金属切削原理第1章

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1、金属切削原理与刀具设计（40学时）主讲尚晓峰一、本课性质：专业基础课二、本课主要任务（三点）掌握金属切削过程一般现象和基本规律；初步掌握金属切削实验研究的基本方法和技能；初步了解本学科的发展趋势和成就。三、金属切削在机械制造中的重要作用1.机械制造技术发展必然影响国民经济发展；2.切削加工在21世纪仍将占机械加工量的90%；3.机械制造自动化和精密加工发展。四、本课结构金属切削加工工艺系统机床夹具刀具工件《金属切削原理与刀具》《机械制造工艺》《金属切削机床》刀具角度及合理角度的选择刀具材料刀具磨损、破损与使用寿命金属切

2、削变形切削力切削热和切削温度切削液各种切削刀具工件材料的切削加工性已加工表面质量磨削五、金属切削发展简况3万年前，原始人类发明了琢钻和磨制技术1668年畜力铣磨机和脚踏刃磨机2200年前，秦始皇时代已经有了磨削加工1915年，国产第一台车床新中国成立，切削加工技术飞速发展21世纪，切削加工技术逐步接近发达国家水平第一章　基本定义●概述金属切削加工:是用切削刀具将坯料或工件上的多余材料切除，以获得所要求的尺寸、形状、位置精度和表面质量的加工方法。分为钳工和机械加工两部分我们着重研究机械加工过程的现象和规律§1-1切削运动、

3、加工表面和切削用量三要素金属切削加工工艺系统——由机床、夹具、刀具和工件组成一、车削运动时工件上的加工表面切削过程中工件上常存在三个表面：待加工表面：即将被切除的工件表面；已加工表面：已经被切除的工件表面；过渡表面（切削表面）：正在形成。进给运动主运动待加工表面过渡表面已加工表面车削外圆时的加工表面车削外圆时的加工表面车削内孔时的加工表面二、主运动、进给运动和合成切削运动工作运动：机床为实现切削加工所必须具有的　加工工具与工件间的相对运动。包括：Ⅰ—主运动和Ⅱ—进给运动主运动：是指在切削加工中形成机床切削速度或消耗主要动

4、力的工作运动。进给运动：在切削中，使工件的多余材料不断被切除的工作运动。合成切削运动：主运动和进给运动向量和。切削刃选定点：切削刃各点运动情况一不定相同，研究问题时选取切削刃上某一适宜点。主运动方向：切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。切削速度vc：切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。进给动方向：切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。进给速度vf：切削刃选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。主运动、进给运动和合成切削运动示意图切削运动与切削表面示意图Ⅰ—主运动；Ⅱ—进给运动a)车外圆面b)磨外圆面各种切削加

5、工的工作运动c)钻孔d)车床上镗孔e)刨平面f)铣平面g)车成形面h)铣成形面从上图为各种切削加工的工作运动可以看出：主运动只有一个，而进给运动可有几个。※工作运动有旋转运动也有直线运动;有连续运动也有间歇运动。※工作运动可由刀具或工件分别完成或单独完成。三、切削用量三要素切削用量是指：vc、f、apmin)/(1000)/(601000mndvsmndvwcwcpp=×=或切削速度vc:指在单位时间内工件和刀具沿主运动方向的位移单位:m/s或m/min车削等回转运动：(2)进给量f:指工件或刀具每回转一周时,两者沿进给

6、运动方向上的相对位移单位:mm/r(3)切削深度ap:指待加工表面与已加工表面的垂直距离（单位mm）。§1-2刀具切削部分基本定义虽然刀具种类繁多，形状各异，但其切削部分的结构要素和几何角度都有许多共同特征，如下图所示。各种形状复杂的刀具，就其中的一个刀齿而言，都可看作一把车刀。下面就以车刀为例，分析切削部分的构成和标注角度。刀具的切削部分分析车刀角度，主要从以下三个方面入手：车刀切削部分组成车刀的标注角度及其选择车刀的工作角度1、车刀切削部分构成车刀切削部分一般由三个刀面、两个切削刃和一个刀尖组成。前面主后面副后面主切

7、削刃副切削刃刀尖刀杆刀头外圆车刀切削部分的组成过渡刃—连接主、副切削刃的一小段圆弧常用刀尖的三种形状2、车刀标注角度及其选择ⅰ、刀具标注角度参考系为了确定车刀的空间位置，以便设计、制造、刃磨和测量，必须建立车刀标注角度参考系。※假定：a）刀尖恰在工件中心线上;b）刀具轴线与工件轴线垂直;c）忽略进给运动f的影响。①基平面pr:通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。②切削平面ps:通过主切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直基面的平面。③主剖面po:通过主切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。※pr-ps-po组成

8、一个正交平面参考系(是目前最常用的刀具标注角度参考系，此外还有法剖面参考系等）。基面Pr假定主运动方向主切削刃上选定点刀柄底面平面基平面pr的定义主剖面Po：⊥Ps⊥Pγ基面Pγ：Pγ⊥Vc∥刀具安装面（车刀）切削平面Ps:与S相切且⊥Pγ假定主运动方向Vc1.主剖面参考系（Pr-Ps-Po)主切削刃上选定点法剖面P