机械制造技术基础 参赛课件

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1、金属切削原理与刀具主讲：****金属切削原理与刀具2.1刀具的结构2.2刀具材料2.3金属切削过程及其物理现象2.4切削力与切削功率2.5切削热与切削温度2.6刀具磨损与刀具寿命2.7切削用量的选择及工件材料加工性2.1刀具的结构2.1.1切削运动与切削要素金属切削加工时，刀具与工件之间的相对运动，称为切削运动。切削运动可分为主运动和进给运动。以图1-1所示车削外圆为例来研究切削运动。图1-1切削运动和工件表面2.1.1.1主运动主运动是切削时的主要运动。主运动可以由刀具完成,也可以由工件完成，其运动形式通

2、常为旋转运动或直线运动,如车削时工件的旋转运动，铣削时铣刀的旋转运动，钻削时钻头的旋转运动。一般地讲，主运动的速度最高，消耗的功率也最大，主运动只有一个。2.1刀具的结构2.1刀具的结构2.1.1.2进给运动进给运动是将被切削金属层不断地投入切削，以切除工件表面上全部余量的运动。进给运动可以有一个或几个。进给运动由刀具或工件完成，如车削外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动。其运动形式一般有直线、旋转或两者的合成运动，它可以是连续的或断续的，消耗的功率也比主运动要小得多。2.1刀具的结构2.1.2切削要素2.1

3、.2.1切削用量它包括切削速度、进给量和切削深度三个要素。（1）切削速度切削速度是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动的速度。当主运动为2.1刀具的结构旋转运动时，刀具或工件最大直径处的切削速度由下式确定式中v——切削速度（m/min）或（m/s）；d——完成主运动的刀具或工件的最大直径（mm）；n——主运动的转速（r/min）或（r/s）。当主运动为往复直线运动（如刨削），则式中L——往复直线运动的行程速度（mm）；——主运动每秒或每分钟的往复次数（st/min）或（st/s）。2.1刀具的结构（2）进给

4、量进给量是工件或刀具的主运动每转或每一行程时，刀具切削刃相对工件在进给运动方向上的移动量。车削时的进给量是工件每转一转，切削刃沿进给方向的移动量，单位为mm/r，其进给速度为式中——进给速(mm/min）或（mm/s）。对于铣刀、铰刀等多齿刀具，还规定每齿进给量，即多齿刀具每转或每行程中每齿相对于工件在进给运动方向上的相对位移，单位为mm/z。2.1刀具的结构3）背刀量背刀量是指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。车削时式中——切削深度（mm）；——工件待加工表面直径（mm）；——工件已加工表面直径（mm

5、）。2.1.2.2切削层参数切削时，沿进给运动方向移动一个进给量所切除的金属层称为金属切削层。通过切削刃基点（通常指主切削刃工作长度的中点）并垂直于该点主运动方向的平面，称为切削层尺寸平面。在切削层尺寸平面内测定的切削层尺寸几何参数则称为切削层尺寸平面要素。现将各切削层参数的定义说明如下：2.1刀具的结构（1）切削宽度沿主切削方向度量的切削层尺寸。车外圆时（2）切削层公称厚度它是指在同一瞬间的切削层横截面积与其公称切削层宽度之比。即（3）切削面积切削层垂直与切削速度截面内的面积。2.1刀具的结构2.1.2刀

6、具角度1.刀具切削部分的组成车刀由切削部分和刀柄组成。其中起切削作用的部分称切削部分，夹持部分称刀柄。图1-4表示了普通外圆车刀的组成情况1-刀柄2-主切削刃3-主后刀面4-切削部分5-刀尖6-副后刀面7-副切削刃8-前刀面图1-4车刀的组成部分及各部分名称2.1刀具的结构切削部分由不同刀面和切削刃构成。现分述如下：（1）刀具表面前刀面刀具上切屑沿其流出的表面。主后刀面刀具上同前刀面相交形成主切削刃的表面，也是切削过程中与过渡表面相对的刀具表面。副后刀面刀具上同前刀面相交形成副切削刃的表面，也是切削过程中与

7、已加工表面相对的刀具表面。2.1刀具的结构（2）切削刃及刀尖主切削刃刀具前刀面与主后刀面的交线。它承担着主要的切削工作。副切削刃刀具前刀面与副后刀面的交线。它的一小部分也参与切削，主要起修光作用。刀尖是主切削刃与副切削刃的交点。实际上刀尖是一段圆弧过渡刃。2.1刀具的结构2.刀具的参考系（1）基面,通过主切削刃选定点并垂直于该点切削速度的平面。（2）切削平面,通过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。对应于主切削刃和副切削刃的切削平面分别称为主切削平面和副切削平面。（3）正交平面,通过主切削刃选定点并

8、同时垂直于基面和切削平面的平面。2.1刀具的结构3.刀具标注角度车刀的主要角度有前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角等，如图1-6所示图1-6车刀的主要角度2.1刀具的结构（1）前角,在正交平面中测量的前刀面与基面之间的夹角。当前刀面与切削平面夹角小于90°时，前角为正，大于90°时，前角为负。主要影响主切削刃的锋利程度和刃口强度。（2）后角,在正交平面中测量的主后刀面与切削平面间的夹角。当后刀面与基面间的夹角小于