第二节 金属切削过程基本规律
一、金属切削过程
1,切屑的形成
图 3-10 金属切削过程中的滑移线和流线
1,切屑的形成
图 3-12 切屑类型
1,切屑的形成
图 3-10 金属切削过程中的滑移线和流线
1,切屑的形成
衡量切屑变形程度的方法, 切屑厚度压缩比 Λh
图 3-13 切屑厚度压缩比 Λ h的计算
ch
D
D
ch
h
l
l
h
h
Λ ??
2,积屑瘤
图 3-15 积屑瘤与切削刃
的金相显微照片
2,积屑瘤
图 3-16 积屑瘤高度及其实际工作前角
2,积屑瘤
（ 1） 积屑瘤对切削过程的影响,
1) 积屑瘤包围着切削刃, 可以代替前面, 后面和切
削刃进行切削, 从而保护了刀刃, 减少了刀具的磨
损 。
2) 积屑瘤使刀具的实际工作前角增大, 而且, 积屑
瘤越高, 实际工作前角越大, 刀具越锋利 。
3) 积屑瘤前端伸出切削刃外, 直接影响加工尺寸精
度 。
4) 积屑瘤直接影响工件加工表面的形状精度和表面
粗糙度 。
2,积屑瘤
（ 2）积屑瘤的成因,
1）工件材料的塑性；
2,积屑瘤
（ 2）积屑瘤的成因,
1）工件材料的塑性；
2）切削速度；
图 3-17 切削速度对积屑瘤的影响
2,积屑瘤
（ 2）积屑瘤的成因,
1）工件材料的塑性；
2）切削速度；
3）刀具前角；
2,积屑瘤
（ 2）积屑瘤的成因,
1）工件材料的塑性；
2）切削速度；
3）刀具前角；
4）冷却润滑条件。
二、切削力
1.总切削力的分解和切削功率
（ 1） 总切削力的分解
1） 切削力 Fc
2） 背向力 Fp
3） 进给力 Ff
1.总切削力的分解和切削功率
（ 1） 总切削力的分解
rP DFF ?c o s?
rDf FF ?s i n?
cf
cp
FF
F.~.F
0, 6 )~( 0, 1 0
)70150(
?
?
22222
fPCDC FFFFFF ?????
1.总切削力的分解和切削功率
（ 2） 切削功率
4106 ??
cc
c
vF
P
单位,kw
Fc—— 切削力, 单位,N；
vc—— 切削速度, 单位,m/min。
1.总切削力的分解和切削功率
（ 2） 切削功率
4106 ??
cc
c
vF
P
单位,kw
c
c
E
P
P
?
?
?c —— 机床传动效率，一般，取 ?c = 0.75～ 0.85。
二、切削力
2,切削力的经验公式
切削力
FCFCFCFCFC K
nnC X
CSP vfaF C ?
2,切削力的经验公式
切削力
背向力
进给力
切削时消耗的功率
FCFCFCFCFC K
nnC X
CSP vfaF C ?
FpFPFPFP K
nXC FP
CSP
nfaFp v?
FfFf
FfFf
Ff K
nnXC
CSP vfaFf ?
4106 ?
?
?
cc
c
vF
P
2,切削力的经验公式
[计算举例 ],
用 YT5硬质合金车刀外圆纵车 σb = 630 MPa的热轧 45钢, 车
刀几何参数为 go =10°, ?r = 75°, ls = –5°, 切削用量
为 asp = 2mm,f = 0.3mm/r,vc = 100 m / min。
试计算切削力 Fc,Fp,Ff 及切削功率 Pc 。
2,切削力的经验公式
[解 ],
查表 3-2得,CFC=2795
xFC =1.0
yFC =0.75
zFC =-0.15
Fc
FcFcFc
Fc k
nyx
C cspc vfaF ?
2,切削力的经验公式
[解 ],
Fc
Fc
15.075.00.1
Fc
FcFcFc
Fc
k
k
k
nyx
C
7.1 1 3 5
1 0 03.022 7 9 5
?
?????
?
?
cspc
vfaF
2,切削力的经验公式
[解 ],
98.0)
650
630()
650
σ(k 0, 7 5n
m F c
Fc ??? b
当 ? b = 630MPa时
csFFck r F cm F cFc
kkkkk lg
?
?
2,切削力的经验公式
续,
按 ?r =75° 查表 3-4，得
92.0?k rF ck
0.1?? Fck g
按 go =10° 查表 3-4，得
按 ls =-5° 查表 3-4，得 0.1?
csFk l
90.00.10.192.098.0fsFFck r F cm F cFc kkkkk ?????? lg ?
2,切削力的经验公式
续,
90.00.10.192.098.0 ?????? ? csFFck r F cm F cFc kkkkk lg
)N(kF 102290.07.11357.1135 Fcc ??? ?
( k w )7.14
106
1 0 01 0 2 2
4106 ??
??
?
? ccc vFP
二、切削力
3,影响切削力的因素
总切削力的来源有两个方面,
一是克服被加工材料对弹性变形和塑
性变形的抗力；
二是克服切屑对刀具前面的摩擦阻力
和工件表面对刀具后面的摩擦阻力 。
3,影响切削力的因素
1） 工件材料的性能对切削力有显著的影响 。
工件材料的硬度或强度愈高，材料的
剪切屈服强度也愈高，发生剪切变形的
抗力也愈大，故切削力也愈大。
3,影响切削力的因素
2）切削用量 对切削力的影响 。
a） 背吃刀量 asp 和进给量 f对切削力的影响 ;
背吃刀量 asp
进给量 f
AD ↑ ↑ ↑ ↑ 变形抗力 摩擦力 切削力 ↑
二、切削力
标准切削试验,刀具材料 P10,工件材料 45钢
σ b = 650 Mpa,车刀几何参数为 go =10°,
?r = 45°, ls =0°。
FCFC K
0, 1 5-0, 7 51, 0C
CSPC vfaF ?
即,asp增大一倍,FC也增大一倍；而 f 增大一倍，
FC只能增大 68%～ 80％。
二、切削力
由此可见, 从减小切削力和节省动力消
耗的观点出发, 在切除相同余量的条件
下, 增大 f 比增大 asp 更为有利 。
3,影响切削力的因素
2）切削用量 对切削力的影响 。
b） 切削速度 Vc对切削力的影响 ;
切削塑性材料时
3,影响切削力的因素
2）切削用量 对切削力的影响 。
b） 切削速度 Vc对切削力的影响 ;
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
a） 前角 go对切削力的影响 ;
↑ 刀刃锋利 ↑ ↓ 前角 go 变形抗力 切削力 ↓
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
a） 前角 go对 切削力的影响 ;
图 3-25 前角对切削力的影响
asp = 4 mm f = 0.25 mm / r
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
b） 主偏角 ?r 对切削力的影响 ;
rFF DP ?c o s?
rFF Df ?s i n?
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
c） 刃倾角 ls 对切削力的影响 ;
ls ↑
↓
背前角 gp ↑
侧前角 gf
Fp ↓
Ff ↑
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
d） 刀尖圆弧半径 re 对切削力的影响 ;
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
e） 使用切削液 对切削力的影响 ;
三、切削热和切削温度
1.切削热的来源与传出
图 3-29 切削热的来源与传出
三、切削热和切削温度
1.切削热的来源与传出
cvFcQ ?
式中 Q——单位时间产生的热量, 单位,J / s；
Fc——切削力, 单位,N；
vc—— 切削速度单位,m / s。
三、切削热和切削温度
1.切削热的来源与传出
图 3-30 不同切削速度下的热量传出比例
三、切削热和切削温度
1.切削热的来源与传出
加工方法 切屑 工件 刀具
车削 50~80% 10~40% <5%
铣削 70% <30% 5%
钻、镗削 30% >50% 15%
磨削 4% >80% 12%
三、切削热和切削温度
2,切削温度的分布
a） 法平面内的切削温度分布 b） 刀具前面上的切削温度分布
图 3-33 切削温度的分布
三、切削热和切削温度
3.影响切削温度的主要因素
(1)工件材料
工件材料的强度、硬度越高，总切削力越大，
单位时间内产生的热量越多，切削温度也就越高。
工件材料的导热性好，从切屑和工件传出的切
削热相应增多，切削区的平均温度降低。
例如，合金结构钢的强度普遍高于 45钢，而导
热系数又一般均低于 45钢，所以切削合金结构钢
的切削温度高于切削 45钢的切削温度。
3.影响切削温度的主要因素
(2)切削用量
在切削用量中,切削速度对切削温度的影响最
大。
随着切削速度的提高，材料切除率随之成正比
例的增加。但随着切削速度的提高，切屑变形相应
减小，所以，切削功和切削热虽然有所增高，但不
可能成正比例的增高，因此，切削温度也不会成正
比例的增 高。
3.影响切削温度的主要因素
(2)切削用量
切削速度
cvFcQ ?
3.影响切削温度的主要因素
(2)切削用量
进给量
材料切除率
Q = 1000 vc asp f
f
h c h
hD
h c hhΛ ??
3.影响切削温度的主要因素
(2)切削用量
背吃刀量
材料切除率
Q = 1000 vc asp f
3.影响切削温度的主要因素
综上所述，切削用量对切削温度的影响
程度以切削速度为最大，进给量次之，背吃
刀量最小。
因此，若要切除给定的余量，又要求切
削温度较低，则在选择切削用量时，应优先
考虑采用大的背吃刀量，然后选择一个适当
的进给量，最后再选择合理的切削速度。
上述切削用量选择原则是从最低切削温
度出发考虑的，这也是制订零件加工工艺规
程时，确定切削用量的原则。
3.影响切削温度的主要因素
(3)刀具几何参数
1） 前角
2） 主偏角
3.影响切削温度的主要因素
(4)切削液
4.切削温度的试验公式
切削温度的实验公式是由标准切削实验得来的。
实验条件如下,
C620-1改装无级调速车床，工件与刀片材料切
削对为 YT15 – 45钢，切削速度
vc = 60 m / min ～ 200 m / min,进给量 f = 0.4
mm / r ～ 0.6 mm / r,背吃刀量 asp = 0.5
mm ～ 3.0 mm。
0100702602 7 3,..c spafv??
四、刀具磨损与刀具寿命
刀具失效
刀具磨损
刀具破损
四、刀具磨损与刀具寿命
1,刀具磨损的形式
图 3-36 车刀典型磨损形式示意图
四、刀具磨损与刀具寿命
2.刀具磨损的原因
(1) 擦伤磨损 （ 任何切削温度 ）
(2) 粘结磨损
(3) 扩散磨损 （ 高速切削 ）
(4) 氧化磨损 （ 高速切削 ）
四、刀具磨损与刀具寿命
2.刀具磨损的原因
(1) 擦伤磨损
(2) 粘结磨损
(3) 扩散磨损
(4) 氧化磨损
图 3-37 切削温度对磨损影响的示意图
①擦伤磨损 ② 粘结磨损
③扩散磨损 ④氧化磨损
四、刀具磨损与刀具寿命
3.刀具磨损过程及磨钝标准
(1)刀具的磨损过程
图 3-38 硬质合金车刀的典型磨损曲线
YD05-30CrMnSiA； go?4o,ao?8o,?r?45o,ls?-4o； vc=150m/min，
f=0.2mm.r,asp=0.5mm
四、刀具磨损与刀具寿命
3.刀具磨损过程及磨钝标准
(2)刀具的磨钝标准
刀具允许达到的最大的磨损量, 称为
,磨钝标准, 。
对于一般刀具, 常以 后面磨损带高度 VB
的允许极限值 作为磨钝标准, 定尺寸刀具
和自动化生产中的精加工刀具, 常以 径向
磨损量 NB的允许值 作为磨钝标准 。
四、刀具磨损与刀具寿命
3.刀具磨损过程及磨钝标准
(2)刀具的磨钝标准
图 3-39 车刀的径向磨损
（ 2）刀具的磨钝标准
1） 精加工 VB＝ 0.1 mm ～ 0.3mm；
粗加工 VB＝ 0.6 mm ～ 0.8mm。
2） 工艺系统刚性较差时, 应规定较小的磨钝
标准；
3） 粗车钢件, 特别是粗车合金钢和高温合金
时, 磨钝标准要比粗车铸铁时取得小些 。
4） 加工同一种工件材料时, 硬质合金刀具的
磨钝标准要比高速钢刀具取得小些 。
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(1) 定义
刃磨或换刃后的刀具, 自开始切削直到磨
损量达到磨钝标准为止的切削时间, 称为刀
具寿命, 符号用 T,单位用 min或 s。
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(2) 刀具寿命与切削用量的关系
pnm
spc a
T
fv
111
TC
??
?
vv
v
c xy
sp
a
v
fT
C
m
?
式中,Cv,CT是与切削条件有关的常数； m,n,p为指数．其值为
,
n
my
v ? p
mX
v ?
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(2) 刀具寿命与切削用量的关系
例如, 当用硬质合金车刀车削 ?b = 0.65GPa的中碳钢时, 切削用量与刀具寿命的关系为,
7502525
TC
..
spc a
T
fv? 15045020
C
.
sp
.,afT
v
cv ?
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(2) 刀具寿命与切削用量的关系
切削用量对刀具寿命 T的影响程度与切削用
量对切削温度 θ 的影响程度是一致的, 切削速
度对刀具寿命的影响最大, 其次是进给量, 背
吃刀量的影响很小 。
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(2) 刀具寿命与切削用量的关系
制订工艺规程时, 如果既要保证较长的刀具
寿命, 又要追求较高的切削效益, 那么, 确定
切削用量就应该遵循下列原则,采用尽可能大
的背吃刀量, 采用能满足已加工表面粗糙度要
求的尽可能大的进给量, 再根据所确定的刀具
寿命值, 按切削用量与刀具寿命的关系公式计
算切削速度 。
一、金属切削过程
1,切屑的形成
图 3-10 金属切削过程中的滑移线和流线
1,切屑的形成
图 3-12 切屑类型
1,切屑的形成
图 3-10 金属切削过程中的滑移线和流线
1,切屑的形成
衡量切屑变形程度的方法, 切屑厚度压缩比 Λh
图 3-13 切屑厚度压缩比 Λ h的计算
ch
D
D
ch
h
l
l
h
h
Λ ??
2,积屑瘤
图 3-15 积屑瘤与切削刃
的金相显微照片
2,积屑瘤
图 3-16 积屑瘤高度及其实际工作前角
2,积屑瘤
（ 1） 积屑瘤对切削过程的影响,
1) 积屑瘤包围着切削刃, 可以代替前面, 后面和切
削刃进行切削, 从而保护了刀刃, 减少了刀具的磨
损 。
2) 积屑瘤使刀具的实际工作前角增大, 而且, 积屑
瘤越高, 实际工作前角越大, 刀具越锋利 。
3) 积屑瘤前端伸出切削刃外, 直接影响加工尺寸精
度 。
4) 积屑瘤直接影响工件加工表面的形状精度和表面
粗糙度 。
2,积屑瘤
（ 2）积屑瘤的成因,
1）工件材料的塑性；
2,积屑瘤
（ 2）积屑瘤的成因,
1）工件材料的塑性；
2）切削速度；
图 3-17 切削速度对积屑瘤的影响
2,积屑瘤
（ 2）积屑瘤的成因,
1）工件材料的塑性；
2）切削速度；
3）刀具前角；
2,积屑瘤
（ 2）积屑瘤的成因,
1）工件材料的塑性；
2）切削速度；
3）刀具前角；
4）冷却润滑条件。
二、切削力
1.总切削力的分解和切削功率
（ 1） 总切削力的分解
1） 切削力 Fc
2） 背向力 Fp
3） 进给力 Ff
1.总切削力的分解和切削功率
（ 1） 总切削力的分解
rP DFF ?c o s?
rDf FF ?s i n?
cf
cp
FF
F.~.F
0, 6 )~( 0, 1 0
)70150(
?
?
22222
fPCDC FFFFFF ?????
1.总切削力的分解和切削功率
（ 2） 切削功率
4106 ??
cc
c
vF
P
单位,kw
Fc—— 切削力, 单位,N；
vc—— 切削速度, 单位,m/min。
1.总切削力的分解和切削功率
（ 2） 切削功率
4106 ??
cc
c
vF
P
单位,kw
c
c
E
P
P
?
?
?c —— 机床传动效率，一般，取 ?c = 0.75～ 0.85。
二、切削力
2,切削力的经验公式
切削力
FCFCFCFCFC K
nnC X
CSP vfaF C ?
2,切削力的经验公式
切削力
背向力
进给力
切削时消耗的功率
FCFCFCFCFC K
nnC X
CSP vfaF C ?
FpFPFPFP K
nXC FP
CSP
nfaFp v?
FfFf
FfFf
Ff K
nnXC
CSP vfaFf ?
4106 ?
?
?
cc
c
vF
P
2,切削力的经验公式
[计算举例 ],
用 YT5硬质合金车刀外圆纵车 σb = 630 MPa的热轧 45钢, 车
刀几何参数为 go =10°, ?r = 75°, ls = –5°, 切削用量
为 asp = 2mm,f = 0.3mm/r,vc = 100 m / min。
试计算切削力 Fc,Fp,Ff 及切削功率 Pc 。
2,切削力的经验公式
[解 ],
查表 3-2得,CFC=2795
xFC =1.0
yFC =0.75
zFC =-0.15
Fc
FcFcFc
Fc k
nyx
C cspc vfaF ?
2,切削力的经验公式
[解 ],
Fc
Fc
15.075.00.1
Fc
FcFcFc
Fc
k
k
k
nyx
C
7.1 1 3 5
1 0 03.022 7 9 5
?
?????
?
?
cspc
vfaF
2,切削力的经验公式
[解 ],
98.0)
650
630()
650
σ(k 0, 7 5n
m F c
Fc ??? b
当 ? b = 630MPa时
csFFck r F cm F cFc
kkkkk lg
?
?
2,切削力的经验公式
续,
按 ?r =75° 查表 3-4，得
92.0?k rF ck
0.1?? Fck g
按 go =10° 查表 3-4，得
按 ls =-5° 查表 3-4，得 0.1?
csFk l
90.00.10.192.098.0fsFFck r F cm F cFc kkkkk ?????? lg ?
2,切削力的经验公式
续,
90.00.10.192.098.0 ?????? ? csFFck r F cm F cFc kkkkk lg
)N(kF 102290.07.11357.1135 Fcc ??? ?
( k w )7.14
106
1 0 01 0 2 2
4106 ??
??
?
? ccc vFP
二、切削力
3,影响切削力的因素
总切削力的来源有两个方面,
一是克服被加工材料对弹性变形和塑
性变形的抗力；
二是克服切屑对刀具前面的摩擦阻力
和工件表面对刀具后面的摩擦阻力 。
3,影响切削力的因素
1） 工件材料的性能对切削力有显著的影响 。
工件材料的硬度或强度愈高，材料的
剪切屈服强度也愈高，发生剪切变形的
抗力也愈大，故切削力也愈大。
3,影响切削力的因素
2）切削用量 对切削力的影响 。
a） 背吃刀量 asp 和进给量 f对切削力的影响 ;
背吃刀量 asp
进给量 f
AD ↑ ↑ ↑ ↑ 变形抗力 摩擦力 切削力 ↑
二、切削力
标准切削试验,刀具材料 P10,工件材料 45钢
σ b = 650 Mpa,车刀几何参数为 go =10°,
?r = 45°, ls =0°。
FCFC K
0, 1 5-0, 7 51, 0C
CSPC vfaF ?
即,asp增大一倍,FC也增大一倍；而 f 增大一倍，
FC只能增大 68%～ 80％。
二、切削力
由此可见, 从减小切削力和节省动力消
耗的观点出发, 在切除相同余量的条件
下, 增大 f 比增大 asp 更为有利 。
3,影响切削力的因素
2）切削用量 对切削力的影响 。
b） 切削速度 Vc对切削力的影响 ;
切削塑性材料时
3,影响切削力的因素
2）切削用量 对切削力的影响 。
b） 切削速度 Vc对切削力的影响 ;
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
a） 前角 go对切削力的影响 ;
↑ 刀刃锋利 ↑ ↓ 前角 go 变形抗力 切削力 ↓
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
a） 前角 go对 切削力的影响 ;
图 3-25 前角对切削力的影响
asp = 4 mm f = 0.25 mm / r
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
b） 主偏角 ?r 对切削力的影响 ;
rFF DP ?c o s?
rFF Df ?s i n?
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
c） 刃倾角 ls 对切削力的影响 ;
ls ↑
↓
背前角 gp ↑
侧前角 gf
Fp ↓
Ff ↑
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
d） 刀尖圆弧半径 re 对切削力的影响 ;
3,影响切削力的因素
3）刀具几何参数 对切削力的影响 。
e） 使用切削液 对切削力的影响 ;
三、切削热和切削温度
1.切削热的来源与传出
图 3-29 切削热的来源与传出
三、切削热和切削温度
1.切削热的来源与传出
cvFcQ ?
式中 Q——单位时间产生的热量, 单位,J / s；
Fc——切削力, 单位,N；
vc—— 切削速度单位,m / s。
三、切削热和切削温度
1.切削热的来源与传出
图 3-30 不同切削速度下的热量传出比例
三、切削热和切削温度
1.切削热的来源与传出
加工方法 切屑 工件 刀具
车削 50~80% 10~40% <5%
铣削 70% <30% 5%
钻、镗削 30% >50% 15%
磨削 4% >80% 12%
三、切削热和切削温度
2,切削温度的分布
a） 法平面内的切削温度分布 b） 刀具前面上的切削温度分布
图 3-33 切削温度的分布
三、切削热和切削温度
3.影响切削温度的主要因素
(1)工件材料
工件材料的强度、硬度越高，总切削力越大，
单位时间内产生的热量越多，切削温度也就越高。
工件材料的导热性好，从切屑和工件传出的切
削热相应增多，切削区的平均温度降低。
例如，合金结构钢的强度普遍高于 45钢，而导
热系数又一般均低于 45钢，所以切削合金结构钢
的切削温度高于切削 45钢的切削温度。
3.影响切削温度的主要因素
(2)切削用量
在切削用量中,切削速度对切削温度的影响最
大。
随着切削速度的提高，材料切除率随之成正比
例的增加。但随着切削速度的提高，切屑变形相应
减小，所以，切削功和切削热虽然有所增高，但不
可能成正比例的增高，因此，切削温度也不会成正
比例的增 高。
3.影响切削温度的主要因素
(2)切削用量
切削速度
cvFcQ ?
3.影响切削温度的主要因素
(2)切削用量
进给量
材料切除率
Q = 1000 vc asp f
f
h c h
hD
h c hhΛ ??
3.影响切削温度的主要因素
(2)切削用量
背吃刀量
材料切除率
Q = 1000 vc asp f
3.影响切削温度的主要因素
综上所述，切削用量对切削温度的影响
程度以切削速度为最大，进给量次之，背吃
刀量最小。
因此，若要切除给定的余量，又要求切
削温度较低，则在选择切削用量时，应优先
考虑采用大的背吃刀量，然后选择一个适当
的进给量，最后再选择合理的切削速度。
上述切削用量选择原则是从最低切削温
度出发考虑的，这也是制订零件加工工艺规
程时，确定切削用量的原则。
3.影响切削温度的主要因素
(3)刀具几何参数
1） 前角
2） 主偏角
3.影响切削温度的主要因素
(4)切削液
4.切削温度的试验公式
切削温度的实验公式是由标准切削实验得来的。
实验条件如下,
C620-1改装无级调速车床，工件与刀片材料切
削对为 YT15 – 45钢，切削速度
vc = 60 m / min ～ 200 m / min,进给量 f = 0.4
mm / r ～ 0.6 mm / r,背吃刀量 asp = 0.5
mm ～ 3.0 mm。
0100702602 7 3,..c spafv??
四、刀具磨损与刀具寿命
刀具失效
刀具磨损
刀具破损
四、刀具磨损与刀具寿命
1,刀具磨损的形式
图 3-36 车刀典型磨损形式示意图
四、刀具磨损与刀具寿命
2.刀具磨损的原因
(1) 擦伤磨损 （ 任何切削温度 ）
(2) 粘结磨损
(3) 扩散磨损 （ 高速切削 ）
(4) 氧化磨损 （ 高速切削 ）
四、刀具磨损与刀具寿命
2.刀具磨损的原因
(1) 擦伤磨损
(2) 粘结磨损
(3) 扩散磨损
(4) 氧化磨损
图 3-37 切削温度对磨损影响的示意图
①擦伤磨损 ② 粘结磨损
③扩散磨损 ④氧化磨损
四、刀具磨损与刀具寿命
3.刀具磨损过程及磨钝标准
(1)刀具的磨损过程
图 3-38 硬质合金车刀的典型磨损曲线
YD05-30CrMnSiA； go?4o,ao?8o,?r?45o,ls?-4o； vc=150m/min，
f=0.2mm.r,asp=0.5mm
四、刀具磨损与刀具寿命
3.刀具磨损过程及磨钝标准
(2)刀具的磨钝标准
刀具允许达到的最大的磨损量, 称为
,磨钝标准, 。
对于一般刀具, 常以 后面磨损带高度 VB
的允许极限值 作为磨钝标准, 定尺寸刀具
和自动化生产中的精加工刀具, 常以 径向
磨损量 NB的允许值 作为磨钝标准 。
四、刀具磨损与刀具寿命
3.刀具磨损过程及磨钝标准
(2)刀具的磨钝标准
图 3-39 车刀的径向磨损
（ 2）刀具的磨钝标准
1） 精加工 VB＝ 0.1 mm ～ 0.3mm；
粗加工 VB＝ 0.6 mm ～ 0.8mm。
2） 工艺系统刚性较差时, 应规定较小的磨钝
标准；
3） 粗车钢件, 特别是粗车合金钢和高温合金
时, 磨钝标准要比粗车铸铁时取得小些 。
4） 加工同一种工件材料时, 硬质合金刀具的
磨钝标准要比高速钢刀具取得小些 。
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(1) 定义
刃磨或换刃后的刀具, 自开始切削直到磨
损量达到磨钝标准为止的切削时间, 称为刀
具寿命, 符号用 T,单位用 min或 s。
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(2) 刀具寿命与切削用量的关系
pnm
spc a
T
fv
111
TC
??
?
vv
v
c xy
sp
a
v
fT
C
m
?
式中,Cv,CT是与切削条件有关的常数； m,n,p为指数．其值为
,
n
my
v ? p
mX
v ?
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(2) 刀具寿命与切削用量的关系
例如, 当用硬质合金车刀车削 ?b = 0.65GPa的中碳钢时, 切削用量与刀具寿命的关系为,
7502525
TC
..
spc a
T
fv? 15045020
C
.
sp
.,afT
v
cv ?
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(2) 刀具寿命与切削用量的关系
切削用量对刀具寿命 T的影响程度与切削用
量对切削温度 θ 的影响程度是一致的, 切削速
度对刀具寿命的影响最大, 其次是进给量, 背
吃刀量的影响很小 。
四、刀具磨损与刀具寿命
4.刀具寿命
(2) 刀具寿命与切削用量的关系
制订工艺规程时, 如果既要保证较长的刀具
寿命, 又要追求较高的切削效益, 那么, 确定
切削用量就应该遵循下列原则,采用尽可能大
的背吃刀量, 采用能满足已加工表面粗糙度要
求的尽可能大的进给量, 再根据所确定的刀具
寿命值, 按切削用量与刀具寿命的关系公式计
算切削速度 。
