机械制造技术基础chapter2.ppt

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1、第二章金属切削原理与刀具第七节切削用量的选择及工件材料加工性第一节刀具的结构第二节刀具材料第三节金属切削过程及其物理现象第四节切削力与切削功率第五节切削热与切削温度第六节刀具磨损与刀具寿命金属切削原理与刀具第一节刀具的结构一、切削运动1.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）主运动：在机床上形成切削速度并消耗大部分切削力的运动进给运动：机床上维持切削加工过程连续不断进行运动金属切削原理与刀具2.切削要素待加工表面：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面过渡表面(加工表面)：工件上

2、正被刀具切削着的表面，介于已加工表面和待加工表面之间切削过程中，工件上通常存在的3个不断变化的表面如图的外圆的车削运动。υc为切削刃某点切削速度，υf为同一点的进给运动速度，υe为两个运动的合成速度。金属切削原理与刀具切削要素包括切削用量和切削层的几何参数(1).切削用量包括切削速度、进给量、背吃刀量（切削深度）切削速度Vc（m/s）：刀具切削刃上选定点相对于工件主运动的速度计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度外圆车刀车削外圆时的切削速度计算公式为dw—工件待加工表面的直径，(mm)n—工件的转速，(r/s)内孔车削时的切

3、削速度计算公式为dm—工件已加工表面的直径，(mm)n—工件的转速，(r/s)金属切削原理与刀具进给量f在主运动每转一转或每一行程时，刀具与工件之间沿进给动方向的相对位移单位是mm/r(用于车削、镗削等)mm/行程(用于刨削、磨削等)进给量表示进给运动的速度进给速度Vf（mm/s)每齿进给量fz(多刃刀具，mm/齿)其中：n—主运动的转速，(r/s)z—刀齿齿数Vf=n·f=n·z·fz背吃刀量ap（切削深度）待加工表面与已加工表面之间的垂直距离(mm)单位为mm对于外圆加工其中：dw—工件待加工表面的直径，(mm)dm—

4、工件已加工表面的直径，(mm)对于钻孔工作金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具(2).切削层参数在切削过程中，工件每转一转或刀具每转一齿，刀具主切削刃相邻两位置间的一层金属，称为切削层切削层公称宽度aw：沿过渡表面测量的切削层尺寸aw反映了切削刃参加切削的工作长度aw=ap/sinkr切削层公称厚度ac：在过渡表面法线方向测量的切削层尺寸，即相邻两过渡表面之间的距离ac反映了切削刃单位长度上的切削负荷ac=f·sinkraw=ap/sinkrac=f·sinkr金属切削原理与刀具切削层公称横截面积Ac：切削层公称厚度与切削层公称

5、宽度的乘积Ac=ac·aw=f·sinkr·ap/sinkr=f·ap切削用量与切削层参数金属切削原理与刀具二、刀具角度1.刀具切削部分的组成三面两刃一尖前(刀)面主后(刀)面副后(刀)面主切削刃副切削刃刀尖(1)：前刀面（刀具上切屑过的表面）(2)：主后刀面（刀具上与工件过渡表面相对的表面）(3)：副后刀面（刀具上与工件已加工表面相对的表面）(4)：主切削刃（前刀面与主后刀面的交线，主要切削工作）(5)：副切削刃（前刀面与副后刀面的交线，参与部分切削工作）(6)：刀尖（主切削刃和副切削刃的联接部位，为了增强刀尖的强度，改善散热

6、条件，通常在刀尖处磨出圆弧或直线过渡刃）金属切削原理与刀具其它各类刀具，都可以看作是车刀的演变和组合2.确定刀具角度的静止参考系假设：①不考虑进给运动②规定车刀刀尖与工件中心等高③刀柄的中心线垂直于进给方向因此，参考系为静止参考系，主要坐标平面有基面pr、切削平面ps、正交平面（主剖面）po、假定工作平面pf、背平面pp组成。（1）基面（pr）：通过主切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。（2）切削平面（ps）：通过主切削刃选定点，与切削刃相切并垂直于基面。（3）正交平面（po）：通过主切削刃选定点，并同时垂直于基面和切削平

7、面刀具标注角度的参考系（4）假定工作平面（pf）（进给平面）通过切削刃选定点，与基面垂直，且与假定进给方向平行（5）背平面（pp）（切深平面）通过切削刃选定点，同时垂直于基面和假定工作平面3.刀具的标注角度刀具的标注角度是指刀具在静止参考系中的一组角度，也是刀具制造图上标注的角度，是刀具设计、制造、刃磨和测量所必需的，也称静止角度。主要包括：前角（）、后角（）、主偏角（）、副偏角（）和刃倾角（）。(1)前角（）在正交平面内，基面与前刀面之间的夹角。作用：（1）使主切削刃锋利（2）影响切削刃强度选取原则：①工件材料：塑性材料，大前

8、角；脆性，小前角。强度、硬度低，大前角，否则，小前角。②刀具材料：高速钢，大前角；硬质合金，小前角。③加工性质：精加工，大前角；粗加工，小前角。选取范围：(2)后角（）在正交平面内，切削平面与主后刀面之间的夹角。作用：（1）减少刀具主后刀面与工件之间的摩擦（2）