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1、第1章盆属切削原理金属切削过程是指在机床上利用刀具,通过刀具与工件之间的相对运动,从工件上一切下多余的金属,从而形成切屑和已加工表面的过程。在这个过程中,会产生系列现象,如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等。本章主要研究这些现象的成因、作用和变化规律,并运用这些基本规律解决控制切削、改善切削加工性、合理选用切削液等方面的问题,从而达到保证加工质量、降低生产成本、提高生产率的目的,也为合理使用与设计刀具、夹具和机床,分析解决生产中的有关工艺技术问题打下必要的基础。1.1金属切削的基本定义1.1.11刃J"刂J黾动任何机械零件都可以看成是由外
2、圆、内孔、平面、成形面等基本表面组成的。而这些基本表面在切削加工时都是由刀具和工具之间的相对运动(即切削运动)组合来形成的。现以外圆车削和平面刨削为例来分析工件与刀具间的切削运动(见图1-D。切削运动按其所起的作用通常可以分为以下两种:1.主运动使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动,称为主运动。这个运动的速度最高,消耗功率最大。如外圆车削时工件的回转运动和平面刨削时刀机械制造技术具的直线往复运动,都是主运动(如图l-1所示)。其他切削加工方法中的主运动也同样由工件或刀具来完成,可以是回转,也可以是直线运动。通常主运动只有一个。2.进给运动
3、连续不断地把切削层投入切削,以便切除工件上全部余量所需的运动,称为进给运动。如外圆车削·时车刀的纵向连续直线运动(女口图1-1(a)所示)和平面刨削时工件的间歇直线运动(如图1-1(b)所示)都是进给运动。其他切削加工方法中也是由刀具或工件来完成进给运动的。但进给运动可能不只一个,它的运动形式可以是直线运动、回转运动或两者的组合。过渡表面刀具己加工表面待加工表面过渡表面已加工表面主运动待加工表面工件进给运动给运动(⑴(al外外圆车削(bl平面刨削图1—l工件与刀具间的切削运动1.1.2工件ˉ的加工表百一一切削加工过程是个动态的过程,在这过程中,随着刀
4、具与工件相对运动的进行,工件表层的被切削金属层被连续不断地切下来,变成切屑。同时,在工件上不断地产生新的表面。在切削过程中9工件上有三个不断变化着的表面。以图1-1所示的外圆车削和平面刨削为例,它们是:1.待加工表面它是工件上即将被切去的表面,随切削过程连续逐渐变小,直至全部切去。2.已加工表面它是工件上已经切去了多余金属而形成的新表面,随切削继续而扩大。3.过渡表面它是切削刃正在切削中的表面,并在切削过程中不断改变。它总是位于待加工表面和已加工表面之间。第1章金属切削原理上述定义也适用于其他切削加工。1.1.31刃岿刂月叫△切削用量是切削速度、进给
5、量和背吃刀量三者的总称。这三者通常还称为切削用量三要素。1.切削速度v‘切削速度vc是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度,单位是m/s或m/min。当主运动是回转运动时,切削速度由下式确定:π·d·9P=10O0v‘(m/min或m/s)(1-1)—式中:d—完成主运动的刀具或工件上某一点的回转直径,mm;——″主运动的转速,r/min或r/s。显然,当转速刀^定时,选定点不同,切削速度也不相同。考虑到刀具的磨损和切削功率等因素,计算时取各点切削速度最大值。2.进给量r主运动的物体(女口刀具或工件)每转或每行程中,进给运动的物体(女口工件
6、或刀具)沿进给运动方向上的位移量。亦称为每转或每行程进给量r(mm/r或mm/st)。进给运动的度量往往以进给速度vy表示,其定义为切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度,单位为mm/s或mm/min。对于多齿刀具(女口铣刀)常常还以每齿进给量rz(mm/z)表示。它们之间的关系为vy=r,r=rtz″(1-2)——式中:″刀具转速,r/s或r/min;z——刀具的齿数。习惯上常把进给运动称为走刀运动,进给量称为走刀量。3.背吃刀量αp通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量称为背吃刀量αp(以前称切削深度)。车外圆时,曰p即为工件上
7、待加工面和已加工面之间的垂直距离,单位是mm,即在车削外圆时,有坠卫LC-ω%=丝亏——式中:九工件待加工表面的直径,mm;机械制造技术d″——工仵已加工表面的直径,mm。1.1.4刀具的儿呵参数,其都可以看成是以外圆车刀切削刀具的种类繁多,但不论刀具的结构如何复杂切削部分为基本形态演变而成的。因此,在确立刀具基本定义时,常以外圆车刀为基础。1.外圆车刀的组成1-2所示。夹持部分用以将刀具外圆车刀由夹持部分和切削部分组成,如图夹固在刀架上;而切削部分则常用高速钢或硬质合金等刀具材料制成。广泛使用的车刀是在碳素结构钢的刀体上焊有硬质合刀柄金刀片。一“一
8、”外圆车刀的切削部分般由三面两刃尖切削部分组成。它们的名称及意义如下:—前刀面前刀面(Aγ)—刀具上切屑流
