发布时间 : 星期一 文章金属工艺学文本教案 - 图文更新完毕开始阅读6dd71873f46527d3240ce044
主偏角 ??40o—90o 副偏角 ??5o—15o
c．在主切削平面上测量：刃倾角?S-5o—+5o ④外圆车刀角度的作用
a．前角r°：影响切削刃的锋利程度。V0?刀刃锋利。V0刀刃钝。但V0不能过大，否则削弱刀头的强度。
b．后角?0：减小主后面与工件过渡表面间的
磨擦，并配合前角调整切削刃的锋利与强固。 选择后角的原则是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，取小值。 c主偏角kr副偏角kr：
主偏角影响切削层截面的形状和几何参
数，影响切削分力的变化，并和副偏角一起影响已加工表面粗糙度，副偏角还有减小副切削刃和副后面与已加工表面磨擦的作用。
如上图所示，当ap和f一定时，kr愈小，切下薄而宽的切屑。主切削刃单位长度上的负荷较轻，且散热条件较好，有利于刀具耐用度的提高。
Kr小，切深抗力将增大，工件的刚性不好（如细长轴），就可能产生弯曲变形，并引起振动。
总之，主、副偏角的选择原则应为在不产生振动的条件下，取小值。
d刃倾角?S：主要影响刀头的强度，切削分力和排屑方向。
2．刀具的工作角度：刀具在切削过程中的实际切削角度，称为工作角度。
（1）车刀装夹位置的影响。 刀尖与工件轴线： 偏高
等高 偏低
（1） 进给运动的影响。 二、刀具材料
1．对刀具材料的性能要求：
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（1）较高的硬度。 （2）良好的耐磨性。 （3）良好的耐热性。
（4）足够的强度和韧性。 （5）良好的工艺性。
2．常用刀具材料的性能和用途 （1）碳素工具钢。
含碳量在0.7-1.2%，淬火后硬度HRC61-65，价格低。耐热性不好，耐热温度200-250℃ V≤8m/min（0.13m/s），用于制造切削速度低的简单手工工具，如锉刀、锯条、刮刀等。 （2）合金工具钢
在碳素工具钢中加入Cr、W、Mn、Si等合金元素。可适当减小热处理变形和提高耐热性。淬火后硬度达HRC61-65，耐用温度达300-400。 比碳素工具钢允许的速度提高20%。
常用于制造低速加工和要求热处理变形小的刀具，如铰刀，拉刀等。 （3）高速钢。
又称白钢，锋钢，含有较多的W、Cr等合金元素。
硬度、耐热性和耐磨性都有显著提高，淬火硬度为HRC62-65，耐热性可达600℃，允许的切削速度为30-50m/min（0.5—1.08m/s），热处理变形小，刃磨性能较硬质合金好，广泛用于制造各种复杂的刀具，如钻头，铣刀，拉刀和齿轮刀具等。 (4)硬质合金。
由硬度和熔点都很高的碳化钨（WC）、碳化钛（Tic）等金属碳化物作基体，用钴作粘结剂，采用粉末冶金法制成的合金，硬度可达HRA89-91（相当于HRC74-78），耐热性可达850-1000℃，V达100-300m/min（1.7—5m/s）
抗弯强度、韧性，冲击韧性差。通常制成各种型式的刀片，将其焊接或夹固在刀体上使用。
①钨钴类（YG类）。YG3、YG6、YG8 ②钨钛钴类（YT类）。YT5、YT15、YT30 （2） 陶瓷材料
Al2O3刀片硬度可达HRA86-96，耐1200℃高温。 （6）人造金刚石。
硬度极高，接近于HV10000（硬质合金为HV1300-1800），耐热温度700-800℃。
可加工硬质合金、陶瓷、玻璃、有色金属及其合金等，不宜加工钢铁材料。
（7）立方氮化硼。硬度达HV8000-9000，耐热性1300-1500℃，强度低，焊接性差，适用于半精加工和精加工高硬度、高强度的淬火钢及耐热钢，也可用于精加工有色金属。 一、练习题： 在图上注出：
①工件上的三个表面； ②各坐标平面。
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③各标注角度。 二、思考题：
1．为什么以外园车刀为例研究车刀的几何角度？
2．如何“合理”选择刀具的角度？变化后对加工有什么影响？ 3．为什么金刚石刀具不能加工铁族元素工件？
7.2 金属切削过程及其伴生的物理观象
一、切削过程及切屑种类。 1． 金属切削过程。
四个阶段
弹性变形——塑性变形——挤裂——切离 三个变形区
2．切屑种类：
（a）带状切屑、(b)节状切屑、(c)粒状切屑、(d)崩碎切屑
工件材料的塑性
影响因素
刀具几何角度(前角) 切削用量
Vc γo f、ap 工件材料 切削力
表面质量Ra
高 大 小 塑性好
平稳波动小
较低 小 较大
中等硬度 (中碳钢) 再降低 再减小 再大
中等硬度 脆性材料 铸铁、黄铜 波动大、振动
有波动 较粗糙
波动更大 粗糙
较光洁 不光洁
弹性变形 —崩碎
典型切削过程
二、切削力及切削功率。
1． 切削力的产生及切削分力。
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材料的变形抗力
弹性变形 塑性变形
切削力的来源
刀具与工件的摩擦力 刀具与切屑的摩擦力
为便于分析，测量和计算，将总切削力沿三个坐标方向分解为
切削力 Fc ——占F 的80~90%, 消耗功率 95% 以上
总切削力F
进给力Ff 背向力Fp
2．切削力的估算 （1）用经验公式估算
XFCYFC
Fc=CFCapfKFC
CFC——与工件材料和刀具材料有关的系数； ap——背吃力刀量mm； f——进给量。
XFc，YFc——指数；
KFC—与切削用量、刀具角度、刀具磨损及切削液有关的修正系数
由上式可见，工件材料和刀具材料对切削力的影响最大，切削用量中aP对切削力的影响比f的影响大。 （2）用单位切削P来估算。
Fc=P2Ac=PapfN 3．切削功率。
FP不做功，Ff消耗功率很小（<1%）
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Pm=FCVC310KW（Fc单位用N，Vc单位用m/s）
考虑机床传动效率一般?m=0.75—0.85，故机床电机功率PE的计算公式为
PE>Pm/?m
三、积屑瘤
切削钢、球墨铸铁，铝合金等塑性金属时，在切削速度不高，而又能形成带状切屑的情况下，常常有一些金属冷焊（粘结）沉积在前面上，形成硬度很高的楔块，它能代替切削刃进行切削，这个小硬块称为积屑瘤。
1． 积屑瘤的形成及对加工的影响。
（1） 形成：摩擦阻力→切屑滞流层→切屑粘在刀具上→积屑瘤 （2） 对加工的影响： ? 保护刀具 ? 增大前角
? 工件尺寸变化
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