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第二章金属切削原理
现阶段通过金属切削的机械加工仍然是高精度、高效率的制造方法，因此必须重视研究金属切削原理、金属切削刀具和金属切削过程。本章主要介绍：金属切削的基本概念；金属切削刀具的几何角度；金属切削过程及优化控制；磨削原理和砂轮结构。
第二章金属切削原理现阶段通过金属切削的机1§1概述一、切削运动
1.切削加工
利用切削刀具切除工件上多余的金属，从而使工件的几何形状、尺寸精度及表面质量达到预定要求，这样的加工称为金属切削加工。
§1概述一、切削运动2
图2-12.切削运动:
在切削加工过程中，工件与刀具之间的相对运动，即切削运动。切削运动由主运动和进给运动组成（图2-1）
主运动:刀具切削工件金属的基本运动。通常它的速度最高，消耗机床功率最大，故称主运动。主运动的速度称切削速度vc。
进给运动:使工件上新的金属不断投入切削的运动。进给运动的速度称为进给速度vƒ
图2-12.切3二、切削加工中的工件表面在切削过程中(如上图2-1所示)，工件上有三个变化着的表面。待加工表面：加工时即将被切除的表面。已加工表面：已被切去多余金属而形成的工件新表面。过渡表面：加工时由主切削刃正在切削的那个表面，它是待加工表面和已加工表面之间的表面。二、切削加工中的工件表面4三、切削用量切削速度、进给量(或进给速度)和背吃刀量（切削深度），三者又称为切削用量三要素。1.切削速度Vc(m/s或m/min)主运动为旋转运动时，切削速度由式(2-2)确定2.进给量ƒ
vƒ
=ƒ·n3.背吃刀量（切削深度）刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称为切削深度ap(mm）。
三、切削用量切削速度、进给量(或进给速度)和背吃刀量（切削深5
四、切削层参数1.切削层公称厚度
刀具沿进给运动方向切除的金属层称切削层。垂直于过渡表面的切削层尺寸，即相邻两过渡表面之间的距离，称为切削层公称厚度，简称为切削厚度h（mm）。车外圆时（见图2-2），如车刀主切削刃为直线，则（2-5）
2图2-2切削层参数四、切削层参数2图2-26
2.切削层公称宽度沿过渡表面测量的切削层尺寸，称为切削层公称宽度b(mm)，简称切削宽度。切削宽度反映了切削刃参加切削的工作长度。车外圆时，如车刀主切削刃为直线，则
（2－6）2.切削层公称宽度（2－6）7
3.切削层公称横截面积切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积称为切削层公称横截面积，简称切削面积A（mm）。其计算公式为
（2-8）
3.切削层公称横截面积8§2刀具的几何角度一、刀具切削部分的结构要素
刀柄(安装部分)
刀头(切削部队):
前刀面:
主后刀面:
副后刀面:
主切削刃:
副切削刃:
刀尖:§2刀具的几何角度一、刀具切削部分的结构要素9二、刀具的标注角度1.刀具标注角度的参考系假定条件：
1).假定运动条件:给定刀具主运动和进给运动方向，而不考虑进给运动的大小2).假定安装条件:
刀具安装基准面垂直于主运动方向，刀柄的中心线与进给运动方向垂直，刀具刀尖与工件中心轴线等高
二、刀具的标注角度1.刀具标注角度的参考系10参考系的参考平面1).基面Pr
通过切削刃上某一指定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面。(通常基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量时的某一安装定位平面或轴线。例如，普通车刀（图2-4）、刨刀的基面平行于刀具底面)。图2-4参考系的参考平面图2-4112).切削平面PS
通过主切削刃上某一指定点，与主切削刃相切并垂直于该点基面的平面(图2-5所示)。3).正交平面PO
通过主切削刃上某一指定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面(图2-5所示)。图2-52).切削平面PS图2-5122.刀具标注角度在刀具标注角度参考系中确定的切削刃与各刀面的方位角度，称为刀具标注角度(由于刀具角度的参考系沿切削刃各点可能是变化的，故所定义的刀具角度均应指明是切削刃上某一指定点的角度)。以普通车刀为例，在正交平面参考系中主要标注角度定义如下图2-6:
机械制造技术基础第2版教学课件第二章金属切削原理13①前角γ0：在正交平面内测量的前刀面与基面的夹角。±?(前刀面在基面之下时前角为正值，前刀面在基面之上时前角为负值)②后角α0：±?(在正交平面内测量的主后刀面与切削平面的夹角。(后角一般为正值)③刃倾角λS：±?(在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。(刀尖在主切削刃上最高点时刃倾角为正值；刀尖在主切削刃上最低点时刃倾角为负值；主切削刃与基面平行时，刃倾角为零)④主偏角κｒ：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。⑤副偏角κｒ′：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。
⑥副前角γ0′：⑦副后角α0´：⑧楔角β0：①前角γ0：在正交平面内测量的前刀面与基面的夹角。±?(前14刀具标注角度图2-6刀具标注角度图2-615三、刀具工作角度上面讨论的外圆车刀的标注角度，是在忽略进给运动的影响并假定刀柄轴线与纵向进给运动方向垂直以及切削刃上选定点与工件等高的条件下确定的。刀具的工作角度应当考虑包括进给运动在内的合成运动和刀具的实际安装状况。三、刀具工作角度上面讨论的外圆车刀的标注角度，是在忽略进给运161.进给运动对刀具工作角度的影响1).横向进给车削
图2-7所示为切断车削加工时的情况，考虑进给运动的影响后，刀具在工件上的运动轨迹为阿基米德螺旋线，按合成切削速度的方向确定的工作基面和工作切削平面分别为pre和pse，从而引起刀具的前角和后角发生变化：
[?]切断刀后角应当大一些还是小一些?图2-71.进给运动对刀具工作角度的影响1).横向进给车削图2-7172）纵向进给车削
如图2-8所示，车削外圆时，若考虑进给运动，工作切削平面pse为切于螺旋面的平面，刀具工作角度参考系pse-pre倾斜一个角，从而使刀具进给剖面内的工作前角、后角发生变化:
图2-8[?]螺纹车刀主后角应当大一些还是小一些?2）纵向进给车削图2-8[?]螺纹车刀主后角应当182.刀具安装位置对工作角度的影响1).刀具安装高低对刀具工作角度的影响(图2-9所示)车削外圆时：（2-12）图2-9[?]为有利於车削,粗精车时刀应适当安装高一点还是低一点?2.刀具安装位置对工作角度的影响1).刀具安装高低对刀具工作192)刀柄中心线与进给方向不垂直对刀具工作角度的影响当车刀刀柄的中心线右斜（如图2-10所示），将使工作主偏角增大，工作副偏角减小；如果刀柄左斜，则主偏角减小，副偏角增大。图2-10[?]90度车刀如何倒45度角?2)刀柄中心线与进给方向不垂直对刀具工作角度的影响图2-20§3金属切削过程
一、金属切削变形区及特点大量的实验和理论分析证明塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。图2-11是用显微镜直接观察低速直角自由切削工件得到的金属切削过程中的滑移线和流线示意图。流线表示被切削金属的某一点在切削过程中流动的轨迹。由图可见，切削层金属的变形大致可划分为三个变形区。图2-11金属切削过程中的滑移线和流线示意图§3金属切削过程一、金属切削变形区及特点211.第一变形区及特点从OA线（称始滑移线）开始发生塑性变形，到OM线（称终滑移线）晶粒的剪切滑移基本完成，这一区域称为第一变形区。变形特点:金属塑性变形并产生剪切滑移。
2.第二变形区及特点切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化和加工硬化，纤维化方向基本上和前刀面平行，这一区域称为第二变形区。变形特点:切屑底层金属纤维化和加工硬化。
3.第三变形区及特点
已加工表面受到刀刃钝圆部分和后刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成表层金属纤维化与加工硬化和尺寸变化，这一区域称为第三变形区。变形特点:工件表层金属纤维化和加工硬化。机械制造技术基础第2版教学课件第二章金属切削原理22二、切削变形程度的表示方法1.剪切角剪切面和切削速度方向的夹角称为剪切角，以
表示2.变形系数切削厚度与切削厚度之比称为厚度变形系数切削长度与切削长度之比称为长度变形系数
二、切削变形程度的表示方法1.剪切角23二、切削变形程度的表示方法3.剪应变或二、切削变形程度的表示方法3.剪应变24三、前刀面上的摩擦与积屑瘤1.前刀面上的摩擦
塑性金属在切削过程中，切削与前刀面之间压力很大，再加上几百度的高温，实际上切削底层与前刀面呈粘结状态。故切削与前刀面之间不是一般的外摩擦，而是切削与前刀面粘结层与其上层金属之间的内摩擦，即金属内部的滑移剪切，它不同于外摩擦（外摩擦力的大小与摩擦系数以及正压力有关，与接触面积无关），而是与材料的流动应力特征以及粘结面积大小有关。三、前刀面上的摩擦与积屑瘤1.前刀面上的摩擦252.积屑瘤（1）积屑瘤现象及其产生原因1）积屑瘤现象在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料等塑性材料时，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块，这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤。它的硬度很高（通常是工件材料的2～3倍），在处于稳定状态时，能够代替刀刃进行切削。2）积屑瘤产生原因切削加工时，切屑与前刀面发生强烈摩擦而形成新鲜表面接触。当接触面具有适当的温度和较高的压力时就会产生粘结（冷焊）。于是，切屑底层金属与前刀面冷焊而滞留在前刀面上。连续流动的切削从粘在刀面的底层上流过时，在温度、压力适当的情况下，也会被阻滞在底层上。使粘结层逐层在前一层上积聚，最后长成积屑瘤。2.积屑瘤26（2）积屑瘤对切削过程的影响及其控制1）增大前角积屑瘤粘结在前刀面上，加大了刀具的实际前角，可使切削力减小。积屑瘤越高，实际前角越大。2）增大切削厚度如图2-17所示，积屑瘤使刀具切入深度增加了Δh。由于积屑瘤的产生、成长与脱落是一个周期性过程，Δh变化有可能引起振动。3）增大已加工表面粗糙度积屑瘤的顶部很不稳定，易破裂，其破裂的部分碎片可能留在已加工表面上；积屑瘤凸出刀刃部分使加工表面变得粗糙。4）影响刀具使用寿命积屑瘤相对稳定时，可代替刀刃切削，能提高刀具使用寿命；但在不稳定时，积屑瘤的破裂有可能导致刀具的剥落磨损。（2）积屑瘤对切削过程的影响及其控制27积屑瘤的控制(减小积屑瘤的措施)①控制切削速度，尽量避开易生成积屑瘤的中速区；②使用润滑性能好的切削液，以减小摩擦；③增大刀具前角，以减小刀屑接触区压力；④提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。积屑瘤的控制(减小积屑瘤的措施)28四、影响切削变形的因素1.工件材料工件材料强度愈高，切屑变形愈小。工件材料的塑性也是影响切削变形的主要因素。2.刀具前角、后角
刀具前角、后角愈大，切削变形愈小。3.切削速度
在无积屑瘤的切削速度范围内，切削速度愈高，则变形愈小。4.切削厚度当切削厚度增加时，摩擦系数减小，变形变小。四、影响切削变形的因素1.工件材料29五、切屑的种类与控制1.切屑的基本类型由于工件材料和切削条件不同，变形情况也不同，因而产生的切屑种类也就多种多样。切屑的形状主要分为带状切屑（不规则的、螺旋状的）、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑四种类型，如图2-20所示。图2-19切屑类型五、切屑的种类与控制1.切屑的基本类型图2-19切屑类型302.切屑的控制
1)采用断屑槽;2)改变刀具角度;3)调整切削用量。
2.切屑的控制31
§4切削力和切削功率
(1)背吃刀量和进给量的影响背吃刀量或进给量加大，均使切削力增大，但两者的影响程度不同。背吃刀量加大时，变形系数不变，切削力成正比例增大；而进给量加大时，变形系数有所下降，故切削力不成正比例增大。在车削力的经验公式中，加工各种材料，背吃刀量的指数近似为1，而进给量的指数为0.75～0.9。因此切削加工中，如从切削力角度考虑，加大进给量比加大背吃刀量有利。2.切削用量的影响
(1)背吃刀量和进给量的影响36(2)切削速度的影响图2-25切削速度对切削力的影响(2)切削速度的影响图2-25切削速度对切削力的影响373.刀具几何参数的影响
(1)前角的影响前角加大，变形系数减小，切削力减小。
(2)负倒棱的影响当负倒棱宽度小于切屑与前刀面接触长度时切削力虽有所增大当负倒棱宽度大于切屑与前刀面接触长度时当时，切屑只与负倒棱面接触，相当于用负前角的车刀进行切削,切削力将显著增大。3.刀具几何参数的影响38(3)主偏角的影响由图2-24可知
主偏角加大时:轴向切削力减小，径向切削力加大。(4)过渡圆弧刃的影响在一般的切削加工中，刀尖圆弧半径对Fp
和Ff的影响较大，对Fc的影响较小。随着过渡圆弧刃的增大，Fp增大，Ff减小，Fc略有增大。(5)刃倾角的影响实践证明，刃倾角在很大范围内变化时，Fc基本不变，但对Fp和Ff的影响较大。随着刃倾角增大，Fp减小，而Ff增大。4）刀具磨损的影响5）切削液的影响6）刀具材料的影响(3)主偏角的影响由图2-24可知39二.切削功率
切削功率是各切削分力消耗功率的总和。在车削外圆时，Fp不做功，只有Fc和Ff做功，因此，切削功率可按下式计算：
(2-28)
由于Ff<<Fc，而Ff方向的进给速度又很小，因此所消耗的功率很小(<1％)，可以忽略不计。因此，一般切削功率可按下式计算
（2-29）根据切削功率选择机床电动机时，还应考虑机床的传动效率,机床电动机的功率应为（2-30）
二.切削功率40§5、切削热和切削温度一、切削热的产生与切削温度
图2-27切削热的产生与传导§5、切削热和切削温度一、切削热的产生与切削温度图2-2412.影响散热的主要因素：
1)工件材料的导热系数工件材料的导热系数高，由切屑和工件传导出去的热量就多，切削区温度低。工件材料导热系数低，切削热传导慢，切削区温度高，刀具磨损快。
2)刀具材料的导热系数刀具材料的导热系数高，切削区的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的温度。
3)周围介质采用冷却性能好的切削液能有效地降低切削区的温度。
机械制造技术基础第2版教学课件第二章金属切削原理42二、切削温度的测量1.自然热电偶法2.人工热电偶法二、切削温度的测量43三、刀具上切削温度的分布规律刀具上切削温度的分布规律如图2-30;2-31图2-30刀具、切削和工件的温度分布图2-31刀具前刀面上的切削温度分布三、刀具上切削温度的分布规律图2-30刀具、切削和工44四、影响切削温度的因素1.切削用量对切削温度的影响2.刀具几何参数对切削温度的影响（1）前角对切削温度的影响（2）主偏角对切削温度的影响3.刀具磨损对切削温度的影响4.工件材料对切削温度的影响5.切削液对切削温度的影响四、影响切削温度的因素45
§6刀具磨损和使用寿命一、刀具磨损形态1.前刀面磨损（月牙洼磨损）2.后刀面磨损3.前刀面和后刀面同时磨损这是一种兼有上述两种情况的磨损形式，在切削塑性金属时，经常会发生这种磨损。§6刀具磨损和使用寿命一、刀具磨损形态46二、刀具磨损原因
1.磨料磨损：
2.冷焊磨损：
3.扩散磨损：
4.氧化磨损：
5.热电磨损；二、刀具磨损原因47三、刀具磨损过程及磨钝标准
1.刀具磨损过程
图2-34磨损的典型曲线三、刀具磨损过程及磨钝标准
1.刀具磨损过程482.刀具的磨钝标准一般刀具的后刀面上磨损，它对加工质量和切削力、切削温度的影响比前刀面磨损显著，同时后刀面磨损量易于测量，因此在金属切削的科学研究中多数按后刀面磨损宽度制定磨钝标准(理论标准)。国际标准ISO统一规定以1/2背吃刀量处后刀面上测量的磨损带宽度VB作为刀具的磨钝标准(图2-33)。2.刀具的磨钝标准49制订磨钝标准应考虑以下因素：①工艺系统刚性：工艺系统刚性差，VB应取小值。②工件材料：难加工材料，一般应取较小的VB值。③加工精度和表面质量：加工精度和表面质量要求高时，VB应取小值。④工件尺寸：加工大型工件，VB应取大值。刀具现场的磨钝标准：根据加工精度、表面质量、切削力、切削热、切削温度综合确定。
制订磨钝标准应考虑以下因素：50四、刀具寿命刃磨好的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的净切削时间，称为刀具使用寿命，以tｉ表示。如果用刀具寿命乘以刃磨次数，得到的就是刀具总寿命,以T表示。
T=∑tⅰ四、刀具寿命刃磨好的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止511.切削速度与刀具使用寿命的关系
图2-35各种速度下的刀具磨损曲线
2.进给量、背吃刀量切削深度与刀具使用寿命的关系1.切削速度与刀具使用寿命的关系52制订刀具使用寿命时，还应具体考虑以下几点：
①刀具构造复杂、制造和磨刀费用高时：刀具寿命应规定得高些。②多刀车床上的车刀，组合机床上的钻头、丝锥和铣刀，自动机及自动线上的刀具，因为调整复杂，刀具寿命应规定得高些。③某工序的生产成为生产线上的瓶颈时，刀具寿命应定得低些。④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，刀具寿命应规定得至少能完成一次走刀。制订刀具使用寿命时，还应具体考虑以下几点：①刀具构53五、刀具破损1.刀具破损的主要形式（1）刀具的脆性破损①崩刃②碎断③剥落④裂纹破损（2）刀具的塑性破损切削时，由于高温和高压的作用，有时在前、后刀面和切屑、工件的接触层上，刀具表层材料发生塑性流动而丧失切削能力，这就是刀具的塑性破坏。五、刀具破损1.刀具破损的主要形式54
2.刀具破损的防止①合理选择刀具材料的牌号；②选择合理的刀具角度；③选择合理的切削用量；④保证焊接和刃磨质量；⑤尽可能保证工艺系统具有较好的刚性；⑥尽量使刀具不承受或少承受突变性载荷。应用[?]加工铸铁、铸钢毛坯件如何合理选择刀具角度？2.刀具破损的防止55§7材料的切削加工性与切削条件的
合理选择一、材料的切削加工性
1.材料切削加工性的含义
1)刀具使用寿命（切削速度）指标：一般以正火状态45钢的刀具使用寿命达到60min时所允许的切削速度为基准：然后把其他各种材料的同它相比，这个比值称为相对加工性，即凡比值大于1的材料，其加工性比45钢好；小于1者，加工性比45钢差,见表2-2:2)切削力、切削温度指标:3)加工表面质量指标:4)断屑难易程度指标:§7材料的切削加工性与切削条件的
合理选择一、材料的切削加工56表2-2材料切削加工性等级加工性等级名称及种类KT代表性材料
1很容易切削的材料一般有色金属>3.05-5-5钢铅合金,9-4铝铜合金,铝镁合金2容易切削的材料易切削钢2.5～3.0＝0.4～0.5GPa3较易切削钢1.6～2.5＝0.45～0.５6GPa4普通材料一般钢及铸铁1.0～1.6正火45钢,灰铸铁5稍难切削的材料0.65～1.0＝0.9GPa6难切削材料较难切削的材料0.5～0.65=0.95～1.0GPa7难切削材料0.15～0.550CrV调质,1Crl8Ni9Ti,某些钛合金8很难切削的材料<０.15某些钛合金,铸造镍基高温合金表2-2材料切削加工性等级名称及种类KT代表性材料1很容572.影响材料切削加工性的因素1)金属材料物理和力学性能的影响（1）硬度和强度（2）塑性（3）韧性（4）导热性（5）线膨胀系数2)金属材料化学成分的影响（1）钢的化学成分的影响（2）铸铁的化学成分的影响3)金属材料热处理状态和金相组织的影响2.影响材料切削加工性的因素583.改善材料切削加工性的途径1)通过热处理改变材料的组织和力学性能高碳钢、工具钢的硬度偏高，且有较多的网状、片状的渗碳体组织，加工较难。经过球化退火即可降低硬度，并得到球状的渗碳体，从而改善其切削加工性；热轧状态的中碳钢，组织不均匀，表面有硬皮，经正火可使其组织与硬度均匀，从而改善其切削加工性；低碳钢的塑性太高，可通过正火适当降低塑性，提高硬度，从而改善其切削加工性；马氏体不锈钢常要进行调质处理降低塑性，使其变得容易加工。铸铁件一般在切削加工前均要进行退火处理，降低表层硬度，消除内应力，以改善其切削加工性。
2)选择易切钢在钢中适当添加一些元素，如硫、磷、铅、钙等，可使钢的切削加工性得到显著改善，这样的钢叫“易切钢”。
3.改善材料切削加工性的途径59二、切削条件的合理选择（一）刀具几何参数的选择1.前角选择时考虑的因素：①工件材料的强度、硬度低，可取较大的前角；反之，取小的前角。②加工塑性材料，应取大的前角。加工脆性材料，可取较小的前角。③粗加工、断续切削或工件有硬皮时，应取小的前角。④对于成形刀具和前角影响切削刃形状的其它刀具，为防止其刃形畸变，常取较小的前角。⑤刀具材料抗弯强度大、韧性较好时，应取大的前角。⑥工艺系统刚性差或机床功率不足时，应取大的前角。⑦对于数控机床和自动机、自动线用刀具，为保障刀具尺寸公差范围内的使用寿命及工作稳定性，应选用较小的前角。用硬质合金刀具加工一般钢时，可取
加工灰铸铁时，取二、切削条件的合理选择602.后角选择时考虑的因素有：①粗加工、强力切削及承受冲击载荷的刀具，要求切削刃有足够强度，应取较小的后角；精加工时，宜取较大的后角；②工件材料强度、硬度较高时，为保证切削刃强度，宜取较小的后角；工件材料较软、塑性较大时，应适当加大后角；加工脆性料，宜取较小的后角；③工艺系统刚性差，容易出现振动时，应适当减小后角，有增加阻尼的作用；④各种有尺寸精度要求的刀具，为了限制重磨后刀具尺寸的变化，宜取小的后角。车削一般钢和铸铁时，车刀后角通常取6°～8°;车刀的副后角一般取其等于或小于主后角。2.后角选择时考虑的因素有：613.主偏角和副偏角的选择合理主偏角选择时考虑的因素有：①加工很硬的材料时，如淬硬钢和冷硬铸铁，为减轻单位长度切削刃上的负荷，同时为改善刀头导热和容热条件，延长刀具使用寿命，宜取较小的主偏角。②粗加工和半精加工时，硬质合金车刀一般选用较大的主偏角，以利于减小振动、延长刀具使用寿命、断屑和采用较大的切削深度。③工艺系统刚性较好时，较小主偏角可延长刀具使用寿命；刚性不足(如车细长轴)时，应取较大的主偏角，甚至≥90°，以减小切深抗力。副偏角的大小主要根据表面粗糙度的要求选取，一般为5°～15°，粗加工时取大值，精加工时取小值，必要时可以磨出一段修光刃(如图2-38所示)。3.主偏角和副偏角的选择624.刃倾角的选择加工一般钢件和铸铁时，精车取λs=0～+5°；无冲击的粗车取λs=0～-5°;有冲击负荷时，取λs=-5°～-15°；当冲击特别大时，取λs=-30°～-45°。切削高强度钢、冷硬钢时，可取λs=-２0°～-３0°。4.刃倾角的选择63（二）切削用量的选择原则
1.切削用量与生产率、刀具寿命的关系2.选择切削用量的基本原则：粗加工:首先选取尽可能大的背吃刀量；其次根据机床进给机构强度、刀杆刚度等限制条件（粗加工时）或已加工表面粗糙度要求（精加工时），选取可能大的进给量；最后根据切削用量手册查取或根据公式（2-37）计算确定合理的切削速度。（二）切削用量的选择原则
1.切削用量与生产率、刀具寿命的关64（三）切削液的合理选用1.切削液的作用（1）切削液的冷却作用（2）切削液的润滑作用（3）切削液的清洗作用（4）切削液的防锈作用切削液还应满足价廉，配置方便，性能稳定，不污染环境和对人体无害等要求。2.切削液的种类（1）水溶液（2）乳化液（3）切削油（三）切削液的合理选用1.切削液的作用65
3.切削液添加剂为了改善切削液性能所加入的化学物质，称为添加剂。常见的添加剂有油性和极压添加剂、防锈添加剂、防霉添加剂、抗泡沫添加剂和乳化剂等。油性添加剂主要用于低温低压边界润滑状态，在金属切削过程中主要起润滑作用，在一定的切削温度下进一步形成物理吸附膜，减小前刀面与切屑、后刀面与工件之间的摩擦。在极压润滑状态下，切削液中必须添加极压添加剂来维持润滑膜强度。常用的极压添加剂是含硫、磷、氯、碘等的有机化合物，这些化合物在高温下与金属表面起化学反应，生成比物理吸附膜熔点高得多的化学吸附膜。
66
4.切削液的选择（1）工件材料方面考虑（2）从刀具方面考虑（3）从加工方法方面考虑（4）从加工要求方面考虑5.切削液的使用方法（1）浇注法（2）高压冷却法
(3）喷雾冷却法4.切削液的选择67
§8磨削与砂轮一、磨削过程
图2-40磨粒对工件的切削图2-41磨粒的切削过程
1．滑擦阶段2．耕犁阶段3．形成切屑
§8磨削与砂轮一、磨削过程图2-40磨粒对工件的68二、磨削力与磨削温度1.磨削力同其它切削加工一样，总磨削力可分解为三个分力：——主磨削力(切向磨削力)；——切深抗力(径向磨削力)；——进给抗力(轴向磨削力)。几种不同类型磨削加工的三向分力如图2-42所示:二、磨削力与磨削温度1.磨削力69图2-42磨削时的三向磨削分力a)外圆磨削b)内孔磨削c)平面磨削图2-42磨削时的三向磨削分力702磨削温度
磨削时，由于磨削速度很高，切削厚度很小，切削刃很钝，所以切除单位体积切所消耗的功率为车、铣等切削方法的10～20倍。磨削所消耗能量的大部分转变为热能，使磨削区形成高温。磨削温度常用磨粒磨削点温度和磨削区温度来表示。磨削点温度是指磨削时磨粒切削刃与工件、磨屑接触点温度。磨削点温度非常高(可达1000～1400℃)，它不但影响表面加工质量，而且对磨粒磨损以及切屑熔着现象也有很大的影响。砂轮磨削区温度就是通常所说的磨削温度，是指砂轮与工件接触面上的平均温度，约在400～1000℃之间，它是产生磨削表面烧伤、残余应力和表面裂纹的原因。2磨削温度
磨削时，由于磨削速度很高，切削厚度很小，切削71三、砂轮的特性与选择
砂轮的特性由下列五个因素来决定：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。1.磨料常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨料系三类。氧化物系磨料的主要成分是A1203，由于它的纯度不同和加入金属元素不同，而分为不同的品种;碳化物系磨料主要以碳化硅、碳化硼等为基体，也是因材料的纯度不同而分为不同品种;高硬磨料系中主要有人造金刚石和立方氮化硼。各种磨料的特性及适用范围见表2-3:三、砂轮的特性与选择砂轮的特性由下列五个因素来决定：磨72表2-3常用磨料的特性及适用范围系列
磨料名称代号
显微硬度HV特性适用范围氧化物系棕刚玉A2200～2280
棕褐色。硬度高，韧性大，价格便宜
磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜白刚玉WA2200～2300
白色。硬度比棕刚玉高，韧性较棕刚玉低
磨削淬火钢、高速钢、高碳钢及薄壁零件碳化物系黑碳化硅C2840～3320
黑色，有光泽。硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导热性和导电性良好
磨削铸铁、黄铜、铝、耐火材料及非金属材料绿碳化硅GC3280～3400
绿色。硬度和脆性比黑碳化硅高，具有良好的导热性和导电性
磨削硬质合金、宝石、陶瓷、玉石、玻璃等材料高硬磨料系人造金刚石D6000～10000
无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色，硬度高，比天然金刚石脆
磨削硬质合金、宝石、光学玻璃、半导体等材料立方氮化硼CBN6000～8500
黑色或举白色。立方晶体，硬度仅次于金刚石，耐磨性高
磨削各种高温合金，高钼、高钒、高钴钢，不锈钢等材料表2-3常用磨料的特性及适用范围磨料名称代号732.粒度粒度表示磨粒的大小程度。以磨粒刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨粒的粒度。例如60＃粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的网。直径小于40μm的磨粒称为微粉。微粉的粒度以其尺寸大小来表示。如尺寸为28μm的微粉，其粒度号为W28。常用磨粒粒度和尺寸及其应用范围见表2-4:2.粒度74表2-4常用的砂轮粒度及其应用范围粒度号颗粒尺寸/μm应用范围粒度号颗粒尺寸/μm应用范围12～362000～1600500～400荒磨打毛刺W40～W2840～2828～20珩磨研磨46～80400～315200～160粗磨半精磨精磨W20～W1420～1414～10研磨、超级加工、超精磨削100～280160～12550～40精磨珩磨W10～W510～75～3.5研磨、超级加工、镜面磨削表2-4常用的砂轮粒度及其应用范围粒度号颗粒尺寸/μm应753.结合剂结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。砂轮的强度、耐腐蚀性、耐热性、抗冲击性和高速旋转而不破裂的性能，主要取决于结合剂的性能。常用的砂轮结合剂有：陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂、金属结合剂(常见的是青铜结合剂)。表2-5为常用结合剂的性能及应用范围:3.结合剂76表2-5常用结合剂的性能及选用结合剂代号性能适用范围陶瓷V
耐热、耐蚀、气孔多、易保持廓形，弹性差
最常用，适用于各类磨削树脂B
弹性好，强度较V高，耐热性差
适用于高速磨削、切断、开槽橡胶R
弹性更好，强度更高，气孔少，耐热性差
适用于切断、开槽，及作无心磨的导轮金属M
强度最高，导电性好，磨耗少，自锐性差
适用于金刚石砂轮表2-5常用结合剂的性能及选用结合剂代号性能适774.硬度砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮硬，即表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念，必须区分清楚。砂轮硬度等级见表2-6:表2-6砂轮的硬度等级名称及代号大级名称超软软中软中中硬硬超硬小级名称超软软1软2软3中软1中软2中1中2中硬1中硬2中硬3硬1硬2超硬代号CRR1R2R3ZR1ZR2Z1Z2ZY1ZY2ZY3Y1Y2CYDEFGHJKLMNPQRSTY4.硬度表2-6砂轮的硬度等级名称及代号大级名称超软软中78选择砂轮硬度时可参照以下几条原则：（1）工件硬度:（2）加工接触面:（3）精磨和成形磨削:（4）砂轮粒度大小:（5）工件材料:选择砂轮硬度时可参照以下几条原则：79
5.组织
砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。磨粒在砂轮总体积中所占的比例越大，则砂轮的组织越紧密，气孔越小；反之，磨粒的比例越小，则组织越疏松，气孔越大。砂轮组织的级别可分为紧密、中等、疏松三大类别，细分可分为15级，见表2-7:类别
紧密中等疏松组织号0123456789101l121314磨粒占砂轮体积百分比（%)626058565452504846444240383634表2-7砂轮的组织号5.组织类别紧密中等疏80紧密组织的砂轮适用于重压力下的磨削。在成形磨削和精密磨削时，紧密组织的砂轮能保持砂轮的成形性，并可获得较小的粗糙度。中等组织的砂轮适用于一般的磨削工作，如淬火钢的磨削及刀具刃磨等。疏松组织的砂轮不易堵塞，适用于平面磨、内圆磨等磨削接触面积较大的工序以及磨削热敏性强的材料或薄工件。磨削软质材料最好采用组织号为10号以上的疏松组织，以免磨屑堵塞砂轮。紧密组织的砂轮适用于重压力下的磨削。在成形磨削和精密磨削时，816.砂轮形状与标志常用砂轮的形状、代号及其用途见表2-8:
在砂轮的端面上一般都印有标志，例如1-300×30×75–A60L5V-35m/s，表示:砂轮为平形砂轮(1)，外径为300mm，厚度为30mm，内径为75mm，磨料为棕刚玉(A)，粒度号为60，硬度为中软2(L)，组织号为5，结合剂为陶瓷(V)，最高圆周速度为35m／s。6.砂轮形状与标志82
表2-8:常用砂轮的形状、代号及其用途见
砂轮名称代号断面简图基本用途平形砂轮1
根据不同尺寸分别用于外圆磨、内圆磨、平面磨、无心磨、工具磨、螺纹磨和砂轮机上筒形砂轮2
用于立式平面磨床上碗形砂轮11通常用于刃磨刀具，也可用于导轨磨上磨机床导轨碟形一号砂轮12a适于磨铣刀、铰刀、拉刀等，大尺寸的砂轮一般用于磨齿轮的齿面
表2-8:常用砂轮的形状、代号及其用途见
砂轮名称代号837.砂轮的选用图示零件磨外圆选择砂轮:45钢:80-100#;A1203;平形砂轮;中硬;中等组织淬火工具钢:80-100#;A1203;平形砂轮;中软;中等组织7.砂轮的选用图示零件磨外圆选择砂轮:84作业11.在卧式车床上用镗刀镗直径20mm的孔,若刀尖低于工件中心0.5mm,计算刀具前后角的变化大小?2.何谓工件材料的切削加工性？铸铁、低碳钢、工具钢毛坯件切削加工性存在什么问题?如何改善其切削加工性？3.试述刀具前角、后角的功用及选择原则。硬质合金车刀加工中碳钢时前角、后角取多大?4.试设计一把左偏刀,标注:前角γ0;后角α0;刃倾角-λS;主偏角κｒ;副偏角κｒ′;副前角γ0′;副后角α0´;楔角β0作业11.在卧式车床上用镗刀镗直径20mm的孔,若刀尖低于工85第二章金属切削原理
现阶段通过金属切削的机械加工仍然是高精度、高效率的制造方法，因此必须重视研究金属切削原理、金属切削刀具和金属切削过程。本章主要介绍：金属切削的基本概念；金属切削刀具的几何角度；金属切削过程及优化控制；磨削原理和砂轮结构。
第二章金属切削原理现阶段通过金属切削的机86§1概述一、切削运动
1.切削加工
利用切削刀具切除工件上多余的金属，从而使工件的几何形状、尺寸精度及表面质量达到预定要求，这样的加工称为金属切削加工。
§1概述一、切削运动87
图2-12.切削运动:
在切削加工过程中，工件与刀具之间的相对运动，即切削运动。切削运动由主运动和进给运动组成（图2-1）
主运动:刀具切削工件金属的基本运动。通常它的速度最高，消耗机床功率最大，故称主运动。主运动的速度称切削速度vc。
进给运动:使工件上新的金属不断投入切削的运动。进给运动的速度称为进给速度vƒ
图2-12.切88二、切削加工中的工件表面在切削过程中(如上图2-1所示)，工件上有三个变化着的表面。待加工表面：加工时即将被切除的表面。已加工表面：已被切去多余金属而形成的工件新表面。过渡表面：加工时由主切削刃正在切削的那个表面，它是待加工表面和已加工表面之间的表面。二、切削加工中的工件表面89三、切削用量切削速度、进给量(或进给速度)和背吃刀量（切削深度），三者又称为切削用量三要素。1.切削速度Vc(m/s或m/min)主运动为旋转运动时，切削速度由式(2-2)确定2.进给量ƒ
vƒ
=ƒ·n3.背吃刀量（切削深度）刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称为切削深度ap(mm）。
三、切削用量切削速度、进给量(或进给速度)和背吃刀量（切削深90
四、切削层参数1.切削层公称厚度
刀具沿进给运动方向切除的金属层称切削层。垂直于过渡表面的切削层尺寸，即相邻两过渡表面之间的距离，称为切削层公称厚度，简称为切削厚度h（mm）。车外圆时（见图2-2），如车刀主切削刃为直线，则（2-5）
2图2-2切削层参数四、切削层参数2图2-291
2.切削层公称宽度沿过渡表面测量的切削层尺寸，称为切削层公称宽度b(mm)，简称切削宽度。切削宽度反映了切削刃参加切削的工作长度。车外圆时，如车刀主切削刃为直线，则
（2－6）2.切削层公称宽度（2－6）92
3.切削层公称横截面积切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积称为切削层公称横截面积，简称切削面积A（mm）。其计算公式为
（2-8）
3.切削层公称横截面积93§2刀具的几何角度一、刀具切削部分的结构要素
刀柄(安装部分)
刀头(切削部队):
前刀面:
主后刀面:
副后刀面:
主切削刃:
副切削刃:
刀尖:§2刀具的几何角度一、刀具切削部分的结构要素94二、刀具的标注角度1.刀具标注角度的参考系假定条件：
1).假定运动条件:给定刀具主运动和进给运动方向，而不考虑进给运动的大小2).假定安装条件:
刀具安装基准面垂直于主运动方向，刀柄的中心线与进给运动方向垂直，刀具刀尖与工件中心轴线等高
二、刀具的标注角度1.刀具标注角度的参考系95参考系的参考平面1).基面Pr
通过切削刃上某一指定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面。(通常基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量时的某一安装定位平面或轴线。例如，普通车刀（图2-4）、刨刀的基面平行于刀具底面)。图2-4参考系的参考平面图2-4962).切削平面PS
通过主切削刃上某一指定点，与主切削刃相切并垂直于该点基面的平面(图2-5所示)。3).正交平面PO
通过主切削刃上某一指定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面(图2-5所示)。图2-52).切削平面PS图2-5972.刀具标注角度在刀具标注角度参考系中确定的切削刃与各刀面的方位角度，称为刀具标注角度(由于刀具角度的参考系沿切削刃各点可能是变化的，故所定义的刀具角度均应指明是切削刃上某一指定点的角度)。以普通车刀为例，在正交平面参考系中主要标注角度定义如下图2-6:
机械制造技术基础第2版教学课件第二章金属切削原理98①前角γ0：在正交平面内测量的前刀面与基面的夹角。±?(前刀面在基面之下时前角为正值，前刀面在基面之上时前角为负值)②后角α0：±?(在正交平面内测量的主后刀面与切削平面的夹角。(后角一般为正值)③刃倾角λS：±?(在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。(刀尖在主切削刃上最高点时刃倾角为正值；刀尖在主切削刃上最低点时刃倾角为负值；主切削刃与基面平行时，刃倾角为零)④主偏角κｒ：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。⑤副偏角κｒ′：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。
⑥副前角γ0′：⑦副后角α0´：⑧楔角β0：①前角γ0：在正交平面内测量的前刀面与基面的夹角。±?(前99刀具标注角度图2-6刀具标注角度图2-6100三、刀具工作角度上面讨论的外圆车刀的标注角度，是在忽略进给运动的影响并假定刀柄轴线与纵向进给运动方向垂直以及切削刃上选定点与工件等高的条件下确定的。刀具的工作角度应当考虑包括进给运动在内的合成运动和刀具的实际安装状况。三、刀具工作角度上面讨论的外圆车刀的标注角度，是在忽略进给运1011.进给运动对刀具工作角度的影响1).横向进给车削
图2-7所示为切断车削加工时的情况，考虑进给运动的影响后，刀具在工件上的运动轨迹为阿基米德螺旋线，按合成切削速度的方向确定的工作基面和工作切削平面分别为pre和pse，从而引起刀具的前角和后角发生变化：
[?]切断刀后角应当大一些还是小一些?图2-71.进给运动对刀具工作角度的影响1).横向进给车削图2-71022）纵向进给车削
如图2-8所示，车削外圆时，若考虑进给运动，工作切削平面pse为切于螺旋面的平面，刀具工作角度参考系pse-pre倾斜一个角，从而使刀具进给剖面内的工作前角、后角发生变化:
图2-8[?]螺纹车刀主后角应当大一些还是小一些?2）纵向进给车削图2-8[?]螺纹车刀主后角应当1032.刀具安装位置对工作角度的影响1).刀具安装高低对刀具工作角度的影响(图2-9所示)车削外圆时：（2-12）图2-9[?]为有利於车削,粗精车时刀应适当安装高一点还是低一点?2.刀具安装位置对工作角度的影响1).刀具安装高低对刀具工作1042)刀柄中心线与进给方向不垂直对刀具工作角度的影响当车刀刀柄的中心线右斜（如图2-10所示），将使工作主偏角增大，工作副偏角减小；如果刀柄左斜，则主偏角减小，副偏角增大。图2-10[?]90度车刀如何倒45度角?2)刀柄中心线与进给方向不垂直对刀具工作角度的影响图2-105§3金属切削过程
一、金属切削变形区及特点大量的实验和理论分析证明塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。图2-11是用显微镜直接观察低速直角自由切削工件得到的金属切削过程中的滑移线和流线示意图。流线表示被切削金属的某一点在切削过程中流动的轨迹。由图可见，切削层金属的变形大致可划分为三个变形区。图2-11金属切削过程中的滑移线和流线示意图§3金属切削过程一、金属切削变形区及特点1061.第一变形区及特点从OA线（称始滑移线）开始发生塑性变形，到OM线（称终滑移线）晶粒的剪切滑移基本完成，这一区域称为第一变形区。变形特点:金属塑性变形并产生剪切滑移。
2.第二变形区及特点切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化和加工硬化，纤维化方向基本上和前刀面平行，这一区域称为第二变形区。变形特点:切屑底层金属纤维化和加工硬化。
3.第三变形区及特点
已加工表面受到刀刃钝圆部分和后刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成表层金属纤维化与加工硬化和尺寸变化，这一区域称为第三变形区。变形特点:工件表层金属纤维化和加工硬化。机械制造技术基础第2版教学课件第二章金属切削原理107二、切削变形程度的表示方法1.剪切角剪切面和切削速度方向的夹角称为剪切角，以
表示2.变形系数切削厚度与切削厚度之比称为厚度变形系数切削长度与切削长度之比称为长度变形系数
二、切削变形程度的表示方法1.剪切角108二、切削变形程度的表示方法3.剪应变或二、切削变形程度的表示方法3.剪应变109三、前刀面上的摩擦与积屑瘤1.前刀面上的摩擦
塑性金属在切削过程中，切削与前刀面之间压力很大，再加上几百度的高温，实际上切削底层与前刀面呈粘结状态。故切削与前刀面之间不是一般的外摩擦，而是切削与前刀面粘结层与其上层金属之间的内摩擦，即金属内部的滑移剪切，它不同于外摩擦（外摩擦力的大小与摩擦系数以及正压力有关，与接触面积无关），而是与材料的流动应力特征以及粘结面积大小有关。三、前刀面上的摩擦与积屑瘤1.前刀面上的摩擦1102.积屑瘤（1）积屑瘤现象及其产生原因1）积屑瘤现象在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料等塑性材料时，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块，这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤。它的硬度很高（通常是工件材料的2～3倍），在处于稳定状态时，能够代替刀刃进行切削。2）积屑瘤产生原因切削加工时，切屑与前刀面发生强烈摩擦而形成新鲜表面接触。当接触面具有适当的温度和较高的压力时就会产生粘结（冷焊）。于是，切屑底层金属与前刀面冷焊而滞留在前刀面上。连续流动的切削从粘在刀面的底层上流过时，在温度、压力适当的情况下，也会被阻滞在底层上。使粘结层逐层在前一层上积聚，最后长成积屑瘤。2.积屑瘤111（2）积屑瘤对切削过程的影响及其控制1）增大前角积屑瘤粘结在前刀面上，加大了刀具的实际前角，可使切削力减小。积屑瘤越高，实际前角越大。2）增大切削厚度如图2-17所示，积屑瘤使刀具切入深度增加了Δh。由于积屑瘤的产生、成长与脱落是一个周期性过程，Δh变化有可能引起振动。3）增大已加工表面粗糙度积屑瘤的顶部很不稳定，易破裂，其破裂的部分碎片可能留在已加工表面上；积屑瘤凸出刀刃部分使加工表面变得粗糙。4）影响刀具使用寿命积屑瘤相对稳定时，可代替刀刃切削，能提高刀具使用寿命；但在不稳定时，积屑瘤的破裂有可能导致刀具的剥落磨损。（2）积屑瘤对切削过程的影响及其控制112积屑瘤的控制(减小积屑瘤的措施)①控制切削速度，尽量避开易生成积屑瘤的中速区；②使用润滑性能好的切削液，以减小摩擦；③增大刀具前角，以减小刀屑接触区压力；④提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。积屑瘤的控制(减小积屑瘤的措施)113四、影响切削变形的因素1.工件材料工件材料强度愈高，切屑变形愈小。工件材料的塑性也是影响切削变形的主要因素。2.刀具前角、后角
刀具前角、后角愈大，切削变形愈小。3.切削速度
在无积屑瘤的切削速度范围内，切削速度愈高，则变形愈小。4.切削厚度当切削厚度增加时，摩擦系数减小，变形变小。四、影响切削变形的因素1.工件材料114五、切屑的种类与控制1.切屑的基本类型由于工件材料和切削条件不同，变形情况也不同，因而产生的切屑种类也就多种多样。切屑的形状主要分为带状切屑（不规则的、螺旋状的）、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑四种类型，如图2-20所示。图2-19切屑类型五、切屑的种类与控制1.切屑的基本类型图2-19切屑类型1152.切屑的控制
1)采用断屑槽;2)改变刀具角度;3)调整切削用量。
2.切屑的控制116
§4切削力和切削功率
(1)背吃刀量和进给量的影响背吃刀量或进给量加大，均使切削力增大，但两者的影响程度不同。背吃刀量加大时，变形系数不变，切削力成正比例增大；而进给量加大时，变形系数有所下降，故切削力不成正比例增大。在车削力的经验公式中，加工各种材料，背吃刀量的指数近似为1，而进给量的指数为0.75～0.9。因此切削加工中，如从切削力角度考虑，加大进给量比加大背吃刀量有利。2.切削用量的影响
(1)背吃刀量和进给量的影响121(2)切削速度的影响图2-25切削速度对切削力的影响(2)切削速度的影响图2-25切削速度对切削力的影响1223.刀具几何参数的影响
(1)前角的影响前角加大，变形系数减小，切削力减小。
(2)负倒棱的影响当负倒棱宽度小于切屑与前刀面接触长度时切削力虽有所增大当负倒棱宽度大于切屑与前刀面接触长度时当时，切屑只与负倒棱面接触，相当于用负前角的车刀进行切削,切削力将显著增大。3.刀具几何参数的影响123(3)主偏角的影响由图2-24可知
主偏角加大时:轴向切削力减小，径向切削力加大。(4)过渡圆弧刃的影响在一般的切削加工中，刀尖圆弧半径对Fp
和Ff的影响较大，对Fc的影响较小。随着过渡圆弧刃的增大，Fp增大，Ff减小，Fc略有增大。(5)刃倾角的影响实践证明，刃倾角在很大范围内变化时，Fc基本不变，但对Fp和Ff的影响较大。随着刃倾角增大，Fp减小，而Ff增大。4）刀具磨损的影响5）切削液的影响6）刀具材料的影响(3)主偏角的影响由图2-24可知124二.切削功率
切削功率是各切削分力消耗功率的总和。在车削外圆时，Fp不做功，只有Fc和Ff做功，因此，切削功率可按下式计算：
(2-28)
由于Ff<<Fc，而Ff方向的进给速度又很小，因此所消耗的功率很小(<1％)，可以忽略不计。因此，一般切削功率可按下式计算
（2-29）根据切削功率选择机床电动机时，还应考虑机床的传动效率,机床电动机的功率应为（2-30）
二.切削功率125§5、切削热和切削温度一、切削热的产生与切削温度
图2-27切削热的产生与传导§5、切削热和切削温度一、切削热的产生与切削温度图2-21262.影响散热的主要因素：
1)工件材料的导热系数工件材料的导热系数高，由切屑和工件传导出去的热量就多，切削区温度低。工件材料导热系数低，切削热传导慢，切削区温度高，刀具磨损快。
2)刀具材料的导热系数刀具材料的导热系数高，切削区的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的温度。
3)周围介质采用冷却性能好的切削液能有效地降低切削区的温度。
机械制造技术基础第2版教学课件第二章金属切削原理127二、切削温度的测量1.自然热电偶法2.人工热电偶法二、切削温度的测量128三、刀具上切削温度的分布规律刀具上切削温度的分布规律如图2-30;2-31图2-30刀具、切削和工件的温度分布图2-31刀具前刀面上的切削温度分布三、刀具上切削温度的分布规律图2-30刀具、切削
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