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西安科技大学机械制造工程学院 第二讲 金属切削原理 1 金属切削原理 1.1基本定义 金属切削过程 　工件与刀具相互作用的过程 金属切削加工 　用刀具从工件表面上切除多余的材料，以获得自几何形状，尺寸精度，表面粗糙度及表面层质量等各个方面符合要求的加工方法，要求高质量，高效率，低成本。 1.1基本定义 实现切削过程的三个条件 　切削运动 工件与刀具之间要有相对运动 　切削性能 刀具材料必须具备一定的切削性能 　切削角度 刀具必须具有合理的几何参数 1.1.1切削运动与切削用量 1.1.1.1工件加工表面 在切削过程中，工件上通常存在着三个不断变化的表面。 待加工表面　[工件上即将切除的表面] 已加工表面　[工件上已经切除而形成的新表面] 过渡表面(切削表面)　[工件上正在切削的表面，介于已加工表面和待加工表面之间]。 外圆车削的切削运动与加工表面 平面刨削的切削运动与加工表面 讨论 车断切削时的加工表面 1.1.1.2 切削运动 切削运动 　　刀具与工件间的相对运动（即表面成形运动） 切削运动可分为主运动和进给运动。 主运动和进给运动的向量和称为合成切削运动 (1)主运动 【主运动】由机床提供的刀具与工件间主要的相对运动，使刀具切削刃切入工件材料的运动 【主要特征】速度高、消耗功率大、通常只有一个 【形式】直线或旋转 【状态】连续或间歇 【主运动方向】不考虑进给运动的条件下，切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向 【切削速度vc】切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度 (2)进给运动 【进给运动】使主运动能够连续进行，切除工件上多余材料, 形成满足一定要求的已加工表面的运动 【主要特征】速度低、消耗功率小、可以有多个 【形式】直线或旋转，或他们的组合 【状态】连续或间歇 【进给运动方向】不考虑主运动的条件下，切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向。 【进给速度vf 】切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。 (3)合成切削运动 合成切削运动： 　　由主运动和进给运动合成的运动 合成切削运动方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向 合成切削运动速度ve：?? 切削刃上选定点相对于工件的合成运动的瞬时速度 合成切削运动速度角η： 　　主运动方向与合成切削运动方向之间的夹角 切削运动分析方法 (4)切削用量三要素 切削速度vc 进给量f? 背吃刀量（切削深度）ap ? 切削速度vc 刀具切削刃上选定点相对于工件主运动的速度，单位为m/s。 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。 车削外圆时的切削速度计算公式：V=πdwn/1000其中: dw—工件待加工表面的直径(mm)； n—工件的转速(r/s)。 进给量f 在主运动每转一转或每一行程时，刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，单位是mm/r(用于车削、镗削等)或mm/d.str(毫米/双行程，double stroke) (用于刨削、磨削等)。 进给量表示进给运动的速度。进给运动速度还可以用进给速度Vf（单位mm/s)或每齿进给量fz(用于铣刀、铰刀等多刃刀具，单位是mm/齿)表示：Vf=nf=nzfz其中： n—主运动的转速(mm/s)； z—刀齿齿数。 背吃刀量ap 在垂直于主运动方向和进给方向的工作平面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的接触长度。 注：它是主切削刃的工作长度在包含主运动和进给运动速度的平面的垂线上的投影长度。 对于外圆车削，背吃刀量为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。 　　　　　　　ap=(dw-dm)/2 其中： dw—工件待加工表面的直径(mm)；　　　dm—工件已加工表面的直径(mm)。 讨论 确定下列加工方法的切削运动 钻孔 外圆磨削 滚齿 确定下列加工方法的切削用量 外圆车削时的背吃刀量ap 平面刨削 1.1.2刀具几何参数 刀具切削部分的组成要素 确定刀具角度的参考平面 刀具的标注角度 刀具的工作角度 1.1.2.1刀具切削部分的组成要素 刀具切削部分的组成 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）组成可用一句话总结： “三面两刃一尖” 前面 主后面 副后面 主切削刃 副切削刃 刀尖 1.1.2.1刀具切削部分的组成要素 前面Aγ：刀具上与切屑接触并相互作用的表面。 主后面Aα：刀具上与工件过渡表面相对并相互作用的表面。 副后面Aα‘：刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。 主切削刃S：前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切削工作。 副切削刃S’：前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。 刀尖：主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是