模块3 金属切削基本条件的合理选择.ppt

1、机械制造技术基础机械制造技术基础 主讲：主讲：陈建刚陈建刚2012.2.162012.2.16机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）第第3 3模块模块:金属切削基本条件的合理选择金属切削基本条件的合理选择3.1.3.1.刀具材料、类型及结构合理选择刀具材料、类型及结构合理选择3.2.3.2.刀具合理几何参数选择刀具合理几何参数选择3.3.3.3.刀具耐用度选择刀具耐用度选择3.4.3.4.切削用量选择切削用量选择3.5.3.5.切削液选择切削液选择机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation o

2、f machine manufacturing technology）3.1.1 3.1.1 刀具材料应具备的性能刀具材料应具备的性能 在切削加工时，刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表在切削加工时，刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上承受很大的压力和强烈的摩擦，刀具在高温下进行切削的面上承受很大的压力和强烈的摩擦，刀具在高温下进行切削的同时，还承受着冲击和振动，因此作为刀具材料应具备以下基同时，还承受着冲击和振动，因此作为刀具材料应具备以下基本性能：本性能：（1 1）高的硬度和耐磨性；高的硬度和耐磨性；（2 2）足够的强度和韧性；足够的强度和韧性；（3 3）高的耐热性；高的耐热性；（4

3、4）良好的加工工艺性；良好的加工工艺性；（5 5）经济性。经济性。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）3.1.2 3.1.2 常用刀具材料的种类、特点及适用范围常用刀具材料的种类、特点及适用范围 1.1.高速钢（高速钢（High Speed SteelsHigh Speed Steels）2.2.硬质合金（硬质合金（Cemented carbideCemented carbide）3.3.其它刀具材料其它刀具材料 1 1）陶瓷）陶瓷 2 2）金刚石）金刚石 3 3）立方氮化硼（）立方氮化硼（CBNCBN

4、）4 4）涂层刀具材料（）涂层刀具材料（Coated toolCoated tool）重视刀具材料的正确选择和合理使用，重视新型刀具材料的研制重视刀具材料的正确选择和合理使用，重视新型刀具材料的研制 机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）牌牌 号号应应 用用 范范 围围YG3硬度、硬度、抗弯抗弯耐磨耐磨 强度、强度、性、性、韧性、韧性、切削切削 进给进给速度速度 量量铸铁、有色金属、高温合金的精、半精加工，无冲击铸铁、有色金属、高温合金的精、半精加工，无冲击YA6冷硬铸铁、淬硬钢、有色金属及合金的精、半精

5、加工冷硬铸铁、淬硬钢、有色金属及合金的精、半精加工YG6X铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精、半精加工，铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精、半精加工，YG6铸铁、有色金属、高温合金的半精加工和粗加工铸铁、有色金属、高温合金的半精加工和粗加工YG8铸铁、有色金属、高温合金粗加工，可用于断续切削铸铁、有色金属、高温合金粗加工，可用于断续切削YT30硬度、硬度、抗弯抗弯耐磨耐磨 强度、强度、切削切削 韧性、韧性、速度速度 进给进给碳素钢、合金钢的精加工碳素钢、合金钢的精加工YT15碳钢、合金钢连续切时粗、半精加工，断续切精加工碳钢、合金钢连续切时粗、半精加工，断续切精加工YT5碳素钢、合金钢的粗加工，可用于断续

6、切削碳素钢、合金钢的粗加工，可用于断续切削YW1同同 上上高强度钢、碳钢、铸铁、有色金属等的精、半精加工高强度钢、碳钢、铸铁、有色金属等的精、半精加工YW2高强度钢、碳钢、铸铁、有色金属等的半精与粗加工高强度钢、碳钢、铸铁、有色金属等的半精与粗加工YN05同同 上上碳钢、合金钢的高速精车，系统刚性好的细长轴精车碳钢、合金钢的高速精车，系统刚性好的细长轴精车YN10碳钢、合金钢、淬硬钢连续表面的精加工碳钢、合金钢、淬硬钢连续表面的精加工机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）类型硬度强度韧性耐热耐磨工艺应用工

7、具钢碳素工具钢低高高低好差低高差好切削加工、热处理、刃磨手动工具合金工具钢低速工具高速钢复杂刀具硬质合金钨钴类(YG)K粉末冶金烧结刃磨脆性金属通用类(YW)M通用钨钛钴(YT)P塑性金属非金属陶瓷烧结连续切塑性材料立方氮化硼结晶精密加工金刚石结晶精密加工机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）刀具的快速发展是在刀具的快速发展是在1818世纪后期，伴随蒸汽机等机器发展而来的。世纪后期，伴随蒸汽机等机器发展而来的。17831783年，法国的勒内首先制出铣刀。年，法国的勒内首先制出铣刀。17921792年，英国

8、的莫兹利制出丝锥和板牙。年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。18681868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。18981898年，美国的泰勒和怀特发明高速工具钢。年，美国的泰勒和怀特发明高速工具钢。19231923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。年，德国的施勒特尔发明硬质合金。由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。固式结构。1949194919501950年间年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。用在铣刀

9、和其他刀具上。19381938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。19721972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。19691969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。涂层硬质合金刀片的专利。19721972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合年，美国的邦沙和拉古兰

10、发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能。从而使这种复合材料具有更好的切削性能。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）（1）后角的作用后角的作用；（；（2）后角选择的原则后角选择的原则（1）前角作用及合理前角选择原则前角作用及合理前角选择原则；（；（2）带

11、卷屑槽的刀具前刀面形状带卷屑槽的刀具前刀面形状（1）主偏角和副偏角作用主偏角和副偏角作用；（2）合理主偏角选择的原则合理主偏角选择的原则；（2）合理副偏角选择的原则合理副偏角选择的原则机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）3.3.刀具耐用度的选择刀具耐用度的选择 刀具的磨损达到磨钝标准后即需重磨或换刀。刀具的磨损达到磨钝标准后即需重磨或换刀。究竟刀具切削多长时间换刀才比较合适，即究竟刀具切削多长时间换刀才比较合适，即刀具耐用度应取什刀具耐用度应取什么数值才算合理呢？么数值才算合理呢？一般有两种方法：一般有

12、两种方法：（1 1）根据）根据单件工时最短的观点单件工时最短的观点来确定耐用度，这种耐用度称来确定耐用度，这种耐用度称为为最大生产率耐用度最大生产率耐用度tptp；（2 2）根据）根据工序成本最低的观点工序成本最低的观点来确定的耐用度，称为来确定的耐用度，称为经济耐经济耐用度用度tctc。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）在一般情况下均采用经济耐用度，当任务紧迫或生产中出现不平在一般情况下均采用经济耐用度，当任务紧迫或生产中出现不平衡环节时，则采用最大生产率耐用度。衡环节时，则采用最大生产率耐用度。生

13、产中一般常用的耐用度的参考值为：生产中一般常用的耐用度的参考值为：高速钢车刀高速钢车刀 T=60T=6090min90min；硬质合金、陶瓷车刀硬质合金、陶瓷车刀 T=30T=3060min60min；加工有色金属的金刚石车刀加工有色金属的金刚石车刀 T=10T=1020h20h；加工淬硬钢的立方氮化硼车刀加工淬硬钢的立方氮化硼车刀 T=120T=120150min150min；在自动机床上多刀加工的高速钢车刀在自动机床上多刀加工的高速钢车刀 T=180T=180200min200min。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing

14、technology）在选择刀具耐用度时，还应注意：在选择刀具耐用度时，还应注意：简单的刀具如车刀、钻头等，简单的刀具如车刀、钻头等，耐用度选得低些；结构复杂和精度耐用度选得低些；结构复杂和精度高的刀具，如拉刀、齿轮刀具等，耐用度选得高些；同一类刀具，高的刀具，如拉刀、齿轮刀具等，耐用度选得高些；同一类刀具，尺寸大的，制造和刃磨成本均较高的，耐用度选得高些；可转位尺寸大的，制造和刃磨成本均较高的，耐用度选得高些；可转位刀具的耐用度比焊接式刀具也选得低些；刀具的耐用度比焊接式刀具也选得低些；装卡、调整比较复杂的刀具，装卡、调整比较复杂的刀具，耐用度选得高些；耐用度选得高些；车间内某台机床的生产率

15、限制了整个车间生产率提高时车间内某台机床的生产率限制了整个车间生产率提高时，该台机，该台机床上的刀具耐用度要选得低些，以便提高切削速度，使整个车间床上的刀具耐用度要选得低些，以便提高切削速度，使整个车间生产达到平衡；生产达到平衡；精加工尺寸很大的工件时精加工尺寸很大的工件时，为避免在加工同一表面时中途换刀，为避免在加工同一表面时中途换刀，耐用度应选得至少能完成一次走刀，并应保证零件的精度和表面耐用度应选得至少能完成一次走刀，并应保证零件的精度和表面粗糙度要求。粗糙度要求。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technolog

16、y）4.4.切削用量的选择切削用量的选择1 1）制订切削用量的原则制订切削用量的原则 正确地选择切削用量，对于保证加工质量、降低加工成本和提高正确地选择切削用量，对于保证加工质量、降低加工成本和提高劳动生产率都具有重要意义。劳动生产率都具有重要意义。所谓合理的切削用量所谓合理的切削用量，是指充分利用刀具的切削性能和机床性能，是指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等），在保证加工质量的前提下，获得高的生产率（功率、扭矩等），在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。和低的加工成本的切削用量。对于粗加工来说，要尽可能保证较高的金属切除率和必要的刀具对于粗加工来说，要

17、尽可能保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。耐用度。提高切削速度，增大进给量和背吃刀量，都能提高金属切除率。提高切削速度，增大进给量和背吃刀量，都能提高金属切除率。但在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是但在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是背吃刀量。进给量，影响最小的是背吃刀量。所以，在选择粗加工切削用量时，应优先考虑采用大的背吃刀量，所以，在选择粗加工切削用量时，应优先考虑采用大的背吃刀量，其次考虑采用大的进给量，最后才能根据刀具耐用度的要求，选其次考虑采用大的进给量，最后才能根据刀具耐用度的要求，选定合理的切削速度。定合理的切削速度

18、。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）半精加工、精加工时首先要保证加工精度和表面质量，同时应兼半精加工、精加工时首先要保证加工精度和表面质量，同时应兼顾必要的刀具耐用度和生产效率，此时的顾必要的刀具耐用度和生产效率，此时的背吃刀量根据粗加工留背吃刀量根据粗加工留下的余量确定。下的余量确定。为了减小工艺系统的弹性变形为了减小工艺系统的弹性变形，减小已加工表面的残留面积，半，减小已加工表面的残留面积，半精加工尤其是精加工，一般多采用较小的背吃刀量和进给量。精加工尤其是精加工，一般多采用较小的背吃刀量和进给量

19、。为抑制积屑瘤和鳞制的产生，为抑制积屑瘤和鳞制的产生，用硬质合金刀具进行精加工时一般用硬质合金刀具进行精加工时一般多采用较高的切削速度；高速钢刀具则一般多采用较低的切削速多采用较高的切削速度；高速钢刀具则一般多采用较低的切削速度。由此可见，度。由此可见，选择切削用量的基本原则是选择切削用量的基本原则是 首先首先选取尽可能大的背吃刀量；选取尽可能大的背吃刀量；其次其次要在机床动力和刚度允许的范围内，同时又满足已加工要在机床动力和刚度允许的范围内，同时又满足已加工表面粗糙度的要求的情况下，选取尽可能大的进给量，表面粗糙度的要求的情况下，选取尽可能大的进给量，最后最后利用利用切削用量手册切削用量手册

20、选取或用公式计算确定最佳切削选取或用公式计算确定最佳切削速度。速度。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）2 2）切削用量三要素的确定切削用量三要素的确定 背吃刀量的选择背吃刀量的选择 背吃刀量根据加工余量确定。背吃刀量根据加工余量确定。在粗加工时，一次走刀应尽可能切去全部加工余量，在中等功率在粗加工时，一次走刀应尽可能切去全部加工余量，在中等功率机床上，机床上，aspasp可达可达8 810mm.10mm.下列情况可分几次走刀：下列情况可分几次走刀：加工余量太大，一次走刀切削力太大，会产生机床功率不足或

21、刀加工余量太大，一次走刀切削力太大，会产生机床功率不足或刀具强度不够时；具强度不够时；工艺系统刚性不足，或加工余量极不均匀，以致引起很大振动时，工艺系统刚性不足，或加工余量极不均匀，以致引起很大振动时，如加工细长轴或薄壁工件；如加工细长轴或薄壁工件；断续切削，刀具受到很大的冲击而造成打刀时。在上述情况下，断续切削，刀具受到很大的冲击而造成打刀时。在上述情况下，如分二次走刀，第一次的如分二次走刀，第一次的aspasp也应比第二次大，第二次的也应比第二次大，第二次的aspasp可取可取加工余量的加工余量的1/31/31/41/4左右。左右。切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等冷硬较严重的材料时，切

22、削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等冷硬较严重的材料时，应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度，以防刀刃过早磨损或应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度，以防刀刃过早磨损或破损。破损。在半精加工时，在半精加工时，asp=0.5asp=0.52 mm 2 mm。在精加工时，在精加工时，asp=0.1asp=0.10.4 mm 0.4 mm。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）2.2.进给量的选择进给量的选择 粗加工时粗加工时，对工件表面质量没有太高要求，这时切削力往往很大，对工件表面质量没有太高要求，这时切削力

23、往往很大，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。这一进给量要受到下列一些因素的限制：机床进给机构的强度、这一进给量要受到下列一些因素的限制：机床进给机构的强度、车刀刀杆的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度及工件的装车刀刀杆的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度及工件的装夹刚度等。夹刚度等。精加工时，精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。工厂生产中，进给量常常根据经验选取。粗加工时，根据加工材工厂生产中，进给量常常根据经验选取。粗加工时，根据加工材料、车刀刀杆尺寸、工件直径及已确定

24、的背吃刀量从料、车刀刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量从切削用量切削用量手册手册中查取进给量。中查取进给量。在半精加工和精加工时，则按粗糙度要求，根据工件材料、在半精加工和精加工时，则按粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度从刀尖圆弧半径、切削速度从切削用量手册切削用量手册中查得进给量。中查得进给量。然而，按经验确定的粗车进给量在一些特殊情况下，如切削力很然而，按经验确定的粗车进给量在一些特殊情况下，如切削力很大、工件长径比很大、刀杆伸出长度很大时，有时还需对选定的大、工件长径比很大、刀杆伸出长度很大时，有时还需对选定的进给量校验（一项或几项）。进给量校验（一项或几项）。机械制造技

25、术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）3.3.切削速度的确定切削速度的确定 根据已选定的背吃刀量根据已选定的背吃刀量aspasp、进给量、进给量 f f及刀具耐用度及刀具耐用度T T，就可，就可按下列公式计算切削速度按下列公式计算切削速度VcVc和机床转速和机床转速n n。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）实际生产中也可从实际生产中也可从切削用量手册切削用量手册中选取中选取VcVc的参考值的参考值,通过通过VcVc的参考值

26、可以看出：的参考值可以看出：粗车时，粗车时，asp asp、f f均较大，所以均较大，所以VcVc较低，精加工时，较低，精加工时，asp asp、f f均较均较小，所以小，所以VcVc较高。较高。工件材料强度、硬度较高时，应选较低的工件材料强度、硬度较高时，应选较低的VcVc；反之，；反之，VcVc较高。材较高。材料加工性越差，料加工性越差，VcVc较低。较低。刀具材料的切削性能愈好，刀具材料的切削性能愈好，VcVc也选得愈高。也选得愈高。此外，在选择此外，在选择VcVc时，还应考虑以下几点：时，还应考虑以下几点：精加工时，应尽量避免积屑瘤和鳞刺产生的区域。精加工时，应尽量避免积屑瘤和鳞刺产生

27、的区域。断续切削时，为减小冲击和热应力，宜适当降低断续切削时，为减小冲击和热应力，宜适当降低VcVc。在易发生振动情况下，在易发生振动情况下，VcVc应避开自激振动的临界速度。应避开自激振动的临界速度。加工大件、细长件、薄壁件以及带外皮的工件时，应选用较低的加工大件、细长件、薄壁件以及带外皮的工件时，应选用较低的VcVc。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）3.5 3.5 切削液的选择切削液的选择 为了提高金属切削加工效果而在加工过程中注入工件与刀具为了提高金属切削加工效果而在加工过程中注入工件与刀具(

28、或磨具或磨具)之间的液体又称之间的液体又称冷却润滑液冷却润滑液。切削液的主要作用是切削液的主要作用是 （1 1）冷却冷却吸收切削过程中产生的热量吸收切削过程中产生的热量 （2 2）润滑润滑降低刀具与工件间的摩擦和切削力提高切削效率降低刀具与工件间的摩擦和切削力提高切削效率和刀具寿命改善加工表面质量和刀具寿命改善加工表面质量 （3 3）清洗清洗把切屑把切屑(或磨屑或磨屑)冲走冲走 （4 4）防锈）防锈使工件机床刀具不受周围介质的腐蚀。不同的使工件机床刀具不受周围介质的腐蚀。不同的切削液的作用各有侧重故应根据切削加工的具体要求配制和选用切削液的作用各有侧重故应根据切削加工的具体要求配制和选用合适的

29、切削液。合适的切削液。切削液分为切削液分为切削油切削油乳化液乳化液和和化学切削液化学切削液3 3类。类。1 1）切削油）切削油 切削油又有矿物油动植物油和极压切削油之分。切削油又有矿物油动植物油和极压切削油之分。（1 1）矿物油）矿物油如机械油柴油和煤油等。矿物油润滑性能如机械油柴油和煤油等。矿物油润滑性能好但冷却性能较差。好但冷却性能较差。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）（2 2）动植物油）动植物油如菜油棉子油蓖麻油豆油橄榄油如菜油棉子油蓖麻油豆油橄榄油鲸油猪油等。动植物油润滑性能好但冷却性能差且

30、容易氧鲸油猪油等。动植物油润滑性能好但冷却性能差且容易氧化或因细菌作用而变质故常与矿物油混合成复合油使用。化或因细菌作用而变质故常与矿物油混合成复合油使用。（3 3）极压切削油）极压切削油由矿物油加极压添加剂和油性添加剂配制由矿物油加极压添加剂和油性添加剂配制而成能在金属表面形成强度很高的润滑膜因而在高温高压下而成能在金属表面形成强度很高的润滑膜因而在高温高压下的切削区仍能维持其良好的润滑性能。的切削区仍能维持其良好的润滑性能。常用的极压添加剂有硫氯磷的有机化合物常用的极压添加剂有硫氯磷的有机化合物。油性添加剂有动植物油油酸胺类脂肪醇类和酯肪酸酯油性添加剂有动植物油油酸胺类脂肪醇类和酯肪酸酯类

31、等。类等。极压切削油在很多情况下可以代替动植物油和复合油。适用极压切削油在很多情况下可以代替动植物油和复合油。适用于切削条件比较困难的场合如拉削攻丝铰削滚齿插齿于切削条件比较困难的场合如拉削攻丝铰削滚齿插齿(见齿轮加工见齿轮加工)和难加工金属材料的切削。和难加工金属材料的切削。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）（2 2）乳化液）乳化液 由矿物油加乳化剂配制而成有时还加入防锈由矿物油加乳化剂配制而成有时还加入防锈添加剂乳化稳定剂极压添加剂等用水稀释后成为乳白色或添加剂乳化稳定剂极压添加剂等用水稀释后成为

32、乳白色或半透明状的乳化液。半透明状的乳化液。乳化剂乳化剂是一种表面活性物质能使油以微小的颗粒稳定地分是一种表面活性物质能使油以微小的颗粒稳定地分散在水中形成稳定的散在水中形成稳定的“水包油水包油”乳化液。按配方不同乳化液。按配方不同乳化液乳化液可分普通乳化液防锈乳化液和极压乳化液可分普通乳化液防锈乳化液和极压乳化液 3 3类。类。普通乳化液的冷却清洗性能好但防锈性能较差 防锈乳化液的防锈冷却性能好。极压乳化液有良好的极压润滑性能。乳化液适用于一般切削和磨削加工。乳化液适用于一般切削和磨削加工。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturin

33、g technology）（3 3）化学切削液）化学切削液 在水中加少量防锈添加剂配制成的化学切在水中加少量防锈添加剂配制成的化学切削液有良好的冷却防锈效果和透明度但润滑性能差适用削液有良好的冷却防锈效果和透明度但润滑性能差适用于粗加工如再加入表面活性剂油性添加剂和极压添加剂可于粗加工如再加入表面活性剂油性添加剂和极压添加剂可以提高润滑性能适用于精加工。以提高润滑性能适用于精加工。切削液的使用方法：浇注法高压冷却法和喷雾冷却法。切削液的使用方法：浇注法高压冷却法和喷雾冷却法。浇注法浇注法用较小压力把切削液注入切削区此法比较简单用较小压力把切削液注入切削区此法比较简单应用较广。应用较广。高压冷却

34、法高压冷却法用较高压力和较大流量的切削液冲刷切屑并用较高压力和较大流量的切削液冲刷切屑并带走热量常用于深孔加工和强力磨削等场合。带走热量常用于深孔加工和强力磨削等场合。喷雾冷却法喷雾冷却法利用压缩空气把切削液细化成雾状喷射到切利用压缩空气把切削液细化成雾状喷射到切削区细小液滴很快蒸发能吸收大量切削热有较好冷却效果削区细小液滴很快蒸发能吸收大量切削热有较好冷却效果适用于高速切削等特殊场合。适用于高速切削等特殊场合。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）3.5.2 3.5.2 切削液的选用切削液的选用 切削液

35、的使用效果除取决于切削液的性能外，还与刀具材料、切削液的使用效果除取决于切削液的性能外，还与刀具材料、加工要求、工件材料、加工方法等因素有关，应综合考虑，合理加工要求、工件材料、加工方法等因素有关，应综合考虑，合理选用。选用。（1 1）根据刀具材料、加工要求选用切削液）根据刀具材料、加工要求选用切削液 高速钢刀具耐热性差，粗加工时，切削用量大，切削热多，高速钢刀具耐热性差，粗加工时，切削用量大，切削热多，容易导致刀具磨损，应选用以冷却为主的切削液；精加工时，主容易导致刀具磨损，应选用以冷却为主的切削液；精加工时，主要是获得较好的表面质量，可选用润滑性好的极压切削油或高浓要是获得较好的表面质量，

36、可选用润滑性好的极压切削油或高浓度极压乳化液。度极压乳化液。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液，如必要，也可硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液，如必要，也可用低浓度乳化液或水溶液，但应连续地、充分地浇注，不宜断续用低浓度乳化液或水溶液，但应连续地、充分地浇注，不宜断续浇注，以免处于高温状态的硬质合金刀片在突然遇到切削液时，浇注，以免处于高温状态的硬质合金刀片在突然遇到切削液时，产生巨大的内应力而出现裂纹。产生巨大的内应力而出现裂纹。（2 2）根据工件材料选用切削液

37、根据工件材料选用切削液 加工钢等塑性材料时，需用切削液；而加工铸铁等脆性材料加工钢等塑性材料时，需用切削液；而加工铸铁等脆性材料时，一般则不用，原因是作用不如钢明显，又易搞脏机床、工作时，一般则不用，原因是作用不如钢明显，又易搞脏机床、工作地；对于高强度钢、高温合金等，加工时均处于极压润滑摩擦状地；对于高强度钢、高温合金等，加工时均处于极压润滑摩擦状态，应选用极压切削油或极压乳化液；对于铜、铝及铝合金，为态，应选用极压切削油或极压乳化液；对于铜、铝及铝合金，为了得到较好的表面质量和精度，可采用了得到较好的表面质量和精度，可采用10102020乳化液、煤油或乳化液、煤油或煤油和矿物油的混合液；切

38、削铜时不宜用含硫的切削液，因硫会煤油和矿物油的混合液；切削铜时不宜用含硫的切削液，因硫会腐蚀铜。腐蚀铜。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）（3）根据加工性质选用切削液 钻孔、攻丝、铰孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状态，钻孔、攻丝、铰孔、拉削等，排屑方式为半封闭、封闭状态，导向部、校正部与已加工表面的摩擦严重，对硬度高、强度大、导向部、校正部与已加工表面的摩擦严重，对硬度高、强度大、韧性大、冷硬严重的难切削材料尤为突出，宜用乳化液、极压乳韧性大、冷硬严重的难切削材料尤为突出，宜用乳化液、极压乳化液和

39、极压切削油；成形刀具、齿轮刀具等，要求保持形状、尺化液和极压切削油；成形刀具、齿轮刀具等，要求保持形状、尺寸精度等，应采用润滑性好的极压切削油或高浓度极压切削液；寸精度等，应采用润滑性好的极压切削油或高浓度极压切削液；磨削加工温度很高，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，要磨削加工温度很高，且细小的磨屑会破坏工件表面质量，要求切削液具有较好冷却性能和清洗性能，常用半透明的水溶液和求切削液具有较好冷却性能和清洗性能，常用半透明的水溶液和普通乳化液，磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能较好的水溶液普通乳化液，磨削不锈钢、高温合金宜用润滑性能较好的水溶液和极压乳化液。和极压乳化液。机械制造技术基础机械制造技

40、术基础（Foundation of machine manufacturing technology）工人在金属加工车间工作，频繁接触到金属加工液。市场上很多的切削液成分对人体皮肤的刺激严重，造成手部皮肤发红。常见的切削液产品对皮肤的刺激和破坏，瘙痒，接触性皮炎和蜕皮。长期的接触到有毒性成分的切削液，有毒物质从人体的皮肤吸收，导致慢性中毒。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）1

41、 1、碳素工具钢、碳素工具钢牌号牌号：字母字母T+T+数字数字+质量级别质量级别表示工具钢表示碳的平均千分含量（7 13）末尾标，表示是高级优质如T7T7（表示含碳量为C0.7%的碳素工具钢）；如T10T10（表示含碳量为C1.0%的碳素工具钢）；返回返回机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）成份：成份：C=0.65 1.35%,有少量的SiSi和MnMn，热处理后使用。特点与应用：特点与应用：T7T13:有一定的硬度和耐磨性，但热硬性和韧度较差，用于低速工具（如凿子、木工具、剪刀、冲头、丝锥、锉刀、刮刀

42、、冷冲模具等）。2 2、合金工具钢、合金工具钢牌号牌号：数字数字 +元素符号元素符号 +数字数字表示碳的平均千分含量,1%不标记表示所含合金的名称元素平均百分含量：1.5%不标记，返回返回机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）成份：成份：C=0.3 1.7%,加入了CrCr、MnMn、SiSi、MnMn、W W、V V等合金元素，热处理后使用。如：9CrSiCrSi（表示含碳量为C0.9%，Cr1.5%的Si1%，W1.5%的Mn1.5%合金工具钢）；如：3Cr2W8V（表示含碳量为C0.3%，Cr2%的

43、W8%，V1.5%合金工具钢）；返回返回机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）特点与应用：特点与应用：9CrSiCrSi、9Cr29Cr2：量具刃具钢（丝锥、钻头、铣刀、手术刀、量规、冷冲模等）；Cr12MoVCr12MoV、CrWMnCrWMn：冷模具钢；5CrNiMo5CrNiMo、4Cr5W2VSi4Cr5W2VSi：热模具钢;W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2：高热硬性，用于刀具等。3.高速工具钢（锋钢）高速工具钢（锋钢）是合金工具钢中的一类专是合金工具钢中的一

44、类专门用钢。门用钢。（表达特殊）C1.0%w=18%Cr=4%V0.25mm/rf0.25mm/r时，时，oo=5=58 8。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）工件材料硬度、强度较高时工件材料硬度、强度较高时，为保证切削刃强度，宜取，为保证切削刃强度，宜取较小的后角；较小的后角；工件材质较软、塑性较大或易加工硬化时工件材质较软、塑性较大或易加工硬化时，后面的摩擦对已，后面的摩擦对已加工表面质量及刀具磨损影响较大，应适当加大后角；加工表面质量及刀具磨损影响较大，应适当加大后角；加工脆性材料加工脆性材料，

45、切削力集中在刃区附近，宜取较小的后角；，切削力集中在刃区附近，宜取较小的后角；但加工特别硬而脆的材料但加工特别硬而脆的材料，在采用负前角的情况下，必须加，在采用负前角的情况下，必须加大后角才能造成切削刃切入的条件。大后角才能造成切削刃切入的条件。工艺系统刚性差，容易出现振动时，应适当减小后角。工艺系统刚性差，容易出现振动时，应适当减小后角。有尺寸精度要求的刀具，为了限制重磨后刀具尺寸的变化，有尺寸精度要求的刀具，为了限制重磨后刀具尺寸的变化，宜取较小的后角。宜取较小的后角。车刀的副后角一般取其等于后角。切断刀的副后角，由于车刀的副后角一般取其等于后角。切断刀的副后角，由于受其结构强度的限制，只

46、能取得很小，受其结构强度的限制，只能取得很小，oo=1=12 2。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）4.4.主偏角、副偏角及刀尖形状的选择主偏角、副偏角及刀尖形状的选择1 1）主偏角和副偏角的功用）主偏角和副偏角的功用 （1 1）影响切削加工残留面积高度。）影响切削加工残留面积高度。从这个因素看，减小主偏角和副偏角，可以减小已加工表从这个因素看，减小主偏角和副偏角，可以减小已加工表面粗糙度，特别是副偏角对已加工表面粗糙度的影响更大。面粗糙度，特别是副偏角对已加工表面粗糙度的影响更大。（2 2）影响切削

47、层的形状，尤其是主偏角直接影响同时参与工作）影响切削层的形状，尤其是主偏角直接影响同时参与工作的切削刃长度和单位切削刃上的负荷。的切削刃长度和单位切削刃上的负荷。在背吃刀量和进给量一定的情况下，增大主偏角时，切削在背吃刀量和进给量一定的情况下，增大主偏角时，切削层公称宽度将减小，切削层公称厚度将增大，切削刃单位长度上层公称宽度将减小，切削层公称厚度将增大，切削刃单位长度上的负荷随之增大。因此，主偏角直接影响刀具的磨损和刀具耐用的负荷随之增大。因此，主偏角直接影响刀具的磨损和刀具耐用度。度。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing

48、technology）（3 3）影响三个切削分力的大小和比例关系。影响三个切削分力的大小和比例关系。在刀尖圆弧半径在刀尖圆弧半径rr很小的情况下，很小的情况下，增大主偏角，可使背向增大主偏角，可使背向力减小，进给力增大。力减小，进给力增大。同理，增大副偏角也可使得背向力减小。同理，增大副偏角也可使得背向力减小。而背向力的减小，有利于减小工艺系统的弹性变形和振动。而背向力的减小，有利于减小工艺系统的弹性变形和振动。（4 4）主偏角和副偏角决定了刀尖角主偏角和副偏角决定了刀尖角rr，故直接影响刀尖处的强故直接影响刀尖处的强度、导热面积和容热体积。度、导热面积和容热体积。（5 5）主偏角还影响断屑效

49、果。）主偏角还影响断屑效果。增大主偏角，使得切屑变得窄而厚，容易折断。增大主偏角，使得切屑变得窄而厚，容易折断。机械制造技术基础机械制造技术基础（Foundation of machine manufacturing technology）2 2）主偏角）主偏角rr的选择原则的选择原则 （1 1）粗加工和半精加工，粗加工和半精加工，硬质合金车刀一般选用较大的主偏角，硬质合金车刀一般选用较大的主偏角，以利于减少振动，提高刀具耐用度和断屑。以利于减少振动，提高刀具耐用度和断屑。（2 2）加工很硬的材料，）加工很硬的材料，如冷硬铸铁和淬硬钢，为减轻单位长度切如冷硬铸铁和淬硬钢，为减轻单位长度切削刃上

50、的负荷，改善刀头导热和容热条件，提高刀具耐用度，宜削刃上的负荷，改善刀头导热和容热条件，提高刀具耐用度，宜取较小的主偏角。取较小的主偏角。（3 3）工艺系统刚性较好时，）工艺系统刚性较好时，减小主偏角可提高刀具耐用度；刚性减小主偏角可提高刀具耐用度；刚性不足时，应取大主偏角，甚至主偏角不足时，应取大主偏角，甚至主偏角r90r90,以减小背向力，以减小背向力，减少振动。减少振动。（4 4）单件小批生产，）单件小批生产，希望一两把刀具加工出工件上所有的表面，希望一两把刀具加工出工件上所有的表面，则选取通用性较好的则选取通用性较好的4545车刀或车刀或9090偏刀。偏刀。机械制造技术基础机械制造技术