机械制造技术基础1

第 一 章 绪 论 第 一 节 机 械 制 造 工 业 在 国 民 经 济 中 的 地 位 与 作 用 机 械 制 造 工 业 是 制 造 业 最 重 要 组 成 之 一 。 它 担 负 着 向国 民 经 济 的 各 个 部 门 提 供 机 械 装 备 的 任 务 。 第 二 节 机 械 制 造 厂 的 生 产 过 程 和 工 艺 过 程 一 、 生 产 过 程 和 工 艺 过 程 1 生 产 过 程 从 原 材 料 (或 半 成 品 )进 厂 一 直 到 把 成 品 制 造 出 来 的 各有 关 劳 动 过 程 的 总 和 统 称 为 工 厂 的 生 产 过 程 ， 它 包 括 原 材料 的 运 输 保 管 、 把 原 材 料 做 成 毛 坯 、 把 毛 坯 做 成 机 器 零 件 、把 机 器 零 件 装 配 成 机 器 、 检 验 、 试 车 、 油 漆 、 包 装 等 。 2 工 艺 过 程 在 生 产 过 程 中 凡 属 直 接 改 变 生 产 对 象 的 尺 寸 、 形 状 、物 理 化 学 性 能 以 及 相 对 位 置 关 系 的 过 程 ， 统 称 为 工 艺过 程 。 二 、 工 艺 过 程 的 组 成 1 工 序 一 个 工 人 或 一 组 工 人 ， 在 一 个 工 作 地 对 同 一 工 件或 同 时 对 几 个 工 件 所 连 续 完 成 的 那 一 部 分 工 艺 过 程 ，称 为 工 序 。 例 如 ， 加 工 图 1-1所 示 零 件 ， 其 工 艺 过 程 可 由 表 1-1所 示 的 五 个 工 序 组 成 。 2 安 装 安 装 是 工 件 经 一 次 装 夹 后 所 完 成 的 那 一 部 分 工 艺 过 程 。 3 工 位 工 位 是 在 工 件 的 一 次 安 装 中 ， 工 件 相 对 于 机 床 (或 刀具 )每 占 据 一 个 确 切 位 置 中 所 完 成 的 那 一 部 分 工 艺 过 程 。 4 工 步 工 步 是 在 加 工 表 面 、 切 削 刀 具 和 切 削 用 量 (仅 指 机床 主 轴 转 速 和 进 给 量 )都 不 变 的 情 况 下 所 完 成 的 那 一 部分 工 艺 过 程 。 5 走 刀 在 一 个 工 步 中 ， 如 果 要 切 掉 的 金 属 层 很 厚 ， 可 分几 次 切 ， 每 切 削 一 次 ， 就 称 为 一 次 走 刀 ； 图 1-3所 示 车表 面 分 两 次 切 就 是 两 次 走 刀 。 综 上 分 析 可 知 ， 工 艺 过 程 的 组 成 是 很 复 杂 的 。 工艺 过 程 由 许 多 工 序 组 成 ， 一 个 工 序 可 能 有 几 个 安 装 ，一 个 安 装 可 能 有 几 个 工 位 ， 一 个 工 位 可 能 有 几 个 工 步 ，如 此 等 等 。 第 三 节 生 产 类 型 及 其 工 艺 特 征 一 、 加 工 零 件 的 年 生 产 纲 领 加 工 零 件 的 年 生 产 纲 领 ： 即 该 加 工 零 件 的 年 产 量 。 加 工 零 件 的 年 生 产 纲 领 N可 按 下 式 计 算 N=Qn(1+a%)(1+b%)式 中 Q产 品 的 年 产 量 (台 /年 )； n每 台 产 品 中 该 零 件 的 数 量 (件 /台 )； a 备 品 率 ； b 废 品 率 。 二 、 生 产 类 型 根 据 加 工 零 件 的 年 产 纲 领 和 零 件 本 身 的 特 性 (轻 重 、大 小 、 结 构 复 杂 程 度 、 精 密 程 度 等 )， 将 零 件 的 生 产 类 型划 分 为 ： 单 件 生 产 、 成 批 生 产 和 大 量 生 产 三 种 生 产 类 型 。 产 品 种 类 很 多 ， 同 一 种 产 品 的 数 量 不 多 ， 生 产 很 少 重复 ， 此 种 生 产 称 为 单 件 生 产 。 产 品 的 品 种 较 少 ， 数 量 很 大 ， 每 台 设 备 经 常 重 复 地 进行 某 一 工 件 的 某 一 工 序 的 生 产 ， 此 种 生 产 称 为 大 量 生 产 。 成 批 地 制 造 相 同 零 件 的 生 产 ， 称 为 成 批 生 产 。 每 批 制造 的 相 同 零 件 的 数 量 ， 称 为 批 量 。 按 照 批 量 多 少 和 被 加 工零 件 自 身 的 特 性 ， 成 批 生 产 又 可 进 一 步 划 分 为 小 批 生 产 、中 批 生 产 和 大 批 生 产 。 三 、 各 种 生 产 类 型 的 工 艺 特 征 （ 表 1-4） 第 四 节 基 准 用 来 确 定 生 产 对 象 几 何 要 素 间 几 何 关 系 所 依 据 的 那些 点 、 线 、 面 ， 称 为 基 准 。 基 准 可 分 为 设 计 基 准 和 工 艺基 准 两 大 类 ； 工 艺 基 准 又 可 分 为 工 序 基 准 、 定 位 基 准 、测 量 基 准 和 装 配 基 准 等 。 一 、 设 计 基 准 设 计 图 样 上 标 注 设 计 尺 寸 所 依 据 的 基 准 ， 称 为 设 计基 准 。 二 、 工 艺 基 准 工 艺 过 程 中 所 使 用 的 基 准 ， 称 为 工 艺 基 准 。 按 其 用途 之 不 同 ， 又 可 分 为 工 序 基 准 、 定 位 基 准 、 测 量 基 准 和装 配 基 准 。 1 工 序 基 准 在 工 序 图 上 用 来 确 定 本 工 序 加 工 表 面 尺 寸 、 形 状 和 位 置 所 依 据 的 基 准 ， 称 为 工 序 基 准 (又 称 原 始 基 准 )。 2 定 位 基 准 在 加 工 中 用 作 定 位 的 基 准 ， 称 为 定 位 基 准 。 作 为 定位 基 准 的 点 、 线 、 面 ， 在 工 件 上 有 时 不 一 定 具 体 存 在 (例如 ， 孔 的 中 心 线 、 轴 的 中 心 线 、 平 面 的 对 称 中 心 面 等 )，而 常 由 某 些 具 体 的 定 位 表 面 来 体 现 ， 这 些 定 位 表 面 称 为定 位 基 面 。 3 测 量 基 准 工 件 在 加 工 中 或 加 工 后 ， 测 量 尺 寸 和 形 位 误 差 所 依据 的 基 准 ， 称 为 测 量 基 准 。 4 装 配 基 准 装 配 时 用 来 确 定 零 件 或 部 件 在 产 品 中 相 对 位 置 所 依据 的 基 准 ， 称 为 装 配 基 准 。 述 各 种 基 准 应 尽 可 能 使 之 重 合 。 在 设 计 机 器 零 件 时 ，应 尽 量 选 用 装 配 基 准 作 为 设 计 基 准 ； 在 编 制 零 件 的 加 工工 艺 规 程 时 ， 应 尽 量 选 用 设 计 基 准 作 为 工 序 基 准 ； 在 加工 及 测 量 工 作 时 ， 应 尽 量 选 用 工 序 基 准 作 为 定 位 基 准 及测 量 基 准 ； 以 消 除 由 于 基 准 不 重 合 引 起 的 误 差 (基 准 不 重合 误 差 计 算 参 见 第 四 章 第 二 节 、 第 五 章 第 二 节 )。 第 五 节 工 件 的 装 夹 一 、 工 件 的 装 夹 工 件 的 装 夹 包 括 定 位 和 夹 紧 两 层 含 义 。 在 开 动 机 床 进 行 加 工 之 前 ， 必 须 首 先 将 工 件 放 在 机 床上 或 夹 具 中 ， 使 它 在 夹 紧 之 前 就 相 对 于 机 床 占 有 某 一 正 确的 位 置 ， 此 过 程 称 为 定 位 。 工 件 在 定 位 之 后 还 不 一 定 能 承 受 外 力 的 作 用 ， 为 了 使工 件 在 加 工 过 程 中 总 能 保 持 其 正 确 位 置 ， 还 必 须 把 它 压 紧 ，此 过 程 称 为 夹 紧 。 定 位 过 程 与 夹 紧 过 程 都 可 能 使 工 件 偏 离 所 要 求 的 正 确位 置 而 产 生 定 位 误 差 与 夹 紧 误 差 。 定 位 误 差 与 夹 紧 误 差 之和 称 为 装 夹 误 差 。 二 、 工 件 的 定 位 1.工 件 的 六 个 自 由 度 物 体 在 空 间 具 有 六 个 自 由 度 ， 即 沿 三 个 坐 标 轴 的 移 动(分 别 用 符 号 表 示 )和 绕 三 个 坐 标 轴 的 转 动 (分别 用 表 示 )。 2.工 件 定 位 的 六 点 定 位 原 理 工 件 定 位 的 实 质 就 是 限 制 工 件 的 自 由 度 ， 要 使 工 件 在空 间 处 于 完 全 确 定 的 位 置 ， 必 须 限 制 工 件 的 六 个 自 由 度 ，这 就 是 工 件 定 位 的 六 点 定 位 原 理 。 可 以 用 定 位 支 承 点 来 限 制 工 件 的 自 由 度 ， 一 般 来 说 ，一 个 定 位 支 承 点 可 以 限 制 工 件 的 一 个 自 由 度 。 物 体 在 空 间 具 有 六 个 自 由 度 在 XOY面 上 用 三 个 定 位 支 承 点 ， 限 制 了 ， 和 。 在 YOZ面 上 用 二 个 定 位 支 承 点 ， 限 制 了 和 。在 XOZ面 上 用 一 个 定 位 支 承 点 ， 限 制 了 。 例 1： 铣 削 下 图 所 示 工 件 上 的 槽 就 必 须 限 制 工 件 的 六 个 自 由 度 例 2： 铣 削 下 图 所 示 的 通 槽 必 须 限 制 工 件 的 五 个 自 由 度 。 在 工 件 的 底 面 A用 三 个 定 位 支 承 点 ， 限 制 了 、 和 。 在 工 件 的 侧 面 B用 二 个 定 位 支 承 点 ， 限 制 了 和 。 3.定 位 的 种 类 1） 完 全 定 位 2） 不 完 全 定 位 3） 过 定 位 4） 欠 定 位 4.常 见 典 型 定 位 方 式 及 定 位 元 件 所 限 制 的 自 由 度 (1)工 件 定 位 基 面 为 平 面 （ 2） 工 件 定 位 基 面 为 圆 孔 （ 3） 工 件 定 位 基 面 为 外 圆 柱 面 （ 4） 工 件 定 位 基 面 为 锥 孔 第 二 章 切 削 过 程 及 其 控 制 第 一 节 金 属 切 削 刀 具 基 础 一 、 切 削 加 工 的 基 本 概 念 (一 )切 削 运 动 与 切 削 中 的 工 件 表 面 ve=vc+vf (2-1) (二 )切 削 用 量 1 切 削 速 度 vc(m/s或 m/min) 切 削 速 度 ： 切 削 刃 相 对 于 工 件 的 主 运 动 速 度 。 主 运 动 为 旋 转 运 动 时 ， 切 削 速 度 由 下 式 确 定 vc= 1000dn (2-2) 式 中 d工 件 (或 刀 具 )的 最 大 直 径 (mm)； n工 件 (或 刀 具 )的 转 速 (r/s或 r/min)。 2 进 给 量 f 进 给 量 ： 工 件 或 刀 具 转 一 周 (或 每 往 复 一 次 )， 两 者 在 进 给 运 动方 向 上 的 相 对 位 移 量 。 其 单 位 是 mm/r(或 mm/双 行 程 )。 v f=nf=nzfz (2-3) 式 中 z刀 齿 数 。 3 背 吃 刀 量 ap(mm) 背 吃 刀 量 ： 刀 具 切 削 刃 与 工 件 的 接 触 长 度 在 同 时 垂 直 于 主 运 动和 进 给 运 动 的 方 向 上 的 投 影 值 。 外 圆 车 削 的 背 吃 儿 量 就 是 工 件 已 加工 表 面 和 待 加 工 表 面 间 的 垂 直 距 离 (参 见 图 2-2)。式 中 d w-工 件 上 待 加 工 表 面 直 径 (mm)； dm工 件 上 已 加 工 表 面 直 径 (mm)。 (2-4) (三 )切 削 层 参 数 切 削 刃 在 一 次 走 刀 中 从 工 件 上 切 下 的 一 层 材 料 称 为 切削 层 。 切 削 层 的 截 面 尺 寸 参 数 称 为 切 削 层 参 数 。 切 削 层 参数 通 常 在 与 主 运 动 方 向 相 垂 直 的 平 面 内 观 察 和 度 量 。 1 切 削 层 公 称 厚 度 hD 切 削 层 公 称 厚 度 hD： 垂 直 于 过 渡 表 面 度 量 的 切 削 层 尺寸 (以 下 简 称 为 切 削 厚 度 )。 车 外 圆 时 (图 2-2)， 如 车 刀 主 切 削 刃 为 直 线 h D=fsinkr (2-5) 2 切 削 层 公 称 宽 度 bD 切 削 层 公 称 宽 度 bD： 沿 过 渡 表 面 度 量 的 切 削 层 尺 寸 (以 下 简 称 为 切 削 宽 度 )。 如 车 刀 主 切 削 刃 为 直 线 bD= rpasin 3 切 削 层 公 称 横 截 面 积 AD 切 削 层 公 称 横 截 面 积 AD： 切 削 层 在 切 削 层 尺 寸 度 量平 面 内 的 横 截 面 积 (以 下 简 称 为 切 削 面 积 )。 对 于 车 削 AD=hDbD=fap (2-7)（ 2-6） 二 、 刀 具 角 度 下 面 以 外 圆 车 刀 为 例 ， 给 出 刀 具 几 何 参 数 方 面 的 有 关定 义 。 (一 )刀 具 切 削 部 分 的 构 造 (1)前 刀 面 (2)主 后 刀 面 (3)副 后 刀 面 (4)主 切 削 刃 (5)副 切 削 刃 (6)刀 尖 (二 )刀 具 的 标 注 角 度 1 刀 具 标 注 角 度 的 参 考 系 (1)基 面 Pr 通 过 主 切 削 刃 上 某 一 指 定 点 ， 并 与 该 点 切 削 速 度 方 向 相 垂 直 的 平 面 。 (2)切 削 平 面 Ps 通 过 主 切 削 刃 上 某 一 指 定 点 ， 与 主 切 削 刃 相 切 并 垂 直 于 该 点 基 面 的 平 面 。 (3)正 交 平 面 P o 通 过 主 切 削 刃 上 某 一 指 定 点 ， 同 时 垂 直 于 该 点 基 面 和 切 削 平 面 的 平 面 。 上 述 三 个 参 考 平 面 是 互 相 垂 直 的 ， 由 它 们 组 成 的 刀 具标 注 角 度 参 考 系 称 为 正 交 平 面 参 考 系 。 2 刀 具 的 标 注 角 度 (1)前 角 o 在 正 交 平 面 内 测 量 的 前 刀 面 和 基 面 间 的 夹 角 。 前 角 的 作 用 ： a.o变 形 切 削 力 。 b. o切 削 刃 强 度 。 c. o散 热 体 积 。 所 以 应 有 合 理 前 角 。 (2)后 角 o 在 正 交 平 面 内 测 量 的 主 后 刀 面 与 切 削 平 面 的 夹 角 ， 一般 为 正 值 。 后 角 的 作 用 ： a. o 摩 擦 切 削 力 。 b. o切 削 刃 强 度 。 c. o散 热 体 积 。 所 以 后 角 也 应 有 合 理 值 。 (3)主 偏 角 kr 在 基 面 内 测 量 的 主 切 削 刃 在 基 面 上 的 投影 与 进 给 运 动 方 向 的 夹 角 。 主 偏 角 的 作 用 ： a.在 ap和 f一 定 的 情 况 下 ， kr 切 削 刃 单 位 长 度 上 的受 力 。 b. kr 径 向 力 Fp， 轴 向 力 Ff 。 所 以 主 偏 角 也 应 有 合 理 值 。 (4)副 偏 角 kr 在 基 面 内 测 量 的 副 切 削 刃 在 基 面 上 的 投影 与 进 给 运 动 反 方 向 的 夹 角 。 副 偏 角 的 作 用 ： a. kr 摩 擦 。 b. kr 工 件 表 面 粗 糙 度 所 以 副 偏 角 也 应 有 合 理 值 。 (5)刃 倾 角 s 在 切 削 平 面 内 测 量 的 主 切 削 刃 与 基 面 之间 的 夹 角 。 刃 倾 角 的 作 用 ： a.影 响 切 屑 的 流 出 方 向 。 正 的 s切 屑 流 向 工 件 的 待 加 工 表 面 。 负 的 s切 屑 流 向 工 件 的 已 加 工 表 面 。 b.正 的 s刀 尖 强 度 。 所 以 刃 倾 角 也 应 有 合 理值 。 3 刀 具 的 工 作 角 度 (1)进 给 运 动 对 工 作 角 度 的 影 响 a.横 向 进 给 运 动 对 工 作 角 度 的 影 响 oe=o+ oe=o- b.纵 向 进 给 运 动 对 工 作 角 度 的 影 响 螺 纹 车 刀 左 侧 刀 刃 上 A点 在 正 交 平 面 内 的 工 作 前 角 度 oe=o+ oe=o- (2)刀 具 安 装 位 置 对 工 作 角 度 的 影 响 a.刀 尖 高 于 或 低 于 工 件 中 心 的 影 响 刀 尖 高 于 工 件 中 心 （ 如 图 ） ： oe o oe o 刀 尖 低 于 工 件 中 心 ： oe o oe o b.车 刀 刀 杆 中 心 线 与 进 给 方 向 不 垂 直 时 的 影 响 kre=kr A kre =kr A式 中 A刀 杆 中 心 线 的 垂 线 与 进 给 方 向 的 夹 角 。 三 、 刀 具 材 料 (一 )刀 具 材 料 的 性 能 要 求 (1)较 高 的 硬 度 和 耐 磨 性 刀 具 材 料 的 常 温 硬 度 要 求在 60HRC以 上 。 (2)足 够 的 强 度 和 韧 性 (3)较 高 的 耐 热 性 (4)良 好 的 导 热 性 和 耐 热 冲 击 性 能 (5)良 好 的 工 艺 性 (二 )常 用 刀 具 材 料 1.碳 素 工 具 钢 碳 素 工 具 钢 是 含 碳 量 为 0.7 1.3%的 优 质 高 碳 钢 。 常 用 牌 号 有 ： T8A、 T10A、 T12A。 碳 素 工 具 钢 的 性 能 ： 淬 火 硬 度 可 达 HRC60 66， 且 刀 具 韧 磨 时 容 易 锋 利 ，价 格 低 廉 。 但 耐 热 性 差 ， 200 左 右 就 会 失 去 原 来 的 硬 度 ，故 允 许 的 切 削 速 度 不 高 （ 0.5m/s左 右 ） 。 淬 透 性 差 ， 热 处理 变 形 大 。 碳 素 工 具 钢 应 用 ： 只 用 来 制 造 手 动 刀 具 ， 如 锉 刀 、 手 工 锯 条 等 。 2.合 金 工 具 钢 在 碳 素 工 具 钢 中 加 入 一 定 量 的 合 金 元 素 ， 如 铬 （ Cr） 、钨 （ W） 、 硅 （ Si） 、 锰 （ Mn） 等 即 成 合 金 工 具 钢 。 常 用 的 牌 号 有 ： 9SiCr、 CrWMn等 。 合 金 工 具 钢 的 性 能 ： 淬 火 硬 度 与 碳 素 工 具 钢 相 同 ， 而 耐 热 性 有 所 提 高 ， 可耐 350 左 右 的 高 温 ， 耐 磨 性 也 略 有 提 高 。 合 金 工 具 钢 的最 大 优 点 是 热 处 理 时 变 形 较 小 。 合 金 工 具 钢 应 用 ： 常 用 来 制 造 形 状 复 杂 、 要 求 热 处 理 变 形 小 的 低 速 刀 具 ，如 丝 锥 、 板 牙 、 铰 刀 等 。 3 高 速 钢 高 速 钢 是 加 入 了 较 多 的 钨 (w)、 钼 (Mo)、 铬 (Cr)、 钒(v)等 合 金 元 素 的 高 合 金 工 具 钢 。 高 速 钢 的 性 能 ： 具 有 较 高 的 硬 度 (62 67HRC)和 耐 热 性 ； 高 的 耐 热 性 ，温 度 高 达 500 650 时 仍 能 进 行 切 削 ； 高 强 度 (抗 弯 强 度是 一 般 硬 质 合 金 的 2 3倍 ， 陶 瓷 的 5 6倍 )； 韧 性 好 ， 可在 有 冲 击 、 振 动 的 场 合 应 用 ； 制 造 工 艺 性 好 ， 容 易 磨 出 锋利 的 切 削 刃 。 高 速 钢 的 应 用 ： 适 于 制 造 各 类 刀 具 ， 尤 其 适 于 制 造 钻头 、 拉 刀 、 成 形 刀 具 、 齿 轮 刀 具 等 形 状 复 杂 的 刀 具 。 高 速 钢 的 分 类 ： 按 切 削 性 能 可 分 为 普 通 高 速 钢 和 高 性 能 高 速 钢 按 制 造 工 艺 方 法 可 分 为 熔 炼 高 速 钢 和 粉 木 冶 金 高 速 钢 。 （ 1） 普 通 高 速 钢 是 加 入 较 多 的 钨 （ W） 、 钼 （ Mo） 、 铬 （ Cr） 、 钒（ V） 等 合 金 元 素 的 高 合 金 工 具 钢 。 典 型 牌 号 ： W18Cr4V(简 称 W18)和 W6Mo5Cr4V2(M2)。 特 点 及 适 用 范 围 ： W18的 综 合 性 能 较 好 ， 可 用 于 各 种 复杂 刀 具 。 M2的 碳 化 物 分 布 细 小 、 均 匀 ， 可 用 来 制 造 尺 寸 较大 ， 承 受 较 大 冲 击 力 的 刀 具 ； M2的 热 塑 性 好 ， 适 合 于 制 造热 扎 钻 头 等 刀 具 。 （ 2） 高 性 能 高 速 钢 在 普 通 高 速 钢 的 基 础 上 增 加 一 些 含 碳 量 、 含 钒 量 并 添加 钴 、 铝 等 合 金 元 素 熔 炼 而 成 。 典 型 牌 号 ： W2Mo9Cr4VCo8(M42)和W6Mo5Cr4V2Al(501)。 特 点 及 适 用 范 围 ： M42的 综 合 性 能 好 ， 常 温 硬 度 接近 70HRC， 600 时 其 硬 度 为 55HRC， 刃 磨 性 能 也 好 ； 但M42含 钻 多 ， 成 本 较 贵 。 501钢 是 一 种 含 铝 的 无 钴 高 速 钢 ，600 时 硬 度 达 54HRC， 501钢 的 切 削 性 能 与 M42大 体 相当 ， 成 本 较 低 ， 但 刃 磨 性 能 较 差 。 表 2-1列 出 了 几 种 常 用 高 速 钢 的 力 学 性 能 。 (3)粉 末 冶 金 高 速 钢 粉 末 冶 金 高 速 钢 是 在 用 高 压 惰 性 气 体 (氩 气 或 氮 气 )把钢 水 雾 化 成 粉 末 后 ， 再 经 过 热 压 、 锻 轧 成 材 。 特 点 及 适 用 范 围 ： 有 效 地 解 决 了 熔 炼 高 速 钢 的 碳 化 物 共 晶 偏 析 问 题 ， 结晶 组 织 细 小 均 匀 。 与 熔 炼 高 速 钢 相 比 ， 粉 末 冶 金 高 速 钢 材质 均 匀 ， 韧 性 好 ， 硬 度 高 ， 热 处 理 变 形 小 ， 质 量 稳 定 ， 刃磨 性 能 好 ， 刀 具 寿 命 较 高 。 可 用 它 切 削 各 种 难 加 工 材 料 ，特 别 适 合 于 制 造 各 种 精 密 刀 具 和 形 状 复 杂 的 刀 具 。 4 硬 质 合 金 硬 质 合 金 是 用 高 硬 度 、 难 熔 的 金 属 碳 化 物 (WC、 TiC等 )和 金 属 粘 结 剂 (Co、 Ni等 )在 高 温 条 件 下 烧 结 而 成 的 粉末 冶 金 制 品 。 硬 质 合 金 的 性 质 ： 硬 质 合 金 的 常 温 硬 度 达 89 93HRA， 760 时 其 硬 度为 77 85HRA， 在 800 1000 时 硬 质 合 金 还 能 进 行 切 削 ，刀 具 寿 命 比 高 速 钢 刀 具 高 几 倍 到 几 十 倍 ， 可 加 工 包 括 淬 硬钢 在 内 的 多 种 材 料 。 但 硬 质 合 金 的 强 度 和 韧 性 比 高 速 钢 差 ，常 温 下 的 冲 击 韧 性 仅 为 高 速 钢 的 1/8 1/30， 因 此 ， 硬 质 合金 承 受 切 削 振 动 和 冲 击 的 能 力 较 差 。 硬 质 合 金 的 分 类 ： ISO把 切 削 用 硬 质 合 金 分 为 三 类 ： P类 、 K类 和 M类 。 (1)P类 (相 当 于 我 国 YT类 )硬 质 合 金 由 WC、 TiC和 Co组 成 ， 也 称 钨 钛 钴 类 硬 质 合 金 。 常 用 牌 号 有 ： YT5(TiC的 质 量 分 数 为 5 )、 YTl5等 。 性 能 ： 随 着 TiC质 量 分 数 的 提 高 ， 钴 质 量 分 数 相 应 减 少 ， 硬度 及 耐 磨 性 增 高 ， 抗 弯 强 度 下 降 。 应 用 范 围 ： 主 要 用 于 加 工 钢 料 及 有 色 金 属 等 韧 性 材 料 。 但 是 不 宜加 工 不 锈 钢 和 钛 合 金 。 (2)K类 (相 当 于 我 国 YG类 )硬 质 合 金 由 WC和 Co组 成 ，也 称 钨 钴 类 硬 质 合 金 。 常 用 牌 号 ： YG6(钴 的 质 量 分 数 为 6 )、 YG8(钻 的 质 量 分 数 为 8 )等 。 性 能 ： 随 着 钴 质 量 分 数 增 多 ， 硬 度 和 耐 磨 性 下 降 ， 抗 弯 强 度和 韧 性 增 高 。 应 用 范 围 ： 主 要 用 来 加 工 铸 铁 、 青 铜 等 脆 性 材 料 ， 也 可 加 工 有 色金 属 及 其 合 金 。 (3) M类 (相 当 于 我 国 YW类 )硬 质 合 金 ， 是 在 WC、 TiC、Co的 基 础 上 再 加 入 TaC(或 NbC)而 成 。 常 用 牌 号 ： YW1和 YW2等 。 性 能 ： 加 入 TaC(或 NbC)后 ， 改 善 了 硬 质 合 金 的 综 合 性 能 。这 类 硬 质 合 金 既 可 以 加 工 铸 铁 和 有 色 金 属 ， 又 可 以 加 工 钢料 ， 还 可 以 加 工 高 温 合 金 和 不 锈 钢 等 难 加 工 材 料 ， 有 通 用硬 质 合 金 之 称 。 表 2-2列 出 了 几 种 常 用 的 硬 质 合 金 的 牌 号 、 性 能 及 其使 用 范 围 。 (三 )其 他 刀 具 材 料 1 陶 瓷 用 于 制 作 刀 具 的 陶 瓷 材 料 主 要 有 两 类 ： 氧 化 铝 (Al2O3)基 陶 瓷 和 氮 化 硅 (Si3N4)基 陶 瓷 。 A12O3基 陶 瓷 硬 度 高 达 91 95HBA， 耐 磨 性 好 、 耐 热性 好 、 化 学 稳 定 性 高 、 抗 粘 结 能 力 强 ， 但 抗 弯 强 度 和 韧 性差 ； 这 种 陶 瓷 用 于 精 加 工 和 半 精 加 工 冷 硬 铸 铁 、 淬 硬 钢 很有 效 。 Si 3N4基 陶 瓷 有 较 高 的 抗 弯 强 度 和 韧 性 ， 适 于 加 工 铸铁 及 高 温 合 金 ， 切 削 钢 料 效 果 不 显 著 。 2 立 方 氮 化 硼 立 方 氮 化 硼 (CBN)是 由 六 方 氮 化 硼 经 高 温 高 压 处 理转 化 而 成 ， 其 硬 度 高 达 8000HV， 仅 次 于 金 刚 石 。 CBN是 一 种 新 型 刀 具 材 料 ， 它 可 耐 1300 1500 的高 温 ， 热 稳 定 性 好 ； 它 的 化 学 稳 定 性 也 很 好 ， 即 使 温 度高 达 1200 1300t也 不 与 铁 产 生 化 学 反 应 。 立 方 氮 化 硼 能 以 硬 质 合 金 切 削 铸 铁 和 普 通 钢 的 切 削速 度 对 冷 硬 铸 铁 、 淬 硬 钢 、 高 温 合 金 等 进 行 加 工 。 3 人 造 金 刚 石 金 刚 石 分 为 天 然 金 刚 石 和 人 造 金 刚 石 两 种 ， 由 于 天 然 金刚 石 价 格 昂 贵 ， 工 业 上 多 使 用 人 造 金 刚 石 。 人 造 金 刚 石 又分 为 单 晶 金 刚 石 和 聚 晶 金 刚 石 (PCD)。 金 刚 石 的 硬 度 高 达 6000 10000HV， 是 目 前 已 知 的 最 硬物 质 ， 可 用 于 加 工 硬 质 合 金 、 陶 瓷 、 高 硅 铝 合 金 等 高 硬 度 、高 耐 磨 材 料 。 金 刚 石 不 是 碳 的 稳 定 状 态 ， 遇 热 易 氧 化 和 石 墨 化 ， 用 金刚 石 刀 具 进 行 切 削 时 须 对 切 削 区 进 行 强 制 冷 却 。 金 刚 石 刀具 不 宜 加 工 铁 族 元 素 ， 因 为 金 刚 石 中 的 碳 原 子 和 铁 族 元 素的 亲 和 力 大 ， 刀 具 寿 命 低 。 人 造 金 刚 石 目 前 主 要 用 于 制 作 磨 具 及 磨 料 ， 用 作 刀 具 材料 主 要 用 于 有 色 金 属 的 高 速 精 细 切 削 。 第 二 节 金 属 切 削 过 程 中 的 变 形 一 、 切 屑 的 形 成 过 程 1 变 形 区 的 划 分 (1)第 一 变 形 区 图 中 I区 (2)第 二 变 形 区 图 中 区 (3)第 三 变 形 区 图 中 区 在 第 一 变 形 区 内 的 变 形 ： 变 形 的 主 要 特 征 就 是 沿 滑 移 线 的 剪 切 变 形 ， 以 及 随 之产 生 的 加 工 硬 化 。 OA、 OB和 OM等 都 是 等 剪 应 力 曲 线 。 OA称 作 始 滑 移 线 OM称 作 终 滑 移 线 滑 移 与 晶 粒 的 伸 长 ： 当 金 属 沿 滑 移 线 发 生 剪 切 变 形 时 ， 晶 粒 会 伸 长 ， 如 图2-12所 示 。 晶 粒 伸 长 的 方 向 与 滑 移 方 向 (即 剪 切 面 方 向 )是不 重 合 的 ， 它 们 成 一 夹 角 。 塑 性 金 属 切 屑 形 成 过 程 ： 一 般 切 削 速 度 范 围 内 ， 第 一 变 形 区 的 宽 度 仅 为 0.020.2mm， 所 以 可 以 用 一 剪 切 面 来 表 示 。 剪 切 面 与 切 削 速 度 方 向 的 夹 角 称 作 剪 切 角 ， 以 表 示 。 我 们 可 以 用 图 2-13形 象 地 模 拟 塑 性 金 属 切 屑 形 成 过 程 。 卡 片 之 间 滑 移 的 方 向 就 是 剪 切 面 的 方 向 。 2 切 屑 的 受 力 分 析 在 直 角 自 由 切 削 的 情 况 下 ， 作 用 在 切 屑 上 的 力 有 ： 前刀 面 上 的 法 向 力 Fn和 摩 擦 力 Ff； 剪 切 面 上 的 正 压 力 Fns和剪 切 力 Fs； 这 两 对 力 的 合 力 互 相 平 衡 ， 如 图 所 示 。 如 将 上 述 两 对 力 都 画 在 切 削 刃 的 前 方 ， 就 可 得 到 图 2-15所 示 的 力 关 系 图 。 图 中 F是 Ff和 Fn的 合 力 ， 称 为 切 屑 形成 力 ； 是 剪 切 角 ； 是 前 刀 面 对 切 屑 作 用的 摩 擦 角 ； o是 刀 具 前角 ； Fc是 切 削 运 动 方向 的 切 削 分 力 ； Fp是 垂 直 于 切 削 运 动 方向 的 切 削 分 力 ； hD 是 切削 层 公 称 厚 度 。 令 bD表 示 切 削 层 公 称 宽 度 ， AD表 示 切 削 层 公 称 横 截面 积 (AD=hDbD)， As表 示 剪 切 面 的 面 积 (As=AD/sin)， 表 示剪 切 面 上 的 剪 应 力 ， 则 如 用 测 力 仪 直 接 测 得 作 用 在 刀 具 上 的 切 削 分 力 Fc和 Fp， 在 忽 略 被 切 材 料 对 刀 具 后 刀 面 作 用 力 的 条 件 下 ，即 可 由 式 (2-9)与 式 (2-10)推 导 求 得 前 刀 面 对 切 屑 作 用 的摩 擦 角 ， 进 而 可 近 似 求 得 前 刀 面 与 切 屑 间 的 摩 擦 系 数。 以 式 (2-10)除 以 式 (2-9)得 二 、 切 削 变 形 程 度 切 削 变 形 程 度 有 三 种 表 示 方 法 ， 分 述 如 下 。 1 变 形 系 数 h 切 屑 厚 度 hch与 切 削 层 厚 度 hD之 比 称 为 厚 度 变 形 系 数ha； 而 切 削 层 长 度 lc与 切 屑 长 度 lch之 比 称 为 长 度 变 形 系 数 hl。 （ 2-11） 由 于 切 削 层 变 成 切 屑 后 ， 宽 度 变 化 很 小 ， 根 据 体 积 不变 原 理 ， 可 求 得 ha= hl ha与 hl可 统 一 用 符 号 h表 示 。 变 形 系 数 h的 值 是 大于 1的 数 。 h越 大 ， 变 形 越 大 。 h值 可 通 过 实 测 求 得 。 由 式 (2-11)知 ， h与 剪 切 角 有 关 ， 增 大 ， h减 小 ，切 削 变 形 减 小 。 2 相 对 滑 移 相 对 滑 移 (剪 应 变 )。 图 2-17中 ， 平 行 四 边 形 OHNM发 生 剪 切 变 形 后 ， 变 为 平 行 四 边 形 OGPM， 其 相 对 滑 移 （ 2-12） 3 剪 切 角 由 式 (2-11)知 ， 剪 切 角 与 切 削 变 形 有 密 切 关 系 ， 我 们也 可 以 用 剪 切 角 来 衡 量 切 削 变 形 的 程 度 。 因 为 主 应 力 方 向 与 最 大 剪 应 力 方 向 的 夹 角 应 为 45 ，即 Fs与 F的 夹 角 应 为 45 ， 由 图 2-15可 知（ 2-13）讨 论 ： 1)前 角 o增 大 时 ， 剪 切 角 随 之 增 大 ， 变 形 减 小 。 2)摩 擦 角 增 大 时 ， 剪 切 角 随 之 减 小 ， 变 形 增 大 。 三 、 前 刀 面 上 的 摩 擦 在 OA区 ： 由 于 正 应 力 值 大 ， 切 屑 在 前 刀 面 上 形 成 粘结 接 触 。 =s 各 点 的 摩 擦 系 数 ： 由 于 (x)随 x变 化 ， 故 在 粘 结 接 触 区 切 屑 与 前 刀 面 的摩 擦 系 数 是 一 个 变 值 ， 离 切 削 刃 越 远 ， 摩 擦 系 数 越 大 。 其 平 均 摩 擦 系 数 avsAO sAOD Dsnf dxxOAdxxb OAbFF )()(111平 均 =式 中 Ff1， Fn1分 别 为 粘 结 接 触 区 的 摩 擦 力 和 正 压 力 ； bD切 削 层 公 称 宽 度 ； av粘 结 接 触 区 平 均 正 应 力 。 在 AB区 ： 切 屑 在 前 刀 面 上 形 成 滑 动 接 触 ， 各 点 的 摩擦 系 数 相 同 ， 切 应 力 =。 四 、 积 屑 瘤 的 形 成 及 其 对 切 削 过 程 的 影 响 1 积 屑 瘤 的 形 成 及 其 影 响 积 屑 瘤 的 概 念 ： 积 屑 瘤 的 成 因 ： 影 响 积 屑 瘤 的 的 因 素 ： 积 屑 瘤 的 产 生 及 其 成 长 与 工 件 材 料 的 性 质 、 切 削 区 的 温 度 分 布 和 压 力 分 布 有 关 。 2 积 屑 瘤 对 切 削 过 程 的 影 响 (1)使 刀 具 前 角 变 大 (2)使 切 削 厚 度 变 化 (3)使 加 工 表 面 粗 糙 度 增 大 (4)对 刀 具 寿 命 的 影 响 积 屑 瘤 对 切 削 过 程 的 影 响 有 积 极 的 一 面 ， 也 有 消 极 的一 面 。 精 加 工 时 必 须 防 止 积 屑 瘤 的 产 生 。 采 取 的 控 制 措 施 有 ： 1)正 确 选 用 切 削 速 度 ， 使 切 削 速 度 避 开 产 生 积 屑 瘤 的区 域 。 2)使 用 润 滑 性 能 好 的 切 削 液 ， 目 的 在 于 减 小 切 屑 底层 材 料 与 刀 具 前 刀 面 间 的 摩 擦 。 3)增 大 刀 具 前 角 o， 减 小 刀 具 前 刀 面 与 切 屑 之 间 的 压力 。 4)适 当 提 高 工 件 材 料 硬 度 ， 减 小 加 工 硬 化 倾 向 。 五 、 影 响 切 屑 变 形 的 因 素 1 工 件 材 料 工 件 材 料 强 度 越 高 ， 切 屑 的 变 形 越 小 。 2 刀 具 前 角 o 增 大 刀 具 前 角 o， 剪 切 角 将 随 之 增 大 ， 变 形 系 数 h将 随 之 减 小 。 3 切 削 速 度 vc 切 削 速 度 vc越 大 ， 变 形 系 数 h越 小 。 4 切 削 层 公 称 厚 度 h D 切 削 层 公 称 厚 度 hD越 大 ， 变 形 系 数 h越 小 。 第 三 节 切 屑 的 类 型 及 控 制 一 、 切 屑 的 类 型 由 于 工 件 材 料 不 同 ， 切 削 条 件 各 异 ， 切 削 过 程 中 生 成的 切 屑 形 状 是 多 种 多 样 的 。 切 屑 的 形 状 主 要 分 为 带 状 、 节状 、 粒 状 和 崩 碎 四 种 类 型 。 (1)带 状 切 屑 这 是 最 常 见 的 一 种 切 屑 。 它 的 内 表 面 是 光 滑 的 ， 外 表面 呈 毛 茸 状 。 加 工 塑 性 金 属 时 ， 在 切 削 厚 度 较 小 、 切 削 速 度 较 高 、刀 具 前 角 较 大 的 工 况 条 件 下 常 形 成 此 类 切 屑 。 (2)节 状 切 屑 又 称 挤 裂 切 屑 。 它 的 外 表 面 呈 锯 齿 形 ， 内 表 面 有 时 有裂 纹 。 在 切 削 速 度 较 低 、 切 削 厚 度 较 大 、 刀 具 前 角 较 小 时 常产 生 此 类 切 屑 。 (3)粒 状 切 屑 又 称 单 元 切 屑 。 在 切 屑 形 成 过 程 中 ， 如 剪 切 面 上 的 剪 切 应 力 超 过 了 材料 的 断 裂 强 度 ， 切 屑 单 元 从 被 切 材 料 上 脱 落 ， 形 成 粒 状 切屑 。 (4)崩 碎 切 屑 切 削 脆 性 金 属 时 ， 由 于 材 料 塑 性 很 小 、 抗 拉 强 度 较 低 ，刀 具 切 人 后 ， 切 削 层 金 属 在 刀 具 前 刀 面 的 作 用 下 ， 未 经 明显 的 塑 性 变 形 就 在 拉 应 力 作 用 下 脆 断 ， 形 成 形 状 不 规 则 的崩 碎 切 屑 。 加 工 脆 性 材 料 ， 切 削 厚 度 越 大 越 易 得 到 这 类 切 屑 。 二 、 切 屑 的 控 制 切 屑 经 第 、 第 变 形 区 的 剧 烈 变 形 后 ， 硬 度 增加 ， 塑 性 下 降 ， 性 能 变 脆 。 在 切 屑 排 出 过 程 中 ， 当 碰到 刀 具 后 刀 面 、 工 件 上 过 渡 表 面 或 待 加 工 表 面 等 障 碍时 ， 如 某 一 部 位 的 应 变 超 过 了 切 屑 材 料 的 断 裂 应 变 值 ，切 屑 就 会 折 断 。 还 可 以 采 取 以 下 措 施 控 制 切 屑 ： (1)采 用 断 屑 槽 通 过 设 置 断 屑 槽 对 流 动 中 的 切 屑 施 加 一 定 的 约 束 力 ，使 切 屑 应 变 增 大 ， 切 屑 卷 曲 半 径 减 小 。 断 屑 槽 的 尺 寸 参 数应 与 切 削 用 量 的 大 小 相 适 应 ， 否 则 会 影 响 断 屑 效 果 。 常 用的 断 屑 槽 截 面 形 状 有 折 线 形 、 直 线 圆 弧 形 和 全 圆 弧 形 ， 见图 2-23。 前 角 较 大 时 ， 采 用 全 圆 弧 形 断 屑 槽 刀 具 的 强 度 较 好 。 断 屑 槽 位 于 前 刀 面 上 的 形 式 有 平 行 、 外 斜 、 内 斜 三 种 。 (2)改 变 刀 具 角 度 增 大 刀 具 主 偏 角 r， 切 削 厚 度 变 大 ， 有 利 于 断 屑 。 减小 刀 具 前 角 o可 使 切 屑 变 形 加 大 ， 切 屑 易 于 折 断 。 刃 倾 角s可 以 控 制 切 屑 的 流 向 。 (3)调 整 切 削 用 量 提 高 进 给 量 f使 切 削 厚 度 增 大 ， 对 断 屑 有 利 ； 但 增 大 f会 增 大 加 工 表 面 粗 糙 度 。 适 当 地 降 低 切 削 速 度 使 切 削 变 形增 大 ， 也 有 利 于 断 屑 ， 但 这 会 降 低 材 料 切 除 效 率 。 须 根 据实 际 条 件 适 当 选 择 切 削 用 量 。 第 四 节 切 削 力 一 、 切 削 力 、 切 削 合 力 与 分 力 、 切 削 功 率 1 切 削 力 切 削 力 来 源 于 以 下 两 个 方 面 (图 2-25)： 1） 变 形 抗 力 2） 摩 擦 阻 力 2 切 削 合 力 及 分 解 切 削 合 力 为 F Fc称 为 切 削 力 (也 称 切 向 力 、 主 切 削 力 )。 Fp称 为 背 向 力 (也 称 切 深 抗 力 、 径 向 力 )。 Ff称 为 进 给 力 (也 称 轴 向 力 )。 在 上 述 三 个 分 力 中 ， Fc值 最 大 ， Fp约 为 (0.150.7)Fc， Ff约 为 (0.1 0.6)Fc。 由 图 2-26可 知 3 切 削 功 率式 中 Fc切 削 力 (N)； vc切 削 速 度 (m/s)； Ff进 给 力 (N)； nw工 件 转 速 (r s)； f 进 给 量 (mm r)。 Pc=Fcvc 10-3 （ 2-17） 机 床 电 动 机 的 功 率 PE， 应 为 （ 2-16）式 中 m机 床 传 动 效 率 ， 一 般 取 为 0.75 0.85。 （ 2-18） 4 单 位 切 削 力 的 概 念 单 位 切 削 面 积 上 的 切 削 力 称 为 单 位 切 削 力 ， 用 kc(Nmm2)表 示 ：式 中 Fc切 削 力 (N)； AD切 削 面 积 (mm2)。 若 已 知 单 位 切 削 力 kc， 可 通 过 式 (2-19)计 算 切 削 力 Fc。(2-19) 二 、 切 削 力 的 测 量 及 切 削 力 经 验 公 式 1 切 削 力 的 测 量 （ 略 ） 2 切 削 力 经 验 公 式 生 产 实 际 中 应 用 比 较 广 泛 的 切 削 力 经 验 公 式 为 表 2-3车 削 力 公 式 中 的 系 数 和 指 数 三 、 影 响 切 削 力 的 因 素 1 工 件 材 料 的 影 响 工 件 材 料 的 强 度 、 硬 度 越 高 ， 切 削 力 越 大 。 切 削 脆 性材 料 时 ， 被 切 材 料 的 塑 性 变 形 及 它 与 前 刀 面 的 摩 擦 都 比 较小 ， 故 其 切 削 力 相 对 较 小 。 2 切 削 用 量 的 影 响 （ 1） 背 吃 刀 量 ap和 进 给 量 f ap和 f增 大 ， 都 会 使 切 削 力 增 大 ， 但 两 者 的 影 响 程 度不 同 。 a p增 大 时 ， 变 形 系 数 h不 变 ， 切 削 力 成 正 比 增 大 ；f增 大 时 ， h有 所 下 降 ， 故 切 削 力 不 成 正 比 增 大 。 (2)切 削 速 度 vc 切 削 塑 性 材 料 时 ， 在 无 积 屑 瘤 产 生 的 切 削 速 度 范 围 内随 着 vc的 增 大 ， 切 削 力 减 小 ； 这 是 因 为 vc增 大 时 ， 切 削 温度 升 高 ， 摩 擦 系 数 减 小 ， 从 而 使 h减 小 ， 切 削 力 下 降 。在 产 生 积 屑 瘤 的 情 况 下 ， 刀 具 的 实 际 前 角 是 随 积 屑 瘤 的 成长 与 脱 落 变 化 的 。 在 积 屑 瘤 增 长 期 ， vc增 大 ， 积 屑 瘤 高 度增 大 ， 实 际 前 角 增 大 ， h减 小 ， 切 削 力 下 降 ； 在 积 屑 瘤 消退 期 ， vc增 大 ， 积 屑 瘤 减 小 ， 实 际 前 角 变 小 ， h增 大 ， 切削 力 上 升 。 切 削 铸 铁 等 脆 性 材 料 时 ， 被 切 材 料 的 塑 性 变 形 及 它 与前 刀 面 的 摩 擦 均 比 较 小 ， v c对 切 削 力 没 有 显 著 影 响 。 3 刀 具 儿 何 参 数 的 影 响 （ 1） 前 角 o o增 大 ， h减 小 ， 切 削 力 下 降 。 切 削 塑 性 材 料 时 ， o对 切 削 力 的 影 响 较 大 ； 切 削 脆 性 材 料 时 ， 由 于 切 削 变 形 很小 ， o对 切 削 力 的 影 响 不 显 著 。 （ 2） 主 偏 角 kr 由 图 2-26可 知 ， 主 偏 角 kr增 大 ， 背 向 力 Fp减 小 ， 进 给力 Ff增 大 。 （ 3） 刃 倾 角 s 改 变 刃 倾 角 将 影 响 切 屑 在 前 刀 面 上 的 流 动 方 向 ， 从 而使 切 削 合 力 的 方 向 发 生 变 化 。 增 大 s， Fp减 小 ， Ff增 大 。s在 45 10 范 围 内 变 化 时 ， Fc基 本 不 变 。 4 刀 具 磨 损 后 刀 面 磨 损 增 大 时 ， 后 刀 面 上 的 法 向 力 和 摩 擦 力 都 增大 ， 故 切 削 力 增 大 。 5 切 削 液 使 用 以 冷 却 作 用 为 主 的 切 削 液 （ 如 水 溶 液 ） 对 切 削 力影 响 不 大 ， 使 用 润 滑 作 用 强 的 切 削 液 （ 如 切 削 油 ） 可 使 切削 力 减 小 。 6 刀 具 材 料 刀 具 材 料 与 工 件 材 料 间 的 摩 擦 系 数 影 响 摩 擦 力 的 大 小导 致 切 削 力 变 化 。 第 五 节 切 削 热 和 切 削 温 度 一 、 切 削 热 的 产 生 与 传 导 切 削 热 的 产 生 ： 一 是 切 削 层 金 属 发 生 弹 性 和 塑 性 变 形 所 消 耗 的 能 量 ； 二 是 切 屑 与 前 刀 面 、 工 件 与 后 刀 面 间 产 生 的 摩 擦 热 。 切 削 热 的 传 导 ： 切 削 热 由 切 屑 、 工 件 、 刀 具 及 周 围 的 介 质 （ 空 气 ， 切 削 液 ） 向 外 传 导 。 二 、 切 削 温 度 的 测 量 （ 略 ） 三 、 影 响 切 削 温 度 的 主 要 因 素 1 切 削 用 量 对 切 削 温 度 的 影 响 用 实 验 方 法 求 得 的 刀 具 与 切 屑 接 触 区 平 均 切 削 温 度 的经 验 公 式 为 (2-22)式 中 刀 具 与 切 屑 接 触 区 平 均 温 度 （ ） ； C 切 削 温 度 系 数 ； vc切 削 速 度 （ m/min)； f进 给 量 （ mm/r) ; ap背 吃 刀 量 （ mm) ; z， y， x分 别 为 vc、 f、 ap的 指 数 。 2 刀 具 几 何 参 数 对 切 削 温 度 的 影 响 (1)前 角 o 对 切削 温 度 的 影 响 o增 大 ， 变 形 减小 ， 切 削 力 减 小 ，切 削 温 度 下 降 。 （ 2） 主 偏 角 kr对 切 削 温 度 的 影 响 减 小 kr， 切 削 刃 工 作 长 度 和 刀 尖 角 增 大 ， 散 热 条 件 变好 ， 使 切 削 温 度 下 降 。 3 工 件 材 料 对 切 削 温 度 的 影 响 强 度 和 硬 度 高 ， 产 生 的 切 削 热 多 ， 切 削 温 度 就 高 。 导热 系 数 小 时 ， 切 削 热 不 易 散 出 ， 切 削 温 度 相 对 较 高 。 切 削 灰 铸 铁 等 脆 性 材 料 时 ， 切 削 变 形 小 、 摩 擦 小 ， 切削 温 度 一 般 较 切 削 钢 时 低 。 4 刀 具 磨 损 对 切 削 温 度 的 影 响 刀 具 磨 损 使