一、前言

机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改动的过程。按加工方式上的不同可分为切削加工和压力加工。

二、机械加工基本常识

以下这些机械加工常识的汇总：

对切削温度的影响：切削速度，进给率，背吃刀量；

对切削力的影响：背吃刀量，进给率，切削速度；

对刀具耐用度的影响：切削速度，进给率，背吃刀量。

当背吃刀量增大一倍时，切削力增大一倍；

当进给率增大一倍时，切削力大约增大70%；

当切削速度增大一倍时，切削力逐步减小；

可以依据铁屑排出的情况判断出切削力，切削温度是否在正常范围内。

当所量的实践数值X与图纸直径Y之大于0.8时车的凹圆弧时，副偏角52度的车刀（也就是我们常用的刀片为35度的主偏角93度的车刀）所车出的R在起点位置的当地可能会擦刀。

铁屑颜色所代表的温度：

白色小于200度

黄色220-240度

暗蓝290度

蓝320-350度

紫黑大于500度

手动刀尖R补偿公式：

从下往上车倒角：Z=R*（1-tan(a/2)）X=R(1-tan(a/2))*tan(a)从上往下车倒角将减改成加即可。

三、在数控车加工时，以下几点应特别注意：

（1）关于目前我国的经济数控车床一般选用的是一般三相异步电机通过变频器完结无级变速，假如没有机械减速，往往在低速时主轴输出扭矩不足，假如切削负荷过大，简单闷车，不过有的机床上带有齿轮档位很好的处理了这一问题；

（2）尽可能使刀具能完结一个零件或一个作业班次的加作业业，大件精加工特别要注意中心避免半途换刀确保刀具能一次加工完结；

（3）用数控车车削螺纹时因尽可能选用较高的速度，以完结，出产；

（4）尽可能运用G96；

（5）高速度加工的基本概念就是使进给超过热传导速度，从而将切削热随铁屑排出使切削热与工件阻隔，确保工件不升温或少升温，因而，高速度加工是选取很高的切削速度与高进给相匹配一起选取较小的背吃刀量；

（6）注意刀尖R的补偿。

高速车削TC4钛合金硬质合金刀片槽型对刀具磨损的影响

 TC4钛合金具有比强度高、高温热强性和耐热功能高、抗腐蚀性好等尤秀功能，因而成为航空航天工业中应用前景极其宽广的资料。一起，因为化学活性大、变形系数小、热传导率低一级特色又使其成为一种典型的难加工资料。现在，硬质合金是切削TC4钛合金的首要刀具资料，且可转位硬质合金刀片的使用越来越广泛。在加工过程中，可转位刀片的槽型对切削过程有很大影响，国内外学者对刀片槽型对切削加工的影响进行了深入的研讨，波兰学者Grzesik对三维槽型刀具切削钢材的切屑折断机理进行了研讨，发现对触摸面的控制是影响切屑折断的一个重要因素。中山一雄以为:切屑受挤压而弯曲是因为断屑槽施加弯矩效果的结果，并以为断屑槽型的不同会导致断屑功能的不同。Worthington等人研讨了棱带宽度在切削过程中的断屑效果，并给出棱带的宽度范围，一起给出了切屑弯曲半径。方宁研讨了刀片槽型对断屑功能的影响，并应用多重线性办法，建立了两种预测新型刀片断屑功能的数学模型。

 综上所述，现在对切削加工中槽型对切削影响的研讨首要集中在断屑方向。事实上，刀片的槽型对刀片本身的磨损也有很大影响，特别是高速切削TC4钛合金时刀具磨损很快，此刻，槽型对刀片磨损的影响就显得更为突出。本文选用山特维克可乐满CNMG120408刀片的SM和QM两种槽型进行研讨，通过实验来比照剖析不同切削速度下两种槽型刀片的磨损特色。

 1 实验设备及条件

 1.1 实验设备

 实验选用的是沈阳地一机床厂出产的数控车床CAK6150(如图1)，其主轴蕞大转速为1800r/min。

 刀片磨损的观测选用基恩士VHX-1000C型超景深三维显微体系(如图2)。

 1.2 刀片的几许参数及槽型特征

 实验选用刀片的商标为H13A，它是山特维克可乐满公司针对钛合金及耐热合金切削开发的一种新型细晶硬质合金刀具商标，具有良好的耐磨粒磨损性和韧性，适用于钛合金的车削加工。

 刀片型号为CNMG120408，其安装后的刀具几许参数如表1。

 实验选用了CNMG120408的两种槽型，即QM槽型和SM槽型刀片进行比照研讨。两种刀片槽型的结构特征如图3所示，它们的前角均为15°，QM槽型选用波涛形槽背，一起它具有较大的棱带宽度，宽深比较小。SM槽型的棱带宽度较小，根本可以忽略，因而刀刃比较尖利，槽型较陡峭，宽深比较大。

 1.3 实验方案

 TC4钛合金常用切削速度为40～50m/min，为深入研讨高速车削时刀片槽型对刀具磨损的影响规律，实验选择两种不同的切削速度进行比照剖析，其切削速度分别为：95m/min、139m/min。详细切削条件如表2所示。

 2 实验结果及剖析

 2.1 切削速度为95m/min时刀具磨损的形状

 图4为切削速度95m/min时两种槽型刀片的磨损情况。在前刀面上，两种槽型刀片的磨损描摹首要是月牙洼磨损，QM槽型刀片磨损更为严峻，可观察到刀具资料因为高温发生了塑性变形。在后刀面上，因为钛合金的回弹较大，后刀面和工件的触摸应力增大，切削区的温度升高，因而刀具后刀面的磨损比切削其他资料时要相对严峻一些。由图4可知，两种槽型刀片中QM槽型刀片后刀面磨损比SM槽型刀片严峻得多，可以显着观察到刀具资料高温软化后工件资料中的硬质点在刀具上划擦发生的犁沟，一起可见因为高温使刀具资料发生塑性变形引起的粘结磨损。SM槽型刀片的后刀面磨损较轻，伟志切削工具蜗杆刀片，仅发生了较小的机械磨损，未见显着犁沟

 图5为两种槽型刀片在切削速度95m/min时的磨损曲线，可以看出，在切削初始阶段QM槽型刀片磨损稍大，跟着切削的持续，SM槽型刀片有很长的一段正常磨损阶段，切削旅程到达1400m后，后刀面磨损量仍小于0.15mm。QM槽型刀片的正常磨损阶段要短得多，后刀面磨损量在切削旅程为1300m时到达0.25mm，此后刀具磨损加重，进入急剧磨损阶段，切削旅程到达1400m时后刀面磨损量已超越0.5mm。在切削速度为95m/min时SM槽型刀片的磨损显着小于QM槽型刀片，SM槽型刀片具有更好的切削功能。

 2.2 切削速度为139m/min时刀具磨损的形状

 图6为切削速度为139m/min时两种槽型刀片的磨损情况。两种槽型刀片在前刀面上的月牙洼磨损均较为严峻，且均可观察到高温引起的塑性变形。在后刀面上，两种槽型刀片均能显着观察到因为高温发生的粘结磨损和刀具资料高温软化后发生的犁沟磨损，且SM槽型刀片的后刀面磨损较重。

 图7为两种槽型刀片在切削速度为139m/min时的磨损曲线，可以看出，在切削初始阶段，两种槽型刀片磨损大致相同，跟着切削的持续，两种槽型刀片的磨损均较快，首要原因是高速切削时刀具与工件触摸频率增大，刀尖的散热时刻缩短，导致切削区的温度急剧添加，刀具磨损速度加快。与切削速度为95m/min时不同，此刻QM槽型刀片磨损相对较小，切削旅程到达300m曾经刀具的磨损都比较平稳，为正常磨损阶段，而SM槽型刀片在切削旅程到达250m时就进入了急剧磨损阶段，正常磨损阶段较短。与切削速度为95m/min时相比，两种槽型刀片的磨损均敏捷得多。SM槽型刀片的后刀面磨损量到达0.3mm时，切削旅程不足450m，刀具使用寿命比切削速度为95m/min时大幅下降。QM槽型刀片的后刀面磨损量到达0.3mm时，切削旅程约为500m，刀具使用寿命不及切削速度为95m/min时的一半。在整个磨损过程中QM槽型刀片的磨损小于SM槽型刀片，此刻QM槽型刀片具有更好的切削功能。

 2.3 两种切削速度下两种槽型刀片功能差异的剖析

 比较图5和图7不难发现，两种槽型刀片在两种切削速度下的切削功能体现恰好相反。在相对较低的95m/min切削条件下，SM槽型要比QM槽型刀片的切削功能好，而在相对较高的139m/min切削条件下，结果相反，QM槽型刀片的磨损一向小于SM槽型刀片。

 如图3所示，剖析SM槽型与QM槽型的区别可知，SM槽型刀片刃口尖利，刀尖体积较小，QM槽型刀片刃口粗钝，刀尖体积较大。在切削过程中切削区的温度是影响刀具磨损机理与速率的决定性因素，而切削区的温度又由切削时切削热的发生速率与散出速率一起决定。换言之，切削时单位时刻发生的热量经切屑、刀具、工件和周围介质散出后，留存在切削区内的热量决定了其切削温度，旋风铣蜗杆刀片设计软件，进而决定了刀具的磨损机理与速率。

 选用95m/min的切削速度时，因为SM槽型刀片刃口尖利，切屑早年刀面流出更顺畅，摩擦热发生较少，切削区内刀尖处的温度相对较低，因而SM槽型刀片磨损较少。

 当选用139m/min的切削速度时，40度蜗杆刀片，高速切削条件下两种槽型刀片发生切削热的速率均远高于较低的95m/min速度时的切削加工，此刻切削区的散热条件对切削区温度的影响效果凸显出来。在干切削时切削热的传出途径除掉切屑和工件散热外，刀具散热是切削热传出的重要途径，特别是关于导热性不好的钛合金零件，其工件散热较慢，刀具散热就显得更为重要。此刻，SM槽型刀片虽然产热较少，但其散热条件相对更差，QM槽型刀片虽然产热较多，但其粗钝的刃口和较大的刀尖体积大大改善了散热条件，这样，在切削热的发生与散出这对对立中，QM槽型刀片胜出，QM槽型刀片在切削区内刀尖处的温度低于SM槽型。一起，此刻两种槽型刀片的切削温度都远高于95m/min时的切削温度，粘接磨损成为此刻刀具的首要磨损方式。QM槽形刀片刃口粗钝，更有利于抵抗工件资料的粘接，然后减小刀具的磨损。因而，在切削速度为139m/min时，QM槽形刀片体现出更好的切削功能。

 

车刀品种和用处

一、车刀是运用广的一种单刃刀具，也是学习、剖析各类刀具的基础。 车刀用于各种车床上，加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。 车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的运用日益广泛，在车刀中所占比例逐步添加。  

二、硬质合金焊接车刀 所谓焊接式车刀，就是在碳刚刀杆上按刀具几何视点的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后运用的车刀。  

三、机夹车刀 机夹车刀是选用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上运用的车刀。此类刀具有如下特点：

（1）刀片不通过高温焊接，防止了因焊接而引起的刀片硬度下降、发生裂纹等缺点，进步了刀具的耐用度。

（2）由于刀具耐用度进步，运用时间较长，换刀时间缩短，进步了生产功率。

（3）刀杆可重复运用，既节省了钢材又进步了刀片的利用率，刀片由制作厂家收回再制，进步了经济效益，降低了刀具本钱。

（4）刀片重磨后，尺度会逐步变小，为了康复刀片的作业方位，往往在车刀结构上设有刀片的调整机构，以添加刀片的重磨次数。

（5）压紧刀片所用的压板端部，能够起断屑器效果。  

四、可转位车刀 可转位车刀是运用可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃，即可持续作业，直到刀片上一切切削刃均已用钝，刀片才作废收回。替换新刀片后，车刀又可持续作业。

1．可转位刀具的长处 与焊接车刀相比，可转位车刀具有下述长处:

（1）刀具寿命高 由于刀片防止了由焊接和刃磨高温引起的缺点，刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽确保，切削性能安稳，然后进步了刀具寿命。

（2）生产功率高 由于机床操作工人不再磨刀，可大大削减停机换刀等辅助时间。

（3）有利于推广新技术、新工艺 可转位刀有利于推广运用涂层、陶瓷等新式刀具资料。

（4）有利于降低刀具本钱 由于刀杆运用寿命长，大大削减了刀杆的耗费和库存量，简化了刀具的管理作业，降低了刀具本钱。

2．可转位车刀刀片的夹紧特点与要求

（1）定位精度高 刀片转位或替换新刀片后，刀尖方位的改变应在工件精度允许的范围内。

（2）刀片夹紧可靠 应确保刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合，经得起冲击和振荡，但夹紧力也不宜过大，应力分布应均匀，以免压碎刀片。

（3）排屑流通刀片前面上蕞好无障碍，确保切屑排出流通，并简略观察。

（4）运用便利转化刀刃和替换新刀片便利、迅速。对小尺度刀具结构要紧凑。 在满意以上要求时，尽可能使结构简略，制作和运用便利。  

五、成形车刀 成形车刀是加工回转体成形外表的专用刀具，其刃形是依据工件廓形设计的，可用在各类车床上加工内外回转体的成形外表。 用成形车刀加工零件时可一次构成零件外表，操作简便、生产率高，加工后能到达公差等级IT8～IT10、粗糙度为10～5μm，并能确保较高的互换性。但成形车刀制作较复杂、本钱较高，刀刃作业长度较宽，故易引起振荡。 成形车刀首要用在加工批量较大的中、小尺度带成形外表的零件。  

    工欲善其事，必先利其器，为了在车床上做杰出的切削，正确地预备和运用刀具是很重要的作业。不同的作业需要不同形状的车刀，切削不同的资料要求刀口具不同的刀角，车刀和作业物的方位和速度应有必定相对的关系，车刀自身也应具有足够的硬度、强度并且耐磨、耐热。因而，怎么选择车刀资料，刀具视点之研磨都是重要的考虑因素。  

车刀的品种和用处

    刀具原料的改进和开展是今天金属加工开展的重要课题之一，由于杰出的刀具资料能有用、迅速的完结切削作业，并坚持杰出的刀具寿命。一般常用车刀原料有下列几种：

1高碳钢： 高碳钢车刀是由含碳量0.8%~1.5%之间的一种碳钢，通过淬火硬化后运用，因切削中的冲突四很简略回火软化，被高速钢等其它刀具所取代。一般仅合适于软金属资料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。  

2 高速钢： 高速钢为一种钢基合金俗称白车刀，含碳量0.7~0.85%之碳钢中参加W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速钢资料中含有18%钨、4%铬以及4%钒的高速钢。高速钢车刀切削中发生的冲突热可高达至6000C，合适转速1000rpm以下及螺纹之车削，蜗杆刀片，一般常用高速钢车刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。  

3 非铸铁合金刀具： 此为钴、铬及钨的合金，因切削加工很难，以铸造成形制作，故又名超硬铸合金，蕞具代表者为stellite，其刀具耐性及耐磨性及佳，在8200C温度下其硬度仍不受影响，抗热程度远超出高速钢，合适高速及较深之切削作业。  

4烧结碳化刀具： 碳化刀具为粉未冶金的产品，碳化钨刀具首要成分为50%~90%钨，并参加钛、钼、钽等以钴粉作为结合剂，再经加热烧结完结。碳化刀具的硬度较任何其它资料均高，有硬高碳钢的三倍，适用于切削较硬金属或石材，因其原料脆硬，故只能制成片状，再焊于较具耐性之刀柄上，如此刀刃钝化或崩裂时，能够替换另一刀口或换新刀片，这种够车刀称为放弃式车刀。  

碳化刀具依(ISO)其切削性质的不同，分成P、M、K三类，并别离以蓝、黄、红三种色彩来标识： P类适于切削钢材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六类，P01为高速精车刀，号码小，耐磨性较高，P50为低速粗车刀，号码大，耐性高，刀柄涂蓝色以辨认之。 K类适于切削石材、铸铁等脆硬资料，有K01、K10、K20、K30、K40五类，K01为高速精车刀，K40为低速粗车刀，此类刀柄涂以红色以辨认。 M类介于P类与K类之间，适于切削耐性较大的资料如不?袗?等，此类刀柄涂以黄色来辨认之。

5 陶瓷车刀： 陶瓷车刀是由氧化吕粉未，添加少量元素，再经由高温烧结而成，其硬度、抗热性、切削速度比碳化钨高，可是由于质脆，故不适用于非连续或重车削，只合适高速精削。  

6 钻石刀具：作稿级外表加工时，可运用圆形或外表有刃缘的工业用钻石来进行光制。可得到更为润滑的外表，首要用来做铜合金或轻合金的精细车削，在车削时有必要运用高速度，蕞低需在60~100m/min，一般在200~300m/min。  

7 氧化硼：立方晶氧化硼(CBN)是近年来推广的资料，硬度与耐磨性仅次于钻石，此刀具适用于加工坚固、耐磨的铁族合金和镍基合金、钴基合金。  

车刀形状及运用情形

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