第一章__数控加工的切削基础.ppt

§ 1.1切削运动与切削要素的概述 1.1.1 切削运动和工件表面成形 1.切削运动 切削加工就是用金属切削刀具把工件毛坯上余量（预留的金属材料）切除，获得图样所要求的零件。在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。切削运动是由金属切削机床通过两种运动单元组合而成的，其—是产生切削力的运动，其二是保证了切削工作连续进行的运动，按照它们在切削过程中所起的作用，通常分主运动和进给运动。 1）主运动 主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具接近工件并切除切削速度（vc）最高，消耗的机床功率也最大。如图1-1所示，主运动必须有一个，可以是旋转运动，如车削时工件的旋转运动，铣削时铣刀的旋转运动，磨削工件时砂轮的旋转运动，钻孔时钻头的旋转运动等；也可以是直线运动，如刨削时刀具或工件的往复直线运动。 2）进给运动 进给运动又称走刀运动，是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动即可不断地或连续地切除切削层，并得出具有所需几何特性的已加工表面。其特点是消耗的功率比 § 1.1切削运动与切削要素的概述 主运动小得多。如图1-1所示，进给运动可以有一个、两个或多个，甚至没有（如拉削）。其形式可以是连续的运动，如车削外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动；钻孔时钻头沿轴向的直线运动等；也可以是间断运动，如刨削平面时工件的横向移动；或是两者的组合，如磨削工件外圆时砂轮横向间断的直线运动和工件的旋转运动及轴向（纵向）往复直线运动。 3）合成切削运动 当主运动和进给运动同时进行时，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动，又叫表面成形运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称为合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度，该速度方向与过渡表面相切，如图1-1所示。合成切削速度ve等于主运动速度vc和进给运动速度vf的矢量和，即： ve=vc+vf （1-1） 2．辅助运动 除主运动、进给运动以外，机床在数控加工过程中，还需一系列的其他运动，即辅助运动。辅助运动的种类很多，主要包括：刀具接近工件、切人、切出工件、快速返回原点的运动，机床对刀时的运动，多工位工作台和多工位刀架的分度运动等。另外，机床的启动、停车、 § 1.1切削运动与切削要素的概述 变速、换向以及工件的夹紧、松开等操纵控制运动，也属于辅助运动。辅助运动在整个加工过程中是必不可少的。 3．加工中的工件表面 在金属切削加工过程中，工件上多余的材料不断地被刀具切除而转变为切屑，与此同时，工件在切削过程中形成了三个不断变化着的表面（图1-1），分别如下： 1) 待加工表面 工件上有待切除切削层的表面称为待加工表面。 2) 过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面，它在下一切削行程（如刨削）、刀具或工件的下一转里（如单刃镗削或车削）将被切除，或者由下一切削刃（如铣削）切除的表面。 3) 已加工表面 工件上经刀具切削后产生的表面称为已加工表面。图 1－2 切削用量的三要素 1.1.2 切削要素 切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。如图1-2所示。 1 ．切削用量三要素 § 1.1切削运动与切削要素的概述 切削用量是用来表示切削运动、调整机床加工参数的参量， 用来定量表述主运动和进给运动。切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素（如图1-2）。 1） 切削速度（vc） 切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时线速度称为切削速度。单位：m／min。当主运动是回转运动时，线速度vc的计算公式如下： vc ＝πd n／1000 （1-2） 需要注意的是：车削加工时，应计算待加工表面的切削速度。 当主运动是往复直线运动时，则常以往复运动的平均速度作为切削速度，线速度vc的计算公式如下： vc ＝2Ln/1000 (1-3) 上两式中：d——切削刃上选定点处所对应的工件或刀具的回转直径，单位为mm； n——工件或刀具的转速，单位为r／min。L——工件或刀具作往复运动的行程长度，单位为mm。 2）进给量（?） 在主运动的一个循环内，刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，称为进给量。 § 1.1切削运动与切削要素的概述 可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表达或度量（图1-2），其单位用mm