2.1 切削运动和切削要素（课件）-《机械加工技术》同步教学(航空出版社)

机械加工技术 第二章 金属切削的基本知识 切削运动和切削要素 1 刀具切削部分的几何参数 2 切削变形及对加工表面的影响 3 切削力 5 切削热与切削温度 4 切削液 6 第一节 切削运动和切削要素 一、切削运动 金属切削运动是指用切削工具与工件之间相对运动,从工件上切除多余金属材料的加工过程。 常见的切削加工方法有车削、铣削、刨削、钻削、磨削、齿形加工等。 刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。 主运动是刀具和工件之间产生的主要相对运动,用υc 表示。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。 进给运动是刀具与工件之间产生附加的相对运动,即连续地切除切屑,获得具有几何特征的已加工表面，用υf 表示。 车外圆时的切削运动 二、切削过程的工件表面 在切削过程中,工件上有以下3个不断变化着的表面,如下图所示。 工件上经刀具切去材料后形成的新的工件表面。 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。 工件上即将被切除的表面。 车外圆时的加工表面 三、切削要素 1. 切削用量 切削用量是指切削速度υc、进给量f（或进给速度υf）和背吃刀量ap 。 （1）切削速度（vc） 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/min。 当主运动为旋转运动时,切削速度由下式确定,即： （2）进给量 工件或刀具每转一周, 刀具在进给方向上相对工件的位移量称为每转进给量, 简称进给量, 用 f 表示, 单位为 mm/r 。 单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件的位移量, 称为进给速度, 用 υf 表示, 单位为 mm/min。 当主运动为旋转运动时, 进给量f与进给速度υf之间的关系为: （3）背吃刀量（ap） 已加工表面和待加工表面之间的垂直距离, 称为背吃刀量, 用ap 表示, 单位为mm。 车外圆时背吃刀量ap为: υf=f · n (mm/min) 切削层横截面要素: 切削宽度( aw) 、 切削厚度( ac) 、 切削面积( Ac) ，如下图所示。 切削宽度是刀具切削刃与工件的接触长度。 切削厚度是刀具或工件每移动一个进给量时, 刀具切削刃相邻的两个位置之间的距离。 ac =f sin kr 切削面积(Ac)：切削层横截面的面积。 2. 切削层横截面要素 第二节 刀具切削部分的几何参数 一、刀具切削部分的组成 刀具中较典型是车刀, 其他刀具的切削部分可以看成是以车刀为基本形态演变而来的，如下图所示。 （1）刀杆：刀杆用于夹持刀具, 又称夹持部分。 （2）刀体：刀体用于切削, 又称切削部分。 ① 前面Aγ : 又称前刀面。 ② 后面Aα : 又称后刀面。 ③ 副后面A′α ④ 主切削刃S ⑤ 副切削刃S′ ⑥ 刀尖 二、 刀具的标注角度参考系 在刀具设计、 制造、 刃磨、 测量时用于定义刀具几何参数的参考系, 称为刀具标注角度参考系或静止参考系。 刀具静止参考系中常用的正交平面参考系,如下图所示: 基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 副切削平面P′s 通过切削刃上的选定点,垂直于该点切削速度方向的平面。 通过切削刃上的选定点,与该切削刃相切并垂直于基面的平面。 通过切削刃上选定点,并同时垂直于该点基面和切削平面的平面。 通过副切削刃上选定点,与副切削刃相切并垂直于基面的平面。 三、 刀具的标注角度 1. 在正交平面Po 内标注的角度 前角、 后角和楔角三者之间的关系为: γo + αo βo = 90° 前角γo:前刀面Ar与基面Pr之间的夹角。 楔角βo: 前刀面Ar与后刀面Aα 之间的夹角。 后角αo: 后刀面Aα与切削平面Ps之间的夹角。 2. 在基面Pr内标注的角度 kr + k′r + εr = 180° 刀尖角εr: 切削平面与副切削平面之间的夹角。 副偏角k′r: 副切削刃在基面Po 上的投影与进给方向反方向之间的夹角。 主偏角kr:主切削刃在基面 Pr 上的投影与进给方向之间的夹角。 3. 在切削平面内标注的角度 刃倾角λs: 主切削刃与基面Po之间的夹角。 刀尖位于刀刃最高点时, 刃倾角为正。 刀尖位于刀刃最低点时, 刃倾角为负。 切削刃与基面平行时, 刃倾角为零。 4. 在副切削平面内标注的角度 副前角γ′o:前刀面Ar 与Pr 之间的夹角。 副后角α′o:副后面A′α 与副切削平面P′s 之间