第一章金属切削过程基本知识

1、（二）切削运动（二）切削运动 刀具与工件间的相对运动称为切削运动切削运动（即表面成形运动表面成形运动）。按作用来分，切削运动可分为主运动主运动和进给运动进给运动。 1 1、主运动、主运动 主运动是切下金属所必需的最重要的运动主运动是切下金属所必需的最重要的运动。一般，主运动速度最高，消耗功率最大，机床机床通常只有一个主运动通常只有一个主运动。 例如，车削加工时，工件的回转运动是主运动。(镗床、刨床）2 2、进给运动、进给运动 使新的金属不断投入切削的运动使新的金属不断投入切削的运动。根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个，进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的，也可以是间歇也可

2、以是一个；可以是连续的，也可以是间歇的。的。 3 3、合成运动与合成切削速度、合成运动与合成切削速度 当主运动和进给运动同时进行时，刀具切当主运动和进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一点相对于工件的运动称为合成切削削刃上某一点相对于工件的运动称为合成切削运动运动，其大小和方向用合成速度向量合成速度向量VeVe表示. Ve=Vc+VfVe=Vc+Vf二、切削用量三要素与切削层参数二、切削用量三要素与切削层参数( (一）切削用量三要素一）切削用量三要素1 1、切削速度、切削速度v vc c 切削速度切削速度v vc c是刀具切削刃上选定点相对于工件是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。

3、的主运动瞬时线速度。 由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度。当主运动为回转运动时： 1000dnv式中d切削刃上选定点的回转直径，mm； n主运动的转速，r/s或r/min。2 2、进给速度、进给速度vf vf 、进给量、进给量f f 进给速度进给速度vfvf切削刃上选定点相对于工切削刃上选定点相对于工件的进给运动瞬时速度，件的进给运动瞬时速度，mm/smm/s或或mm/minmm/min。 进给量进给量f f刀具在进给运动方向上相对刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，于工件的位移量，用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述，mm/r或mm/行程。V

4、f= n fVf= n f3 3、切削深度切削深度apap 对于车削和刨削加工来说，切削深度ap（背吃刀量）工件已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，单位mm。（二）切削层参数（二）切削层参数( (见见P13)P13) 在切削过程中，刀具切削刃的一个单在切削过程中，刀具切削刃的一个单一动作从工件待加工表面切下的金属层，一动作从工件待加工表面切下的金属层，称为称为切削层切削层。 1.2 1.2 刀具角度刀具角度 外圆车刀外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）由前刀面、主刀后面、副刀后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所组成。其定义分别为： （1 1）前刀面）前刀面 刀具上与切屑接触

5、并相互作用的刀具上与切屑接触并相互作用的表面（即切屑流过的表面）。表面（即切屑流过的表面）。 （2 2）主刀后面）主刀后面 刀具上与工件过渡表面相对并相刀具上与工件过渡表面相对并相互作用的表面。互作用的表面。 （3 3）副刀后面）副刀后面 刀具上与已加工表面相对并相互刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。作用的表面。 （4 4）主切削刃）主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它完前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切削工作。成主要的切削工作。 （5 5）副切削刃）副切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它配前刀面与主后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。合主切削刃完成切削工作

6、，并最终形成已加工表面。 （6 6）刀尖）刀尖 主切削刃和副切削刃连接处的一段主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小的直线段或圆弧。刀刃。它可以是小的直线段或圆弧。（一）刀具标注角度参考系（一）刀具标注角度参考系( (见见P8) P8) 1 1、假定运动条件、假定运动条件：用刀具主运动向量vc近似代替合成运动向量vc，然后再用平行或垂直于主运动方向的坐标平面构成参考系。2 2、假定安装条件、假定安装条件：假定刀具的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直。3、刀具标注角度参考系诸平面：（见图见图） 1) 1) 基面基面p pr r ：通过切削刃某一点，垂直于假定主运动方向的平

7、面。见见P7P7图图。2)2) 切削平面切削平面psps：通过切削刃某一点，与工件加工表面（或与主切削刃）相切的平面。切削平面ps与基面pr垂直。3)3) 主剖面主剖面P0P0 :通过切削刃某一点，同时垂直于切削平面ps与基面pr的平面。见见P8P8图图。4)4) 法剖面法剖面PnPn：通过切削刃某一点，垂直于切削刃的平面。见见P8P8图图。5)5) 进给剖面进给剖面PfPf：通过切削刃某一点，平行于进给运动方向并垂直于基面pr的平面。6)6) 背平面背平面PpPp：通过切削刃某一点，同时垂直于进给剖面Pf与基面pr的平面。（二）刀具的标注角度（二）刀具的标注角度( (见见P8)P8) 刀具的

8、标注角度是制造和刃磨刀具所需刀具的标注角度是制造和刃磨刀具所需要的，并在刀具设计图上予以标注的角度。要的，并在刀具设计图上予以标注的角度。 刀具的标注角度主要有五个，以车刀为例，表示了几个角度的定义。前前 角角0 0 在主剖面在主剖面P P0 0内测量的前刀面与基面之间内测量的前刀面与基面之间的夹角。的夹角。后后 角角0 0 在主剖面在主剖面P P0 0内测量的主后刀面与切削平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为之间的夹角。后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为正值。正值。主偏角主偏角r r 在基面内测量的主切削刃在基面上的投在基面内测量的主切削刃在基面上的投

9、影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正值。影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正值。副偏角副偏角r r 在基面内测量的副切削刃在基面上的在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。刃倾角刃倾角s s 在切削平面内测量的主切削刃与基面之间在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。的夹角。如图示如图示。 （三）刀具工作角度参考系（三）刀具工作角度参考系 上述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动，不考虑进给运动，即在假定运动条件确定的参考系。 但刀具在实际使用过程中，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确

10、切反映切削加工的真实情况。 另外，刀具实际安装位置也影响工作角度的大小。只有采用刀具工作角度参考系，才只有采用刀具工作角度参考系，才能反映切削加工的实际。能反映切削加工的实际。 刀具工作角度参考系与刀具标注角度参刀具工作角度参考系与刀具标注角度参考系的唯一区别是考系的唯一区别是：用合成切削方向用合成切削方向v ve e取代主取代主运动切削方向运动切削方向VcVc。（四）刀具的工作角度（四）刀具的工作角度( (见见P11-13)P11-13) 在实际的切削加工中，由于刀具安装位置和进给运动的影响，上述标注角度会发生一定的变化。 角度变化的根本原因是切削平面、基面和正交角度变化的根本原因是切削平面

11、、基面和正交平面位置的改变。平面位置的改变。以切削过程中实际的切削平面Ps、基面Pr和主剖面P0为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度刀具的工作角度，又称实际角度实际角度。1 1、刀具安装位置对工作角度的影响、刀具安装位置对工作角度的影响 以车刀车外圆为例，若不考虑进给运动，当刀尖安装得高于或低于工件轴线时，将引起工作前角oe和工作后角oe的变化，如图示如图示。( (见见P12)P12) 当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂直时，将会引起工作主偏角re和工作副偏角re的变化，如下图示。( (见见P13)P13)2 2、进给运动对工作角度的影响、进给运动对工作角度的影响 车削时由于进给运动的存在，使车外圆及车螺纹的加工表面实际上是一个螺旋面，如下图示。( (见见P12P12图图1.