切削运动及切削用量三要素
机械加工刀具基础知识
切削要素
切削层参数(parameters of undeformed chip)
机械加工刀具基础知识
1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量 1.主运动和切削速度 主运动(primary motion) 是使刀具和工件之间产生相 对运动，促使刀具接近工件 而实现切削的运动。
机械加工刀具基础知识
机械加工刀具基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度
背吃刀量和进给量一定时，主偏角愈小，切削层公称宽 度愈大而公 称厚度愈小，即切下宽而薄的切屑。
机械加工刀具基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度
主、副偏角小时，已加 工表面残留面积的高度hc亦 小，因而可减小表面粗糙度 的值，并且刀尖强度和散热 条件较好，有利于提高刀具 寿命。
机械加工刀具基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (2)车刀的主要角度
车刀设计、制造、刃磨 及测量时，必须考虑的主要角 度，如图所示。 1)主偏角kr在基面中测量的主 切削平面与假定工作平面间的 夹角。 2)副偏角k’r在基面中测量的 副切削平面与假定工作平面间 的夹角。
机械加工刀具基础知识
1.2 切削刀具及其材料
二、刀具材料 1.刀具材料应具备的性能
较高的硬度和耐磨性
足够的强度和韧度
较高的耐热性
良好的工艺性和经济性
机械加工刀具基础知识
1.2 切削刀具及其材料
二、刀具材料 2.常用的刀具材料
常用刀具材料基本性能
机械加工刀具基础知识
1.2 切削刀具及其材料
二、刀具材料 2.常用的刀具材料
机械制造技术基础总复习
切削运动一般是主运动和进给运动的合成主运动必须有且只有一个。
它可以是旋转运动、直线运动，可以由工件完成、刀具完成，可以是简单运动，也可以是复合运动。
进给运动：是在切削运动中不断地把切削层投入，它保证切削工作连续或反复进行.进给运动的速度较低，功率消耗也较少，可以是连续进行的，也可以是断续进行的(?)，可以由工件完成，也可以由刀具完成，可以是简单运动，也可以是复合运动。
合成切削运动：由同时进行的主运动和进给运动合成的运动。
切削层是指在切削过程中，刀具的切削刃一次走刀所切除的工件材料层。
切削层参数：切削厚度：垂直于过渡表面度量的切削层尺寸切削宽度：沿过渡表面度量的切削层尺寸切削面积：切削层在切削层尺寸度量平面内的横截面积切削速度v c、进给量f(或进给速度v f), 背吃刀量值a p,称为切削用量三要素。
切削速度Vc （m/s或m/min）切削刃选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。
进给速度：单位时间内的进给位移量，mm/s；进给量：工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量，mm/r（或mm/双行程）。
切削深度/背吃刀量ap一般为工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离。
(1)前刀面直接作用于被切削的金属层，并控制切屑沿其排出的刀面。
根据前刀面与主、副切削刃相毗邻的情况分为：主前刀面：与主切削刃毗邻的称为主前刀面；副前刀面：与副切削刃毗邻的称为副前刀面。
(2)后刀面后刀面分为主后刀面与副后刀面。
主后刀面：是指与工件上加工表面相互作用和相对着的刀面；副后刀面：是与工件上已加工表面相互作用和相对着的刀面。
(3)切削刃:切削刃是前刀面上直接进行切削的锋边，有主切削刃和副切削刃之分。
主切削刃：指前刀面与主后刀面相交的锋边，它完成主要的切除或表面成形工作；副切削刃：指前刀面与副后刀面相交的锋边，它配合主切削刃完成切除工作，并最终形成以加工表面。
(4)刀尖刀尖是主、副切削刃的连接部位。
切削用量三要素讲解
为提高生产效率，可以适当增加背吃刀量ap，减少走刀的数，但
是当加工余量太大、加工余量不均匀或工艺系统刚性不足时，为避 免振动可分两次或多次走刀完成。
（1）主运动 主运动是切下金属所必须的最主要的运动。通常它
的速度最高，消耗机床功率最多。
(2）进给运动 使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可以
是连续运动，也可以是间歇运动。
切削用量及选择
（3）合成运动与合成切削速度 当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某 一点
相对工件的运动称为合成切削运动，其大小与方向用合成速度 向量ve表示。如下图所示，合成速度向量等于主运动速度与进
1) 在粗加工时，一次走刀应尽可能切去全部加工余量，在中等功率机床上， ap可达8～10mm.
2) 下列情况可分几次走刀： ① 加工余量太大，一次走刀切削力太大，会产生机床功率不足或 刀具 强度不够时； ② 工艺系统刚性不足，或加工余量极不均匀，以致引起很大振动时， 如加工细长轴或薄壁工件； ③ 断续切削，刀具受到很大的冲击而造成打刀时。
给运动速度的向量和。即 :ve=vc+vf
切削用量及选择
1.2 切削用量三要素
vc、f 、 ap 称之为切削用量三要素。
（1）切削速度 vc
大多数切削加工的主运动采用回转运动。 回旋体（刀具或工件）上外圆或内孔某一点的 切削速度计算公式如下：
切削用量及选择
（2）进给量 f
1、进给速度vf是单位时间的进给量，单位是mm/s 2、进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动
机械制造技术基础知识
1.机床的切削运动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根基的运动，对切削起要紧作用，消耗机床的功率95%以上。
机床主运动只有1个。
进给运动，使工件不断投进切削，从而加工出完整表层所需的运动。
消耗机床的功率5%以下。
机床的进给运动能够有一个或几个。
2.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。
切削速度v〔m／s或m／min〕，切削刃相关于工件的主运动速度称为切削速度。
即在单位时刻内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。
进给量f，刀具转一周〔或每往复一次〕，两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm ／r〔或mm／双行程〕。
切削深度ap〔mm〕，切削深度指待加工表层与已加工表层之间的垂直距离。
3.常用刀具材料碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性特别差，目前仅用于手工工具如锉刀、铰刀等。
高速钢，高速钢是一种进进了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。
强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍；韧性高，比硬质合金高几十倍；硬度较高，且有较好的耐热性；可加工性好，热处理变形较小常用于制造各种复杂刀具〔如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等〕。
硬质合金，硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物〔如WC、TiC、TaC、NbC等〕粉末和金属粘结剂〔如Co、Ni、Mo等〕经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。
硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都特别高，准许的切削速度远高于高速钢，且能切削硬材料。
硬质合金的缺少:抗弯强度较低、脆性较大，抗振动和冲击性能也较差。
硬质合金被广泛用来制作各种刀具。
4．车刀切削局限的组成切削局限由3面-2刃-1尖组成，〔1〕前刀面(前面)：切屑流出所通过的表层。
〔2〕主后刀面(主后面)：与工件上过渡表层相对的表层。
〔3〕副后刀面(副后面)：与工件上已加工表层相对的表层。
切削加工基础知识
切削加工基础知识一、概念题1．切削运动在切削过程中，加工刀具与工件间的相对运动，就是切削运动。
2．进给量进给量是指主运动的一个循环内(一转或一次往复行程)刀具在进给方向上相对工件的位移量。
3．积屑瘤在一定的切削速度范围内切削塑性材料时，经常发现在刀尖附近的前面上牢牢地粘附着一小块很硬的金属，这就是积屑瘤，又称刀瘤。
4．总切削力刀具总切削力是刀具上所有参予切削的各切削部分所产生的切削力的合力。
5．刀具的耐用度刀具两次刃磨中间的实际切削时间称为刀具的耐用度，单位为min。
二、填空题1.切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。
2.切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。
3.目前用于生产上的刀具材料的种类有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金等。
4.外圆车刀的切削部分由前面、后面、副后面，主切削刃、副切削刃和刀尖组成。
5.一把普通外圆车刀的主要角度有前角、后角、副后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。
5.根据切削材料和切削条件的不同，常见的切屑种类有崩碎切屑、带状切屑、节状切屑三种。
6.切削过程中的物理现象包括滞流层与积屑瘤、切削力、切削热和刀具磨损。
三、选择题1.刀具的前角是在 A 内测量的前面与基面的夹角。
A.正交平面；B.切削平面；C.基面。
2.多数机床的主运动为 B 运动。
A.直线；B.旋转；C.其它。
3.切削塑性材料时易形成 B ，切削脆性材料时易形成 A 。
A.崩碎切屑；B.带状切屑。
4.在切削分力中， B 是最大的。
A.进给力F f；B.主切削力F c；C.背向力F p。
四、判断题1.主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。
（对）2.在切削时，刀具前角越小，切削越轻快。
（错）3.在切削过程中，进给运动的速度一般都小于主运动的速度。
（对）4.与高速钢相比，硬质合金突出的优点是硬度高和热硬性好。
（对）5.减小切削力并不能减少切削热。
（错）五、简答题1.简述刀具材料应具备哪些基本性能。
答：切削加工过程中刀头部分受到高温、高压和强烈摩擦作用，因此，刀具材料必须具备下列基本性能：(1)高硬度刀具材料的硬度必须大于被切削的工件材料的硬度，常温下一般要求60～65HRC。
切削用量切削用量三要素
切削用量切削用量三要素
切削用量是指在切削加工过程中，切削刀具与工件之间的相对运动引起的材料去除量。
切削用量的大小直接影响着加工效率、刀具寿命和加工质量。
切削用量的三个要素是进给量、切削深度和切削速度。
1.进给量：进给量是指单位时间内工件在切削方向上的移动量。
进给量的大小直接影响着加工效率和表面质量。
通常情况下，增加进给量可以提高加工效率，但过大的进给量会引起切削力过大、切削温度升高、刀具磨损加剧、表面质量下降等问题。
因此，在确定进给量时需要考虑工件材料、加工精度要求、刀具耐磨性等因素。
2.切削深度：切削深度是指切削刀具与工件之间在切削方向上的垂直距离。
切削深度的大小对切削用量、加工精度和刀具寿命都有影响。
增加切削深度可以提高加工效率，但过大的切削深度容易导致刀具振动、切削力过大、切削温度升高等问题，甚至会破坏刀具和工件。
因此，在确定切削深度时需要综合考虑刀具的刚性、工件的材料性质、加工精度要求等因素。
3.切削速度：切削速度是指切削刀具在切削过程中与工件相对运动的速度。
切削速度的大小对切削用量、刀具寿命和表面质量都有影响。
增加切削速度可以提高加工效率，但过大的切削速度容易导致切削温度升高、刀具磨损加剧、切削力过大等问题，甚至会破坏刀具和工件。
因此，在确定切削速度时需要考虑工件材料、切削刀具的材料和涂层、刀具的耐磨性等因素。
总之，切削用量的大小需要根据具体加工要求和材料特性来确定，要综合考虑进给量、切削深度和切削速度三个要素，以达到高效、稳定和精确的加工效果。
切削的用量
《机械加工方法与通用设备》切削用量扬州市职业大学 机械工程学院1、切削过程中工件各个表面的名称；2、切削用量三要素。
熟悉切削用量的概念，认识切削用量在机械加工中的重要意义。
一、切削过程中工件的表面加工中，随刀具与工件的相对运动，工件上切削层金属被切下而形成切屑，工件上的表面在切削运动中不断变化着，形成了待加工表面、过渡表面、已加工表面。
1）待加工表面：加工时即将被切除的工件表面。
2）过渡表面：刀具切削刃正在切除的表面。
该表面在加工过程中不断变化，并且始终处于待加工表面和已加工表面之间。
3）已加工表面：工件上经刀具切削后产生的表面。
切削过程中工件的表面二、切削用量已加工表面是否合格合适的切削用量工件材料、工件结构、加工精度、刀具材料其它技术、经济要求切削用量的大小围绕形成合格加工表面这一核心，所需的切削运动的大小是不同，因此需要选择合理的切削用量。
切削过程中，主运动速度、进给运动速度或进给量、背吃刀量等切削要素称为切削用量。
（1）切削速度Vc: 指主运动的线速度，单位m/min（磨削为m/s）。
①当主运动为回转运动时，切削速度为回转体（刀具或工件）上某一点的线速度。
计算时取刀具（或工件）最外缘点的线速度，即最大切削速度。
②当主运动为直线运动时，切削速度为刀具相对于工件的直线运动速度。
1000n dv w c ⨯⨯=πmin)/(m①进给量 f ：指在主运动的一个循环内，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。
mm/r或mm/行程。
ⅰ、对于车外圆，f 为工件转一圈，刀具沿工件轴向移动的距离，mm/r ； （2）进给速度V f ：指刀具上选定点相对于工件的瞬时进给速度，mm/s。
ⅱ、主运动为直线往复旋转运动时，进给量 f 为每一往复行程，刀具相对工件沿进给方向移动的距离，mm/行程；②每齿进给量 f z ：对于多齿的旋转刀具(如铣刀、切齿刀)，常用每齿进给量 f z ，单位为mm/z或mm/齿。
金属切削加工的基本知识
第一章金属切削加工的根本学问教学方法导入课：金属切削加工，通常又称为机械加工，是通过刀具与工件之间的相对运动，从毛坯上切除多余的金属，从而获得合格零件的加工方法。
切削加工的根本形式有：车、铣、刨、磨、钻等，包括钳工加工〔錾、锉、锯、刮削、钻孔、铰孔、攻丝、套丝等〕一般状况下，通过铸造、锻造、焊接及轧制的型材毛坯精度低和外表粗糙度大，必需进展切削加工才能成为零件。
本章主要介绍金属切削加工中的根本规律和现象。
讲授课：第一节金属切削加工的根本概念一、切削运动和切削要素1、切削运动切削运动是为了形成工件所必需的刀具和工件之间的相对运动。
切削运动按其作用不同，分为主运动和进给运动。
（1）主运动是切削运动中速度最高、消耗功率最大的运动；一般切削运动中，主运动只有一个。
各种机械加工的主运动：车削：工件的旋转铣削：铣刀的旋转刨削：刨刀〔牛头刨〕或工件〔龙门刨〕的往复直线运动钻削：刀具〔钻床上〕或工件〔车床上〕的旋转。
（2）进给运动是使的切削层金属不断地投入切削，从而切出整个外表的运动；进给运动可以是一个或多个。
各种机械加工的进给运动：车削：刀具的移动铣削：工件的移动钻孔：钻头沿轴向移动内外圆磨削：工件旋转和移动切削加工过程中，为实现机械化和自动化，提高效率，除切削运动外，还需要关心运动。
如切入运动，空程运动，分度转位运动、送夹料运动及机床掌握运动等。
切削过程中形成三个外表：待加工外表、加工外表、已加工外表2、切削要素包括切削用量和切削层横截面要素。
（1）切削用量三要素1）切削速度v是主运动的线速度〔m/s 或m/min 〕a = d w旋转主运动：2） 进给速度 v f 或进给量 fv f ：单位时间内刀具对工件沿进给方向的相对位移〔 mm/s或 mm/min 〕进给量 f ：工件或刀具每转一周，刀具对工件沿进给方向的相对位移。
〔mm/r 〕切削时间 t = L/v f = L/nf3〕背吃刀量 a p 〔切削深度〕工件已加工外表和待加工外表的垂直距离〔mm 〕 教学方法 外圆车削： - d p 2钻孔： a = d mp 2合成切削运动 ：v e = v +v f 〔向量的关系〕（2） 切削层横截面要素切削层是指刀具与工件相对移动一个进给量时，相邻两个加工外表之间的金属层，切削层的轴向剖面称为切削层横截面。
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目的：保证零件的加工精度和表面质量的同时考虑刀具耐用度和生产率 选择：根据表面粗糙度的要求选择较小进给量；切削速度要避免产生积屑 瘤，硬质合金刀具采用较高的切削速度，高速钢刀具采用较低的切削速度
综上所述，在保证加工质量的条件下，首先选尽可能大的吃刀量， 其次选用尽可能大的进给量，最后选尽可能高的切削速度。
切削运动及切削用量三要素
一、切削加工运动分析
2.切削运动分类
（2）进给运动：使金属不断投入切削ห้องสมุดไป่ตู้加工出完整表面的运动。速度较低、 消耗功率较少，即可连续，也可间歇，可以没有，有一个或多个。 进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。
切削运动及切削用量三要素
一、切削加工运动分析
2.切削运动分类
影响刀具强度的最大因素是背吃刀量，其次是进给量，最小的 是切削速度；
影响表面质量的最大因素是进给量，其次是切削速度，最小的 是背吃刀量。
切削运动及切削用量三要素
2、切削用量的合理选择
(1) 粗加工
目的：提高生产率，尽快切去全部加工余量，并保证规定的刀具耐用度。 选择：应选取较大的背吃刀量，较大进给量，使余量尽量一次切完，选择 较低或中等切削速度。
切削运动及切削用量三要素
二、切削要素
3、切削层尺寸要素
（1）切削层公称厚度hD mm
hD=f*sinkr
（2）切削层公称宽度bDmm
bD=ap/sinkr
（3）切削层公称横截面积ADmm2
√材料切除率Q mm3/s
切削运动及切削用量三要素
三、车削加工工艺特点及应用
• （1）易保证工件各加工面的位置精度 • （2）加工范围广 • （3）生产率高
切削运动及切削用量三要素
一、切削加工运动分析
2.切削运动分类 （3）切削过程的工件表面
切削运动及切削用量三要素
二、切削要素
1、切削用量要素
（1）切削速度：切削刃选定点在主运动方向上相对于工件的瞬
时速度，用vc表示。
① 主运动为旋转运动：车削、铣削、磨削
② 主运动为直线往复运动：刨削、插削
切削运动及切削用量三要素
切削运动及切削用量三要素
一、切削加工运动分析
1.零件表面的形成
（1）金属切削过程：在机床上，用金属切削刀具将工件上预 留的（多余）金属去除掉，使工件达到所要求形状、尺寸和 粗糙度的过程。
（2）零件表面分类
回转面－外圆、内孔、锥面、球面 平面－水平、垂直、槽 成型面－螺纹、齿轮
曲面－型腔、型芯
切削运动及切削用量三要素
二、切削要素
1、切削用量要素
（2）进给量：在进给运动方向上，刀具相对于工件的位移量，用f表示。 ① 主运动为旋转运动（车削、磨削）, f为工件每转一转刀具沿进给运 动方向移动的距离 ，mm/r。 ② 主运动为直线往复运动（刨削、插削），f为刀具每往复一次工件沿
进给运动方向移动的距离，mm/dstr。
一、切削加工运动分析
1、零件表面的形成
切削运动及切削用量三要素
一、切削加工运动分析
1、零件表面的形成
切削运动及切削用量三要素
一、切削加工运动分析
2.切削运动分类 （1）主运动：切削金属、形成加工表面所必需的运动。其 速度最高、消耗功率最大。机床的主运动一般只有一个 。
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。
③ 进给速度：刀具（工件）每分钟进给量，用vf表示
切削运动及切削用量三要素
二、切削要素
1、切削用量要素
（3）背吃刀量（切削深度）：每次走刀刀具切人工件的深度，单位为mm ，
用ap表示。在一般情况下，是工件上待加工表面与已加工表面之间的垂直
距离。
切削运动及切削用量三要素
2、切削用量的合理选择
影响刀具耐用度和切削热的最大因素是切削速度，其次是进给 量，影响最小的是背吃刀量；