机械制造工艺学—工艺规程设计基础

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1、金属切削的基本理论第一章下一页金属切削的基本理论1.1切削运动与切削要素1.2金属切削刀具1.3金属切削过程的基本规律1.4切削参数及切削液的选择1.5常用工程材料上一页下一页1.1切削运动与切削要素金属切削加工就是用具有一定几何形状的刀具把工件毛坯上的一部分金属材料（统称余量）切除，获得图样所要求的零件。在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对的切削运动，因此，掌握切削运动、刀具几何角度、切削用量和切削层参数等的基本定义，是学习本课程的基础。本章主要以外圆车削为例来讨论这些问题，但其定义也适于其它切削加

2、工方法。上一页目录下一页1.1切削运动与切削要素1.1.1切削运动金属切削加工时，刀具与工件之间的相对运动，称为切削运动。切削运动可分为主运动和进给运动。以图1-1所示车削外圆为例来研究切削运动。图1-1切削运动和工件表面上一页目录下一页1.1切削运动与切削要素1.1.1.1主运动主运动是切削时的主要运动。主运动可以由刀具完成,也可以由工件完成，其运动形式通常为旋转运动或直线运动,如车削时工件的旋转运动，铣削时铣刀的旋转运动，钻削时钻头的旋转运动。一般地讲，主运动的速度最高，消耗的功率也最大，主运动只有

3、一个。上一页目录下一页1.1切削运动与切削要素1.1.1.2进给运动进给运动是将被切削金属层不断地投入切削，以切除工件表面上全部余量的运动。进给运动可以有一个或几个。进给运动由刀具或工件完成，如车削外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动。其运动形式一般有直线、旋转或两者的合成运动，它可以是连续的或断续的，消耗的功率也比主运动要小得多。上一页目录下一页1.1.1.3工件表面切削加工过程中，工件上有三个不断变化着的表面，如图1-1所示。（1）已加工表面工件上经刀具切削后产生的表面。（2）待加工表面工件上有待切除

4、切削层的表面。（3）过渡表面主切削刃正在加工的表面称为过渡表面，它是待加工表面与已加工表面的连接表面。1.1切削运动与切削要素上一页目录下一页1.1切削运动与切削要素1.1.2切削要素1.1.2.1切削用量它包括切削速度、进给量和切削深度三个要素。（1）切削速度切削速度是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动的速度。当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直径处的切削速度，由下式确定式中v——切削速度（）或（）；d——完成主运动的刀具或工件的最大直径（）；n——主运动的转速（）或（）。上一页目录下一页1.1切

5、削运动与切削要素当主运动为往复直线运动（如刨削），则式中——往复直线运动的行程速度（）；——主运动每秒或每分钟的往复次数（）或（）。上一页目录下一页1.1切削运动与切削要素（2）进给量进给量是工件或刀具的主运动每转或每一行程时，刀具切削刃相对工件在进给运动方向上的移动量。车削时的进给量是工件每转一转，切削刃沿进给方向的移动量，单位为，其进给速度为式中——进给速度（）或（）。对于铣刀、铰刀等多齿刀具，还规定每齿进给量，即多齿刀具每转或每行程中每齿相对于工件在进给运动方向上的相对位移，单位为。上一页目录下一

6、页1.1切削运动与切削要素（3）切削深度切削深度是指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。车削时式中——切削深度（）；——工件待加工表面直径（）；——工件已加工表面直径（）。上一页目录下一页1.1切削运动与切削要素1.1.2.2切削层参数切削时，沿进给运动方向移动一个进给量所切除的金属层称为金属切削层。通过切削刃基点（通常指主切削刃工作长度的中点）并垂直于该点主运动方向的平面，称为切削层尺寸平面。在切削层尺寸平面内测定的切削层尺寸几何参数则称为切削层尺寸平面要素。现将各切削层参数的定义说明如下：上一页目

7、录下一页1.1切削运动与切削要素（1）切削层公称横截面积它是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积，用表示，即图1-2中AMCD所包围的面积。图1-2车削时的切削层尺寸上一页目录下一页1.1切削运动与切削要素切削层公称横截面积可按下式计算其中，称为残留面积，它构成了已加工表面理论表面粗糙度的几何基形。上一页目录下一页1.1切削运动与切削要素（2）切削层公称宽度它是指在给定瞬间，在切削层尺寸平面内，主切削刃截面上两个极限点间的距离。它大致反映了主切削刃参加切削工作的长度，对于直线主切削刃有以

8、下近似关系（3）切削层公称厚度它是指在同一瞬间的切削层横截面积与其公称切削层宽度之比。即上一页目录下一页1.2金属切削刀具1.2.1刀具的种类生产中所使用的刀具种类很多，按加工方式和具体用途分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型；按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准