切削加工基本知识

指主刀刃工作长度沿垂直于进给运动方向上的投影值。
对于外圆车削，背吃刀量ap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 。即
ap
dw
dm 2
dw－待加工表面直径 dm－已加工表面直径
.
2.进给量 ：
进给量f是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或度量。
一、选择题
1. 磨削外圆时的主运动是（ ）。 A.砂轮的旋转运动 B.工件的旋转运动 C.砂轮的直线运动
2. 如果外圆车削前后的工件直径分别为85mm和65mm，平 均分成两次进刀切完加工余量，那么背吃刀量应为（ ）。
A.20mm B.10mm C.5mm D.2.5mm
3. 在其它条件相同时，进给量增大则表面粗糙度值（ ）。 A．随之增大 B．随之减小 C．基本不变 D．先小后大
9．在一般情况下，前角增大则切削力会（ ）。 A.随之增大 B.随之减小 C.基本不变 D.变化不定
10．在下面的因素中对切削力影响最大的因素是（ ）。 A.切削速度 B.进给量 C.背吃刀量
二、判断题
F 1．刀具切削部分最前面的端面称为前刀面。 F 2．主偏角即主切削刃偏离刀具中心线的角度。 F 3．前角即前面与基面间的夹角，在切削平面内测量。 T 4．刀尖在刀刃的最高位置时，刃倾角为正。
一、在基面内测量的角度 二、在主剖面内测量的角度 三、在切削平面内测量的角度
.
1.2.1 车刀的组成
切削部分+夹持部分 三面二刃一尖
l 前面（Aγ） l 主后面（Aα） l 副后面（Aα’） l 主切削刃（S ） l 副切削刃（S ’）
l 刀尖：
.
1.2.2 车刀的几何角度参考系 标注角度参考系（静止参考系）
.
6.（ ）可以显著降低表面粗糙度值。 A.增大主副偏角 B.减小主副偏角 C.增大前角 D.减小前角
7. 车削细长轴时，主偏角应选择（ ）。 A.10°~30° B. 30°~45° C. 60°~75° D. 90°~93°
8.为减小径向切削力，避免细长工件发生弯曲变形，应适当增 大车刀的（ ）。 A、主偏角 B、前角 C、刃倾角 D、后角
粗加工时αo一般取6°~8° 精加工时αo一般取10°~12°
三、在切削平面内测量的角度： 刃倾角的功用：影响切屑流向，流向待加工表面为正值。
刃倾角λs：刀尖为最高点时，λs > 0；
刃倾角的功用：影响切屑流向， 流向待加工表面为正值。
正值的刃倾角影响刀具强度。
l 合理选择刃倾角
Ø 粗加工、有冲击载荷时，取λs< 0 Ø 精加工λs > 0（防切屑划伤已加工表面）
4. 半精加工和精加工时，选择进给量f主要根据（ ）。 A.机床功率 B.刀具寿命 C.工件表面粗糙度 D.加工余量
5. 粗加工时，背吃刀量ap的选择主要根据（ ）。 A.机床功率 B.刀具寿命 C.工件表面粗糙度 D.加工余量
6. 在背吃刀量ap和进给量f确定之后，确定合理的切削速度
应该兼顾（
）。
87页图7-20 l 合理选择主、副偏角
Ø 工艺系统刚性差时，kr ≥90°
Ø 其他情况下宜取小的偏角。
二、在主剖面内测量的角度：
前角γo：前面与基面的
夹角。
主后角αo：主后面与切
削平面的夹角。
楔角βo：=90-(αo +γo )
前角γo越大，刀具越锋利，但影响刀尖强度
保证刀具强度的前提下，使前角锋利。如：
第1章 金属切削加工基础知识
l 毛坯精度低、Ra值大，配合面必须进行切削加工
金属切削加工就是利用工件和刀具之间的相对（切削） 运动，用刀具上的切削刃切除工件上的多余金属层，从而获 得具有一定加工质量零件的过程。
切削加工必备的三个条件：刀具与工件之间的相对运动； 刀具具有适当的几何参数；刀具材料具有一定的切削性能。
Ø 工件材料硬度较高时，切削力大，γo宜小； Ø 工件材料塑性好时，γo宜大使刀锋利减小变形；
(HT200:一般取5 ~15° )
后角αo的作用是减少后刀面与工件的摩擦； 但后角αo过大，将影响刀尖的强度。
Ø 保证刀具强度前提下，减小摩擦。
Ø 粗加工时，切削力大，αo宜小 Ø 精加工时，为了已加工表面质量，αo宜大。
D.刃倾角
3.普通车刀刀具后角的一般取值范围是（ ）。 A．5°~12° B．10°~15° C．15°~20° D．20°~25°
4.车削细长轴时，为了减小切削力，车刀的前角应（ ）。 A.大些 B.小些 C.和一般车刀一样 D.尽可能小
5.一般粗车，刃倾角的取值最好是（ ）。 A. 0°~ +5° B. 0°~-5° C. -5°~-15° D. +5°~+15°
属层不断地投入切削
速度较低，耗功较少
有0 ～ n 个
连续，也可以步进
旋转或直线往复
刨削
.
钻削
磨削
l 切削加工过程中的辅助运动 Ø 切入运动 Ø 空程运动 Ø 分度运动等
3. 工件上的表面 Ø 待加工表面 Ø 已加工表面 Ø 过渡表面
1.1.2 切削用量
一、车削用量三要素
1.背吃刀量（切削深度）ap
碳素工具钢（如Tl0A、T12A）和合金工具钢 （9SiCr、CrWMn），因其耐热性较差，仅用于 手工工具。
陶瓷、金刚石和立方氮化硼则由于性能脆、工艺 性差及价格昂贵等原因，目前只在较小的范围内 使用。
当今，用得最多的刀具材料为高速钢和硬质合金。
高速钢
主含钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等。 高速钢具有较高的强度、韧性和耐磨性，耐热性为 540C°～600C°。 硬度和耐热性不如硬质合金。 但刃口强度和韧性比硬质合金高，工艺性能较好。 广泛用于钻头、铰刀、拉刀等。
C.与后面相切
D.与前面垂直
正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面，它们
是 基面 、 切削平面 和 主剖面 平面。
.
一、选择题
1.能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具角度为（ ）。
A.主偏角 B.副偏角 C.前角
D.刃倾角
2.能够反映前刀面倾斜程度的刀具角度为（ ）。
A.主偏角 B.副偏角 C.前角
F 6．工件转速越高，则进给量越大。
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一、选择题
1.与工件已加工表面相对的刀具表面是（ ）。
A.前面
B.后面
C.基面
D.副后面
2.基面通过切削刃上选定点并垂直于（ ）。 A.刀杆轴线 B.进给运动方向 C.主运动方向 D.工件轴线
源自文库
3.切削平面通过切削刃上选定点，与基面垂直，并且（ ）。
A.与切削刃相切 B.与切削刃垂直
T 5. 粗加工时，切削力大并常有冲击力，应取较小前角。
T 6. 精车应取较大后角，有利于提高已加工表面质量。 F 7. 当刃倾角大于0°时，切屑流向已加工表面。
8. 增大车刀后角可减小后刀面与工件之间的摩擦，并使刀 T 具刃口锋利，对提高已加工表面质量、降低粗糙度有好处。
T 9.粗加工、强力切削及受冲击作用的刀具，应取较小的后 角，以保证刀具有足够的刃口强度。
2. 进给量 f 的选择
精加工时，一般取得较小； 半精加工时，一般取得较小； 粗加工时，一般选得较大。 切查削用量手册； 或凭经验。
3. 切削速度vc的选择
根据刀具寿命公式计算； 切削用量手册中查到；或者凭经验。
.
T
7.171011
v5
f
a 2.25 0.75 p
计算出v， 然后换算出转速n’，
单边总余量=4.5 mm
.
刀尖的形状
.
1.3 刀具材料
在切削加工时，刀具切削部分承受了很大的压 力和强烈的摩擦， 刀具在高温下进行切削的同时，还承受着切削 力、冲击和振动， 因此刀具切削部分的材料应具备以下基本条件： 高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性等。
.
刀具材料种类很多，常用的有碳素工具钢、合金 工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石（天 然和人造）和立方氮化硼等。
4．目前最常用的刀具材料是高速钢和（ ）。 A.金刚石 B.工具钢 C.硬质合金
二、判断题
F 1. 刀具材料的强度必须要大于工件材料的强度。 T 2. 车刀切削部分的硬度必须大于材料的硬度。
刀尖的形状
.
1.4 刀具寿命
刀具寿命T的定义为：刀具由 刃磨后开始切削，一直到磨损 量达到刀具的磨钝标准所经过 的总切削时间（单位min）。
（26年时间） 硬质合金车刀切削碳钢(0.736GPa)
Ø 切削速度提高一倍，T 降低到原来的3.125％ Ø 若进给量提高一倍， T 则降低到原来的21％ Ø 若切削深度提高一倍， T则仅降低到原来的78％
.
1.5 金属切削机床基本知识
金属切削机床（简称为“机床”），是用刀具切削 的方法将金属毛坯加工成机械零件的机器。 1.5.1 机床的基本组成
A.机床功率 B.刀具寿命 C.工件表面粗糙度 D.切削效率
二、判断题
T
1．在外圆车削加工时，背吃刀量等于待加 工表面与已加工表面间的垂直距离。
F 2．主运动即主要由工件旋转产生的运动。
T 3. 所谓背吃刀量也就是切削深度。
F
4．主运动、进给运动和切削深度合称为切 削用量三要素。
F 5．进给量越大，则切削深度越大。
1.1 切削运动和切削用量
1.2 刀具切削部分的几何角度
1.3 刀具材料 思考题3
1.4 刀具寿命
思考题5
1.5 金属切削机床基本知识
思考题1 思考题21 思考题22 .
作业 P10，1-3, 1-4
1.1.1 切削运动
1.主运动
车削
铣削
速度最高，耗功最多
有且只有一个
旋转或直线往复
2.进给运动：使被切金
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。
3.切削速度Vc：
切削刃相对于工件主运动的瞬 时速度称为切削速度
.
二、切削用量的选择：以车削为例
1. 背吃刀量 ap 的选择
精加工时，一般为0.1~0.5mm； 半精加工时，为0.5~2mm； 粗加工时，根据加工余量确定。
主偏角kr：主切削刃与进给方向的夹角 副偏角kr’：副切削刃与进给反方向的夹角 刀尖角εr： kr+ kr’+εr = 180°
在ap和f相同的情况下，主偏角Kr减小可降低Ra值； 可使主切削刃参加切削的长度增加，延长刀具寿命。
但主偏角Kr减小会使径向 切削分力显著增加，易将 工件顶弯并发生振动。
刀具寿命反映了刀具磨损的快慢程度。刀具寿命长 表明刀具磨损速度慢；反之表明刀具磨损速度快。
切削用量对刀具耐用度的影响
1.在下列因素中对刀具耐用度影响最大的因素是（ ）。 A．切削速度 B．进给量 C．背吃刀量
.
切削用量对刀具耐用度的影响
T
CT
11
1
vm f nap p
T
7.171011
v5
f
a 2.25 0.75 p
.
一、选择题
1．普通高速钢的常温硬度约可达（ ）。 A.70~75HRC B.50~55HRC C.60~65HRC
2．下列刀具材料中（ ）的常温硬度最高。 A.高速钢 B.硬质合金 C.人造金刚石
3．刀具切削时要承受切削力与冲击力，必须具有（ ）。 A.高硬度 B.高耐磨性 C. 足够的强度和韧性
1. 假设运动条件 不考虑进给运动的影响； 2. 假设安装条件 规定刀杆中心线与进给运动方向 垂直；刀尖与工件中心等高。
工作角度参考系：实际工作条件下，不要求。
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车刀标注角度参考系
基面：垂直于主速度 切削平面：切于主切 削刃、垂直于主速度 主剖面：同时垂直于 其他两个平面（正交 平面）
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一、在基面内测量的角度
作业 P10，1-3, 1-4
1. 与粗加工相比，精加工时切削刀具的前角、后角、主偏 角和刃倾角分别应怎样选取？
答：与粗加工相比，精加工时刀具一般应选择较大的前角 、较大的后角、较小的主偏角及正值的刃倾角。
较大的前角是为了减小切削变形和切削力； 较大的后角是为了减小后刀面与已加工表面的摩擦； 较小的主偏角是为了减小切削表面粗糙度值； 正值的刃倾角使切屑流向待加工表面。
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硬质合金
硬质合金是用粉末冶金法制造的合金材料， 它是由硬度和熔点很高的碳化物（称为硬质相）和金 属（称粘结相）组成。 硬质合金的硬度较高，常温下可达74～81HRC，能 耐800～1000℃的高温， 因此能采用比高速钢高几倍甚至十几倍的切削速度； 它的不足之处是抗弯强度和冲击韧度较高速钢低，刃 口不能磨得象高速钢刀具那样锋利。
精加工：aP=0.2 mm
半精车：aP=1 mm
粗车：aP=(4.5-0.2-1) =3.3mm
f=0.1mm/r f=0.2mm/r f=0.3mm/r
再圆整为车床标 准转速n， 再换算出v
1.2 刀具切削部分的几何角度
1.2.1 车刀的组成 1.2.2 车刀的几何角度参考系 1.2.3 车刀的几何角度及作用