金属切削加工的基础知识课件.ppt

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1、第1章　金属切削加工的基础知识1.1　金属切削基本知识1.2　刀具材料切削运动是为了形成工件表面所必需的、刀具与工件之间的相对运动。分为主运动和进给运动，如图1-2所示。主运动是切除工件多余金属所需要的最基本的运动，主运动速度高、消耗功率大。进给运动是使金属层连续投入切削，从而加工出完整表面的运动。切削过程中，主运动、进给运动合理的组合，便可以加工各种不同的工件表面。1.1　金属切削基本知识1.1.1　切削运动切削过程中，工件上形成三个表面，如图1-2所示1）待加工表面——将被切除的表面；2）过渡表面——正在切削的表面；3）已加工表面——切除多余金属后形成的表面。图1-2车削加工工件

2、上的表面切削过程中，为提高生产效率，机床除切削运动外，还需要有辅助运动，如切入运动、分度转位运动、空程运动及送夹料运动等。1、切削用量三要素1）切削速度：切削刃的选定点相对于工件主运动的瞬时速度。主运动是旋转运动时，切削速度计算公式如下：式中d——工件加工表面或刀具某一点的回转直径（mm）；n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。1.1.2　切削用量2）进给量：在工件或刀具的每一转或每一往复行程的时间内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。通常用表示，单位为mm/r或mm／行程。3）背吃刀量：背吃刀量是在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的吃刀量，单位为mm，也就是工

3、件待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，习惯上也将背吃刀量称为切削深度。外圆车削时式中D——工件待加工表面的直径(mm)；d——工件已加工表面的直径(mm)。刀具是金属切削加工中不可缺少的重要工具之一，无论是普通机床，还是先进的数控机床和加工中心、以及柔性制造系统，都必须依靠刀具才能完成各种需要的切削加工。实际证明，刀具的更新可以成倍、数十倍地提高生产效率。1、刀具的分类：刀具的种类很多，根据用途和加工方法不同，通常把刀具分为以下类型。1）切刀：包括各种车刀、刨刀、插刀、镗刀、成形车刀等。2）孔加工刀具：包括各种钻头、扩孔钻、铰刀、复合孔加工刀具(如钻一铰复合刀具)等。1.1.3　刀

4、具切削部分的基本定义3）拉刀：包括圆拉刀、平面拉刀、成形拉刀(如花键拉刀)等。4）铣刀：包括加工平面的圆柱铣刀、端铣刀等；加工沟槽的立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等；加工特殊形面的模数铣刀、凸(凹)圆弧铣刀、成形铣刀等。5）螺纹刀具：包括螺纹车刀、丝锥、板牙、螺纹切刀、搓丝板等。6）齿轮刀具：包括齿轮滚刀、蜗轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、花键滚刀等。7）磨具：包括砂轮、砂带、油石和抛光轮等。8）其它刀具：包括数控机床专用刀具、自动线专用刀具等。2、刀具切削部分结构要素刀具通常由工作部分和夹持部分组成。刀具切削部分总是近似地以外圆车刀的切削部分为基本形态，其它各类刀具可看成是它的演变

5、和组合，故以普通车刀为例，刀具切削部分的结构要素如图7-4所示。1）前刀面2）主后刀面3）副后刀面4）主切削刃S5）副切削刃S6）刀尖图7-4车刀切削部分结构要素图7-5车刀的参考系3、刀具几何角度参考系刀具几何角度可分为静态角度（标注角度）和工作角度，分别对应静态参考系和工作参考系。如图7-5所示为静态参考系的各组成平面。1）基面2）主切削平面3）主剖面和主剖面参考系4）法剖面和法剖面参考系图7-5车刀的参考系5）进给剖面6）切深剖面进给切深剖面参考系图7-6车刀的标注角度前角后角楔角4、刀具的标注角度：如图7-6所示1）主剖面内标注角度2）基面内标注角度主偏角副偏角刀尖角余偏角

6、3）切削平面内标注角度刃倾角图7-6车刀的标注角度前角后角楔角4）法剖面内标注角度图7-6车刀的标注角度前角后角楔角5）进给剖面内标注角度6）切深剖面内标注角度前角后角楔角5.刀具的工作角度以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度，又称实际角度。(1)刀具安装位置对工作角度的影响图2-8车刀安装高度对工作角度的影响a)刀尖高于工件轴线b)刀尖低于工件轴线图2-9车刀安装偏斜对工作角度的影响(θ为切削时刀杆纵向轴线的偏转角)5.刀具的工作角度图2-10纵向进给运动对工作角度的影响(2)进给运动对工作角度的影响图2-11横向进给运动对

7、工作角度的影响5.刀具的工作角度切削层是指工件上正被刀具切削刃切削着的一层金属。也就是相邻的两过渡表面之间所夹着的一层金属，如图7-3所示。1）切削层厚度：是相邻两过渡表面之间的垂直距离。2）切削宽度：是沿主切削刃测量的切削层尺寸。3）切削面积：切削层公称横截面积。图7-3切外圆时的切削层要素1.1.4　切削层参数刀具材料及合理选用：刀具材料主要是指刀具切削部分的材料。在切削过程中，刀具的切削能力，直接影响生产率、加工质量和加工成本。刀具的切削性能，主要