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。
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1.1 概述

1．1．1 切削运动
' l9 L, l, F$ q" ^    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。
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                         图 1.1 切削运动
* k# x, ^  p* ^) r) j0 k2 d8 r4 o& Y    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。
5 W$ O% n: @% \3 `（1）主运动
* g) D" x4 B% K, X- m, P* a( \    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） 。
（2） 进给运动
. {. w( a# r0 i    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） 。
（3）合成运动
; N% X. o# Z5 Q( F0 g    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。

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1.1.2 加工表面
7 b9 F1 m+ B  r% a
! z% ]; R3 W& L% u6 A    在切削过程中 , 工件上有三个不断变化着的表面 （图 1.2）
    待加工表面 ： 工件上有待切除的表面。
    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
1.1.3 切削用量

     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）。

: E* ~' b% q2 J, |6 h+ v/ g6 M     (1) 切削速度
8 Z' x/ d. E: @: G6 S$ P6 \
& Z& i& U; @$ ~     切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
* ~' t) h4 V0 f  g& S) F; u
     计算公式如下：
" ^+ v' J' Y, I5 r1 q2 I
, O0 e( c; C4 c) l, ^4 v     （1.1）
% s/ t) L0 T  c5 e! M' v- V
% j* Q# w# z0 {4 b- A$ o2 b     式中 — 切削速度 （ m/ min 或 m/s ） ；

7 a, d. W! F3 x: G  j8 ?     — 待加工表面直径 (mm) ；

     — 主运动件的旋转速度 （ r/min 或 r/s ）。

) u. D4 N! A. T! n9 u% Z3 J+ `     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。
' H7 d% x* }( N. M* c' l

) A2 j; p0 [" u  i& o9 J5 ]
9 S7 v5 W2 q2 G
* Q9 i) o5 a! K& D
图 1.3 切削用量

a)车外圆 b)车端面 c)切槽

* P  Y  e7 j* h, h# [- ?8 ?     (2)进给量
% n1 s! ]/ T3 F. p' p. w" j+ E
- _$ Z1 t2 {% Q. O; d5 x     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

或      （1.2）

     式中 z— 齿数。
& F. i, [9 |; L* N
) R+ L+ k$ c: x% a( \) G% l5 E     3）背吃刀量

     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 ：

     （1.3）
3 P+ a, ]7 }( Z3 @- c: J
; d4 f2 N+ @7 G. B     式中 dm --- 己加工表面直径。
: A" D. R- w8 s* t- t

; f9 v( `4 D' I/ g2 J+ q( C: E

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图 1.2 工件的表面