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。

1.1 概述

1．1．1 切削运动
9 a- v  a& |* i+ @    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
# }; X( Q; ]) c1 O9 w# P    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。
（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） 。
9 h5 b0 ]5 a( [7 x( S; |# T; m（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） 。
（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。

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1.1.2 加工表面
; v. F7 ?9 V2 g
    在切削过程中 , 工件上有三个不断变化着的表面 （图 1.2）
- N- ~! I! h- J( O. ]# ?6 |    待加工表面 ： 工件上有待切除的表面。
. q( i! R; @9 J( B$ s9 t    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）。
0 }/ x" s6 R, h1 d
8 u0 `4 y( G4 A2 i/ y     (1) 切削速度
: t% h) _, q5 b0 X- F9 D$ s
     切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
5 f+ j2 X  i$ u5 I" z$ U
     计算公式如下：
* Q1 i+ M0 E: B& a6 C" o, j4 e( ~3 R
# A* L( N# \/ j5 ]$ x9 W: t     （1.1）
1 H; K* l0 E) }+ U% t: M9 E/ }
3 _8 M$ z. X3 S+ T1 G     式中 — 切削速度 （ m/ min 或 m/s ） ；

     — 待加工表面直径 (mm) ；
  ^5 Y  Z, n: [& D3 H
5 m0 }& ]* Z6 `     — 主运动件的旋转速度 （ r/min 或 r/s ）。
% S, k8 [3 d" \# F
     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。

3 N0 G8 a; q6 c2 E) [% V1 ]0 i

4 F+ ]( j* x* \2 y+ b
* E8 O6 ^) T* M2 o) o
8 e" c* L# R2 G! M2 f图 1.3 切削用量

- _; D4 e( s. u1 o8 ~4 Ta)车外圆 b)车端面 c)切槽

6 B2 q. \3 \9 H- O, n     (2)进给量

% X& }" v/ b% }( M! r     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

" q# N0 m/ L: z% u2 P或      （1.2）
( ~2 a" Q* E# k5 B$ B% p
0 c/ _0 ], V$ y( ]4 u! i! g     式中 z— 齿数。
8 W+ Y6 T# {& e7 I$ R2 p* x
     3）背吃刀量

; z1 a& m/ R" P  N' F     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 ：
2 H$ e! W5 L7 P+ V$ T
     （1.3）

: c* [/ D7 t3 a1 X4 ]! V. m5 B     式中 dm --- 己加工表面直径。

3 r) J2 u/ G/ ?, r# w


* O/ ^0 C$ f, k- U8 ?
3 d- K' T! W  K3 j图 1.2 工件的表面