金属工艺学
第五篇 切削加工
第五篇 切削加工
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金属工艺学ຫໍສະໝຸດ 第五篇 切削加工概述
金属切削加工是用切削工具将坯料或工件上的多余材料切除，以获得所要求的尺寸、形 状、位置精度和表面质量的加工方法。
金属切削加工
钳工
加工方法有划线、錾、锯、刮、研、攻螺丝、 套螺丝等
机械加工
通过操作机床来完成切削加工的，如车、钻、 刨、磨、齿轮加工等
主运动
切下切屑所需要的最基本的 运动，对切削起主要作用， 速度最高、消耗机床的功率 95%以上。机床主运动只有 1个。
Ⅰ——主运动
切削运动
进给运动
使工件不断投入切削，从而 加工出完整表面所需的运动。 速度低，消耗机床的功率 5%以下。机床的进给运动 可以有一个或几个。
Ⅱ——进给运动
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在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿进 给运动方向的相对位移。
如在车削、镗削、钻削时，进给量表示工件或刀具每转一 转，刀具或工件移动的距离，单位是mm/r。
在牛头刨床（龙门刨）刨削时，刀具（工件）每往复一次， 工件（刀具）移动的距离。
单位时间的进给量— 进给速度（vf）
v f f n （mm/s）
重点内容： 1、掌握切削加工的运动和切削三要素 2、掌握刀具几何角度 本章难点：车刀几何角度
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金属工艺学 第一节 切削加工的运动分析及切削要素 一、零件表面的形成
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第五篇 切削加工
二、切削运动 切削运动——刀具和工件之间的相对运动，该相对运动由主运动和进给运动组成。
应用：速度低、形状复杂的工具。如绞刀、板牙、丝锥等。
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⑶ 高速钢
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高合金钢。 HRC≈62~69
W=6~20%；Cr=3.8~4.4%；V=1.0~4%
耐热温度 — 600℃
V=20~30（m/min）
应用：各种形状复杂的刀具。 如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。
主刀刃
刀尖
主后刀面
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二、刀具材料
1.对刀具材料有如下要求： (1) 高的硬度和耐磨性。 (2) 足够的强度和韧性。 (3) 高的耐热性与化学稳定性。 (4) 良好的工艺性和经济性。
2. 常用刀具材料 ⑴ 碳素工具钢 C= 0.7~1.4%；T8、T10、T10A、T12等 HRC≈61~65
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的截面尺寸称为切削层参数。它 决定了刀具切削部分所承受的负荷和切屑尺寸的大小，通常在垂直于切削速度的平面内度量， 包括切削厚度ac 、切削宽度aw和切削面积AC 。
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1)切削厚度（ac） （mm）
两相邻加工表面之间的垂直距离。
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三、切削运动中的三个表面
（1）待加工表面：指加工时工件上有待切除的表面； （2）已加工表面：指工件上经刀具切削后产生的表面； （3）加工表面（过渡表面）：指工件上由刀具切削刃形成的表面。
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金属工艺学 四、切削用量三要素
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（3）背吃刀量（切削深度，ap，mm） 待加工表面和已加工表面的垂直距离。
在车削外圆时： ap=（dw-dm）/2 （mm）
其中： dw —工件待加工表面的直径； dm—工件已加工表面的直径。
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五、 切削层几何参数
ac f sin kr （mm）
2)切削宽度（aw） （mm）
沿主刀刃度量的切削层的长度。
aw
ap sin kr
2 3)切削面积（AC） （mm ）
（mm）
AC
f
ap
ac aw
2 （mm ）
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第二节
一、刀具的组成
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刀具材料及刀具构造
⑷ 硬质合金
碳化物+粘结剂——粉末冶金
碳化物：WC、TiC、TaC、NbC
粘结剂：Co
HRC≈76~84
耐热温度 — 1000℃
允许的切削速度是高速钢的4~10倍。
切削加工的主要特点：工件精度高、生产率高及适应性好。 凡是要求具有一定几何尺寸精度和表面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来制造。
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第17章 金属切削的基础知识
本章学习目的和要求： 1、掌握切削加工的运动和切削要素 2、了解常用刀具材料 3、掌握刀具几何角度 4、了解切削过程的切削热、变形、刀具的耐用度 5、了解材料的切削加工性
式中： dW—待加工表面直径（mm） n—工件或刀具的转速(r/min)
(m/s)
当主运动为往复直线运动（如刨削）时，切削速度为：
(m/s)
式中： nr — 主运动每分钟往复次数（次/min）； L — 往复直线运动行程长度（mm）。
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（2）进给量（f，mm）
切削部分（刀 头）
前刀面： 主后刀面： 副后刀面：
切屑流出所经过的表面。 主刀刃
刀具上与工件的加工表刀面尖相对的表面。 副刀刃
刀具上与工件的已加工表面相对的表面。
夹持部分（刀体）
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切削部分（刀 头）
前刀面 副刀刃
副后刀面
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夹持部分（刀 体）
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特点
a. 淬火后硬度高； b. 价格低； ｃ.耐热温度低；
HRC≈61~65 250~300℃
ｄ.淬火后应力、变形大。
应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。
⑵ 合金工具钢
Me<5% ； 9SiCr、CrWMn等。 HRC≈61~68 耐热温度 — 350~400℃
切削速度 进给量 背吃刀量
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在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移 动的距离。 在主运动的一个循环（或单位时间）内，工件与 刀具间沿进刀方向相对运动的距离。 待加工表面和已加工表面的垂直距离。
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（1）切削速度 （V， m/s ） 在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离。 当主运动为旋转运动时，切削速度为：