一1金屬切削加工基本定義

1、第一章 金屬切削加工基本知識(shí) 第一節(jié)第一節(jié) 金屬切削加工的運(yùn)動(dòng)要素金屬切削加工的運(yùn)動(dòng)要素 第二節(jié)第二節(jié) 金屬切削中的物理現(xiàn)象及影響因素金屬切削中的物理現(xiàn)象及影響因素 第三節(jié)第三節(jié) 金屬切削基本規(guī)律的應(yīng)用金屬切削基本規(guī)律的應(yīng)用 第四節(jié)第四節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 金屬切削加工是用刀具從金屬材料（毛坯）上切金屬切削加工是用刀具從金屬材料（毛坯）上切去多余的金屬層，從而獲得去多余的金屬層，從而獲得幾何形狀、尺寸精度幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量和表面質(zhì)量都符合要求的機(jī)器零件的加工方法。都符合要求的機(jī)器零件的加工方法。 分為鉗工和機(jī)械加工兩部分。分為鉗工和機(jī)械加工兩部分。 機(jī)械加工是通過(guò)工人操作機(jī)床

2、對(duì)工件進(jìn)行切削加機(jī)械加工是通過(guò)工人操作機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行切削加工，常見(jiàn)的加工方法有：工，常見(jiàn)的加工方法有：車(chē)、鉆、刨、銑、磨以車(chē)、鉆、刨、銑、磨以及齒形加工及齒形加工等。等。概述概述 第一節(jié)第一節(jié) 金屬切削加工基本定義金屬切削加工基本定義一、切削運(yùn)動(dòng)和切削用量一、切削運(yùn)動(dòng)和切削用量 1.切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 2.工件上的加工表面工件上的加工表面 3.切削用量切削用量二、刀具角度參考系和刀具角度二、刀具角度參考系和刀具角度 1.刀具靜止角度參考系及其坐標(biāo)平面刀具靜止角度參考系及其坐標(biāo)平面 2.刀具工作角度參考系和刀具工作角度刀具工作角度參考系和刀具工作角度三、切削層公稱(chēng)橫截面和切削方式三、切削層公稱(chēng)橫截

3、面和切削方式 1. 切削層橫截面要素切削層橫截面要素 2.金屬切除率金屬切除率 3.切削方式切削方式 1 1、切削運(yùn)動(dòng)、切削運(yùn)動(dòng) 切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩類(lèi)。切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩類(lèi)。（1 1）主運(yùn)動(dòng)）主運(yùn)動(dòng) 在切削運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)速度最高、消耗動(dòng)力最大、為切除切屑的最基在切削運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)速度最高、消耗動(dòng)力最大、為切除切屑的最基本的運(yùn)動(dòng)。本的運(yùn)動(dòng)。（2 2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 在切削過(guò)程中，為了使新的金屬層連續(xù)投入切削，從而切出工在切削過(guò)程中，為了使新的金屬層連續(xù)投入切削，從而切出工件全部加工表面所需要的運(yùn)動(dòng)。件全部加工表面所需要的運(yùn)動(dòng)。注釋注釋: 1、主運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是

4、往復(fù)運(yùn)動(dòng)；、主運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是往復(fù)運(yùn)動(dòng)；2、主運(yùn)動(dòng)可以是工件來(lái)實(shí)現(xiàn)（車(chē)外圓），也可以是刀、主運(yùn)動(dòng)可以是工件來(lái)實(shí)現(xiàn)（車(chē)外圓），也可以是刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)（刨、銑加工）；具來(lái)實(shí)現(xiàn)（刨、銑加工）； 3、主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以一個(gè)以上。、主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以一個(gè)以上。1）切削運(yùn)動(dòng)中的三個(gè)表面（1）待加工表面：指加工時(shí)工件上有待切除的表面；（2）已加工表面：指工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面；（3）加工表面：指工件上由刀具切削刃形成的表面。 3 3、切削用量三要素、切削用量三要素切削速度切削速度進(jìn)給量進(jìn)給量背吃刀量背吃刀量在主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)（或單位時(shí)間）內(nèi)，工件與刀具間沿進(jìn)刀方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的

5、距離。在單位時(shí)間內(nèi)，工件和刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)的距離。待加工表面和已加工表面的垂直距離。（1 1）切削速度）切削速度 在單位時(shí)間內(nèi)，工件和刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移在單位時(shí)間內(nèi)，工件和刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)的距離。動(dòng)的距離。 例如：主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)例如：主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí) v=dv=dw wn/1000(m/s)n/1000(m/s) 式中：式中：d dw w工件待加工表面的直徑或刀具最大直徑工件待加工表面的直徑或刀具最大直徑（mmmm） nn工件或刀具的轉(zhuǎn)速（工件或刀具的轉(zhuǎn)速（r/sr/s） 主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí) v=2ln/1000v=2ln/10006060（

6、m/sm/s） 式中：式中：ll往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度（往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度（mmmm） nn主運(yùn)動(dòng)每分鐘往復(fù)次數(shù)主運(yùn)動(dòng)每分鐘往復(fù)次數(shù)（2 2）進(jìn)給量）進(jìn)給量f f 在主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)（或單位時(shí)間）內(nèi)，工件在主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)（或單位時(shí)間）內(nèi)，工件與刀具間沿進(jìn)刀方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離。與刀具間沿進(jìn)刀方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離。 如在車(chē)削、鏜削、鉆削時(shí)，進(jìn)給量表示工件或如在車(chē)削、鏜削、鉆削時(shí)，進(jìn)給量表示工件或刀具刀具每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具或工件移動(dòng)的距離，單位是，刀具或工件移動(dòng)的距離，單位是mm/rmm/r。 在牛頭刨床（龍門(mén)刨）刨削時(shí)，刀具（工件）在牛頭刨床（龍門(mén)刨）刨削時(shí)，刀具（工件）每往復(fù)一次每往復(fù)一次，工件（刀

7、具）移動(dòng)的距離。，工件（刀具）移動(dòng)的距離。（3 3）背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度）a ap p 待加工表面和已加工表面的垂直距離。待加工表面和已加工表面的垂直距離。 在車(chē)削外圓時(shí)：在車(chē)削外圓時(shí)： a ap p= =（d dw w-d-dm m）/2 /2 （mmmm） 其中：其中： d dw w、 d dm m分別為待加工表面和已加工表面分別為待加工表面和已加工表面的直徑。的直徑。 二、刀具角度參考系和刀具角度二、刀具角度參考系和刀具角度1、車(chē)刀的切削部分、車(chē)刀的切削部分 車(chē)刀的切削部分由車(chē)刀的切削部分由三個(gè)三個(gè)刀面、兩個(gè)刀刃和一個(gè)刀面、兩個(gè)刀刃和一個(gè)刀尖刀尖組成。組成。 三面：前刀

8、面、主后刀三面：前刀面、主后刀面、副后刀面。面、副后刀面。 兩刃：主刀刃、副刀刃。兩刃：主刀刃、副刀刃。 一尖：刀尖。一尖：刀尖。2、車(chē)刀切削部分的主要角度 為確定刀具的幾何角度而引入的輔助平面包括切削平面、基面和正交平面。 切削平面：通過(guò)主刀刃上某一點(diǎn)，并與該點(diǎn)加工表面相切的平面。 基面：通過(guò)主刀刃上某一點(diǎn)，并與該點(diǎn)切削速度方向垂直的平面。 正交平面：通過(guò)主刀刃上某一點(diǎn)，并與主刀刃在基面上的投影垂直的平面?；虼怪庇诨婧颓邢髌矫娴拿?。c基面基面 通過(guò)切削刃選定點(diǎn)的平面，它平行刀具安裝的通過(guò)切削刃選定點(diǎn)的平面，它平行刀具安裝的一個(gè)平面，其方位要垂直于主運(yùn)動(dòng)方向。一個(gè)平面，其方位要垂直于主運(yùn)動(dòng)方

9、向。c切削平面切削平面通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面的平面。通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面的平面。c正交平面正交平面切削平面切削平面基面基面正交平面正交平面通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切通過(guò)切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。削平面的平面。前角前角0基面投影線基面投影線前角越大前角越大前刀面投影前刀面投影線線刀刃越鋒利刀刃越鋒利主切削刃強(qiáng)度越低，易崩刃主切削刃強(qiáng)度越低，易崩刃已加工表面質(zhì)量越好已加工表面質(zhì)量越好在在-50250內(nèi)選取，粗加工取小，精取大內(nèi)選取，粗加工取小，精取大在正交平面內(nèi)測(cè)量，前刀面在正交平面內(nèi)測(cè)量，前刀面與基面之間的夾角與基面之間的夾角。前角前角0 0c

10、切削平面投影線切削平面投影線減小后刀面與已加工表面減小后刀面與已加工表面之間的摩擦之間的摩擦; 它和前角一它和前角一樣影響刃口的強(qiáng)度和鋒利樣影響刃口的強(qiáng)度和鋒利程度。程度。主后刀面投影線主后刀面投影線作用：作用：后角后角0后角應(yīng)在后角應(yīng)在60120內(nèi)選取內(nèi)選取; 粗加工取小，精加工取大。粗加工取小，精加工取大。在正交平面內(nèi)測(cè)量，主在正交平面內(nèi)測(cè)量，主后刀面與切削平面之間后刀面與切削平面之間的夾角的夾角。后角后角0 0c主偏角主偏角r r主切削平面與假定工作平面之間的夾角主切削平面與假定工作平面之間的夾角。主偏角主偏角r r主偏角主偏角r r 減小，主切削刃參加切削的長(zhǎng)度增加，刀具減小，主切削刃

11、參加切削的長(zhǎng)度增加，刀具磨損減慢，但作用于工件的徑向力會(huì)增加。磨損減慢，但作用于工件的徑向力會(huì)增加。常用刀具的主偏角常用刀具的主偏角r r有有45450 0、60600 0、75750 0、90900 0。副偏角副偏角r r副切削平面與假定工作平面之間的夾角副切削平面與假定工作平面之間的夾角。副偏角副偏角可減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦，可減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦，減小已加工表面的粗糙度。減小已加工表面的粗糙度。副偏角副偏角一般為一般為5 50 015150 0副偏角副偏角r r基面投影線基面投影線主切削刃主切削刃刃傾角刃傾角s s刀尖為切削刃最高點(diǎn)時(shí)為正，反之刀尖為切削

12、刃最高點(diǎn)時(shí)為正，反之為負(fù)。為負(fù)。刃傾角刃傾角一般一般 550 0 5 50 0刃傾角：刃傾角：s s在切削平面中測(cè)量，主切削刃與基面的夾角。在切削平面中測(cè)量，主切削刃與基面的夾角。刃傾角可控制切屑流出方向和刀頭刃傾角可控制切屑流出方向和刀頭強(qiáng)度。強(qiáng)度。c說(shuō)明：說(shuō)明：以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀桿縱以上標(biāo)注角度是在刀尖與工件回轉(zhuǎn)軸線等高、刀桿縱向軸線垂直于進(jìn)給方向，以及不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件向軸線垂直于進(jìn)給方向，以及不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響等條件下確定的。下確定的。橫向進(jìn)給對(duì)刀具工作角度的影響oefeoooefeoo 刀具的工作角度刀具的工作角度 1）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響）

13、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響縱向進(jìn)給對(duì)刀具工作角度的影響fefffeffoeoooeoo2)刀具軸線位置對(duì)工作角度的影響刀尖對(duì)準(zhǔn)工件的中心安裝v用刃傾角用刃傾角s s=0=0車(chē)刀車(chē)削外圓時(shí)，由于車(chē)刀的刀尖車(chē)刀車(chē)削外圓時(shí)，由于車(chē)刀的刀尖高于工件中心，高于工件中心，工作前角工作前角oeoe增大，而工作后角增大，而工作后角oeoe減小減小。v若切削刃低于工件中心，則若切削刃低于工件中心，則工作前角工作前角oeoe增大，而增大，而工作后角工作后角oeoe減小減小刀尖安裝高低對(duì)工作前、后角的影響刀尖安裝高低對(duì)工作前、后角的影響若刀尖裝低，情況則相反。若刀尖裝低，情況則相反。刀桿安裝偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響刀桿安裝偏斜對(duì)工作主、副偏角的影響三、切削層參數(shù)三、切削層參數(shù) 切削層包括切削層包括切削厚度、切削厚度、切削寬度和切削面積切削寬度和切削面積。（1 1）切削厚度）切削厚度a ac c 垂直于加工表面度量的切削層尺寸。垂直于加工表面度量的切削層尺寸。（2 2）切削寬度）切削寬度a aw w 沿著加工表面度量的切削層的尺寸。沿著加工表面度量的切削層的尺寸。（3 3）切削面積）切削面積ac