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1、第一节切削运动与切削用量一、切削运动在金属切削加工过程中,除了刀具的材料必须比工件材料硬之外,还必须使刀具与工件之间有相对运动,这样刀具才能切除工件上多余的金属层,这种相对运动就称为切削运动。切削运动必须具备主运动和进给运动两种运动。1.主运动主运动是指由机床或人力提供的主要运动,它使刀具和工件之间产生相对运动,使刀具前面接近工件,从而使多余的金属层转变为切屑。主运动的速度最高,消耗功率最大。主运动只有一个,主运动可以是工件的运动,如车削,如图2-1所示;也可以是刀具的运动,如刨削,如图2-2所示。图2-1车削运动和工件上的表面图2-2刨削第一节切削运动与切削用量2.进给运动进给运动是
2、指由机床或人力提供的运动,它使刀具和工件之间产生附加的相对运动,加上主运动,即可不断地或连续地切除切屑,并得出具有所需几何特性的已加工表面,如图2-1、图2-2所示。进给运动的速度较低,消耗功率较小。进给运动可以是一个,也可以是几个;进给运动可以是工件的运动,如刨削;也可以是刀具的运动,如车削。3.合成切削运动合成切削运动是主运动和进给运动的组合。二、切削过程中的工件表面在切削加工过程中,工件上始终有三个不断变化着的表面,如图2-1所示。待加工表面:工件上有待切除的表面。已加工表面:工件上经刀具切削后产生的表面。过渡表面:工件上由切削刃形成的那部分表面,它在下一切削行程,即刀具或工件的
3、下一转里被切除,或者由下一切削刃切除。图2-3车削的切削速度和进给速度图2-4车削进给量和背吃刀量第一节切削运动与切削用量第一节切削运动与切削用量第二节刀具切削部分的几何角度一、车刀的组成车刀由刀柄和刀头组成,如图2-5所示。刀柄是车刀上的夹持部分,刀头是车刀的切削部分。切削部分一般由三个刀面、两条切削刃和一个刀尖共六个要素组成。(1)前面Aγ切屑流出经过的表面。(2)主后面Aα与工件上过渡表面相对的表面。(3)副后面Aα'与工件上已加工表面相对的表面。(4)主切削刃S前面与主后面的相交线,担负主要的切削任务。(5)副切削刃S'前面与副后面的相交线,配合主切削刃最终形成已加工表面。(6
4、)刀尖 主切削刃与副切削刃的连接部分。刀尖的一般形式如图2-6所示。图2-6a为尖角,图2-6b为圆弧过渡刃,图2-6c为直线过渡刃。后两种形式可增强刀尖的强度和耐磨性。图2-5车刀的组成图2-6刀尖形式第二节刀具切削部分的几何角度二、刀具的静止角度确定刀具的角度,仅靠车刀刀头上的几个面、几条线是不够的,还必须人为地在刀具上建立静止参考系。刀具静止参考系是指用于刀具设计、制造、刃磨和测量几何参数的参考系。建立刀具静止参考系时,不考虑进给运动的影响,并假定车刀刀尖与工件的中心等高;安装时车刀刀柄的中心线垂直于工件的轴线。在这样一个刀具静止参考系中的刀具角度定义为静止角度。1.刀具静止参考
5、系的平面刀具静止参考系是由参考平面组成的,如图2-7所示。参考平面有:(1)基面pr通过切削刃上选定点,并垂直于该点切削速度方向的平面。图2-7刀具静止参考系平面第二节刀具切削部分的几何角度(2)主(副)切削平面ps(ps')通过主(副)切削刃上选定点,与主(副)切削刃相切并垂直于基面的平面。在无特殊情况下,切削平面就是指主切削平面。(3)正交平面po通过切削刃上选定点,并同时垂直于基面和切削平面的平面。(4)法平面pn通过切削刃上选定点,并垂直于切削刃的平面。(5)假定工作平面pf通过切削刃上选定点,平行于假定进给运动方向,并垂直于基面的平面。(6)背平面pp通过切削刃上选定点,并同
6、时垂直于基面和假定工作平面的平面。2.刀具静止角度的基本定义 考虑到刀具静止角度在设计图样上的标注、刃磨和测量的方便,一般在由基面、切削平面、正交平面组成的正交平面参考系中定义刀具的静止角度,如图2-8所示。图2-8车刀的静止角度第二节刀具切削部分的几何角度(1)在基面内的角度1)主偏角κr是主切削平面ps与假定工作平面pf之间的夹角,κr只有正值。2)副偏角κr'是副切削平面ps'与假定工作平面pf之间的夹角,κr'只有正值。3)刀尖角εr是主切削平面ps与副切削平面ps'之间的夹角,εr只有正值。εr、κr、κr'满足如下关系式εr=180°-(κr+κr')εr不是一个独立角度,
7、而是一个派生角度,其大小是有κr和κr'决定的。(2)在正交平面内的角度1)前角γo是前面Ar与基面pr之间的夹角,前角有正、负和零度之分。若基面与前面有间隙,为正值;无间隙也不重合,为负值;基面与前面重合,为零度。2)后角αo是主后面Aα与切削平面ps之间的夹角,后角有正、负和零度之分。若切削平面与后面有间隙,为正值;无间隙也不重合为负值;切削平面与后面重合为零度。3)楔角βo是前面Ar与后面Aα之间的夹角。βo是一个派生角度,只有正值。βo
