数控加工的切削基础

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1、第2章数控加工的切削基础2．1切削运动与切削要素2．2金属切削刀具2．3金属切削过程2．4金属材料的切削加工性2．5切削用量及切削液的选择2.1切削运动与切削要素2．1．1切削运动和加工中的工件表面金属切削加工就是用金属切削刀具把工件毛坯上预留的金属材料(统称余量)切除，获得图样所要求的零件。在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。1.切削运动（1）主运动主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前刀面接近工件并切除切削层。(图2—1)（2）进给运动进给运动又称走刀运动，是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运

2、动，即进给运动是切削过程中使金属层不断地投入切削，加上主运动从而加工出完整表面所需的运动。(图2—1)总之，在各类切削加工中，主运动必须有一个，而进给运动可以有一个(如车削)、两个(如圆磨削)或多个，甚至没有(如拉削)。由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动（图2—1）。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称为合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度。合成切削速度为同一选定点的主运动速度与进给运动速度的矢量和，即：图2—1几种常见加工方法的切削运动a)车外圆b)刨平面c)铣平面d)钻孔e)磨外圆vc—主运动vf—纵向进给运动vn—圆周进给运动vp—径向进给运动返回

3、切削运动返回加工表面2.加工中的工件表面（1）已加工表面工件上经刀具切削后产生的表面称为已加工表面。（图2—1）（2）待加工表面工件上有待切除切削层的表面称为待加工表面。（图2—1）（3）过渡表面过渡表面就是工件上由切削刃形成的那部分表面，它在下一切削行程（如刨削）、刀具或工件的下一转里(如单刃镗削或车削)将被切除，或者由下一切削刃(如铣削)切除。（图2—1）2．1．2切削要素切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。1．切削用量（图2—2）（1）切削速度（）在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。即在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移，单位为

4、。主运动是回转运动时，其切削速度为加工表面最大线速度：（2）进给量（f）在主运动的一个循环内，刀具在进给方向上相对于工件的位移量称为进给量。其单位用mm／r（如车削、镗削等）或mm／行程(如刨削、磨削等)表示。车削时的进给速度(单位为mm／min)是指切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度，它与进给量之间的关系为：（3）背吃刀量()背吃刀量是已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，其单位为mm。外圆车削时，为图2—2切削用量三要素返回2．切削层参数切削层是由切削部分的一个单一动作（或指切削部分切过工件的一个单程，或指只产生一圈过渡表面的动作）所切除的工件材料层。切削层的尺寸

5、称为切削层参数。（1）切削层公称厚度（）是刀具或工件每移动一个进给量以后，主切削刃相邻两位置间的垂直距离，单位为mm。（2）切削层公称宽度()是沿刀具主切削刃量得的待加工表面至已加工表面之间的距离。它大致反映了工作主切削刃参加切削工作的长度，单位为mm。（3）切削层公称横截面面积(AD)它是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积，单位为mm2。图2—3外圆纵车时切削层的参数2．2金属切削刀具2．2．1常用刀具种类1．按加工方法分类（1）切刀：车刀、刨刀、插刀、镗刀。（2）孔加工刀具：钻头、扩孔钻、铰刀。（3）拉刀:圆孔拉刀、花键拉刀、平面拉刀、单键拉刀。（4）铣刀

6、：圆柱形铣刀、面铣刀、立铣刀、槽铣刀、锯片铣刀。（5）螺纹刀具：丝锥、板牙、螺纹切刀。（6）齿轮刀具：齿轮铣刀、齿轮滚刀、插齿刀。（7）磨具：砂轮、砂带、油石。2．按切削刃特点分类单刃刀具和多刃刀具。3.工艺特点分类（1）通用刀具：车刀、刨刀、铣刀等。（2）定尺寸刀具：钻头、扩孔钻、铰刀、拉刀等。（3)成形刀具：成形车刀、花键拉刀等。4．按装配结构分类整体式、装配式和复合式等。尽管各种刀具的结构和形状各不同，但有共同的组成部分，即是由工作部分和夹持部分组成的。工作部分俗称刀头，指担负切削加工部分，由刀面、切削刃组成；夹持部分俗称刀柄或刀体，横截面一般为矩形或圆形，指刀杆、刀柄和

7、套装孔，是保证刀具有正确的安装工作位置，并传递切削运动和动力。图2—4为切削刀具的基本类型图2—4切削刀具的基本类型a)机夹式车刀b)热管式车刀c)麻花钻d)扩孔钻e)铰刀f)圆孔拉刀g)圆柱形铣刀h)硬质合金面铣刀i)成形铣刀j)丝锥k)板牙l)齿轮滚刀m)插齿刀n)剃齿刀o)平形砂轮return2．2．2刀具材料1.刀具材料应具备的性能表2—1刀具材料的性能一览表较高的硬度刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度，以便在高温状态下依然可以保持其锋利。通常常温状态下，刀具材料的硬度都在60H