第五节切削规律应用

第五节切削规律的应用一、改善切削加工性二、选择切削液三、选择刀具参数四、选择切削用量1、概念：、概念：是指在一定切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度。一、工件材料的切削加工性一、工件材料的切削加工性2 2、评定指标：、评定指标：刀具寿命指标加工表面粗糙度指标切屑控制指标 3、改善材料切削加工性的措施选用切削加工性较好的材料选用切削加工性好的毛坯状态通过热处理改善材料的切削加工性4 4、常见材料的切削加工性常见材料的切削加工性有色金属：有色金属：断屑较困难，但总体上讲加工性较好。铸铁：铸铁：总的说来，铸铁的加工性比碳钢好。碳素结构钢：碳素结构钢：碳素结构钢的切削加工性主要取决于钢中碳的含量，以及热处理状态。合金结构钢：合金结构钢：在碳素结构钢中加入一定的合金元素如Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等，使钢的强度、硬度、弹性等方面性能提高，故加工性也随之变差。难切削金属材料：难切削金属材料：通常把高锰钢、高强度钢、不锈钢、高温合金、钛及钛合金、难熔金属及其合金等称为难切削材料难切削材料。难切削材料强度一般较高，加工硬化严重，硬度高，有很高的耐磨性，加工时切削力大、切削区温度高、刀具磨损剧烈。陶瓷材料：陶瓷材料：一般情况下只有使用金刚石或立方氮化硼刀具才能进行切削，也可以采用磨削。工程橡胶：工程橡胶：弹性大，难于控制准确的尺寸。弹性大，难于控制准确的尺寸。难加工材料的切削加工性及改善途径 特殊刀具材料 特殊刀具角度 适当的热处理二、选择切削液1.1.切削液的作用切削液的作用切削液的作用主要有冷却、润滑、排屑、清洗和防锈（1 1）冷却作用）冷却作用：主要是指迅速将切削过程中产生的热量从切削区带走，使切削区温度降低。（2 2）润滑作用）润滑作用：采用切削液可起到润滑作用，减轻刀具与工件、刀具与切屑之间摩擦。（3 3）排屑作用）排屑作用：利用高压大剂量切削液冲走切削区的切屑（4 4）清洗和防锈作用：）清洗和防锈作用：切削液应能将切屑或磨粒冲走，以免切屑堵塞或划伤已加工表面及机床导轨，对磨削、深孔加工等工序特别重要。防锈作用取决于切削液本身的性能和使用的防锈添加剂。2.2.切削液的种类切削液的种类水溶液：水溶液：主要起冷却作用。主要有水溶液、乳化液和化学合成液三种。油溶液类切削液油溶液类切削液：主要有切削没和极压切削油。切削油主要起润滑作用，包括10号、20号机油，轻柴油、煤油等矿物油及动植物油等。固体润滑剂：二硫化钼。3 3、切削液的选用切削液的选用加工中使用的切削液要根据工件材料、刀具材料、加工方法、加工要求等情况综合考虑，合理选用。工件材料方面的考虑工件材料方面的考虑刀具材料方面的考虑加工方法方面的考虑加工方法方面的考虑三、选择刀具几何参数刀具几何参数包括刀具角度、刀面的形式以及切削刃形状。（一）、选择前角和前刀面形状前角的作用：前角的作用：前角前角 切屑变形切屑变形切削力切削力刃口强度刃口强度前刀面磨损前刀面磨损 导热体积导热体积刀具前角的选用：刀具前角的选用：加工塑性材料选大前角加工塑性材料选大前角,加工脆性材料、加工脆性材料、断续切削选小前角断续切削选小前角,加工硬材料选用负前角加工硬材料选用负前角加工钢铁时，硬质合金刀具前角取值为10到20，切削相同材料时，高速钢比硬质合金前角取值大10；陶瓷刀具和立方氮化硼刀具则比硬质合金小5到10。（二）、后角和后刀面形状后角的作用后角的作用：后角 后刀面与加工表面间的摩擦 后刀面磨损 刃口强度 导热体积刀具后角的选用刀具后角的选用：粗加工选小后角,精加工选大后角,选大前角时选小后角以增大刃口强度；加工塑性好的材料时可取大一点，若工件材料的硬度或强度较高，则后角应取小一点。粗加工后角一般为4到6，精加工刀具的后角一般取8到10。另外定尺寸刀具的后角取值小于非定尺寸刀具。（三）、选择主偏角和副偏角主偏角的作用：主偏角的作用：主偏角主偏角 切削刃工作长度切削刃工作长度 刀尖强度刀尖强度 导热体积导热体积 径向分力径向分力刀具主偏角的选用：刀具主偏角的选用：一般为一般为30753075,加工细长工件采用加工细长工件采用9093 9093 副偏角的作用：副偏角的作用：副偏角副偏角 副后面与工件已加工表面摩擦副后面与工件已加工表面摩擦 刀尖强度刀尖强度 表面粗糙度表面粗糙度刀具副偏角的选用：刀具副偏角的选用：一般为一般为520520,特殊要求可采用特殊要求可采用Kr=0 Kr=0 的修光刃的修光刃（四）、选择过渡刃过渡刃的作用：增强刀尖强度和散热能力。降低残留面积高度。过渡刃的选择：根据工艺系统刚性选择和工件表面粗糙度要求选择。过渡刃偏角：过渡刃长度：刀尖圆弧半径：（五）、选择刃倾角刃倾角的作用：刃倾角的作用：影响排屑方向：影响排屑方向：影响刀头的强度；影响切削刃的锋利S 0 排向待加工表面 ；S 0 排向已加工表面；S=0 前刀面上卷曲 刀具刃倾角的选用：刀具刃倾角的选用：精加工取精加工取S S 0 0，5 5到到1010 粗加工取粗加工取S S 0 0，5 5到到1010 加工细长工件采用加工细长工件采用S S 0 0 90四、四、选择切削用量的原则选择切削用量的原则合理的选择切削用量能保证零件的质量，提高行产合理的选择切削用量能保证零件的质量，提高行产率，降低加工成本。率，降低加工成本。1.1.切削用量对生产率的影响切削用量对生产率的影响金属切除率可以表示为：Q=vfap（mm3/s）2.2.切削用量对刀具耐用度的影响切削用量对刀具耐用度的影响切削速度v的影响最大，进给量f居其次，切削深度ap的影响最小。3.3.选择切削用量的基本原则选择切削用量的基本原则选择切削用量应在保证刀具一定耐用度的前提下，优考虑采用最大的切削深度ap，其次考虑采用大的进给量f，最后根据刀具耐用度的要求选定（根据相关手册资料）合理的切削速度v。75.025.25pTafVCT（一）粗车切削用量的选择 着重考虑提高生产率Q=vfap应先尽量选取大的背吃刀量，尽量一次去掉余量。不同的机床允许的最大背吃刀量不同，如C6136允许的吃刀量为2到3mm，而C6160则可以达到5到10mm。然后选一个比较大的进给量：受机床强度，刀片结构及工件刚性的景响，一般查表选择。常用的范围是0.31mm/r。最后根据刀具寿命选择一个合理的切削速度：计算查表。最后验算机床功率。硬质合金刀具车削中碳钢时，50100m/min。（二）精车切削用量的选择 着重考虑保证工件的加工质量。应先尽量选取小的背吃刀量，半精车取1到2mm，精车取0.05到0.8mm。然后选一个比较小的进给量：半精车0.2到0.5mm/r，精车为0.1到0.3mm/r。最后选择较高的切削速度：。最后验算机床功率。硬质合金刀具车削中碳钢时，50100m/min。