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金属材料切削加工

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金属切削加工主要掌握内容：

◎切削运动和切削要素

◎金属切削刀具

◎金属的切削过程

◎加工质量和生产率

◎材料的切削加工性;;切削加工概述

1、定义：用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，获得几何形状、尺寸和

表面粗糙度等方面符合图纸要求的零件的加工过程。

2、分类：

◎钳工（用手持工具）如划线、錾削、锯削、锉削、刮研、钻孔和铰

孔、攻丝、套扣等

◎机械加工（用机床）如车、铣、刨、钻、磨及齿轮加工等

;1.1切削运动和切削要素

1.1.1零件的种类及其表面的形成

零件主要有以下四种表面组成：

（1）圆柱面：（2）圆锥面：

（3）平面：（4）成形面：

;上述表面，可以用以下相应加工方法获得：

;形成零件表面的方法可以归纳为以下4种：

（1）轨迹法利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。切

削刃与被加工表面为点接触，发生线为接触点的轨迹线。图

1.3中母线2，工件作回转运动形成导线，最终获得回转曲面.

采用轨迹法形成发生线需要一个成形运动。

（2）成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法。如图1.3b所示，切削

刃1的形状和长度与所需形成的发生线（母线2）完全吻合，

工件作回转运动形成导线，最终也获得回转曲面。

（3）相切法利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。如图

1.3c所示,刀刃1作回转运动，同时刀具轴线沿着发生线的等

距线作轨迹运动，切削点运动轨迹的包络线就是所需的发生

线。为了用相切法得到发生线，需要二个成形运动，即刀具

的旋转运动和刀具中心按一定规律运动。

（4）展成法利用刀具和工件作展成切削运动进行加工的方法。如图1.3d

所示，加工时，刀具1与工件按确定的运动关系作相对运动，

切削刃与被加工表面相切，切削刃各瞬时位置的包络线，就

是所需的发生线。用展成法形成发生线需要一个成形运动（

即刀具运动A与工??运动B组合而成的展成运动3）。

;图1.3形成零件表面的4种方法

;1.1.2机床的切削运动

概念：用刀具切除工件材料，刀具和工件之间必须要有一定的相对运动，

该相对运动由主运动和进给运动组成。

◎主运动

——是切下切屑所需要的最基本的运动，对切削起主要作用。

特点：在整个运动系统中速度最高、消耗的功率最大。消耗机床的功率

95%以上。机床主运动只有1个。

◎进给运动

——使工件不断投入切削，从而加工出完整表面所需的运动。

特点：速度低、消耗的功率小，消耗机床的功率5%以下。机床的进给运

动可以有一个或几个。

;切削运动中的主运动和进给运动图示;1.1.3工件上的几个表面;1.1.4切削用量

定义：切削用量是指切削速度v、进给量f（或进给速度）和切削深

度ap。三者又称为切削用量三要素。

1）切削速度（v）m/s单位时间内，工件或刀具沿主运动方向的相对位移。

;2）进给量（f）（mm）

单位时间内(主运动的一个循环内)，刀具

或工件沿进给运动方向的相对位移。

单位时间的进给量

—进给速度（Vf）

;3）切削深度（ap）

切削深度指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。如车外圆时，;1.1.5切削层的几何参数

切削层—指工件上正在被切削

刃切削的那一层金属。即两个

相邻加工表面之间的那一层金

属。

1)切削厚度（ac）（mm）

两相邻加工表面之间的垂直距离。

2)切削宽度（aw）（mm）

沿主刀刃度量的切削层的长度。

3)切削面积（AC）（mm2）;1.2金属切削刀具;2.常用刀具材料;;碳素钢刀具;高速钢刀具;硬质合金刀块;新型刀具材料

◎陶瓷刀具材料

陶瓷材料比硬质合金具有更高的硬度和耐热性，在1200℃的温度下仍能切削，耐磨性和化学惰性好，摩擦系数小，能以更高的速度切削，并可切削难加工的高硬度材料。

主要缺点是性脆、抗冲击韧性差，抗弯强度低。;◎超硬刀具材料

——天然金刚石是自然界最硬的材料，耐磨性极好，刃口锋利，切削刃的钝圆半径可达0.01μm，刀具寿命可达数百小时。因价格昂贵，主要用于高速、精密加工。

金刚石刀具不适于加