第2章制造工艺装备(教案)

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1、第2章制造工艺装备本章重点、难点：刀貝切削部分的儿何参数；工件在夹具中的定位原理、方法、定位误差分析.2.1金属切削刀具§2-1.1金属切削加工的基本概念一、切削表面与切削运动（-）切削表面切削加工过程是一个动态过程，在切削过程中，工件上通常存在着三个不断变化的切削表面。即：待加工表面：工件上即将被切除的表面。已加工表面：工件上已切去切削层而形成的新表而。过渡表面（加工表面）：工件上止被刀具切削着的表面，介于己加工表面和待加工表面之间。以车削外圆为例，如下图。图2・1切削运动（-）切削运动刀具与工件间的相对运动称为切削运动（即表面成形运动）。按作用來分，切削运动可分为主运动和进

2、给运动。上图给出了车刀进行普通外圆车削时的切削运动，图中合成运动的切削速度Ve、主运动速度Vc和进给运动速度VfZ间的关系。1、主运动主运动是刀具与工件之间的相对运动。它使刀具的前刀而能够接近工件，切除工件上的被切削层，使Z转变为切屑，从而完成切屑加工。一般，主运动速度最高，消耗功率蝕大，机床通常只冇一个主运动。例如，车削加工时，工件的冋转运动是主运动。2、进给运动进给运动是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀具与T件之间的附加相对运动。进给运动■主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的，也

3、可以是间歇的。3、合成运动与合成切削速度当主运动和进给运动同时进行时，丿J具切削刃上某一点相对于工件的运动称为合成切削运动，其大小和方向用合成速度向量ve表示，见上图。Vc=Vc+Vf二、切削用量三要素与切削层参数（-）切削用量三要素1、切削速度VC切削速度VC是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算时常用最人切削速度代表刀具的切削速度。当主运动为冋转运动时：Vc=ndwii/1000式中d—切削刃上选定点的回转直径，mm；n一主运动的转速，r/s或r/min。2、进给速度Vf、进给量f进给速度VL切削刃上选定点相对于T件的进

4、给运动瞬时速度，mm/s或mm/min,进给量f—刀具在进给运动方向上和对于工件的位移量，用刀貝-或工件每转或每行程的位移量來表述,min/r或mm/彳亍程。Vt=nf3、切削深度ap对丁•挙削和创削加工来说，切削深度ap（背吃刀量）是在少主运动和进给运动方向相垂直的方向上度屋的已加工表面与待加工表面Z间的距离，单位mm。（-）切削层参数在切削过程中，刀具的切削刃在一次走刀屮从工件待加工表面切下的金屈层，称为切削层。切削层参数切削层公称厚度在过渡表面法线方向测量的切削层尺寸，即相邻两过渡表面Z间的距离。hD反映了切削刃单位长度上的切削负荷。由图得:hD=fsinkrhD-其中：

5、hD一切削层公称厚度，（mm）；f一进给量，（mm/r）；kr一车刀主偏角,（°）。切削层公称宽度bD沿过渡表面测量的切削层尺寸。5反映了切削刃参加切削的工作长度。由图得:bo=ap/sinkrK111：bD一切削层公称宽度，（mm）o切削层公称横截面积Ad切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积。Ai）二hi）*bi）二fsinkr*aP/sinkr=f*爲其中：Al切削层公称横截面积，（血）。由图得:§2-1.2刀具的几何角度外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（乂称刀头）由前刀面、主刀后面、副刀后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所组成。其定义分别为：（1）前刀面刀具上与

6、切屑接触并札I互作用的表面（即切屑流过的表而）。（2）主刀后面刀具上与工件过渡表面相对并相互作川的表面。（3）副刀后血刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。（4）主切削刃前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切削工作。（5）副切削刃前刀面与主后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。（6）刀尖主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的宜线段或圆弧。具体参见切削运动与切削表面图和车刀的纽成图。其它各类刀具，如刨刀、钻头、铳刀等，都町以看作是车刀的演变和组合。（-）刀具标注角度参考系1、假定运动条件：用刀具主运动向量vc近似代替合成运动向量ve,然后再用

7、平行或垂直于主运动方向的坐标平面构成参考系。2、假定安装条件：假定刀具的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。3、刀具标注角度参考系诸平面：（见下图）1）基面pr：通过切削刃某一点，垂直于假定主运动方向的平面。2）切削平面ps：通过切削刃某一点，与工件加工表面（或与主切削刃）相切的平面。切削平而ps与基面pr垂直。3）主剖面P（）：通过切削刃某一点，同时垂肓于切削平［ftfps与基而pr的平而。4）法剖面Pm通过切削刃某一点，垂直于切削刃的平面。5）进给剖面Pf：通过切削刃某一