第2章 金属切削加工的基础知识

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1、第二章金属切削加工的基础知识第一节切削运动和切削要素第二节刀具的几何角度和结构第三节切削层参数第四节刀具材料本章内容2中国农业大学工学院中国农业大学工学院3第一节切削运动和切削要素1.零件的种类及组成发生线：形成零件各种表面的母线和导线的统称。4中国农业大学工学院一、切削运动和切削要素1.零件的种类及组成5一、切削运动和切削要素平面1.零件的种类及组成6一、切削运动和切削要素圆柱面一、切削运动和切削要素7一、切削运动和切削要素完成切削加工必须具备的两个条件：切削刀具与工件之间必须有一定的相对运动；——切削运动切削刃有一定的形状。8二、切削运动分析切削运动直线运动旋转运动91

2、.主运动：直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形成工件新表面的运动。通常用切削速度vc(m/s)表示。特点：速度高、功耗大、只能有一个。2.进给运动：不断地把切削层投入切削的运动。通常用vf、f或fz表示。特点：速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。3.合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。用ve表示。二、切削运动分析102021/8/3111二、切削运动分析二、切削运动分析车、铣、钻、刨、磨典型加工的运动二、切削运动分析滚齿加工的运动二、切削运动分析其他运动1.切削速度：(vc)二、切削用量三要素“切削刃选定点相对与工件主运动的瞬时速度”。通常以最大线速度为

3、准。主运动是直线运动时：主运动是旋转运动时：15“工件或刀具每转一转时，两者沿进给方向的相对位移”。f(mm/r),vf(mm/s),fz(mm/z)二、切削用量三要素2.进给量：(f)16“工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离”。对于外圆车削：二、切削用量三要素3.背吃刀量：(ap)17第二节刀具的几何角度和结构18第二节刀具的几何角度和结构19一、刀具切削部分的结构要素20一、刀具切削部分的结构要素一、刀具切削部分的结构要素22归结起来：“三面两刃一尖”前刀面Ar后刀面Aα副后刀面Aα’交线交线主切削刃s副切削刃s’刀尖连接部分一、刀具切削部分的结构要素23前刀面

4、——切屑流过的刀面后刀面——与工件上过渡表面相对的刀面副后刀面——与工件上已加工表面相对的刀面前提条件：不考虑进给运动；车刀刀尖与工件中心等高；刀杆中心线与进给方向垂直；刀具的安装面与基面Pr平行。25二、刀具标注角度参考系25基面Pr：“通过主切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面”261.正交平面参考系切削平面Ps：“通过主切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面”。1.正交平面参考系27正交平面（主剖面）Po：“通过主切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面”。281.正交平面参考系法平面Pn:“通过主切削刃上选定点，并垂直于切削刃的平面”。292.法平面

5、参考系假定工作平面（进给剖面）Pf：“通过主切削刃上选定点，平行于进给方向并垂直于基面的平面”302.假定工作平面、背平面参考系背平面（切深剖面）Pp:“通过主切削刃上选定点，同时垂直于基面和假定工作平面的平面”。312.假定工作平面、背平面参考系在基面内测量的角度：主偏角：主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。副偏角：副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。刀尖角：“主切削刃与副切削刃之间的夹角”。εr=180º-(Кr+Кr’)三、刀具的标注角度32在正交平面内测量的角度后角：αo后刀面与切削平面的夹角。前角：γo前刀面与基面之间的夹角。33三、刀具的标注角度34三、

6、刀具的标注角度刃倾角：λS在切削平面内，主切削刃与基面之间的夹角。35三、刀具的标注角度四、刀具的工作角度36四、刀具的工作角度37四、刀具的工作角度38第三节切削层参数第四节刀具材料下次课预习39中国农业大学工学院40复习123441第三节切削层参数定义：刀具沿进给方向移动一个进给量f，由一个刀齿正在切削着的金属层。切削层的大小和形状直接影响：刀具切削部分承受的载荷大小；决定了切屑的尺寸和形状；42一、切削层切削厚度：hD垂直于过渡表面度量的切削层尺寸hD=f∙sinКr(mm)切削宽度：bD“沿着过渡表面度量的切削层尺寸”bD=ap/sinКr(mm)切削面积：ADAD

7、=hD∙bD(mm2)对于外圆车削：AD=f∙ap(mm2)43二、切削层的参数44三、残留面积P34545第四节刀具材料教材p5546一、刀具材料应具备的基本性能：金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。刀具材料(cuttingtoolmaterials)在切削时要承受高温、高压、摩擦、冲击、振动，金属切削过程中的加工质量、加工效率、加工成本，在很大程度上取决于刀具材料的合理选择。高的硬度；必须高于工件硬度，通常应60HRC以上。足够的强度和韧性；较高的耐磨性；较高的