切削加工概述
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切削加工概述
1.1.1 切削加工的基本条件
为了使切削加工过程能顺利进行，必须具备下述基本条件：
(1) 刀具和工件间要有形成零件结构要素所需的相对运动。
(2) 刀具材料的性能能够满足切削加工的需要。
例如足够的强度和刚度、高温下的耐磨性等。
(3) 刀具必须具有一定的空间几何结构。
1.1.2 工件上的加工表面
切削加工中，随着切削层(加工余量)不断被刀具切除，工件上有3个处于变动中的表面。
(1) 待加工表面。
工件上行将被切除的表面。
(2) 已加工表面。
工件上经刀具切削后产生的新表面。
(3) 过渡表面。
工件上由切削刃正在切削着的表面，位于待加工表面和已加工表面之间，也称作加工表面或切削表面。
需注意：
在切削加工过程中，三个表面始终处于不断的变动之中。
切削加工中的运动及构成
按作用的不同分为下列两类：即切削运动和辅助运动
l. 切削运动直接完成切除加工余量任务，形成所需零件表面的运动，称为切削运动。
包括主运动和进给运动。
(1) 主运动。
直接切除工件上的多余材料，使之转变为切屑，从而形成工件新表面的运动。
主运动通常只有一个，且速度和消耗功率较大。
例如，车床上工件的旋转运动；龙门刨床刨削时，工件的直线往复运动；牛头刨床刨刀的直线往复运动等。
(2) 进给运动。
将工件上的多余材料不断投入切削区进行切削以逐渐切削出零件所需整个表面的运动。
进给运动一般有一个，也可多于一个，且速度和消耗功率较小。
例如：车外圆时车刀纵向连续的直线运动，在牛头刨床上刨平面时工件横向间断的直线移动等。
无论是主运动还是进给运动，其基本运动形式均是连续的或间歇的直线运动或回转运动，由两者通过不同形式的组合，则可构成多种符合需要的切削运动；
主运动和进给运动可由刀具和工件分别完成(如车削和刨削)，也可由刀具单独完成(如钻孔)，但很少由工件单独完成；
主运动和进给运动可以同时进行(如车削、钻削)，也可以交替进行(如刨平面、插键槽)；2. 辅助运动
不直接参加切除多余材料，但却是完成零件表面加工全过程必不可少的运动。
例如，控制切削刃切入工件表面深度的吃刀运动，重复走刀前的退刀运动，刨刀、插齿刀等回程时的让刀运动等。
刀具材料应具备的性能
刀具在切削过程中，和工件直接接触的切削部分要承受极大的切削力，尤其是切削刃及紧邻的前、后刀面，长期处在切削高温环境中工作。
并且切削中的各种不均匀、不稳定因素，还将对刀具切削部分造成不同程度的冲击和振动。
如：切削钢材时，切屑对前刀面的挤压应力高达2FPa～3FPa；高速切削钢材时切屑与前刀面接触区的温度常保持在800℃～900℃，中心区甚至超过1000℃。
为了适应如此繁重的切削负荷和恶劣的工作条件，刀具材料应具备以下几方面性能。
1. 足够的硬度和耐磨性
硬度是刀具材料应具备的基本性能。
刀具硬度应高于工件材料的硬度，常温硬
度一般须在60HRC以上。
耐磨性是指材料抵抗磨损的能力，它与材料硬度、强度和组织结构有关。
材料硬度越高，耐磨性越好；组织中碳化物和氮化物等硬质点的硬度越高、颗粒越小、数量越多且分布越均匀，则耐磨性越高。
2. 足够的强度与韧性
切削时刀具要承受较大的切削力、冲击和振动，为避免崩刀和折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。
材料的强度和韧性通常用抗弯强度和冲击值表示。
3. 较高的耐热性和传热性
耐热性：指刀具材料在高温下保持足够的硬度、耐磨性、强度和韧性、抗氧化性、抗黏结性和抗扩散性的能力(亦称为热稳定性)。
热硬性：材料在高温下仍保持高硬度的能力称为热硬性(亦称高温硬度、红硬性)，它是刀具材料保持切削性能的必备条件。
刀具材料的高温硬度越高，耐热性越好，允许的切削速度越高。
刀具材料的传热系数大，有利于将切削区的热量传出，降低切削温度。
4. 较好的工艺性和经济性
为了便于刀具加工制造，刀具材料要有良好的工艺性能，如热轧、锻造、焊接、热处理和机械加工等性能。
2.1.2 刀具材料的分类
刀具材料可分为工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢)、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料(包括金刚石、立方氮化硼等)五大类。
