机械加工及设备的基础理论

第二章机械加工及设备的基础理论目录第一节金属切削基本知识

第二节金属切削机床的基本知识

第三节金属切削过程第四节切削力、切削热与切削温度第五节刀具的磨损与刀具使用寿命第一节金属切削基本知识第一节金属切削知识

1、切削运动（1）主运动：使刀具和工件之间产生相对运动，以进行切削的最基本运动。主运动的速度最高、所消耗的功率最大。（2）进给运动：不断地把待切金属投入切削过程，从而加工出全部已加工表面的运动。（3）合成切削运动：由主运动和进给运动合成的运动。

一、切削运动和切削用量

由机床或人力提供的主要运动，能使刀具从工件上切除金属层使之变为切屑。

例如：车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。主运动是一个矢量主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。(1)主运动第一节金属切削知识(2)进给运动

进给运动：由机床或人力提供的附加运动，它能使把工件切削层不断地投入切削过程。进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。第一节金属切削知识进给运动速度例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f来表述，单位：mm

/

r刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，单位为mm

/

str。铣削时，进给运动速度常用每齿进给量f来表述，

单位：mm/z。进给速度vf、进给量f、每齿进给量fz和刀具齿数Z之间的关系如下：

vf=n

f

=n

z

fz

第一节金属切削知识(3)合成切削运动

切削过程中，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。

合成切削运动方向：就是切削刃选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向。

合成切削速度ve：就是切削刃选定点相对于工件的合成切削运动的瞬时速度。第一节金属切削知识图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层第一节金属切削知识车削时的切削运动

将被切去金属层的表面已经切去一部分金属形成的新表面切削刃正在切削着的表面一、切削运动与切削用量第一节金属切削知识第一节金属切削知识第一节金属切削知识2、切削用量指切削过程中切削速度、进给量和背吃刀量的总称第一节金属切削知识（1）切削速度：切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。单位为m/s或m/min。式中——工件待加工表面直径（mm）；——工件转速（r/s或者r/min）。

第一节金属切削知识

工件或刀具每转一转或刀具往复一次,刀具相对工件在进给运动方向上的位移量，用mm/r（行程）表示。进给速度vf是单位时间的进给量，单位为mm/s或mm/min

钻头、铣刀还规定每一个刀齿的进给量Z——刀齿数（2）进给量第一节金属切削知识（3）背吃刀量ap

指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离,单位为mm。

式中——待加工表面直径（mm）；——已加工表面直径（mm）。第一节金属切削知识

确定吃刀量有三点要注意：

1）确定切削刃的两个端点；2）确定测量的方向；3）确定两界限平面。第一节金属切削知识(4)吃刀量在一般切削加工中，常用的吃刀量有背吃刀量ap）和侧吃刀量ae）两个，其单位为mm。例：车削背吃刀量；铣削背吃刀量、侧吃刀量第一节金属切削知识a)车外圆b)车端面c)切槽第一节金属切削知识第一节金属切削知识第一节寨金属切熟削知识第一节坊金悄属切削限知识（一）游、车刀隆的组成第一节舅金属切析削知识（一）缓、车窜刀的组镰成车刀切削坚部分结构轿要素刀面前刀面后刀面副后刀面刀刃主切削总刃副切削幅刃刀尖第一节疑金运属切削咸知识刀尖的顾类型主切削宁刃与副研切削刃却的连接休部分，精它可以艇是曲线输、直线粱或实际妥交点。刀尖的类全型第一节铜金属切喜削知识前刀面:切屑沿黄其流出的知刀面后刀面:刀具上轿同前刀面辞相交形成润主切削刃讽的表面，馅它对着加舍工表面副后刀末面:刀具上戴同前面闹相交形引成副切卧削刃的标表面，乎它对着窗已加工磁表面主切削稀刃:前刀面与渴后刀面的蓄交线。它权担负着主洁要的切削关工作副切削厘刃:前刀还面与副滋后刀面坊的交线僚。它担抽负少量飘切削工撒作刀尖:主、副切岗削刃连接好处相当少妖的一部分普切削刃。第一节撕金刻属切削炮知识（二）润、刀具千角度的裁参考系刀具标笔注角度参考系由主运工动方向袭确定。抚刀具设手计时标灰注、刃皮磨和测煮量的基片准，用蚂此定义聚的刀具塑角度称弓刀具标枝注角度达。刀具工雹作角度参考系由合成切翻削运动方宪向确定。拳确定刀具造切削工作霜时角度的偶基准，用奶此定义的鞭刀具角度撇称刀具工菜作角度。第一节玩金属切匠削知识刀具的授静态角石度确定刀具随角度的坐心标参考系毯：主运动办方向静止参考嫌系落进给横运动方向刀具安毫装位置第一节伏金属切壁削知识刀具的静眼态角度确定刀具滑角度的坐鹿标参考系队：实际合爽成切削云运动方抓向工作参却考系奥进给运禁动方向刀具实际弊安装位置第一节垒金属切荣削知识刀具的静天态角度确定刀具兄角度的坐砍标参考系颠：工作参考轻系聪工作渗角度静止参迎考系舅静旬态角度第一节锡金属切接削知识刀具静慢止参考觉系刀具静止凝参考系是忌在下列假架定条件下素建立的：1）刀刃敞上的选定捏点位于假之定工件的述轴平面内究，是刀具鼻静止参考析系的原点翅；2）过刀寺具切削刃症选定点的枕假定的进棒给运动方险向位于车联刀刀体（土轴线）的旧法平面内阔并与车刀旬底面相平毯行；3）过搜刀具切赢削刃选价定点的下假定的铸主运动奇方向垂粮直于车泥刀刀体捏的底面蚁。第一节设金属切拿削知识1、正交御平面参考俭系（1）狗基面Pr通过切削惩刃选定点垂直于假抱定主运动筑方向的平钩面。基面应平角行或垂直负于刀具上错便于制造落、刃磨和吵测量的某医一安装定场位平面或糖轴。如图所示旷为普通车类刀、刨刀殃的基面Pr。车刀的铁基面平射行于刀码体底面苹。第一节忽金属切晋削知识1、正交变平面参考宏系(2)肝切削平绵面Ps通过切糖削刃选溉定点，鼻与主切枯削刃相恰切，并鲁垂直于霸基面Pr的平离面。也企就是主隆切削刃哲与切削称速度方奇向构成怠的平面德。（3）正罩交平面P零0通过切削手刃选定点印，同时垂衡直于Pr和切削声平面Ps的平面守。第一节舌金属切咳削知识第一节集金属切竿削知识法平面参钳考系：Pr、P最s、Pn组成。法平面Pn是过切削赠刃上选定肌点并垂直祖于切削刃地的平面。由基准麻平面P降r愚—

P脸s魂—

P符n组成猪的静止畅参考系闷称为刀苹具的法召平面参最考系。2、法垮平面参腰考系第一节鉴金回属切削击知识第一节尤金嫁属切削睡知识3.假瘦定工作平衫面参考系由基准平拣面Pr—

P灭f—

P电p组成的静步止参考系被称为刀具摆的假定工慨作平面—布背平面参惜考系。假定工镜作平面Pf。过切削刃捐上选定点翼平行于进课给方向并栗垂直于基湿面Pr。背平面切削刃上床选定点的施背平面是口过该点且妇垂直于基耀面和假定圾工作平面逢的平面，养记为Pp。第一节装金公属切削骡知识第一节慎金属切不削知识b）法a)正重交平面平参考系趟b）法罚平面参粥考系魄c痕）假定女工作平尝面和背旷平面参蹦考系第一节朋金属切清削知识（三）刀翁具的标注赏角度刀具的标宏注角度是晕刀具设计崭、制造、艰刃磨和测崭量的依据湖。第一节读金属切弄削知识（1）前读角忆––––属在正交平资面Po上悄测量的刀爽具前刀面或Ag与薯基面Pr之间的夹步角。，记为γo；有正布负之分芒，前刀趋面Aγ位于基描面之前犬角，γo<0°，反之γo>0°床。（2）后酷角–像–––在魔正交平面Po内测量较的后刀诊面Aα与切削平遭面PS间的夹角理，记为αo。（3）宝楔角东––异––前卵刀面和口后刀面甜的夹角樱。1、正交耻平面Po急内标注的蹄角度第一节柄金属切王削知识刃倾角λs在切削平垮面Ps内测量深的主切乡丰削刃S与基面Pr间的夹沈角称刃另倾角，咽记为λs；当刀尖位罗于主切削先刃的最高峡点时，刃糊倾角为正保值；反之缩慧为负值。切削刃的豪选定点、野刃倾角和铅主偏角这干三个参数型，确定了皆主切削刃为在参考系追中的位置另。2、切惑削平面阿PS绞内的角帝度第一节幻玉金冈属切削雅知识主偏角胸––满––在基面Pr上测量的据切削平面Ps与假定工寺作平面Pf之间的抬夹角。副偏角辅––垫––是在基面Pr上测量的触副切削平啊面Ps’与假定烧工作平险面Pf之间的但夹角。毫副偏角御一般为液锐角。刀尖角辟––溉––主切削刃总和副切削膝刃的夹角睁。3、基室面Pr槐内的角乏度第一节竞金死属切削生知识副后角ao’：副后站角ao’是在副正呆交平面Po’上测量穴的副后语面Aa’与副切削沈平面Ps’之间的夹努角。第一节勺金属切福削知识车刀的标宣注角度第一节竿金属切逃削知识三、刀具杀的工作角妄度刀具的睁工作角极度是刀虾具在工理作时的扔实际切虏削角度肢。由堤于刀具絮标注角喘度是在浩进给量盘f=0晒条件下毁规定的竖角度，柱如果考敞虑合成府运动和惜实际安赌装情况恼，则刀发具的参援考系将裳发生变寄化。在刀具瞒工作角始度参考漂系中所班确定的补角度称艰工作角狼度。第一节周金属切崇削知识三、刀鹿具的工问作角度[例1要]基面Pr与工作财基面Pre的比较：基面Pr是通过率切削刃央上选定节点且垂伶直于假君定主运届动方向厦的平面胃；而工咐作基面Pre是通过喘切削刃迟上选定猎点，垂劣直于合洁成切削乳运动方携向的平蹲面。二纪者的不过同点在格于前者犹的主运欠动方向陡是假定首的，而胀后者的荡合成切瞒削运动策方向是什实际存狼在的。第一节是金属切赤削知识[例二]前角go与工作器前角goe的比较：前角go是在正交葵平面Po上测量做的前面Ag与基面Pr之间的闻夹角；传而工作妄前角goe是在工愁作正交腔平面Poe中测量挤的前面Ag与工作基谷面Pre之间的夹从角。二者屑的差异在并于定义刀夕具角度参阔考系的三鸣个基准平败面都不同旨，原因还旱在于静止肌参考系的肺基准轴线的是假定的德，而工作玩参考系的匪基准是实恭际存在的厉合成切削决运动与进告给运动。第一节雅金属切慌削知识三、刀具量的工作角圣度加工时销，车刀想作横向加进给运营动，切晓削刃相肉对工件泡的运动饼轨迹为府一平面掩阿基米彼德螺旋鸽线。此现时，工瓜作基面坑和工作费切削平暮面相对言于基面律和切削齐平面转谋动一个冤角，从钢而引起垒刀具的掩前角和累后角发恩生变化巡寿。第一节领金黑属切削紫知识横向进管给运动惠时的工寻作角度（一）糖进给运华动对工毁作角度索的影响第一节勤金枝属切削巴知识当进给量叨增大，则μ值增大；当瞬时直梅径d减小贪，μ值也增大卖。车削至炎接近工渐件中心舟时，μ值增长很堆快，工作虚后角将由春正变负，犬导致工件便被挤断。当刀尖安暴装高于或然低于工件筋中心时，嘴则此时的糟切削速度备方向发生辱变化，引饭起基面和欧切削平面萝的位置改龄变。此时工作集角度与标或注角度的玩换算关系坛如下：第一节抖金桨属切削郊知识（二）刀京具安装对挤工作角度罗的影响第一节暮金首属切削瘦知识当刀尖安卸装高于或淘低于工件可中心时，陆则此时的呈切削速度毕方向发生快变化，引可起基面和咽切削平面射的位置改润变第一节温金刑属切削床知识（二）刀证具安装对冰工作角度活的影响第一节删金耐属切削棵知识四、切亚削层参衔数第一节股金属切减削知识切削层：陵切削过程的中，由刀膏具的一个推单一动厨作所切除的付工件材料逆层。切削层锄尺寸平副面：通衔过切削刃基追点并垂直猫于该点主运帐动方向殃的平面龟。切削刃基忘点：切削共刃等分中费点。例：平千行四边符形BC讲DF即特为切削之层尺寸娘平面，痛它截切养削层于占BCD趴E四边屈形。第一节匆金情属切削攀知识（1集）．切削印金属公称雀厚度hD切削层挡公称厚辩度是在臣基面内荒测量的赤切削刃爱两瞬时彼位置过陷渡表面涨间的距铲离，单霉位为m锅m（2胳）．状切削层问公称宽员度bD切削层答公称宽捡度是在阴基面内这沿过渡誉表面测精量的切盈削层尺接寸，单和位为m烦m（3闻）.盆切削层丙公称横沸截面面北积AD切削层公遥称横截面僚面积在基熊面内测量托，单位为博mm2第一节猫金属切走削知识材料切岭除率Q：在特定往瞬间，贞单位时笔间所切除的材劝料体积闹。单位：烫mm3/

s束。Q=

1者000vcAD=

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1衣000vcapf第一节技金属切剖削知识第二节宅金属怕切削机连床基本里知识第二节痰金属切削也机床基本搜知识1.机带床的性能盖方面（1）工咸艺范围是指机份床适应匹不同加掠工要求舰的能力积。1）通浙用机床2）专用馅机床一、对劣金属切磨削机床耍的基本宝要求一、对金衣属切削机雷床的基本筒要求1.机扰床的性能猜方面（2）加尊工精度机床的加拢工精度是煮指该机床核加工零件稳表面的实虎际几何参本数与理想侦几何参数历的符合程朵度，如：父零件加工级表面的尺蕉寸、形状爹、位置及玻粗糙度（3）盖生产效截率及自触动化程易度生产效率锹即是单位穿时间内机罩床所能加芒工的工件泛数量。全自动机忽床半自动机弃床普通机谅床第二节尤金属切削反机床基本滤知识1.惜机床的巩性能方巡寿面（4）人机爆适应性人机适崖应性的串基本要觉求是可帐靠、安忙全和舒咐适。第二节溜金属涂切削机客床基本顺知识机床的赌经济性谱包括两寄方面：机床制造居厂的经济嫁效益机床使陈用厂的木经济效晚益第二节算金属异切削机吨床基本哭知识2.机份床的经济熊性方面产品定义分、外观设狂计、结构设计催、工艺设沃计、成本核头算、质榆保措施迅、运输安装炮、合理使悲用、维修折鸭旧，报洁废回收匆。机床品种赚系列化、洁零部件通电用化和标躲准化是生匪产和使用违机床的一谱项重要的油技术经济贿措施。第二节刘金属切削脱机床基本菌知识2.机慢床的经济初性方面二、金属芳切削机床导的分类（1）按倦机床的加辫工性能分辜类车床C河钻床锡Z铣床苗X券镗钉床T磨床M期齿轮哭加工机床睛Y拉床L谨螺纹粥加工机床呼S锯床帐G艺刨地插床镜B其他机床喇Q第二节惧金属切削萍机床基本木知识二、金颠属切削金机床的厅分类（2）局按机床堆的通用纱性分类1）通用侦机床2）专朋门化机婶床3）专旗用机床第二节检金属谅切削机扯床基本辩知识二、金镜属切削循机床的乏分类（3）么按机床该的自动批化程度你分类1）手建动机床2）机兼动机床3）半弯自动机诞床4）全衔自动机虹床第二节顶金属切削抛机床基本民知识二、金属记切削机床史的分类（4）咳按机床舰的工作报精度分塑类1）普通寻精度机床2）精母密机床3）高精屈度机床第二节街金属切削拦机床基本岭知识（5）按可机床的主穴要工作部闷件数目精师度分类1）单刀颈机床2）多刀津机床3）单木轴机床4）多筛轴机床二、金牵属切削荐机床的旗分类第二节挡金属省切削机良床基本日知识（6）按鸭机床的重朵量和尺寸耍分类1）仪表你机床2）中型帆机床3）大型动机床4）重型鼠机床5）超苏大型机贿床二、金胃属切削铁机床的杂分类第二节杜金属兄切削机秤床基本仇知识（7）绕按加工描过程的站控制方桌式分类1）普通疗机床2）数控宝机床3）加工研中心4）柔淡性制造魄单元二、金督属切削煮机床的府分类第二节渴金属部切削机胜床基本逼知识1.机光床的技术芽参数及其有结构尺寸失系列机床的促技术参戒数是表柴示机床宁尺寸大倦小及加期工能力庆的各种录数据。三、金属梨切削机床赠型号的编虑制第二节父金属章切削机混床基本毙知识机床的谊技术参忠数包括妇：主参数机床主参幅数是表示缓机床规格脑大小的一通种参数，厌它直接反膨应出机床营的加工能现力的大小楚。第二主参虏数主要工呀作部件它的结构宇尺寸（品如工作食台面）主要工休作部件楚的移动斧行程范贩围各种运菜动的速补度范围航和级数电机功火率机床轮率廓尺寸第二节鼓金属切削朱机床基本临知识机床型卵号是用非来表明粗机床的到类型、偿通用特订性、结书构特性飘、主要燥技术参首数等。第二节喂金属庆切削机饶床基本衬知识2.械机床型滋号（△）○（○）△△△（Ⅹ△）民（○）（撤）其它特性挂代号重大改进笑顺序主轴数框或第二衣主参数主参数惹或设计胶顺序号系代号组代号通用特性践、结构特执性代号类代号分类代号第二节坑金属嫌切削机枣床基本滋知识2.机厦床型号CA6140主参数（最大加移工直径胜320薪mm）系代号（1）组代号（舅卧式车床比）通用特性韵（重大改存进序号）足）类代号谅（车床愤）第二节皂金属切削当机床基本驾知识2.机者床型号X62主参数（借主轴直径齐20mm绢）组：卧姜式升降拴台铣床铣床第二节核金属洪切削机著床基本百知识2.机乞床型号Y3150E重大改萌进序号主参数降（最大抱工件直停径50掌0mm保）系代号（1）组：滚齿隆机齿轮加严工机床第二节职金属狗切削机栏床基本调知识2.校机床型晃号Z525主参数践（最大内钻孔直演径25斗mm）组：立式睬钻床钻床第二节旗金属切削流机床基本忠知识2.机患床型号第二节抖金属藏切削机防床基本滚知识2.机呼床型号第二节累金属怠切削机剖床基本茅知识第二节产金属伶切削机献床基本狭知识？第二节徐金属预切削机垫床基本拳知识二、机碗床运动机器零件沫上每一个伶表面都可窃看作是一蜓条线（母龙线）沿着兔另条线（渣导线）运仗动的轨迹引。母线和验导线统厚称为形踏成表面同的发生恒线（生声成线、踢成形线谨）第二节足金属切削援机床基本光知识第二节惩金属遍切削机球床基本津知识二、机床忧运动第二节虾金属切削疾机床基本瘦知识二、机床隔运动三机穿床的传缩慧动机床上任搞何运动的捎实现，均撤须具备以傲下三个基父本部分：执行件机床运来动的具象体执行间部件，优如主轴瘦、刀架萍、工作阀台等。毛其任务近是安装承刀具或棚工件，粱并直接势带动其抓完成一译定形式划的运动催并保持文其准确剃的运动储轨迹。动力源给机床运工动提供动饼力和运动际的装置，矩是执行件改的运动动略力来源。传动装江置传递运动尼和动力的速装置。第二节灿金属般切削机建床基本亮知识外联系泡传动链联系动力宰源和机床扁执行件的止传动链，驻它使执行予件得到预愿定速度的脚运动，并剂传递一定喊的动力。外联系传除动链中往核往还包括庙变速机构