第一章金属切削的基本知识

水远

第一章金属切削的基本知识     在机床上用金属切削刀具切除工件上多余的金属 , 从而使工件的形状 、 尺寸精度及表面质量都符合预定要求的加工 , 称为金属切削加工。在金属切削过程中 , 刀具与工件必须有相对的运动，即 切削运动 , 它是由金属切削机床来完成的。
) a2 s' a* f3 y- h3 I' ^3 f* `: x

1.1 概述

1．1．1 切削运动
    现以图 1.1 所示常见的、典型的外圆车削为例来研究切削运动。 车削时，工件旋转，它是切除金属的基本运动；车刀作平行于工件轴线的直线运动，保证了切削连续进行，在上述两个运动组成的切削运动的作用下形成了工件的外圆柱表面。
/ i. \) L" }7 u5 `$ P% W* Y- d                                      

http://www.xihangzh.com/jzkj/jpkc/img/image002.gif

                         图 1.1 切削运动
! P# d2 M, M  z- k; E    按运动在切削中所起作用不同分为：主运动和进给运动两种。
  \: a2 g6 l: x" V! ]5 [- Y0 D（1）主运动
    使刀具与工件作相对运动并切入工件材料，将被切削层转变为切屑，是进行切削的最基本的运动。它的速度最高，消耗功率 也最大 。主运 动可以由刀具完成也可以由工件完成 ， 形式通常为旋转运动或直线运动 ，车削时的主运动是工件的旋转运动 （ 图 1.1） 。
, z; c6 o/ Q% K) @4 R) G, `（2） 进给运动
    使新的金属层不断投入切削，以便切除工件表面上全部余量的运动 。进给运动也由刀具或工件完成 ， 其形式一般有直线、旋转或两者的合成运动 , 它可以是连续的或断续的 ， 消耗功率比主运动要小得多。车削外圆时的进给运动是刀具的连续纵向直线运动 （ 图 1.1） 。
# y' ^, h3 k. {9 P  T" T/ ]6 y" d（3）合成运动
    如图 1.1，合成切削运动是主运动和进给运动的合成。刀具切削刃上选定点相对于工件的瞬时合成运动方向，称为合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度。

水远

1.1.2 加工表面
* G' A4 r0 F! x. v0 C
    在切削过程中 , 工件上有三个不断变化着的表面 （图 1.2）
) o' G! c5 c* Z7 `    待加工表面 ： 工件上有待切除的表面。
5 x0 V$ m% |9 |    已加工表面 ： 工件上经刀具切削后产生的表面。
    加工表面 ： 工件上由切削刃正在形成的那部分表面 , 它是待加工表面和己加工表面之间的过渡表面
, O+ u5 U& E" p) K. W+ P) Z1.1.3 切削用量

. I: {+ F  @# j3 p. m0 T6 Y* R     切削用量是指切削过程中切削速度、进给量和 背吃刀量 的总称 （ 图 1.3）。

; j& K$ [; |) X! p     (1) 切削速度
  h4 g) w% O- i3 }5 c
     切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
) X4 z  P% n, _3 `) ?, c- W
     计算公式如下：
8 A4 v- |( U& M1 B  J2 t" d- `
+ |3 l) e- T- j2 K9 N. {1 ?     （1.1）
/ d/ }- `# ~: _5 A! `9 @7 L
# C. C. S6 Z. @2 Z     式中 — 切削速度 （ m/ min 或 m/s ） ；
# U+ c% w+ a! A0 ]+ ]3 X
2 `+ o+ }3 h$ ?1 ~* G/ y# |     — 待加工表面直径 (mm) ；

7 M; F7 a9 _  f6 j- h: m     — 主运动件的旋转速度 （ r/min 或 r/s ）。
( v. `8 L0 O9 ^, u% P
8 u) D$ r/ k5 ]6 P9 j- s     计算时，应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工表面直径的数值进行计算，因为此处速度高，磨损快。

/ X1 M9 P6 k2 F' N' G( ~


2 ?+ O$ J. U: h5 s9 Q' T( ?
图 1.3 切削用量
% _% ^6 |3 [2 ^5 a1 D8 J' n
/ h# o/ K  |) z+ t- fa)车外圆 b)车端面 c)切槽
. C0 ~# d* G( }. F5 I: g  ]
     (2)进给量

# _5 [% `) `& ~0 v* P# L     工件或刀具每转一转或刀具往复一次 , 刀具相对工件在进给运动方向上的位移 量，用 mm/r（行 程 ）表示 。对于 铣刀、绞刀 、拉刀等多齿刀具 ， 还规定每个刀齿的进给量  , 即每转或每行程中每齿相对工件在进给运动方向上的位移 ， 单位是 mm/z。若用进给速度  ，即单位时间内的进给量表示，则
- X; E) N* w! g+ J: W0 I
& ?1 j. _# I8 ~  _7 N4 }或      （1.2）

     式中 z— 齿数。
5 o5 G: Q5 y' H
# x, p  E; D/ Z3 d" ]+ [     3）背吃刀量

8 H% `- |  Z! d8 Y9 t5 |     一般指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离 , 车外圆时 ：

) Y( w1 R% {$ V# p& ?0 Q8 V5 I     （1.3）

     式中 dm --- 己加工表面直径。
' N3 S. z0 F4 X4 R: f1 T# @
4 N7 Z  Z) ]; G3 Y- i1 ?9 e' a



图 1.2 工件的表面