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
7 b+ Q7 [0 W9 q6 j9 N3 t0 |    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。
1 ~$ s. e; N7 K/ Q                                      

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                         图 1.1 切削运动
, Y5 h8 i5 n6 t* |    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） 。
（2） 进给运动
& t! ]8 u8 A! y    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
9 g7 j# p8 o5 u7 @, A: P    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

    在切削过程中 , 工件上有三个不断变化着的表面 （图 1.2）
7 }9 I! b8 n' Q$ D    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）。
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     (1) 切削速度

) z" O* F& O+ K) Q     切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
# d& b  ]  [5 x2 K$ t
# W+ f7 M' C, }5 t) O     计算公式如下：
& q$ v5 y3 Q2 S! S
5 v1 ?+ j3 T; e3 m: ]     （1.1）
/ B: B% Q( v! m5 d% r/ a' o  i5 |, c
7 b( G- E- u5 E( M5 z     式中 — 切削速度 （ m/ min 或 m/s ） ；

/ f6 N) N% M0 A. E     — 待加工表面直径 (mm) ；
4 ~0 H: ]8 K7 ]8 N
     — 主运动件的旋转速度 （ r/min 或 r/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。



* G* h; E0 [0 `5 L# E5 t( d& ~

图 1.3 切削用量
. J9 t+ X" B1 D9 f
3 G) P% Z3 F0 u- r/ ta)车外圆 b)车端面 c)切槽
$ P/ y( T. s$ q6 Q  W7 T; n
     (2)进给量

; w& E7 B5 l' \. y4 G2 h4 v5 D     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
8 b+ V' A  a7 l1 I8 {" i1 r
或      （1.2）

; M7 n  k( I! G- x" F2 l     式中 z— 齿数。

% m% v! d* W1 ]4 s/ `; r     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）
  d: y3 W1 V" Y" a" v
, f9 W+ L, d+ x. n& X( d/ N3 F     式中 dm --- 己加工表面直径。
2 v. ?$ P. v8 n1 b3 ?' C; N
/ {8 l) V7 Q( r3 |6 c0 `" T



图 1.2 工件的表面