項(xiàng)目一金屬切削加工基本知識(shí)

1、v【教學(xué)目的和要求】【教學(xué)目的和要求】v知識(shí)要求知識(shí)要求v 了解機(jī)械制造工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用；v掌握金屬切削加工機(jī)床的分類(lèi)與型號(hào)編制方法；v掌握表面成形運(yùn)動(dòng)與輔助運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)聯(lián)系與傳動(dòng)鏈的概念，學(xué)會(huì)區(qū)分內(nèi)、外聯(lián)系傳動(dòng)鏈；v明確本課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求與學(xué)習(xí)方法。v掌握金屬切削加工的基本概念和術(shù)語(yǔ)；v掌握刀具幾何角度，刀具材料性能要求及高速鋼、硬質(zhì)合金刀具的應(yīng)用；v了解金屬切削加工過(guò)程中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象；v掌握提高切削效益的一般途徑；v了解合理選擇切削用量的方法。v技能要求技能要求v具備識(shí)別機(jī)床型號(hào)、通過(guò)查閱資料獲取機(jī)床技術(shù)參數(shù)的能力。v具備合理選擇刀具材料的能力；v具備合理選擇刀具幾何參

2、數(shù)的能力；v具備合理選用切削液的能力。項(xiàng)目一 金屬切削加工的基本知識(shí)v【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】 v重點(diǎn)了解解機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)，本課重點(diǎn)了解解機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)，本課程包含的內(nèi)容及一些學(xué)習(xí)方法。教學(xué)重點(diǎn)為切削運(yùn)動(dòng)、切削用量的概念程包含的內(nèi)容及一些學(xué)習(xí)方法。教學(xué)重點(diǎn)為切削運(yùn)動(dòng)、切削用量的概念 掌握正交平面靜止參考系角度的標(biāo)注。刀具材料應(yīng)具備的性能及高速鋼、掌握正交平面靜止參考系角度的標(biāo)注。刀具材料應(yīng)具備的性能及高速鋼、硬質(zhì)合金的性能與選用，了解切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損硬質(zhì)合金的性能與選用，了解切削變形、切削力、切削溫

3、度、刀具磨損及耐用度等幾個(gè)物理現(xiàn)象及影響因素，本課題的難點(diǎn)為正交平面靜止參及耐用度等幾個(gè)物理現(xiàn)象及影響因素，本課題的難點(diǎn)為正交平面靜止參考系角度的標(biāo)注。根據(jù)加工條件合理選擇切削參數(shù)，本課題難點(diǎn)為在不考系角度的標(biāo)注。根據(jù)加工條件合理選擇切削參數(shù)，本課題難點(diǎn)為在不同條件下刀具材料的合理選擇。難點(diǎn)為分析切削條件對(duì)切削變形、切削同條件下刀具材料的合理選擇。難點(diǎn)為分析切削條件對(duì)切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損及耐用度的影響。力、切削溫度、刀具磨損及耐用度的影響。v【教學(xué)方法和使用教具】【教學(xué)方法和使用教具】 v本項(xiàng)目采取了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、小組討論法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法、技能訓(xùn)練法、本項(xiàng)目采取了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

4、、小組討論法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法、技能訓(xùn)練法、問(wèn)題法。問(wèn)題法。v【教學(xué)時(shí)數(shù)】【教學(xué)時(shí)數(shù)】 v教學(xué)學(xué)時(shí)教學(xué)學(xué)時(shí)28學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 理論：理論：26學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 實(shí)踐：實(shí)踐：2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)一、機(jī)械制造在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用一、機(jī)械制造在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用v機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的部門(mén)之一。它不僅能直接提供人民機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的部門(mén)之一。它不僅能直接提供人民生活所需的消費(fèi)品，而且為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供技術(shù)裝備。因此，是生活所需的消費(fèi)品，而且為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供技術(shù)裝備。因此，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展規(guī)模和水平對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展規(guī)模和水平對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有很大的制

5、約和直接影響，是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)發(fā)的發(fā)展有很大的制約和直接影響，是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。因而世界各國(guó)均把發(fā)展機(jī)械制造工業(yè)作為振興和展水平的重要標(biāo)志。因而世界各國(guó)均把發(fā)展機(jī)械制造工業(yè)作為振興和發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。v機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，又在很大程度上取決于機(jī)械制造技術(shù)的機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，又在很大程度上取決于機(jī)械制造技術(shù)的水平和發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)機(jī)械制造技術(shù)水平和發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)機(jī)械制造技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求，推動(dòng)機(jī)械制造技術(shù)向前不斷發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)提出了越來(lái)越高的要

6、求，推動(dòng)機(jī)械制造技術(shù)向前不斷發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展提供了機(jī)遇與條件，特別是計(jì)算機(jī)技的發(fā)展，為機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展提供了機(jī)遇與條件，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得常規(guī)機(jī)械制造技術(shù)與精密檢測(cè)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、傳感術(shù)的發(fā)展，使得常規(guī)機(jī)械制造技術(shù)與精密檢測(cè)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、傳感技術(shù)等有機(jī)結(jié)合更易于進(jìn)行，給機(jī)械制造領(lǐng)域帶來(lái)許多新技術(shù)、新概技術(shù)等有機(jī)結(jié)合更易于進(jìn)行，給機(jī)械制造領(lǐng)域帶來(lái)許多新技術(shù)、新概念，使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高。機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展又為其它念，使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高。機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展又為其它高新技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)、提供了可靠的保證，兩者相互促高新技術(shù)的發(fā)展打下

7、了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)、提供了可靠的保證，兩者相互促進(jìn)，共同提高，為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。進(jìn)，共同提高，為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。 二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 1.向高柔性化和自動(dòng)化方面發(fā)展向高柔性化和自動(dòng)化方面發(fā)展 隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期越隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，來(lái)越短，-多品種中小批量生產(chǎn)已成為目前和今后生產(chǎn)的主多品種中小批量生產(chǎn)已成為目前和今后生產(chǎn)的主要類(lèi)型。因此，以解決中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化問(wèn)題為主要目標(biāo)的要類(lèi)型。因此，以解決中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化問(wèn)題為主要目標(biāo)的CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控

8、）、（計(jì)算機(jī)數(shù)控）、CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造）、計(jì)算機(jī)輔助制造）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）和（柔性制造系統(tǒng)）和CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等高新技術(shù)，（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等高新技術(shù)，越來(lái)越受到重視。這些高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在計(jì)越來(lái)越受到重視。這些高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在計(jì)算機(jī)控制下，不僅實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且實(shí)現(xiàn)柔性化、智能化、集成化，算機(jī)控制下，不僅實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且實(shí)現(xiàn)柔性化、智能化、集成化，必然使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，生產(chǎn)周期縮短，產(chǎn)生很好的經(jīng)必然使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，生產(chǎn)周期縮短，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。濟(jì)效益。2

9、.精密加工和超精密加工的應(yīng)用將日益廣泛精密加工和超精密加工的應(yīng)用將日益廣泛 在現(xiàn)代高科技領(lǐng)域中，產(chǎn)品的精度要求越來(lái)越高，掌握精密和在現(xiàn)代高科技領(lǐng)域中，產(chǎn)品的精度要求越來(lái)越高，掌握精密和超精密加工技術(shù)，在未來(lái)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中具有重要意義，也是一個(gè)國(guó)家超精密加工技術(shù)，在未來(lái)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中具有重要意義，也是一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志。制造水平的重要標(biāo)志。3.發(fā)展高速切削、強(qiáng)力切削發(fā)展高速切削、強(qiáng)力切削 這也是提高切削加工效率的重要途徑之一。這也是提高切削加工效率的重要途徑之一。 本課程是高職高專(zhuān)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干課程。它是通過(guò)對(duì)本課程是高職高專(zhuān)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干課程。它是通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)課程傳統(tǒng)

10、課程 “金屬切削原理與刀具金屬切削原理與刀具”、“金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床”、“機(jī)械制機(jī)械制造工藝學(xué)造工藝學(xué)”、“機(jī)床夾具設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)”的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，所形成的一門(mén)的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，所形成的一門(mén)新課程。新課程。 三、本課程的學(xué)習(xí)方法三、本課程的學(xué)習(xí)方法 本課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。學(xué)習(xí)時(shí)要重視在實(shí)踐教學(xué)本課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。學(xué)習(xí)時(shí)要重視在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)習(xí)，如各種實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，要注意理論與實(shí)踐相結(jié)合，環(huán)節(jié)中學(xué)習(xí)，如各種實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，要注意理論與實(shí)踐相結(jié)合，這有利于培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。機(jī)械制這有利于培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)

11、，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。機(jī)械制造中的生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題往往因生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，批量不同，具體生產(chǎn)條件造中的生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題往往因生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，批量不同，具體生產(chǎn)條件不同而千差萬(wàn)別。學(xué)習(xí)時(shí)要特別注意靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，根據(jù)具體情況不同而千差萬(wàn)別。學(xué)習(xí)時(shí)要特別注意靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，根據(jù)具體情況處理問(wèn)題。切記不要死記硬背、生搬硬套。處理問(wèn)題。切記不要死記硬背、生搬硬套。一、金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)一、金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)v 金屬切削機(jī)床是利用切削、特種加工等方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器。（一）機(jī)床的分類(lèi)和型號(hào)的編制（一）機(jī)床的分類(lèi)和型號(hào)的編制 1. 機(jī)床的分類(lèi)機(jī)床的分類(lèi) 按其加工性質(zhì)和所用的刀具進(jìn)行分類(lèi)

12、，將機(jī)床分為12大類(lèi),包括：車(chē)床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床以及其它機(jī)床。如表1所示。 其它分類(lèi)方法：其它分類(lèi)方法： （1）按照機(jī)床工藝范圍的寬窄（通用性程度）： 機(jī)床可分為通用機(jī)床、專(zhuān)門(mén)化機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床。 （2）按照機(jī)床自動(dòng)化程度的不同： 機(jī)床可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床。 （3）按照機(jī)床重量和尺寸的不同： 機(jī)床可分為儀表機(jī)床、中型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床和超重型機(jī)床。 （4）按照機(jī)床加工精度的不同 機(jī)床可分為普通精度機(jī)床、精密機(jī)床和高精度機(jī)床。 （5）按照機(jī)床主要工作部件的多少 機(jī)床可分為單軸、多軸機(jī)床或單刀、多刀機(jī)床等。 2

13、.機(jī)床型號(hào)的編制方法機(jī)床型號(hào)的編制方法 機(jī)床型號(hào)是機(jī)床產(chǎn)品的代號(hào)，用以簡(jiǎn)明地表示機(jī)床的類(lèi)型、通用特性和結(jié)構(gòu)特性以及技術(shù)參數(shù)等。（1）機(jī)床型號(hào)的表示方法： （二）機(jī)床的運(yùn)動(dòng)（二）機(jī)床的運(yùn)動(dòng) 金屬切削機(jī)床在進(jìn)行切削加工時(shí)，為了獲得所需的工件表面形狀，必需使刀具和工件按一定的規(guī)律作一系列運(yùn)動(dòng)，以保證刀具與工件之間具有正確的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如圖1所示在車(chē)床上車(chē)削外圓柱表面機(jī)床在加工過(guò)程中所需的運(yùn)動(dòng)，可按其功用的不同而分為表面成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)兩類(lèi)。1 1表面成形運(yùn)動(dòng)表面成形運(yùn)動(dòng) 表面成形運(yùn)動(dòng)又可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2 2輔助運(yùn)動(dòng)輔助運(yùn)動(dòng) 機(jī)床上除表面成形運(yùn)動(dòng)外，其它所有的運(yùn)動(dòng)都屬于輔助運(yùn)動(dòng)。 1. 可獲得

14、較復(fù)雜的工件形狀。 2. 可獲得較小的表面粗糙度數(shù)值。 3. 可獲得較高的尺寸精度、表面幾何形狀精度和位置精度。 二、切削運(yùn)動(dòng)二、切削運(yùn)動(dòng) 在機(jī)床上為了切除工件上多余的金屬，以獲得形狀精度、 尺寸精度、位置精度和表面質(zhì)量都符合要求的工件，刀具與工 件之間必須作相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)。根據(jù)切削運(yùn)動(dòng)在切削加 工過(guò)程中所起作用的不同，可將切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)，如圖2-1所示。 一、切削加工的特點(diǎn)一、切削加工的特點(diǎn) 在機(jī)床上為了切除工件上多余的金屬，以獲得形狀精度、尺寸精度、位置精度和表面質(zhì)量都符合要求的工件，刀具與工件之間必須作相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)。根據(jù)切削運(yùn)動(dòng)在切削加工過(guò)程中所起作用的不同，可將切

15、削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如圖1-1所示。 1.主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)v 主運(yùn)動(dòng)是切除工件上多余金屬層，形成工件新表面所必須的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是速度最高，消耗功率最多。切削加工中只有一個(gè)主運(yùn)動(dòng)，它可由工件完成，也可由刀具完成。v2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)v 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是把被切削金屬層間斷或連續(xù)投入切削的一種運(yùn)動(dòng)。與主運(yùn)動(dòng)相配合即可不斷地切除金屬層，獲得所需的表面。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是速度小，消耗功率少。v3.合成切削運(yùn)動(dòng)合成切削運(yùn)動(dòng)v合成切削運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的合成，如圖1-1所示。三、工件的表面三、工件的表面 在切削過(guò)程中，工件上的金屬層不斷地被刀具切除而變?yōu)榍行迹瑫r(shí)在工件上形成新的表面，如圖1-2所示

16、（1）待加工表面待加工表面 工件上有待切除的表面稱(chēng)為待加工表面。（2）已加工表面已加工表面 工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的新表面稱(chēng)為已加工表面。（3）過(guò)渡表面（加工表面）過(guò)渡表面（加工表面） 切削刃正在切削的表面稱(chēng)為過(guò)渡表面，也稱(chēng)為加工表面。它是待加 工表面與已加工表面的連接表面。 四、切削用量四、切削用量 切削用量是切削過(guò)程中切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量的總稱(chēng)，用于正確調(diào)整機(jī)床的工藝參數(shù) 如圖2-3所示。 （1）切削速度切削速度c 切削速度是刀具切削刃上的某一點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬 時(shí)速度，車(chē)外圓時(shí)，計(jì)算公式如下：c= (dwn)/1000 (2-1)式中 c-切削速度，單位為m/mi

17、n或m/s； dW-工件待加工表面直徑，單位為mm；n-工件轉(zhuǎn)速，單位為r/min或r/s。 （2）進(jìn)給量進(jìn)給量 進(jìn)給量是刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量?？捎玫毒呋蚬ぜ哭D(zhuǎn)或每 行程的位移量來(lái)表示。 對(duì)于銑刀、鉸刀等多齒刀具，還規(guī)定每齒進(jìn)給量z，即多齒刀具每轉(zhuǎn)或每行程中每齒相 對(duì)于工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移，單位為mm/Z。進(jìn)給速度f(wàn) ，即切削刃選定點(diǎn)相對(duì)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為mm/min。 f=n （2-2） f=zZn （2-3）式中 Z-齒數(shù)。（3）背吃刀量背吃刀量aP 背吃刀量一般指通過(guò)切削刃基點(diǎn)并垂直于假定工作平面方向上測(cè)量的吃刀量。 車(chē)外圓時(shí)： aP=（dWdm

18、）/2 （2-4） 在切削過(guò)程中，工件上的金屬層不斷地被刀具切除而變?yōu)榍行迹瑫r(shí)在工件上形成新的表面，如圖1-2所示 切削用量是切削過(guò)程中切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量的總稱(chēng)，用于正確調(diào)整機(jī)床的工藝參數(shù)如圖所示。 五、切削層參數(shù)五、切削層參數(shù) 刀具切削刃在一次進(jìn)給中，從工件待加工表面上切下來(lái)的金屬層稱(chēng)為切削層。 如車(chē)外圓時(shí)，工 件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車(chē)刀從位置移到位置，前進(jìn)了一個(gè)進(jìn)給量，圖1-3中陰影部分即為切削層。其截面尺寸的大小即為切削層參數(shù)，它決定了刀具所承受負(fù)荷的大小及切削尺寸，還影響切削力、刀具磨損、工件表面質(zhì)量和生產(chǎn)率。 切削層尺寸可用以下三個(gè)參數(shù)表示： （1）切削層公稱(chēng)厚度切削層公稱(chēng)厚度hD 切

19、削層公稱(chēng)厚度是指切削刃兩瞬時(shí)位置過(guò)渡表面間 的距離。 （2）切削層公稱(chēng)寬度切削層公稱(chēng)寬度bD 切削層公稱(chēng)寬度是指沿過(guò)渡表面測(cè)量的切削層尺寸。 （3）切削層公稱(chēng)橫截面面積切削層公稱(chēng)橫截面面積AD 切削層公稱(chēng)橫截面面積是指切削層橫截面的面積大小。 六、刀具切削部分的幾何角度六、刀具切削部分的幾何角度 金屬切削刀具種類(lèi)繁多、形狀各異，但刀具切削部分的組成卻有共同點(diǎn)。車(chē)刀的切削部分可看作是其它各種刀具切削部分最基本的形態(tài)。v（一）車(chē)刀的組成 車(chē)刀由刀柄和刀頭組成，刀柄是刀具的夾持部分，刀頭則是刀具的切削部分。如圖1-5所示，刀頭由以下幾部分構(gòu)成。 （1）前刀面前刀面A） 切屑流出時(shí)經(jīng)過(guò)的刀面稱(chēng)為前刀面

20、。 （2）后刀面后刀面A 與過(guò)渡表面相對(duì)的刀面稱(chēng)為后刀面（也稱(chēng)主后刀面）。 （3）副后刀面副后刀面A 與已加工表面相對(duì)的刀面稱(chēng)為副后刀面。 （4）（主）切削刃（主）切削刃S 前刀面與后刀面匯交的邊緣稱(chēng)為（主）切削刃。在切削加工過(guò)程中，它承擔(dān)主 要的切削任務(wù)。 （5）副切削刃副切削刃S 前刀面與副后刀面匯交的邊緣稱(chēng)為副切削刃。它承擔(dān)少量的切削工作，配合主切 削刃完成切削工作并最終形成工件上的已加工表面。 （6）刀尖刀尖 刀尖是主、副切削刃的連接部位，或者是主、副切削刃的交點(diǎn)。大多數(shù)刀具在刀尖處磨成 一小段直線(xiàn)刃或圓弧刃，也有一些刀具主、副切削刃直接相交，形成尖刀尖，如圖2-6所示。 刀具切削刃在

21、一次進(jìn)給中，從工件待加工表面上切下來(lái)的金屬層稱(chēng)為切削層。 如車(chē)外圓時(shí)，工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車(chē)刀從位置移到位置，前進(jìn)了一個(gè)進(jìn)給量，圖1-3中陰影部分即為切削層。v（一）車(chē)刀的組成 車(chē)刀由刀柄和刀頭組成，刀柄是刀具的夾持部分，刀頭則是刀具的切削部分。如圖2-5所示，刀頭由以下幾部分構(gòu)成。（二）刀具的靜止角度參考系 為了確定刀具切削部分各刀面和刀刃在空間的位置，以便于設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量刀具，必須建立一個(gè)空間坐標(biāo)平面參考系，也稱(chēng)為刀具靜止角度參考系。由于刀具的幾何角度是在切削過(guò)程中起作用的，因此，刀具靜止角度參考系中坐標(biāo)平面的建立應(yīng)以切削運(yùn)動(dòng)為依據(jù)。 首先給出假定工作條件，假定工作條件包含假定運(yùn)動(dòng)條件和假

22、定安裝條件，然后建立參考系。在該參考系中確定的刀具幾何角度，稱(chēng)為刀具的靜止角度，即標(biāo)注角度。（1）假定運(yùn)動(dòng)條件 以切削刃選定點(diǎn)位于工件中心高時(shí)的主運(yùn)動(dòng)方向作為假定主運(yùn)動(dòng)方向； 以切削刃選定點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向，作為假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向，一般不考 慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的影響，即假設(shè)進(jìn)給量= 0。（2）假定安裝條件 假定車(chē)刀安裝絕對(duì)正確，即安裝車(chē)刀時(shí)應(yīng)使刀尖與工件中心等高，車(chē) 刀刀桿對(duì)稱(chēng)面垂直于工件軸線(xiàn)。 這樣便可用平行或垂直于假定主運(yùn)動(dòng)方向的平面構(gòu)成坐標(biāo)平面，即參考系?，F(xiàn)將刀 具靜止參考系的坐標(biāo)平面定義如下： 基面基面P Pr r：通過(guò)切削刃選定點(diǎn)垂直于假定主運(yùn)動(dòng)方向的平面稱(chēng)為基面。對(duì)于車(chē)刀，基面平 行于車(chē)刀

23、刀桿底面。 切削平面切削平面P Ps s：通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，與主切削刃相切并垂直于基面的平面稱(chēng)為切削平面。 1 1 正交平面靜止參考系正交平面靜止參考系 （1）參考系的建立 正交平面參考系由上述基面、切削平面和正交平面三個(gè) 相互垂直的坐標(biāo)平面組成，如圖2-7所示，其中正交平面Po是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面與切削平面的平面。 正交平面參考系由上述基面、切削平面和正交平面三個(gè) 相互垂直的坐標(biāo)平面組成，如圖1-7所示，其中正交平面Po是通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面與切削平面的平面。 （2）角度的標(biāo)注角度的標(biāo)注 在該參考系中可標(biāo)注以下幾個(gè)角度，在該參考系中可標(biāo)注以下幾個(gè)角度，如圖如圖1-8

24、所示所示。 主偏角主偏角r 基面中測(cè)量的主切削刃與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角稱(chēng)為主偏角。 刃傾角刃傾角s 切削平面中測(cè)量的主切削刃與過(guò)刀尖所作基面之間的夾角稱(chēng)為刃傾角。 前角前角O 正交平面中測(cè)量的前刀面與基面之間的夾角稱(chēng)為前角。 后角后角O 正交平面中測(cè)量的后刀面與切削平面之間的夾角稱(chēng)為后角。 副偏角副偏角r 基面中測(cè)量的副切削刃與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角稱(chēng)為副偏角。 副后角副后角O 副正交平面中測(cè)量的副后刀面與副切削平面之間的夾角稱(chēng)為副后角。 楔角楔角O 正交平面中測(cè)量的前、后刀面之間的夾角稱(chēng)為楔角O=90o-（O +O） 刀尖角刀尖角r 基面中測(cè)量的主、副切削刃之間的夾角稱(chēng)為刀尖角。

25、r =180o（r+r） （3）角度正負(fù)的規(guī)定）角度正負(fù)的規(guī)定 如圖1-9a所示， 前面與基面平行時(shí)前角為零；前面與切削平面間夾角小于90時(shí)，前角為正；大于90時(shí)，前角為負(fù)。后面與基面間夾角小于90時(shí)，后角為正；大于90時(shí)，后角為負(fù)。 如圖1-9b所示，刀尖處于切削刃最高點(diǎn)時(shí)刃傾角為正，刀尖處于切削刃最低點(diǎn)時(shí)刃傾角為負(fù)，切削刃與基面相重合時(shí)刃傾角為零。主偏角與負(fù)偏角的大小介于090之間。v2）角度的標(biāo)注角度的標(biāo)注 在該參考系中可標(biāo)在該參考系中可標(biāo)注以下幾個(gè)角度，如圖注以下幾個(gè)角度，如圖1-8所示所示。（3）角度正負(fù)的規(guī)定）角度正負(fù)的規(guī)定 如圖1-9a所示， 前面與基面平行時(shí)前角為零；前面與切削

26、平面間夾角小于90時(shí)，前角為正；大于90時(shí)，前角為負(fù)。后面與基面間夾角小于90時(shí)，后角為正；大于90時(shí)，后角為負(fù)。 如圖2-9b所示，刀尖處于切削刃最高點(diǎn)時(shí)刃傾角為正，刀尖處于切削刃最低點(diǎn)時(shí)刃傾角為負(fù)，切削刃與基面相重合時(shí)刃傾角為零。主偏角與負(fù)偏角的大小介于090之間。 通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂直于假定工作平面和基面的平面。 Pp 背平面 量的基面與前刀面之間的夾角側(cè)后角側(cè)后角（背后角背后角p）：假定工作平面中（背平面）測(cè)量的切削平面與后刀面之間的角 通過(guò)切削刃選定點(diǎn)，平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面的平面P 假定工作平 假定工作平面、背平面靜止參考系同正交平面靜止參考系 Ps 切削平面 側(cè)前角

27、側(cè)前角（背前角背前角p）：假定工作平面（背平面）中測(cè)量的基 面與前刀面之間的夾角側(cè)后角側(cè)后角（背后角背后角p）：假定工作平面中（背平面）測(cè)量的切削平面與后刀面之間的夾角 同正交平面靜止參考系 Pr 基面 通過(guò)切削刃選定點(diǎn)與切削刃相垂直的平面 Pn 法剖面 同正交平面靜止參考系 Ps 切削平面 法前角法前角n ：法剖面中測(cè)量的基面與前刀面之間的夾角法后角法后角n： 法剖面中測(cè)量的切削平面與后刀面之間的夾角 同正交平面靜止參考系 Pr 基面 法剖面靜靜止參考系 標(biāo)注角度 定 義 符號(hào) 參考平面 參考系 2其它靜止參考系其它靜止參考系 刀具幾何角度除可在正交平面靜止參考系中標(biāo)注以外，根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝的

28、需要，還可以選用以下靜止參考系來(lái)標(biāo)注，見(jiàn)表2-1。 表2-1 其它靜止參考系(三三)刀具的工作角度刀具的工作角度 1進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具工作角度的影響（1）當(dāng)?shù)毒咦骺v向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)?shù)毒咦骺v向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖 1-10所示）v oe=o+o （2-5） oe=o-o （1-6）（2）當(dāng)?shù)毒咦鳈M向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)?shù)毒咦鳈M向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖1-11所示） oe=o+ （2-7） oe=o- （1-8） 2刀具安裝位置對(duì)刀具工作角度的影響刀具安裝位置對(duì)刀具工作角度的影響（1）刀具裝高或裝低的影響刀具裝高或裝低的影響 當(dāng)?shù)都庋b高于工件中心高時(shí)，若不計(jì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，建立工作基面pre和

29、工作切削平面pse 。由圖1-12可以看出，刀具的工作前角較靜止前角增大，刀具的工作后角較靜止后角減小。若刀尖裝低，情況則相反。 oe=o+o （1-9） oe=o-o （1-10）（2）刀桿軸線(xiàn)不垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的影響刀桿軸線(xiàn)不垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的影響 在基面內(nèi)，若刀具軸線(xiàn)在安裝時(shí)不垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向，則刀具 的工作主偏角和工作副偏角將增大或減小，如圖1-13所示。 re =r G （1-11） ，re =r G （1-12） （1）當(dāng)?shù)毒咦骺v向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)當(dāng)?shù)毒咦骺v向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)（如圖 1-10所示） 由于是以合成運(yùn)動(dòng)速度e為依據(jù)建立工作參考系，因此，刀具的工作前角較靜止前角增大，刀具的工作

30、后角較靜止后角減小。 v oe=o+o （2-5） oe=o-o （2-6）（2）當(dāng)?shù)毒咦鳈M向進(jìn)給當(dāng)?shù)毒咦鳈M向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖1-11所示） 刀具的工作前角較靜止前角增大，刀具的工作后角較靜止后角減小。 oe=o+ （1-7） oe=o- （1-8）（2）刀桿軸線(xiàn)不垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方刀桿軸線(xiàn)不垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的影響向的影響 在基面內(nèi)，若刀具軸線(xiàn)在安裝時(shí)不垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向，則刀具 的工作主偏角和工作副偏角將增大或減小，如圖1-13所示。 re =r G （1-11） ，re =r G （2-12） 一、切削變形一、切削變形 切削變形本質(zhì)是工件切削層金屬受刀具的作用后，產(chǎn)生彈性變形和塑性變

31、形，使切削層金屬分離變?yōu)榍行嫉倪^(guò)程。1切屑的形成切屑的形成 根據(jù)形成切屑的外形不同，通常將切屑分為以下四種類(lèi)型。 （1）帶狀切屑帶狀切屑 外形呈帶狀，底面光滑，背面無(wú)明顯裂紋，呈微小鋸齒形。加工塑金屬，如碳鋼、合金鋼、銅、鋁等材料時(shí)，常形成此類(lèi)切屑。 （2）節(jié)狀切屑節(jié)狀切屑 切屑底面較光滑，背面局部裂開(kāi)成節(jié)狀。切削黃銅或低速切削鋼時(shí)，容易得到此類(lèi)切屑。 (3）粒狀切屑粒狀切屑 切屑沿厚度斷裂為均勻的顆粒狀。切削鉛或很低的速度下切削鋼時(shí),可得到此類(lèi)切屑。 （4）崩碎切屑崩碎切屑 切削脆性金屬如鑄鐵、青銅時(shí)，切削層幾乎不經(jīng)過(guò)塑性變形就產(chǎn)生脆性崩裂，從而使切屑呈不規(guī)則的細(xì)粒狀。 切削塑性金屬時(shí)影響切

32、屑形態(tài)的因素及其對(duì)切削力的影響見(jiàn)表1-1v 切削層金屬經(jīng)過(guò)切削加工形成的切屑，其長(zhǎng)度較切削層長(zhǎng)度縮短，厚度較切削層厚度增加，說(shuō)明切削層金屬發(fā)生了變形，如表1-4所示。2.積屑瘤現(xiàn)象 （1）積屑瘤的概念）積屑瘤的概念 如圖1-15所示。（2）積屑瘤的產(chǎn)生與成長(zhǎng)）積屑瘤的產(chǎn)生與成長(zhǎng) 形成粘結(jié)和加工硬化是積屑瘤成長(zhǎng)的必要條件。（3）積屑瘤的脫落與消失）積屑瘤的脫落與消失（4）積屑瘤的作用）積屑瘤的作用 積屑瘤對(duì)粗加工是有利的，對(duì)于精加工則相反。（5）減小或避免積屑瘤的措施）減小或避免積屑瘤的措施 避免采用產(chǎn)生積屑瘤的速度進(jìn)行切削（如圖1-16所示），即宜采用 低速或高速切削，但低速加工效率低，故多用

33、高速切削； 采用大前角刀具切削，以減少刀具與切屑間的接觸壓力； 降低工件材料的塑性，提高工件的硬度，減少加工硬化傾向； 其它措施，諸如減小進(jìn)給量，減小前刀面的粗糙度值，合理使用切削液等。 v（1）積屑瘤的概念）積屑瘤的概念 在一定切削速度范圍內(nèi)，加工鋼材、有色金屬等塑性材料時(shí)，在切削刃附近的前刀面上會(huì)出現(xiàn)一塊高硬度的金屬，它包圍著切削刃，且覆蓋著部分前刀面，可代替切削刃對(duì)工件進(jìn)行切削加工，這塊硬度很高（約為工件材料硬度23倍）的金屬稱(chēng)為積屑瘤，如圖1-15所示（5）減小或避免積屑瘤的措施）減小或避免積屑瘤的措施 避免采用產(chǎn)生積屑瘤的速度進(jìn)行切削（如圖1-16所示），即宜采用低速或高速切削，但低

34、速加工效 率低，故多用高速切削； 采用大前角刀具切削，以減少刀具與切屑間的接觸壓力； 降低工件材料的塑性，提高工件的硬度，減少加工硬化傾向； 其它措施，諸如減小進(jìn)給量，減小前刀面的粗糙度值，合理使用切削液等。 二、切削力二、切削力 1.切削力的來(lái)源切削力的來(lái)源 切削力來(lái)源有兩個(gè)方面：即切削層金屬變形產(chǎn)生的變形抗力和切屑、工件與刀具間摩擦產(chǎn)生的摩擦抗力。 2.切削力的分解切削力的分解 3.切削力的計(jì)算切削力的計(jì)算 4.影響切削力的因素影響切削力的因素 5.切削功率切削功率 22DCFF 2.切削力的分解切削力的分解 切削力是一個(gè)空間力，大小和方向都不易直接測(cè)定。為了適應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝分析的需要，一般把切削力分解，研究它在 一定方向上的分力.如圖1-17、1-18所示三、切削熱與切削溫度三、切削熱與切削溫度 1.切削熱切