第一篇：幾種常見(jiàn)切削加工方法切削液的選用探討

幾種常見(jiàn)切削加工方法切削液的選用探討 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控技術(shù)系 蘇世卿 王正宇

摘 要：正確的選用切削液，可以提高金屬切削的生產(chǎn)率，保證被加工材料的加工精度。不同的加工方法選用切削液的種類與方法不同，了解不同加工方法的切削液選用，能保證加工過(guò)程持續(xù)有效的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：切削加工 切削液 選用

在金屬切削過(guò)程中, 為提高切削效率、工件精度和降低工件表面粗糙度 , 延長(zhǎng)刀具使用壽命, 達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果 , 就必須減少刀具與工件、刀具與切 屑之間磨擦 , 及時(shí)帶走切削區(qū) 內(nèi) 因 材 料 變 形 而產(chǎn)生的熱量。要達(dá)到這些目的, 一方面是通過(guò)開(kāi)發(fā)高硬度耐高溫的刀具材料和改進(jìn) 刀具 的 幾 何 形 狀 , 而 另 一 方 面 采 用 性 能 優(yōu) 良 的 切(磨)削液往往可以明顯提高切削效率, 降低工件表面粗糙度, 延長(zhǎng)刀具使用壽命, 取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

在機(jī)械加工中切削液的主要功能是潤(rùn)滑和冷卻作用 , 加入特殊添加劑后 還 可 起 到 清 洗 和 防銹的作用, 用于保護(hù)機(jī)床, 刀具及工件等物件不被腐蝕。我們?cè)跈C(jī)械加工中 , 常用的切削液有:水溶液、普通乳化液、極壓乳化液、礦物油、植物油、動(dòng)物油、極壓切削油等。其中 , 水溶液的冷卻效果最好 , 極壓切削液的潤(rùn)滑效果最好,下面本文就針對(duì)于常用的金屬切削方法切削液的選用進(jìn)行探討。

一 車削時(shí)切削液的選用

車削加工時(shí)最常用的一種切削加工方法，粗車時(shí)加工余量較大，因而切削深度和進(jìn)給量都較大，切削阻力大，產(chǎn)生大量切削熱，刀具磨損也較嚴(yán)重，主要應(yīng)選擇用以冷卻作用為主并具有一定清洗、潤(rùn)滑和防銹作用的水基切削液，將切削熱及時(shí)帶走，降低切削溫度，從而提高刀具耐用度，一般選用極壓乳化液效果好。極壓乳化液除冷卻性能好之外，還具備良好的極壓潤(rùn)滑性，可明顯延長(zhǎng)刀具使壽命，提高切削效率，使用水基切削液要注意機(jī)床導(dǎo)軌面的保養(yǎng)，下班前要將工作臺(tái)上的切削液擦干，涂上潤(rùn)滑油。精車時(shí)，切削余量較小，切削深度只有0.05~0.8mm，進(jìn)給量小，要求保證工件的精度和粗糙度。精車時(shí)由于切削力小，溫度不高，所以宜采用高濃度（10％以上）的乳化液和含油性添加劑的切削液為宜。對(duì)于精度要求很高的車削，如精車螺紋，要采用菜籽油、豆油劃其他產(chǎn)品作潤(rùn)滑液才能達(dá)到精度要求。正如上面所提到的，由于植物油穩(wěn)定發(fā)差，易氧化，有的工廠采用了精密切削潤(rùn)滑劑全損耗系統(tǒng)用油作為精密切削油，效果很好。

二、銑削時(shí)切削液的選用

銑削是最常用的平面加工方法，銑削是斷續(xù)切削，每個(gè)刀齒的切削深度時(shí)刻變化，容易產(chǎn)生振動(dòng)和一定和沖擊力，所以銑削條件比車削條件差。用高速刀具高速平銑或高速端銑時(shí)，均需要冷卻性好，并有一定潤(rùn)滑性能的切卻液，如極壓乳化液。在低速銑削時(shí)，要求用潤(rùn)滑性好的切削油，如精密切削油和非活性極壓 油。對(duì)不銹鋼和耐熱合金鋼，可用含硫、氯極壓添加劑的切削油。

三、鉸削

鉸削加工是對(duì)孔的精度加工，要求精度高鉸削屬低速小進(jìn)給量切削，主要是刀具與孔壁成擠壓切削，切屑碎片易留在刀槽或粘接在刀刃邊上，影響刃帶的擠壓作用，破壞加工精度和表面粗糙度增加切削扭矩，還會(huì)產(chǎn)生積屑瘤，增加刀具磨損鉸孔基本上屬于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，一般采用潤(rùn)滑性能良好并有一定良好性的高濃度極壓乳化液或極壓切削油，就可以得到良好效果。對(duì)深孔鉸削，采用潤(rùn)滑性能 好的深孔鉆切削油便能滿足工藝要求

四、拉削

拉削是加工內(nèi)表面的效率較高的加工方法，拉削時(shí)拉刀沿著軸線方向按刀刃和齒升并列著眾多刀齒的加工工具，拉削加工的特點(diǎn)是能夠高精度地加工出具有復(fù)雜形狀的工件。因?yàn)槔妒琴F重刀具所以刀具耐用度對(duì)生產(chǎn)成本影響較大。此外，拉削是精加工，對(duì)工件表面粗糙度要求嚴(yán)格。拉削時(shí)，切削阻力大，不易排屑，冷卻條件差，易刮傷工件表面，所以要求切削液的潤(rùn)滑性和排悄性能較好。國(guó)內(nèi)已有專用的含硫極壓添加劑的拉削油。

五、鉆孔

使用一般的麻花鉆鉆孔，屬于粗加工，鉆削時(shí)排屑困難，切削熱不易導(dǎo)出往往造成刀刃退火，影響鉆頭使用壽命及加工效率。選用性能好的切削液，可以使鉆頭的壽命延長(zhǎng)數(shù)倍甚至更多，生產(chǎn)率也可明顯提高。一般選用極壓乳化液或極壓合成切削液。極壓合成切削液表面張力低，滲透性好，能及時(shí)冷卻鉆頭，對(duì)延長(zhǎng)刀具壽命，提高加工效率十分有效。對(duì)于產(chǎn)銹鋼、耐熱合金等難切削材料，可選 用低粘度的極壓切削油。七磨削加工

磨削加工能獲得很高尺寸精度和較低的表面粗糙度。磨削時(shí)，磨削速度高發(fā)熱量大，磨削溫度可高達(dá)800~1000℃，甚至更高，容易引起工件表面燒傷和由于熱應(yīng)力的作用產(chǎn)生表面裂紋及工件變形，砂輪磨損鈍化，磨粒脫落，而且磨屑和砂輪粉末易飛濺，落到零件表面而影響加工精度和表面粗糙度，加工韌性和塑性材料時(shí)，磨屑嵌塞在砂輪工作面上的空隙處或磨屑與加工金屬熔結(jié)在砂輪表面上，會(huì)使砂輪失去磨削能力，因此，為了降低磨削溫度，沖洗掉磨屑和砂輪末，提高磨削比和工件表面質(zhì)量，必須采用冷卻性能和清洗性能良好、并有一定潤(rùn)滑性能和防銹性能的切削液。六 磨削加工 1普通磨削

可采用防銹乳化液或蘇打水及合成切削液，對(duì)于精度要求和精密磨 削，使用精磨液可明顯提高工件加工精度和磨削效率 2.高速磨削

通常把砂輪線速度超過(guò)50m/s的磨削稱為高速磨削。當(dāng)砂輪的線速度增加時(shí)，磨削溫度顯著升高。從試驗(yàn)測(cè)定，砂輪線速度為60m/s時(shí)的磨削溫度（工作平均溫度）比30m/s高約50％~70％；砂輪線速度為80m/s時(shí)，磨削溫度比60m/s時(shí)又高15％~20％。砂輪線速度提高后，單位時(shí)間內(nèi)參加磨削的磨粒數(shù)增加，摩擦作用加劇，消耗能量也增大，使工件表層溫度升高，增加表面發(fā)生燒傷和形成裂紋的可能性，這就需要用具有高效冷卻性能的冷卻液來(lái)解決，所以在高速磨削時(shí)，不能使用普通的切削液，而要使用具有良好滲透、冷卻性能的高速磨 削液，才能滿足線速度60m/s的高速磨削工藝要求。3.強(qiáng)力磨削 這是一種先進(jìn)的高效磨削工藝，例如功入式高速?gòu)?qiáng)力磨削時(shí)，線速度為60m/s的砂輪以每分鐘3.5~6mm左右有進(jìn)給速度徑向功入，功除率可高達(dá)20~40mm3/mm.s，這時(shí)砂輪磨粒與工件摩擦非常劇烈，即使在高壓大流量和條件下，所測(cè)到摩擦區(qū)工件表層溫度范圍達(dá)700~1000℃，如果冷卻條件不好，磨削過(guò)程就不可能進(jìn)行。在功入式強(qiáng)力磨削時(shí)，采用性能優(yōu)良的合成強(qiáng)力磨削液與乳化液相比，總磨量提高35％，磨削比提高30％~50％，延長(zhǎng)正常磨削時(shí)間約40％，降低功率損耗約40％，所以強(qiáng)力磨削時(shí)，冷卻液的性能對(duì)磨削效果影 響很大。

總之 加工方法不同，切削液的選用就不同只有針對(duì)每種加工方法的特點(diǎn)，選用的合理的切削液才能加工出符合要求的產(chǎn)品。

第二篇：改善工件材料切削加工性的方法

改善工件材料切削加工性的措施

改善工件材料的切削加工性通常可通過(guò)以下三種方法：

一、選擇加工性好的存在狀態(tài)

低碳鋼以冷拔及熱軋狀態(tài)最好加工；中碳鋼以部分秋花的珠光體組織最好加工；高碳鋼則以完全球化的的退火狀態(tài)加工性最好。

二、通過(guò)熱處理改善加工性

如工具鋼，一般經(jīng)退火處理可降低硬度、強(qiáng)度，提高加工性。白口鑄鐵可以加熱到950～1100℃，保溫、退火，來(lái)提高加工性。

有的工件材料通過(guò)調(diào)質(zhì)處理，提高硬度、強(qiáng)度，降低塑性來(lái)改善加工性。如車制不銹鋼2Cr13螺紋時(shí)，由于硬度太低，塑性較大，光潔度不易提高，當(dāng)經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，硬度達(dá)到HRC28時(shí)，塑性下降，光潔度可以改善，生產(chǎn)效率也相應(yīng)提高。

還有一些工件材料，如氮化鋼，為了減小工件以加工表面的殘余應(yīng)力，可采取去應(yīng)力退火。

時(shí)效處理也是改善加工性的方法，如加工Cr20Ni80Ti3之前，先加熱到1000℃保持8小時(shí)，然后在900～950℃溫度下時(shí)效處理16小時(shí)，再在空氣里冷卻，這樣處理后可以提高切削加工性

用熱處理的方法改善加工性，要在工藝允許范圍內(nèi)進(jìn)行，而且具體采用哪一種熱處理規(guī)范，要跟據(jù)工廠的條件而定。

三、在工藝要求許可的范圍內(nèi)，選用加工性好的工件材料

如機(jī)床用的某些絲杠，可以選用易切鋼。自動(dòng)機(jī)、自動(dòng)線生產(chǎn)中使用易切材料，對(duì)提高刀具耐用度及保證穩(wěn)定生產(chǎn)有重要作用。這是由于易切鋼中的金屬夾雜物（如MnS）具有潤(rùn)滑與脆化的作用，可以降低切削力，克服粘刀現(xiàn)象，并使切屑容易折斷。隨著切削加工技術(shù)和刀具材料的發(fā)展，工件材料的加工性也會(huì)發(fā)生變化。如電加工的出現(xiàn)，使一些原來(lái)認(rèn)為難加工的材料，變得不難加工?！叭恒@”的發(fā)展，使碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼鉆孔的加工性差距變小了。

硬質(zhì)合金的不斷改進(jìn)，新刀具材料的不斷涌現(xiàn)，將使各種的加工性差距逐漸縮小。隨著新的工件材料（如耐熱材料、高強(qiáng)度材料、高硬材料、高純材料）的出現(xiàn)，高精度、高光潔度加工以及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，必然給工件材料的切削加工性帶來(lái)新的矛盾，這就要求人們進(jìn)一步的去認(rèn)識(shí)它、分析和解決它。

第三篇：第一章 切削加工基礎(chǔ)知識(shí)

第一章 切削加工基礎(chǔ)知識(shí)

一、本章的教學(xué)目的與要求

本章主要介紹了機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)。重點(diǎn)應(yīng)掌握切削運(yùn)動(dòng)及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知識(shí)；切削過(guò)程的物理現(xiàn)象及控制；砂輪及磨削過(guò)程基本知識(shí)；材料切削加工性概念；機(jī)械加工工藝過(guò)程基本概念；機(jī)械加工質(zhì)量的概念等。掌握本章內(nèi)容為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，為初步具備分析、解決工藝問(wèn)題的能力打基礎(chǔ)，為學(xué)生了解現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)和模式及其發(fā)展打基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)本章要注意理論聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，才能更好體會(huì)，加深理解?？赏ㄟ^(guò)課堂討論、作業(yè)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)外參觀等及采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教學(xué)手段學(xué)習(xí)，以取得良好的教學(xué)效果。為學(xué)好本章內(nèi)容，可參閱鄧文英主編《金屬工藝學(xué)》第4版、傅水根主編《機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)》(金屬工藝學(xué)冷加工部分)、李愛(ài)菊等主編《現(xiàn)代工程材料成形與制造工藝基礎(chǔ)》下冊(cè)及相關(guān)機(jī)械制造方面的教材和期刊。

二、授課主要內(nèi)容

1切削運(yùn)動(dòng)和切削要素

主要學(xué)習(xí)零件表面的形成、切削運(yùn)動(dòng)、切削用量、切削層參數(shù) 2切削刀具和切削過(guò)程

主要學(xué)習(xí)切削刀具材料、車刀、刨刀、鏜刀、麻花鉆、銑刀的結(jié)構(gòu)及刀具幾何角度，切削的形成及形態(tài)、積屑瘤、切削力、切削熱和切削溫度、刀具磨損和刀具耐用度

3磨具和磨料切削 主要學(xué)習(xí)磨具和磨削原理 4材料的切削加工性

主要學(xué)習(xí)衡量材料切削加工性能的指標(biāo)、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法

5機(jī)械加工工藝過(guò)程基本概念

主要學(xué)習(xí)工藝過(guò)程的基本概念、工件的安裝和夾具、基準(zhǔn)及其選擇原則、工件在夾具中的定位

6機(jī)械加工質(zhì)量的概念

主要學(xué)習(xí)機(jī)械加工精度、機(jī)械加工表面質(zhì)量

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)及對(duì)學(xué)生的要求（掌握、熟悉、了解、自學(xué)）

讓學(xué)生重點(diǎn)掌握切削運(yùn)動(dòng)及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知識(shí)、切削過(guò)程、砂輪及磨削過(guò)程、材料切削加工性、機(jī)械加工工藝過(guò)程基本概念；機(jī)械加工質(zhì)量等概念。

四、要外語(yǔ)詞匯

主運(yùn)動(dòng)：primary motion 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：feed movement 車刀：turning tools 刀具材料：cutting tools materials 切削過(guò)程：cutting process 磨具：abrasive grinding tools 表面質(zhì)量：machining quality of machined surfaces

五、輔助教學(xué)情況（多媒體課件、板書、繪圖、標(biāo)本、示數(shù)等）

主講（板書）+課堂討論+作題練習(xí)+實(shí)驗(yàn)+多媒體課件+實(shí)物

六、復(fù)習(xí)思考題

1.試說(shuō)明下列加工方法的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：

a.車端面；b.在鉆床上鉆孔；c.在銑床上銑平面；d.在牛頭刨床上刨平面；e.在平面磨床上 磨平面。

2.試說(shuō)明車削時(shí)的切削用量三要素，并簡(jiǎn)述粗、精加工時(shí)切削用量的選擇原則。

3.車外圓時(shí)，已知工件轉(zhuǎn)速n=320 r/min，車刀進(jìn)給速度vf=64 mm/min，其它條件如題圖1-1所示，試求切削速度vc、進(jìn)給量f、背吃刀量ap、切削層公稱橫截面積AD、切削層公稱寬度bD和厚度hD。

4.彎頭車刀刀頭的幾何形狀如題圖1-2所示，試分別說(shuō)明車外圓、車端面(由外向中心進(jìn)給)時(shí)的主切削刃、刀尖、前角γ0、主后角ao、主偏角kr和副偏角kr'。

題圖1-1

題圖1-2 5.簡(jiǎn)述車刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃傾角的作用及選擇原則。

6.機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀有哪些優(yōu)點(diǎn)? 7.刀具切削部分材料應(yīng)具備哪些基本性能?常用的刀具材料有哪些? 8.高速鋼和硬質(zhì)合金在性能上的主要區(qū)別是什么?各適合做哪些刀具? 9.切屑是如何形成的?常見(jiàn)的有哪幾種? 10.積屑瘤是如何形成的?它對(duì)切削加工有哪些影響?生產(chǎn)中最有效的控制積屑瘤的手段是什么? 11.設(shè)用γ0=15°, ao=8°, kr=75°, kr'=10°,?s =0°的硬質(zhì)合金車刀，在C6132型臥式車床上車削45鋼(正火，187HBS)軸件的外圓，切削用量為vc=100 mm/min、f=0.3 mm/r、ap=4 mm，試用切削層單位面積切削力kc計(jì)算切削力Fc和切削功率Pm。若機(jī)床傳動(dòng)效率η=0.75，機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率PE=4.5 kW，試問(wèn)電動(dòng)機(jī)功率是否足夠? 12.切削熱對(duì)切削加工有什么影響? 13.背吃刀量和進(jìn)給量對(duì)切削力和切削溫度的影響是否一樣?如何運(yùn)用這一規(guī)律指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐? 14.切削液的主要作用是什么?常根據(jù)哪些主要因素選用切削液? 15.刀具的磨損形式有哪幾種?在刀具磨損過(guò)程中一般分為幾個(gè)磨損階段?刀具壽命的含義和作用是什么? 16.試分析砂輪磨削金屬與刀具切削金屬的過(guò)程及原理有何異同?原因何在? 17.如何評(píng)價(jià)材料切削加工性的好壞?最常用的衡量指標(biāo)?如何改善材料切削加工性? 18.什么是生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程、工序和安裝? 19.生產(chǎn)類型有哪幾種? 汽車、電視機(jī)、金屬切削機(jī)床、大型軋鋼機(jī)的生產(chǎn)各屬于哪種生產(chǎn)類型? 各有何特征? 20.機(jī)械加工中，工件的安裝方法有哪幾類? 各適用于什么場(chǎng)合? 21.什么是夾具? 按其用途不同，夾具分為哪幾類? 各適用于什么場(chǎng)合? 22.何謂基準(zhǔn)?根據(jù)作用的不同，基準(zhǔn)分為哪幾種? 23.何謂粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)? 試述粗、精基準(zhǔn)的選擇原則各是什么? 24.試選擇如題圖1-3所示三個(gè)零件的粗、精基準(zhǔn)。其中題圖1-3a是齒輪，m=2,Z=37，毛坯為熱軋棒料；題圖1-3b是液壓油缸，毛坯為鑄鐵件，孔已鑄出；題圖1-3c是飛輪，毛坯為鑄件。均為批量生產(chǎn)。圖中除了標(biāo)有不加工符號(hào)的表面外，均為加工表面。25.何謂工件的六點(diǎn)定位原理?加工時(shí)，工件是否都要完全定位? 26.什么是加工精度?包括哪些內(nèi)容? 27.機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義是什么?它與表面粗糙度有何區(qū)別?圖樣上常標(biāo)注哪一項(xiàng)?

題圖1-3

七、參考教材（資料）孫大涌主編.先進(jìn)制造技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 2 李偉光主編.現(xiàn)代制造技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 3 機(jī)械工程手冊(cè)編輯委員會(huì).機(jī)械工程手冊(cè)：機(jī)械制造工藝及設(shè)備卷(二)第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 4 鄧文英主編.金屬工藝學(xué)第4版.北京：高等教育出版社，2000 5 吳桓文主編.工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)(Ⅲ)機(jī)械加工工藝基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，1990 6 盧秉恒主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 7 張世昌，李 旦等.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2001 8 傅水根主編.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)(金屬工藝學(xué)冷加工部分).北京：清華大學(xué)出版社，1998 9 李愛(ài)菊，王守成等.現(xiàn)代工程材料成形與制造工藝基礎(chǔ)(下冊(cè)).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 10 賈青云，李冬妮等.現(xiàn)代汽車制造技術(shù)之機(jī)械加工：世界汽車技術(shù)發(fā)展跟蹤研究(一).汽車工藝與材料，2002，(4)11 苗赫濯，齊龍浩等.新型陶瓷刀具在機(jī)械工程中的應(yīng)用.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2002，38(2)

第一章 機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)

切削加工是使用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)，在工具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，把工件上多余的材料層切除，使工件獲得規(guī)定的幾何參數(shù)(尺寸、形狀、位置)和表面質(zhì)量的加工方法。

第一節(jié) 切削運(yùn)動(dòng)及切削要素

一、零件表面的形成

1.基本表面：外圓面、內(nèi)圓面(孔)、平面 2.成形面：螺紋、齒輪的齒形等

這些表面可分別用圖1-1所示的相應(yīng)加工方法來(lái)獲得。

圖1-1 零件不同表面加工時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)

二、切削運(yùn)動(dòng)

切削運(yùn)動(dòng)(cutting motions)：在切削加工中，刀具和工件間必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，也可以是連續(xù)的或間歇的 切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)(圖中Ⅰ)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(圖中Ⅱ)。

主運(yùn)動(dòng)(primary motion)是使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，促使刀具接近工件而實(shí)現(xiàn)切削的運(yùn)動(dòng)。如圖1-2所示工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)速度最高，消耗功率最大。主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(feed movement)使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加上主運(yùn)動(dòng)，即可連續(xù)地切除余量，如圖1-2所示車刀的移動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是1個(gè)或多個(gè)

圖1-2 切削運(yùn)動(dòng)和加工表面

三、切削用量

切削用量(cutting conditions)包括切削速度vc、進(jìn)給量f(或進(jìn)給速度vf)和背吃刀量aP；三要素。

1.切削速度

切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱為切削速度(cutting speed)，以vc表示，單位為m/s或m/min。

若主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(如車削、銑削等)，切削速度一般為其最大線速度。 vc??dn1000 m/s或m/min 式中：d—工件(或刀具)的直徑，mm；n—工件(或刀具)的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min。

若主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)(如刨削、插削等)，則常以其平均速度為切削速度，即：  vc?2Lnr m/s或m/min 1000式中：L—往復(fù)行程長(zhǎng)度，mm；nr——主運(yùn)動(dòng)每秒或每分鐘的往復(fù)次數(shù)，str/s或str/min。

2.進(jìn)給量

刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量稱為進(jìn)給量(feed rate)。

用單齒刀具(如車刀、刨刀等)加工時(shí)，進(jìn)給量常用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程刀具在進(jìn)給

運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量來(lái)度量，稱為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量或每行程進(jìn)給量，以f表示，單位為mm/r或mm/str。

用多齒刀具(如銑刀、鉆頭等)加工時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱進(jìn)給速度，以vf表示，單位為mm/s或mm/min。刀具每轉(zhuǎn)或每行程中每齒相對(duì)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的位移量，稱每齒進(jìn)給量，以fz表示，單位為mm/z。fz、f、vf之間有如下關(guān)系：

 vf?fn?fzzn mm/s或mm/min 式中：n—刀具或工件轉(zhuǎn)速，r/s或r/min；z—刀具的齒數(shù)。

3.背吃刀量

在通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)方向的切削層尺寸平面中，垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向測(cè)量的切削層尺寸，稱為背吃刀量(back engagement of the cutting edge)，以aP表示，單位為mm。如圖1-2所示，車外圓時(shí)，aP可用下式計(jì)算，即  ap?dw?dm mm 2式中：dw、dm—工件待加工和已加工表面直徑，mm。

工件上由主切削刃形成的那部分表面是過(guò)渡表面。

四、切削層參數(shù)

切削層是指切削過(guò)程中，由刀具切削部分的一個(gè)單一動(dòng)作(如車削時(shí)工件轉(zhuǎn)一圈，車刀主切削刃移動(dòng)一段距離)所切除的工件材料層。它決定了切屑的尺寸及刀具切削部分的載荷。切削層的尺寸和形狀，通常是在切削層尺寸平面中測(cè)量的，如圖1-3所示。

(1)切削層公稱橫截面積AD 在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實(shí)際橫截面積，單位為mm2。

(2)切削層公稱寬度bD 在給定瞬間，作用于主切削刃截形上兩個(gè)極限點(diǎn)間的距離，在切削層尺寸平面中測(cè)量，單位為mm。

(3)切削層公稱厚度hD 同一瞬間切削層公稱橫截面積與其公稱寬度之比，單位為mm。由定義可知

 AD?bDhDmm2

因AD不包括殘留面積，而且在各種加工方法中AD與進(jìn)給量和背吃刀量的關(guān)系不同，所以AD不等于f和aP的積。只有在車削加工中，當(dāng)殘留面積很小時(shí)才能近似地認(rèn)為它們相等，即

AD?fap mm

第四篇：常見(jiàn)電工材料及其選用

常見(jiàn)電工材料及其選用

常用電工材料分為四類: 絕緣材料、導(dǎo)電材料、電熱材料和磁性材料。

一、絕緣材料

絕緣材料又名電介質(zhì)，其主要作用是用來(lái)隔離不同電位的導(dǎo)體或?qū)w與地之間的電流，使電流僅沿導(dǎo)體流通。在不同的電工產(chǎn)品中，根據(jù)需要不同，絕緣材料還起著不同的作用。

二、導(dǎo)電材料

普通導(dǎo)電材料是指專門用于傳導(dǎo)電流的金屬材料。銅和鋁是合適的普通導(dǎo)電材料，它們的主要用途是用于制造電線電纜。電線電纜的定義為：用于傳輸電能信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。

三、電熱材料

電熱材料是用來(lái)制造各種電阻加熱設(shè)備中的發(fā)熱元件，作為電阻接到電路中，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使加熱設(shè)備的溫度升高。對(duì)電熱材料的要求基本要求是電阻率高，加工性能好，在高溫時(shí)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的抗氧化能力。常用的電熱材料是鎳鉻合金和鐵鉻鋁合金。

四、電磁材料

磁性材料按其磁性能及其應(yīng)用，可以概括分為軟磁材料、硬磁材料和特殊磁性材料三類。按其組成又可分為金屬（合金）磁性材料和非金屬磁性材料—鐵氧體磁性材料兩種系列。

五、電工導(dǎo)電材料的選用原則和方法 1．導(dǎo)線的正確選用

作為線芯的金屬材料，必須具備的特點(diǎn)是：電阻率較低；有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；在一般情況下有較好的耐腐蝕性；容易進(jìn)行各種形式的機(jī)械加工，價(jià)格較便宜。銅和鋁基本符合這些特點(diǎn)，因此銅和鋁作為導(dǎo)線的線芯。銅導(dǎo)線的電阻率比鋁導(dǎo)線小，焊接性能和機(jī)械性能比鋁導(dǎo)線好，常用于要求較高的場(chǎng)合，鋁導(dǎo)線密度比銅導(dǎo)線小，價(jià)格相對(duì)低廉，目前，鋁導(dǎo)線的使用較為普遍。2．導(dǎo)線截面的選擇

（1）根據(jù)導(dǎo)線發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面

電線電纜的允許載流量是指在不超過(guò)它們最高工作溫度的條件下，允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流值，又稱為安全載流量。這是電線電纜的一個(gè)重要參數(shù)。

單根RV、RVB、RVS、RVV和BLVV型電線在空氣中敷設(shè)時(shí)的載流量（環(huán)境溫度為+25℃。

（2）根據(jù)線路的機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線截面

導(dǎo)線安裝后和運(yùn)行中，要受到外力的影響，導(dǎo)線本身自重和不同的敷設(shè)方式使導(dǎo)線受到不同的張力，如果導(dǎo)線不能承受張力作用，會(huì)造成斷線事故。在選擇導(dǎo)線時(shí)必須考慮導(dǎo)線截面。

（3）根據(jù)電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面

1）住宅用戶，由變壓器低壓側(cè)至線路末端，電壓損失應(yīng)小于6%。

2）電動(dòng)機(jī)在正常情況下，電動(dòng)機(jī)端電壓與起額定電壓不得相差±5%。根據(jù)以上條件選擇導(dǎo)線截面的結(jié)果，在同樣負(fù)載條件下可能得出不同截面的數(shù)據(jù)。此時(shí)，應(yīng)選擇其中最大的截面。

（4）導(dǎo)線截面還要與線路中裝設(shè)的熔斷器相適應(yīng)。

第五篇：難加工材料的切削加工技術(shù)

難加工材料的切削加工技術(shù)

潘 飛

（常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械工程系

江蘇

常州

213011）

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)材料的要求也越高，對(duì)切削加工也提出了更高的要求。本文針對(duì)這一問(wèn)題，著重講述切削難加工材料應(yīng)考慮的幾個(gè)方面。

關(guān)鍵詞：難加工材料；切削加工

近年來(lái)，機(jī)械產(chǎn)品多功能、高功能化的發(fā)展勢(shì)頭十分強(qiáng)勁，要求零件必須實(shí)現(xiàn)小型化、微細(xì)化。為了滿足這些要求，則所用材料必須具有高硬度、高韌性和高耐磨性，而具有這些特性的材料其加工難度也特別大，因此又出現(xiàn)了新的難加工材料。難加工材料就是這樣隨著時(shí)代的發(fā)展及專業(yè)領(lǐng)域的不同而出現(xiàn)，其特有的加工技術(shù)也隨著時(shí)代及各專業(yè)領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)而不斷向前發(fā)展。另一方面，隨著信息化社會(huì)的到來(lái)，難加工材料切削技術(shù)信息也可通過(guò)因特網(wǎng)互相交流，因此，今后有關(guān)難加工材料切削加工的數(shù)據(jù)等信息將會(huì)更加充實(shí)，加工效率也必然會(huì)進(jìn)一步提高。難加工材料的界定及具體品種，隨時(shí)代及專業(yè)領(lǐng)域而各有不同。

一、切削領(lǐng)域中的難加工材料

在切削加工中，通常出現(xiàn)的刀具磨損包括如下兩種形態(tài)：(1)由于機(jī)械作用而出現(xiàn)的磨損，如崩刃或磨粒磨損等；(2)由于熱及化學(xué)作用而出現(xiàn)的磨損，如粘結(jié)、擴(kuò)散、腐蝕等磨損，以及由切削刃軟化、溶融而產(chǎn)生的破斷、熱疲勞、熱龜裂等。切削難加工材料時(shí)，在很短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)上述刀具磨損，這是由于被加工材料中存在較多促使刀具磨損的因素。例如，多數(shù)難加工材料均具有熱傳導(dǎo)率較低的特點(diǎn)，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量很難擴(kuò)散，致使刀具刃尖溫度很高，切削刃受熱影響極為明顯。這種影響的結(jié)果會(huì)使刀具材料中的粘結(jié)劑在高溫下粘結(jié)強(qiáng)度下降，WC(碳化鎢)等粒子易于分離出去，從而加速了刀具磨損。另外，難加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高溫條件下產(chǎn)生反應(yīng)，出現(xiàn)成分析出、脫落，或生成其他化合物，這將加速形成崩刃等刀具磨損現(xiàn)象。在切削高硬度、高韌性被加工材料時(shí)，切削刃的溫度很高，也會(huì)出現(xiàn)與切削難加工材料時(shí)類似的刀具磨損。如切削高硬度鋼時(shí)，與切削一般鋼材相比，切削力更大，刀具剛性不足將會(huì)引起崩刃等現(xiàn)象，使刀具壽命不穩(wěn)定，而且會(huì)縮短刀具壽命，尤其是加工生成短切屑的工件材料時(shí)，會(huì)在切削刃附近產(chǎn)生月牙洼磨損，往往在短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)刀具破損。在切削超耐熱合金時(shí)，由于材料的高溫硬度很高，切削時(shí)的應(yīng)力大量集中在刃尖處，這將導(dǎo)致切削刃產(chǎn)生塑性變形；同時(shí)，由于加工硬化而引起的邊界磨損也比較嚴(yán)重。由于這些特點(diǎn)，所以要求用戶在切削難加工材料時(shí)，必須慎重選擇刀具品種和切削條件，以獲得理想的加工效果。

二、難加工材料在切削加工中應(yīng)注意的問(wèn)題

切削加工大致分為車削、銑削及以中心齒為主的切削(鉆頭、立銑刀的端面切削等)，這些切削加工的切削熱對(duì)刃尖的影響也各不相同。車削是一種連續(xù)切削，刃尖承受的切削力無(wú)明顯變化，切削熱連續(xù)作用于切削刃上；銑削則是一種間斷切削，切削力是斷續(xù)作用于刃尖，切削時(shí)將發(fā)生振動(dòng)，刃尖所受的熱影響，是切削時(shí)的加熱和非切削時(shí)的冷卻交替進(jìn)行，總的受熱量比車削時(shí)少。銑削時(shí)的切削熱是一種斷續(xù)加熱現(xiàn)象，刀齒在非切削時(shí)即被冷卻，這將有利于刀具壽命的延長(zhǎng)。日本理化研究所對(duì)車削和銑削的刀具壽命作了對(duì)比試驗(yàn)，銑削所用刀具為球頭立銑刀，車削為一般車刀，兩者在相同的被加工材料和切削條件(由于切削方式不同，切削深度、進(jìn)給量、切削速度等只能做到大體一致)及同一環(huán)境條件下進(jìn)行切削對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，銑削加工對(duì)延長(zhǎng)刀具壽命更為有利。利用帶有中心刃(即切削速度=0m/min的部位)的鉆頭、球頭立銑刀等刀具進(jìn)行切削時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)靠近中心刃處工具壽命低下的情況，但仍比車削加工時(shí)強(qiáng)。在切削難加工材料時(shí)，切削刃受熱影響較大，常常會(huì)降低刀具壽命，切削方式如為銑削，則刀具壽命會(huì)相對(duì)長(zhǎng)一些。但難加工材料不能自始至終全部采用銑削加工，中間總會(huì)有需要進(jìn)行車削或鉆削加工的時(shí)候，因此，應(yīng)針對(duì)不同切削方式，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，提高加工效率。

三、切削難加工材料用的刀具材料

立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride)的高溫硬度是現(xiàn)有刀具材料中最高的，最適合用于難加工材料的切削加工。新型涂層硬質(zhì)合金是以超細(xì)晶粒合金作基體，選用高溫硬度良好的涂層材料加以涂層處理，這種材料具有優(yōu)異的耐磨性，也是可用于難加工材料切削的優(yōu)良刀具材料之一。難加工材料中的鈦、鈦合金由于化學(xué)活性高，熱傳導(dǎo)率低，可選用金剛石刀具進(jìn)行切削加工。CBN燒結(jié)體刀具適用于高硬度鋼及鑄鐵等材料的切削加工，CBN成分含量越高，刀具壽命也越長(zhǎng)，切削用量也可相應(yīng)提高。據(jù)報(bào)道，目前已開(kāi)發(fā)出不使用粘結(jié)劑的CBN燒結(jié)體。金剛石燒結(jié)體刀具適用于鋁合金、純銅等材料的切削加工。金剛石刀具刃口鋒利，熱傳導(dǎo)率高，刃尖滯留的熱量較少，可將積屑瘤等粘附物的發(fā)生控制在最低限度之內(nèi)。在切削純鈦和鈦合金時(shí)，選用單晶金剛石刀具切削比較穩(wěn)定，可延長(zhǎng)刀具壽命。涂層硬質(zhì)合金刀具幾乎適用于各種難加工材料的切削加工，但涂層的性能(單一涂層和復(fù)合涂層)差異很大，因此，應(yīng)根據(jù)不同的加工對(duì)象，選用適宜的涂層刀具材料。據(jù)報(bào)道，最近已開(kāi)發(fā)出金剛石涂層硬質(zhì)合金和DLC(Diamond Like Carbon)涂層硬質(zhì)合金，使涂層刀具的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并已可用于高速切削加工領(lǐng)域。

四、切削難加工材料的刀具形狀

在切削難加工材料時(shí)，刀具形狀的最佳化可充分發(fā)揮刀具材料的性能。選擇與難加工材料特點(diǎn)相適應(yīng)的前角、后角、切入角等刀具幾何形狀和對(duì)刃尖進(jìn)行適當(dāng)處理，對(duì)提高切削精度和延長(zhǎng)刀具壽命有很大的影響，因此，在刀具形狀方面決不能掉以輕心。但是，隨著高速銑削技術(shù)的推廣應(yīng)用，近來(lái)已逐漸采用小切深以減輕刀齒負(fù)荷，采用逆銑并提高進(jìn)給速度，因此，對(duì)切削刃形狀的設(shè)計(jì)思路也有所改變。對(duì)難加工材料進(jìn)行鉆削加工時(shí)，增大鉆尖角，進(jìn)行十字形修磨，是降低扭矩和切削熱的有效途徑，它可將切削與切削面的接觸面積控制在最小范圍之內(nèi)，這對(duì)延長(zhǎng)刀具壽命和提高切削條件十分有利。鉆頭在鉆孔加工時(shí)，切削熱極易滯留在切削刃附近，而且排屑也很困難，在切削難加工材料時(shí)，這些問(wèn)題更為突出，必須給以足夠的關(guān)注。

為了便于排屑，通常在鉆頭切削刃后側(cè)設(shè)有冷卻液噴出口，可供給充足的水溶性冷卻液或霧狀冷卻劑等，使排屑變得更為順暢，這種方式對(duì)切削刃的冷卻效果也很理想。近年來(lái)，已開(kāi)發(fā)出一些潤(rùn)滑性能良好的涂層物質(zhì)，這些物質(zhì)涂鍍?cè)阢@頭表面后，用其加工3～5D的淺孔時(shí)，可采用干式鉆削方式?？椎木庸v來(lái)采用鏜削方式，不過(guò)近來(lái)已逐漸由傳統(tǒng)的連續(xù)切削方式改變?yōu)椴捎玫雀呔€切削這類間斷切削方式，這種方式對(duì)提高排屑性能和延長(zhǎng)工具壽命均更為有利。因此，這種間斷切削用的鏜削刀具設(shè)計(jì)出來(lái)后，立即被應(yīng)用于汽車零件的CNC切削加工。在螺紋孔加工方面，目前也采用螺旋切削插補(bǔ)方式，切螺紋用的立銑刀已大量投放市場(chǎng)。如上所述，這種由原來(lái)連續(xù)切削向間斷切削的轉(zhuǎn)換，是隨著對(duì)CNC切削理解的加深而進(jìn)行的，這是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。采用此種切削方式切削難加工材料時(shí)，可保持切削的平穩(wěn)性，且有利于延長(zhǎng)工具壽命。

五、難加工材料的切削條件

難加工材料的切削條件歷來(lái)都設(shè)定得比較低，隨著刀具性能的提高，高速高精度CNC機(jī)床的出現(xiàn)，以及高速銑削方式的引進(jìn)等，目前，難加工材料的切削已進(jìn)入高速加工、刀具長(zhǎng)壽命化的時(shí)期?，F(xiàn)在，采用小切深以減輕刀具切削刃負(fù)荷，從而可提高切削速度和進(jìn)給速度的加工方式，已成為切削難加工材料的最佳方式。當(dāng)然，選擇適應(yīng)難加工材料特有性能的刀具材料和刀具幾何形狀也極為重要，而且應(yīng)力求刀具切削軌跡的最佳化。例如，鉆削不銹鋼等材料時(shí)，由于材料熱傳導(dǎo)率很低，因此，必須防止切削熱大量滯留在切削刃上，為此應(yīng)盡可能采用間斷切削，以避免切削刃和切削面摩擦生熱，這將有助于延長(zhǎng)工具壽命和保證切削的穩(wěn)定。用球頭立銑刀對(duì)難加工材料進(jìn)行粗加工時(shí)，工具形狀和夾具應(yīng)很好配合，這樣可提高刀具切削部分的振擺精度和夾持剛性，以便在高速回轉(zhuǎn)條件下，保證將每齒進(jìn)給量提高到最大限度，同時(shí)也可延長(zhǎng)工具壽命。

如前所述，難加工材料的最佳切削方法是不斷發(fā)展的，新的難加工材料不斷出現(xiàn)，對(duì)新材料的加工總是不斷困擾著工程技術(shù)人員。最近，新型加工中心、切削工具、夾具及CNC切削等技術(shù)發(fā)展非常迅速，而且在切削加工之外，CNC磨削、CNC電加工等技術(shù)也得到空前的發(fā)展，難加工材料的加工技術(shù)選擇范圍已大為擴(kuò)展。當(dāng)然，有關(guān)難加工材料加工信息的收集與對(duì)該技術(shù)的深入理解，還不能盡如人意，正因?yàn)槿绱?，而?duì)難加工材料的不斷涌現(xiàn)，人們總是感到加工技術(shù)有些力不從心。例如，前述車削加工由連續(xù)切削向間斷切削轉(zhuǎn)換，便有利于延長(zhǎng)工具壽命，新型涂層硬質(zhì)合金刀具的使用，使難加工材料切削技術(shù)水平得到進(jìn)一步提高。在難加工材料的切削加工中應(yīng)特別重視工具壽命的穩(wěn)定，不僅工件材料要和刀具性能妥善配伍，而且對(duì)加工尺寸、加工表面粗糙度、形狀精度等的要求也極嚴(yán)格，因此，不僅應(yīng)特別注意刀具選用，對(duì)工件的夾持方式等相關(guān)技術(shù)也不能掉以輕心。今后，難加工材料零件的加工將采取CAD/CAM、CNC切削加工等計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)方式，因此，數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)、工具設(shè)計(jì)與制作等工具管理系統(tǒng)的完善，都極為重要。難加工材料切削加工中，適用的刀具、夾具、工序安排、工具軌跡的確定等有關(guān)切削條件的數(shù)據(jù)，均應(yīng)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)加以積累，使零件生產(chǎn)方式沿著以IT化為基礎(chǔ)的方向發(fā)展，這樣，難加工材料的切削加工技術(shù)才能較快地步入一個(gè)新的階段。