金属切削与机床第1章金属切削的基本概念课件.ppt

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1、第1章金属切削的基本概念1.1切削运动与切削用量1.2刀具切削部分的几何角度1.3切削层参数、金属切除率及切削方式1.1切削运动与切削用量1.1.1切削运动1．主运动主运动是切下金属所必需的最主要运动。其特点是(在几种切削运动中)切削速度最高，消耗功率最大。如车削时工件的旋转运动，刨削时工件或刀具的往复移动，铣削时铣刀的旋转运动等都是主运动。在金属切削中必须有且只能有一个主运动。图1-1切削运动2．进给运动进给运动是使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可以是连续的，如车削外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动；也可以是步进的，如刨削时工件或刀具的横向移动等。在金属切削中可以有一个或几个进给

2、运动，也可以没有进给运动。3．合成切削运动由主运动和进给运动合成的运动，称为合成切削运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称为该点的合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度，如图1－1所示。1.1.2加工表面切削加工时在工件上会形成依次变化的三个表面，如图1-2所示。(1)待加工表面:工件上即将被切除的表面。(2)已加工表面:工件上切削后所形成的表面。(3)过渡表面:工件上由切削刃正在形成的表面。‘图1-2工件上的加工表面1.1.3切削用量切削用量是指切削速度、进给量、背吃刀量的总称，或称切削用量三要素。切削用量是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。

3、图1-3为切削用量示意图。图1-3切削用量1．切削速度vc切削速度是指切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，即主运动的线速度，单位为m/s。车削时计算公式如下:（1-1）式中:vc——切削速度(m/s)；dw——工件待加工表面直径（mm）；n——工件转速（r/s）。计算时应以最大的切削速度为准。如车削时应以待加工表面直径计算，因该直径上速度最高，刀具磨损最快。2．进给量f进给量是指刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用刀具或工件每转或每行程的位移量来表示，单位为mm/r或mm/行程。进给速度vf是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。vf=fn（1-2）式中:v

4、f——进给速度（mm/s）；n——主轴转速（r/s）；f——进给量（mm/r）。3．背吃刀量ap背吃刀量一般是指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离。如纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算：式中:dw——工件待加工表面直径（mm）；dm——工件已加工表面直径（mm）。（1－3）1.2刀具切削部分的几何角度金属切削刀具的种类虽然很多，但其切削部分的几何形状与参数却有着共性的部分。不论刀具构造如何复杂，其切削部分总是近似地以外圆车刀的切削部分为基本形态。各种复杂刀具或多齿刀具，拿出其中一个刀齿，其几何形状都相当于一把车刀的刀头，如图1-4所示。现代刀具引入“不重磨”概念后，刀具切

5、削部分的统一性获得了新的发展，许多结构迥异的切削刀具，其切削部分不过是一个或几个“不重磨式刀片”，如图1-5所示。在确立刀具一般性的基本定义时，通常以普通外圆车刀为基础进行讨论和研究。图1-4各种刀具切削部分的形状图1-5不重磨刀具的切削部分1.2.1刀具切削部分的组成车刀由切削部分和刀杆组成，如图1-6所示。刀杆是刀具的夹持部位；切削部分主要完成对金属的切削。切削部分的主要组成如下：(1)前刀面Aγ：刀具上切屑流出的表面。(2)主后刀面Aα：与工件上过渡表面相对的刀面。(3)副后刀面A′α：与工件上已加工表面相对的刀面。(4)主切削刃S：前刀面与主后刀面汇交的边锋。(5)副切削

6、刃S′:前刀面与副后刀面汇交的边锋。(6)刀尖：主切削刃和副切削刃的汇交处。图1-6外圆车刀的组成1.2.2刀具静止角度1．刀具静止角度参考系在设计、制造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参考系称为刀具静止参考系，由此定义的角度称为刀具标注角度。为方便讨论，在建立静止参考系时不考虑进给运动的大小，同时也假定车刀的安装基准面垂直于主运动方向。1）正交平面参考系（Pr－Ps－Po）正交平面参考系由基面Pr、切削平面Ps和正交平面Po组成，如图1-7(a)所示。(1)基面Pr：通过切削刃上选定点，垂直于主运动方向的平面。(2)切削平面Ps：通过切削刃上选定点，与主切削刃相切并垂直于基

7、面的平面。(3)正交平面Po：通过切削刃上选定点，垂直于主切削刃在基面上投影的平面。2）法平面参考系（Pr－Ps-Pn）法平面参考系由基面Pr、切削平面Ps和法平面Pn组成，如图1-7(a)所示。法平面Pn：通过切削刃上选定点，垂直于切削刃的平面。3）假定工作平面、背平面参考系（Pr-Pf-Pp）假定工作平面、背平面参考系由基面Pr、假定工作平面Pf、背平面Pp组成，如图1-7(b)所示。(1)假定工作平面Pf：通过切削刃上