第7章 金属切削加工基础

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1、第7章金属切削加工基础7.1切削运动7.2金属切削刀具的几何角度7.3刀具材料7.4金属切削过程中的变形7.5切削力7.6切削热和切削温度7.7刀具磨损和刀具寿命7.8加工质量7.9材料的切削加工性7.10刀具几何参数和切削用量的合理选择7.1切削运动7.1.1切削运动切削加工时.为了获得各种形状的零件.刀具与工件之间要具有一定的相对运动.即切削运动.切削运动可以分为主运动和进给运动.1.主运动它是刀具和工件之间产生的主要相对运动。主运动是切下切屑所需要的最基本的运动.是切削加工中速度最高、消耗功率最多的运动.下一页返回7.1切削运动2.进给运动它

2、是由机床或人力提供的运动.能使刀具与工件之间产生附加的相对运动.加上主运动.即可不断地或连续地切除切屑.并获得具有所需几何特征的已加工表面。一台机床的进给运动可以是一个.也可以是多个。主运动和进给运动合成后的运动.称为合成切削运动。上一页下一页返回7.1切削运动7.1.2切削表面在切削过程中.工件上有以下3个变化着的表面(1)待加工表面:工件上即将被切除的表面。(2)已加工表面:切去材料后形成的新的工件表面。(3)切削表面:加工时主切削刃正在切削的表面.它处于已加工表面和待加工表面之间。上一页下一页返回7.1切削运动7.1.3切削用量1.切削速度v

3、c切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度.其单位是m/s或m/min.2.进给量f进给量是指工件或刀具每转一周(或每子}复一次).刀具与工件之间在进给运动方向上的相对位移量.其单位是mm/r。3.背吃刀量ap刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称为背吃刀量.其单位是mm.上一页下一页返回7.1切削运动7.1.4切削层参数1.切削层厚度hD垂直于切削表面度量的切削层尺寸称为切削层公称厚度hD.2.切削层宽度bD沿切削表面度量的切削层尺寸称为切削层公称宽度bD.3.切削层横截面积AD切削层在切削层尺寸度

4、量平面内的横截面积称为切削层公称横截面积AD.上一页返回7.2金属切削刀具的几何角度7.2.1车刀的组成下面以外圆车刀为例.给出刀具几何参数方面的有关定义。刀具上承担切削工作的部分称为刀具的切削部分.(1)前刀面Aγ:切屑沿其流出的刀具表面。(2)主后刀面Aα:与工件上切削表面相对的刀具表面。(3)副后刀面Aα′:与工件上已加工表面相对的刀具表面。(4)主切削刃S:前刀面与主后刀面的交线.它承担主要的切削工作.也称为主刀刃。(5)副切削刃S′:前刀面与副后刀面的交线.它协同主切削刃完成切削工作.并最终形成已加工表面.也称为副刀刃。(6)刀尖:连接主

5、切削刃和副切削刃的一段切削刃.它可以是一段小的圆弧.也可以是一段直线.下一页返回7.2金属切削刀具的几何角度7.2.2刀具的标注角度1.刀具标注角度的参考系刀具要从工件上切除材料.就必须具有一定的切削角度。切削角度决定了刀具切削部分各表面之间的相对位置。为了确定和测量刀具的角度.必须引人一个由3个参考平面组成的空间坐标参考系。组成刀具标注角度参考系的各参考平面定义有以下几点。上一页下一页返回7.2金属切削刀具的几何角度(1)基面Pr:通过主切削刃上某一指定点.并与该点切削速度方向相垂直的平面。(2)切削平面Ps:通过主切削刃上某一指定点.与主切削刃

6、相切并垂直于该点基面的平面.(3)正交平面Po:通过主切削刃上某一指定点.同时垂直于该点基面和切削平面的平面。根据定义可知.上述3个参考平面是互相垂直的.由它们组成的刀具标注角度参考系称为正交平面参考系.上一页下一页返回7.2金属切削刀具的几何角度2.刀具的标注角度在刀具标注角度参考系中测得的角度称为刀具的标注角度。标注角度应标注在刀具的设计图中.用于刀具制造、刃磨和测量。在正交平面参考系中.刀具的主要标注角度有5个.其定义如下。1)在基面内测量的角度：主偏角、副偏角、刃尖角。2)在正交平面内测量的角度：前角、后角、楔角。3)在切削平面内测量的角度

7、：刃倾角。上一页下一页返回7.2金属切削刀具的几何角度3.刀具的工作角度如果考虑进给运动和刀具实际安装情况的影响.参考平面的位置应按合成切削运动方向来确定.这时的参考系称为刀具工作角度参考系。在工作角度参考系中确定的刀具角度称为刀具的工作角度。刀具的工作角度反映了刀具的实际工作状态。(1)进给运动对刀具工作角度的影响。(2)刀具安装位置对工作角度的影响。上一页返回7.3刀具材料7.3.1刀具材料的性能要求刀具切削部分的材料须满足以下基本要求：(1)较高的硬度和耐磨性。(2)足够的强度和韧性。(3)较高的耐热性。(4)良好的导热性。(5)良好的工艺性

8、。下一页返回7.3刀具材料7.3.2常用刀具材料1.高速钢高速钢是加人了较多的钨,钥,铬、钒等合金元索的高合金工具钢。高速