金属切削原理：第1章 基本定义.ppt

* * * * * * * * * * * 金属切削原理 第一章 基本定义 本章要点 切削运动和切削要素 切削用量 刀具切削部分几何参数的基本定义及换算 刀具的工作角度概念及影响因素 切削层参数 切削方式 第一章 基本定义 金属切削过程必须具备以下三个条件： 1、工件与刀具之间相接触并产生相对运动； 2、刀具材料必须具备一定的切削性能； 3、刀具必须具备适当的几何参数。 § 1.1 切削运动和切削用量 切削运动 主运动 速度最高、消耗功率最大的运动。 进给运动 使工件材料投入切削的运动。 加工表面 待加工表面 已加工表面 过渡表面 切削用量 ? 切削速度vc 若主运动为往复运动时，其平均速度为： 式中 n —— 主运动转速（r/s）； d —— 刀具或工件的最大直径（mm）。 式中 nr —— 主运动每秒钟往复次数（str/s）； l —— 往复运动行程长度（mm）。 进给量 ：工件或刀具每转一周时(或主运动一循环时)，两者沿进给方向上相对移动的距离，单位为mm/r。 背吃刀量 ：已加工表面与待加工表面的垂直距离， 单位为mm。 （m/s） （m/s） §1.2 刀具几何参数 刀具的切削部分 外圆车刀是最具有代表性、最典型的刀具。 车刀的切削部分由3个刀面、2个刀刃和1个刀尖组成。 刀具标注角度坐标系 主切削刃 主后刀面 前刀面 副切削刃 主剖面 Po A 1）基面 Pr ：通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。基面与刀具底面平行。 切削平面 Ps 基面 Pr 刀具正交剖面坐标系 2）切削平面 Ps：通过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。 3）正交平面（主剖面） Po：通过切削刃选定点并垂直于基面Pr和切削平面 Ps的平面。 §1.2 刀具几何参数 假定条件：Vf 等于零；选定点与工件等高；刀杆中线垂直于进给方向。 正交平面坐标系 1）前角γo 在主剖面内度量的前刀面与基面的夹角。 γo影响切削难易程度。增大前角可使刀具锋利，切削轻快。但前角过大，刀刃和刀尖强度下降，刀具导热体积减小，影响刀具寿命。 A κ r ′ A 向 f 刀具的主要角度 γ 0 γ ′ 0 α ′ 0 α 0 κ r ε r λ s γ 0 §1.2 刀具几何角度 刀具标注角度 2）后角αo 在主剖面内度量的后刀面与切削平面的夹角。 αo的作用是为了减小主后刀面与工件加工表面之间的摩擦以及主后刀面的磨损。但后角过大，刀刃强度下降，刀具导热体积减小，反而会加快主后刀面的磨损。 A κ r ′ A 向 f 刀具的主要角度 γ 0 γ ′ 0 α ′ 0 α 0 κ r ε r λ s α 0 §1.2 刀具几何角度 3）主偏角κr 在基面内度量的主切削刃在基面上投影与假定进给方向的夹角。 κr影响刀具寿命。减小主偏角，主刃参加切削的长度增加，负荷减轻，同时加强了刀尖，增大了散热面积，使刀具寿命提高。 κr还影响切削分力。减小主偏角使吃刀抗力增大，当加工刚性较弱的工件时，易引起工件变形和振动。 §1.2 刀具几何角度 A κ r ′ A 向 f 车刀的主要角度 γ 0 γ ′ 0 α ′ 0 α 0 κ r ε r λ s κ r 4）副偏角κr′ 在基面内度量的副切削刃在基面上的投影与假定进给反方向的夹角。 κr′的作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，以防止切削时产生振动。 Κr′的大小影响刀尖强度和表面粗糙度。 §1.2 刀具几何角度 κ r ′ A A 向 f 车刀的主要角度 γ 0 γ ′ 0 α ′ 0 α 0 κ r ε r λ s κ r ′ a） b） c） 刃倾角对排屑方向的影响 §1.2 刀具几何角度 5）刃倾角λs—在切削平面内度量的主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时,λs定为正值；反之为负。 §1.2 刀具几何角度 刀具的法剖面参考系及其标注角度 法剖面Pn：通过主刀刃上选定点并垂直于主刀刃的平面。 法剖面参考系由 Pr-Ps-Pn组成。 法向前角γn和法向后角αn定义在法剖面Pn内。 其他角度不变。 刀具法剖面系的角度 §1.2 刀具几何角度 刀具的背平面和假定工作平面参考系及其标注角度 背平面Pp：通过主刀刃上选定点，平行于刀杆轴线并垂直于基面的平面。 假定工作平面Pf ：通过主刀刃上选定点，并垂直于刀杆轴线和基面的平面。 背平面和假定工作平面参考系由 Pr-Pp-Pf组成。 背前角γp