5．1 金属切削加工基础（课件）-高一《金属加工与实训--基础常识》同步教学（高教版第三版）

金属切削加工基础 金属加工基础与实训 金属切削运动及切削要素 Part 01 切削刀具的选用 Part 02 CONTENT 目 录 金属切削运动及切削要素 一、金属切削运动及切削要素 合理选择切削运动和切削要素是金属切削加工过程中常遇到的两个基本问题。 一、金属切削运动及切削要素 1.切削运动 在切削过程中，切削刀具与工件间的相对运动就是切削运动。它是直接形成工件表面轮廓的运动，如图1所示。切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。 一、金属切削运动及切削要素 1.切削运动 1.主运动 主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使切削刀具和工件之间产生相对运动，从而使切削刀具前面接近工件。主运动是进行切削所需的基本运动。它是在切削运动中消耗功率最大的运动。任何切削过程必须有一个，也只有一个主运动，图1a所示工件的旋转运动即为主运动。机床主运动的速度可达每分钟数百米至数千米，主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。多数机床的主运动是旋转运动，如车削、钻削、铣削及磨削中的主运动均是旋转运动。 一、金属切削运动及切削要素 1.切削运动 2.进给运动 进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，与主运动一起即可不断地进行切削，并获得所需几何特性的表面。图1a中车刀的轴向移动即为进给运动。进给运动的速度一般远小于主运动的速度，而且消耗的功率也较少。在切削过程中，进给运动可能有一个，也可能有若干个。进给运动形式有平移（直线）、旋转（圆周）、连续（曲线）及间歇。直线进给按运动方向又分为纵向、横向及斜向三种。 主运动和进给运动可以由刀具、工件分别来完成，也可以由刀具单独完成。 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 切削要素包括切削用量和切削层尺寸平面要索。 1.切削用量 切削用量是切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。要完成切削过程，切削速度、进给量和背吃刀量三者缺一不可，故它们又称为切削用量三要素，切削用量三要素是调整机床运动的主要依据。以车削为例，在每次切削中，工件上形成三个表面，即待加工表面（工件上有待切除的表面）、已加工表面（工件上经刀具切削后产生的表面）和过渡表面（工件上由切削刃形成的那部分表面，是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面），如图2所示。 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 1.切削用量 （1）切削速度 切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度称为切削速度，单位为m/s或m/min。 当主运动是旋转运动时，切削速度指圆周运动的线速度，即 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 1.切削用量 （1）切削速度 式中：D——工件或刀具在切削表面上的最大回转直径，mm； n一一主运动的转速，r/min。 当主运动为往复直线运动时，其平均切削速度为 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 1.切削用量 （1）切削速度 式中：Lm一一刀具或工件往复直线运动的行程长度，mm； nr一一主运动每分钟的往复次数，即行程数，str/min。 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 1.切削用量 （2）进给量f 进给量是指在主运动的一个循环（一转或一次往复行程）内，刀具在进给方向上相对工件的位移量。例如，车削时，进给量f是工件旋转一周车刀沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 1.切削用量 （3）背吃刀量ap 背吃刀量一般是指工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离，也称切削深度，单位为mm： ap=(D－d)/2 式中：D——待加工表面直径，mm； d——已加工表面直径，mm。 车外圆时的背吃刀量如图2所示。 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 1.切削用量 （3）背吃刀量ap 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 1.切削用量 （3）背吃刀量ap 在实际切削过程中，切削用量三要素均受工件加工质量、刀具耐用度、机床动力和刚度等因素的影响，不可任意选取。合理选择切削用量三要素就是选择vc、f、ap数值的最佳组合，使切削加工获得合格的加工质量、较高的生产率和最低的加工成本。 一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 1.切削用量 （3）背吃刀量ap 粗加工时，应尽快切除工件的加工余量，同时还要保证规定的刀具耐用度。实践经验证明，对刀具耐用度影响最大的是切削速度vc，影响最小的是背吃刀量ap。因此，粗加工时应尽可能选择较大的背吃刀量，使加工余量在一次或少数几次进给中切除。切除表层有硬皮的铸件、锻件或加工硬化较严重的不锈钢等材料时，应尽可能使背吃刀量ap，大于硬皮或硬化层深度；在机床、刀具等工艺系统的刚度允许的前提下，尽可能选择较大的进给量/；根据工件材料和刀具材料确定切削速度vc