考点7 切削运动与切削要素《金属加工与实训》四川省（对口招生）智能制造类 知识点讲解

四川省智能制造类对口高考复习讲义 《金加工与实训》 考点7 切削运动与切削要素 ■考纲要求 1.理解金属切削运动及其特点。 2.掌握切削用量三要素的概念、符号、选择方法并能进行简单计算。 ■知识网络 一、切削运动与切削要素思维图 图3-7-1 切削运动思维图 图3-7-2 切削要素思维图 图3-7-3 切削运动与切削要素思维图 二、重点知识梳理 （一）切削运动与切削要素相关术语 切削运动与切削要素相关概念及术语见表3-7-1所示。 表3-7-1 切削运动与切削相关概念及术语汇总表 序号 名称（符号） 概念或定义 1 切削运动 指切削刀具与工件间的相对运动。 2 主运动 指进行切削所需的基本运动。 3 进给运动 指切下切屑所需要的运动。 4 切削用量 指切削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量的总称。 5 待加工表面 工件上有待切除的表面。 6 已加工表面 工件上经刀具切削后产生的表面。 7 加工表面 （过渡表面） 工件上由切削刃形成的那部分表面，也是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。 8 切削速度 （Vc） 旋转运动：切削时，刀具切削刃上相对待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，单位m/min或m/s。 往复运动：为刀具切削时的平均速度，单位m/min。 9 进给量 （f） 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，单位mm/r。 10 背吃刀量 （Ap） 车削时：指已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。 钻削时：钻头直径的一半。 11 进给速度 （Vf） 刀具沿进给运动方向每分钟移动的距离，单位mm/min。 12 切削层公称厚度（hD） 在切削层尺寸平面上，垂直于切削刃方向所测得的尺寸，单位mm，当Kr=90°时，hD=f。 13 切削层公称宽度（bD） 在切削层尺寸平面上，沿切削刃方向所测得的切削长度（尺寸），单位mm，当Kr=90°时，bD=Ap。 14 切削层公称横截面积（AD） 在切削瞬间，在切削层尺寸平面上的实际横截面面积，单位mm2。 （二）切削运动 在切削过程中，刀具与工件之间的相对运动即为切削运动。包括主运动和进给运动两个基本运动，如图3-7-2所示，图中Ⅰ——为主运动，Ⅱ、Ⅲ——为进给运动。 图3-7-2 主运动和进给运动示意图 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。是切除工件上的被切削层，使之转变为切屑的基本运动。它是形成运动中的主要运动。是切削运动中消耗功率最大的运动。 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、铣削、钻削、磨削等；主运动是往复运动，如刨削、插削等。需要注意的是任何切削过程必须有一个，也只有一个主运动，如图3-7-2所示。 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，加上主运动，即可不断地或连续地进行切削，并获得所需几何特性的表面。切削过程中进给运动可能有一个，也可能有若干个，如图3-7-2所示。进给运动的形式有平移的（直线）、旋转的（圆周）、连续的（曲线）及间歇（断续）的，由机床实际情况而定。直线进给运动按运动方向分为纵向、横向、斜向三种。 主运动和进给运动可以由刀具、工件分别来完成，也可以是由刀具单独全部完成主运动和进给运动。 （三）切削要素 切削要素包括切削用量和切削层尺寸平面要素。 1.切削用量 切削用量是指切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。以车削为例，见图3-7-3所示。 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。以车削为例，介绍工件上形成三个不断变化的表面：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）和过渡表面或加工表面（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表面），见图3-7-3所示。 图3-7-3 切削要素 （1）切削速度Vc 指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，其单位为m/s，或m/min 当主运动是旋转运动时，切削速度是指圆周运动的线速度，即： Vc＝πDn/（60×1000) 单位：m/s Vc＝πDn/1000 单位：m/min 式中： D──工件或刀具在切削表面上的最大回转直径，mm； n──主运动的转速，r/min。 当主运动为往复直线运动时，则其平均切削速度为： Vc＝2Lmnr/（60×1000） 单位：m/s 式中： Lm──刀具或工件往复直线运动的行程长度，mm； nr──主运动每分钟的往复次数，亦即行程数，str/min。 （2）进给量f 指主运动的一个循环内刀具在进给方向上相对工件的位移量。 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（mm/r）。 f＝Vf/n 单位：mm/r 式中： Vf──刀具每分钟移动的距离，mm/min n──主运动的转速，r/min。 铣削时，分为每齿进给量和每转进给量。（mm/z或mm/r）。 fz＝Vf/n z 单位：mm/z 式中： Vf──刀具每分钟移动的距离，mm/min n──主运动的转速，r/min。 z──铣刀齿数 （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。车外圆时的背吃刀量如图3-7-3所示，计算公式如下。 Ap＝（D-d）/2 式中： D──待加工表面直径，mm； d──已加工表面直径，mm。 2.切削层尺寸平面要素 切削层尺寸平面要素包括切削层公称厚度、切削层公称宽度和切削层公称横截面积，以车削为例，见图3-7-3所示。 （1）切削层公称厚度 指在切削层尺寸平面上，垂直于切削刃方向所测得的切削层尺寸，用符号“hD”表示，单位为mm。 hD＝f×sinKr 式中： f──刀具进给量，mm/r Kr──刀具主偏角的角度 切削层公称厚度大小代表了切削刃的工作负荷大小。 （2）切削层公称宽度 指在切削层尺寸平面上，沿切削刃方向所测得的切削层尺寸，用符号“bD”表示，单位为mm。 bD＝Ap/sinKr 式中： Ap──背吃刀量，mm Kr──刀具主偏角的角度 切削层公称宽度大小等于切削刃的工作长度大小。 （3）切削层公称横截面积 是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面上的实际横截面积，用符号“AD”表示，单位为mm2。 AD等于切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积，也等于背吃刀量与进给量的乘积。即 AD＝ hD×bD ＝Apf 当切削速度一定时，切削层公称横截面积的大小代表了生产率的大小。 （四）切削用量选择的基本原则 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、最高的生产率和最低的加工成本。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，因此切削用量选择的基本原则一般遵循以下情况。 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越过硬皮或硬化层深度；其次，在机床、刀具等工艺系统刚度允许的前提下，尽可能选择较大的进给量f；最后，根据工件材料和刀具材料确定切削速度Vc。 精加工时，选用较小的背吃刀量Ap和进给量f，选取较高的切削速度Vc，这样既可以保证加工质量，又可提高生产率。对于硬质合金刀具来说，常选用较高的切削速度Vc；对于高速钢刀具来说，常选用较低的切削速度Vc。 ■真题练习 一、单选题（下列选项中只有一个答案是正确的，每题2分，共20分） 1.粗加工时，为提高生产率，首先应选择较大的( )。 A.切削速度 B.进给量 C.背吃刀量 D.工件转速 2.切削用量三要素中，( )对刀具磨损影响最大。 A.切削速度 B.背吃刀量 C.进给量 D.主轴转速 3.在切削运动中，将工件被切削层转化成切屑所需要的运动为( )。 A.主运动 B.进给运动 C.旋转运动 D.直线运动 4.切削加工中，主运动通常有( )。 A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 5.当切削速度一定时，( )的大小代表了生产率的大小。 A.切削层公称厚度 B.切削层公称宽度 C.切削层公称横截面积 D.切削深度 6.下列选项中，对刀具耐用度影响最小的是( )。 A.背吃刀量 B.进给量 C.切削速度 D.切削宽度 7.下列选项中，( )为工件上正在切削的表面。 A.待加工表面 B.过渡表面 C.已加工表面 D.内表面 8.进给运动通常是机床中( )。 A.切削运动中消耗功率最多的 B.切削运动中速度最高的运动 C.不断地把切削层投入切削的运动 D.使工件或刀具进入正确加工位置的运动 9.( )为工件上正在切削的表面。 A.待加工表面 B.加工表面 C.已加工表面 D.内表面 10.下列选项中，对刀具寿命影响最大的是( )。 A.背吃刀量 B.进给速度 C.切削速度 D.切削宽度 二、多选题（下列选项中有两个以上答案是正确的，每题2分，共20分） 1.车削加工过程中会形成三个不断变化的表面，这三个表面分别是( )。 A.待加工表面 B.过渡表面 C.已加工表面 D.切削表面 2.切削用量三要素包括( )。 A.切削速度 B.切削深度 C.进给量 D.进给速度 3.在切削运动中，进给运动有( )多种形式。 A.直线 B.旋转 C.连续 D.间歇 4.主运动是旋转运动时，切削速度的单位有( )两种。 A.mm/r B.m/s C.mm/min D.m/min 5.粗加工时，切削用量三要素中切削速度尽可能选择( )的速度。 A.很高 B.较高 C.中等 D.较低 6.直线进给运动按运动方向分类，又分为( )运动三种。 A.纵向 B.横向 C.圆弧 D.斜向 7.主运动是旋转运动时，可代表进给运动单位的有( )两种。 A.mm/r B.m/s C.mm/min D.m/min 8.精加工时，切削用量三要素选择合理的是( )。 A.较高切削速度 B.较小背吃刀量 C.较小进给量 D.较大切削宽度 9.在切削层尺寸平面要素中，横截面积等于( )。 A.Vc×f B.Ap×hD C.hD×bD D.Ap×f 10.切削层尺寸平面的要素包括( )。 A.进给量 B.切削层公称厚度 C.切削层公称宽度 D.切削层公称横截面积 三、判断题（正确的填“A”，错误的填“B”，每题2分，共30分） 1.( )机床的主运动和进给运动可以由刀具、工件分别完成，也可由刀具或工件单独完成。 2.( )在切削层尺寸平面上，沿切削刃方向所测得的切削层尺寸称为切削层公称厚度。 3.( )切削加工时，由于机床不同，主运动也不同，主运动可以是一个或几个。 4.( )主运动是使新的金属层不断投入的运动。 5.( )主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。 6.( )通常所说的刀具寿命也可以说是这把刀具的耐用度。 7.( )一般来说，良好的切削加工性是指切削加工时刀具的耐用度高，或在一定的耐用度下允许的切削力大。 8.( )切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最大的是背吃刀量。 9.( )影响切削热的因素很多，有工件材料、刀具几何角度和切削用量等。 10.( )切削温度的高低与切削热产生及传散两个因素有关。 11.( )车削加工时，切削用量三个基本参数是切削速度、进给量和背吃刀量。 12.( )在切削过程中，进给运动的速度一般远小于主运动的速度。 13.( )车削加工时形成待加工表面、已加工表面和未加工表面三种表面。 14.( )后面是刀具上与工件的已加工表面相对的表面。 15.( )合理选用切削液，不但可以降低切削区域温度，对减小切削力也有十分明显地效果。 四、填空题（将最恰当答案填写在横线上，每题2分，共30分） 1.合理选择 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。 2.用各种机床进行切削加工时，切削运动分主运动和 。 3.切削过程中，切削刀具与工件之间的 就是切削运动。 4.在切削用量中，对刀具寿命影响最小的是 。 5.工件上经刀具切削后产生的表面叫已加工表面，工件上有待切除之表面称待加工表面，工件上由切削刃形成的表面叫 。 6. 的大小主要根据工件的表面粗糙度值的要求来选取。 7.车削外圆时，当主、副切削刃为直线，刃倾角为零度，主偏角小于90°时，切削层横截面为 形。 8.在车床上将直径为65mm，深度为40mm的盲孔车至直径为68mm，深度不变，选用切削速度为54m/min，进给速度为50mm/min，则进给量为 mm/r，保留1位小数。 9.将d1为120mm的圆钢车削至d2为110mm，主轴转速n为500r/min，进给速度为200mm/min，则切削速度Vc为 m/s，保留2位小数。 10.切削层公称厚度大小代表了切削刃 的大小。 11.为了有效地控制切削温度，选用较大的 和进给量，比选用较大的切削速度有利。 12.粗加工时，应尽可能选择较大的 ，使加工余量在一次或少数几次进给中切除。 13.合理选择切削运动和 是金属切削加工过程中常遇到的两个基本问题。 14.切削加工时，工件与 的相对运动称为切削运动。 15.粗加工时，应尽快去除工件的 ，同时还有保证规定的刀具耐用度 。 考点7 切削运动与切削要素 真题练习答案 一、单选题 1-5：CABAC 6-10：ABCBC 二、多选题 1.ABC 2.ABC 3.ABCD 4.BD 5.CD 6.ABD 7.AC 8.ABC 9.CD 10.BCD 三、判断题 1-5：错错错错对 6-10：错错错对对 11-15：对对错错对 四、填空题 1.切削运动 2.进给运动 3.相对运动 4.背吃刀量#切削深度 5.过渡表面#加工表面 6.进给量 7.平行四边 8.0.2 9.3.14 10.工作载荷 11.背吃刀量 12.切削深度 13.切削要素 14.刀具 15.加工余量 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $