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I 切削原理部分第1章刀具几何角度及切削要素1、切削加工必备三个条件：刀具与工件之间要有相对运动；刀具具有适当的几何参数，即切削角度；刀具材料具有一定的切削性能2、切削运动：刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。
分为主运动和进给运动。
1）主运动是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速度最高。
有且仅有一个。
运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）直线运动（刨削、拉削的刀具运动）运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。
2）进给运动：使新切削层不断投入切削，使切削工作得以继续下去的运动。
进给运动的速度一般较低，功率也较少。
其数量可以是一个，也可以是多个。
可以是连续进行的，也可以是断续进行的。
可以是工件完成的，也可以是刀具完成的。
运动形式：连续运动：如车削；间歇运动：如刨削。
一个运动，如钻削；多个运动，如车削时的纵向与横向进给运动；没有进给运动，如拉削。
运动主体：工件，如铣削、磨削；刀具，如车削、钻削。
3、切削用量切削用量是指切削速度c v 、进给量f （或进给速度）和背吃刀量p a 。
三者又称为切削用量三要素。
1）切削速度c v （m／s 或m／min）：切削刃选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。
主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定1000dn v c π=式中：d-工件或刀具的最大直（mm）n-工件或刀具的转速(r/s 或r/min)2）进给量f：工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm／r（或mm／双行程）。
3）背吃刀量p a （切削深度mm）2m w p d d a -=式中:w d -工件上待加工表面直径（mm）；m d -工件上已加工表面直径（mm）。
4、工件表面：切削过程中，工件上有三个不断变化的表面待加工表面：工件上即将被切除的表面。
过渡表面：正被切削的表面。
下一切削行程将被切除。
己加工表面：切削后形成的新表面。
5、刀具上承担切削工作的部分称为刀具的削部分，刀具切削部分由一尖二刃三面组成。
切削铁屑形成原理引言：切削铁屑形成是在金属切削过程中常见的现象，它是由切削工具与工件之间的相互作用引起的。
本文将以切削铁屑形成原理为主题，详细解析切削铁屑的形成过程以及影响因素。
一、切削铁屑的形成过程切削铁屑的形成是由于切削工具对工件进行切削时，金属材料被剪断而产生的。
具体而言，切削铁屑的形成过程可以分为以下几个阶段：1. 切削工具进入切削区域：切削工具以一定的速度和角度进入工件的切削区域，与工件表面接触。
2. 剪切力作用：切削工具施加剪切力，使工件产生塑性变形。
在这个过程中，切削工具与工件之间的摩擦力也起到了重要的作用。
3. 剪切屑的形成：在剪切力的作用下，工件的金属材料开始发生剪切断裂。
这时，金属材料从工件中剥离出来，形成切削铁屑。
4. 切削铁屑的排出：切削铁屑随着切削过程的进行，被切削液或气流带走，排出切削区域。
二、切削铁屑形态的分类切削铁屑的形态可以根据其外观和结构进行分类，常见的切削铁屑形态有以下几种：1. 连续切屑：连续切屑是切削过程中产生的一种常见切削铁屑形态。
它的形状规整，呈螺旋状或螺旋状曲线。
连续切屑的形成主要与工件材料的塑性变形特性和切削工具的几何形状有关。
2. 断续切屑：断续切屑是切削过程中产生的另一种常见切削铁屑形态。
它的形状不规则，呈不连续的碎片状。
断续切屑的形成主要与工件材料的脆性和切削工具的切削速度有关。
3. 螺旋切屑：螺旋切屑是连续切屑中的一种特殊形态，其形状呈螺旋状。
螺旋切屑的形成主要与切削工具的几何形状和切削速度有关。
4. 螺旋碎屑：螺旋碎屑是断续切屑中的一种特殊形态，其形状呈碎片状且具有螺旋结构。
螺旋碎屑的形成主要与工件材料的脆性和切削工具的切削速度有关。
三、影响切削铁屑形成的因素切削铁屑的形成受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 切削速度：切削速度是切削铁屑形成的重要因素之一。
过高或过低的切削速度都会导致切削铁屑形态异常，影响切削质量。
2. 切削深度：切削深度对切削铁屑形态有直接影响。
金属切削原理及其应用领域深度剖析金属切削是指通过切削工具对金属材料进行加工和切割的一种制造工艺。
这种切削工艺广泛应用于诸如机械制造、金属加工、航空航天、汽车制造等多个领域。
本文将深入探讨金属切削的原理和其在各个应用领域的具体应用。
金属切削的原理主要基于材料塑性变形与材料去除两个基本过程。
当刀具施加在金属工件上时，会使其产生塑性变形。
随着刀具的移动，金属工件的组织结构被剪切、拉伸和压缩，从而使材料被去除，完成切削加工。
在这个过程中，刀具和工件之间的相互作用是至关重要的。
因此，刀具的选择、切削速度、进给速度和切削液等参数都对金属切削过程的效果有影响。
金属切削可以应用于各种材料的加工，包括普通碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝和钛合金等。
不同材料的硬度和强度会对切削过程产生不同的影响。
为了达到理想的切削效果，需要根据具体材料的特性选择合适的切削工具和参数。
例如，对于硬度较高的材料，可以选择刀具材料更坚硬的硬质合金刀具进行切削。
此外，切削液的使用也是金属切削过程中重要的因素之一，它可以冷却工件和刀具、润滑切削面，并防止切削过程中产生的金属屑积聚在切削区域。
金属切削技术广泛应用于机械制造领域。
在机械零部件的制造过程中，往往需要对金属材料进行切割、车削、铣削、钻孔等工艺。
通过金属切削技术，可以实现加工精度更高、表面质量更好的产品。
在汽车制造领域，金属切削工艺用于加工发动机零部件、底盘组件等。
航空航天领域对于金属材料的切削加工要求更高，因为航空航天行业需要使用轻质高强度的金属材料制造飞机和发动机等关键部件。
随着科技的发展，金属切削技术不断创新和改进，涌现出许多新的应用。
例如，微切削技术是利用先进的加工设备和工艺对微尺度金属零件进行加工的一种技术。
微切削技术的应用领域广泛，包括微机械、微电子、生物医药等。
另外，快速切削技术是一种高效快速的切削加工技术，可以大幅提高生产效率。
这种技术主要应用于批量加工，如汽车制造、机械制造等领域。
螺旋丝锥排屑原理螺旋丝锥是一种常用的切削工具，它能够将金属材料切削成螺旋形的切屑。
螺旋丝锥排屑的原理是通过螺旋形的刀片将金属材料逐渐削下，形成连续的螺旋状切屑。
螺旋丝锥的结构由刀柄和刀片组成。
刀柄是丝锥的主体部分，通常由金属材料制成，具有一定的刚性和牢固度。
刀片则是切削的关键部分，通常由高速钢或硬质合金制成，具有良好的切削性能和耐磨性。
螺旋丝锥排屑的原理是利用刀片上的螺旋槽将金属材料切削下来。
当螺旋丝锥旋转时，刀片上的螺旋槽与金属材料接触，将其逐渐削下。
由于刀片上的螺旋槽是连续的，因此切削下来的金属材料会形成连续的螺旋状切屑。
螺旋丝锥排屑的原理是基于金属材料的塑性变形和切削力的作用。
当刀片接触金属材料时，由于切削力的作用，金属材料会发生塑性变形，并被切削下来。
刀片上的螺旋槽能够引导切削力的传递，使金属材料在切削过程中保持稳定的切削状态。
螺旋丝锥排屑的原理使得切削过程更加高效和稳定。
螺旋丝锥的切削力分布均匀，不易产生振动和冲击，能够保持切削过程的平稳性。
同时，螺旋丝锥的切削过程中，切削力的方向也发生了变化，有利于金属材料的塑性变形和切削屑的形成。
螺旋丝锥排屑的原理适用于多种金属材料的切削加工。
无论是软质金属还是硬质金属，螺旋丝锥都能够进行有效的切削。
由于切削过程稳定且切削力均匀，螺旋丝锥的切削效率较高，能够满足不同金属材料的加工需求。
螺旋丝锥排屑的原理还可以应用于螺纹加工。
螺旋丝锥通过切削金属材料，可以形成螺纹的切削槽。
随着螺旋丝锥的旋转，切削槽会逐渐延伸，形成完整的螺纹结构。
螺纹加工是一种常见的机械加工方式，广泛应用于各种螺纹连接的装配和制造过程中。
螺旋丝锥排屑的原理是通过螺旋形的刀片将金属材料切削下来。
螺旋丝锥的切削过程稳定，切削力均匀，适用于不同金属材料的切削加工和螺纹加工。
螺旋丝锥的应用使得金属加工更加高效和精确，提高了工作效率和产品质量。
金属切削原理定义金属切削的过程是工件和刀具相互作用的过程。
刀具要从工件上切去一部分金属，并在保证高生产率和低成本的前提下，使工件得到符合技朮要求的形状、尺寸精度、和表面质量﹔为了实现这一切削过程必须具备以下三个条件：（1）工件与刀具要有相对运动即切削运动﹔（2）刀具材料必须具备一定的切削性能﹔（3）刀具必须具备适当的几何参数。
即切削角度等。
第一章 第一节 切削运动与切削用量 一、切削运动外圆切削和平面刨削是金属切削加工中常见的加工方法。
现以它们为例来分析工件与刀具的切削运动。
图1-1表示外圆切削时的情况，工件旋转，车刀连续纵向进给，于是形成工件的外圆柱表面。
图1-2表示的是在牛头刨床上刨平面的情况，刀具作直线往复运动，工件作间歇的直线进给运动。
圖1-1外圓車削的切削運動与加工表面圖1-2平面刨削的切削運動与加工表面在其它各种切削加工方法中,刀具或工件同样必须完成一定的切削运动.通常切削运动按其所起的作用可分为以下两种:1.主运动 使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动.称为主运动.这个运动的速度最高,消耗的功率最大.2.进给运动 使主运动能够继续切除工件上多余的金属,以便形成工件表面所需的运动,称为进给运动. 二.切削用量所谓切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。
它们分别定义如下：1. 切削速度v 它是切削加工时，刀刃上选定点相对于工件的主运动的速度。
刀刃上各点的切削速度可能是不同的。
当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直径处的切削速度由下式确定：m i n )//(1000m s m dnV 或π=式中 d —完成主运动的刀具或工件的最大直径（mm ） n —主运动的转速（r/s 或r/min ）2.进给量f 它是工件或刀具的主运动每转或每一行程时，工件或刀具在进给运动方向上的相对位移量。
例如外圆车削时的进给量f 是工件每转一转时车刀相对于工件在进给运动方向上的位移量，其单位为mm/r;又如在牛头刨床上刨削时的进给量f 是刨刀每往复一次，工件在进给方向上相对刨刀的位移量，其单位为mm/双行程。
在切削加工中，也有用进给速度 V f 来表示进给运动的。
所谓进给速度 V f 是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度，其单位是为mm/s 。
若进给运动为直线运动，则进给速度在刀刃上各点是相同的。
3.背吃刀量a p 对外圆车削（图1-1）和平面刨削（图1-2）而言，背吃刀量a p 等于工件已加工表面与待加工表面的垂直距离﹔其中外圆车削的背吃刀量mm d d a mw p 2-=式中 d w —工件待加工表面的直径（mm ）﹔d m —工件已加工表面的直径(mm)。
第四章 切削力一、切削力的来源金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形成为切屑所需的力，称为切屑力。
切削力的来源于三个方面（图4-1）： 1. 克服被加工材料对弹性变形的抗力﹔ 2. 克服被加工材料对塑性变形的抗力﹔3. 克服切屑对刀具前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面和已加工表面之间的摩力。
它们分别用F f 和F fa 表示。
二.切削功率车,镗,铣,磨等工序的切削功率)(60000kw vF p z m =式中F z —主切削力(N);即铣削力,高速钢铣刀铣削力可查表2.2-5,硬质合金刀铣削力可查表2.2-6 v —切削速度(m/min)a p —铣削深度(mm),指平行于铣刀轴线测量的被切削层尺寸,对于圆柱铣刀是指被加工表面的宽度;a t —每齿进给量(mm/z)a e —铣削宽度(mm),指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸对于圆柱铣刀指被切层深度; d 0—铣刀直径(mm)Z —铣刀齿数K FZ —铣削力修正系数, K FZ= K mFZ K rFZ K KFZ σb —工件材料抗拉强度(GPa).表2.2 -5 高速钢铣刀铣削力表2.2 -6 硬质合金铣刀铣削力三.主传动电机功率的近似计算.0P Pp m E +=η()∑+=n cd n d kP m i a 5.31060 式中 P m —切削功率（kw ）P 0—空载功率(kw):是指消耗在空转时的功率损失,其主要影响因素为:各传动件的摩擦,搅油,空气阻力,以及因加工,装配误差而增加的摩擦等.d m —主轴前后轴颈的平均直径(mm)n — 主轴转速(r/min)指切削功率P m 条件下的主轴转速,如果要求计算主传动的最大空载功率时,则n 为主轴最高转速n maxd a —主传动中除主轴外的所有传动轴的轴颈平均直径(mm).Σni —主轴转速为n 时,主传动中除主轴外的所有传动轴的转速之和(r/min) c —系数,对滚动或滑动两支承主轴,c=8.5,对滚动三支承主轴,c=10;k —润滑油粘度影响的修正系数,采用30号机油时,k=1.0,采用20号机油时,k=0.9,采用10号机油时,k=0.75四,进给传动电机功率的确定η60000ff f v F p =f p —进给传动电机的功率(kw) f F —进给牵引力(N) f v —进给速度(m/min)η—进给传动链的总机械效率,一般取η=0.15~0.20第八章 切削液切削液对减少刀具磨损,改善加工表面质量,提高生产效率都有非常重要的作用.第一節 切削液的分类切削加工中最常用的切削液,有非水溶性和水溶性两大类:1.非水溶性切屑液 主要是切削油,其中有各种矿物油(如机械油,轻柴油,煤油等),动植物油(豆油,猪油等)和加入油性,极压添加剂配制的混合油.它主要起润滑作用.2.水溶性切削液 主要是水溶液和乳化液.水溶液的主要成分为水并加入防锈剂.也可以加入一定量的表面活性剂和油性添加剂,而使其有一定的润滑性能. 乳化液是由矿物油,乳化剂及其它添加剂配制的乳化油和95%~98%的水稀释而成的乳白色的切削液.这一类切削液有良好的冷却性能,清洗作用也很好.离子型切削液是水溶性切削液中的一种新型切削液,其母液是由阴离子型,非离子型表面活性剂和无机盐配制而成.它在水溶液中能离能成各种强度的离子.切削时,由于强烈摩擦所产生的静电荷,可由这些离子反应迅速消除,降低切削温度,提高刀具耐用度. 第二节 切削液的作用机理切屑液应起的作用为: 1. 润滑作用: 2. 冷却作用.同时还必须有良好的清洗碎屑的作用,以及防锈作用—保护机床,刀具,工件不受周围介质的腐蚀.此外,还要求无毒,无气味,不影响人身健康,化学稳定性好等.第四节 切削液的选用切削液的效果,除了取决于切削液本身的各种性能外,还取决于工件材料,加工方法和刀具材料等因素,应综合考虑,合理选择和正确使用. 1.粗加工粗加工时,切削用量较大,产生大量的切削热,容易导致高速刀具迅速磨损.这时主要求降低切削温度,应选用冷却性能为主的切削液,如离子型切削液或3%~5%乳化液.硬质合金刀具耐热性好一般不用冷却液.如果要用,必须连续地,充分地浇注切不可断断以免冷热不均,产生很大的热应力而导致裂纹,损坏刀具.在较低速切削时,刀具以机械磨损为主,宜选用润滑性能为主的切削油;在较高速切削时,刀具主要是热磨损,要求冷却液有较好的冷却性能.宜选用离子型切削液和乳化液.2.精加工精加工时, 切削液的主要作用是减少工件表面粗糙度和提高加工精度.对一般钢件加工时,切削液应具有良好的渗透性和润滑性和一定的冷却性.在较低速度(6.0~30m/min)为减少刀具与工件的磨擦和粘接,抑制积屑瘤,以减少加工粗糙度,宜选用极压切屑油或10%~12%的乳化液或离子型切削液.精加铜及合金,铝及合金或铸铁时,主要是要求达到较少的表面粗糙度,可选用离子型切削液或10%~12%的乳化液.此时,采用煤油作为切削液,是对能源的极大浪费.应尽量避免.还应注意硫会腐蚀铜,所以切铜时不宜用含硫的切削液.3.难加工材料的切削 材料中含有铬、镍、钼、锰、钛、钒、铝、铌、钨等元素时，往往难于切削加工。
这类材料加工均处于高温高压边界润滑摩擦状态。
因此宜选用极压切削油或极压乳化液。
但必须注意，如果选用的的切削液与金属形成的化合物的强度超过金属本身的强度，它将带来相反的效果。
例如铝的强度低，就不宜用硫化切削油。
4.磨削加工 磨削的特点是温度高，会产生大量的细屑和砂末等，影响加工质量。
因而磨削液应用较好的冷却性和清洗性，并应有一定的润滑性和防锈性。
一般磨削加工常用乳化液。
但选用离子型切削液效果更好，而且价格也较便宜。
磨削难加工材料时，宜选用润滑性能较好的极压乳化液或极压切削油。
第九章 第三节 已加工表面粗糙度 影响表面粗糙度的因素。
要减少表面粗造度，必须减少残留面积，消除积屑瘤和辚刺，减少工件材料的塑性变形及切削过程中的振动，具体可从以下几方面着手： 1.刀具方面由式（9-1）及（9-2）可知，为了减少残留面积，刀具应采用较大的刀尖圆弧半径εr 、较少副偏角r k ';尤其是使用r k '=0的修光刃，对减少表面粗糙度甚为有效﹔2.工件方面工件材料性质中，对表面粗糙度影响较大的是材料的塑性和金相组织。
材料的塑性越大就越容易生成积屑瘤和鏻刺，故表面粗糙度越大。
因此为减少表面粗糙度在切削低碳钢和低合金时，常将工件预先进进调质处理，以提高其硬度，降低塑性。
切削铸铁时，切屑是磞碎的，同时石墨易从铸铁表面脱落形成凹痕，所以在相同的切削条件下，灰铸铁的已加工表面粗糙度要比结构钢的要大些﹔减少铸铁中石墨粿粒的尺寸，则可使表面粗糙度减少些。
3. 切削条件方面切削塑性材料时，在低、中切削速度的情况下，易产生积屑瘤及鏻刺，从而表面粗糙度较大，提高切削速度可以使屑瘤和鏻刺减少甚至消失。
并可减少塑性材料的变形，因而可减少表面粗度。
图9-14表示切削速度对表面粗糙度的影响，当切削速度超过积屑瘤的消失的监界值时（图9-14中V>100m/min 时），表面粗糙度急剧的减少并稳定在一定值上，基本上不再变化﹔ 但由于材料隆起等原因，这时理论粗造度仍比实际粗造度要大。
切削脆性材料时，由于不产生积屑瘤，故切削速度对表面粗糙度基本上没有明显的影响。
减少进给量，不仅可以减少残留面积，而且可以积屑瘤和鏻刺的高度，故可以减少加工表面粗糙度。
采用高效切削液，可以减少工件材料的变形和摩擦，而且是抑制积屑瘤和鏻刺的产生，是减少表面粗糙度的有效措施﹔但随着切削速度的提高，其效果将随之减少。
