金屬切削基本知識第一章1、2節(jié)

1、1zhaoyingjie 2012年年09月月04日日（星期二）重慶三峽學院重慶三峽學院機械工程學院1機械制造技術基礎機械制造技術基礎2第一節(jié)第一節(jié) 切削加工概述切削加工概述零件的零件的常用表面常用表面平面平面1圓柱面圓柱面2成型表面成型表面4圓錐面圓錐面31 1、刀具與工件之間要有相對運動；、刀具與工件之間要有相對運動；2 2、刀具具有適當?shù)膸缀谓嵌龋辞邢鹘嵌?；、刀具具有適當?shù)膸缀谓嵌?，即切削角度? 3、刀具材料具有一定的切削性能。、刀具材料具有一定的切削性能。切削加工應具備的條件切削加工應具備的條件一一常見的零件表面形狀常見的零件表面形狀二二（切削運動）（切削運動）刀具刀具34第一節(jié)第

2、一節(jié) 切削加工概述切削加工概述 機械零件的任何表面可以看作是一條線機械零件的任何表面可以看作是一條線（稱為母線）（稱為母線）沿著另一條線沿著另一條線（稱為導線）稱為導線）運動的軌跡。運動的軌跡。形成表面的母形成表面的母線和導線統(tǒng)稱為線和導線統(tǒng)稱為發(fā)生線。發(fā)生線。如圖如圖1-21-2零件表面的成形方法零件表面的成形方法三三5第一節(jié)第一節(jié) 切削加工概切削加工概述述1、可逆表面、可逆表面母線和導線可以互換的表面，如平面、圓母線和導線可以互換的表面，如平面、圓柱面和直齒圓柱齒輪的漸開線齒廓表面等。柱面和直齒圓柱齒輪的漸開線齒廓表面等。2 2、不可逆表面、不可逆表面母線和導線不可互換的表面，如圓錐面、母

3、線和導線不可互換的表面，如圓錐面、螺旋面等。螺旋面等。6第一節(jié)第一節(jié) 切削加工概述切削加工概述圖圖1-3a) 1-3a) 軌跡法軌跡法采用采用軌跡法軌跡法形成形成發(fā)生線需要一個發(fā)生線需要一個成形運動。成形運動。切削刃與被加工表面為切削刃與被加工表面為點接觸，發(fā)生線為接觸點接觸，發(fā)生線為接觸點的軌跡線。點的軌跡線。3 3、發(fā)生線的成形方法：、發(fā)生線的成形方法：（1) 1) 軌跡法軌跡法利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運動對利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運動對工件進行加工的方法。工件進行加工的方法。 7（2) 2) 成形法成形法利用成形刀具對工件進行加利用成形刀具對工件進行加工的方法。刀具切削刃的形狀和長度與所

4、工的方法。刀具切削刃的形狀和長度與所形成的發(fā)生線（母線）完全重合。形成的發(fā)生線（母線）完全重合。 圖圖1-3b) 1-3b) 展成法展成法1 1采用采用成形法成形法形成形成發(fā)生線不需要成發(fā)生線不需要成形運動。形運動。第一節(jié)第一節(jié) 切削加工概述切削加工概述8（3) 3) 相切法相切法利用刀具邊旋轉邊作軌跡運利用刀具邊旋轉邊作軌跡運動對工件進行加工的方法。動對工件進行加工的方法。圖圖1-3c) 1-3c) 相切法相切法采用采用相切法相切法形成形成發(fā)生線需要兩個發(fā)生線需要兩個成形運動。成形運動。第一節(jié)第一節(jié) 切削加工概述切削加工概述9（4) 4) 展成法展成法利用工件和刀具作展成運動利用工件和刀具作

5、展成運動（或稱（或稱范成運動范成運動）進行加工的方法。）進行加工的方法。 采用采用展成法展成法形成發(fā)生線需要一個成形運動。形成發(fā)生線需要一個成形運動。圖圖1-3d) 1-3d) 展成法展成法第一節(jié)第一節(jié) 切削加工概述切削加工概述10第一節(jié)第一節(jié) 切削加工概述切削加工概述 表面成形運動表面成形運動表面成形運動表面成形運動四四 除成形法外，發(fā)生線的形成都是靠刀具和工件作相除成形法外，發(fā)生線的形成都是靠刀具和工件作相對運動，即對運動，即表面成形運動表面成形運動實現(xiàn)的。實現(xiàn)的。按其組成情況不同，可分為：按其組成情況不同，可分為：簡單成形運動簡單成形運動復合成形運動復合成形運動1 1、簡單成形運動、簡單

6、成形運動如果一個獨立的成形如果一個獨立的成形運動，是由運動，是由單獨單獨的旋的旋轉運動或直線運動構轉運動或直線運動構成的，則此成形運動成的，則此成形運動稱為稱為簡單成形運動。簡單成形運動。圖圖(a) (a) 車外圓車外圓圖圖(b) (b) 磨外圓磨外圓11四、表面成形運動四、表面成形運動 復合成形運動復合成形運動如果一個獨立的成形運動，是由兩個或兩個以上的旋如果一個獨立的成形運動，是由兩個或兩個以上的旋轉運動或（和）直線運動，按照某種確定的運動關系轉運動或（和）直線運動，按照某種確定的運動關系組合而成組合而成，則此成形運動稱為，則此成形運動稱為復合成形運動。復合成形運動。2 2、復合成形運動、

7、復合成形運動 通常用符號通常用符號A A表示直線運動，用符號表示直線運動，用符號B B表示旋轉運動，用下標表示表示旋轉運動，用下標表示成形運動的序號。成形運動的序號。圖圖(c) (c) 車螺紋車螺紋圖圖(d) (d) 車成形面車成形面A1313B1111圖圖(e) (e) 車圓錐螺紋車圓錐螺紋12機床上除表面成形運動外，還需要輔助運動，以實現(xiàn)機床的各機床上除表面成形運動外，還需要輔助運動，以實現(xiàn)機床的各種輔助動作。種輔助動作。輔助運動的種類很多，主要包括以下幾個方面：輔助運動的種類很多，主要包括以下幾個方面： 輔助運動輔助運動五五第一節(jié)第一節(jié) 切削加工概切削加工概述述空行程運動是指進給前后的快

8、速運動和各種調位運動?？招谐踢\動是指進給前后的快速運動和各種調位運動。1 1、空行程運動、空行程運動2 2、切入運動、切入運動切入運動是指刀具切入工件的運動。切入運動是指刀具切入工件的運動。3 3、分度運動、分度運動當加工若干個完全相同的均勻分布的表面時，為使表面成形當加工若干個完全相同的均勻分布的表面時，為使表面成形運動得以周期性地連續(xù)進行的運動稱其為分度運動。運動得以周期性地連續(xù)進行的運動稱其為分度運動。4 4、操縱及控制運動、操縱及控制運動包括起動、停止、變速、換向、部件與工件的夾緊和松開、包括起動、停止、變速、換向、部件與工件的夾緊和松開、轉位以及自動換刀、自動測量、自動補償?shù)炔僮骺刂?/p>

9、運動。轉位以及自動換刀、自動測量、自動補償?shù)炔僮骺刂七\動。 輔助運動輔助運動13第一章第一章 金屬切削基本知識金屬切削基本知識14第二節(jié) 機床的切削運動與切削用量切削運動及分類切削運動及分類一一 刀具與工件之間的相對運動稱為切削運動。按其在刀具與工件之間的相對運動稱為切削運動。按其在切削加工中所起的作用不同，可分為：切削加工中所起的作用不同，可分為：主運動和進給運動主運動和進給運動。1、主運動、主運動1)1)主運動主運動是切下切屑所需的是切下切屑所需的最基本的運動。最基本的運動。它使刀具切它使刀具切削刃及其鄰近的刀具表面切削刃及其鄰近的刀具表面切入工件，并使切削層變成切入工件，并使切削層變成切

10、屑。屑。 一般情況下，它是切一般情況下，它是切削運動中速度最高、消耗功率削運動中速度最高、消耗功率最大的運動。最大的運動。2)2)主運動方向主運動方向是切削刃上選定點相對于工件的瞬時主運動方是切削刃上選定點相對于工件的瞬時主運動方向。向。3)3)切削速度切削速度是切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速是切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度。度。15一、切削運動 主運動特點主運動特點特特點點1 1、速度最高、消耗功率最大；、速度最高、消耗功率最大；2 2、必須有一個，也只有一個；、必須有一個，也只有一個；3 3、可以是旋轉運動，也可以是直線運動；、可以是旋轉運動，也可以是直線運動；4 4

11、、可以由工件完成，也可以由刀具完成。、可以由工件完成，也可以由刀具完成。fdeacb旋轉運動：旋轉運動：車削、銑削、鉆削和磨削；車削、銑削、鉆削和磨削；直線運動：直線運動：拉削和刨削；拉削和刨削；工件完成：工件完成：車削；車削；刀具完成：刀具完成：銑削、鉆削、磨削、拉削和刨削。銑削、鉆削、磨削、拉削和刨削。16一、切削運動 進給運動進給運動2、進給運動、進給運動1)1)進給運動進給運動是刀具和工件之間產生的附加運動。是刀具和工件之間產生的附加運動。它使金屬它使金屬層不斷投入切削，配合主運動以加工出完整表面所需的運層不斷投入切削，配合主運動以加工出完整表面所需的運動。動。 一般情況下，它是切削運

12、動中速度較低、消耗功一般情況下，它是切削運動中速度較低、消耗功率較少的運動。率較少的運動。2)2)進給運動方向進給運動方向是切削是切削刃上選定點相對于工件刃上選定點相對于工件的瞬時進給方向。的瞬時進給方向。3)3)進給速度進給速度vf 是切削刃是切削刃上選定點相對于工件的上選定點相對于工件的進給運動的瞬時速度。進給運動的瞬時速度。17特特點點1 1、速度最低、消耗功率較少；、速度最低、消耗功率較少；2 2、可以是一個，也可以多個，甚至沒有；、可以是一個，也可以多個，甚至沒有；3 3、可以連續(xù)進行，也可以斷續(xù)進行；、可以連續(xù)進行，也可以斷續(xù)進行；4 4、可以由工件完成，也可以由刀具完成。、可以由

13、工件完成，也可以由刀具完成。fdeacb 進給運動特點進給運動特點一、切削運動418一、切削運動3 3、合成切削運動和合成切削速度、合成切削運動和合成切削速度ve 合成切削運動合成切削運動 在大多數(shù)的切削運動中，主運動和進給運動是同在大多數(shù)的切削運動中，主運動和進給運動是同時進行的，當進給運動連續(xù)進行時，主運動和進給運動的時進行的，當進給運動連續(xù)進行時，主運動和進給運動的合成運動，稱為合成運動，稱為合成切削運動。合成切削運動。合成切削速度合成切削速度ve是指切削刃是指切削刃選定點相對于工件的合成選定點相對于工件的合成切削運動的瞬時速度。切削運動的瞬時速度。如圖車削外圓時，合成切如圖車削外圓時，

14、合成切削速度削速度等于主運動速度與等于主運動速度與進給速度的向量和。進給速度的向量和。Ve=Vc+VVe=Vc+Vf fve vc（相對很?。?9加工中的工件表面加工中的工件表面二二第二節(jié) 機床的切削運動與切削用量1 1、待加工表面：、待加工表面：工件上工件上有待切除的表面。有待切除的表面。隨著切隨著切削過程的進行，它將逐漸削過程的進行，它將逐漸減小，直至全部切去。減小，直至全部切去。圖1-5 加工中的工件表面2 2、已加工表面：、已加工表面：工件上工件上經刀具切削后產生的新表經刀具切削后產生的新表面。面。隨著切削過程的進行，隨著切削過程的進行，它將逐漸擴大。它將逐漸擴大。3 3、過渡表面：、

15、過渡表面：工件上切削刃正在切削的表面。工件上切削刃正在切削的表面。它總是處在它總是處在待加工表面和已加工表面之間，所以也稱切削表面。待加工表面和已加工表面之間，所以也稱切削表面。20上述這些定義也適用于其他類型的加工表面上述這些定義也適用于其他類型的加工表面二、加工中工件表面21第二節(jié) 機床的切削運動與切削用量切削用量切削用量三三切削用量切削用量是指切削速度是指切削速度vc 、進給量進給量f、背吃刀量、背吃刀量ap三者的三者的總稱，這三者又稱總稱，這三者又稱切削用量切削用量三要素三要素。1 1、切削速度、切削速度vc切削速度切削速度是指切削刃是指切削刃選定點選定點相對于工件的主運動的瞬時相對于

16、工件的主運動的瞬時速度，速度，單位為單位為m/sm/s。（1 1）若主運動是旋轉運動（如車、鉆、銑、鏜磨），則切）若主運動是旋轉運動（如車、鉆、銑、鏜磨），則切削速度為其削速度為其最大的線速度最大的線速度。即。即601000dnvcd完成主運動的工件或刀具在完成主運動的工件或刀具在 切削處的最大直徑（切削處的最大直徑（mm) )n主運動的轉速（主運動的轉速（r/ /min) )d226010002rcLnv（2 2）若主運動為）若主運動為往復直線運動往復直線運動（如刨削、插削等），則切削（如刨削、插削等），則切削速度為其平均速度。即速度為其平均速度。即（m/s）L L刀具或工件作往復直線運動的

17、行程刀具或工件作往復直線運動的行程長度（長度（mmmm）; ;n nr r 主運動每分鐘往復次數(shù)（主運動每分鐘往復次數(shù)（Str/minStr/min）。）。L三、切削用量 切削速度切削速度232 2、進給量（、進給量（f）三、切削用量 進給量進給量進給量進給量是指在主運動的一個循是指在主運動的一個循環(huán)內，刀具在進給運動方向上環(huán)內，刀具在進給運動方向上相對工件的位移量?？捎玫毒呦鄬ぜ奈灰屏??？捎玫毒呋蚬ぜ哭D或每行程的位移量或工件每轉或每行程的位移量來表達。來表達。單位單位mm/rmm/r或或mm/Strmm/Str。vf(2)(2)牛頭刨床刨削平面時，牛頭刨床刨削平面時，進給量進給量是指刨

18、刀往復一次，工是指刨刀往復一次，工件在進給運動方向上相對刨刀的位移量，其單位為件在進給運動方向上相對刨刀的位移量，其單位為mm/strmm/str。圖1-6 車削外圓L(1(1）如圖）如圖1-61-6，車削外圓時，車削外圓時，進給量進給量是指工件每轉一轉時車是指工件每轉一轉時車刀相對于工件在進給運動方向刀相對于工件在進給運動方向的位移量，其單位是的位移量，其單位是mm/rmm/r。24三、切削用量 進給量進給量(3)(3)對于對于鉸刀鉸刀、銑刀銑刀等等多齒刀具多齒刀具，通常規(guī)定的是每齒進給量，通常規(guī)定的是每齒進給量 fz，其含義是多齒刀具每轉或每行程中每個刀齒相對于工件其含義是多齒刀具每轉或每行程中每個刀齒相對于工件在進給方向上的位移量。在進給方向上的位移量。進給量進給量: f = z fz(4)(4)進給速度進給速度vf 是指切削刃上選定點相對于工件的進給運動的是指切削刃上選定點相對于工件的進給運動的 瞬時速度。即瞬時速度。即vf = n f = n z fz25式中：式中：dwdw-工件待加工表面直徑（工件待加工表面直徑（mmmm） dmdm-工件已加工表面直