机械制造工程学复习重点

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1、第一章金属切削的基本原理第一节金属切削的基本概念一、金属切削的基本概念1、切削运动：金属切削时所需要的运动。主运动：实现切削的最基本运动；方向：假设工件不动，刀具相对工件的运动方向。进给运动：实现主运动连续切削的运动；方向：假设工件不动，刀具相对于工件的运动方向。2、切削过程中的工件表面已加工表面过渡表面待加工表面3、刀具切削部分的构成（三面两刃一尖）1）前刀面Ar铁屑流出的表面2）主后刀面Aα与过渡表面对应的刀面3）副后刀面Aα＇与已加工表面对应的刀面4）主切削刃S前刀面与主后刀面的交线Ar×

2、Aα5）副切削刃S＇前刀面与副后刀面的交线Ar×Aα＇6）刀尖主切削刃与副切削刃的交点S×S＇4、刀具标注角度1）参考系的建立假定运动条件（不考虑进给运动）A、假定条件刀尖过截面圆心假定安装条件（理想安装刀具中心线垂直于工件轴线B、参考平面（描述刀具切削部分的空间位置）a、切削平面Ps：过主切削刃上的选定点与过渡表面相切的表面。b、基面Pr：（过切削刃上选定点，垂直于主运动向量的表面）c、正交平面Po：（过切削刃上选定点分别与Ps、Pr垂直）2）角度标注主偏角KrA、在Pr内：（如图1）副偏角K

3、r＇（图1）B、在Ps面内刃倾角λs：Pr与S分别向Ps投影下的夹角（若刀尖为S上的最高点则λs为正，反之为负）前角γ0：前刀面Ar与Pr分别向P0投影C、在Ps面内（如图2）后角α0：主后刀面Aα与ps分别向P0上投影（图2）D、在P0＇内：副后角α0＇如图3E、刀具工作角（切削角）（1）进给运动对工作角度的影响：若刀尖位置低于工件轴线所在水平面则其切削前角减小后角增大。（2）安装位置对工件工作角的影响中心不等高（图3）刀杆中心线与进给方向不垂直二、切削用量1、切削速度vS上的选定点与主运动的

4、速度；方向：主运动方向m/s2、进给量f进给运动的速度vf：工件每转一周刀具相对工件轴向的位移量车削mm/r刨削mm/行程钻mm/min3、背吃刀量ar待加工表面与已加工表面的垂直距离。三、切削层参数切削层的截面尺寸（如图4）1、切削厚度ac2、切削宽度aw3、切削面积AcAc＝ac×aw＝f×ap图4七、金属切除率Zw单位时间内所切除金属材料的体积Zw＝v×f×apmm3/min八、切削方式自由切削：只有一条直线刃参与切削非自由切削：两条以上直线刃同时参与切削，如铣削加工、车球头等。直角切削：

5、λs＝00斜角切削：λs≠00第二节金属切削变形理论一、切削变形的特点（摩擦、剪切、变形）第一变形区（工件上被剥离的部分通过该区变成铁屑）第二变形区（铁屑与Ar发生摩擦的区域）第三变形区（已加工表面与Aα摩擦的区域）二、切削变形过程剪切滑移过程（剪切滑移面）剪切角：剪切滑移面与切削方向的夹角。三、铁屑的状态1、袋装铁屑2、挤裂铁屑（由于剪切面上局部点的剪切力达到了应力极限使铁屑背面局部开裂成脊状）3、单元铁屑（由于剪切面上局部点的剪切力达到了强度极限使铁屑断裂）4、崩碎铁屑（脆性材料）四、切屑变

6、形程度的度量方法1、相对滑移ε：衡量第一变形区的滑移变形程度。2、变形参数ζ：利用铁屑外形尺寸的变化来衡量切屑变形程度。五、前刀面上的积屑瘤和摩擦（第二变形区的变形）1、前刀面摩擦特点：外摩擦2、粘结摩擦区：内摩擦3、积屑瘤：高硬度（是被切削金属硬度的1~2倍）（1）积屑瘤塑性材料v降低带状切屑（2）形成由于由于粘结摩擦构成，经过生成、长大、破碎三个阶段。形成条件：刀具与工件间的压力和温度与切屑速度的关系如图5图5代替刀刃切削4、特点γ0增大加工精度降低表面粗糙度增大5、防止切削速度过高以减少积

7、屑瘤的方法降低切削速度利用高速切削采用润滑性能好的切削液γ0增大提高工件材料的硬度六、第一、二变形区的切削变形规律1、工件材料对切削变形的影响强度、硬度增大切削变形减小2、刀具前角γ0对切削变形的影响γ0增大切削变形减小3、切削速度对切削变形的影响考虑积屑瘤及切削温度的影响则：切削速度增加切削变形减小4、切削厚度对切削变形的影响ac=f×sinkrf增大ac增大切削变形减小第三节金属切削的基本规律一、切削力被切金属的弹、塑性变形1、来源铁屑、工件和刀具间的摩擦合力FrFz切削力切向分力在Ps面内

8、大小为0.8~0.9Fr2、切削分力Fy吃刀抗力工件截面径向力大小为0.4~0.5FrFx进给抗力沿工件轴向大小为0.3~0.4Fr3、切削功率Pm＝Fz×v＋Fx×vf≈Fz×v4、切削力的计算（经验公式的建立）单因素实验法多因素实验法保证v、F不变的情况下改变背吃刀量ap测Fz的方法。1）材料强度、硬度增加，切削力减小2）切削面积Ac增大，切削力增大3）切削速度增大，切削力减小4）前角增大，切削力减小5）Kr影响Fy与Fx的比值6）λs影响Fy与Fx的比值二、切削温度和切削热第一变形区的剪切