第1章 金属切知识.doc

授课题目： 金属切削知识 授课方式 （请打√） 讲授 理论课√讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 安排 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握金属切削规律及刀具的选用 教学重点及难点： 本章要点： 金属切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料，从而获得合格零件的加工方法。是机械制造业中最基本的加工方法。 难点：金属切削规律及刀具的选用 教学内容 备注 第一章 金属切削知识 1．1　切削运动和切削用量 1．1．1 切削运动 在金属切削加工时，为了切除工件上多余的材料，形成工件要求的合格表面，刀具和工件间须完成一定的相对运动，即切削运动。切削运动按其所起的作用不同，可分为主运动和进给运动，如图1—1所示。 图1—1 主运动和进给运动 车削　b）铣削　c）刨削　d）钻削　e）磨削 １—主运动　　２—进给运动　　３—待加工表面　　４—加工表面　　５—已加工表面 １．主运动 在切削加工中起主要的、消耗动力最多的运动为主运动。它是切除工件上多余金属层所必须的运动。车削时主运动是工件的旋转运动；铣削和钻削时主运动是刀具的旋转运动；磨削时主运动是磨轮的旋转运动；刨削时主运动是刀具（牛头刨）或工件（龙门刨床）的往复直线运动等。一般切削加工中主运动只有一个。 进给运动 在切削加工中为使金属层不断投入切削，保持切削连续进行，而附加的刀具与工件之间的相对运动称为进给运动。进给运动可以是一个或多个。车削时进给运动是刀具的移动；铣削时进给运动是工件的移动；钻削时进给运动是钻头沿其轴线方向的移动；内、外圆磨削时进给运动是工件的旋转运动和移动等。 切削层 切削层是指切削时刀具切过工件一个单程所切除的工件材料层。如图1—2所示，在加工外圆时，工件旋转一周，刀具从位置Ⅰ移到位置Ⅱ。切下的Ⅰ与Ⅱ之间工件材料层。图中ABCE称为切削层公称横截面积。 图1—2　切削层要素 1—待加工表面　　２—过渡表面　　３—已加工表面 1．1．2 切削用量 在切削加工中切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）总称为切削用量。它表示主运动和进给运动量。 切削速度 刀具切削刃上选定点相对工件主运动的瞬时线速度称为切削速度，用vc表示，单位为m/s或m/min。当主运动是旋转运动时，切削速度计算公式为： (1.1) 式中　d──工件加工表面或刀具选定点的旋转直径，单位为mm； n──主运动的转速，单位为r/s或r/min。 2．进给量 工件或刀具每转一周，刀具在进给方向上相对工件的位移量，称为每转进给量，简称进给量，用f表示，单位为mm/r。 单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，称为进给速度，用vf表示，单位为mm/s或m/min。 当主运动为旋转运动时，进给量f与进给速度vf之间的关系为： vf ＝fn (1.2) 当主运动是往复直线运动时，进给量为每往复一次的进给量。 3．背吃刀量（切削深度） 工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，称为背吃刀量，用ap表示，单位为mm。 车外圆时背吃刀量ap为： 　(1.3) 式中：dm──已加工表面直径，单位为mm。 dw──待加工表面直径，单位为mm。 合成切削速度 主运动与进给运动合成的运动称为合成切削运动。切削刃选定点相对工件合成切削运动的瞬时速度称为合成切削速度。如图1—3所示。 Ve = VC + Vf (1.4) 图1—3车外圆时合成切削运动 1．2 刀具几何角度 任何刀具都由刀头和刀柄两部分构成。刀头用于切削，刀柄用于装夹。虽然用于切削加工的刀具种类繁多，但刀具切削部分的组成确有共同点。车刀的切削部分可看作是各种刀具切削部分最基本的形态。如图1—4所示。 图1—4 车刀切削部分的结构 1．2．1 刀具切削部分的构成要素 刀具切削部分主要由刀面和切削刃两部分构成。刀面用字母Ａ与下角标组成的符号标记，切削刃用字母Ｓ标记，副切削刃及相关的刀面标记在右上角加一撇以示区别。 ⑴前面（前刀面）Ａr：刀具上切屑流出的表面； ⑵后面（后刀面）Aα：刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面； ⑶副后面（副后刀面）Aα′：刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面； ⑷主切削刃Ｓ：前面与后面形成的交线，在切削中承担主要的切削任务； ⑸副切削刃Ｓ′：前面与副后面形成的交线，它参与部分的切削任务； ⑹刀尖：主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。 1．2．2 刀具角度参考平面与刀具角度参考系 为了保证切削加工的顺利进行，获得合格的加工表面，所用刀具的切削部分必须具有合理的几何形状。刀具角度是用来