金属切削和机床第四提高金属切削效率的途径.pptVIP

第4章 提高金属切削效率的途径;4.1 工件材料的切削加工性 ;式中: v60——某种材料其耐用度为60 min时的切削速度；  　　vB60——切削45钢（σb=0.735 GPa），耐用度为60 min时的切削速度。  　　当Kr＞1时，表明该材料比45钢容易切削；当Kr＜1时， 表明该材料比45钢难加工。 ;表4-1 相对切削加工性及其分级 ;4.1.2 改善切削加工性的途径 　　1. 调整材料的化学成分 　　除了金属材料中的含碳量外，材料中加入锰、铬、钼、硫、 磷、铅等元素时， 都会不同程度地影响材料的硬度、强度、 韧性等，进而影响材料的切削加工性。如在钢中加入硫、铅、 磷等易切元素， 可改善其切削加工性。 ;　　2. 进行适当的热处理 　　将硬度较高的高碳钢、工具钢等进行退火处理，以降低硬度；将低碳钢通过正火处理，以降低材料的塑性，提高其硬度；将中碳钢通过调质处理，使材料硬度均匀。这些方法都可以改善材料的切削加工性。  　　3. 选择良好的材料状态 　　低碳钢塑性大，加工性不好，但经过冷拔之后，塑性降低，加工性好；锻件毛坯由于余量不均匀，且不可避免地会有硬皮， 若改用热轧钢， 则加工性可得到改善。 ;4.2 刀具几何参数的选择 ;表4-2 硬质合金车刀合理前角参考值 ;　　2. 前角的选择 　　前角的选择原则是，在达到刀具寿命的前提下，应选取较大的前角。具体应考虑以下因素:  　　(1） 工件材料的性质。工件材料的强度、硬度低，塑性大，前角应取较大值；材料强度、硬度高，前角应取较小值。 　　(2） 刀具材料。刀具材料强度、韧性高，前角可取较大值，反之则取较小值。如高速钢刀具应取较大的前角，而硬质合金刀则应取较小值。  　　(3） 加工形式。 粗加工时前角应取较小值，而精加工时前角应取较大值。 ;3. 前刀面的形式 图4-1为生产中常用的几种前刀面形式。 ;4.2.2 后角和后刀面的选择 　　1. 后角的功用 　　后角的主要功用是减小与切削表面的摩擦， 同时也影响着刃口的锋利和强度。  　　2. 后角的选择 　　后角的选择原则是，在不产生摩擦的条件下，应适当选取较小的后角。具体应考虑以下因素:  　　(1） 切削厚度hD。切削厚度薄，后角应取较大值；反之， 后角应取较小值。  　　(2） 刀具形式。对于定尺寸刀具（如拉刀等），为延长刀具寿命，后角应取较小值。;表 4-3 硬质合金车刀合理后角参考值 ;　　3. 后刀面的形式 　　(1） 双重后角能保证刃口强度，减少刃磨工作量，如图4-2(a)所示。  　　(2） 消振棱是指在后刀面磨出一条副后角的棱边，可增大阻尼，起消振作用,如图 4-2(b)所示。  　　(3） 刃带是指在后刀面上磨出后角为零的小棱边。对于定尺寸刀具（拉刀、 铰刀等），为了控制外径尺寸常需磨出刃带，同时可避免重磨后尺寸精度的变化，但刃带也会增大摩擦作用， 如图4-2(a)中的bα。 ;图 4- 2 后刀面的形式 (a) 刃带、双重后角； (b) 消振棱 ;4.2.3 主偏角、 副偏角及刀尖的选择 　　1. 主偏角的功用和选择 　　1） 主偏角的功用 　　主偏角主要影响各切削分力的比值，也影响切削层截面形状和工件表面形状。当主偏角减小时，Ff减小，Fp增加，有可能使工件弯曲并在切削时产生振动。当主偏角减小，进给量f和背吃刀量ap不变时，切削宽度将增加，散热条件改善，刀具耐用度将提高。 ;　　2）主偏角的选择 　　主偏角的选择原则是，在工艺系统刚度允许的前提下， 应选择较小的主偏角。表4－ 4为选择主偏角的参考值。 ;　　2. 副偏角的功用和选择 　　1） 副偏角的功用 　　副偏角主要影响已加工表面的粗糙度，同时也影响切削分力的比值。副偏角减小，表面粗糙度值小，但会增大背向力Fp。  　　2） 副偏角的选择 　　副偏角主要按加工性质选择，一般取10°～15°，为保证切断刀刀尖强度，可取1°～2°。 ;　　3. 刀尖形式及选择 　　图4-3为常见的几种刀尖形式。  　　(1） 图4-3(a)为直线型倒角刀尖，也称为过渡刃。一般κrε=（1/2）κr，bε′≈(1/5～1/4)ap，这种刀尖多用于粗车或强力车刀上。  　　(2）图4-3(b)为圆弧刃刀尖。刀尖圆弧半径rε增大，平均主偏角减小，表面粗糙度值减小，刀具耐用度会提高，但Fp增大，切削中会产生振动。 ;　　(3）图4-3(c)为平行刃，也称为修光刃, 是在副切削刃近刀尖处磨出一小段κr=0°的平行刀刃。修光刃长度bε′=(1.2～1.5)f。修光刃能降低表面粗糙度的值，但bε过大则易引起振动。  　　(4） 图4-3(d)为大圆弧刀尖。其平均主偏角和副偏角均较小，刀具强度和耐用度均较高，切削的工件表面