金属切削加工的基本知识

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1、第一章                金属切削加工的基本知识金属切削刀具切除工件上多余的金属材料，以获得所需要的形状、精度及表面质量，称为金属切削加工。它是机械制造工业中一种基本加工方法。§1．1切削运动与切削用量一、切削运动切削运动：刀具与工件间的相对运动称为切削运动（即表面成形运动），切削运动可分为主运动和进给运动主运动（切削运动）：在机床上形成切削速度并消耗大部分切削力的运动。它是必不可少的。进给运动（走刀运动）：机床上维持切削加工过程连续不断进行的运动。当表面成形运动只有一个时，则只有主运动，无进给运动；当表面成形运动有两个或两个以上时，其中一个为主运动，其余为进给运动。进给运

2、动根据刀具相对工件被加工表面运动方向的不同，可分为纵向进给、横向进给、圆周进给、径向进给和切向进给等。车削：主运动：工件的旋转进给运动：车刀沿工件轴线运动（纵向进给运动）垂直与工件轴线运动（横向进给运动）钻削：主运动：钻头的旋转进给运动：钻头沿工件轴向运动刨削：牛头刨：主运动：刨刀的往复直线运动进给运动：垂直于主运动方向间歇运动龙门刨：主运动：工件的往复直线运动进给运动：垂直于主运动方向间歇运动磨削：主运动：砂轮的旋转进给运动：工件的旋转，工件的轴向移动，砂轮沿工件径向进给拉削：主运动：拉刀运动无进给运动二、       切削时产生的工件表面在切削加工时，工件上通常存在三个表面：待加工

3、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三、       切削用量1．切削速度：刀具切削刃上选定点相对于工件主运动的速度，单位为m/s。刀具切削刃上各点切削速度可能是不同的，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)2．进给量f：在主运动每转一转或每一行程时，刀具在进给运

4、动方向上相对于工件的位移量，单位是mm/r(用于车削、镗削等)或mm/行程(用于刨削、磨削等)。进给量表示进给运动的速度。进给运动速度还可以用进给速度Vf（单位mm/s)或每齿进给量fz(用于铣刀、铰刀等多刃刀具，单位是mm/齿)表示。其中：n—主运动的转速，(mm/s)；z—刀齿齿数。3．背吃刀量（切削深度）ap：工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。即对于外圆车削， 其中：dw—工件待加工表面的直径，(mm)；dm—工件已加工表面的直径，(mm)对于钻孔工作 5§1．2刀具的几何角度一、刀具切削部分的组成1.前刀面：切屑流过的刀面2.（主）后刀面：与工件过渡表面相对

5、的刀面3.副后刀面：与已加工表面相对的刀面4.主切削刃：前刀面与后刀面的交线，它完成主要的切削工作5.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，并最终形成已加工表面6.刀尖：主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃，它可以是小的直线段或圆弧其它各类刀具，都可以看作是车刀的演变和组合二、定义刀具角度的参考系1.切削平面Ps（紫）：通过主切削刃上某一点并与工件加工表面相切的平面2.基面Pr（黄）：通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面(车刀基面一般是平行于刀具底面平面)3.主剖面P0：（正交平面）（绿）通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面切

6、削平面、基面和正交平面共同组成标注刀具角度的正交平面参考系。常用的标注刀具角度的参考系还有法平面参考系、背平面和假定工作平面参考系三、车刀的标注角度刀具制造和刃磨所需要的角度，并且在刀具设计图上予以标注的角度，共有五个。正交平面测量角度：（绿）前角：在正交平面内测量的前刀面与基面（黄）之间的夹角前角表示前刀面的倾斜程度前角的正负后角：在正交平面内测量的主后刀面与切削平面（紫）之间的夹角后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为正值基面内测量：（黄）主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角主偏角一般为正值副偏角：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角副

7、偏角一般为正值切削平面内测量：刃倾角：在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角当主切削刃呈水平时，λs=0，刀尖为主切削刃上最低点时，λs<0；刀尖为主切削刃上最高点时，λs>0。§1．3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。1.切削厚度hD：垂直于过渡表面测量的切削层尺寸，反映了切削刃单位长度上的切削负荷hD=fsinκr2.切削宽度bD：沿工件过渡表面测量的切削层尺寸，反映了切