车工工艺与技能训练第2章课件.ppt

1、车工工艺与技能训练 2010年3月2022年8月6日星期六2.1车刀简介2.2切削过程基础知识2.3车刀几何参数的选择车车 刀刀2.4断屑影响因素及其方法2.5车工件表面粗糙度2022年8月6日星期六 2.1 车刀简介车刀简介2.1.1车刀种类及其作用车刀种类及其作用在车削过程中，由于零件的形状、大小和加工要求不同，采用的车刀也不相同。车刀的种类很多，用途各异，现介绍几种常用车刀，如图2-1所示。图2-1 常用车刀的种类2022年8月6日星期六直头车刀直头车刀 直头车刀的主偏角与副偏角基本对称，一般在45左右，前角可取530，后角一般为612。45弯头车刀弯头车刀 45弯头车刀主要用于车削不带

2、台阶的光轴，它可以车外圆、端面和倒角，使用比较方便，刀头和刀尖部分强度高。75强力车刀强力车刀 75强力车刀的主偏角为75，适用于粗车加工余量大、表面粗糙、有硬皮或形状不规则的零件。它能承受较大的冲击力，刀头强度高，耐用度高。外圆车刀 外圆车刀又称为尖刀，主要用于车削外圆、平面和倒角。外圆车刀一般有以下种形状。2022年8月6日星期六 偏刀偏刀 偏刀的主偏角为90，用来车削工件的端面和台阶，有时也用来车外圆，特别是用来车削细长工件的外圆，可以避免把工件顶弯。偏刀分为左偏刀和右偏刀两种，常用的是右偏刀，它的切削刃向左。切断刀和切槽刀切断刀和切槽刀 切断刀的刀头较长，其切削刃也狭长，这是为了减少工

3、件材料消耗，并保证切断时能切到中心，因此，切断刀的刀头长度必须大于工件的半径。切槽刀与切断刀基本相似，只不过其形状应与槽间形状一致。2022年8月6日星期六 扩孔刀扩孔刀 扩孔刀又称为镗孔刀，用来加工内孔，它可以分为通孔刀和不通孔刀两种。通孔刀的主偏角小于90，一般在4575之间，副偏角2045，后角应比外圆车刀稍大，一般为1020；不通孔刀的主偏角应大于90，刀尖在刀柄的最前端，为了使内孔底面车平，刀尖与刀柄外端距离应小于内孔的半径。螺纹车刀螺纹车刀 螺纹按牙型可分为三角形螺纹、方形螺纹和梯形螺纹等，相应地，加工这些螺纹就要使用三角形螺纹车刀、方形螺纹车刀和梯形螺纹车刀等。螺纹的种类很多，其

4、中以三角形螺纹应用最广。采用三角形螺纹车刀车削公制螺纹时，其刀尖角必须为60，前角取0。2022年8月6日星期六 车刀由刀柄和切削部分组成，刀柄是指车刀上的夹持部分，切削部分是车刀直接参与切削的工作部分。车刀的切削部分是车刀上最重要的部分，下面以外圆车刀为例研究车刀切削部分的结构。2.1.2车刀组成及其几何参数车刀组成及其几何参数 车刀切削部分组成车刀切削部分组成 如图2-2所示，外圆车刀切削部分的结构要素由前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖几部分组成，通常称为一点二线三面。图2-2 车刀切削部分的结构要素2022年8月6日星期六 前刀面前刀面切削时，前刀面直接作用于被切削层金

5、属，是切屑流过且控制切屑沿其排出的刀面。后刀面后刀面后刀面是指切削时与工件待加工表面相互作用并相对的刀面，通常称为后面。副后刀面副后刀面副后刀面是指切削时与工件已加工表面相互作用并相对的刀面，又称副后面。主切削刃主切削刃主切削刃又称为主刀刃，是前刀面与后刀面的相交线，它承担着主要的切削工作。2022年8月6日星期六 副切削刃副切削刃 副切削刃是前刀面与副后刀面的相交线，它配合主切削刃完成切削工作，担任少量切削工作。刀尖刀尖 刀尖是主、副切削刃（或刃段）之间转折的尖角部分，车刀上实际的刀尖结构如图2-3所示。图2-3 刀尖的结构2022年8月6日星期六为定量地表示刀具切削部分的几何形状，必须把刀

6、具放在一个确定的为定量地表示刀具切削部分的几何形状，必须把刀具放在一个确定的参考系中用一组给定的几何参数确切地表达刀具表面和切削刃在空间参考系中用一组给定的几何参数确切地表达刀具表面和切削刃在空间中的位置。中的位置。刀具角度测量平面刀具角度测量平面为了确定车刀的几何角度，需要假想以下三个辅助平面作为基准：（1）基面。基面Pr是通过切削刃选定点A垂直于该点切削速度方向的平面。如图2-4所示的FGHI平面即为A点的基面。（2）切削平面。切削平面Ps是通过切削刃选定点A与切削刃相切并垂直于基面的平面。在图2-4中，BCDE平面即为A点所在的切削平面。车刀几何参数车刀几何参数2022年8月6日星期六图

7、2-4 切削平面和基面2022年8月6日星期六（3）正交平面。正交平面Po是通过切削刃选定点A并同时垂直于基面和切削平面的平面。如图2-5所示的PoPo剖面为正交平面，PoPo为副切削刃上的正交平面。图2-5 车刀的正交平面2022年8月6日星期六 车刀的几何角度有两种：一种是标注角度，是设计、刃磨和测量刀具时使用的角度，又称为静止角度；另一种是刀具安装在机床上进行切削时所显示的角度，称为工作角度。通常所说的角度，是指标注角度。车刀6个基本几何角度如图2-6所示。几何角度的名称和作用几何角度的名称和作用图2-6 车刀的6个基本几何角度2022年8月6日星期六（1）前角 前角o是前刀面与基面之间

8、的夹角。前角影响刃口的锋利和强度，影响切削变形和切削力。增大前角能使切削刃口锋利，减小前刀面与切削层之间的挤压与摩擦，因而减少切削变形和切削热，使切削省力，并使切屑容易排出，但是，刀具的耐用度降低。（2）后角 后角o是后刀面与切削平面之间的夹角。后角的主要作用是减小车刀主后刀面与工件之间的摩擦，并与前角配合调整切削刃部分的锐利与强固程度。后角过大或过小都会使刀具的耐用度降低。（3）副后角 副后角o是副后刀面与切削平面之间的夹角。副后角的主要作用是减小车刀副后刀面与工件之间的摩擦。2022年8月6日星期六（4）主偏角 主偏角r是主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角。主偏角的主要作用是改变主

9、切削刃和刀头的受力情况和散热情况。主偏角减小，刀尖部分的强度增加，散热条件较好；反之，刀尖强度降低，散热条件变差。改变主偏角的大小，可以改变切削合力的方向、径向力Fy和轴向力Fx的大小。如图2-7所示，减小主偏角，会使车刀的径向力Fy显著增加，加工中工件容易产生变形和振动。所以加工细长轴时，由于工件刚度差，为了减少弯曲变形和振动，主偏角一般选择大一些（7593）。2022年8月6日星期六主偏角影响断屑效果。主偏角减小，切削厚度较小，切削宽度增大，切屑不易折断。反之，切削厚度增加，切削宽度减小，切屑较易折断。主偏角对切削厚度和宽度的影响如图2-8所示。增大主偏角kr，切削厚度增大，切削宽度减小。

10、相反，减小主偏角kr时，切削刃单位长度上的负荷减轻，由于主切削刃工作长度增加，刀尖角增大，切削厚度减小，切削宽度增大。2022年8月6日星期六（5）副偏角）副偏角 副偏角r是副切削刃在基面上的投影与进给反方向之间的夹角。副偏角的主要作用是减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦。副偏角对表面粗糙度的影响如图2-9所示，在进给量相同的情况下，副偏角越大，表面粗糙度值越大，副偏角越小，表面粗糙度值越小。2022年8月6日星期六（6）刃倾角）刃倾角 刃倾角s是主切削刃与基面之间的夹角。刃倾角的主要作用是控制切屑的排出方向，刃倾角有零度、正值和负值三种。刃倾角等于零度如图2-10（a）所示。切削时，切屑

11、垂直于主切削刃方向排出。当刀尖是主切削刃的最高点时，刃倾角是正值，如图2-10（b）所示。切削时，切屑排向工件待加工表面，不易擦毛已加工表面。切削刃锋利，切削平稳，加工表面质量较高。但刀尖强度较差，受到冲击时，刀尖容易损坏。如图2-10（c）所示，刃倾角是负值。切削时，远离刀尖的切削刃先接触工件，避免了刀尖受冲击，加强了刀尖强度，改善了刀尖处的散热条件，有利于提高刀具耐用度。但切屑排向工件已加工表面，容易擦毛已加工表面。2022年8月6日星期六图2-10 车角的刃倾角2022年8月6日星期六2.1.3车刀材料车刀材料 车刀材料应具备的性能要求车刀材料应具备的性能要求 高的硬度和耐磨性 足够的强

12、度和韧性 良好的耐热性和导热性 一定的抗黏结性 良好的化学稳定性 良好的工艺性和经济性2022年8月6日星期六 高速钢高速钢 高速钢按用途不同可分为通用型高速钢和高性能高速钢，按化学成分可分为钨系、钨钼系和钼系等，按制造工艺不同可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。（1）通用型高速钢。国内外使用最多的通用型高速钢是W6Mo5Cr4V2（M2钼系），其次是W18CrV（W18钨系）。它们的含碳量为0.7%0.9%，硬度为6366 HRC，不适于高速和硬材料切削。（2）高性能高速钢。高性能高速钢是指在通用型高速钢中加入一些合金（如Co、Al等），使其耐热性、耐磨性都有进一步提高的新型高速钢，但其综合性

13、能不如通用型高速钢。典型的牌号有 W6Mo5Cr4V3、W18Cr4V等。常用车刀材料种类常用车刀材料种类2022年8月6日星期六 硬质合金硬质合金常用的硬质合金有钨钴类硬质合金、钨钴钛类硬质合金和新型硬质合金。（1）钨钴类硬质合金。钨钴类硬质合金代号为YG，是由碳化钨（WC）和结合剂（Co）组成的。此类硬质合金强度高，能承受较大的冲击力，其韧性、导热性能较好，硬度和耐磨性较差，主要用于加工黑色金属及有色金属和非金属材料。（2）钨钴钛类硬质合金。钨钴钛类硬质合金的代号为YT，这类硬质合金除包括碳化钨（WC）和结合剂（Co）外，还加入了5%30%的碳化钛（TiC）。此类硬质合金硬度、耐磨性、耐热

14、性都明显提高，但韧性、抗冲击振动性差，主要用于加工钢料。（3）新型硬质合金。新型硬质合金是在上述两类硬质合金的基础上，添加某些碳化物而使其性能得以提高的。2.1.3 车刀材料车刀材料2022年8月6日星期六 金属切削过程是指工件上多余的金属被刀具切除的过程和已加工表面形成的过程。在对金属切削过程进行实验研究时，常用的切削模型是直角自由切削，所谓自由切削就是只有一个直线切削刃参加切削，如图2-11所示。2.2切削过程基础知识切削过程基础知识图2-11 直角自由切削模型2022年8月6日星期六切屑的形成过程切屑的形成过程 金属切削是指被切金属层在刀具的挤压、摩擦作用下产生变形后转变为切屑和形成已加

15、工表面。根据金属切削实验绘制的金属切削过程中的变形滑移线和流线如图2-12所示。2.2.1切屑切屑图2-12 金属切削过程中的滑移线和流线及三个变形区2022年8月6日星期六工件上的被切削层在刀具的挤压作用下，沿切削刃附近首先产生弹性变形，然后由剪应力引起的应力达到金属材料的屈服极限以后，切削层金属便沿倾斜的剪切面变形区滑移，产生塑性变形，然后在沿前刀面流出去的过程中，受摩擦力作用再次发生滑移变形，最后形成切屑。为了进一步分析切削层变形的规律，通常把被切削刃作用的金属层划分为三个变形区。（1）第变形区位于切削刃和前刀面的前方，面积是三个变形区中最大的，为主变形区。（2）第变形区是与前刀面相接触

16、的附近区域，切屑沿前刀面流出时，受到前刀面的挤压和摩擦，靠近前刀面的切屑底层会进一步发生变形。（3）第变形区是已加工表面靠近切削刃处的区域，这一区域金属受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹，发生变形造成加工硬化。切削层的划分切削层的划分2022年8月6日星期六 带状切屑如果切屑在滑移后尚未达到破裂程度，则形成连绵不断、底面光滑的带状切屑，如图2-13（a）所示。节状切屑如果切屑的滑移变形比较充分，以致达到破裂程度产生一节节裂纹，但每一裂纹上下尚未贯穿，仅背面裂开，底面仍较光滑，这种切屑称为节状切屑，如图2-13（b）所示。粒状切屑当发生的裂纹上下贯穿时，便形成粒状切屑，如图2-13（c

17、）所示。崩碎切屑在切削脆性材料时，被切削层一般在发生弹性变形以后即突然崩裂，形成崩碎切屑，如图2-13（d）所示。切屑的种类切屑的种类2022年8月6日星期六一般塑性大的材料易形成带状切屑，塑性小的材料易形成节状或粒状切屑，脆性材料易形成崩碎切屑。此外，切屑的形状还与刀具切削角度及切削用量有关，当切削条件改变时，切屑形状会随之做相应的改变。例如，在车削钢类工件时，如果逐渐增加车刀的前角，提高切削速度，减小进给量，切屑将会由粒状逐渐变为节状，甚至变为带状。在上述几种切屑中，带状切屑的变形程度小，而且切削时的振动较小，有利于保证加工精度与减小表面粗糙度值，所以这种切削是在车削时希望得到的，但应注意

18、断屑问题。2022年8月6日星期六 切削力是工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力，它是影响工艺系统刚度和加工工件质量的重要因素。切削力主要来源于工件被切削层在形成切屑过程中的变形，如图2-14所示。2.2.2切屑力切屑力图2-14 切削力2022年8月6日星期六 工件材料工件材料 工件材料的强度、硬度越高，切削时消耗的功率就越多，产生的切削热越多，切削温度就越高。工件材料的热导率越大，通过切屑和工件传出的热量越多，切削温度下降越快。刀具几何参数刀具几何参数 前角o的数值直接影响切削过程中的变形和摩擦，所以它对切削温度的影响较明显。例如，前角增大，变形减小，产生的切削热少，切削温度降低。但如果前角过

19、大，则因刀具的散热面积减小，切削温度不会进一步降低。2.2.3影响切削温度的主要因素影响切削温度的主要因素2022年8月6日星期六 在相同的背吃刀量下，加大主偏角r后，在相同的背吃刀量下，主切削刃参加切削的长度L缩短，使切削热相对集中。并且由于刀尖角减小，使散热条件变差，切削温度升高。相反，若适当减小主偏角r，则使刀尖角增大，主切削刃参加切削的长度加长，散热条件改善，从而降低了切削温度，如图2-16所示。2022年8月6日星期六 切削用量切削用量 切削用量对切削温度的影响如下：切削速度。切削速度对切削温度影响最大，因为随着切削速度的提高，由摩擦而产生的热量也随之增大。进给量。加大进给量，单位时

20、间内切除的金属增多，虽然产生的切削热也增多，但由切屑带走的热量也增加，所以进给量加大一倍，切削温度只提高15%20%。背吃刀量。背吃刀量对切削温度的影响很小。其他因素其他因素 刀具后刀面磨损量增大时，加剧了刀具与工件间的摩擦，使切削温度升高。切削速度越大，刀具磨损对切削温度的影响就越显著。浇注切削液对降低切削温度、减小刀具磨损和提高已加工表面质量有明显的效果。切削液的润滑作用可以减小摩擦，减少切削热的产生2022年8月6日星期六 1）前刀面磨损 前刀面磨损指磨损部位主要发生在前刀面上。磨损后，在前刀面靠近刃口附近出现月牙洼，前刀面月牙洼磨损值以其最大深度KT表示，如图2-17（a）所示。后刀面

21、磨损 后刀面磨损指其磨损部位主要发生在后刀面上。磨损后形成磨损带，它的宽度VB表示磨损量，如图2-17（b）所示。前后刀面同时磨损 前后刀面同时磨损是一种兼有上述两种形式的磨损，如图2-17（c）所示。2.2.4 刀具磨损和刀具使用寿命刀具磨损和刀具使用寿命 刀具磨损形式刀具磨损形式2022年8月6日星期六图2-17 刀具的磨损形式2022年8月6日星期六 初期磨损阶段 在初期磨损阶段，即OA段，刀具刃磨后开始切削时，由于后刀面微观不平，所以磨损较快。正常磨损阶段 刀具经过初期磨损以后，后刀面上很快被磨出一条窄的磨损带，接触面积增大，单位压力减小，磨损带宽度VB随时间增长缓慢而均匀地增加，这个

22、阶段是正常磨损阶段，即AB段，是刀具工作的有效期。急剧磨损阶段 正常磨损后，如刀具不及时刃磨就很快变钝，使切削力增大，温度升高，磨损加剧，这个阶段是急剧磨损阶段，即BC段。刀具磨损过程刀具磨损过程 刀具磨损的过程一般可分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损三个阶段，下面以后刀面磨损为例来说明刀具磨损过程，如图2-18所示。2022年8月6日星期六图2-18 刀具磨损过程2022年8月6日星期六 磨料磨损 磨料磨损是由于工件材料中的杂质，材料基体组织中的碳化物、氮化物和氧化物等硬质点对刀具表面的刻划作用而引起的机械磨损。黏结磨损 在切削过程中，当刀具与工件材料的摩擦面上具备高温、高压和新鲜表面的条件，

23、接触面达到原子间距离时，就会产生吸附黏结现象，这种现象称为黏结磨损，又称为冷焊。扩散磨损 当切削温度很高时，刀具与工件材料中的某些化学元素能在固体下互相扩散，使两者的化学成分发生变化，削弱了刀具材料的性能，加速磨损进程，这种现象称为扩散磨损。氧化磨损 当切削温度范围在700800 时，空气中的氧与硬质合金中的Co、WC、TiC等发生氧化作用生成疏松脆弱的氧化物，这些氧化物容易被切屑和工件带走，加速了刀具磨损。刀具磨损原因刀具磨损原因2022年8月6日星期六 刀具磨损限度 刀具磨损限度是指从刀具开始切削到不能继续使用为止的磨损量。刀具耐用度和刀具寿命 实际生产中不可能经常测量刀具是否磨损到磨损限

24、度。根据后刀面磨损量和切削时间的关系曲线，可用切削时间来表示磨损限度，见图2-18。刀具刃磨后，从开始切削到达磨损限度所经过的切削时间称为刀具耐用度，也就是刀具两次刃磨之间的纯切削时间的总和。刀具寿命和刀具耐用度不同，刀具寿命是指一把新刀具用到报废为止的实际切削时间的总和。刀具磨损限度、刀具耐用度和刀具寿命刀具磨损限度、刀具耐用度和刀具寿命2022年8月6日星期六在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工一般钢材或其他塑性材料时，常常在刀具前刀面切削刃处粘着一块剖面呈楔状的硬块，这块冷焊在前刀面上的金属就称为积屑瘤，如图2-19所示。2.2.5积屑瘤积屑瘤图2-18 刀具磨损过程2022

25、年8月6日星期六 达到一定温度时，切屑底层材料的切应力超过材料的剪切屈服强度，滞流层中流动速度为零的切削层就被剪切断裂黏结在前刀面上，由于这层金属经受了强烈的剪切滑移作用产生加工硬化，因此它能代替切削刃继续切削较软的金属层，这样依次逐层堆积，高度逐渐增大，就形成了积屑瘤。长高的积屑瘤在外力或振动作用下会发生局部的破裂和脱落，继而重复生长与脱落。积屑瘤的产生积屑瘤的产生 保护刀具 增大了实际前角 影响工件表面质量和尺寸精度 综上所述，在粗加工时可以利用积屑瘤的有利之处，精加工时应避免产生积屑瘤。积屑瘤对加工的影响积屑瘤对加工的影响2022年8月6日星期六1）工件材料2）前角 前角越大，刀具和切屑

26、之间的接触长度越小，摩擦也小，切削温度低，所以不易产生积屑瘤。3）切削速度 在低速切削中碳钢时，切削温度较低，材料间不易黏结；在高速切削时，切削温度较高，材料发软，不易黏结，因此不易形成积屑瘤。切削速度适中时，有积屑瘤形成。在中速（1530 m/min）切削时，积屑瘤高度最大，如图2-20所示。影响积屑瘤的因素主要有以下几种。4）进给量 进给量减小，切屑与前刀面接触长度减小，摩擦力减小，切削温度降低，不易形成积屑瘤。2022年8月6日星期六前角的选择主要遵循以下原则:（1）加工塑性材料时，前角应取较大值；加工脆性材料时，应选用较小的前角。（2）工件材料的强度、硬度较低时，选用较大的前角；反之，

27、选用较小 的前角。（3）刀具材料坚韧性好时，前角应选大些（如高速钢车刀）；刀具材料 韧性差时，前角应选小些（如硬质合金车刀）。（4）粗加工和断续切削时应选较小的前角，精加工时应选较大的前角。（5）车床夹具工件刀具系统刚度差时应选较大的前角。硬质合金车刀前角参考值见表2-2，高速钢车刀的合理前角一般比表中大510。2.3切切车刀几何参数选择车刀几何参数选择 2.3.1 前角选择前角选择2022年8月6日星期六2022年8月6日星期六后角的选择主要根据以下原则：（1）加工硬度高、机械强度大及脆性材料时，应选较小的后角。加工硬度低、机械强度小及塑性材料时，应选较大的后角。（2）粗加工时应选取较小后角

28、，精加工时应选取较大后角。采用负前角车刀时，后角应选大一些。（3）工件与车刀的刚度差时应选较小的后角。（4）高速车削时，应选较小的后角。硬质合金车刀后角的参考值见表2-3。2.3.2后角和副后角选择后角和副后角选择2022年8月6日星期六副后角一般与后角取相同的数值。但切断刀受刀头强度限制，应把副后角磨得很小（0=12）。2022年8月6日星期六主偏角的选择主要根据以下几点原则：（1）工件材料越硬，应选取越小的主偏角。（2）刚度差的工件（如细长轴）应选较大的主偏角，减小径向力。（3）在车床夹具工件刀具系统刚度较好的情况下，主偏角应尽可能选小一些。硬质合金车刀主偏角参考值见表2-4。2.3.3

29、主偏角选择主偏角选择2022年8月6日星期六副偏角的选取主要根据以下原则：（1）工件车刀夹具车床系统的刚度好，可选较小的副偏角。（2）精加工刀具应选较小的副偏角。（3）加工高硬度材料或断续切削时，应该选较小的副偏角，以提高刀尖强度。硬质合金车刀副偏角参考值见表2-5。2.3.4 副偏角选择副偏角选择2022年8月6日星期六刃倾角的选择主要根据以下几点原则：（1）一般粗车时（指工件圆整、被切削层均匀），选取稍偏于负值的刃倾角（30）；精车时，应选取负值的刃倾角（83）。（2）强力车削时，选取负值的刃倾角（105）；冲击负荷大的断续车削时，应选取较大负值的刃倾角（10以上）。（3）加工高硬材料时，

30、应选取负值的刃倾角，以提高刀尖强度。硬质合金车刀刃倾角参考值见表2-6。2.3.5刃倾角选择刃倾角选择2022年8月6日星期六2022年8月6日星期六 如图2-21所示，过渡刃的形状有直线形和圆弧形（即刀尖圆弧半径r）两种，前者因呈直线形，其偏角r大小通常均取主偏角r值的一半左右，过渡刃长度为0.52 mm。而后者不但能提高车刀的耐用度，还可减少车削后的残留面积，降低工件已加工表面粗糙度。但刀尖圆弧半径r不宜过大，否则会引起振动。2.3.6过渡刃选择过渡刃选择2022年8月6日星期六硬质合金车刀刀尖圆弧半径参考值见表2-7。2022年8月6日星期六 切屑在形成过程中，切屑逐步扩张，当切屑端部碰

31、到刀具断屑槽台阶时，切屑发生卷曲变形，继续扩张与后刀面或工件碰上时，切屑折断。因此，切屑的折断过程是卷碰断。对于螺卷形切屑，它可由自身质量和旋转折断。如图2-22所示为切屑折断过程。2.4 断屑影响因素及其方法断屑影响因素及其方法2.4.1断屑过程断屑过程2022年8月6日星期六影响断屑的因素有断屑槽的形状、断屑槽的宽度、断屑槽斜角及切削用量。2.4.2影响断屑的因素影响断屑的因素 断屑槽形状断屑槽形状常用断屑槽有直线圆弧形、直线形和圆弧形三种，如图2-23所示。图2-23 断屑槽形状2022年8月6日星期六 断屑槽的宽度对断屑的影响很大。一般来讲，槽宽越小，切屑的卷曲半径 越小，切屑上的弯曲

32、应力越大，越易折断，如图2-24所示。但断屑槽的宽度必须与进给量f和背吃吃刀量 联系起来考虑。进给量大，槽应当宽些；背吃刀量大，槽也应适当加宽，否则切屑不易在槽中卷曲，往往不流经槽底而形成不断裂的带状切屑。cR 断屑槽宽度断屑槽宽度图2-24 槽宽对 的影响cRpacR2022年8月6日星期六 断屑槽斜角断屑槽斜角 断屑槽的侧边与主切削刃之间的夹角称为断屑槽斜角，用表示。常用的断屑槽斜角有外斜式、平行式和内斜式三种形式，如图2-25所示。图2-24 断屑槽斜角2022年8月6日星期六 切削用量中对断屑影响最大的是进给量，其次是被背吃刀量和切削速度。加大进给量是达到断屑的有效措施之一。当背吃刀量

33、很小时，切屑在流出过程中很可能碰不到断屑槽台阶，因此不易断屑，如图2-26（a）所示；当背吃刀量较小时，切屑虽有可能碰到断屑槽台阶，但因出屑角较大，翻转后的切屑仍不易碰到障碍物，因此也不易断屑，如图2-26（b）所示；当背吃刀量较大时，因出屑角小，切屑翻转后碰到车刀后刀面或工件而较易折断，如图2-26（c）所示。一般情况下，切削速度对断屑影响不大。切削用量切削用量2022年8月6日星期六2022年8月6日星期六断屑常用方法如下：（1）用断屑槽断屑。（2）用断屑台断屑。在前刀面上磨出台阶以阻挡切屑自由流出，迫使其再次卷曲变形而折断。2.4.3 常用断屑方法常用断屑方法图2-27 挡屑板挡屑 1挡

34、屑板；2车刀（3）用挡屑板断屑。如图 2-27所示，在前刀面装有可调或固定的挡屑板，当切屑沿前刀面流动时，因受挡屑板所阻而弯曲、折断。挡屑板可以焊在压板上，也可以单独制造。单独制造的挡屑板常用在一些大中型机床的刀具上。2022年8月6日星期六（4）选用适当的切削用量和几何参数使其断屑。选用适当的切削用量和刀具几何参数可以达到断屑的目的。前角大时切屑变形小，不利于断屑；主偏角大时切屑厚度大，有利于断屑。当背吃刀量和进给量之比为510时，选用前角o=105、刃倾角s=1510、主偏角r=6080的刀具切削容易断屑。适当增大进给量，减小背吃刀量和切削速度有利于断屑。（5）采用程序断屑。如果使用的车床

35、是数控车床，还可采用程序断屑，即隔一定时间间隔，给纵向进给程序写入几个停止脉冲，就可达到断屑的目的。2022年8月6日星期六 残留面积残留面积 两条切削刃在已加工表面上残留下未被切去部分的面积，称为残留面积。如图2-28（a）所示，残留面积A越大，高度H越高，则表面粗糙度值越大。积屑瘤积屑瘤 用中等速度切削塑性金属产生积屑瘤以后，因积屑瘤既不规则又不稳定，所以，一方面其不规则部分代替切削刃切削，留下深浅不一的痕迹：另一方面，一部分脱落的积屑瘤嵌入工件已加工表面，使之形成硬点和毛刺，表面粗糙度值增大，如图2-28（b)所示。振动振动 刀具、工件或车床部件产生周期性振动，会使已加工表面出现周期性的

36、波纹，使表面粗糙度明显增大，如图2-28（c）所示。2.5 工件表面粗糙度工件表面粗糙度2.5.1影响工件表面粗糙度的因素影响工件表面粗糙度的因素2022年8月6日星期六图2-28 常见表面粗糙度增大的现象2022年8月6日星期六 残留面积高度产生的表面粗糙度增大。应减小刀具主偏角和副偏角(一般减小副偏角对减小表面粗糙度效果明显)，增大刀尖圆弧半径，减小进给量f。工件表面产生毛刺引起表面粗糙度增大。另外，刀具严重磨损和切削刃表面粗糙度增大都会拉毛工件表面。因此，应尽量减小前、后刀面的表面粗糙度，及时重磨或更换刀具，经常保持刀具的锋利。切屑拉毛工件表面。切屑拉毛的工件表面一般是无规则的很浅的划纹

37、，这时应选用负值刃倾角的车刀，使切屑流向工件待加工表面，并采用断屑或卷屑措施。2.5.2减小工件表面粗糙度方法减小工件表面粗糙度方法2022年8月6日星期六 振动引起工件表面粗糙度大。振动引起工件表面粗糙度大所需采用的解决办法如下：调整主轴间隙，提高轴承精度，调整大、中、小滑板塞铁，使间隙小于0.04 mm。合理选择刀具几何参数，经常保持切削刃光洁和锋利；增加刀具的安装刚度。增加工件的安装刚度。工件装夹时不宜悬伸太长，装夹细长轴时应用中心架。选择较小的背吃刀量和进给量，或降低切削速度。2022年8月6日星期六 （1）了解车刀刃磨的目的。（2）掌握正确刃磨车刀的方法。2.6 技能训练技能训练2.

38、6.1实训要求实训要求砂轮机、待磨刀具、研磨用具。2.6.2实训设备实训设备2.6.3实训内容实训内容 高速钢车刀刃磨的一般步骤和方法 高速钢车刀刃磨的一般步骤和方法如下：2022年8月6日星期六（1）刃磨主后刀面。如图2-29（a）所示，刃磨前，将车刀刀柄向左偏斜，使刀柄中心线与砂轮圆周面之间形成主偏角大小的角度，并把刀头抬起，使刀柄底线与水平面之间的夹角成主后角大小的角度。刃磨时，将车刀的主后刀面自下而上地慢慢接触砂轮，并左右轻轻移动，使砂轮在整个圆周面上与刀具接触。（2）刃磨副后刀面。刃磨副后刀面与刃磨主后刀面的方法基本相同，其不同点是要将车刀刀柄向右偏斜，如图2-29（b）所示。（3）

39、刃磨前刀面。如图2-29（c）所示，将前刀面面对砂轮，刀柄尾部向下倾斜，使主切削刃与刀柄的底面平行（此时刃倾角为零），并将车刀沿主切削刃向下倾斜成前角大小的角度。这时，将车刀沿主切削刃方向左右倾斜，若使刀尖在主切削刃的最高点，则刃倾角为负值；若使刀尖在主切削刃的最低点，则刃倾角为正值。2022年8月6日星期六（4）修磨过渡刃。如图2-29（d）所示，在主切削刃与副切削刃之间刃磨过渡刃（刀尖圆弧）。在刃磨时应注意车刀底平面与水平面之间的夹角（即过渡刃处的后角）与车刀的后角应协调一致。（5）精磨。在较细硬的砂轮上将车刀各面进行仔细修磨，以修正车刀的几何形状和角度，使其符合要求，并减小车刀的表面粗糙

40、度值。（6）研磨。用平整的氧化铝油石，轻轻研磨车刀的后面和过渡刃，并研去切削刃在刃磨时留下的毛刺，以进一步降低各切削刃及各面的表面粗糙度值，从而提高车刀的耐用度。2022年8月6日星期六图2-29 高速钢车刀的刃磨2022年8月6日星期六以车削钢料的90主偏角车刀（刀片材料为YT15）为例，介绍手工刃磨硬质合金车刀的步骤。（1）刃磨前准备。先把车刀前刀面、后刀面上的焊渣磨去，并磨平车刀的底平面。（2）刃磨后角。粗磨出的主后角、副后角应比所要求的后角大2左右，刃磨方法如图2-30所示。刃磨时，采用粗粒度（F36F60）的绿色碳化硅砂轮。精磨主后角和副后角的方法如图2-31所示。刃磨时，将车刀底平

41、面靠在调整好角度的搁板上（没有搁板时，手应捏紧刀柄形成一定的角度），并使切削刃轻轻靠在砂轮的端面上。刃磨时，车刀应左右缓慢移动，使砂轮磨损均匀，切削刃刃口平直。精磨时，采用细粒度（F180F200）的绿色碳化硅砂轮。硬质合金车刀刃磨的一般步骤和方法硬质合金车刀刃磨的一般步骤和方法2022年8月6日星期六2022年8月6日星期六（3）刃磨断屑槽。不同槽形对砂轮的外形有不同的要求，如刃磨圆弧形断屑槽，必须先把砂轮的外圆与平面的交角处用修砂轮的金刚石笔（或用硬砂条）修整成相应的圆弧。刃磨时，刀尖可向下磨或向上磨，如图2-32所示。2022年8月6日星期六（4）刃磨负倒棱。刃磨负倒棱的磨削方法可以采用

42、直磨法和横磨法，如图2-33所示。刃磨时，用力要轻，车刀要沿主切削刃的后端向刀尖方向摆动。为了保证切削刃的质量，最好采用直磨法。负倒棱的宽度一般为0.50.8 mm，也可以用修磨后刀面来控制。图2-33 刃磨负倒棱2022年8月6日星期六（5）刃磨过渡刃。过渡刃有直线形和圆弧形两种，刃磨方法如图2-34所示。对于刃磨车削较硬材料的车刀时，可以在过渡刃上磨出负倒棱。对于大进给量车刀，可用相同的方法在副切削刃上磨出修光刃。图2-34 刃磨过渡刃2022年8月6日星期六（6）研磨。刃磨后的切削刃一般不够平滑光洁，刃口呈锯齿形。切削时，会影响工件表面粗糙度，所以刃磨后的车刀应用油石进行研磨，以消除刃磨

43、后的残留痕迹，如图2-35所示。2022年8月6日星期六（1）新安装的砂轮必须要经过严格的检查。（2）磨刀时双手应握稳车刀，车刀与砂轮接触时用力要均匀，压力不能太大，要不断做左右移动。（3）刃磨车刀应尽可能运用砂轮的圆周面，禁止在砂轮两侧面用力粗磨车刀，以免砂轮侧面受力而发生偏摆跳动。（4）刃磨硬质合金刀时，允许把刀柄部分放入水中冷却，不可把刀头部分放入水中冷却，以防止刀片因突然冷却而碎裂。刃磨高速钢车刀时，不能过热，应随时用水冷却。（5）不允许在磨刀机砂轮上磨有色金属或非金属材料，以免堵塞砂轮上的气孔。2.5.4注意事项注意事项刃磨车刀时需注意以下事项：刃磨车刀时需注意以下事项：2022年8月6日星期六（6）砂轮磨削表面必须经常修整。（7）必须根据车刀材料来选择砂轮种类，否则将达不到良好的刃磨效果。（8）刃磨时，砂轮旋转方向必须由刃口向刀体方向转动，以免造成切削刃出现锯齿形缺陷。（9）在平形砂轮上磨刀时，尽量避免使用砂轮的侧面；在杯形砂轮上磨刀时，不要使用砂轮的外圆或内圆。（10）砂轮机的角度导板必须平直，转动的角度要求正确。（11）磨刀结束时应随手关闭砂轮机电源。2022年8月6日星期六