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机械制造工程学 南通大学机械工程学院 （3） 第三章 金属切削过程的基本规律 第三节 切削力 第五节 刀具磨损和刀具寿命 四、影响切削力的因素 影响切削力的因素很多，主要是工件材料、切削用量、刀具几何参数及刀具磨损等。 ? ap的指数xFc≈1，而 f 的指数yFc=0.75～0.9。即当ap加大一倍时，Fc约增大一倍； ?而 f 加大一倍时，Fc只增大68～86%。 （一）切削用量对切削力的影响 a.背吃刀量(切削深度)和进给量 b. 切削速度 加工塑性材料时,低速下,与BUE相同.中高速下,VC↑→FC (Fz) ↓ 加工脆性材料时,因塑性变形小,摩擦小,所以影响小. （二）工件材料对切削力的影响 a) 被加工工件材料的强度、硬度越高，则τs越大，虽然变形系数ξ有所减小，但总起来切削力还是增大的。 c) 在同样热处理状态下,切削合金钢的切削力比碳素钢大。 d) 同一种材料热处理状态不同,切削力也不相同。 e) 有色金属的强度低,虽塑性较大,但加工硬化倾向小,所以切削力较小。 f) 铸铁等脆性材料,塑性小,加工硬化小,形成的是崩碎切屑,接触小,摩擦力小,所以切削力较小。 b) 如材料的强度、硬度相同，则塑性（延伸率δ）、韧性（冲击值αk）越大，切削力越大。 （三）刀具几何参数对切削力的影响 5、刀尖圆弧半径 ： rε 对 Fy,Fx 影响较大,对Fz影响较小. （ p48 图3-13 3-14 ） 1、 前角：??? γο↑ →? Fz↓ （ p45 图3-6 ） 2、负倒棱：?(负倒棱/进给量) ?bγ/f ↑ →?F↑（p47 图3-11 3-12） 3、主偏角 ：?κγ↑→Fy/Fz↓,Fx/Fz↑ （ p45 图3-7 ） 4 、刃倾角 ：λs变化→合力F的方向,λs↓→Fy↑,Fx↓,Fz基本不变 （ p46 图3-9 ） （四）刀具材料对切削力的影响 刀具材料不是影响切削力的主要因素. 主要决定因素：材料之间的摩擦系数 陶瓷刀具 硬质合金 高速钢 单位切削力p 切削速度v 高速钢 硬质合金 陶瓷 （五）切削液对切削力的影响 水容液(冷却为主)影响很小,切削油(润滑为主)影响较大. （六）刀具磨损对切削力的影响 后刀面磨损量VB(mm) 影响最大 切削力 /KN 后刀面磨损量 VB/mm Fz Fy Fx 第四节 切削热和切削温度 1.在刀具的切削作用下，切削层金属发生弹性变形和塑性变形。 一、切削热的来源与传散 来源: 刀具 切屑 工件 2.切屑与前刀面，工件与后刀面间消耗的磨擦功，也将转换为热能。 (1) 钻削加工时, 52.5%传入工件, 28%的切削热由切屑带走, 14.5%传入刀具, 5%左右传入周围介质. 切削热由切屑.刀具.工件和周围介质传出的比率大致如下: 热的传散: (2) 车削加工时,50%-86%由切屑带走,40%-10%传入车刀,9%-3%传入工件,1%左右通过辐射传入空气.切削速度越高,切削厚度越大,则由切屑带走的热量越多. 二、切削温度测定原理与切削温度分布 目前比较常用的测量切削温度的方法是自然热电偶法. 自然热电偶法是利用工件和刀具材料化学成分的不同而组成热电偶的两极，这样在刀具和工件的回路中便产生了温差电动势。 人工热电法： 切削温度的分布 讨论：1、2、3 P51 三、影响切削温度的主要因素分析 1、切削用量对切削温度的影响 1）切削速度 ? ?? 切削速度对切削温度有显著的影响? ,V↑→°C↑ 2）进给量 ?? 进给量对切削温度有影响,? f↑→°C↑ 3）背吃刀量 (切削深度) ? 切削深度对切削温度影响很小. 用实验方法求得： θ v θ f θ ap 4）刀尖圆弧半径对切削温度的影响 ? rε在 (0-1.5)mm 内,基本上不影响°C. 2、刀具几何参数对切削温度的影响 1）前角对切削温度的影响 ? γο↑→°C↓ 2）主偏角对切削温度的影响 ? κr↑→°C↑ 3）负倒棱对切削温度的影响 ? 负倒棱宽度bγ1在 (0-2)f 内,基本上不影响°C. ? 后刀面磨损量VB↑→°C↑ 3、刀具磨损对切削温度的影响 θ°C VB（mm) V = 71 m/min V = 94 m/min V =171 m/min (4) 脆性金属的抗拉强度和延伸率都较小,切削过程