1、,第三章 金屬切削過程,本章要點,切削過程的基本規(guī)律,切削過程基本規(guī)律的應用,一、切屑種類,3.2.1 切屑的控制,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,由于工件材料和切削條件的不同，切屑過程中的變形情況也不同，因而產生的切屑形狀也不同，從變形的觀點來看，可將切屑的形狀分為四種類型。,表 切屑類型及形成條件,切脆性材料 不平穩(wěn),表面粗糙,帶狀切屑 擠裂切屑 粒(節(jié))狀切屑 崩碎切屑,切削不平穩(wěn)，力波動大 加工表面粗糙,切削平穩(wěn)，力波動小 加工面光潔，斷屑難,滑移量較大，局部 剪應力達斷裂強度,帶狀切屑,擠裂切屑,節(jié)狀切屑,崩碎切屑,圖 切屑形態(tài)照片,二、切屑的流向,3.2.1 切屑的控制,3.2 切

2、削過程基本規(guī)律的應用,當s 為負值時，切屑向已加工表面流出； 當s 為正值時，切屑向待加工表面流出； 當刃傾角s = 0時，切屑垂直于切削刃流出。,三、切屑的卷曲,3.2.1 切屑的控制,為使切削過程正常進行和保證已加工表面質量，應使切屑卷曲和折斷。 切屑的卷曲是由于切屑內部變形，或碰到刀具前刀面上磨出的斷屑槽、凸臺、附加檔塊以及碰到其它障礙物后造成的。,圖 切屑的卷曲,圖1為切屑在卷曲運動過程中與工件的待加工表面相碰，切屑折斷成C形屑,三、切屑的卷曲,圖2為切屑與工作上的過渡表面相碰后形成圓卷形切屑,三、切屑的卷曲,圖3為切屑與車刀的后刀面相碰后折斷形成C形或6形切屑。,三、切屑的卷曲,四、

3、切屑的折斷,3.2.1 切屑的控制,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,斷屑是對已變形的切屑再附加一次變形（常需有斷屑裝置）,圖 斷屑的產生,四、切屑的折斷,3.2.1 切屑的控制,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,在圖（a）中，厚度為hch的切屑受到斷屑臺推力FBn作用而產生彎曲，并產生卷曲應變。,四、切屑的折斷,3.2.1 切屑的控制,在繼續(xù)切削的過程中，切屑的卷曲半徑由0逐漸增大到，當切屑端部碰到后刀面時，切屑又產生反向彎曲應變，相當于切屑反復彎折，最后彎曲應變max大于材料極限應變b時折斷。,折斷條件：max （ ）b 由上式可知，當切屑越厚（hch大），切屑卷曲半徑越小，材料硬度越高、脆性

4、越大（極限應變值b小）時，切屑越容易折斷。,圖,四、切屑的折斷,四、切屑的折斷,主偏角越大，越易斷屑 刃傾角 前角越小，越易斷屑,刀具幾何角度影響,斷屑槽尺寸參數(shù)（寬度、反屑角）,寬度越小，越易斷屑 反屑角越大，越易斷屑,切削用量,切削速度 速度 ，不易斷屑 進給量 進給量 ，易斷屑 背吃刀量 背吃刀量 ，不易斷屑,工件材料,工件材料的塑性、韌性愈大，強度愈高，愈不容易斷屑。,一、衡量切削加工性的指標 一定刀具耐用度T的切削速度VT VT越高，材料的切削加工性越好。 相對加工性 各種材料的V60與45#鋼（正火）的V60比值。 生產中通常用相對加工性做為衡量標準。,3.2.2 工件材料的切削加

5、工性,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,工件材料的切削加工性是指將其加工成合格零件的難易程度。,工件材料的相對切削加工性及分級,切削力和切削溫度 應用在：粗加工或機床動力不足 相同的切削條件下，切削力大、切削溫度高的材料，其切削加工性就差。 已加工表面質量 精加工表面粗糙度值 有特殊要求的零件已加工表面殘余應力、加工硬化 斷屑的難易程度 應用在：自動機床或自動生產線上 切屑容易折斷的材料，其切削加工性就好，反之，切削加工性就差,3.2.2 工件材料的切削加工性,一、衡量切削加工性的指標,材料的化學成分 碳對切削加工性的影響 其他合金元素對切削加工性的影響 硅、鉻、鎳、釩、鉬、鎢、鎘等合金元素的加

6、入均會降低材料的可切削加工性。 硫、硒、鉛等合金元素的加入可改善材料的切削加工性。,碳素鋼,低碳鋼,高碳鋼,中碳鋼,切削性差,二、影響材料切削加工性的主要因素,3.2.2 工件材料的切削加工性,金相組織的影響 一般情況下，由塑性、韌性高或硬度、強度高的組織構成的材料，其切削加工性差。反之則好。 低碳鋼中鐵素體含量較高，所以強度硬度低，延伸率高，易產生塑性變形，不易加工。 淬火鋼的組織以馬氏體為主，所以硬度、強度均高，不易加工。 中碳鋼的金相組織是珠光體加鐵素體，具有中等的硬度、強度和塑性，因此容易加工。 灰鑄鐵中游離石墨比冷硬鑄鐵多，所以加工性好。,二、影響材料切削加工性的主要因素,3.2.2

7、 工件材料的切削加工性,材料的機械性能對切削加工性的影響 材料的強度和硬度 工件材料的硬度和強度越高，切削加工性就越差。 材料的韌性 韌性大的材料，其切削加工性能差。 材料的塑性 材料的塑性越大，切削加工性越差。 材料的導熱系數(shù) 材料的導熱系數(shù)越高，切削加工性越好。,二、影響材料切削加工性的主要因素,3.2.2 工件材料的切削加工性,工件材料的物理力學性能對加工性的影響,例 45鋼 1Cr18Ni9Ti,通過熱處理改善材料加工性 如工具鋼，一般經退火處理可降低硬度、強度、提高加工性。 有的工件材料通過調質處理，提高硬度、強度，降低塑性來改善加工性。如車制不銹鋼2Cr13螺紋時，由于硬度太低，塑

8、性較大，光潔度不易提高，當經調質處理后，硬度提高到HRC28時，塑性下降，光潔度可以改善，生產效率也相應提高。 還有一些工件材料，如氮化鋼，為了減小工件已加工表面的殘余應力，可采取去應力退火。 時效處理也是改善加工性的方法，如加工Cr20Ni80Ti3之前。先加熱到1000保持數(shù)小時，然后在900-950溫度下時效處理16小時，再在空氣中冷卻，這樣處理可以提高切削加工性。,三、改善材料切削加工性的途徑,3.2.2 工件材料的切削加工性,調整材料的化學成分 除了材料中的含碳量外，材料中加入某些合金元素時，將不同程度的影響材料的機械性能，進而影響材料的切削加工性。 選擇材料加工性好的存在狀態(tài) 低碳

9、鋼以冷拔及熱軋狀態(tài)最好加工； 中碳鋼以部分球化的珠光體組織最好加工； 高碳鋼則以完全球化的退火狀態(tài)加工性最好。 對難加工材料，采取其他相應的對策 選擇合理的刀具材料、刀具幾何角度、切削用量、選用合適的設備和加工方法等。,三、改善材料切削加工性的途徑,3.2.2 工件材料的切削加工性,刀具是直接進行切削加工的工具。切削過程中，切削力的大小，切削溫度的高低，切屑的連續(xù)與碎斷，刀具耐用度的高低，加工質量的好壞，生產效率和生產成本的高低，都與刀具幾何參數(shù)的選擇有很大關系。 刀具幾何參數(shù)包括刀具幾何角度、切削刃的刃口形式、切削刃形狀和刀面形式等內容。 合理的刀具幾何參數(shù)可保證工件加工質量，延長刀具壽命，

10、提高生產效率，降低生產成本。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,前角的功用 前角影響切削變形和摩擦，從而影響切削力、切削熱和切削功率。 前角影響刀具的鋒利性，同時影響切削刃和刀頭的強度及刀頭散熱條件。 1）增大前角能減小切屑的變形，減少切削力，降低切削溫度和動力消耗。 2）增大前角能改善切屑對前刀面的摩擦，減少刀具磨損，提高刀具耐用度。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,一、前角及前刀面的選擇,o1,Pr,o2,0,前角的作用,前角越大，刀越鋒利、切削輕快， 強度下降、不利散熱,前角的功用 3）增大前角能改善加工表面質量，抑制

11、積屑瘤的產生，減少切削振動。 4）前角過大，將削弱刃口強度，減少散熱體積，導致熱應力集中，切削區(qū)局部溫度升高，容易造成刀具破損和磨損。 5）由于減小了切削變形，也不利于斷屑。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,一、前角及前刀面的選擇,合理前角的概念 在一定的條件下， 前角應存在一個合理 的數(shù)值。對應最大 耐用度的前角稱為 合理前角。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,一、前角及前刀面的選擇,硬質合金車刀合理前角參考值,高速鋼車刀的前角一般比表中大5- 10。,前角的選擇原則,根據(jù)工件材料選 對不同材料的工件，在切削時用的前角不同。 加工塑性材料前角較大； 脆性材料應較??； 切削鋼的合理前角

12、比切削鑄鐵大； 切削中硬鋼的合理前角比切削軟鋼??； 加工高強度鋼、淬火鋼、高速鋼時，應選用小前角。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,一、前角及前刀面的選擇,前角的選擇原則,根據(jù)刀具材料選 對于不同的刀具材料，在切削時用的前角不同。 硬質合金的抗彎強度較低，抗沖擊韌度差，所以合理前角應取較??； 高速鋼刀具抗彎強度較高，所以合理前角應取較大。 根據(jù)加工要求選 粗加工、斷續(xù)切削或切削特硬材料時，為保證切削刃強度，應取較小 的前角，甚至負前角； 精加工時，選大前角； 工藝系統(tǒng)剛性不夠易引起振動時，應選用較小的前角。,1.6.1 前角的合理選擇,一、前角的選擇,倒棱 倒棱有兩個參數(shù):倒棱前角和倒棱寬

13、度。 倒棱前角 它的大小與刀具材料有關，高速鋼刀具一般取 0，硬質合金刀具一般取-15-5。 倒棱寬度 與加工性質、進給量有關。粗加工、進給量較大時，取較大值；精加工、進給量較小時，一般 b1 = 0.21 mm。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,二、前刀面的形式及選擇,倒棱指沿著切削刃在前刀面上磨出負前角的小棱面， 倒棱可以提高刀刃強度、增強散熱能力，從而提高了刀具耐用度。,正前角平面型： 正前角平面型式的特點為：制造簡單能獲得較鋒利的刃口，但強度低，傳熱能力差。一般用于精加工刀具、成形刀具、銑刀和脆性材料的加工。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,一、前角及前刀面的選擇,前刀面的形式

14、,正前角平面帶倒棱型： 此時，切屑仍沿前刀面而不沿倒棱流出。在切削塑性材料時，可按 b1 =（0.51.0）f、ol =-15-5選取。用于粗切鑄鍛件或斷續(xù)表面的加工。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,一、前角及前刀面的選擇,前刀面的形式,正前角曲面帶倒棱型： 這種型式是在正前角平面帶倒棱的基礎上，為了卷屑和增大前角，在前刀面上磨出一定的曲面而形成的，常用于粗加工或精加工塑性材料的刀具,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,一、前角及前刀面的選擇,前刀面的形式,卷屑槽的參數(shù)約為lBn =（68）f， rBn =（0.70.8）lBn 。,負前角單面型： 當磨損主要發(fā)生在后刀面時，可制成負前角

15、單面型。此時刀片承受壓應力，具有好的刀刃強度。因此，常用于切削高硬度（強度）材料和淬火鋼材料。但負前角會增大切削力,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,一、前角及前刀面的選擇,前刀面的形式,負前角雙面型： 當磨損同時發(fā)生在前、后兩個刀面時制成負前角雙面型，可使刀片的重磨次數(shù)增多。此時負前角的棱面應 有足夠的寬度，以保證切屑沿該棱面流出。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,一、前角及前刀面的選擇,前刀面的形式,后角的功用 后角的主要作用是減小后刀面與加工表面間的摩擦，降低刀具磨損，提高工件表面質量。 配合前角工作，后角越大，切削刃鈍圓半徑越小，切削刃越鋒利。 影響切削刃和刀頭的強度及散熱體積。

16、,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,二、后角及后刀面的選擇,0,減小主后刀面與加工表面的摩擦,二、后角及后刀面的選擇,后角的功用,增大后角能減少后刀面與工件加工表面之間的摩擦。從而減少刀具的磨損，提高加工表面質量和刀具耐用度。并可減少刃口鈍圓半徑rn使刃口鋒利，這樣就使摩擦進一步減少，降低磨損，從而可提高刀具耐用度。改善加工表面質量。,后角的功用,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,二、后角及后刀面的選擇,增大后角，在同樣的磨鈍標準VB條件下，刀具由新刃磨用到磨鈍，允許磨去的金屬體積較大因而有利于提高刀具耐用度。但后角越大，在同樣的磨鈍標準條件下，刀具的徑向磨

17、損值NB增大，因此一些精加工刀具，當尺寸精度要求高時，就不宜按一般原則采用大的后角。,后角的功用,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,二、后角及后刀面的選擇,增大后角，刀具磨鈍后，重新刃磨，磨去的體積增大。為降低重磨費用，對于重磨刀具宜適當減小后角,后角的功用,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,二、后角及后刀面的選擇,后角的功用,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,二、后角及后刀面的選擇,后角選擇的原則,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,二、后角及后刀面的選擇,粗加工時，強力切削及承受沖擊載荷的刀具，為增加其刀具強度，后角應選取小些; 精加工時，增大后角可提高刀具耐用度和加工表面的質量。

18、工件材料的硬度與強度高時，取較小的后角，以保證刀頭強度;工件材料的硬度與強度低，塑性大時，后角應適當加大。 加工脆性材料時，切削力集中在刃口附近，宜取較小的后角。,后角選擇的原則,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,二、后角及后刀面的選擇,采用負前角時，取較大的后角，以保證切削刃相對鋒利。 定尺寸刀具取較小的后角，以防止重磨后刀具 尺寸的變化。 為降低重磨費用，對于重磨刀具宜適當減小后角。,后刀面選擇 雙重后刀面 為了保證刃口強度，減小刃磨后刀面的工作量，常在車刀后刀面上磨出雙重后角。,二、后角及后刀面的選擇,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,后刀面選擇 刃帶 在后刀面上磨出后角為零度的小棱

19、面，起穩(wěn)定、導向、消振、強化切削刃的作用。刃帶寬度不宜過寬，否則會增大摩擦作用。,二、后角及后刀面的選擇,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,后刀面選擇 消振棱 指沿著切削刃在后刀面上磨出負后角的小棱面，有強化切削刃、減緩刀具磨損和消振作用。 它有兩個參數(shù): 消振棱后角 消振棱寬度,二、后角及后刀面的選擇,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,負倒棱 消振棱 刃帶,副后角的功用及選擇： 減少副后刀面與工件已加工表面之間的摩擦。 一般與主后角相同，對于切斷刀、割槽刀等，取較小值o = 1 3。,二、后角及后刀面的選擇,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,主偏角對切削過程的影響 主偏角r的變化，影響

20、各切削分力的大小比值與產生振動的可能性。 減小主偏角r，則背向力Fp增大，進給力Ff減小。當工藝系統(tǒng)剛度較差時，若過于減小r， Fp顯著增大，就可能引起振動，造成損壞刀具，頂彎工件。 主偏角r的變化，影響切削截面的形狀。 在切削深度和進給量一定的情況下，隨著r角的減小，切削厚度將減小，切削寬度增加，切削刃參加工作的長度增加，切削刃單位長度的負荷減輕，刀尖角增大，這就會提高刀尖強度，改善散熱條件，因而可提高刀具耐用度。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,三、主、副偏角的選擇,kr1,Kr,kr2,Fp,Ff,主偏角對切削過程的影響 主偏角r影響工件表面形狀 當車

21、削階梯軸時，應選用r=90，而當車削外圓端面及倒角時，則可選r=45。 主偏角r的大小，還影響斷屑的效果。 r越大時，切削厚度越大，切削寬度越小，越容易斷屑。 主偏角r的大小，還可能影響殘留面積的高度 當主切削刃的直線部分參與形成殘留面積時，減小r，可提高加工表面光潔度 主偏角r大小，影響切入條件，從而影響切削沖擊,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,三、主、副偏角的選擇,主偏角對切削過程的影響 殘留面積 指刀具副偏角不為零時,刀具經過切削后,殘留在已加工表面上的不平部分剖面面積。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,三、主、副偏角的選擇,主偏角對切削過程的影響

22、,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,三、主、副偏角的選擇,主偏角的選擇原則 根據(jù)工件形狀或工藝加工要求進行合理選擇。 當工藝系統(tǒng)剛性不足時，應選取較大主偏角 當工件材料強度大、硬度高時，為減輕單位切削刃上的負荷，增強刀尖強度，改善散熱條件，以提高刀具耐用度就要取較小的主偏角r=10-30。 在高速強力切削時，為防止振動應選用較大的主偏角，一般r15。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,三、主、副偏角的選擇,負偏角對切削過程的影響 減小副偏角r，可增強刀尖強度，改善散熱條件。 減小副偏角r ，則可以顯著減少切削后的殘留面積，提高

23、表面光潔度。 但r 太小就會增加負切削刃的工作長度，增大副后刀面同已加工表面之間的摩擦，易引起系統(tǒng)振動，反而增大表面粗糙度值。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,三、主、副偏角的選擇,副偏角 Ra刀尖強度散熱體積 副刃工作長度 摩擦Fp易振動Ra，T,副偏角對殘留面積的影響,副偏角對殘留面積的影響,負偏角的選擇原則 根據(jù)工件加工表面光潔度和具體的加工情況而定的。 在不引起振動的前提下，副偏角通常取小值。一般情況下選取r = 10 15； 特殊情況，例如切斷刀，為了保證刀頭強度，可以選取r = 1 2。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)

24、律的應用,三、主、副偏角的選擇,刀尖形式 直線過渡刃 過渡刃的偏角rr/2、長度b（1/41/5）ap ，這種過渡刃多用于粗加工或強力切削的車刀上。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,三、主、副偏角的選擇,刀尖形式 圓弧過渡刃 過渡刃也可磨成圓弧形。它的參數(shù)就是刀尖圓弧半徑r。刀尖圓弧半徑增大時，使刀尖處的平均主偏角減小，可以減小表面粗糙度數(shù)值，且能提高刀具耐用度。但會增大背向力和容易產生振動，所以刀尖圓弧半徑不能過大。通常高速鋼車刀r=0.55mm，硬質合金車刀r=0.52mm。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,三、主、副偏角的選擇,水平修光刃 修光刃是在副切削刃靠近刀尖處磨出一小段r

25、=0o的平行刀刃。其長度b（1.21.5）f。能降低表面粗糙度值，但b 過大易引起振動。,刀尖形式,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,三、主、副偏角的選擇,大圓弧刃 大圓弧刃是把過渡刃磨成非常大的圓弧形，它的作用相當于水平修光刃。,刀尖形式,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,三、主、副偏角的選擇,刃傾角的功用 影響排屑方向 當s 為負值時，切屑向已加工表面流出；當s 為正值時，切屑向待加工表面流出；當刃傾角s = 0時，切屑垂直于切削刃流出。 影響切削刃鋒利性,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,四、刃傾角的選擇,s0e 、rn 鋒利性,刃傾角對流屑方向的影

26、響,影響刀頭強度和散熱條件 負刃傾角可增強刀尖的強 度。切入時，刀尖較遠 部分的切削刃首先接觸 工件，而不是從刀尖開始 ，進而改善了散熱條件， 提高了刀具的耐用度,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,四、刃傾角的選擇,刃傾角的功用,控制背向力與進給力之比，影響工件加工質量 負刃傾角 Fp變形，易振動Ra 。 控制切削刃在切入與切出時的平穩(wěn)性 若刃傾角不等于零，則切削刃上各點逐漸切入工件和逐漸切離工件，故切削過程平穩(wěn)。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,四、刃傾角的選擇,刃傾角的功用,刃傾角選擇的原則 刃傾角選擇的原則主要根據(jù)刀具

27、強度、排屑方向和加工條件而定。 粗加工時，為保證刀具的強度，通常刃傾角選取較小值，s = -5 0。 精加工時，為了提高工件的表面質量，不讓切屑流向已加工的表面，一般刃傾角應選取較大值， s =05。 有沖擊載荷時， s = -15 -5。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,四、刃傾角的選擇,刃傾角選擇的原則 車削淬硬鋼時， s = -12 -5。 微量精車外圓、精車孔和精刨平面時，s = 45 75。 強力切削刨刀時， s = -20 -10。 工藝系統(tǒng)剛性差，切削時不宜選用負刃傾角。,3.2.3 刀具幾何參數(shù)的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,四、

28、刃傾角的選擇,選擇切削用量的一般原則就是在保證加工質量、降低成本和提高生產率的前提下，使ap、f、v的乘積最大。當 ap、f、v的乘積最大時，用切削時間最短。 切削用量選擇的基本原則 粗加工時：保證刀具耐用度的前提下，盡量提高在單位時間內的金屬切除率。 應優(yōu)先選擇大的背吃刀量，其次選擇較大的進給量，最后根據(jù)刀具耐用度，確定合適的切削速度。 精加工時：保證工件的加工質量的前提下，兼顧必要的生產率 應選用較小的進給量和背吃刀量，并盡可能選用較高的切削速度。,3.2.4 切削用量的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,式中,確定切削深度 ap,粗加工時， ap由加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度決定，盡可

29、能一次走刀切除全部加工余量。 半精加工和精加工的加工余量根據(jù)尺寸精度確定，一般較小，可一次切除。有時為了保證工件的加工質量，也可二次走刀。多次走刀時，第一次走刀的背吃刀量取得比較大，一般為總加工余量的2/33/4。,確定進給量 f,粗切時根據(jù)工藝系統(tǒng)強度和剛度條件確定 精切時根據(jù)加工表面粗糙度要求確定,切削用量的選擇,3.2.4 切削用量的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,確定切削速度 v,根據(jù)規(guī)定的刀具耐用度確定切削速度 v,切削用量的選擇,3.2.4 切削用量的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,根據(jù)已經選定的背吃刀量ap 、進給量f及刀具使用壽命T，切削速度v可按下式計算求

30、得,切削速度的參考值可以在切削用量手冊中查到。,金屬切削過程中合理選用切削液: 可以改善刀具與切屑和刀具與工件界面的摩擦情況，改善散熱條件，從而降低切削力、切削溫度和刀具磨損。 切削液還可以減少刀具與切屑的粘結，抑制積屑瘤的生長，提高已加工表面質量，可以減少工件熱變形，保證加工精度。,3.2.5 切削液的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,冷卻作用 切削液可帶走大量的切削熱，降低切削區(qū)的切削溫度。 切削液的冷卻效果決定于：切削液本身導熱系數(shù)、比熱、溫度、流量和流速、汽化熱。 水的導熱系數(shù)為油的3-5倍，比熱約大1倍，汽化熱要大6-12倍，故其冷卻性能最好，油類最差，乳化液則介乎二者之間而

31、接近于水.,3.2.5 切削液的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,一、切削液的作用,潤滑作用 切削液可滲透到切屑、工件、刀具接觸面之間，在金屬表面上展開和粘附，形成一層牢固的、有一定強度的潤滑膜。 切削液的潤滑性能與其滲透性、形成潤滑膜的能力及潤滑膜的強度有著密切關系。 潤滑膜形成的機理：物理吸附膜、化學吸附膜,3.2.5 切削液的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,一、切削液的作用,清洗作用 金屬切削過程中，有時產生一些細小的切屑，為了防止碎屑或磨粉劃傷工件已加工表面和機床導軌面，防止磨屑嵌在砂輪空隙中降低磨削性能，要求切削液具有良好的清洗作用。 清洗性能的好壞與切削液的滲透性

32、、流動性和使用壓力有關。 防銹作用 防銹作用取決于切削液本身性能，加入防銹添加劑，可在金屬表面吸附或化合，形成保護膜，防止與腐蝕介質接觸而起到防銹作用。,3.2.5 切削液的合理選擇,3.2 切削過程基本規(guī)律的應用,一、切削液的作用,為了改善切削液的性能而加入的化學物質稱為添加劑。常見的有油性、極壓添加劑、乳化劑（表面活性劑）、防銹等。 油性添加劑 油性添加劑主要起滲透和潤滑作用。它降低油與金屬的界面張力，使切削油很快滲透到切削區(qū)，在一定的切削溫度下形成物理吸附膜，減小切屑、工件和刀具界面的摩擦。 它主要用于一般金屬低速精加工時溫度和壓力較低的狀態(tài)，高溫高壓時將被破壞。 常用的油性添加劑為動、

33、植物油及油酸、胺類、醇類及酯類等。,二、切削液中的添加劑,3.2.5 切削液的合理選擇,極壓添加劑 在極壓潤滑狀態(tài)下，切削液中必須添加極壓添加劑來維持潤滑膜的強度。它與金屬表面起化學反應，形成化學吸咐膜，熔點高得多，可防止極壓狀態(tài)下金屬摩擦面直接接觸，減小摩擦。 多數(shù)難切削金屬的加工，屬于極壓潤滑狀態(tài)，需加極壓添加劑。 常用的極壓添加劑為含硫、磷、氯等有機化合物，與金屬生成氯化鐵、硫化鐵、磷酸鐵等化學吸附膜，能在高溫下保持潤滑作用,二、切削液中的添加劑,3.2.5 切削液的合理選擇,乳化劑 乳化劑是使礦物油和水乳化，形成穩(wěn)定乳化液的添加劑。 它是一種表面活性劑，它的分子是由極性基團和非極性基團兩部分組成。 表面活性劑在乳化液中，除了起乳化作用外，還能吸附在金屬表面上，形成潤滑膜，起油性添加劑的作用。,二、切削液中的添加劑,3.2.5 切削液的合理選擇,乳化液示意圖,防銹添加劑 它是一種極性很強的化合物，與金屬表面有很強的附著力，吸附在金屬表面形成保護膜，或與金屬表面化合形成鈍化膜，起防銹作用。 常用的防銹添加劑有水溶性類和油溶性類。前者以碳酸鈉、三乙醇胺等，后者如石油磺酸鈉、石油磺酸鋇等，應用較廣。 除上述添加劑外，有時還可添加抗泡沫劑、防霉添加劑等。 生產中根據(jù)具體切削條件和使用要求，綜合添加幾種添加劑,以得到效果較好的切