金属切削的基础知识(刀具几何参数的合理选择)讲述.ppt

金属切削的基础知识 Chapter 1 Metal Cutting 刀具几何参数的合理选择 保证加工质量（前提） 获得最高刀具耐用度 从而能够达到提高切削效率 降低生产成本 刀具的合理几何参数 前 角 的 功 用 影响表面质量 影响切削力和切削功率 影响刀具耐用度 影响断屑效果 1. 前角的选择 合 理 选 择 前 角 材料强度、硬度较低时，γ宜大 塑性材料γ宜大；脆性材料γ宜小 粗加工、断续切削、加工铸锻件，γ宜小 刀具韧性好时γ宜大 特定 要求 选择 前角 成形刀具、展成刀具γ宜小 工艺系统刚性差、机床功率不足时γ宜大 自动化机床、数控机床γ宜小 后 角 的 功 用 减少后刀面与工件表面的摩擦 但α↗↗ ，刀刃强度↘， 散热体积↘，加剧刀具磨损。 2. 后角的选择 α↗，刃口锋利 合 理 选 择 后 角 材料强度、硬度较高时，α宜小 塑性材料α宜大；脆性材料α宜小 粗加工、断续切削、加工铸锻件， α宜小；精加工、连续切削α宜大 刀具韧性好时α宜大 定尺寸刀具α宜小 主 偏角 及副偏 角的 功用 影响刀具耐用度：kr、kr’小，则切削刃增长，散热好。 影响切削分力比例：kr↘→Ff↘,Fp↗ 影响排屑、断屑效果 3. 主偏角及副偏角的选择 影响表面粗糙度 合 理 选 择 主 、 副 偏 角 材料强度、硬度高时，kr宜小 工艺系统刚性好，kr、kr’宜小； 工艺系统差时，kr ≥90° 粗加工、半精加工，kr宜大 精加工kr’宜小。且需kr’= 0 °的修光刃 增大刀具的实际前角 刃 倾 角 的 功 用 影响切屑流向 影响刀具锋利性 保护刀尖（取负刃倾角时） 使切削平衡（常用负刃倾角） 影响切削分力的比例 4. 刃倾角的选择 粗加工、有冲击载荷、断续切削时，取λ 0 精加工λ 0（防切屑划伤已加工表面） 材料强度、硬度高时，取λ 0 工艺系统刚性不足时，取λ 0 微量精车时，λ》0 金刚石、立方氮化硼车刀，取λ 0 合 理 选 择 刃 倾 角 切削用量的合理选择 ap ↗→ F↗，工艺系统变形↗，振动↗，加工精度↘，表面粗糙度↗。 f ↗→ F↗，表面粗糙度↗↗。 v ↗→ 切削变形↘，F↘，表面粗糙度↘。 切削用量对加工质量的影响 精加工时应取小的ap、f，而对v的选择应避免积屑瘤的影响（使用硬质合金刀具时，宜用高速切削，v80m/min；使用高速钢刀具时，宜用低速切削，v=3~8m/min） 通常根据工件材料、刀具材料、技术要求、工艺过程、工艺系统状态等，通过查工艺手册，或根据实际情况和实践经验予以确定。 1. 切削用量的选择原则 根据零件加工余量和粗、精加工要求，选定背吃刀量ap。 根据加工工艺系统允许的切削力，其中包括机床进给系统、工件刚度以及精加工时表面粗糙度要求，确定进给量。 根据刀具寿命，确定切削速度vc。 所选定的用量应该是机床功率允许的。 一组切削用量必须考虑到加工余量、刀具寿命、机床功率、表面粗糙度和工艺系统的刚度等因素。 背吃刀量ap的合理选择 背吃刀量ap一般是根据加工余量来确定 粗加工（表面粗糙度Ra50~12.5μm）时，尽可能一次走刀即切除全部余量，可取ap＝8~10mm 半精加工（Ra6.3~3.2μm）时，取ap＝0.5~2mm 精加工（Ra1.6~0.8μm）时，取ap＝0.1~0.4mm 2. 切削用量的合理选择 进给量 f 的合理选择 粗加工时，对表面质量没有太高的要求，而切削力往往较大，合理的? 应是工艺系统刚度所能承受的最大进给量。 精加工时，进给量主要受加工表面粗糙度限制，一般取较小值。 切削速度vc的合理选择 粗车时，ap、? 均较大，故v宜取较小值 精车时ap、? 均较小，所以v宜取较大值 工件材料强度、硬度较高时，选较小的v值 反之，宜选较大的v值 在同等条件下，易切钢的v高于普通碳钢的v ；加工灰铸铁的v低于碳钢的v ；加工铝铜合金的v高于加工钢的v 材料加工性较差，选较小的v值；反之，选较大的v值 刀具材料的性能越好，v也选得越高 在选择v时，还应注意以下几点 精加工时，尽量避开容易产生积屑瘤的速度区域 断续切削时，为减小冲击和热应力，适当降低v 在易发生振动的工艺状况下， v应避开自激振动的临界速度。 加工大件、细长件、薄壁件及带硬皮的工件时，应选用较低的v 。 v被确定之后，还应校验切削功率和机床功率。