機械制造工程原理第二章

1、第二章第二章 金屬切削過程及切削參數(shù)優(yōu)化選擇金屬切削過程及切削參數(shù)優(yōu)化選擇2.1金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程2.1.1研究金屬切削變形過程的實驗方法研究金屬切削變形過程的實驗方法（1 1）側(cè)面方格變形觀察法）側(cè)面方格變形觀察法2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程（2 2）高頻攝影法）高頻攝影法 （3 3）快速落刀法）快速落刀法（4 4）掃描電鏡和透視電鏡顯微觀察法）掃描電鏡和透視電鏡顯微觀察法（5 5）光彈性和光塑性實驗法）光彈性和光塑性實驗法2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程2.1.2金屬切削變形過程的基本特征金屬切削變形過程的基本特征2.1 2.1

2、 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程2.1.3金屬切削過程中的金屬切削過程中的3個變形區(qū)個變形區(qū)2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程2.1.3金屬切削過程中的金屬切削過程中的3個變形區(qū)個變形區(qū)擠壓、摩擠壓、摩擦變形擦變形剪切滑剪切滑移變形移變形擠壓、摩擠壓、摩擦變形擦變形2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程2.1.4 變形系數(shù)和剪應變變形系數(shù)和剪應變（1）變形系數(shù)）變形系數(shù)Dchhhhchclll1lhsin)cos(o2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程（2）剪應變）剪應變)cos(sinc

3、osoo2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程（3）剪應變與變形系數(shù)的關系）剪應變與變形系數(shù)的關系oocos1sin222.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程2.1.52.1.5剪切角剪切角（1 1）作用在切屑上的力）作用在切屑上的力（2 2）剪切角的計算）剪切角的計算2.2 2.2 切屑的種類及卷屑、斷屑機理切屑的種類及卷屑、斷屑機理2.2.1 切屑的分類方法（1）形態(tài) (2)形狀2.2.2 切屑的形態(tài)帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑2.2 2.2 切屑的種類及卷屑、斷屑機理切屑的種類及卷屑、斷屑機理2.2.3 切屑的形狀及卷屑、斷屑機理(1)切屑形狀的分類2.2

4、 2.2 切屑的種類及卷屑、斷屑機理切屑的種類及卷屑、斷屑機理(2)卷屑機理1）自然卷屑機理2）卷屑槽與卷屑臺的卷屑機理2.2 2.2 切屑的種類及卷屑、斷屑機理切屑的種類及卷屑、斷屑機理(3)斷屑機理與工件相碰后，在與工件相碰后，在此處部位拉應力越此處部位拉應力越來越大，最終導致來越大，最終導致切屑完全折斷切屑完全折斷與后刀面相碰后，與后刀面相碰后，在此處部位拉應力在此處部位拉應力越來越大，最終導越來越大，最終導致切屑完全折斷致切屑完全折斷2.3 2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤前刀面上的摩擦與積屑瘤2.3.1前刀面上的摩擦（1）摩擦面的實際接觸面積 1 1）峰點型接觸峰點型接觸 2 2）緊密

5、型接觸緊密型接觸2.3 2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤前刀面上的摩擦與積屑瘤（2）峰點的冷焊和摩擦力（3）摩擦系數(shù)（4）前刀面上的摩擦2.3 2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤前刀面上的摩擦與積屑瘤2.3.2 積屑瘤的形成及其對切削過程的影響（1）積屑瘤現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件2.3 2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤前刀面上的摩擦與積屑瘤（2）積屑瘤的成因及其與切削速度的關系（3）積屑瘤對切削過程的影響及控制2.4 2.4 影響切削變形的因素影響切削變形的因素（1 1）工件的材料的影響）工件的材料的影響2.4 2.4 影響切削變形的因素影響切削變形的因素（2 2）刀具前角的影響）刀具前角的影響 （3 3）切

6、削速度的影響）切削速度的影響2.4 2.4 影響切削變形的因素影響切削變形的因素（4 4）切削厚度的影響）切削厚度的影響2.5 2.5 切削力切削力2.5.1 切削力的來源2.5.2 切削合力、分力和切削功率2.5 2.5 切削力切削力2.5.3切削力的理論公式2.5.4 切削力的經(jīng)驗公式(指數(shù)形式）)cos(sin)cos(ooDDscbhFfFfFpfpFpFppcFcFpcyxFfyxFpyxFcfaCFfaCFfaCF2.5 2.5 切削力切削力2.5.4 切削力的經(jīng)驗公式(指數(shù)形式）2.5 2.5 切削力切削力2.5.4 切削力的經(jīng)驗公式(單位切削力）16. 0fCpcF2.5 2.

7、5 切削力切削力2.5.5 2.5.5 影響切削力的因素影響切削力的因素(1) (1) 工件材料的影響工件材料的影響（強度、硬度、塑性）（強度、硬度、塑性）(2)(2)切削用量的影響切削用量的影響1 1）切深和進給量）切深和進給量2 2）切削速度）切削速度2.5 2.5 切削力切削力（3 3）刀具幾何參數(shù)的影響）刀具幾何參數(shù)的影響1 1）前角）前角2.5 2.5 切削力切削力（3 3）刀具幾何參數(shù)的影響）刀具幾何參數(shù)的影響1 1）前角）前角2.5 2.5 切削力切削力（3 3）刀具幾何參數(shù)的影響）刀具幾何參數(shù)的影響2) 2) 負倒棱負倒棱2.5 2.5 切削力切削力（3 3）刀具幾何參數(shù)的影響

8、）刀具幾何參數(shù)的影響3 3）主偏角）主偏角2.5 2.5 切削力切削力（3 3）刀具幾何參數(shù)的影響）刀具幾何參數(shù)的影響3 3）主偏角）主偏角2.5 2.5 切削力切削力（3 3）刀具幾何參數(shù)的影響）刀具幾何參數(shù)的影響4 4）過渡圓弧刃）過渡圓弧刃2.5 2.5 切削力切削力（3 3）刀具幾何參數(shù)的影響）刀具幾何參數(shù)的影響5 5）刃傾角）刃傾角2.5 2.5 切削力切削力（4 4）刀具磨損的影響）刀具磨損的影響2.5 2.5 切削力切削力（4 4）刀具磨損的影響）刀具磨損的影響2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度2 2.6.1.6.1切削熱的產(chǎn)生及傳導切削熱的產(chǎn)生及傳導2.6 2.6

9、 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度2 2.6.2 .6.2 刀具上切削溫度的分布規(guī)律刀具上切削溫度的分布規(guī)律2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度2 2.6.3 .6.3 影響切削溫度的因素影響切削溫度的因素（1 1）切削用量的影響）切削用量的影響1 1）切削速度）切削速度2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度2 2.6.3 .6.3 影響切削溫度的因素影響切削溫度的因素（1 1）切削用量的影響）切削用量的影響2 2）進給量）進給量2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度2 2.6.3 .6.3 影響切削溫度的因素影響切削溫度的因素（1 1）切削用量的影響）切削用量

10、的影響3 3）切削深度）切削深度2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度（2 2）刀具幾何參數(shù)的影響）刀具幾何參數(shù)的影響1 1）前角）前角2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度（2 2）刀具幾何參數(shù)的影響）刀具幾何參數(shù)的影響2 2）主偏角）主偏角3 3）負倒棱）負倒棱4 4）刀尖圓弧半徑）刀尖圓弧半徑2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度（3 3）刀具磨損的影響）刀具磨損的影響2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度（4 4）工件材料的影響）工件材料的影響2.6 2.6 切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度（4 4）工件材料的影響）工件材料的影響2.6 2.6

11、切削熱和切削溫度切削熱和切削溫度（4 4）工件材料的影響）工件材料的影響2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.1 .7.1 刀具磨損的形態(tài)刀具磨損的形態(tài)2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.2 .7.2 刀具磨損機理刀具磨損機理（1 1）磨料磨損）磨料磨損（2 2）冷焊磨損）冷焊磨損（3 3）擴散磨損）擴散磨損2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.2 .7.2 刀具磨損機理刀具磨損機理（4 4）氧化磨損）氧化磨損（5 5）熱電磨損）熱電磨損2.7

12、 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.3 .7.3 刀具的磨損過程及磨鈍標準刀具的磨損過程及磨鈍標準（1 1）刀具的磨損過程）刀具的磨損過程2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.3 .7.3 刀具的磨損過程及磨鈍標準刀具的磨損過程及磨鈍標準（2 2）刀具的磨鈍標準）刀具的磨鈍標準2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.4 .7.4 刀具的使用壽命及切削用量的關系刀具的使用壽命及切削用量的關系（1 1）刀具的使用壽命（）刀具的使用壽命（刀具耐用度刀具耐用度

13、）T T（2 2）刀具的使用壽命與切削速度的關系）刀具的使用壽命與切削速度的關系圖 不同刀具材料的耐用度比較硬質(zhì)合金（VB=0.4mm）陶瓷刀具（VB=0.4mm）高速鋼刀具耐用度T（min）1 2 3 5 6 8 10 20 30 40 60800600500400300200100806050切削速度v（m/min）2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.4 .7.4 刀具的使用壽命及切削用量的關系刀具的使用壽命及切削用量的關系（3 3）刀具的使用壽命與進給量、切削深度的關系）刀具的使用壽命與進給量、切削深度的關系（4 4）刀具的使用壽命與切

14、削用量的綜合關系）刀具的使用壽命與切削用量的綜合關系ppnTCaTBf/vvpxpymvcpnmcTafTCvafvCT1112.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.5 .7.5 切削用量的優(yōu)化選擇切削用量的優(yōu)化選擇（1 1）切削用量選擇的順序原則）切削用量選擇的順序原則 一般情況下一般情況下（2 2）切削深度的選定）切削深度的選定（3 3）進給量的選定）進給量的選定（4 4）切削速度的選定）切削速度的選定pnmvnmpmpmvckfaTCv 2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.5 .7.5 切

15、削用量的優(yōu)化選擇切削用量的優(yōu)化選擇（4 4）切削速度的選定）切削速度的選定2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.5 .7.5 切削用量的優(yōu)化選擇切削用量的優(yōu)化選擇（4 4）切削速度的選定）切削速度的選定2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.6 .7.6 刀具合理使用壽命的選擇刀具合理使用壽命的選擇(1)(1)保證加工生產(chǎn)率最高的刀具使用壽命保證加工生產(chǎn)率最高的刀具使用壽命(2)(2)保證加工成本最低的刀具使用壽命保證加工成本最低的刀具使用壽命(3)(3)保證加工利潤率最大的刀具使用壽命保證加工利

16、潤率最大的刀具使用壽命otcmwttttMtCTtMTttMtCottmmctmwrtCSP切削成本切削成本換刀成本刃磨換刀成本刃磨刀具消耗費用刀具消耗費用輔助時間消耗費用輔助時間消耗費用工序成本工序成本2.7 2.7 刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇刀具的失效和切削用量的優(yōu)化選擇2 2.7.7 .7.7 刀具破損刀具破損（1 1）刀具破損的主要形式）刀具破損的主要形式1 1）工具鋼、高速鋼刀具）工具鋼、高速鋼刀具2 2）硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石刀具）硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石刀具切削刃微崩切削刃微崩切削刃或刀尖崩碎切削刃或刀尖崩碎刀片或刀具折斷刀片或刀具折斷刀片表層剝落刀片表

17、層剝落切削部位塑性變形切削部位塑性變形刀片的熱裂刀片的熱裂（2 2）刀具破損的防止）刀具破損的防止 6 6條措施條措施2.8 2.8 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇2 2.8.1.8.1優(yōu)選刀具幾何參數(shù)的一般性原則優(yōu)選刀具幾何參數(shù)的一般性原則（1 1）要考慮工件的實際情況）要考慮工件的實際情況（2 2）要考慮刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)）要考慮刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)（3 3）要考慮各個幾何參數(shù)之間的聯(lián)系）要考慮各個幾何參數(shù)之間的聯(lián)系（4 4）要考慮具體的加工條件）要考慮具體的加工條件2 2.8.2 .8.2 刀具角度的功用及其合刀具角度的功用及其合 理值的選擇理值的選擇（1 1）前角的功用及其合理值的

18、選擇）前角的功用及其合理值的選擇 2.8 2.8 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇 2.8 2.8 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇（2 2）后角的功用及其合理值的選擇）后角的功用及其合理值的選擇2.8 2.8 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇（2 2）后角的功用及其合理值的選擇）后角的功用及其合理值的選擇2.8 2.8 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇（3 3）主偏角和副偏角的功用及其合理值的選擇）主偏角和副偏角的功用及其合理值的選擇2.8 2.8 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇（4 4）刃傾角的功用及其合理值的選擇）刃傾角的功用及其合理值的選擇2.8 2.8 刀具幾何參數(shù)的選擇刀具幾何參數(shù)的選擇2 2.8.3 .8.3 刀尖幾何參數(shù)的功用及其合理值的選擇刀尖幾何參數(shù)的功用及其合理值的選擇（1 1）刀尖的形式）刀尖的形式（2 2）刀尖的功用）刀尖的功用（3 3）刀尖圓弧半徑和倒角刀尖參數(shù)的選擇）刀尖圓弧半徑和倒角刀尖參數(shù)的選擇2.9 2.9 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性2 2.9.1.9.1工件材料切削加工性工件材料切削加工性的概念的概念2 2.9.2.9.2衡量材料切削加工性的指標衡量材料切削加工性的指標(1)(1)刀具使用壽命的刀具使用壽命的 相對值相對值(2)(2)同壽命下切削速度同壽命下切削速度 相對值相對值( (3)3)切削