机械加工原理与方法―――孙希禄

主偏角Κr减小时，使切削宽度hD增大，切削厚度hD减小，因此，切削变形和摩擦增大，切削温度升高。但当切削宽度hD增大后，散热条件改善。由于散热起主要作用，故随着主偏角kr减少，切削温度下降。

负倒棱bγ1在(0—2)f 范围内变化，刀尖圆弧半径re在0—1.5mm范围内变化，基本上不影响切削温度。因为负倒棱宽度及刀尖圆弧半径的增大，会使塑性变形区的塑性变形增大，但另一方面这两者都能使刀具的散热条件有所改善，传出的热量也有所增加，两者趋于平衡，所以对切削温度影响很小。 ③、工件材料的影响

工件材料的强度（包括硬度）和导热系数对切削温度的影响是很大的。由理论分析知，单位切削力是影响切削温度的重要因素，而工件材料的强度（包括硬度）直接决定了单位切削力，所以工件材料强度（包括硬度）增大时，产生的切削热增多，切削温度升高。工件材料的导热系数则直接影响切削热的导出。 ④、切削液的影响

切削液对切削温度的影响，与切削液的导热性能、比热、流量、浇注方式以及本身的温度有很大的关系。从导热性能来看，油类切削液不如乳化液，乳化液不如水基切削液。

4 刀具的磨损和刀具寿命 （1）刀具磨损的形态及其原因

切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要发生损坏。刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损，属正常磨损；后者包括脆性破损（如崩

机械加工原理与方法―――孙希禄

刃、碎断、剥落、裂纹破损等）和塑性破损两种，属非正常磨损。

刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削。因此，刀具磨损直接影响加工效率、质量和成本。

刀具正常磨损的形式有以下几种：1.前刀面磨损 2.后刀面磨损 3.边界磨损(前、后刀面同时磨损) 从对温度的依赖程度来看，刀具正常磨损的原因主要是机械磨损和热、化学磨损。机械磨损是由工件材料中硬质点的刻划作用引起的，热、化学磨损则是由粘结（刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象）、扩散（刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方扩散、腐蚀)等引起的。 (1)磨粒磨损

在切削过程中，刀具上经常被一些硬质点刻出深浅不一的沟痕。磨粒磨损对高速钢作用较明显。 (2)粘结磨损

刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象，称粘结。粘结磨损就是由于接触

面滑动在粘结处产生剪切破坏造成。低、中速切削时，粘结磨损是硬质合金刀具的主要磨损原因。 (3)扩散磨损

切削时在高温作用下，接触面间分子活动能量大，造成了合金元素相互扩散置换，使刀具材料机械性能降低，若再经摩擦作用，刀具容易被磨损。扩散磨损是一种化学性质的磨损。

(4)相变磨损

当刀具上最高温度超过材料相便温度时，刀具表面金相组织发生变化。如马氏体组织转变为奥氏体，使硬度下降，磨损加剧。因此，工具钢刀具在高温时均用此类磨损。 (5)氧化磨损

氧化磨损是一种化学性质的磨损。

刀具磨损是由机械摩擦和热效应两方面因素作用造成的。

1）在低、中速范围内磨粒磨损和粘结磨损是刀具磨损的主要原因。通常拉削、铰孔和攻丝加工时的刀具磨损主要属于这类磨损。

2）在中等以上切削速度加工时，热效应使高速钢刀具产生相变磨损、使硬质合金刀具产生粘结、扩散和氧化磨损。 （2）、刀具磨损过程

随着切削时间的延长，刀具磨损增加。根据切削实验，可得图示的刀具正常磨损过程的典型磨损曲线。该图分别以切削时间和后刀面磨损量VB（或前刀面月牙洼磨损深度KT）为横坐标与纵坐标。从图可知，刀具磨损过程可分为三个阶段：

1.初期磨损阶段 2.正常磨损阶段 3.急剧磨损阶段

机械加工原理与方法―――孙希禄

五、磨削机理 1、概述

磨削过去一般常用于半精加工和精加工，加工精度可达IT5－IT6，加工粗糙度可小至Ra1.25－0.01μm，镜面磨削时可达Ra0.04－0.01μm。磨削常用于淬硬钢、耐热钢及特殊合金材料等坚硬材料。磨削的加工余量可以很小，在毛坯预加工工序如模锻、模冲压、精密铸造的精确度日益提高的情况下，磨削是直接提高工件精度的一个重要的加工方法。由被磨削工件和磨具在相对运动关系上的不同组合，可以产生各种的不同磨削方式。由于各种各样的机械产品越来越多地采用成形表面，成形磨削和仿形磨削得到了越来越广泛的应用。齿轮磨削方法主要是是成形磨削和展成磨削。磨削时，由于所采用的“刀具”（磨具）与一般金属切削所采用的刀具不同，且切削速度很高，因而磨削机理和切削机理就有很大的不同，下面简要介绍磨削过程中的几个基础性问题。 2、磨粒切削刃的磨削模型

一颗磨粒磨削经历了滑擦（弹性变形）、耕犁（塑性变形）及切削（形成切屑，沿磨粒前面流出）的过程，使工件表面形成热应力与变形应力。磨粒在切削表面上的滑擦、耕犁和切削与磨粒的状况和被加工材料性质有关。上述的三个过程与砂轮速度有关，砂轮速度愈高，弹塑性区就愈小。弹塑性区还与每颗磨粒的实际磨削量有关。

机械加工原理与方法―――孙希禄

机械加工原理与方法―――孙希禄

§1－2 外圆表面加工

一、 车削外圆

1、CA6140型卧式车床

由于卧式车床主要加工轴类和直径不太大的盘套类零件，所以采用卧式布局其主要性能：

①应用：主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。工艺范围：很广，它适用于加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转表面，如：内圆柱面，圆锥面，环槽及成形回转表面；端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔，扩孔，铰孔，和滚花等工艺.

②运动：车床的主运动是由工件的旋转运动实现的； 车床的进给运动则由刀具的直线移动完成的。

③分类：车床种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车床及多刀车床，专门化车床。

2．外圆车刀的种类和用途

车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀。机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可转位车刀。机械夹固车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀，所以在现代生产中应用越来越多。 ①整体车刀

②焊接车刀：其优点是结构简单，紧凑，刀具刚度好，抗振性能强，制造方便，适用灵活。其缺点是切削性能较低，刀杆不能重复利用，辅助时间常。

③机夹车刀

④可转位车刀：使用可转位刀片的机夹车刀。其优点是刀具使用寿命常，生产效率高，有利于推广新技术，新工艺，有利于降低刀具成本。