朱明zhubob-机械加工工艺与设备第二章课件.ppt

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1、第二章金属切削过程的基本知识一、金属切削运动和切削要素在金属切削加工过程中，用刀具切除工件材料，刀具和工件之间必须要有一定的相对运动，这种相对运动称为切削运动。切削运动可分为主运动与进给运动。1.主运动切除多余金属层以形成工件要求的形状、尺寸精度及表面质量所必须的基本运动，也是切削运动中速度最高、消耗功率最大的运动。在切削加工中，主运动只有且必须有一个。主运动可以是旋转运动（如车削、镗削中主轴的运动），也可以是直线运动（如刨削、拉削中的刀具运动）。如图2－1所示。图2－1各种切削加工的切削运动2.进给运动使新的金属不

2、断投入切削的运动。它保证切削工作连续或反复进行，从而切除切削层形成已加工表面。进给运动的速度较低、消耗功率较小。进给运动可由刀具完成（如车削、钻削），也可由工件完成（如铣削）。进给运动不限于一个（如滚齿），个别情况也可以没有进给运动（如拉削）；进给运动可以是连续的（如车削),也可以是间断的（如刨削）。3.合成切削运动当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一点相对工件的运动称为合成切削运动。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（如图2－2所示）。即：工件上有待切削金属层的表面已加工与待加工表面间的

3、切削刃正在切除的表面工件上经刀具切削后形成的表面。图2－2车削运动和加工表面二、切削用量在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、刀具材料和其它技术经济要求来选定适宜的切削速度、进给量和背吃刀量值。切削速度、进给量和背吃刀量通常称为切削用量三要素。1.切削速度切削速度---切削刃上选定点相对于工件的主运动的线速度。式中——主运动转速，r/s(或r/min)；——刀具或工件的最大直径，mm。单位为m/s（或m/min）计算公式为：2.进给量进给量---当主运动旋转一周时，刀具（或工件）沿进给运动方向上的位移量，单位为m

4、m/r。进给量的大小也反映了进给速度（单位为mm/min）。关系式为：3.背吃刀量背吃刀量---是工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离。外圆车削的背吃刀量为：——待加工表面直径，mm——已加工表面直径，mm4.合成运动速度合成运动速度---在主运动与进给运动同时进行的情况下，切削刃上任一点的实际切削速度是它们的合成速度。三、切削层参数切削过程中，刀具切削刃在一次进给（走刀）中，从工件待加工表面上切下的金属层称切削层。如图2－4所示，外圆车削时，工件转一转，车刀从位置Ⅰ移到位置Ⅱ，所切下Ⅰ与Ⅱ之间的金属层为切削层。

5、切削层参数共有三个，通常在垂直于切削速度的平面内测量。图2－3切削层参数切削厚度---是指垂直于过渡表面度量的切削层尺寸。的大小反映了切削刃单位长度上的工作负荷。1．切削厚度2．切削宽度切削宽度---是指沿过渡表面度量的切削层尺寸。的大小反映了切削刃参加切削的长度。sinpDrabk=3．切削面积切削面积---是指在切削层尺寸平面里度量的横截面积。二、金属切削刀具几何角度图2－4几种刀具切削部分的形状金属切削加工的刀具种类繁多，各种刀具的结构尽管有的相差很大，但刀具切削部分具有相同的几何特征。其中较典型、较简单的是车

6、刀，其他刀具的切削部分可以看成是以车刀为基本形态演变而来的刀具，如图2－4所示。前刀面---切削过程中切屑流出所经过的刀具表面。主后刀面---切削过程中与工件上过渡表面相对的刀具表面。副后刀面---切削过程中与工件上已加工表面相对的刀具表面。主切削刃---前刀面与后刀面的交线。它担负着主要的切削工作。副切削刃---前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作。刀尖---主切削刃和副切削刃的交点。为了改善刀尖的切削性能，常将刀尖磨成直线或圆弧形过渡刃。2.2.1刀具切削部分的组成图2－5车刀的组成部分和各部分名称

7、不同类型的刀具，其刀面、切削刃的数量不完全相同。2.2.2刀具的标注角度在刀具设计、制造、刃磨和测量时用于定义刀具几何参数的参考系称为标注角度参考系或静止参考系。在此参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。以下主要介绍刀具静止参考系中常用的正交平面参考系。基面：指过主切削刃上的选定点，并垂直于该点切削速度方向的平面。车刀切削刃上各点的基面都平行于车刀的安装面（即底面）。安装面是刀具制造、刃磨和测量时的定位基准面。切削平面：指过主切削刃上的选定点，与主切削刃相切，并垂直于该点基面的平面（即与工件过渡表面相切的面）。正交平

8、面：指过主切削刃上的选定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面。1．正交平面参考系图2－6正交平面参考系2．刀具的标注角度图2－7正交平面参考系标注角度图2－8　刃倾角3.刀具的工作角度(1)进给运动对工作角度的影响①横向进给对工作角度的影响图2－9横向进给运动对工作角度的影响②纵向进给对工作角度的影响车外圆或车螺纹时（如图2-10所示），合成