增加，切削變形小，切削力略有下降，切削溫度降低。

切削速度增加，切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度變長(zhǎng)，接觸時(shí)間變短，向切屑中傳遞的熱量減少，散熱條件差，摩擦加劇，切削溫度提高很快。85

進(jìn)給量增大，切削力增大，摩擦擠壓加劇，切削溫度增加；切削厚度增加，切屑熱容量增加，切屑帶走熱量增加。

背吃刀量增大，切削力增大，摩擦擠壓加?。磺邢鲗挾仍龃?，切削刃參加的長(zhǎng)度增加，顯著改善了熱量的傳散。862.工件材料通過(guò)材料的硬度、強(qiáng)度和熱導(dǎo)率來(lái)影響切削溫度的。

b=0.589GPaHB=187

b=0.736GPaHB=229

b=1.452GPaHRC=44(418HB)87合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度普遍高于45鋼，而導(dǎo)熱系數(shù)一般均低于45鋼。88脆性金屬(HT20)的抗拉強(qiáng)度和延伸率都較小，切削過(guò)程中切削區(qū)的塑性變形很小，切屑呈崩碎狀或脆性帶狀，與前刀面的摩擦也很小，產(chǎn)生的切削熱較少。893.刀具幾何參數(shù)前角

前角增大，剪切角增大，切削變形小，切屑與前面的摩擦減小，切削溫度降低。

前角過(guò)大，刀頭體積減小，散熱條件差，對(duì)降低切削溫度產(chǎn)生不利影響。90主偏角

主偏角減小，切削變形和摩擦增加，切削熱增多；

主偏角減小后，刀頭的體積增大，散熱大為改善，切削溫度總體呈現(xiàn)降低。91

刀具磨損

刀具磨損后，切削刃變鈍，對(duì)刃區(qū)前方的擠壓作用增大，切削區(qū)的塑性變形增加；

磨損后的刀具后角變?yōu)榱愣?，使工件與刀具的摩擦加大。921.2.3改善工件材料的切削加工性1.切削加工性的概念及標(biāo)志方法2.影響工件材料切削加工性的因素3.改善切削加工性的途徑4.難加工材料的切削加工性93切削加工性的概念切削加工性：指工件材料切削成合格零件的難易程度比較：Q235和45#從加工表面質(zhì)量方面比較：45#>Q235從切削力大小方面比較：45#>Q235特點(diǎn)：相對(duì)性注：工件材料的切削加工性與加工密切相關(guān)，還應(yīng)考慮刀具材料的性能94切削加工性的概念切削加工性：指工件材料切削成合格零件的難易程度比較：Q235和45#從加工表面質(zhì)量方面比較：45#>Q235從切削力大小方面比較：45#>Q235特點(diǎn)：相對(duì)性注：工件材料的切削加工性與加工密切相關(guān)，還應(yīng)考慮刀具材料的性能95切削加工性的標(biāo)志（衡量指標(biāo)）按加工質(zhì)量來(lái)衡量材料的加工性表面質(zhì)量表面粗糙度↓—加工性↑殘余應(yīng)力↓—加工性↑加工硬化程度↓—加工性↑應(yīng)用條件：精加工常以此作切削加工性指標(biāo)96按刀具耐用度或一定耐用度T下的vT.常用v60。（難加工材料可用v15或v30）T↑、v60↑—加工性↑應(yīng)用條件：常用指標(biāo)，適用不同加工條件都從三方面理解保證T相同時(shí)，切削某種材料允許的速度，即vT保證相同切削條件下，刀具材料達(dá)到的T數(shù)值（min)保證相同切削條件下，保證刀具達(dá)到VB*時(shí)所切下金屬體積的量(mm3/s)97按單位切削力和切削溫度相同條件下kc↑—F↑—Pc↑—θ↑—加工性↓應(yīng)用條件：粗加工、工藝系統(tǒng)剛性不足因切削溫度數(shù)據(jù)不易得到，故此指標(biāo)較少用98按切屑處理性（斷屑性能）排屑易—處理性↑—加工性↑斷屑易—處理性↑—加工性↑卷屑易—處理性↑—加工性↑斷屑性能要求高的工序如：深孔、盲孔、鏜孔、鉆削應(yīng)用條件：自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)此外，可用切削路程Lm，金屬切除率Zw

作為衡量指標(biāo)99常用切削加工指標(biāo)vT:當(dāng)?shù)毒吣陀枚葹門(mén)（min,s)時(shí)，切削某種材料所允許的切削速度vT↑——材料的加工性↑實(shí)際中人們最關(guān)注：生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)性目前還沒(méi)有一個(gè)理想的方法評(píng)價(jià)切削加工性100相對(duì)加工性Kv以45#鋼的v60為基準(zhǔn)，記為（v60)j,其它材料的v60與（v60)j之比，叫相對(duì)加工性Kv加工性Kv>1比45#易切Kv<1比45#難切工件材料切削加工性等級(jí),見(jiàn)P.27表1-3101影響工件材料切削加工性因素工件材料物理力學(xué)性能的影響工件材料化學(xué)成分的影響工件材料金相組織的影響102一、物理力學(xué)性能因素硬度常溫硬度HB↑—

F↑—Pc↑—θ↑—VB↑—T↓—v60↓高溫硬度HB↑—刀具硬度↓—硬度比↓—VB↑—T↓—v60↓工件材料中硬質(zhì)點(diǎn)HB↑—擦傷作用↑—v60↓加工硬化硬化程度↑—VB↑—v60↓103強(qiáng)度（包括常溫和高溫）σb↑—Fr↑—Pc↑—θ↑—VB↑—v60↓塑性硬度和強(qiáng)度相近時(shí)δ↑—v60↓工業(yè)純鐵、純銅硬度低，塑性很高，也很難加工（粘刀）改善措施——降低塑性硬化（冷拔）熱處理104韌性αk↑—折斷前吸收能量↑—越難斷屑—v60↓材料導(dǎo)熱系數(shù)k↓——v60↓k有色>k中碳鋼>k合金鋼>k工具鋼>k不銹鋼、耐熱鋼切削紫銅時(shí)k=393；45#時(shí)k=50；1Cr18Ni9Ti時(shí)k=14k與合金元素有關(guān)Cr、Ni、Mo、W↑—k↓105化學(xué)成分因素鋼含碳量C%↑↑—HB↑、σb↑—v60↓C%↓↓—δ↑、αk↑—v60↓合金元素Cr、Ni、V、Mo、W、Mn↑—硬度↑—v60↓Si、Al↑—硬質(zhì)點(diǎn)多↑—v60↓S、P、Se、Pb↑—v60↑106鑄鐵Si、Al、Ni、Cu、Ti↑—石墨化↑—v60↑Cr、V、Mn、Mo、Co、P、S↑—石墨化↓—v60↓白口鐵—麻口鐵—灰口鐵—球鐵V60↑鑄鐵的相對(duì)加工性見(jiàn)下表107鑄鐵的相對(duì)加工性鑄鐵種類(lèi)鑄鐵組織硬度HBS伸縮率δ%相對(duì)加工性Kv白口鐵細(xì)粒珠光體+碳化鐵600—難切削麻口鐵細(xì)粒珠光體+少量碳化鐵263—0.4珠光體灰鑄鐵珠光體+石墨225—0.85灰鑄鐵粗珠光體+石墨+鐵素體190—1.0鐵素體灰鑄鐵鐵素體+石墨100—3.0球墨鑄鐵（或可鍛鑄鐵）石墨為球狀26520.621540.920717.51.3180201.8108金相組織因素針狀珠光體—片狀珠光體—球狀珠光體馬氏體→索氏體→回火馬氏體v60↑v60↑109改善切削加工性的途徑調(diào)整化學(xué)成分，發(fā)展易切鋼在鋼中適當(dāng)添加一些元素（S、Pb、Se等），使刀具耐用度↑，切削力↓，容易斷屑，加工表面質(zhì)量↑安排合適的熱處理工序1.25粗車(chē)半精車(chē)正火精車(chē)滲碳淬火磨削110加工半軸下料鍛造正火機(jī)加工調(diào)質(zhì)盤(pán)部鉆孔磨花鍵111坐標(biāo)鏜床主軸要求:調(diào)質(zhì)硬度HB240~280,表面硬度HV900~1100,氮化深0.5mm選用切削加工性好的材料狀態(tài)冷拔低碳鋼>熱軋低碳鋼45#熱軋鋼>鍛件(坯件余量不勻,有硬皮)下料鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)半精加工低溫退火精車(chē)低溫退火粗磨磁力探傷氮化磁力探傷半精磨油煮定性精磨油煮定性超精磨油煮定性研配112難加工材料的切削加工性難加工材料應(yīng)用于：高性能機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)器、造船、航空、電站、石油化工、國(guó)防等噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、原子能發(fā)電站、空間探索、海底探測(cè)、地殼勘探等重點(diǎn)發(fā)展材料：用于核動(dòng)力和燃燒循環(huán)過(guò)程的材料用于計(jì)算機(jī)、傳感器和微電子器件等有關(guān)傳遞的材料113材料特點(diǎn)強(qiáng)度高：高溫強(qiáng)度、抗蠕變強(qiáng)度高抗氧化能力強(qiáng)：抗高溫氧化能力高耐低溫難點(diǎn)：材料的結(jié)構(gòu)愈來(lái)愈復(fù)雜，重量越來(lái)越輕要考慮加工成型時(shí)單位體積所需的能量114高錳鋼概念含Mn量達(dá)11~14%，當(dāng)高錳鋼全部都是奧氏體組織時(shí)，才能獲得較好的使用性能（如韌性、強(qiáng)度及無(wú)磁性等）特點(diǎn)硬度、強(qiáng)度低易產(chǎn)生加工硬化、斷屑難導(dǎo)熱率低115措施選用韌性、導(dǎo)熱性較高的刀具材料粗車(chē)：YG8、YG8X；精車(chē)：YT14、YT15（YM052、YM051）、YW3（復(fù)合氧化鋁）陶瓷刀具選擇合理刀具幾何角度適當(dāng)增