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机械制造技术基础

第一章金属切削加工的基础知识

金属切削加工是机械加工的一种重要方式。在此过程中，

切削用量的三个要素包括切削速度、进给量和切削深度。切削

运动可分为主运动和进给运动，其中主运动消耗功率最大，速

度最高。在牛头刨床加工时，主运动是刀具往复运动，进给运

动时工件移动。

刀具材料应具备较高的硬度、足够的强度和韧性、较好的

耐磨性、较高的耐热性和较好的工艺性，其中硬度是最关键的。

目前，立方氮化硼是耐热性最高的刀具材料，金刚石是硬度最

高的刀具材料。常用的硬质合金分为钨钴类和钨钛钴类，适用

于加工不同的材料。

刀具前角越大，切屑的变形程度就越小。在刀具角度中，

影响径向分力大小的角度是主偏角Kr，因此，车削细长轴时，

为了减小径向分力作用，主偏角常用75o或90o。车削时，为

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了减小工件已加工表面的残留面积高度，减小表面粗糙度，可

采用增大前角或减小主偏角和副偏角的办法。

切屑的形态有带状切屑、节状切屑和崩碎切屑。在切屑时，

刃倾角影响排屑方向，为避免划伤已加工表面，精加工时应取

正值。车削塑性材料时，切屑变形大，车刀应选取较大前角，

车削脆性材料应取较小前角。

塑性金属材料的切削过程分为弹性变形、塑性变形和切离

三个阶段。在切削用量中，影响切削力大小最显著的是切削深

度，影响切削温度大小最显著的是切削速度。从提高刀具耐用

度出发，粗加工时选择切削用量的顺序是切削深度、进给量、

切削速度。

切削热的主要来源是切屑变形、切屑与前刀面间的摩擦和

工件与后刀面间的摩擦。后角a是主后刀面与切削平面之间的

夹角。车削时影响径向分力的是主偏角。车刀切削部分是由三

个刀面、两个切削刃和一个刀尖组成的，要确定三个刀面的空

间位置必须建立基面、切削平面和主剖面三个辅助平面。

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高速钢和硬质合金是最常用的刀具材料。在切削加工的表

面，可能出现硬度提高、塑性降低的现象，称为加工硬化。不

加切削液车削时，切削热主要由切屑传出。在切削过程中，主

运动的作用是切下切屑，进给运动的作用是使金属层不断投入

切削。影响车刀刃口锋利的是前角和后角，它们在主剖面上测

量。

24.积屑瘤的产生与外摩擦力和材料性质有关，为避免其

产生，可以通过控制切削速度来控制切削用量。

25.加工精度包括尺寸、形状和位置精度。

26.切削加工是通过刀具将毛坯或型材上多余的金属切削

掉，以得到符合要求的零件，其中包括几何形状、尺寸、位置

精度和表面粗糙度等。

27.材料的可切削性指的是材料被切削加工的难易程度，

最常用的衡量指标是一定刀具耐用度下的切削速度V_T和相

对加工性Kr。Kr愈大，说明该材料的切削性愈好。改善材料

切削加工性的措施有调整材料的化学成分和采用热处理。

28.刀具常见的磨损形式有后刀面磨损、前刀面磨损和前

后刀面同时磨损三种形式。

29.钻削是一种切削加工方法，其主运动为刀具旋转，进

给运动为刀具移动。

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30.在切削过程中，切削速度是对切削温度影响最大的因

素，其他因素包括切削用量、工件材料、刀具材料、刀具角度

和冷却条件。

31.在车削细长轴时，宜