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
    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。
, s) p# g' V" ~+ Q2 w: X                                      

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                         图 1.1 切削运动
7 t' m1 K1 a* {" x    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 F0 ?2 Q+ ]* e（1）主运动
7 J" L3 ^" R9 T5 U0 E5 E    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） 。
; m0 w3 h" \' B  M* Z（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 i2 ^9 W2 f4 w- k9 r, k（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

    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
- K" K; _5 k0 `7 O) e  ^" T
0 n4 g2 _' @# j" Z( p     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）。
# ^! {/ K) g6 p: ^
' U' D7 F* N7 X1 f8 s3 q: c     (1) 切削速度

8 t% |" l) U. y; W     切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
2 v. Z9 R# m. I; v7 I" f! J
     计算公式如下：
+ k2 S. w' M6 j4 y5 z
     （1.1）
& f; L/ k! I  Y- S
     式中 — 切削速度 （ m/ min 或 m/s ） ；

     — 待加工表面直径 (mm) ；
4 p+ K* H" g7 e
- i/ c# a7 y+ f$ A6 e  M) x# g$ r' [     — 主运动件的旋转速度 （ r/min 或 r/s ）。
+ ^$ [$ ]( ^. ]2 f- v' L7 C
     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。

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9 Q, M& ?9 E$ _$ Z5 l: ^  c! ?* o
6 a& q9 n  Y0 G* r' w! D
0 B6 s% f: G- e% n9 v
图 1.3 切削用量

9 L6 I+ A' c; t  H3 @' p" ma)车外圆 b)车端面 c)切槽

     (2)进给量
" p+ v6 k; P' }% X
3 q  }; u. z$ v' U  o8 _     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 f  m: }/ M4 t# \
或      （1.2）

* a$ [5 \5 A) U5 u- d     式中 z— 齿数。

- X1 C6 y8 _. @0 a5 u     3）背吃刀量
9 z3 p) {! I8 d4 l& T  E
' O' V7 J0 C) Q3 O* l' Q: n- c/ i# S     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+ S' ]9 V- W: d$ P
9 _- k- S3 w$ W2 P; Q     式中 dm --- 己加工表面直径。


& f1 z+ b6 o" F


图 1.2 工件的表面