第一章 金属切削原理(2011年).ppt

西安科技大学机械制造工程学院 面向21世纪普通高校机械类专业系列教材 机械制造工程学 金属切削原理 1 金属切削原理 1.1基本定义 金属切削过程 　工件与刀具相互作用的过程 金属切削加工 　 用刀具从工件表面上切除多余的材料，使工件的几何形状、尺寸精度、表面质量等各个方面均符合技术要求，同时要求高质量，高效率，低成本。 1.1基本定义 实现切削过程的三个条件 　切削运动 工件与刀具之间要有相对运动 　刀具的切削性能 刀具材料必须具备一定的切削性能 　刀具的切削角度 刀具必须具有合理的几何参数 工件加工 1.1.1切削运动与切削用量 1.1.1.1工件加工表面 在切削过程中，工件上通常存在着三个不断变化的表面。 待加工表面　[工件上即将切除的表面] 已加工表面　[工件上已经切除而形成的新表面] 过渡表面(切削表面)　[工件上正在切削的表面， 介于已加工表面和待加工表面之间]。 外圆车削的加工表面 平面刨削的加工表面 1.1.1.2 切削运动 切削运动 　　刀具与工件间的相对运动（即表面成形运动） 切削运动可分为主运动和进给运动。 主运动和进给运动的向量和称为合成切削运动 (1)主运动 【主运动】由机床提供的刀具与工件间主要的相对运动，它使刀具切削刃极其毗邻的刀具表面切入工件材料,从而形成工件新表面的运动 【主要特征】速度高、消耗功率大、通常只有一个 【形式】直线或旋转 【状态】连续或间歇 【主运动方向】在不考虑进给运动的条件下，切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向 【切削速度vc】切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度 切削速度vc 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。 由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度。 车削外圆时的切削速度计算公式：V=πdwn/1000其中: dw—工件待加工表面的直径(mm)； n—工件的转速(r/s)。 (2)进给运动 【进给运动】使主运动能够依次或连续进行，切除工件上多余材料, 形成满足一定要求的已加工表面的运动 【主要特征】速度低、消耗功率小、可以有多个 【形式】直线或旋转，或他们的组合 【状态】连续或间歇 【进给运动方向】不考虑主运动的条件下，切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向。 【进给速度vf 】切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。 进给量f 在主运动每转一转或往返一行程时，刀具在进给运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) 　　往复直线运动＿mm/d.str(毫米/双行程，double stroke) (刨削、磨削)。 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) 　每齿进给量fz(铣刀、铰刀等多刃刀具，单位是mm/齿)表示。 Vf=nf=nzfz　　　其中： n—主运动的转速(mm/s)； z—刀齿齿数。 (3)合成切削运动 合成切削运动： 　　由主运动和进给运动合成的运动 合成切削运动方向： 切削刃上选定点相对于工件瞬时合成切削运动 的方向 合成切削运动速度ve：?? 切削刃上选定点相对于工件沿合成切削运动的瞬时速度 合成切削速度角η： 　　瞬时主运动方向与合成切削运动方向之间的夹角 进给运动角φ: 瞬时主运动方向与进给运动方向之间的夹角 外圆车削的切削运动 平面刨削的切削运动 背吃刀量（切削深度）ap 在垂直于主运动方向和进给方向的工作平面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的接触长度。 注：它是主切削刃的工作长度在包含主运动和进给运动速度的平面的垂线上的投影长度。 对于外圆车削，背吃刀量为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。 　　　　　　　ap=(dw-dm)/2 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)。 (4)切削用量三要素 切削速度vc 进给量f? 背吃刀量（切削深度）ap ? 切削加工的成形运动 在切削和磨削加工中，工件表面的形状、尺寸及相互位置关系是通过刀具相对于工件的运动形成的。按照在切削过程中所起的作用，切削运动可分三类：1）主运动 直接切除工件上的切削层，以形成工件新表面的基本运动。主运动通常是切削运动中速度最高、消耗功率最多的运动，且主运动只有一个。主运动的速度以 表示，称作切削速度。 2）进给运动 是指不断地把切削层投入切削的运动。它的速度较低。进给运动可能是连续性的运动，也可能是间歇性的。进给运动有时仅有一个，但也可能有几个。进给运动的速度用进给量f或进给速度vf表示。切削加工的主运动