02_切削运动与切削要素
《金属切削原理与刀具》知识点总结
I 切削原理部分第1章刀具几何角度及切削要素1、切削加工必备三个条件：刀具与工件之间要有相对运动；刀具具有适当的几何参数，即切削角度；刀具材料具有一定的切削性能2、切削运动：刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。
分为主运动和进给运动。
1）主运动是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速度最高。
有且仅有一个。
运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）直线运动（刨削、拉削的刀具运动）运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。
2）进给运动：使新切削层不断投入切削，使切削工作得以继续下去的运动。
进给运动的速度一般较低，功率也较少。
其数量可以是一个，也可以是多个。
可以是连续进行的，也可以是断续进行的。
可以是工件完成的，也可以是刀具完成的。
运动形式：连续运动：如车削；间歇运动：如刨削。
一个运动，如钻削；多个运动，如车削时的纵向与横向进给运动；没有进给运动，如拉削。
运动主体：工件，如铣削、磨削；刀具，如车削、钻削。
3、切削用量切削用量是指切削速度c v 、进给量f （或进给速度）和背吃刀量p a 。
三者又称为切削用量三要素。
1）切削速度c v （m／s 或m／min）：切削刃选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。
主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定1000dn v c π=式中：d-工件或刀具的最大直（mm）n-工件或刀具的转速(r/s 或r/min)2）进给量f：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称为进给量，其单位是mm／r（或mm／双行程）。
3）背吃刀量p a （切削深度mm）2m w p d d a -=式中:w d -工件上待加工表面直径（mm）；m d -工件上已加工表面直径（mm）。
4、工件表面：切削过程中，工件上有三个不断变化的表面待加工表面：工件上即将被切除的表面。
过渡表面：正被切削的表面。
下一切削行程将被切除。
己加工表面：切削后形成的新表面。
5、刀具上承担切削工作的部分称为刀具的削部分，刀具切削部分由一尖二刃三面组成。
第一章 金属切削基本知识
刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0） ① 减小切屑的变形；
作用 ② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0选择：
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
➢ 偏挤压：金属材料一部分受挤压时 ，OB线以下金属由于母体阻碍，不 能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移
F
B
O
a）正挤压
45° M A F
BO
b）偏挤压
➢ 切削：与偏挤压情况类似。弹性变
M
形→剪切应力增大，达到屈服点→产 生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应
O F
力与滑移量继续增大，达到断裂强度
c）切削
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时，则 aw 、ac — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
化学惰性
低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大
耐磨性 低 加工质量
低
较高
高 最高
最高
很高
一般精度 Ra≤0.8 Ra≤0.8 IT7-8 IT7-8
高精度 Ra=0.1-0.05
IT5-6
Ra=0.4-0.2
IT5-6 可替代磨削
低速加 加工对象 工一般
车工切削三要素
(2)试车后背吃刀量ap=(dw － dm)/2 =(28.4 －24) ／2 =2.2mm
手柄应转的格数为：2.2/0.05=44格
（2）.进给量f
工件每转一转时，车刀在进给运动方向上移动的距离 叫进给量，用（f）表示，单位是mm/r(也叫每转进给量) 。
二、如果加工直径为20mm，长度40mm的台阶轴是选 择进给量为0.2mm/r。 问主轴需要旋转多少格完成加工？
三、直径为31mm，长度为100mm的半精加工零件，现 在需要加工成直径为30mm，长度为100mm的轴。 问：1、背吃刀量是多少？中滑板手柄转动一格，刀架 前进0.02mm，需要多少格？ 2、选择进给量为0.15mm/r，主轴需要旋转多少转完成？ 3、如果使用转速为800r/min，切削速度是多少？
二：车削运功和切削用量
1. 切削运动
刀具与工件间的相对运动称为切削运动， 切削运动可分为主运动和进给运动。
（1）主运动 车削时形成切削速度的运动叫主运动。工件的旋
转运动就是主运动。
（2）进给运动 使工件多余材料不断被车去的运动叫进给运动。车外圆
是纵向进给运动，车端面、切断、车槽是横向进给运动。
2、车削时工件上形成的表面
纵向进给量 进给量
横向进给量
沿床身导轨方向
与车身导轨方 向垂直
3、切削速度V
主运动的线速度叫切削速度，单位为m/min。 车削外圆时的切削速度计算公式为：
V=πdwn/1000
其中: dw—工件待加工表面的直径，(mm)；
n—工件的转速，(r/min)； V —切削速度，（ m/min)。
例3：车削直径为300mm的铸铁带轮外圆， 若切削速度为60m/ min，试求车床主轴转速。
第一章 刀具几何角度及切削要素
在假定工作平面 中度量标注，其正、负规定与 相同。 Pf
o • (9) 侧后角 。又称进给后角，它是后面 与切削平面间 的夹
A f 角，在假定工作平面 中度量标注。 的正、负规定与 相同。
f Pf Ps • (10) 背前角 。又称切深前角，它是前面 与基面 间的夹角，
o 在背平面 中度量标注，其正、负规定与 相同。
v
• 切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度称为切削
速度，单位为m/s或m/min。
• 当主运动为旋转运动时，可按下式计算
•
πdn v 1000
• 式中：d ——切削刃选定点处刀具或工件的直径(mm)； • ——主运动转速(r/min或r/s)。
• n 切削刃上各点的切削速度有可能不同，考虑到刀具的磨损
Pr
Pr s • (3) 刃倾角 ：主切削刃 与基面 S 间的夹角，在主切削平
S s
面 中度量标注。以过刀尖处的 为基准，当 位于 Ps Pr
之
S 上时(其时刀尖位置最低)，规定 ＜0°；当 位于 之下 Pr
时(其时刀尖位置最高)，规定 ＞0°；当 位于 内，则 S Pr s =0°。可简记为“抬头为正，低头为负”。 S Pr s
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。如图 1.3所示，合成速度向量等于主运动速度与进给 运动速度的向量和。即
ve=vc+vf
图1.3 切削时合成切削速度
第二节 刀具切削部分的基本定义
一、刀具的组成
• 由夹持部分(刀柄)和切削部 分(刀头)两大部分组成。
• 车削和刨削时，背吃刀量就是工件上已加工表面和待加工表
2切削运动、加工表面和切削用量三要素
第一章 机械加工工艺规程的制订
3、划分工序的依据： 1）、工作地点是否变化 2）、工作是否连续 如：在下表1-1的工序1中，先车一个工件的 一端，然后调头装夹，再车另一端。如果先车好 一批工件的一端，然后再车这批工件的另一端， 这时对每个工件来说，两端的加工已不连续，所 以即使在同一台车床上加工也应算作两道工序。
第一章 机械加工工艺规程的制订
切削运动、加工表面和切削用量三要素 一、车削运动和工件上的加工表面： 普通外圆车削加工中的切削运动由两种运动单元组 合而成的： 其一是工件的回转运动；是切除多余金属以成工件 新表面的基本运动。 其二是车刀的纵向（或横向）进给运动：保证切削 工作的连续进行。 在新表面的形成过程中，工件上有三个依次变化着 的表面： 待加工表面、加工表面和已加工表面。 （1）、待加工表面：加工时即将切除的工件表面。 （2）、已加工表面：已被切去多余金属而形成符合 要求的工件新表面。
第一章 机械加工工艺规程的制订
对于多刃切削工具（铣刀、铰刀、拉刀、齿 轮滚刀），应规定每一刀齿的进给量af，即后一个 刀齿相对前一个刀齿的进给量。单位为mm/z。
vf=f*n=af*z*n 3、切削深度ap ：为工件上已加工表面和待加 工表面间的垂直距离，单位为mm。 外圆柱面车削的切削深度可用下式计算： ap=(dw-dm)/2(mm) 对于钻孔工作： ap= dm/2(mm)
第一章 机械加工工艺规程的制订
第一章 机械加工工艺规程的制订
第一章 机械加工工艺规程的制订
当n一定时，切削刃上各点的切削速度是不同的，考 虑到刀具的磨损和已加工表面等因素，在计算时，应取最 大的切削速度。
切削运动和切削用量
不断变化的表面。
（2）工件表面的形成方法
工件的表面形状千变万化，但大都是由几种 常见的表面组合而成的。这些表面包括圆柱面、 圆锥面、回转双曲面、平面、螺旋面和成形曲面 等，如下图所示 。
（a）圆柱面
（b）圆锥面 （c）回转双曲面
（d）平面
（e）螺旋面
（f）成形曲面
如下图所示表面都可以看成是由一母线沿 着导线运动而形成的。
动的瞬时速度，单位是m/s或m/min。
若主运动为旋转运动，切削速度可按下式计算：
vc
nd
1000
若主运动为直线运动（如刨削、插削等），则
切削速度为刀具相对于工件的直线运动速度。
2．进给速度vf、进给量f和每齿进给量fz
进给速度：是指刀具上选定点相对于工件进 给运动的瞬时速度，单位是mm/s或mm/min。
三者的关系为：v f nf nfz z
3．背吃刀量ap
背吃刀量是指在垂直于主运动和进给运动方 向上测得的工件已加工表面和待加工表面间的距 离，单位是mm。
主运动是回转运动时：
车外圆
ap
dw
dm 2
钻孔
ap
dm 2
主运动是直线运动时：a p H w H m
机械制造技术
工件上多余的金属，以便形成工件表面所需的运动，
如下图所示。
vc
主运动
vf
进给运动
主运动
vc vf
进给运动
外圆车削的切削运动
刨削的切削运动
2．工件的表面及其形成方法
（1）切削过程中工件的表面
金属切削过程是指在机床上通过刀具与工件的 相对运动，利用刀具从工件上切下多余金属层，形 成切屑和已加工表面的过程。
机械制造技术
金属工艺学第一章 金属切削基础知识
主要的影响因素
切削速度 （切中碳钢） <5m/min不产生 5~50m/min形成
控 制 措 降低塑性 施
(正火、调质)
>100 m/min不形成 选用低速或高速
冷却润滑条件
300~500oC最易产 生 >500oC趋于消失
选用切削液
第三节 金属切削过程
三、切削力与切削功率
1、切削力的构成与分解
切削力的来源
热处理变形 不需要
用途
各种刀片
1200
（12~14）
高硬度钢材 精加工
人造金刚石
HV10000 (硬质合金为 HV1300~1800)
700~800
不宜加工钢铁材 料
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具角度
各种刀具的切削部分形状
第二节 刀具材料及刀具构造
二、刀具角度
1、车刀切削部分的组成
三面
两刃 一尖
（2）作用 ①冷却 ②润滑
第三节 金属切削过程
五、刀具磨损和刀具耐用度
1、刀具磨损形式
（1）前刀面磨损 （2）后刀面磨损 (通常以后刀面磨损值VB表示刀具磨损程度) （3）前后刀面同时磨损
2、刀具磨损过程：
前面磨损、后面磨损、前后面同时磨损 。 刀具磨损过程： 初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段
刀尖高低对刀具工作角度的影响
车刀刀杆安装偏斜对刀具角度的影响
② 进给运动的影响
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具结构
刀具的结构形式很多，有整体式、焊接式、机夹 不重磨式等。
目前一般整体式的多为高速钢车刀，其结构简单， 制造、使用都方便。而对于贵重刀具材料，如硬质合 金等，可采用焊接式或机夹不重磨式。焊接式车刀结 构简单、紧凑、刚性好，可磨出各种所需角度，应用 广泛。
第九章 切削加工基础知识
第九章切削加工基础知识●切削加工是指在机床上利用切削工具与工件（铸件、锻件等）的相对运动，从工件上切除多余材料，获得符合预定技术要求的零件或半成品零件的加工方法。
切削加工是在常温状态下进行的，它包括机械加工和钳工加工两种。
机械加工方法主要有：车削、钻削、刨削、铣削、磨削、齿轮加工等。
第一节切削加工运动及切削要素一、切削运动●切削过程中，切削刀具与工件间的相对运动，就是切削运动。
切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。
1．主运动●主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使切削刀具和工件之间产生相对运动，从而使切削刀具前面接近工件。
主运动是直接切除切屑所需要的基本运动。
它在切削运动中形成机床的切削速度，也是消耗机床功率最大的运动。
一般主运动只有一个。
2．进给运动●进给运动是由机床或人力提供的运动，它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屑，并获得具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动的速度一般远小于主运动速度，而且消耗机床的功率也较少。
切削过程中进给运动可能有一个，也可能有若干个。
二、切削用量●切削用量是指在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。
在每次切削中，工件上形成三个表面。
（1）待加工表面：工件上有待切除的表面；（2）已加工表面：工件上经刀具切削后产生的表面；（3）过渡表面：工件上由切削刃正在切削的表面，它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。
图9-2 切削要素1．切削速度υc●在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，称为切削速度，其单位为m/s。
当主运动是旋转运动时，切削速度是指圆周运动的线速度。
2．进给量f●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。
例如，车削时，进给量f是工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离（mm/r）。
3．背吃刀量a p●背吃刀量一般是指工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离，也称切削深度，单位为mm。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
切削加工概述切削运动与切削用量
1.切削运动
切削运动：切削加工过程中刀具和工件之间的相对运动。
切削运动由机床提供。
2）进给运动
• 进给运动是多余材料不断被投入切削，从而加工出完整表面所需的运动（下页图中的Ⅱ）。
• 进给运动有一个或几个。
1）主运动
•主运动是切下切屑所需的最基本的运动（下页图中的Ⅰ）。
主运动的速度最高，消耗的功率最大。
•主运动只有一个。
常用加工方式的切削运动形式
Ⅰ ：主运动
Ⅱ ：进给运动
2.工件的加工表面
工件的加工表面工件上已切去切屑的表面
工件上即将被切去切屑的表面 工件上正在被切削的表面
3.切削用量
切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）三要素
1）切削速度V c 切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
用V c 表示，单位m/s或m/min
若主运动为旋转运动：
(m/s)
πdn Vc 100060⨯=其中：V c ：切削速度 m/s
d：切削刃选定点工件（或刀具）直径 mm
n：工件（或刀具）转速 r/min
2）进给量f ：在主运动每转一转或每一行程时(或单位时间内)，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。
车削时：进给量f的单位是mm/r，即工件每转一圈，刀具沿进给运动方向移动的距离。
刨削时：进给量f的单位是mm/双行程，即每个往复行程刀具与工件之间的相对横向移动距离。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
2）进给量f ：在主运动每转一转或每一行程时(或单位时间内)，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。
铣削时：单位时间的进给量，称为进给速度，用V f 表示
)
/或min /(s mm mm f n v f ⋅=z为多齿刀具的齿数，n为刀具转速
z
a n f n v f f ⋅⋅=⋅=每齿进给量，用a z 表示, 单位是mm/z， V f、f、 a z 之间的关系是:
3.切削用量
3）背吃刀量a p
在垂直于进给运动方向上测量的主切削刃切入工件的深度，又称切削深度（简称切深）。
式中 dw－待加工表面直径 dm－已加工表面直径2m
w p d
d a -= 对于外圆车削，背吃刀量a p 等于工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，单位为mm。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
切削用量实例
车外圆车锥面
刨直槽钻孔
本讲结束。