第4章切削加工基础知识

1、 切削加工切削加工利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。 主要分为： 钳加工钳加工一般在钳台上以手工工具为主，对工件进行的各种加工方法。含划线、打样冲眼、锯削、锉削、刮研、钻孔、攻螺纹、机械装配、修理等14个小项。 机械加工机械加工通过工人操作机床设备进行的切削加工。 根据工具的不同分为：利用刀具进行加工和利用磨料进行加工利用刀具进行加工分为：车削（第五章）、刨削（第六章）、钻削（第七章）、铣削（第八章）等9种加工方法。利用磨料加工主要包括：磨削（第九章）、研磨、珩磨、超精加工等4种加工方法。 4.1.1 零件表面的形成零件表面的形成平面平面：是以直线为母线作直线运动形成的表面是以直线为

2、母线作直线运动形成的表面； 成型方法：成型方法：铣削、刨削、平面磨削等。铣削、刨削、平面磨削等。 曲面曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；表面； 成型方法：成型方法：铣削、成形磨削、数控铣削、电火铣削、成形磨削、数控铣削、电火花加工、激光加工等。花加工、激光加工等。l 分类分类： 1）主运动）主运动：切除切屑所需的基本运动。：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。l 概念概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属金属 2）进给运动进给运动：

3、使金属层不断投入被切削的运动。：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多个。个或多个。3）其它运动：）其它运动：吃刀运动吃刀运动 分度运动分度运动进 给 运 动主 运 动待 加 工 表 面加 工 表 面已 加 工 表 面已 加 工 表 面加 工 表 面待 加 工 表 面主 运 动进 给 运 动进给运动加工表面待加工表面待加工表面主运动已加工表面加工表面进给运动已加工表面主运动进给量：进给量：刀具相对工件沿进给方向移动的距离。刀具相对工件沿进给方向移动的距离。 1）（周期）进给量）（周期）进给量f(mm/r)f(mm

4、/r)：主运动一个循环主运动一个循环 2）进给速度）进给速度v vf f(mm/min)(mm/min)：单位时间内单位时间内 3）每齿进给量）每齿进给量a af f(mm/z)(mm/z)：刀具每个刀齿刀具每个刀齿背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度）a ap p(mm):(mm):已加工表面与待加已加工表面与待加工表面间的距离。工表面间的距离。 补充定义：补充定义：在垂直于进给运动方向上测量的主切在垂直于进给运动方向上测量的主切削刃切入工件的深度。削刃切入工件的深度。l 刀具结构及其几何形状刀具结构及其几何形状前刀面前刀面Ar 主切削刃主切削刃S主后面主后面Aa 刀尖刀尖副后面副后面Aa

5、 副切削刃副切削刃S l 切削部分组成切削部分组成2022-6-28机械制造工艺基础机械制造工艺基础152参考系 参考系参考系定义和规定刀具角度的各基准坐标平面。 静止参考系静止参考系：用于定义刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系称刀具； 刀具工作参考系刀具工作参考系：规定刀具进行切削加工时几何参数的参考系称。 （1）基面Pr：过切削刃选定点的平面，垂直于假定的主运动方向。（2）假定工作平面Pf：通过切削刃选定点并垂直于基面，平行于进给运动方向。（3）主切削平面Ps：通过主切削刃选定点，与主切削刃相切，并垂直于基面的平面。（4）副切削平面Ps通过副切削刃选定点，与副切削刃相切，并垂直于

6、基面的平面。（5）正交平面Po：通过切削刃选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。 刀具静止参考系的主要基准坐标平面： 1假定主运动方向 2假定进给运动方向3切削刃选定点 前角的作用：前角的作用：前角前角 切屑变形切屑变形切削力切削力刃口强刃口强度度前刀面磨损前刀面磨损 导热体积导热体积刀具前角的选用：刀具前角的选用：加工塑性材料选大前角加工塑性材料选大前角 加工脆性材料、断续切削选小前角加工脆性材料、断续切削选小前角 加工硬材料选用负前角加工硬材料选用负前角进给运动主运动加工表面正交平面切削平面基面r后角的作用：后角的作用：后角后角 后刀面与加工表面间的摩擦后刀面与加工表面间的摩擦 后刀面磨

7、损后刀面磨损 刃口强度刃口强度 导热体积导热体积刀具后角的选用：刀具后角的选用：粗加工选小后角粗加工选小后角 精加工选大后角精加工选大后角 选大前角时选小后角以增大刃口选大前角时选小后角以增大刃口强度强度进给运动主运动加工表面正交平面切削平面基面r主偏角的作用：主偏角的作用：主偏角主偏角 切削刃工作长度切削刃工作长度 刀尖强刀尖强度度 导热体积导热体积 径向分力径向分力刀具主偏角的选用：刀具主偏角的选用：一般为一般为3075 加工细长工件采用加工细长工件采用9093 副偏角的作用：副偏角的作用：副偏角副偏角 副后面与工件已加工表面副后面与工件已加工表面摩擦摩擦 刀尖强度刀尖强度 表面粗糙度表面

8、粗糙度刀具副偏角的选用：刀具副偏角的选用：一般为一般为520 特殊要求可采用特殊要求可采用Kr=0 的修光刃的修光刃进给运动主运动加工表面正交平面刀具刃倾角的选用：刀具刃倾角的选用： 精加工取精加工取S 0 粗加工取粗加工取S 0 加工细长工件采用加工细长工件采用S 0 刃倾角的作用：刃倾角的作用：（1）影响排屑方向：）影响排屑方向： S 0 排向待加工表面排向待加工表面 ； S 0 排向已加工表面；排向已加工表面； S =0 前刀面上卷曲前刀面上卷曲 （2）影响切入切出的稳定性）影响切入切出的稳定性（3）影响背向分力大小）影响背向分力大小向进 给 运 动主 运 动正 交 平 面切 削 平 面

9、进给运动主运动待加工表面加工表面已加工表面正交平面切削平面基面进给运动主运动待加工表面加工表面已加工表面正交平面切削平面基面向进给运动主运动待加工表面加工表面已加工表面正交平面切削平面基面进 给 运 动主 运 动已 加 工 表 面加 工 表 面待 加 工 表 面正 交 平 面切 削 平 面基 面进 给 运 动主 运 动已 加 工 表 面加 工 表 面待 加 工 表 面正 交 平 面切 削 平 面基 面KrKrK向进 给 运 动主 运 动已 加 工 表 面加 工 表 面待 加 工 表 面正 交 平 面切 削 平 面基 面KrKr进给运动主运动待加工表面加工表面已加工表面正交平面切削平面基面进给运

10、动主运动待加工表面加工表面已加工表面正交平面切削平面基面K向进给运动主运动待加工表面加工表面已加工表面正交平面切削平面基面进给运动主运动已加工表面加工表面待加工表面正交平面切削平面基面进给运动主运动已加工表面加工表面待加工表面正交平面切削平面基面K向进给运动主运动已加工表面加工表面待加工表面正交平面切削平面基面优质碳素工具钢：一般用来制造切削速度低、尺寸较小的手动工具。钨钢铰刀丝锥板牙30度车外圆车刀瑞士雕刻铣刀高速钢麻花钻头拉刀硬质合金钻头一、切削力二、切削温度一、切削力 总切削力总切削力刀具的一个切削部分在切削工件时所产生的全部切削力称为一个切削部分总切削力。 多刃刀具（如铣刀、铰刀、麻花

11、钻等）：有几个切削部分同时进行切削，所有参与切削的各切削部分所产生的总切削力的合力称为刀具总切削力。 单刃刀具（如车刀、刨刀等）：只有一个切削部分参与切削，这个切削部分总切削力就是刀具总切削力。 1总切削力的概念2总切削力的分解l 切削力Fcl 背向力Fp l 进给力Ff 3总切削抗力 总切削抗力总切削抗力切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力F。 4影响总切削抗力的因素 （1）工件材料：工件材料的强度、硬度越高，韧性和塑性越好，越难切削，总切削抗力越大。 （2）切削用量：切削深度ap和进给量f增大，总切削抗力增大。 （3）刀具角度 （4）切削液：合理使用可以使总切削抗力减小。 二、切削温度1切削热与切削温度 切削热切削热切削过程中，由于被切削材料层的变形、分离及刀具和被切削材料间的摩擦而产生的热量。 切削温度切削温度切削过程中，切削区域的温度。 2减少切削热和降低切削温度的工艺措施 l合理选择刀具材料和刀具几何角度l合理选择切削用量l适当选择和使用切削液一、加工精度二、加工表面质量一、加工精度1加工精度的概念 加工精度加工精度指零件加工后