技能准备篇之金属切削加工的基本知识

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1、技能训练应知篇项目二、金属切削加工的基本知识一般情况下，通过铸造、锻压、焊接成型和型材轧制等手段获取的毛坯精度低、表面粗糙度值大，往往不能直接满足零件使用性能的要求，必须对其进行切削加工，使之成为符合使用要求的零件。切削加工的基本形式有车削、铣削、钻削、镗削、刨削、拉削、磨削、齿轮加工等。钳工操作也属于金属切削加工，是以手工切削工具在钳台上对工件进行加工操作为主的切削加工操作。其基本形式有：錾(zàn)削、锉削、锯削、刮削、以及钻孔、铰孔、攻(内)螺纹、套(外)螺纹等。第一节切削运动和加工表面一、切削运

2、动为了切除工件上多余的金属，以获得形状、尺寸、位置精度和表面质量都符合要求的工件，除必须使用切削刀具外，机床还提供刀具与工件间必须作的相对运动—切削运动。根据切削过程中所起的作用，切削运动被分为主运动和进给运动。铣削车削钻削刨削1－主运动2－进给运动3－待加工表面4－过渡表面5－已加工表面图2-1切削运动和加工表面磨削1．主运动主运动是指切除多余金属所需要的刀具与工件之间最主要、最基本的相对运动。切削过程中，必须有且只有一个主运动，它的速度最高，消耗的功率最大。主运动可以是直线运动，也可以是旋转运动。主

3、运动的运动形式主要有：车削是工件的旋转；铣削和钻削是刀具的旋转；磨削是砂轮的旋转；刨削是刀具（指牛头刨床）或工件（指龙门刨床）的往复直线运动等。刀具切削刃上选取点相对于工件的主运动瞬时速度称为切削速度，用矢量vc表示。切削速度是指在切削刃上选取点相对于工件的主运动的瞬时速度。用矢量vc表示。切削刃上各点的主运动速度的大小和方向都不一定相同。为了分析运动，必须确定一个选定点。选定点是为了便于分析运动而在切削刃上选取的合适点。见右图所示。图2-2切削运动及选定点2．进给运动进给运动是指使新的切削层金属不断地

4、投入切削，从而切出整个工件表面的运动。进给运动形式可以是连续的，也可以是间断的；可以是直线运动，也可以是旋转运动。进给运动的运动方式主要有：车削是刀具移动；铣削是工件移动；钻削是钻头沿其轴线方向移动；内、外圆磨削是工件旋转和移动等。进给运动可以是一个、多个或者没有。进给运动的速度较小，消耗的功率也较小。在切削刃上的选取点相对于工件的进给运动瞬时速度称为进给速度，用矢量vf表示。图2-2合成切削运动3．合成切削运动合成切削运动是指主运动和进给运动的合成运动。合成切削运动的瞬时速度用矢量ve表示：ve=vc

5、+vf合成切削运动速度矢量位于由主运动速度vc和进给运动速度vf所构成的平面内，这个平面被称为工作平面，以pfe表示。合成切削速度ve以其模(大小)

6、ve

7、和合成切削速度角η表示。（1）合成切削速度的大小为：（2）合成切削速度角η是指在工作平面内，同一瞬时主运动方向与合成切削运动方向之间的夹角：在大多数实际加工中，合成切削速度角η的数值很小，常可忽略不计。二、工件上的表面切削加工过程中，工件上形成三个不断变化着的表面，如下页图2-1所示，即待加工表面：工件有待切除金属层的表面；已加工表面：工件经刀具切除

8、多余金属层后形成的新的加工表面；过渡表面：在切削过程中，介于待加工表面与已加工表面之间动态变化着的表面，是由主切削刃正在切削着的表面。三个变化的表面分别在下图以3、5、4表示。铣削车削钻削刨削1－主运动2－进给运动3－待加工表面4－过渡表面5－已加工表面图2-1切削运动和加工表面磨削第二节切削要素切削要素包括切削用量和切削层横截面要素。一、切削用量切削用量是指切削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量（也被称为切削深度）三个要素的总称。它表示主运动和进给运动以及切深的量，是用于调整机床的工艺参数。切削用量

9、三要素是指：切削速度vc、进给量f和背吃刀量ap。1．切削速度vc切削速度vc是指切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时线速度，单位为m/s或m/min。当主运动是旋转运动时，切削速度计算公式如下：式中d－完成主运动的刀具或工件的最大直径，单位为mm；n－主运动的转速，单位为r/s或r/min。在生产中，磨削速度用m/s，在以其它加工方式切削时，机床的切削速度习惯用m/min单位。2．进给量进给量是指工件或刀具的主运动每转一周或每一行程刀具与工件两者之间在进给运动方向上的相对位移，单位是mm/r或m

10、m/r(行程)，当主运动是往复运动时，为每往复一次的进给量。3．背吃刀量ap背吃量ap（也写作asp）是指工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，单位为mm。外圆车削：　　　　钻孔：式中dm－已加工表面直径，单位为mm；dw－待加工表面直径，单位为mm。二、切削层横截面要素切削层是指在切削过程中，刀具的刀刃在一次走刀中所切除的工件材料层（即刀具与工件相对移动一个进给量后，相邻两个加工表面之间被切除的金属层）。切削层（沿工件）的轴向剖面称为