《机械制造技术》切削过程及其控制

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1、切削过程及其控制切削过程是刀具和工件材料相互作用，刀具从工件表面上切去多余材料得到预期零件表面的过程。第一节金属切削刀具基础第二节金属切削过程中的变形第三节切屑的类型及控制第四节切削力第五节切削热和切削温度第六节刀具磨损和刀具寿命第七节刀具几何参数和切削用量的合理选择第八节磨削原理一、金属切削加工的基本概念二、刀具角度三、刀具材料第一节金属切削刀具基础一、金属切削加工的基本概念（一）切削运动与切削中的工件表面1、主运动和进给运动2、合成运动3、切削中的工件表面（二）切削用量1、切削速度2、进给量3、背吃刀量（三）切削层的参数1、切削层公称厚度2、切削层公称宽度3、切削层公称横截面积用刀具

2、切除工件，刀具和工件间必须有一定的相对运动，该运动由主运动和进给运动组成；使刀具和工件产生相对运动以进行切削的运动，称为主运动，主运动的速度称为切削速度，用Vc表示；使切削能持续进行，以形成所需工件表面的运动，称为进给运动，进给运动的速度称为进给速度，用Vf表示。主运动和进给运动合成后的运动，称为合成切削运动；外圆车削时，合成切削运动速度Ve的大小和方向由下式确定：Ve=Vc+Vf。在切削过程中，工件有三个变化着的表面：待加工表面，工件上即将被切除的表面；已加工表面，切去多余材料后形成的新的工作表面；过渡表面，加工时切削刃正在形成的表面，它处于已加工表面和待加工表面之间。切削用量三要素是

3、：切削速度Vc；进给量f；背吃刀量Ap。切削刃相对于工件的主运动速度为切削速度，计算时应选取刀刃上速度最高的点进行计算：其中：d：完成主运动的工件（或刀具）的最大直径（mm）n：工件（或刀具）的转速工件或刀具每转一周（或每往复一次）时，两者在进给运动方向上的相对位移量为进给量，计算公式是：：进给速度：每齿进给量，单位是mm/z：刀齿数：进给量，单位是mm/r。刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称为背吃刀量；外圆车削的背吃刀量就是工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离：：工件上待加工表面直径（mm）：工件上已加工表面直径（mm）切削刃在一次走刀中从工件

4、上切下的一层材料称为切削层；切削层的截面尺寸参数称为切削层参数。切削层公称厚度是指垂直于过渡表面度量的切削层尺寸：：切削层公称厚度：主偏角：反映了切削刃单位长度上的切削负荷切削层宽度是指沿过渡表面度量的切削层尺寸；：反映了切削刃参加切削的工作长度切削层公称截面面积是指切削层在切削层尺寸度量平面内的横截面积，对于车削：切削刀具的种类繁多，结构各异，但是各种刀具具有共同的特征，外圆车刀是最基本、最典型的刀具，其切削部分与其他刀具刀齿的切削部分基本相同，下面以车刀为例。(一)刀具切削部分的构造二、刀具角度刀具上承担切削工作的部分称为切削部分，它由六个基本结构要素组成：（3刀面2刃线1尖点）前刀

5、面，切屑沿其流出的刀具表面；主后刀面，与工件上过渡表面相对的刀具表面；副后刀面，与工件上已加工表面相对的刀具表面；主切削刃，前刀面与主后刀面的交线，承担主要切削工作；副切削刃，前刀面与副后刀面的交线，协同主切削刃完成切削工作，最终形成已加工表面；刀尖，连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，是一段小圆弧或一段直线。二、刀具角度(二)刀具的标注角度1、刀具标注角度的参考系2、刀具的标注角度前角后角（副后角）主偏角副偏角刃倾角车刀的标注角度图3、刀具的工作角度进给运动对工作角度的影响刀具安装位置对工作角度的影响刀具要实现从工件上切除材料，就必须有一定的切削角度。切削角度决定了刀具切削部分各表面之间

6、的相对位置。为了确定和测量刀具的角度，必须引入一个由三个参考平面组成的空间坐标系。组成刀具标注角度参考系的参考平面：基面Pr，通过主切削刃上某一指定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面；切削平面Ps，通过主切削刃上某一指定点，与主切削刃相切并垂直于该点基面的平面；正交平面Po，通过主切削刃上某一指定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面。前角：在正交平面内测量的前刀面和基面间的夹角；前刀面在基面之下时前角为正值；前刀面在基面之上时前角为负值。后角：在正交平面内测量的主后刀面与切削平面的夹角；后角一般为正值。副后角'：在副正交平面内测量副后刀面与切削平面的夹角；副正交平面为垂直于副切削刃在

7、基面上投影的平面。主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。副偏角：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。刃倾角：在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角；在主切削刃上，刀尖为最高点时刃倾角为正值，刀尖为最低点时刃倾角为负值；主切削刃与基面平行时，刃倾角为零。外圆车刀的上述六个标注角度是独立的，它们的大小会之间影响切削过程。Po-PoPoPoP´oP´oP´o-P´oPsPs向vf刀具