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
! Q, h6 C7 e7 r# N+ `  @3 B6 M# t    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。
7 U% i( _) d* e                                      

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                         图 1.1 切削运动
; w3 |% x- @: p6 ]( |) W& k    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
    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） 。
9 y7 O/ a7 }7 g3 y2 X/ r8 b3 t（3）合成运动
2 V7 V( i9 a. ^/ j4 R: Q/ y2 D# q    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
0 F' G: S' y% q: h8 o
* a' |1 S& W$ Q& Y) n, g    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
% [7 U* Q" y( Z/ m# |7 M- l1.1.3 切削用量

" i9 ~4 a9 u+ L, x3 n/ r, }+ j# o     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）。
7 M) ^; n3 i" G# R1 U9 M
5 P1 S9 Y5 f& H& t3 @# O     (1) 切削速度

     切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
4 P) z) g* }( v9 j3 m' l2 Z
     计算公式如下：
) g. D  F1 H* f0 T! f
     （1.1）
* L' L5 ?  ^1 l1 |
     式中 — 切削速度 （ m/ min 或 m/s ） ；

     — 待加工表面直径 (mm) ；

     — 主运动件的旋转速度 （ r/min 或 r/s ）。
6 U5 g. ~6 s& N9 i! o* A8 T
     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。



, Q5 {+ ^) [+ o$ q2 q/ F

: D* @9 A: L- f7 r( k图 1.3 切削用量

4 L/ z& u+ \1 C+ k8 D8 Ha)车外圆 b)车端面 c)切槽
4 x5 c% M. g& ^4 @, V" N! G
     (2)进给量
+ ~, o) \' Z7 [' V3 D% D
( T# m/ _& v7 Z     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

: L4 ^' {( q/ D" t$ V或      （1.2）

' y! U/ k% [0 v! Q. N. R6 m7 Q     式中 z— 齿数。
. A8 w& z2 Y( v. [3 }! I' ]
     3）背吃刀量
$ M5 w7 \* g( y2 k- s
" k/ j: o- n5 q+ M* N9 m1 M/ y+ O     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）

     式中 dm --- 己加工表面直径。
# A$ ?0 d# F  I+ U

0 ^% {7 ^! ?3 G; Y$ V
; p& \5 n% _* e# Y3 N5 p

图 1.2 工件的表面