模块一金属切削原理ppt课件

1、 模块一模块一 金属切削原理金属切削原理课题一课题一 金属切削的根本定义的认识金属切削的根本定义的认识知识点知识点l切削运动切削运动l切削构成的加工外表切削构成的加工外表l切削用量切削用量 l刀具的几何角度刀具的几何角度 l切削层参数切削层参数 技艺点技艺点l认识切削运动、加工外表、切削用量切削层参数认识切削运动、加工外表、切削用量切削层参数等相关概念等相关概念l认识刀具的几何角度认识刀具的几何角度一、义务引入一、义务引入 图图1-1为车加工表示图，该工序将外圆由为车加工表示图，该工序将外圆由 车削车削至至 。试分析车削加工需求哪些切削运动？加工过。试分析车削加工需求哪些切削运动？加工过程中构

2、成的外表有哪些？计算切削速度和背吃刀量，并绘程中构成的外表有哪些？计算切削速度和背吃刀量，并绘制车刀任务图。制车刀任务图。mm60mm50 金属切削加工就是在机床上利用切削工具从工件金属切削加工就是在机床上利用切削工具从工件上切除多余金属，使之成为具有一定几何外形、尺寸上切除多余金属，使之成为具有一定几何外形、尺寸精度和外表质量的加工方法。在切削加工过程中，除精度和外表质量的加工方法。在切削加工过程中，除了要有一定切削性能的切削刀具外，还要有机床提供了要有一定切削性能的切削刀具外，还要有机床提供工件与切削刀具间所必需的相对运动，而且这种相对工件与切削刀具间所必需的相对运动，而且这种相对运动还要

3、与工件各种外表的构成规律和几何特征相顺运动还要与工件各种外表的构成规律和几何特征相顺应。本课题主要学习切削运动和切削用量、刀具的组应。本课题主要学习切削运动和切削用量、刀具的组成及其几何参数、车刀的任务角度等内容。成及其几何参数、车刀的任务角度等内容。二、课题分析二、课题分析切削加工：运用切削工具切削加工：运用切削工具(包括刀具、磨具和磨包括刀具、磨具和磨料料)，在工具和工件的相对运动中，把工件上多，在工具和工件的相对运动中，把工件上多余的资料层切除，使工件获得规定的几何参数余的资料层切除，使工件获得规定的几何参数(尺寸、外形、位置尺寸、外形、位置)和外表质量的加工方法。和外表质量的加工方法。

4、切削加工的重要性：切削加工能获得较高的精度切削加工的重要性：切削加工能获得较高的精度和外表质量，对被加工资料、工件几何外形及消和外表质量，对被加工资料、工件几何外形及消费批量具有广泛的顺应性，在机械制造业中占有费批量具有广泛的顺应性，在机械制造业中占有非常重要的位置。非常重要的位置。三、相关知识三、相关知识( (一一) )切削运动切削运动车外圆面车外圆面车成形面车成形面车床上镗孔车床上镗孔磨外圆面磨外圆面播放播放钻孔钻孔播放播放铣平面铣平面播放播放铣成形面铣成形面播放播放 2. 2.切削运动切削运动切削加工中刀具和工切削加工中刀具和工件之间的相对运动即件之间的相对运动即切削运动切削运动(cut

5、ting (cutting motions) motions) 。切削运动可以是旋转切削运动可以是旋转运动或直线运动，也运动或直线运动，也可以是延续的或间歇可以是延续的或间歇的的 1主运动主运动由机床或人力提供的刀具与由机床或人力提供的刀具与工件之间主要的相对运动工件之间主要的相对运动, , 它使刀具切削刃及其临近的它使刀具切削刃及其临近的刀具外表切入工件资料，使刀具外表切入工件资料，使被切削层转变为切屑被切削层转变为切屑, , 从而从而构成工件的新外表。构成工件的新外表。在切削运动中，主运动在切削运动中，主运动(primary motion)(primary motion)速度最高、速度最高

6、、耗功最大。耗功最大。主运动只需一个。主运动只需一个。 刀具与工件之间附加刀具与工件之间附加的相对运动的相对运动, 它配合主运动它配合主运动依次地或延续不断地切除依次地或延续不断地切除切屑切屑, 从而构成具有所需几从而构成具有所需几何特性的已加工外表。何特性的已加工外表。 进给运动进给运动(feed movement)可由刀可由刀具完成具完成(如车削如车削)，也可由工，也可由工件完成件完成(如铣削如铣削)，可以是间，可以是间歇的如刨削歇的如刨削, 也可以是也可以是延续的如车削。延续的如车削。进给运动可以是进给运动可以是1个或多个个或多个 2 进给运动进给运动主运动和进给运动主运动和进给运动合成

7、的运动称为合合成的运动称为合成切削运动。成切削运动。3合成切削运动合成切削运动各种切削加工的切削运动各种切削加工的切削运动3.3.切削加工过程中的工件外表切削加工过程中的工件外表切削刃相对于工件的运动过程切削刃相对于工件的运动过程, 就是外表构成过程。就是外表构成过程。有两个要素，一是切削刃有两个要素，一是切削刃, 二是切削运动。二是切削运动。不同的切削运动的组合不同的切削运动的组合,即可构成各种工件外表。即可构成各种工件外表。车削加工过程中工件上有三个不断变化着车削加工过程中工件上有三个不断变化着的外表。的外表。(1)(1)待加工外表待加工外表工件上待切除工件上待切除的外表。的外表。(2)(

8、2)已加工外表已加工外表工件上已加工工件上已加工好的外表。好的外表。(3)(3)过渡外表过渡外表工件上切削刃正工件上切削刃正在切削的外表。在切削的外表。4.4.切削用量切削用量切削用量三要素切削用量三要素 切削速度切削速度 进给量进给量 背吃刀量。背吃刀量。(1)切削速度切削速度切削速度切削速度 是单位时间内是单位时间内刀具和工件在主运动方向刀具和工件在主运动方向上的相对位移。上的相对位移。m/min 主运动为旋转运动车削、主运动为旋转运动车削、铣削，铣削， 为最大线速度，为最大线速度， =dwn/1000主运动为往复直线运动主运动为往复直线运动刨削、插削，刨削、插削， 为平为平均速度，均速度

9、， =2Lnr/ 1000cvcvcvcv(2)进给量进给量进给量是指单位时间内刀具和工件在进给进给量是指单位时间内刀具和工件在进给运动方向上相对位移。运动方向上相对位移。 当主运动是回转运动时，进给量指工当主运动是回转运动时，进给量指工件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为相对位移量，单位为mm/rmm/r； 当主运动是直线运动时，进给量指刀当主运动是直线运动时，进给量指刀具或工件每往复直线运动一次，两者沿进具或工件每往复直线运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为给方向的相对位移量，单位为mm/strmm/str或或mm/mm/单行程

10、；单行程； 对于多齿的旋转刀具对于多齿的旋转刀具( (如铣刀、如铣刀、切齿刀切齿刀) )，常用每齿进给量，常用每齿进给量 fz fz，单位为，单位为mm/zmm/z或或mm/mm/齿。它与进给量齿。它与进给量f f的关系为的关系为f=zfz f=zfz 进给速度为进给速度为 vf=fn=zfzn vf=fn=zfzn(3)背吃刀量背吃刀量ap背吃刀量是指在基面上背吃刀量是指在基面上垂直于进给运动方向丈垂直于进给运动方向丈量的切削层最大尺寸量的切削层最大尺寸, ,工件上待加工外表与已工件上待加工外表与已加工外表之间的垂直间加工外表之间的垂直间隔，外圆车削隔，外圆车削: : ap ap(dw-dm

11、)/2 (dw-dm)/2 5.5.刀具的几何参数刀具的几何参数(1)(1)切削刀具构造切削刀具构造 由任务部分和非任务部分构成。由任务部分和非任务部分构成。 车刀车刀(turning tools)(turning tools)的任务部分比较简单，的任务部分比较简单，只由切削部分构成，非任务部分就是车刀只由切削部分构成，非任务部分就是车刀的柄部的柄部( (或刀杆或刀杆) )。不论刀具构造如何复杂，就其单刀齿切削部不论刀具构造如何复杂，就其单刀齿切削部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演化分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演化而来，本节以外圆车刀为例来引见其几何参而来，本节以外圆车刀为例来引见其

12、几何参数。数。前刀面前刀面 切屑流过的刀面。切屑流过的刀面。1)1)刀刀 面面主后刀面主后刀面 与工件正在被切削加工的外表与工件正在被切削加工的外表 过渡外表相对的刀面。过渡外表相对的刀面。 副后刀面副后刀面 与工件已切削加工的外表相对与工件已切削加工的外表相对 的刀面。的刀面。刀具切削部分的根本定义刀具切削部分的根本定义2)2)刀刃刀刃主切削刃主切削刃 前刀面与主后刀面在空间的交线。前刀面与主后刀面在空间的交线。副切削刃副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。前刀面与副后刀面在空间的交线。 3)3)刀尖刀尖 三个刀面在空间的交点，也可了解为主、副切削刃三个刀面在空间的交点，也可了解为主、副切

13、削刃二条刀刃汇交的一小段切削刃。二条刀刃汇交的一小段切削刃。 在实践运用中，为添加刀尖的强度与耐磨性，在实践运用中，为添加刀尖的强度与耐磨性，普通在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。普通在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和丈量刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和丈量时所运用的几何参数，它们是确定刀具切削时所运用的几何参数，它们是确定刀具切削部分几何外形各外表空间位置的重要参部分几何外形各外表空间位置的重要参数。数。 参考系：用于定义和规定刀具角度的各基参考系：用于定义和规定刀具角度的各基准坐标面。准坐标面。 参考系：刀具静止参考系和刀具任务参考参考系：刀具静止参考系和

14、刀具任务参考系。系。(2)(2)车刀切削部分的主要角度车刀切削部分的主要角度切削车刀平面与角度视频切削车刀平面与角度视频刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制造、刃磨和丈量时，用于定义刀具几何参数的参造、刃磨和丈量时，用于定义刀具几何参数的参考系。考系。1)1)刀具静止参考系刀具静止参考系在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。静止参考系中最常用的是正交平面参考系。静止参考系中最常用的是正交平面参考系。正交平面参考系正交平面参考系由以下三个在空间由以下三个在空间相互垂直的参考平相互垂直的参考平面构成。面构

15、成。基面基面prpr经过切削刃上选定经过切削刃上选定点，垂直于该点切点，垂直于该点切削速度方向的平面。削速度方向的平面。通常平行于车刀的通常平行于车刀的安装面底面。安装面底面。切削平面切削平面psps 经过切削刃经过切削刃上选定点，垂直上选定点，垂直于基面并与主切于基面并与主切削刃相切的平面。削刃相切的平面。正交平面正交平面popo 经过切削刃上选定经过切削刃上选定点，同时与基面和切削点，同时与基面和切削平面垂直的平面。平面垂直的平面。2)2)刀具的角度刀具的角度基面中丈量的刀具角度基面中丈量的刀具角度主偏角主偏角Kr Kr 主切削刃在基面上的投影与进给主切削刃在基面上的投影与进给运动速度运动

16、速度vf vf 方向之间的夹角。方向之间的夹角。副偏角副偏角Kr Kr 副切削刃在基面上的投影与进给副切削刃在基面上的投影与进给运动速度运动速度vfvf反方向之间的夹角。反方向之间的夹角。切削平面中丈量的刀具角度切削平面中丈量的刀具角度刃倾角刃倾角s s 主切削刃与基面之间的夹角。主切削刃与基面之间的夹角。它在切削平面内标注或它在切削平面内标注或丈量，但有正负之分。丈量，但有正负之分。当主切削刃与基面平行当主切削刃与基面平行时时s=0s=0；当刀尖点相对基面处于当刀尖点相对基面处于主切削刃上的最高点时主切削刃上的最高点时s s 0 0；反之；反之s 0s 0。 正交平面中丈量的刀具角度正交平面

17、中丈量的刀具角度前角前角O O 前面与基面之间的夹角。前面与基面之间的夹角。后角后角0 0 后面与切削平面之间的夹角。后面与切削平面之间的夹角。阐明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等阐明：以上标注角度是在刀尖与工件回转轴线等高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不思索高、刀杆纵向轴线垂直于进给方向，以及不思索进给运动的影响等条件下确定的。进给运动的影响等条件下确定的。车刀几何角度丈量车刀几何角度丈量切削层是指切削过程中，由切削层是指切削过程中，由刀具切削部分的一个单一动刀具切削部分的一个单一动作作( (如车削时工件转一圈，车如车削时工件转一圈，车刀主切削刃挪动一段间隔刀主切削刃挪动一段间隔) )所所切除的工件资料层。切除的工件资料层。 (1)(1)切削层公称厚度切削层公称厚度hDhD 垂直于正在加工的垂直于正在加工的外表过渡外表度量外表过渡外表度量的切削层参数。的切削层参数。 (2)(2)切削层公称宽度切削层公称宽度bDbD在给定瞬间，作用于主切在给定瞬间，作用