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1、第一章金属切削加工基本知识 第一节金属切削加工的运动要素第二节金属切削中的物理现象及影响因素第三节金属切削基本规律的应用第四节技术经济分析 金属切削加工是用刀具从金属材料 毛坯 上切去多余的金属层 从而获得几何形状 尺寸精度和表面质量都符合要求的机器零件的加工方法 分为钳工和机械加工两部分 机械加工是通过工人操作机床对工件进行切削加工 常见的加工方法有 车 钻 刨 铣 磨以及齿形加工等 概述 第一节金属切削加工基本定义一 切削运动和切削用量1 切削运动2 工件上的加工表面3 切削用量二 刀具角度参考系和刀具角度1 刀具静止角度参考系及其坐标平面2 刀具工作角度参考系和刀具工作角度三 切削层公称
2、横截面和切削方式1 切削层横截面要素2 金属切除率3 切削方式 1 切削运动切削运动包括主运动和进给运动两类 1 主运动在切削运动中 运动速度最高 消耗动力最大 为切除切屑的最基本的运动 2 进给运动在切削过程中 为了使新的金属层连续投入切削 从而切出工件全部加工表面所需要的运动 注释 1 主运动可以是旋转运动 也可以是往复运动 2 主运动可以是工件来实现 车外圆 也可以是刀具来实现 刨 铣加工 3 主运动只有一个 进给运动可以一个以上 1 切削运动中的三个表面 1 待加工表面 指加工时工件上有待切除的表面 2 已加工表面 指工件上经刀具切削后产生的表面 3 加工表面 指工件上由刀具切削刃形成
3、的表面 2 工件上的加工表面 3 切削用量三要素 切削速度 进给量 背吃刀量 在主运动的一个循环 或单位时间 内 工件与刀具间沿进刀方向相对运动的距离 在单位时间内 工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离 待加工表面和已加工表面的垂直距离 1 切削速度在单位时间内 工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离 例如 主运动为旋转运动时v dwn 1000 m s 式中 dw 工件待加工表面的直径或刀具最大直径 mm n 工件或刀具的转速 r s 主运动为往复直线运动时v 2Ln 1000 60 m s 式中 L 往复运动行程长度 mm n 主运动每分钟往复次数 2 进给量f在主运动的一个循环 或单位时间
4、 内 工件与刀具间沿进刀方向相对运动的距离 如在车削 镗削 钻削时 进给量表示工件或刀具每转一转 刀具或工件移动的距离 单位是mm r 在牛头刨床 龙门刨 刨削时 刀具 工件 每往复一次 工件 刀具 移动的距离 3 背吃刀量 切削深度 ap待加工表面和已加工表面的垂直距离 在车削外圆时 ap dw dm 2 mm 其中 dw dm 分别为待加工表面和已加工表面的直径 二 刀具角度参考系和刀具角度 1 车刀的切削部分车刀的切削部分由三个刀面 两个刀刃和一个刀尖组成 三面 前刀面 主后刀面 副后刀面 两刃 主刀刃 副刀刃 一尖 刀尖 2 车刀切削部分的主要角度 为确定刀具的几何角度而引入的辅助平面
5、包括切削平面 基面和正交平面 切削平面 通过主刀刃上某一点 并与该点加工表面相切的平面 基面 通过主刀刃上某一点 并与该点切削速度方向垂直的平面 正交平面 通过主刀刃上某一点 并与主刀刃在基面上的投影垂直的平面 或垂直于基面和切削平面的面 基面 通过切削刃选定点的平面 它平行刀具安装的一个平面 其方位要垂直于主运动方向 切削平面 通过切削刃选定点并同时垂直于基面的平面 正交平面 切削平面 基面 正交平面 通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面 前角 0 基面投影线 前角越大 前刀面投影线 刀刃越锋利 主切削刃强度越低 易崩刃 已加工表面质量越好 在 50 250内选取 粗加工取小 精
6、取大 在正交平面内测量 前刀面与基面之间的夹角 前角 0 切削平面投影线 减小后刀面与已加工表面之间的摩擦 它和前角一样影响刃口的强度和锋利程度 主后刀面投影线 作用 后角 0 后角应在60 120内选取 粗加工取小 精加工取大 在正交平面内测量 主后刀面与切削平面之间的夹角 后角 0 主偏角 r 主切削平面与假定工作平面之间的夹角 主偏角 r 主偏角 r减小 主切削刃参加切削的长度增加 刀具磨损减慢 但作用于工件的径向力会增加 常用刀具的主偏角 r有450 600 750 900 副偏角 r 副切削平面与假定工作平面之间的夹角 副偏角可减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦 减小已加工表面的
7、粗糙度 副偏角一般为50 150 副偏角 r 基面投影线 主切削刃 刃倾角 s 刀尖为切削刃最高点时为正 反之为负 刃倾角一般 50 50 刃倾角 S在切削平面中测量 主切削刃与基面的夹角 刃倾角可控制切屑流出方向和刀头强度 说明 以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高 刀杆纵向轴线垂直于进给方向 以及不考虑进给运动的影响等条件下确定的 横向进给对刀具工作角度的影响 刀具的工作角度1 进给运动对刀具工作角度的影响 纵向进给对刀具工作角度的影响 2 刀具轴线位置对工作角度的影响刀尖对准工件的中心安装 若刀尖装低 情况则相反 三 切削层参数 切削层包括切削厚度 切削宽度和切削面积 1 切削厚度ac垂直于加工表面度量的切削层尺寸 2 切削宽度aw沿着加工表面度量的切削层的尺寸 3 切削面积Ac切削层截面面积 Ac acaw fap 2 金属切除率Zw 单位时间 s 切下的金属体积 称为金属切除率 用Zw表示 它是衡量切削效率高低的一种指标 3 切削方式 1 自由切削和非自由切削 2 直角切削和斜角切削 本节结束 谢谢
