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第三章 金属切削过程的基本规律 第一节 金属的切削过程 第二节 切削力与切削功率 第三节 切削热与切削温度 第四节 刀具的磨损及使用寿命 第五节 刀具合理几何参数的选择 第六节 工件材料的切削加工性 第一节 金属的切削过程 一、概述 二、切削变形区 三、切屑的类型 带状切屑： 三、切屑的类型 挤裂切屑：（节状切屑） 三、切屑的类型 单元切屑： 三、切屑的类型 蹦碎切屑： 四、切削的变形及影响因素 变形系数： 影响切削变形的因素： 工件材料： 五、积屑瘤 控制措施： 提高前刀面的光滑程度； 提高工件的硬度，降低塑性； 采用合适的切削液； 避开积屑瘤产生的速度范围。 第二节 切削力与切削功率 一、切削力的来源： 二、切削力的分解 切削力的测量原理 三、切削力的计算 由实验获得经验公式： 四、单位切削力 “单位面积上的主切削力”： 五、切削功率 单位切削功率 “单位时间内切下单位体积金属所需的功率” 第三节 切削热与切削温度 一、产生原因： 切削层的弹性及塑性变形。 切屑与前刀面，工件与后刀面的摩擦。 三、切削温度 切削温度分布： 四、影响切削温度的因素分析 工件材料: 四、影响切削温度的因素分析 切削用量对切削温度的影响： 四、影响切削温度的因素分析 刀具几何参数对切削温度的影响 五、控制切削温度的措施 正确使用切削液： 第四节 刀具的磨损及使用寿命 一、刀具的磨损形式： 二、刀具磨损机理 磨料磨损 二、刀具磨损机理 扩散磨损： 二、刀具磨损机理 氧化磨损： 综上所述： 三、磨损过程 四、刀具的磨钝标准 五、刀具的使用寿命 六、刀具合理使用寿命的选择 最大生产率使用寿命：TP 第五节 刀具合理几何参数的选择 一、前角的作用 选择原则 工件材料： “锐字当先、锐中求固” 二、后角的作用 后角的主要作用是减少后刀面与加工工件之间的摩擦和磨损。后角过大，会削弱切削刃和刀头的强度。通常αO=5—12° 选择原则 工件材料： 三、主偏角、副偏角的作用 影响残留面积的高度 三、主偏角、副偏角的作用 主偏角影响切屑层的形状 选择原则 工件材料： Кr、Кr’选择总原则： 在不产生振动的条件下，取小值。 四、刃倾角的作用 影响刀尖的强度以及切屑的流向： λs 0，切屑流向待加工面； λs 0，切屑流向已加工面； 第六节 工件材料的切削加工性 “指对某种材料进行加工的难易程度” 影响材料切削加工性的因素 金属材料物理和机械性能的影响 化学成分的影响 热处理状态和金相组织的影响 改善材料切削加工性的主要途径 热处理，改变材料的组织和机械性能 调整材料的化学成分 vc、f、ap↗ θ ℃↗ 用YT15刀具，切削45#钢时( σb=75kg/cm2) γO ↗ θ ℃↙ θ ℃↗ κr ↗ 合理选择切削用量： 在满足工艺要求的前提下，取小的 vc较大的 ap、f 改善刀具几何条件： θ ℃↙ γO↗ 工件和切屑中的硬质点（如炭化物）以及不断脱落的积屑瘤碎片划擦刀面产生磨损。 冷焊磨损 切屑与刀具在压力和摩擦条件下冷焊粘结，然后相互被拉开，产生表面破坏伤痕。 工件材料和刀具在高温下（900~1000℃）相互扩散造成的磨损。 刀具上的表面膜被切屑或工件表面划擦掉后，在高温下（700~800℃）与空气中的氧作用产生松脆氧化物，造成刀具磨损。 “指后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大磨损尺寸”。以VB表示 “刀具从开始切削一直到磨损量达到磨钝标准为止的总的切削时间”。记为：T 切削用量与刀具使用寿命的关系： 可见： vc对T的影响最大，f次之，aP最小。在优选切削用量以提高生产率时，首先应尽量选大的aP，然后根据加工条件和要求选允许最大的f，最后根据T选取合理的vc。 “根据单件工序工时最短的原则来确定T”。 经济使用寿命：Tc “根据单件工序成本最低的原则来确定T”。 式中：m：指数。 对于高速钢： m=0.1~0.125， 硬质合金： m=0.1~0.4， 陶瓷刀具： m=0.2~0.4 tct：换刀一次所需时间； Ct：刀具成本； M：该工序单位时间内机床折旧费及所分担的全厂开支。 直接影响刀具的锋利程度 刀具锋利↗ 切屑变形程度↙ 切削力↙ 前角↗ 直接影响切削刃的强度和刀头强度 前角↗ 刀刃及刀头强度↙ 易蹦刃 楔角↙ 直接影响切屑的形状和断屑效果 前角↙ 切屑变形程度↗ 易断屑 脆性材料：γO小，塑性材料： γO大 刀具材料： 刀具的σb、αk较大，则γO可选大值 加工条件： 粗加工时：γO小，精加工时： γO大 刀具材料： 刀具的σb、αk较大，则αO可选大值 加工条件： 粗加工时： αO小，精加工时： αO大