切削加工基础知识

由此得到
ps⊥ pr； ps⊥ po； pr⊥ po ps⊥ pr , pr∥安装底面（基于3点假设） 主切削刃、副切削刃各有 一个切削平面和基面
建立参考平面
刀具的标注角度
刀具在设计、制造、刃磨和测量 时，都是用刀具静止参考系中的 几何角度来标明切削刃和刀面的 空间位置的，故这些角度称为刀 具的标注角度（静态角度） 常用的有5个（打√者）
切削加工过程中，工件上 形成三个不断变化的表面
待加工 表面
过渡 表面 已加工 表面
工件有待切除金属层的表面 主切削刃正在切削着的表面 工件经刀具切除多余金属层 后形成的新表面
切削要素
切削用量三要素
包括切削用量 和切削层横截 面要素
切削速度vc
主运动的线速度，单位磨削 速度用为 m/s，其他加工的 切削速度习惯用m/min
• 切削加工过程中的辅助运动
切入运动 空程运动
分度转位运动
送夹料运动
机床控制台运动
合成切 削运动
主运动和进给运动 的合成运动
合成切 削运动
合成切削运动的 瞬时速度用矢量 ve 表示 ve = vc + vf 注意：刀刃上各 点 的合成速度 矢量不一定相等
2. 工件上的加工表面
工件上 的表面
1.1.1 切削加工的分类
• 钳工
– 工人手持工具对各种工件所进行的切削加工 – 锯切、钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、挫削、 刮削和研磨等 – 工件的划线、机器的装备及设备的维修
• 机械加工
– 利用机械力对各种工件所进行的切削加工 – 车削、钻削、镗削、刨削、拉削、铣削、磨削 、珩磨、超精加工和抛光
切削层横截面三要素
指刀具与工件相对移动一个 进给量时，相邻两个加工表 面之间的金属层
切削层
切削层横截面尺寸
切削层 横截面 要素
切削层 公称宽度 bD
刀具主切削刃与工件的 接触长度（切削刃上两 个极限点间的距离） （bD=ap/sinkr）
切削层 公称厚度 hD
刀具或工件每移动一个进 给量 时，刀具主切削刃 相邻的两个位置之间的垂 直距离（hD=fsinkr）
切削层 公称横截 面积AD
切削层横截面的面积 （AD≈bDhD=apf）
1.2 刀具与刀具切削过程
1.2.1
刀具的几何结构
刀具切削部分的结构要素
任何刀具都由切削部分和夹持部分组成
刀具切削部 分的结构要 素有三面二 刃一尖
前刀面 Aγ
切屑Байду номын сангаас经的刀面 和工件过渡表面 相对的刀面 和工件已加工表 面相对的刀面
前刀面与主后刀面的交线
主后刀面 Aα
副后刀面 Aα’
主切削 刃S
副切削 刃 S’
前刀面与副后刀面的交线
主切削刃和副切削刃 的交点或连接部位
刀尖
刀尖的形状
1.2.2
正交平面参考系
刀具角度的参考系
为了确定和测量各刀刃、各刀面的 空间相对位置，必须建立用以度量 各刀刃、各刀面空间位置的参考系 建立参考系，必须与切削运动相联 系，应反映刀具角度对切削过程的 影响。参考系平面与刀具安装平面 应平行或垂直，以便于测量
过切削刃上选定点，垂直该 点切削速度方向的平面
正交平面(po)
过切削刃上选定点，既垂直于切 削平面，又垂直于基面的平面
车刀的静止参考系
切削部分结构复杂 车削有进给运动 主切削刃不一定水平
主切削刃各点切削速度不等
建立车刀静止 参考系的假设
不考 虑进 给运 动的 影响
车刀 安装 绝对 正确
刀刃选定 点的切削 速度方向 与刀刃各 处的平行
1.1.3 切削运动和切削用量 1.切削运动加工过程中工件与刀具间的相对
运动，从而切除多余金属，使工件获得所 需要求的形状和精度
车外圆
切槽 割断
车螺纹
主运动
切除工件多余金属、形成工件 新表面所必不可少的基本运动
主运动的特征
速度 最高 消耗 功率 最大 必有 且只有 一个 形式为旋 转或直线 往复
主运动是旋转运动时， 切削速度计算公式为
进给量f
工件或刀具每转一周，刀具 沿进给方向与工件的相对位 移。单位是mm/r。
工件已加工表面和待加工 表面之间的垂直距离
背吃刀量ap
车削
dw - dm ap 2
钻孔
dm ap 2
(主切削刃与工件过渡表 面的瞬时接触长度在垂直 于基点工作平面的方向上 测量的大小)
介绍几种标注方法
车刀的标注角度
车刀的 标注角度
车刀的 标注角度
√ 主偏角kr √ 副偏角kr’ 刀尖角εr
切削加工基础知识
切削加工基础知识
1.1 1.2 1.3 切削加工概述 刀具与刀具切削过程 磨具与磨削过程
1.4
1.5
普通切削加工方法综述
常见表面加工分析
1.1 切削加工概述
切削加工基本概念
切削加工是利用切削工具从工件上切除多余材料, 使工件获得符合图样要求的形状、尺寸以及表面质 量的加工方法. 切削加工（Cutting）是指采用具有规则形状的刀 具从工件表面切除多余材料，从而保证在几何形状、 尺寸精度、表面粗糙度以及表面层质量等方面均符 合设计要求的机械加工方法。
1.1.2 零件表面的分类和成形原理
1.几何表面的形成原理
任何一个零件都是由若干个基本表面组成的
组成零件的基本表面主要有 成形 表面
圆 柱 面
圆 锥 面
平 面
发生线
2.发生线的形成
3.加工表面的形成方法 • 加工表面的形成方法是母线形成方法和 导线形成方法的组合. • 加工表面形成所需的刀具与工件之间的 相对运动也是形成母线和导线所需的相 对运动的组合.
•用来确定刀具几何角度的参考系有两类
刀具标注角度 参考系 刀具工作角度 参考系
它是确定刀具在切削运动中 有效工作角度的参考系
•区别在于：前者由主运动方向确定，
而后者则由合成切削运动方向确定
1.2.2.1
正交平面参考系
切削平面（ps）
过切削刃上选定点，与切削 刃相切并垂直于基面的平面
基面（pr）
车削主运动是工件的旋转运动 铣削和钻削运动是刀具的旋转运动
磨削主运动是砂轮的旋转运动
刨削主运动是刀具（牛头刨床）或 工件（龙门刨床）的往复直线运动等
进给 运动
使新的切削层金属间断或 连续投入切削的运动
进给运动的特征
速度 较低 耗功 较少
有 0~n 个
形式为旋转 或直线往复
可连续， 也可步进
车削进给运动是刀具的移动 铣削进给运动是工件的移动 钻削进给运动是钻头沿其轴线方 向的移动 内、外圆磨削进给运动是工件的 旋转运动和移动以及砂轮的横向 进给等