第一章数控加工切削基础课件

第一章数控加工的切削基础1.1数控加工过程概述数控加工过程概述 1、根据零件加工图样进行工艺分析、确定加工方案、工艺参数和位移数据。2、用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单。3、程序的输入或传输。4、将输入/传输到数控单元的加工程序进行试运行、刀具路径模拟等。5、通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件加工。机床配件矿山钻头金属切削加工是通过工件与刀具之间的相对运动实现的金属切削加工是通过工件与刀具之间的相对运动实现的,而机械而机械加工中的相对运动是通过机床实现的。在加工中的相对运动是通过机床实现的。在机床上所具有的这种机床上所具有的这种相对运动相对运动称为称为切削运动切削运动。切削运动按其所起的作用可分为：切削运动按其所起的作用可分为：主运动主运动进给运动进给运动 1.2.1.2.刀具几何角度及切削要素刀具几何角度及切削要素 1.2.1 1.2.1 切削运动和切削用量切削运动和切削用量1.1.主运动主运动主运动是使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近主运动是使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件实现切削的运动。主运动的特点工件实现切削的运动。主运动的特点速度最高速度最高，消耗的功率最大。，消耗的功率最大。2.2.进给运动进给运动由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件间产生附加的相对由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件间产生附加的相对运动，进给运动将使待切除的金属层不断投入切削，从而完成运动，进给运动将使待切除的金属层不断投入切削，从而完成整个表面加工时的运动。整个表面加工时的运动。主运动的运动形式可以是主运动的运动形式可以是旋转运动旋转运动，也可以是，也可以是直线运动直线运动；主运动可以由主运动可以由工件工件完成，也可以由完成，也可以由刀具刀具完成；完成；主运动和进给运动可以主运动和进给运动可以同时进行同时进行，也可以，也可以间歇进行间歇进行；主运动主运动通常通常只有一个只有一个，而，而进给运动进给运动的数目可以有的数目可以有一个或几个一个或几个，也可以没有也可以没有。切削运动切削运动常见的切削运动常见的切削运动3.3.主运动和进给运动的合成主运动和进给运动的合成 当主运动和进给运动同当主运动和进给运动同时进行时，切削刃上某时进行时，切削刃上某一点相对于工件的运动一点相对于工件的运动为合成运动，常用合成为合成运动，常用合成速度向量速度向量v ve e来表示，如来表示，如图所示。图所示。切削运动切削运动常见机床的切削运动常见机床的切削运动机床名称主运动进给运动卧式车床卧式车床工件旋转车刀纵向、横向移动切切削削运运动动及及切切削削要要素素钻床钻床钻头旋转钻头轴向移动铣床铣床铣刀旋转工件纵向、横向、垂直方向移动牛头刨床牛头刨床刨刀往复工件横向、垂直方向间隙移动外圆磨床外圆磨床砂轮旋转工件旋转、工件往复或砂轮横向移动平面磨床平面磨床砂轮旋转工件往复移动，砂轮横向、垂直移动镗床镗床镗刀旋转镗刀轴向移动、工件轴向移动龙门刨床龙门刨床工件往复刨刀横向、垂直方向间隙移动 切削加工过程中，在切削运动的作用下，工件表面一层金切削加工过程中，在切削运动的作用下，工件表面一层金属不断地被切下来变为切屑，从而加工出所需要的新的表面，属不断地被切下来变为切屑，从而加工出所需要的新的表面，在新表面形成的过程中，工件上有三个依次变化着的表面，它在新表面形成的过程中，工件上有三个依次变化着的表面，它们分别是：们分别是：已加工表面已加工表面 已经被切去多余金属层所已经被切去多余金属层所形成的新表面。形成的新表面。待加工表面待加工表面 即将被切去金属层的表面。即将被切去金属层的表面。过渡表面过渡表面 正在被切削刃切削而形成正在被切削刃切削而形成的表面的表面,又称加工表面或又称加工表面或切削表面；切削表面；一、工件表面一、工件表面切削要素切削要素nf f已加工表面已加工表面过渡表面过渡表面待加工表面待加工表面d dm m一、工件表面一、工件表面一、工件表面一、工件表面 切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削用量包括：切削用量包括：切削速度切削速度进给量进给量背吃刀量背吃刀量二、切削用量二、切削用量切削要素切削要素（1 1）切削速度）切削速度v vc c 在切削加工时，切削刃选定点相对于在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动工件主运动的瞬时速度的瞬时速度称为称为切削速度切削速度，它表示在单位时间内工件和刀具沿，它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方主运动方向向相对移动的距离相对移动的距离,单位为单位为m/minm/min或或m/sm/s。主运动为主运动为旋转运动旋转运动时时,切削速度切削速度v vc c计算公式为计算公式为:式中式中d d工件直径（工件直径（mmmm）n n工件或刀具每分工件或刀具每分(秒秒)钟转数钟转数(r/min(r/min或或r/s)r/s)二、切削用量二、切削用量主运动为主运动为往复运动往复运动时时,平均切削速度为：平均切削速度为：式中式中l一往复运动行程长度一往复运动行程长度(mm)(mm)nr nr一主运动每分钟的往复次数一主运动每分钟的往复次数(往复次数往复次数/min)/min)。（1 1）切削速度）切削速度v vc c 二、切削用量二、切削用量（2 2）进给量）进给量f f 或进给速度或进给速度进给量是在进给量是在主运动的一个循环内主运动的一个循环内，刀具和工件之间沿，刀具和工件之间沿进给运动进给运动方向方向所移动的距离，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来所移动的距离，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述或度量。表述或度量。车削车削时进给量的单位是时进给量的单位是mm/rmm/r，即工件每转一圈，即工件每转一圈,刀具沿刀具沿进给运动方向移动的距离。进给运动方向移动的距离。刨削刨削等主运动为往复直线运动等主运动为往复直线运动,其间歇进给的进给量为其间歇进给的进给量为mm/mm/双行程，即每个往复行程刀具与工件之间的相对横双行程，即每个往复行程刀具与工件之间的相对横向移动距离。向移动距离。二、切削用量二、切削用量单位时间的进给量，称为单位时间的进给量，称为进给速度进给速度，车削车削时的进给速度时的进给速度v vf f 计算公式为计算公式为:铣削铣削时，由于铣刀是多齿刀具，进给量单位除时，由于铣刀是多齿刀具，进给量单位除mm/rmm/r外，还外，还规定了每齿进给量，用规定了每齿进给量，用azaz表示，单位是表示，单位是(mm/z)(mm/z)，vfvf、f f、azaz三者之间的关系为：三者之间的关系为：z z为多齿刀具的齿数为多齿刀具的齿数 （2 2）进给量）进给量f f或进给速度或进给速度二、切削用量二、切削用量（3 3）背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度）a ap p 背吃刀量背吃刀量apap是指主刀刃工作长度（在基面上的投影）沿垂直是指主刀刃工作长度（在基面上的投影）沿垂直于进给运动方向上的投影值。于进给运动方向上的投影值。对于对于外圆车削外圆车削，背吃刀量，背吃刀量apap等于工件已加工表面和待等于工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离加工表面之间的垂直距离,单位为单位为mm mm。即：。即：式中式中 dwdw待加工表面直径待加工表面直径 dmdm已加工表面直径已加工表面直径二、切削用量二、切削用量1.2.2 刀具切削部分的几何形状和角度刀具切削部分的几何形状和角度在实际刀具上常见的刀尖结构有：在实际刀具上常见的刀尖结构有：2刀具的几何参数刀具的几何参数 2.1 确定刀具切削角度的参考平面确定刀具切削角度的参考平面刀具要从工件上切下金属，就必须具备一定的切削刀具要从工件上切下金属，就必须具备一定的切削角度，这些角度决定了刀具切削部分各表面的空间角度，这些角度决定了刀具切削部分各表面的空间位置。位置。如后图所示，图中标出宽刃刨刀的前角和后角，于如后图所示，图中标出宽刃刨刀的前角和后角，于是就确定了刨刀前刀面和后刀面的位置。但是刨刀是就确定了刨刀前刀面和后刀面的位置。但是刨刀的前角和后角需要在选定的参考平面作为坐标系的的前角和后角需要在选定的参考平面作为坐标系的基础之后才能表明其大小。后图中所示的基面和切基础之后才能表明其大小。后图中所示的基面和切削平面就是选作坐标系的参考平面。削平面就是选作坐标系的参考平面。由于大多数加工表面都不是平面，而是空间曲面，由于大多数加工表面都不是平面，而是空间曲面，不便于直接用来作为参考平面，因此，将构造刀具不便于直接用来作为参考平面，因此，将构造刀具角度坐标系的参考平面定义如下。角度坐标系的参考平面定义如下。(1)基面基面pr 通过主切削刃上选定点，垂直于该点合通过主切削刃上选定点，垂直于该点合成切削运动向量的平面。成切削运动向量的平面。(2)切削平面切削平面ps 通过主切削刃上选定点，与切削通过主切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。也就是切削刃的切线刃相切并垂直于基面的平面。也就是切削刃的切线与合成切削运动向量构成的平面。显然，切削刃上与合成切削运动向量构成的平面。显然，切削刃上同一点的基面与切削平面是互相垂直的。同一点的基面与切削平面是互相垂直的。应该指出，上述切削平面和基面的定义是在刀具与应该指出，上述切削平面和基面的定义是在刀具与工件的相对运动状态中给出的，是广义定义。根据工件的相对运动状态中给出的，是广义定义。根据上述定义分析刀具角度时，对于同一切削刃上的不上述定义分析刀具角度时，对于同一切削刃上的不同点，可能有不同的切削平面和基面，因而同一切同点，可能有不同的切削平面和基面，因而同一切削刃上各点切削角度的数值也就不一定相等。削刃上各点切削角度的数值也就不一定相等。2.2 刀具标注角度的参考系刀具标注角度的参考系刀具的标注角度是设计、制造和刃磨刀具所需要的刀具的标注角度是设计、制造和刃磨刀具所需要的角度。标注角度应在选定的参考平面所构成的坐标角度。标注角度应在选定的参考平面所构成的坐标系中确定，它与刀具工作时的切削角度不同，系中确定，它与刀具工作时的切削角度不同，标注标注角度的切削平面与基面的定义不考虑进给运动角度的切削平面与基面的定义不考虑进给运动，因，因而，这时的切削平面而，这时的切削平面ps只包含切削刃在其选定点的只包含切削刃在其选定点的切线和切削速度向量，基面切线和切削速度向量，基面pr则是通过该点面垂直则是通过该点面垂直于切削速度向量的平面。除此之外，为了便于刃磨于切削速度向量的平面。除此之外，为了便于刃磨和检验刀具的标注角度，还应尽可能使刀具标注角和检验刀具的标注角度，还应尽可能使刀具标注角度的参考平面和刀具的刃磨检验基准面一致，所以度的参考平面和刀具的刃磨检验基准面一致，所以要根据不同刀具的情况，对刃磨检验时刀具的安装要根据不同刀具的情况，对刃磨检验时刀具的安装定位面做某些规定。定位面做某些规定。实际上，除了由上述切削平面和基面组成的参考平实际上，除了由上述切削平面和基面组成的参考平面系以外，还需要选一个用来标注和测量刀具前、面系以外，还需要选一个用来标注和测量刀具前、后角度的平面，即后角度的平面，即“测量平面测量平面”。图中标注刨刀角。图中标注刨刀角度的度的N-N平面就是测量平面。它是垂直于刨刀直线平面就是测量平面。它是垂直于刨刀直线切削刃的法剖面。通常，根据刃磨和测量的方便等切削刃的法剖面。通常，根据刃磨和测量的方便等需要，可以选用不同的平面作为测量平面。在切削需要，可以选用不同的平面作为测量平面。在切削刃上同一选定点测量其角度时，如果测量平面选得刃上同一选定点测量其角度时，如果测量平面选得不同，刀具角度的大小也就不同。不同，刀具角度的大小也就不同。为定量地表示刀具切削部分的几何形状，必须把刀为定量地表示刀具切削部分的几何形状，必须把刀具放在一个确定的参考系中，用一组确定的几何参具放在一个确定的参考系中，用一组确定的几何参数确切表达刀具表面和切削刃在空间的位置，该几数确切表达刀具表面和切削刃在空间的位置，该几何参数就是刀具的几何参数何参数就是刀具的几何参数。测量平面、切削平面和基面组成了刀具标注角度参考测量平面、切削平面和基面组成了刀具标注角度参考系系。目前各国由于选用的测量平面不同，故所采用的。目前各国由于选用的测量平面不同，故所采用的刀具标注角度参考系也不完全统一。现以外圆车刀为刀具标注角度参考系也不完全统一。现以外圆车刀为例，说明几种不同的刀具标注角度参考系。例，说明几种不同的刀具标注角度参考系。度量刀具几何参数的参考系分两类。一类是刀具的静度量刀具几何参数的参考系分两类。一类是刀具的静止参考系，是用于定义刀具的设计、制造、刃磨和测止参考系，是用于定义刀具的设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系，它不受刀具工作条件变化的量时几何参数的参考系，它不受刀具工作条件变化的影响，即只考虑主运动和进给运动的方向，不考虑进影响，即只考虑主运动和进给运动的方向，不考虑进给运动的大小，刀具的安装定位基准与主运动方向平给运动的大小，刀具的安装定位基准与主运动方向平行或垂直；另一类是刀具的工作参考系，即规定刀具行或垂直；另一类是刀具的工作参考系，即规定刀具切削加工时的几何参数的参考系，它与刀具安装情况、切削加工时的几何参数的参考系，它与刀具安装情况、切削运动大小和方向等有关。切削运动大小和方向等有关。刀具的参考坐标面刀具的参考坐标面刀具参考系由坐标平面和测量面组成，最基本的坐标刀具参考系由坐标平面和测量面组成，最基本的坐标平面有两个。平面有两个。基基面面 pr：通通过过切切削削刃刃上上选选定定点点，垂垂直直于于切切削削运运动动方方向的平面。向的平面。切削平面切削平面 ps：通过切削刃上选定点，与切削刃相切通过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面并垂直于基面的平面。它包含切削速度方向，切于。它包含切削速度方向，切于工件上的过渡表面。工件上的过渡表面。上述坐标面与不同的测量面组合就构成了不同的标注上述坐标面与不同的测量面组合就构成了不同的标注参考系参考系。(1)正交平面参考系及标注几何参数正交平面参考系及标注几何参数正交平面正交平面 po：通过切削刃上选定点并同时垂直于基通过切削刃上选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面，它是测量平面，如图所示。面和切削平面的平面，它是测量平面，如图所示。正交平面参考系：由基面正交平面参考系：由基面 pr、切削平面、切削平面 ps和正交平和正交平面面 po构成的直角坐标系。构成的直角坐标系。标注参考系内的标注角度要确定外圆车刀切削要确定外圆车刀切削部分在正交平面参考部分在正交平面参考系中的结构，需要系中的结构，需要6个个基本角度基本角度：1)主主偏偏角角 kr 过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点，在在基基面面内内测测量量的的切切削削刃刃与与进进给运动方向间的夹角给运动方向间的夹角 2)副副偏偏角角 过过副副切切削削刃刃上上选选定定点点，在在基基面面内内测测量量的的副副切切削削刃刃与与进进给给运运动动方方向向间间的夹角。的夹角。3)前前角角 过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点，在在正正交交平平面面内内测测量量的的前前刀刀面面与与基基面面之之间间的的夹夹角角。前前刀刀面面与与切切削削平平面面间间的的夹夹角角为为锐锐角角时时，前前角角为为正正值值；夹夹角为钝角时，前角为负值角为钝角时，前角为负值。4)后后角角 过过主主切切削削刃刃上上选选定定点点，在在正正交交平平面面中中测测量量的的主主后后刀刀面面与与切切削削平平面面之之间间的的夹夹角角。后后刀刀面面与与基基面面的的夹夹角角为为锐锐角角时时，后后角角为为正正值值；夹角为钝角时，后角为负值夹角为钝角时，后角为负值。5)刃刃倾倾角角 过过主主切切削削刀刀上上选选定定点点，在在切切削削平平面面中中测测量量的的主主切切削削刃刃与与基基面面间间的的夹夹角角。当当刀刀尖尖是是主主切切削削刃刃上上最最高高点点时时，为为正正值值，刀刀尖尖位位于于切切削削刃刃最最低低点点时时，为为负负值值；主主切削刃与基面平行时，切削刃与基面平行时，6)副副后后角角 过过副副切切削削刃刃上上选选定定点点在在副副正正交交平平面面内测量的副后刀面与副切削平面之间的夹角。内测量的副后刀面与副切削平面之间的夹角。当当主主偏偏角角和和刃刃倾倾角角确确定定后后，主主切切削削刃刃在在空空间间的的位位置置随随之之确确定定。在在正正交交平平面面内内，前前角角和和后后角角确确定定后后，前前刀刀面面和和主主后后刀刀面面随随之之确确定定。副副偏偏角角和和副副后后角角确确定定，副副后后刀刀面面就就随随之之确确定定。这这6个个基基本本角角度度确确定定了了普普通通外外圆圆车车刀刀切削部分的几何形状。切削部分的几何形状。前前刀刀面面和和主主后后刀刀面面之之间间所所夹夹角角度度为为楔楔角角0，它它由由前前角角和后角派生而来：和后角派生而来：0=90(0+0)主切削刃和副切削刃所夹的角度为刀尖角主切削刃和副切削刃所夹的角度为刀尖角r，它由主它由主偏角和副偏角派生而来：偏角和副偏角派生而来：车刀的组成车刀的组成确定车刀几何角度确定车刀几何角度的辅助平面的辅助平面车刀的主要标注角度车刀的主要标注角度关于刀具角度的说明：关于刀具角度的说明：1)前前角角0 前前角角对对切切屑屑变变形形、切切削削力力以以及及切切削削刃刃强强度度都都有很大的影响。有很大的影响。较较大大的的前前角角，可可减减少少切切屑屑的的变变形形，使使切切削削轻轻快快，降降低低切切削削温温度度，减减轻轻刀刀具具磨磨损损。但但如如前前角角过过分分加加大大，刀刀具具导导热热体体积积减减小小，切切削削部部分分强强度度下下降降，反反而而影影响响刀刀具具的的使用寿命。使用寿命。一一般般加加工工韧韧性性材材料料时时，切切屑屑变变形形较较大大，所所以以应应取取较较大大的的前前角角。反反之之，加加工工脆脆性性材材料料时时，应应采采用用较较小小的的前前角角。通通常常硬硬质质合合金金车车刀刀的的前前角角0在在5 +25的的范范围围内内选选取。取。2)后角后角0 合适的后角可减少工件与主后刀面的摩擦和主后刀合适的后角可减少工件与主后刀面的摩擦和主后刀面的磨损。面的磨损。但后角也不能取得过大，否则会削弱切削刃强度，但后角也不能取得过大，否则会削弱切削刃强度，减少导热体积。所以，正确地选择后角，对提高刀减少导热体积。所以，正确地选择后角，对提高刀具寿命也有很大意义。具寿命也有很大意义。加工时，切削厚度愈小，后角就应愈大。因此，精加工时，切削厚度愈小，后角就应愈大。因此，精加工时，后角可以比粗加工时大些。硬质合金车刀加工时，后角可以比粗加工时大些。硬质合金车刀的后角一般为的后角一般为612。3)主偏角主偏角kr 改改变变主主偏偏角角的的大大小小可可以以在在切切削削深深度度和和进进给给量量相相同同的的情情况况下下改改变变切切削削厚厚度度和和宽宽度度，也也就就是是改改变变切切削削刃刃参参加切削工作的长度。加切削工作的长度。小小的的主主偏偏角角，可可使使主主切切削削刃刃参参加加切切削削的的长长度度加加大大，使使刀刀刃刃单单位位长长度度上上受受力力减减小小，而而且且散散热热情情况况好好，刀刀具具较较为为耐耐用用。但但这这样样会会使使刀刀具具作作用用在在工工件件上上的的径径向向力力加加大大，在在加加工工细细长长工工件件时时，容容易易引引起起工工件件变变形形和和振动。振动。通常主偏角通常主偏角kr为为3075。4)副偏角副偏角 它可减少副后刀面和已加工表面的摩擦，但副偏角它可减少副后刀面和已加工表面的摩擦，但副偏角 过过大大，又又会会影影响响表表面面光光洁洁度度。一一般般 角角取取510。5)刃倾角刃倾角s 主主要要影影响响刀刀头头的的强强度度和和排排屑屑的的方方向向。一一般般为为10+5，粗粗加加工工时时为为了了增增强强切切削削刃刃强强度度常常取取负负值值，精精加加工时为了不使切屑划伤已加工面，常取正值或零度。工时为了不使切屑划伤已加工面，常取正值或零度。s=0s s为负为负s s为正为正车刀主切削刃刃倾角车刀主切削刃刃倾角s s对排屑方向的影响对排屑方向的影响上上面面分分别别介介绍绍了了车车刀刀的的主主要要角角度度，应应当当指指出出，车车刀刀几几何何参参数数之之间间都都是是相相互互影影响响，相相互互依依赖赖，相相互互制制约约的的。一一个个实实际际问问题题的的解解决决，往往往往不不是是孤孤立立地地改改变变某某一一参参数数就就能能办办到到的的，应应该该把把车车刀刀几几何何参参数数看看成成一一个个有机的整体，根据切削过程的具体条件，综合考虑。有机的整体，根据切削过程的具体条件，综合考虑。如如前前角角0与与后后角角0都都影影响响切切削削刃刃强强度度，影影响响刀刀具具的的散散热热体体积积，它它们们之之间间可可以以互互相相补补偿偿。粗粗加加工工时时，为为了了减减轻轻刀刀具具负负荷荷，采采用用较较大大的的前前角角，可可适适当当减减小小后后角角，这这时时切切削削刃刃弧弧度度不不会会明明显显削削弱弱。反反之之，精精加加工工时时为为减减少少后后刀刀面面与与加加工工表表面面间间的的摩摩擦擦，采采用用较较大大后后角角，可适当减小前角。可适当减小前角。在在前前角角、主主偏偏角角、刃刃倾倾角角之之间间，也也有有一一定定的的辩辩证证关关系系：采采用用负负的的刃刃倾倾角角，小小的的主主偏偏角角，都都能能增增加加刀刀尖尖强强度度和和耐耐用用度度。因因此此，在在切切削削较较硬硬的的材材料料或或有有冲冲击击作作用用存存在在时时，采采用用较较小小的的主主偏偏角角和和负负的的刃刃倾倾角角，而而不不必必明明显显地地减减小小前前角角。加加工工精精度度、光光洁洁度度要要求求较较高高的的细细长长轴轴时时，为为了了减减少少振振动动，须须选选用用较较大大的的主主偏偏角角，为为避避免免擦擦伤伤已已加加工工表表面面，须须选选用用正正的的刃刃倾倾角角，在在这这种种情情况况下下，前前角角应相应地减小。应相应地减小。(2)其他静止参考系其他静止参考系除正交平面参考系外，有法平面参考系、假定工作平除正交平面参考系外，有法平面参考系、假定工作平面和背平面参考系。面和背平面参考系。法法平平面面 pn：过过切切削削刃刃上上选选定定点点，垂垂直直于于切切削削刃刃在在该该点的切线的平面。点的切线的平面。假假定定工工作作平平面面 pf：过过切切削削刃刃上上选选定定点点，垂垂直直于于基基面面且且平平行行于于进进给给运运动动方方向向的的平平面面。它它平平行行或或垂垂直直于于刀刀具具在在制制造造、刃刃磨磨及及测测量量时时适适合合于于安安装装或或定定位位的的一一个个平平面面或轴线。或轴线。背平面背平面 pp：过切削刀上选定点、垂直于基面和假定过切削刀上选定点、垂直于基面和假定工作平面的平面工作平面的平面。刀具的参考坐标面刀具的参考坐标面在在法法平平面面参参考考系系中中，前前角角和和后后角角在在法法平平面面 pn内内测测量量；在在假假定定工工作作平平面面和和背背平平面面参参考考系系中中，前前角角和和后后角角在在假假定定工工作作平平面面 pf和和背背平平面面 pp中中测测量量；而而主主偏偏角角 kr 和刃倾角和刃倾角s 在三种参考系中完全一样。在三种参考系中完全一样。(3)工作参考系及几何参数工作参考系及几何参数实实际际工工作作中中，由由于于假假定定的的工工作作条条件件发发生生了了变变化化，使使标标注注参参考考系系中中的的各各个个坐坐标标面面和和测测量量面面的的位位置置也也随随之之变变化化。因因此此，刀刀具具切切削削加加工工时时的的实实际际几几何何参参数数就就要要在在工工作作参参考考系系中中测测量量。工工作作参参考考系系也也分分为为正正交交平平面面工工作作参参考考系系、法法平平面面工工作作参参考考系系及及工工作作平平面面和和背背平平面工作参考系等。面工作参考系等。工工作作参参考考系系中中各各坐坐标标平平面面的的定定义义与与标标注注参参考考系系相相同同，只只需需用用合合成成切切削削运运动动方方向向取取代代主主运运动动方方向向。它它们们是是工工作作基基面面 pre、工工作作切切削削平平面面 pse、工工作作正正交交平平面面 poe、工工作作法法平平面面 pne(pnepn)、工工作作平平面面 pfe、工工作作背背平面平面ppe等，如图所示。等，如图所示。相相应应地地，在在工工作作状状态态下下刀刀具具的的角角度度也也改改变变了了，称称为为工工作作角角度度。考考虑虑进进给给运运动动和和刀刀具具在在机机床床上上的的实实际际安安装装位位置置的的影影响响，分分别别用用 、表表示示，它它们们是是切切削削过过程程中中真真正正起起作作用用的的角角度。度。1)进给运动对工作角度的影响进给运动对工作角度的影响一一般般切切削削(如如车车外外圆圆)时时，进进给给速速度度远远小小于于切切削削速速度度，此此时时刀刀具具工工作作角角度度近近似似等等于于标标注注角角度度。但但在在进进给给速速度度较较大大时时，改改变变了了合合成成切切削削运运动动方方向向，工工作作角角度度就就有有较较大改变。大改变。横横向向进进给给的的影影响响：如如后后图图所所示示。切切断断、切切槽槽时时，因因为为刀刀具具相相对对于于工工件件的的运运动动轨轨迹迹为为阿阿基基米米德德螺螺旋旋线线，则则合合成成切切削削运运动动力力向向是是它它的的切切线线方方向向，与与主主运运动动方方向向夹夹角角为为，刀具工作前、后角分别为：刀具工作前、后角分别为：由由上上式式看看出出，随随着着切切削削进进行行，切切削削刃刃越越靠靠近近工工件件中中心心，值值越越大大，越越小小，有有时时甚甚至至达达到到负负值值，对对加加工工有有很大影响，不容忽视。很大影响，不容忽视。进给运动对工作角度的影响进给运动对工作角度的影响纵纵向向进进给给的的影影响响：车车螺螺纹纹时时，如如图图所所示示，合合成成运运动动方方向向与与主主运运动动方方向向之之间间形形成成夹夹角角f，刀刀具左侧刃工作前、后角分别为：具左侧刃工作前、后角分别为：由由上上式式看看出出，随随着着d的的减减小小，左侧刀刃左侧刀刃 将增大，将增大，将减小。右侧刃则相反将减小。右侧刃则相反。2)刀具安装位置对工作角度的影响刀具安装位置对工作角度的影响刀刀尖尖安安装装高高低低的的影影响响：如如后后图图所所示示，s=0的的外外圆圆车车刀刀纵纵车车外外圆圆情情况况，刀刀尖尖高高于于工工件件的的中中心心线线，工工作作基基面面与与基面之间有夹角基面之间有夹角。这时，车刀的工作角度的变化为：。这时，车刀的工作角度的变化为：式中：式中：h刀尖高于工件中心线的数值，刀尖高于工件中心线的数值，mm；d切削刃上选定点处的工件直径，切削刃上选定点处的工件直径，mm。可可自自行行分分析析刀刀尖尖低低于于工工件件中中心心线线时时，工工作作角角度度变变化化情情况。况。刀具安装高低的影响刀具安装高低的影响当当刃刃倾倾角角s0时时，即即使使刀刀尖尖安安装装得得与与工工件件中中心心线线等等高高，但但切切削削刃刃上上选选定定点点都都高高于于或或低低于于工工件件的的中中心心线线，刀刀具具的工作角度也会产生变化。的工作角度也会产生变化。刀刀具具安安装装轴轴线线位位置置变变化化的的影影响响：例例如如外外圆圆车车刀刀轴轴线线与与进进给给方方向向不不垂垂直直时时，如如后后图图所所示示，在在基基面面内内，刀刀具具的的主偏角和副偏角的变化如下：主偏角和副偏角的变化如下：式中：式中：刀具轴线的倾斜角度。刀具轴线的倾斜角度。刀具安装倾斜的影响刀具安装倾斜的影响思考题：思考题：标注图示切标注图示切断刀的角度。断刀的角度。1.2.4 1.2.4 切削层参数切削层参数 切削层是主运动在一个切削循环内，刀具切削部分从工件上切削层是主运动在一个切削循环内，刀具切削部分从工件上切除的材料层。切削层参数就是指这个切削层的截面尺寸。切除的材料层。切削层参数就是指这个切削层的截面尺寸。为了简化计算，切削层形状、尺寸规定在刀具的基面为了简化计算，切削层形状、尺寸规定在刀具的基面中度量，切削层的形状和尺寸将直接影响刀具切削部中度量，切削层的形状和尺寸将直接影响刀具切削部分所承受的分所承受的负荷和切屑的尺寸大小负荷和切屑的尺寸大小。通常在通常在基面基面PrPr内内度量。度量。d dm md dw wf fn1 12 2f fa ap pKrKr如所示，车外圆时，当主、副切削刃为直线，且如所示，车外圆时，当主、副切削刃为直线，且 s=0s=0，切削层就，切削层就是车刀由位置是车刀由位置移动到位置移动到位置即一个即一个f f距离，刀具正在切削的那层距离，刀具正在切削的那层金属层，可见，切削层的形状是平行四边形。金属层，可见，切削层的形状是平行四边形。hDfapbD r切削层公称厚度切削层公称厚度h hD D 简称切削厚度，是垂直于切削简称切削厚度，是垂直于切削表面度量的切削层尺寸。表面度量的切削层尺寸。h hD D f fsinsinr r切削层公称宽度切削层公称宽度b bD D 简称切削宽度，是沿切削表面简称切削宽度，是沿切削表面度量的切削层尺寸。度量的切削层尺寸。b bD D a ap/sinp/sinr r切削层公称横截面积切削层公称横截面积ADAD三、切削层参数三、切削层参数 待加工表面过渡表面已加工表面941.3.1切削过程中的变形一、切屑的形成一、切屑的形成正正正正交交交交自自自自由由由由切切切切削削削削金属切削过程是切削层金属在刀具前刀面的推挤下，金属切削过程是切削层金属在刀具前刀面的推挤下，发生以发生以剪切滑移剪切滑移为主的塑性变形而形成切屑的过程为主的塑性变形而形成切屑的过程。1.3 金属切削过程的基本理论及规律金属切削过程的基本理论及规律95二、切削时的三个变形区二、切削时的三个变形区剪切滑移剪切滑移变形变形与前刀面与前刀面挤压摩擦挤压摩擦已加工表已加工表面变形面变形96三、第三、第I变形区的变形特点变形区的变形特点1.金属的剪切滑移变形金属的剪切滑移变形始剪切线始剪切线终剪切线终剪切线97剪切平面与切削剪切平面与切削剪切平面与切削剪切平面与切削速度方向的夹角速度方向的夹角速度方向的夹角速度方向的夹角为为为为剪切角剪切角剪切角剪切角 。o金相组织金相组织金相组织金相组织：切屑中晶粒被拉长呈纤维化。：切屑中晶粒被拉长呈纤维化。982.剪切角剪切角剪切角剪切角的计算的计算主应力方向与极主应力方向与极值切应力方向之值切应力方向之间的夹角为间的夹角为450的的原理。原理。FnFsFf工件工件vco99四、第四、第II变形区的变形特点变形区的变形特点1.金属的金属的挤压摩擦挤压摩擦挤压摩擦挤压摩擦变形变形100101（1）积屑瘤 切削塑性金属塑性金属时；形成积屑瘤的主要因素是压压力力和切削温度切削温度；当近切削刃处的压力和温度很低或很高时，均不易形成积屑瘤。1.3.2 积屑瘤与鳞刺积屑瘤与鳞刺102103 积屑瘤对切削加工的影响积屑瘤对切削加工的影响 稳定的积屑瘤可代替切削刃和前刀面进行切削，减少刀具的磨损；使实际前角增大，切屑变形减小，切削力降低；积屑瘤具有一定的高度，使切削厚度增大；积屑瘤的不断变化，使实际切削厚度不断变化，零件的表面粗糙度变化，表面质量下降；积屑瘤脱落时会剥离前刀面上的刀具材料，造成刀具磨损加剧。104切削切削45钢钢 避免产生积屑瘤的方法避免产生积屑瘤的方法采用冷却性和润滑性好的采用冷却性和润滑性好的切削液切削液。105（2）鳞刺鳞刺 中低速、大进给量、较小前角对塑性、韧性材料加工中；形成节状切屑或单元切屑时；形成具有积屑瘤的带状切屑时。1.3.3 1.3.3 影响切屑变形的因素影响切屑变形的因素1、工件材料2、刀具前角3、切削速度4、切削厚度1061071.3.41.3.4 切削力及切削功率切削力及切削功率 克服被加工材料弹性、塑性变形的抗力；克服切屑对刀具前面、过渡表面对后面和已加工表面对副后面的摩擦力与挤压力等。一、切削力的来源一、切削力的来源 弹性变形抗力和塑性变形抗力，在切削中的三个变形区弹性变形抗力和塑性变形抗力，在切削中的三个变形区中均存在，但以第一变形区中的抗力最大。中均存在，但以第一变形区中的抗力最大。108二、切削力和切削功率二、切削力和切削功率 切削力切削力切削力切削力Fc：垂直于基面，与切削速度方向一致。背向力背向力背向力背向力Fp：作用于基面内，与进给方向垂直。进给力进给力进给力进给力Ff：作用于基面内，与进给方向平行。A109 切削功率切削功率切削功率切削功率P Pc c：单位时间内消耗在切削过程中的功。1101.3.5 1.3.5 切削热和切削温度切削热和切削温度一、切削热的来源和传散一、切削热的来源和传散 切屑与前面，工件与后面之间的摩擦所产生的摩擦功摩擦功；弹性变形和塑性变形所消耗的变形功。111 不同的不同的不同的不同的切削方法切削方法切削方法切削方法，切削热沿不同传导，切削热沿不同传导，切削热沿不同传导，切削热沿不同传导途径传递出去的比例也各不相同。途径传递出去的比例也各不相同。途径传递出去的比例也各不相同。途径传递出去的比例也各不相同。112二、切削温度的测定原理二、切削温度的测定原理1.1.研究和测量切削温度的目的研究和测量切削温度的目的 研究各种因素对切削温度的影响；校核切削温度理论计算的准确性；把测得的切削温度作为自适应控制自适应控制的输入信号。切削温度切削温度是指切削区域（前刀面与切屑接触区）的平均温度。113人人工工热热电电偶偶法法2.切削温度的测量方法切削温度的测量方法114115三、切削温度的分布三、切削温度的分布红红外胶片法外胶片法外胶片法外胶片法 刀屑面间温度最高；刀屑面间温度最高；前、后刀面的最高温度前、后刀面的最高温度都不在刀刃上；都不在刀刃上；切屑中的平均温度较刀切屑中的平均温度较刀具、工件中的高。具、工件中的高。沿剪切面方向上各点温沿剪切面方向上各点温度几乎相同。度几乎相同。116四、影响切削温度的主要因素四、影响切削温度的主要因素1.切削用量切削用量117 切削速度切削速度增加，切削变形小，切削力略有下降，切削温度降低。切削速度切削速度增加，切屑与前刀面的接触长度变长，接触时间变短，向切屑中传递的热量减少，散热条件差，摩擦加剧，切削温度提高很快。118进给量进给量增大，切削力增大，摩擦挤压加剧，切削温度增加；切削厚度增加，切屑热容量增加，切屑带走热量增加。背吃刀量背吃刀量增大，切削力增大，摩擦挤压加剧；切削宽度增大，切削刃参加的长度增加，显著改善了热量的传散。1192.工件材料工件材料通过材料的硬度硬度、强度强度和热导率热导率来影响切削温度的。b=0.589GPa HB=187 b=0.736GPa HB=229 b=1.452GPa HRC=44(418HB)120合金结构钢合金结构钢的强度普遍高于45 钢钢，而导热系数一般均低于45 钢。121脆性金属脆性金属脆性金属脆性金属(HT20)的抗拉强度和延伸率都较小，切削过程中切削区的塑性变形很小，切屑呈崩碎状或脆性带状，与前刀面的摩擦也很小，产生的切削热较少。1223.刀具几何参数刀具几何参数前前前前 角角角角前角增大，剪切角增大，切削变形小，切屑与前面的摩擦减小，切削温度降低。前角过大，刀头体积减小，散热条件差，对降低切削温度产生 不利影响。123主偏角主偏角主偏角主偏角主偏角减小，切削变形和摩擦增加，切削热增多；主偏角减小后，刀头的体积增大，散热大为改善，切削温度总体呈现降低。124 刀具磨刀具磨刀具磨刀具磨损损刀具磨损后，切削刃变钝，对刃区前方的挤压作用增大，切削区的塑性变形增加；磨损后的刀具后角变为零度，使工件与刀具的摩擦加大。1.3.6刀具磨损和耐用度刀具磨损和耐用度1后刀面磨损 一、刀具磨损形态和磨损机制一、刀具磨损形态和磨损机制 1刀具磨损的形态刀具磨损的形态 （1）前前刀刀面面磨磨损损（月月牙洼磨损）牙洼磨损）（2）后后刀刀面面磨损磨损 （3）边界磨损）边界磨损第三节数控刀具的失效形式及可靠性由机械应力引起的出现在后刀面上的摩擦磨损。由于刀具材料过软，刀具的后角偏小，加工过程中切削速度太高，进给量太小，造成后刀面磨损过量。应该选择耐磨性高的刀具材料，同时降低切削速度，提高进给量，增大刀具后角。2边界磨损 第三节数控刀具的失效形式及可靠性主要原因是工件表面硬化、锯齿状切屑造成的摩擦，影响切屑的流向并导致崩刀。只有降低切削速度和进给速度，同时选择耐磨刀具材料并增大前角使切削刃锋利。第三节数控刀具的失效形式及可靠性3，前刀面磨损(月牙洼磨损)前刀面磨损主要由切屑和工件材料的接触以及对发热区域的扩散引起。另外刀具材料过软，加工过程中切削速度太高，进给量太大，也是前刀面磨损产生的原因。前刀面磨损会使刀具产生变形、干扰排屑、降低切削刃强度。主要采用降低切削速度和进给速度，同时选择涂层硬质合金材料，可以减少前刀面的磨损。第三节数控刀具的失效形式及可靠性 4塑性变形 切削刃在高温或高应力作用下产生的变形。刀具磨损、破损和使用寿命刀具磨损、破损和使用寿命(刀具耐用度刀具耐用度)刀具磨损对产品质量、生产率及加工成本有直接刀具磨损对产品质量、生产率及加工成本有直接影响，也是切削加工中的重要问题之一。影响，也是切削加工中的重要问题之一。刀具磨损的形式与原因刀具磨损的形式与原因 刀具正常磨损时，按其发生的部位分为三刀具正常磨损时，按其发生的部位分为三 种形式：种形式：4.1.1前刀面磨损前刀面磨损(月牙洼磨损月牙洼磨损 用用KT表示表示)产生：加工塑性金属、切削速度较高、切削厚度较大时发生。产生：加工塑性金属、切削速度较高、切削厚度较大时发生。特点：切削温度最高、形成一个凹窝、有一条小棱边。特点：切削温度最高、形成一个凹窝、有一条小棱边。4.1.2后刀面磨损后刀面磨损 4.1.3前、后刀面同时磨损前、后刀面同时磨损图图1 24 刀具磨损的形式刀具磨损的形式a)后刀面磨损后刀面磨损hd 0.5mmc)前、后刀面前、后刀面 同时磨损同时磨损0.1mm hd Q235从切削力大小方面比较：45#Q235特点：相对性注：工件材料的切削加工性与加工密切相关，还应考虑刀具材料的性能171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难易程度比较：Q235和45#从加工表面质量方面比较：45#Q235从切削力大小方面比较：45#Q235特点：相对性注：工件材料的切削加工性与加工密切相关，还应考虑刀具材料的性能172切削加工性的标志（衡量指标）1.按加工质量来衡量材料的加工性表面质量表面粗糙度加工性残余应力加工性加工硬化程度加工性应用条件：精加工常以此作切削加工性指标1732.按刀具耐用度或一定耐用度T下的vT.常用v60 。（难加工材料可用v15或v30）T、v60加工性应用条件：常用指标，适用不同加工条件都从三方面理解保证T相同时，切削某种材料允许的速度，即vT保证相同切削条件下，刀具材料达到的T数值（min)保证相同切削条件下，保证刀具达到VB*时所切下金属体积的量(mm3/s)1743.按单位切削力和切削温度相同条件下kcFPc加工性应用条件：粗加工、工艺系统刚性不足因切削温度数据不易得到，故此指标较少用1754.按切屑处理性（断屑性能）排屑易处理性加工性断屑易处理性加工性卷屑易处理性加工性断屑性能要求高的工序如：深孔、盲孔、镗孔、钻削应用条件：自动机床、自动生产线此外，可用切削路程Lm，金属切除率Zw 作为衡量指标176常用切削加工指标vT:当刀具耐用度为T（min,s)时，切削某种材料所允许的切削速度vT 材料的加工性 实际中人们最关注：生产率，经济性K目前还没有一个理想的方法评价切削加工性177相对加工性Kv以45#钢的v60为基准，记为（v60)j,其它材料的v60与（v60)j 之比，叫相对加工性KvKv加工性加工性Kv1Kv1比比45#45#易切易切Kv1Kvk中碳钢k合金钢k工具钢k不锈钢、耐热钢切削紫铜时k=393；45#时k=50；1Cr18Ni9Ti时k=14k与合金元素有关Cr、Ni、Mo、Wk182化学成分因素钢含碳量C%HB、bv60C%、kv 60合金元素Cr、Ni、V、Mo、W、Mn硬度v60Si、Al硬质点多v60S、P、Se、Pbv60183铸铁Si、Al、Ni、Cu、Ti石墨化v60Cr、V、Mn、Mo、Co、P、S石墨化v60白口铁麻口铁灰口铁球铁V V6060 铸铁的相对加工性见下表铸铁的相对加工性见下表184铸铁的相对加工性铸铁种类铸铁组织硬度HBS伸缩率%相对加工性Kv白口铁细粒珠光体+碳化铁600难切削麻口铁细粒珠光体+少量碳化铁2630.4珠光体灰铸铁珠光体+石墨2250.85灰铸铁粗珠光体+石墨+铁素体1901.0铁素体灰铸铁铁素体+石墨1003.0球墨铸铁（或可锻铸铁）石墨为球状26520.621540.920717.51.3180201.8185金相组织因素针状珠光体片状珠光体球状珠光体马氏体索氏体回火马氏体v v6060 v v6060 186改善切削加工性的途径1.调整化学成分，发展易切钢在钢中适当添加一些元素（S、Pb、Se 等），使刀具耐用度，切削力，容易断屑，加工表面质量安排合适的热处理工序1.251.25粗车粗车半精车半精车正火正火精车精车渗碳淬火渗碳淬火磨削磨削187加工半轴下料下料锻造锻造正火正火机加工机加工调质调质盘部钻孔盘部钻孔磨花键磨花键188坐标镗床主轴要求:调质硬度HB240280,表面硬度HV9001100,氮化深0.5mm2.选用切削加工性好的材料状态冷拔低碳钢热轧低碳钢45#热轧钢锻件(坯件余量不匀,有硬皮)下料下料锻造锻造退火退火粗加工粗加工调质调质半精加工半精加工低温退火低温退火精车精车低温退火低温退火粗磨粗磨磁力探伤磁力探伤氮化氮化磁力探伤磁力探伤半精磨半精磨油煮定性油煮定性精磨精磨油煮定性油煮定性超精磨超精磨油煮定性油煮定性研配研配189难加工材料的切削加工性难加工材料应用于：高性能机械结构和机器、造船、航空、电站、石油化工、国防等喷气发动机、原子能发电站、空间探索、海底探测、地壳勘探等重点发展材料：用于核动力和燃烧循环过程的材料用于计算机、传感器和微电子器件等有关传递的材料190材料特点强度高：高温强度、抗蠕变强度高抗氧化能力强：抗高温氧化能力高耐低温难点：材料的结构愈来愈复杂，重量越来越轻要考虑加工成型时单位体积所需的能量191高锰钢概念含 Mn 量达1114%，当高锰钢全部都是奥氏体组织时，才能获得较好的使用性能（如韧性、强度及无磁性等）特点硬度、强度低易产生加工硬化、断屑难导热率低192措施选用韧性、导热性较高的刀具材料粗车：YG8、YG8X；精车：YT14、YT15（YM052、YM051）、YW3（复合氧化铝）陶瓷刀具选择合理刀具几何角度适当增大前角、后角，达到降低切削力选用较小主偏角和负刃倾角，提高切削刃强度磨制断屑糟选用合理的切削用量硬质合金刀具：vc60m/min；陶瓷刀具：vc100m/min选用较大的进给量选用较大的背吃刀量采用高温回火处理193高强度钢特点经热处理（淬火及回火）得到高的强度、硬度和延伸率铬镍钢（20Cr2Ni4），269HBS，b=1.177GPa,=45%，k=784kJ/m2与45#比：硬度高11.2倍，强度高1.63，延伸率高33.4倍,k11.6倍。故综合加工性差，切削力大，消耗功率多，温度高,刀具磨损快，断屑困难194措施选用强度高、耐磨性高的刀具材料粗车：YT5、YTS25精车、半精车：YW3、712、715涂层硬质合金选用合理刀具几何参数大前角o10负刃倾角，增加刀刃强度大的r=0.51mm磨制断屑糟选用较低速度：vc100m/min,可T采用退火、回火、正火处理，改善组织性能提高工艺系统刚度，减少刀杆伸出量195不锈钢按组织分为铁素体不锈钢马氏体不锈钢奥氏体不锈钢析出硬化不锈 钢特点常温下的b、HB近于45#高温HB、b高，产生加工硬化导热性小导磁材料导磁材料非磁性材料非磁性材料较易切削较易切削常用常用196措施选用导热性好、耐磨性高的刀具材料粗车：YG8N精车：YM3、YW4选用大前角、较小主偏角因不锈钢切屑强韧，故应采取可靠的断屑、卷屑、排屑措施为避免粘结现象，前、后刀面要仔细研磨f、ap，防止刀具在硬化层内工作提高工艺系统刚度197高温合金按基体分铁基高温合金镍基高温合金钴基高温合金措施选用含Co多的YG6、YG8导热性好，用于粗加工。YW类、YA6，用于精加工选用较小前角（05），较小主偏角刀具强度选用大f，ap，避免在硬化层内切削变形铁基高温合金变形铁基高温合金铸造铁基高温合金铸造铁基高温合金变形镍基高温合金变形镍基高温合金铸造镍基高温合金铸造镍基高温合金198钛合金概念钛合金是一种“比强度”（强度/比重）和“比刚度”（刚度/比重）较高，在550以下耐蚀性很高的材料特点延伸率和冲击值k较低1刀尖处负荷大，切削力集中导热性差与刀具材料中的Ti亲合力大（易产生粘结磨损）199措施（散热）选用导热性良好、耐冲击，不易产生亲合作用的刀具材料粗车：YG8 精车：YD15、YS2T刀具角度用较小前角：o=46用较大后角：o12用较大刀尖圆弧半径：r3 mm磨负倒棱切削用量粗车：vc=1550m/min 精车：vc=2060m/min200冷硬铸铁概念浇铸后冷却速度很快特点表层HB高，达HRC60表层硬质点分布不均（切削力不稳定）含Ni、Cr冷硬铸铁，高温强度高，导热性低刀尖负荷大，切削温度高，使T，易崩刃201措施刀具材料YG6韧性大陶瓷刀具刀具耐用度高刀具角度（提高刀刃强度和散热性）选用小前角：o=-10 0减小主偏角：r=15 30负刃倾角大的刀尖圆弧半径切削速度硬质合金：vc15r15。一、主偏角的选择一、主偏角的选择1.5.3 1.5.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择负偏角对切削过程的影响负偏角对切削过程的影响减小副偏角减小副偏角r r，可增强刀尖强度，改善散热条件。，可增强刀尖强度，改善散热条件。减小副偏角减小副偏角r r ，则可以显著减少切削后的残留面积，提，则可以显著减少切削后的残留面积，提高表面光洁度。高表面光洁度。但但r r 太小就会增加负切削刃的工作长度，增大副后刀面太小就会增加负切削刃的工作长度，增大副后刀面同已加工表面之间的摩擦，易引起系统振动，反而增大表面同已加工表面之间的摩擦，易引起系统振动，反而增大表面粗糙度值。粗糙度值。二、副偏角的选择二、副偏角的选择副偏角副偏角 RaRa刀尖强度刀尖强度散热体积散热体积 副刃工作长度副刃工作长度 摩擦摩擦F Fpp易振动易振动RaRa，T T1.5.3 1.5.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择副偏角对残留面积的影响副偏角对残留面积的影响负偏角的选择原则负偏角的选择原则 根据工件加工表面光洁度和具体的加工情况而定的。根据工件加工表面光洁度和具体的加工情况而定的。在不引起振动的前提下，副偏角通常取小值。一般情况下在不引起振动的前提下，副偏角通常取小值。一般情况下选取选取r r=10=10 1515；特殊情况，例如切断刀，为了特殊情况，例如切断刀，为了保证刀头强度，可以选取保证刀头强度，可以选取r r=1=1 2 2。二、副偏角的选择二、副偏角的选择1.5.3 1.5.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择直线过渡刃直线过渡刃 过过渡渡刃刃的的偏偏角角rrr r/2/2、长长度度b b（1/41/41/51/5）a ap p，这种过渡刃多用于这种过渡刃多用于粗加工粗加工或或强力切削的车刀强力切削的车刀上。上。三、刀尖的形式三、刀尖的形式 1.5.3 1.5.3 主、副偏角的合理选择主、副偏角的合理选择圆弧过渡刃圆弧过渡刃 过过渡渡刃刃也也可可磨磨成成圆圆弧弧形形。它它的的参参数数就就是是刀刀尖尖圆圆弧弧半半径径r r。刀刀尖尖圆圆弧弧半半径径增增大大时时，使使刀刀尖尖处处的的平平均均主主偏偏角角减减小小，可可以以减减小小表表面面粗粗糙糙度度数数值值，且且能能提提高高刀刀具具耐耐用用度度。但但会会增增大大背背向向力力和和容容易易产产生生振振动动，所所以以刀刀尖尖圆圆弧弧半半径径不不能能过过大大。通通常常高速钢车刀高速钢车刀r r=0.5=0.55mm