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1、第三节 选择合理的切削条件,刀具材料刀具几何参数切削用量切削液,一、工件材料的切削加工性,1.切削加工性的概念和衡量指标 切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度。,一、工件材料的切削加工性,1.切削加工性的概念和衡量指标标准一 用刀具寿命来衡量 在相同的切削条件下，使用同一型号（最好是同一把）刀具，在同一磨钝标准（例如VB=0.3mm）下，切削两种不同的工件材料，刀具寿命高的比寿命低的切削加工性好。,一、工件材料的切削加工性,1.切削加工性的概念和衡量指标标准二 用切削速度来衡量 在刀具寿命相同的条件下，允许切削速度高的工件材料，其切削加工性能好。,一、工件材料的切削加工性,标准二 用切削
2、速度来衡量 为统一标准起见，取正火状态下的45钢作基准材料，刀具寿命为60min，这时的切削速度为基准（写作(vc60)j），而将其它材料的(vc60)与其相比，这个比值Kr称为相对加工性：,请看表3-6,一、工件材料的切削加工性,标准三 用已加工表面的表面质量来衡量 精加工时，常以已加工表面质量作为衡量切削加工性的指标，容易获得良好已加工表面质量的，其加工性就好，反之就差。,一、工件材料的切削加工性能,2.工件材料的物理力学性能对切削加工性的影响,2.工件材料的物理力学性能对切削加工性的影响,（1）硬度和强度（2）塑性和韧性（3）导热系数（4）其它物理力学性能：如线性膨胀系数,3.改善切削加
3、工性的途径,（1）热处理方法（2）调整材料的化学成分,二、刀具材料,1.对刀具材料的要求(1)高的硬度和耐磨性；(2)足够的强度和韧性；(3)高的耐热性（指高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能(4)良好的冷加工工艺性、热加工（热处理、表面处理、锻造、铸造等）工艺性；(5)经济性。,二、刀具材料,常用的刀具材料有：碳素工具钢 切削金属的性能较差，切削刃合金工具钢 锋利，可加工木材、橡胶、塑料。高速钢 生产中用的最多、硬质合金 最广。陶瓷 强度低、脆性大，成本高，金刚石 仅用于某些有限的场合。立方氮化硼,二、刀具材料,2.高速钢 高速钢是一种合金工具钢，具有一定的硬度（63 HRC 70 HR
4、C）和耐磨性，有较高的耐热性，在切削温度高达500600时尚能切削。,2.高速钢,高速钢是强度和韧性最好的刀具材料，适于加工从有色金属到高温合金的范围广泛的金属材料。,2.高速钢,高速钢的冷加工工艺性特别好，在热处理前，高速钢可以象一般中碳钢一样的进行各种加工；热处理后，高速钢刀具可以磨出锋利的切削刃。,2.高速钢,正是由于高速钢具有足够的强度、硬度、耐热性和耐磨性，具有特别好的冷加工工艺性、磨削加工工艺性和较好的热加工工艺性，所以，在钻头、丝锥、拉刀、齿轮刀具、成形刀具等复杂刀具制造中，高速钢仍占主导地位。,2.高速钢,请看：P107 表3-7（1）通用高速钢：典型牌号：W18Cr4V W6
5、Mo5Cr4V2,2.高速钢,（2）高性能高速钢：高性能高速钢是在通用高速钢的成分中，增加碳含量形成高碳高速钢、增加碳化钒含量形成高钒高速钢、或者添加钴、铝等元素形成钴高速钢、铝高速钢，目的是为了提高高速钢的耐热性和耐磨性。,2.高速钢,（1）通用高速钢：典型牌号：W18Cr4V 和W6Mo5Cr4V2（2）高性能高速钢：（3）粉末冶金高速钢：,2.高速钢,（1）通用高速钢：典型牌号：W18Cr4V 和W6Mo5Cr4V2（2）高性能高速钢：（3）粉末冶金高速钢：（4）高速钢涂层：,3.硬质合金,硬质合金是由高硬度的难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）和金属粘结剂（如Co、Ni等
6、）用粉末冶金方法制成的一种刀具材料。,3.硬质合金,硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬度为89 HRA 93 HRA，比高速钢（83 HRA 86.6 HRA）高得多，在8001000时还能切削，所以硬质合金的耐热性能比高速钢好。,3.硬质合金,在刀具寿命相同的条件下，硬质合金的切削速度比高速钢的可提高210倍，可达100m/min以上。,3.硬质合金,但硬质合金的强度和韧性比高速钢差得多，使用时要注意，硬质合金刀具不能承受大的振动和冲击，也不能承受大的热冲击。,3.硬质合金,硬质合金的冷加工性和热加工性都很差。硬质合金由于具有高硬度、高耐热性和高耐磨性，加工性能优良，而且
7、生产成本较低，所以，使用极其广泛。主要用于制造如车刀、刨刀、铣刀、深孔钻、铰刀等简单刀具。,3.硬质合金,请看书 P109 表3-8(1)钨钴类硬质合金：钨钴类硬质合金的国标代号是YG，相当于ISO标准的K类。（Wc+Co）,3.硬质合金,(1)钨钴类硬质合金：YG类具有较高的抗弯强度和韧性，所以适用于加工铸铁，也适用于加工有色金属和非金属材料。此外，YG类硬质合金还适用于加工钛合金和不锈钢。,3.硬质合金,（2）钨钛钴类硬质合金：钨钛钴类硬质合金的代号为YT，相当于ISO标准的P类。（WCTiC+Co）YT类硬质合金适用于在中高切削速度下加工钢料。,3.硬质合金,(3)钨钛钽（铌）钴类硬质合
8、金：钨钛钽（铌）钴类硬质合金的代号为YW，相当于ISO标准的M类。（WCTiC+TaC(NbC)+Co）,3.硬质合金,(3)钨钛钽（铌）钴类硬质合金：YW类硬质合金兼有YG类和YT类的优点，具有硬度高、耐热性好和强度高、韧性好的特点，既可加工钢材，也可加工铸铁和有色金属，故被称为通用硬质合金。,3.硬质合金,(3)钨钛钽（铌）钴类硬质合金：YW类硬质合金主要用于耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。YW1适用于精加工，YW2 适用于粗加工。YW类硬质合金成本高，使用受限。,3.硬质合金,(4)碳化钛基硬质合金：碳化钛基硬质合金的国标代号为YN，以TiC为主要成分，以Ni、Mo作为粘结剂。,3.
9、硬质合金,(4)碳化钛基硬质合金：TiC基硬质合金的特点是硬度更高。TiC基硬质合金的硬度已经达到93 HRA，接近陶瓷的水平。因而，TiC基硬质合金的刀具寿命比WC基硬质合金高。,3.硬质合金,(4)碳化钛基硬质合金：TiC基硬质合金可加工钢，也可加工铸铁。但是，TiC基硬质合金的抗弯强度和韧性不如WC基硬质合金，因此不适于重载荷切削及断续切削，只适用于精加工。,4.其他刀具材料,(1)陶瓷（2）金刚石（3）立方氮化硼,三、刀具几何参数的合理选择,1.前角的选择,1）前角的功用2）合理前角的选择,2.后角的选择,1）后角的功用2）后角的选择,3.主偏角的选择,1）主偏角功用2）主偏角的选择,
10、4.刃倾角的选择,1）刃倾角功用,控制切屑流出的方向,影响刀头的强度,影响刀刃的锋利程度度,影响轴向力和径向力的大小,4.刃倾角的选择,2）刃倾角的选择,第四节 磨削,磨削是一种精加工方法。尺寸精度可达IT5IT6。表面粗糙度能达到0.80.08.,一、砂轮特性及其选择,1.砂轮,主要起切削作用,主要起粘接作用,主要起容屑和冷却作用,2.砂轮的特性,2.砂轮的特性,1）砂轮的磨料,2.砂轮的特性,2）砂轮硬度,2.砂轮的特性,3）磨料粒度,2.砂轮的特性,3）砂轮粒度,2.砂轮的特性,4）砂轮的结合剂,2.砂轮的特性,5）砂轮的组织,3.砂轮的型号、代号、标记和尺寸,形状尺寸磨料粒度号硬度组织
11、号结合剂最高线速度,形状,外径厚度内径,白刚玉,粒度号,硬度,组织号,结合剂,最高线速度,二、磨削运动及磨削用量,常用的磨削方法：外圆磨削 平面磨削 内圆磨削 成型磨削 无心外圆磨削,二、磨削运动及磨削用量,1.磨削的主运动,m/s,2.工件的切向进给运动,VW m/s 或m/min,3.工件轴向进给运动,fa mm/r 或 mm/st,4.径向进给量,fr mm,三、磨削过程,1.砂轮工作表面的形貌特征,1）磨粒在砂轮工作表面上是随机分布的；2）每一颗磨粒的形状和大小都是不规则的。,三、磨削过程,1.砂轮工作表面的形貌特征,三、磨削过程,2.磨屑的形成过程,2）多颗磨粒的切削过程,1）单颗磨粒的切削过程,滑擦刻划切削,3.磨削力和磨削功率,1）磨削力的主要特征及磨削阶段,切向力Fc,径向力Fp,轴向力Fa,磨削的三个阶段：,光磨阶段：,稳磨阶段：,初磨阶段：,3.磨削力和磨削功率,2）磨削力和磨削功率的计算,磨削力Fp,磨削功率Pm,（N）,（KW）,单位砂轮宽度的材料切除率,3.磨削力和磨削功率,3）砂轮的钝化和修整,四、高效磨削方法简介,高速磨削强力磨削砂带磨削,
