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1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院2013-7-19機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用（第九講）主講人：劉潤愛金屬切削過程的四大規(guī)律機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用切削變形切削力切削熱和切削溫度刀具磨損與耐用度金屬切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用切削用量的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇工件材料的切削加工性切削液刀具幾何參數(shù)是用來確定刀面、切削刃在空間位置的參數(shù)，包括以下幾個方面：刀具幾何角度包括前角γo、后角αo、主偏角κr、副偏角κr′、刃傾角λs和副后角αo′等。刃口形式及參數(shù)主要有鋒刃、倒棱、消振棱、刃帶、

2、倒圓刃等形式。主要有直線刃、折線刃、圓弧刃、月牙弧形刃與波浪形刃等。切削刃形狀及參數(shù)刀面型式及參數(shù)如平面型的前刀面，帶斷屑槽的前刀面；平面型后刀面、鏟背后刀面、雙重后刀面等。刀具幾何參數(shù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇2.6.1前角、前刀面的功用和選擇γo↑→變形、摩擦↓→F↓Q↓Pm↓→θ↓→T↑→振動↓加工質(zhì)量↑→不易產(chǎn)生積屑瘤，加工質(zhì)量↑→斷屑困難→刀刃和刀頭強度↓散熱面積容熱體積↓一定的切削條件下，用某種刀具材料

3、加工某種工件材料時，總有一個使刀具獲得最高壽命的前角值。這就是合理前角，可為正，也可為負(fù)。（1）前角的功用在刀具強度許可條件下，盡量選用大的前角。對于成形刀具來說（車刀、銑刀和齒輪刀具等），減小前角，可減少刀具截形誤差，提高零件的加工精度。第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇（2）前角的選擇原則前角的數(shù)值應(yīng)由工件材料、刀具材料和加工工藝要求決定。第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇1）工件材料性質(zhì)加工塑性材料時，變形、摩擦大，選較大γo。切削脆性材料時，崩碎切

4、屑，對刃口強度要求較高，宜采用較小γo。強度及硬度較高時，F(xiàn)大，θ高，為增強切削刃改善散熱條件，宜選較小γo。強度或硬度特別大（如淬火鋼）時，可以使用-γo。強度及硬度較小時，宜選較大γo，切削刃鋒利。加工易產(chǎn)生加工硬化的材料時，選用較大γo。表2-11列出了硬質(zhì)合金車刀加工不同材料時合理前角的參考值。表2.11硬質(zhì)合金刀具前角值工件材料碳鋼σb（Gpa）正火40Cr調(diào)質(zhì)40Cr不銹鋼（奧氏體）高錳鋼鈦和鈦合金≤0.445≤0.558≤0.784≤0.98前角20°～30°15°～20°12°～15°5°～10°13°～18°10°～15°15°

5、～30°3°～-3°5°～10°工件材料淬硬鋼灰鑄鐵銅38～41HRC44～47HRC50～52HRC54～58HRC60～65HRCHB≤220HB＞220紫銅黃銅青銅鋁合金前角0°-3°-5°-7°-10°10～15°5～10°25°～30°15°～25°5°～15°25°～30°表2.12不同刀具材料加工的前角值刀具材料碳鋼σb（Gpa）高速鋼硬質(zhì)合金陶瓷≤0.784＞0.78425°20°12°～15°12°～15°10°10°第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其

6、應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具材料強度和韌性高，則切削刃強度大，承載能力強，允許使用較大前角。高速鋼的抗彎強度及沖擊韌度較高，而硬質(zhì)合金脆性大，怕沖擊、易崩刃，故前者的合理前角可比后者選得大些，一般可大5°~10°。陶瓷刀具的脆性更大，故合理前角選得比硬質(zhì)合金刀具還要小些。表2-12列出了不同刀具材料加工鋼時合理前角的參考值。2）刀具材料第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇3）加工性質(zhì)粗加工、斷續(xù)切削、承受沖擊性載荷或?qū)τ杏财さ蔫T鍛件粗切時，為保證切削刃具有足夠的強度，應(yīng)選用較小前

7、角；精加工時，為使刃口鋒利，保證加工質(zhì)量，宜選用較大前角。第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇4）具體加工條件工藝系統(tǒng)剛性差和機床功率不足時，應(yīng)選取較大的前角。數(shù)控機床和自動機床、自動線用刀具，應(yīng)考慮刀具的耐用度及工作的穩(wěn)定性，而選用較小的前角。(a)(b)第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.6刀具幾何參數(shù)的合理選擇（3）前刀面形式圖(a)正前角平面型這是一種最基本的型式，刃口鋒利，制造簡單，重磨方便，廓形精度高，但切削刃強度差，它主要用于精加工刀具、加工有色金屬刀具及成形刀具等。圖

8、(b)正前角帶倒棱型切削刃強度較好，但切削刃較鈍，切削變形大。主要用于高硬度材料的粗加工或斷續(xù)切削時，對減小崩刃和提高刀具耐用度的效果是