第02讲金属切削基本概念PPT课件
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2金属切削过程基本知识ppt课件
刀具标注角度的参考系由下列诸平面构成：
（1〕基面Pr 通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。
通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量 的某一安装定位平面或轴。例如，图1.6所示为普通车刀、 刨刀的基面Pr ，它平行于刀具底面。
(2)切削平面Ps 通过切削刃选定点，与主切削刃 相切，并垂直于基面Pr的平面。 也就是主切削刃与切削速度方向 构成的平面。
1.1.4.2 刀具安装对工作角度的影响
（1〕刀尖安装对工作角度的影响
当刀尖安装得高于工件中心线时， 工作切削平面将变为Pse，工作基面 变为Pre，工作角度γpe增大，αpe减 小。在背平面〔P－P仍为标注背平面〕 内角度变化值为θp：
h d w 2 h 2 2
（2〕刀杆安装倾斜对工作角度的影响
（2〕纵车
由合成切削速度角η的定义可知：
f
tanη=
dw
式中 f－进给量
dw－切削刃选定在A点时的工件待加工表面直径。
上述角度变化可以换算至主剖面内：
tanη0＝tanη.sinkr； γ0e＝γ0＋η0
（1.20）
由上式可知：η值不仅与进给量f有关，也同工件直径dw有 关；dw越小，角度变化值越大。
前角γ0：前刀面与基面间的夹角〔在 主剖面中测量）。
图1.11(a) 主剖面系标注的刀具角度
后角α0：后刀面与切削平面间的夹角 〔在主剖面中测量）。
图1.11(b) 主剖面系标注的刀具角度
主动方
向的夹角。
图1.11(c) 主剖面系标注的刀具角度
刃倾角 λs：切削平面 中测量的主切削刃与 基面间的夹角。
图1.1车削时的切削运动
待加工表面：即将被切去 金属层的表面;
金属切削基本知识课件
非正常磨损
由于切削参数不当或切削材料中含有杂质等原因，导致刀具快速磨 损或破损。
破损形式
包括崩刃、卷刃和断裂等，可能是由于刀具材料缺陷或使用不当所 致。
03
金属切削过程
切屑的形成与控制
切屑的形成
金属切削过程中，刀具对工件材料施 加压力，使材料发生剪切滑移，形成 切屑。切屑的形状和大小取决于工件 材料、刀具几何形状和切削用量。
金属切削是一种高效、高精度的加工 方式，广泛应用于机械制造、航空航 天、汽车、模具等领域。
金属切削的分类
根据切削方式
01
可分为车削、铣削、钻削、磨削等。
根据切削用量
02
可分为高速切削和低速切削。
根据切削液
03
可分为干切削和湿切削。
金属切削的原理
切削力
在切削过程中，刀具切入工件时产生的切削力， 是切削过程中的主要作用力。
切削热
由于切削过程中摩擦和变形产生的热量，会导致 刀具和工件温度升高。
切屑形成
在切削过程中，多余的金属材料形成切屑，从工 件上切除。
02
金属切削刀具
刀具的种类
车刀
主要用于车削加工，包括外圆 车刀、内圆车刀、端面车刀等
。
铣刀
用于铣削加工，包括平面铣刀 、圆柱铣刀、键槽铣刀等。
钻头
主要用于钻孔加工，包括直柄 钻头、锥柄钻头等。
磨削加工技术
定义
磨削加工是利用磨床对金属工件进行切削加工的方法。
特点
磨削加工可以获得较高的加工精度和表面质量，适用于各种硬质合 金、淬火钢等高硬度材料的加工。
应用
在机械制造中，磨削加工广泛应用于各种刀具、模具、量具等精密零 件的加工。
06
由于切削参数不当或切削材料中含有杂质等原因，导致刀具快速磨 损或破损。
破损形式
包括崩刃、卷刃和断裂等，可能是由于刀具材料缺陷或使用不当所 致。
03
金属切削过程
切屑的形成与控制
切屑的形成
金属切削过程中，刀具对工件材料施 加压力，使材料发生剪切滑移，形成 切屑。切屑的形状和大小取决于工件 材料、刀具几何形状和切削用量。
金属切削是一种高效、高精度的加工 方式，广泛应用于机械制造、航空航 天、汽车、模具等领域。
金属切削的分类
根据切削方式
01
可分为车削、铣削、钻削、磨削等。
根据切削用量
02
可分为高速切削和低速切削。
根据切削液
03
可分为干切削和湿切削。
金属切削的原理
切削力
在切削过程中，刀具切入工件时产生的切削力， 是切削过程中的主要作用力。
切削热
由于切削过程中摩擦和变形产生的热量，会导致 刀具和工件温度升高。
切屑形成
在切削过程中，多余的金属材料形成切屑，从工 件上切除。
02
金属切削刀具
刀具的种类
车刀
主要用于车削加工，包括外圆 车刀、内圆车刀、端面车刀等
。
铣刀
用于铣削加工，包括平面铣刀 、圆柱铣刀、键槽铣刀等。
钻头
主要用于钻孔加工，包括直柄 钻头、锥柄钻头等。
磨削加工技术
定义
磨削加工是利用磨床对金属工件进行切削加工的方法。
特点
磨削加工可以获得较高的加工精度和表面质量，适用于各种硬质合 金、淬火钢等高硬度材料的加工。
应用
在机械制造中，磨削加工广泛应用于各种刀具、模具、量具等精密零 件的加工。
06
金属切削与机床金属切削的基本概念资料.pptx
式中: αf——侧后角； αp——背后角。
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图 1-13 正交平面参考系与假定工作平面、 背平面参考系的角度换算
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5）副前角γo′和副刃倾角λs′的计算
用“一刃四角法”原理标注刀具几何角度时，当副切削刃与主切削刃在同一前 刀面上时，副前角和副刃倾角为派生角度， 可以通过计算得到，一般不在刀具图中 标出，其计算公式如下：
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图 1-10 法平面参考系及角度标注 (a） 法平面参考系; (b）法平面参考系的角度标注
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3） 假定工作平面、背平面参考系的角度标注 假定工作平面、背平面参考系与正交平面参考系的不同也只是采用不同的刃剖 面反映刀具的前、后角。 在假定工作平面内标注的前、后角称为侧前角γf、侧后角αf；在背平面内标注的 前、后角称为背前角γp、背后角αp。 而主偏角κr和刃倾角λs仍分别在基面和切削平 面内标注。图 1-11 为车刀在假定工作平面、背平面参考系中的角度标注。
图1-1 切削运动
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2． 进给运动 进给运动是使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可以是连续的，如车削 外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动； 也可以是步进的，如刨削时工件或刀具 的横向移动等。在金属切削中可以有一个或几个进给运动， 也可以没有进给运动。
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3． 合成切削运动 由主运动和进给运动合成的运动，称为合成切削运动。 刀具切削刃上选定点 相对工件的瞬时合成运动方向称为该点的合成切削运动方向，其速度称为合成切 削速度，如图1－1所示。
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图 1-9 刀具角度正负的规定 (a） 前、后角; (b） 刃倾角
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项目一金属切削基础课件(共34张PPT)
式中： d为工件的直径，单位为（mm）； n为工件或刀具每分（秒）钟的转数，单位为
（r/min）或（r/s）。
活动二 切削用量与 切削层参数
任务1 属切削的基本概念
活动一 切削运动及 形成的表面
活动二 切削用量与 切削层参数
（2）当主运动为往复运动时,平均切削速度为
vc
2 L nr 1000
(m /
活动一 切削运动及 形成的表面
活动二 切削用量与 切削层参数
图1-2 切削层参数
任务2 刀具切削部分的基本定义
任务2 刀具切削部分的基本定义
活动一 刀具的组成
活动二 刀具角度参 考系与定义
一、刀具的组成 车刀是最常用、最简单和最基本的切削工具，
因而最具有代表性。其他刀具都可以看作是车刀的 组合或变形。因此，学习 属切削工具时，通常以车 刀为例进行学习和分析。普通车刀由刀头和刀柄两 部分组成，如图1-3所示。刀头用于切削，刀柄用以 装夹。刀具切削部分的构造要素及其定义和说明如 下：
任务2 刀具切削部分的基本定义
活动一 刀具的组成
活动二 刀具角度参 考系与定义
1、正交平面参考系刀具角度的定义 （1）前角 γ （2）后角ao （3）主偏角кr （4）刃倾角ls
任务2 刀具切削部分的基本定义
活动一 刀具的组成
活动二 刀具角度参 考系与定义
任务2 刀具切削部分的基本定义
活动一 刀具的组成
活动二 刀具角度参 考系与定义
刀具角度标注符号下标的英语小写字母，应与 测量该角度用的参考系平面符号下标一致。如r就表 示pr平面，s就表示ps平面，o就表示po平面。n就表 示pn平面，f就表示pf平面，p就表示pp平面。另外， 在右上角加一撇就表示副切削刃上的平面或角度。
金属切削加工基础知识课件PPT教案
刀 具
(1)基面Pr
标
通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。
注 角
通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量的
度 某一安装定位平面或轴线。
的 参
例如，图示为普通车刀或刨刀的基面，它平行于刀具底面。钻头、铣刀和
考 丝锥等旋转类刀具，其切削刃各点的旋转运动(即主运动)方向，都垂直于通
系 过该点并包含刀具旋转轴线的平面，故其基面Pr就是刀具的轴向剖面。
素
其中 dm——已加工表面直径(mm)；
dw—待加工表面直径(mm)。
刀具切削部分的基本定义
刀具切削部分的构造要素 金属切削刀具的切削部分的几何形状与参数都有着共性，
即不论刀具构造如何复杂，它们的切削部分总是近似地以外 圆车刀的切削部分为基本形态。
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刀
具 国际标准化组织(ISO)在确定金属切削刀具的工作部分几何
线。
由Pr-Pf-Pp 组成一个进给、背平
面参考系，如右图所示。
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刀 具
刀具工作角度的参考系
切 前述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动，
削 部
不考虑进给运动，即在假定运动条件下确定的参考系。但刀具
分 在实际使用时，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确
的 基
切地反映切削加工的真实情形。只有用合成切削运动方向来确
垂直。
注：“静止系”本质上不是静止的，它仍然是把刀具同工件和运动联系起 来的一种特定的参考系。
第13页/共75页
刀
具
标
注
角 度
在刀具标注角度
的 参考系中的刀具角度
参 考 系
称为标注角度。 刀具标注角度的参
02.切削原理概念与刀具
基本规律：是工具
1次课
• 切削变形
• 切削力
• 切削温度
• 刀具磨损 刀具角度、切削用量对切削过程的影响（重点）
规律的应用：是目的
1次课
• 合理选择刀具材料
• 合理选择刀具几何参数（重点）
• 合理选择切削用量（重点）
• 合理选择切削液
第3页
浙江大学现代制造工程研究所
基本概念
• 切削过程是工件和刀具相互作用的过程，为了能使刀 具从工件毛坯上切除多余金属，必须具备三个条件：
• 这三个表面是针对某一瞬时而言的，它们在不断地变 化
第6页
浙江大学现代制造工程研究所
概念三：切削用量
• 切削用量是切削速度、进给量和切削深度三者的总称， 称为切削用量三要素。
• 切削速度V：刀刃上某一点相对于工件的主运动速度。 主运动的方向即为切削速度的方向。单位：m/s,m/min。 刀刃上各点的速度可能不同，如V=π *d *n/1000
第28页
浙江大学现代制造工程研究所
内冷却式麻花钻
第29页
浙江大学现代制造工程研究所
内冷却式麻花钻结构
第30页
浙江大学现代制造工程研究所
各种刀具
第31页
浙江大学现代制造工程研究所
各种刀具
第32页
浙江大学现代制造工程研究所
自驱式中心钻
第33页
浙江大学现代制造工程研究所
专用刀具
第34页
浙江大学现代制造工程研究所
标注角度中的参考系以主运动，而工作角度是以主运动的合 成运动来确定参考系的，即需要考虑进给速度的大小
考虑刀具的安装位置
第23页
浙江大学现代制造工程研究所
刀具材料
机械制造技术PPT课件第二章金属切削基本原理
工艺系统刚性差—大主偏角
合理副偏角值的选择
添加标题
一般较小
添加标题
—5°~10°
添加标题
精加工
添加标题
—小，0°
添加标题
加工高强高硬材料或断续切削
添加标题
—小，4°～6°
添加标题
切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角
合理副偏角值的选择
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一般较小
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—5°~10°
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精加工
添加标题
—小，0°
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加工高强高硬材料或断续切削
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—小，4°～6°
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切断刀、锯片、槽铣刀
添加标题
—小，1°～2°
过渡刃的型式
①直线刃
—粗车、强力车 κrε=κr/2
②圆弧刃
—粗糙度值小
冷却作用 清洗与防锈作用
常用切削液及其选用 =乳化油+水 切削油 = 矿物油、+动植物油 极压切削油 =切削油+硫、氯和磷极压添加剂 难加工材料的精加工
=水+防锈剂、清洗剂、油性添加剂 磨削、粗加工
①水溶液
01
车削、钻削、攻螺纹 滚齿、插齿、车螺纹、一般精加工
②乳化液
02
刀具磨损与刀具耐用度
4
磨屑形态
带状切屑
直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃
刀具合理几何参数选择应考虑的因素
—化学成分、制造方法、热处理状态 性能，表层情况等
①工件材料
壹
—化学成分、性能，刀具结构形式
②刀具材料及结构
—机床、夹具，系统刚性，功率 切削用量和切削液
③加工条件
叁
贰
各参数间的联系 —综合考虑相互作用与影响
刀具角度的选择
大后角→减小摩擦、提高寿命、改善表面质量 强度降低、散热差、磨损加快
后角的选择原则
工艺系统刚性 刚性差—振动 → 小后角 精度要求高 —重磨 → 小后角
切削层厚度hD小 → 大后角 切削层厚度hD大 → 小后角
强度、硬度高 → 小后角 塑性大 → 大后角
《机械加工技术》(侯志敏)815-6课件 第二章 金属切削的基本知识
（1）刀杆：刀杆用于夹持刀具, 又称夹持部分。 （2）刀体：刀体用于切削, 又称切削部分。
① 前面Aγ : 又称前刀面。 ② 后面Aα : 又称后刀面。 ③ 副后面A′α ④ 主切削刃S ⑤ 副切削刃S′ ⑥ 刀尖
二、 刀具的标注角度参考系
l 在刀具设计、 制造、 刃磨、 测量时用于定义刀具几何参数的参考系, 称为刀具标注角度参考系或静止参考系。 刀具静止参考系中常用的正交平面参考系,如下图所示:
刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。
进给运动是刀具与
工件之间产生附加的 相对运动,即连续地 切除切屑,获得具有 几何特征的已加工表 面，用υf 表示。
车外圆时的切削运动
主运动是刀具和工
件之间产生的主要相 对运动,用υc 表示。 是切下切屑所需要的 最基本的运动,是切 削加工中速度最高、
消耗功率最多的运动 。
基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 副切削平面P′s
通过切削刃上的选定点,垂直于该点 切削速度方向的平面。
通过切削刃上的选定点,与该切削 刃相切并垂直于基面的平面。
通过切削刃上选定点,并同时垂直于 该点基面和切削平面的平面。
通过副切削刃上选定点,与副切 削刃相切并垂直于基面的平面。
三、 刀具的标注角度
二、切削过程的工件表面
在切削过程中,工件上有以下3个不断变化着的表面,如下图所示。
工件上即将被切除 的表面。
加工时主切削刃正 在切削的表面,它 处于已加工表面和 待加工表面之间。
工件上经刀具切去 材料后形成的新的 工件表面。
车外圆时的加工表面
三、切削要素
1. 切削用量
l 切削用量是指切削速度υc、进给量f（或进给速度υf）和背吃刀量ap 。 （1）切削速度（vc） l 切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度,其单位是
① 前面Aγ : 又称前刀面。 ② 后面Aα : 又称后刀面。 ③ 副后面A′α ④ 主切削刃S ⑤ 副切削刃S′ ⑥ 刀尖
二、 刀具的标注角度参考系
l 在刀具设计、 制造、 刃磨、 测量时用于定义刀具几何参数的参考系, 称为刀具标注角度参考系或静止参考系。 刀具静止参考系中常用的正交平面参考系,如下图所示:
刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。
进给运动是刀具与
工件之间产生附加的 相对运动,即连续地 切除切屑,获得具有 几何特征的已加工表 面，用υf 表示。
车外圆时的切削运动
主运动是刀具和工
件之间产生的主要相 对运动,用υc 表示。 是切下切屑所需要的 最基本的运动,是切 削加工中速度最高、
消耗功率最多的运动 。
基面Pr 切削平面Ps 正交平面Po 副切削平面P′s
通过切削刃上的选定点,垂直于该点 切削速度方向的平面。
通过切削刃上的选定点,与该切削 刃相切并垂直于基面的平面。
通过切削刃上选定点,并同时垂直于 该点基面和切削平面的平面。
通过副切削刃上选定点,与副切 削刃相切并垂直于基面的平面。
三、 刀具的标注角度
二、切削过程的工件表面
在切削过程中,工件上有以下3个不断变化着的表面,如下图所示。
工件上即将被切除 的表面。
加工时主切削刃正 在切削的表面,它 处于已加工表面和 待加工表面之间。
工件上经刀具切去 材料后形成的新的 工件表面。
车外圆时的加工表面
三、切削要素
1. 切削用量
l 切削用量是指切削速度υc、进给量f（或进给速度υf）和背吃刀量ap 。 （1）切削速度（vc） l 切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度,其单位是
机械制造技术第二章金属切削基本原理课件
切削振动对表面质量的影响与控制
切削振动对表面质量的影响
切削过程中，由于刀具与工件的相互作用，可能会产生振动。振动会导致切削刃振动和工件振动，从而影响已加 工表面的粗糙度和波纹度，降低加工质量。
控制切削振动的方法
通过合理选择刀具材料和几何参数，优化切削用量和切削液的使用，以及采用减振装置和动态优化技术等措施， 可以有效减小切削振动，提高加工表面的质量。
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加工硬化与残余应力的影响
加工硬化
金属切削过程中，由于切削力的作用， 已加工表面层会发生冷作硬化，使表 面层金属的硬度和强度提高，塑性和 韧性降低。
残余应力
切削过程中，由于切削力和切削热的 共同作用，已加工表面层会产生残余 应力。残余应力分为压应力和拉应力， 过大的残余应力可能导致工件变形或 开裂。
边界磨损
切削过程中，切屑在刀尖处与刀具摩 擦造成磨损，影响切削效果和刀具寿 命。
破裂
切削过程中，切削力超过刀具材料的 强度极限，导致刀具破裂。
04 金属切削的工艺参数选择
切削速度的选择
01
02
03
04
切削速度对刀具寿命和 加工质量有显著影响。
切削速度越高，刀具寿 命越短，但工件加工时 间减少，生产效率提高。
选择切削速度时应综合 考虑刀具寿命、加工质 量和生产效率。
根据工件材料、刀具材 料和加工条件，选择合 适的切削速度范围。
进给量的选择
01
02
03
04
进给量是影响切削力和切削温 度的重要因素。
进给量过小，切削力增大，刀 具磨损加剧；进给量过大，切 削力减小，但工件表面粗糙度
增加。
选择进给量时应根据工件材料 、刀具材料和加工条件，以及 表面粗糙度要求进行合理调整
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简单成形运动：车外圆柱面
圆母线：由机床的回转运动形成 直线导线：由刀具的直线移动形成
复杂成形运动：车螺纹
螺旋导线：通过机床主轴等速旋转运动和刀架等速直线移动 复合而成
母线：
形成表面的母线和导线统称为发生线
发生线的形成方法及其所需要的运动
发生线由刀具和工件的相对运 动得到，其形成方法可归纳为 四种：(见教材p24)
金属切削是制造高精度、高表面质量工件的最经济的方法。
第一章 金属切削基本原理
➢ 金属切削原理
金属切削基本概念 金属切削基本规律 金属切削基本规律的应用
金属切削的三个条件
➢ 实现金属切削过程，须满足三个条件： 工件与刀具之间要有相对运动－切削运动 刀具必须有适当的几何形状－刀具几何形状与角度 刀具材料必须具有一定的切削性能－刀具材料
•Process/programming strategies
•Corner solutions •90° corner
•Corner solutions •Corner <60°
•Closed pockets/angles
26
Semi-rough milling strategies Corner removal
符合预定要求的形状、尺寸精度和表面质量。
各种方法适应范围： ②加工方法通常只用于制造毛坯，或 精度和表面质量要求不高的零件。 ③只能在某些零件的制 造上部分代替切削加工。精度要求较高、表面质量限定较 严的零件几乎都要经过切削加工，与此同时，由于刀具材 料的改进，高速机床的开发、机床控制的改善，切削技术 又取得了长足进步，所以金属切削在金属加工方法中仍然 占主导地位。
正切削与斜切削 正切削：主切削刃垂直 于主运动方向 斜切削：主切削刃不垂 直于主运动方向
铣削刀轨
逆铣和顺铣
Down milling (climb milling) is always recommended as this ensures a ´thick to thin´ chip
Down milling (climb milling)
Plunge milling pocket depth over 3xDc max rpm <2000
Dcmax = 2 x R
Semi finish cycle required to remove cusps and fillet radius
Length cut Cutter Cutting data
mm Material
- 600 mm - 125 mm, CM245-18, GC2030 - vc30 m/min, fz0,28 mm/z, ae 88mm, ap5
- Ti6Al4V
- Full feed directly into workpiece
主运动——工件和刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动，该 运动使切削层转变为切屑，从而形成工件新表面。速度高、功率大， 一般是指主轴的运动。（车、铣、钻、磨、刨削 ） 主运动方向－－切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向 切削速度－－切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度
进给运动——配合主运动依次地或连续不断地切除切屑，同时形成具 有所需几何特性的已加工表面。（或连续，或间歇）
+ Roll on technique
Face milling programming strategies
Prevent milling over interruptions
Keep cutter in full contact
进刀与铣拐角
Semi-rough milling Corner removal
机械制造工程
第二讲 金属切削的基本概念
donghuiyue@
金属切削在国民经济中的重要作用
金属加工的方法：①切削 ②铸造、锻造、焊接和压力加工 ③电加工，电化学加工 、快速原型制造。
金属切削过程：工件和刀具相互作用的过程，在该过程中，
金属切削刀具从工件毛坯上切除多余的金属，使工件得到
金属切削基本概念
切削运动 需要什么运动——表面成形分析 运动的定义
刀具几何形状与角度 刀具材料 刀具的认识
表面成形运动分析
零件表面由若干表面元素组成，包括：平面、 圆柱面、圆锥面、球面等
典型表面可看成一条母线沿着一条导线运动形 成
表面成形运动分析
表面成形运动可分为简单成形运动和复杂成形运动
合成运动——主运动和进给运动的合成。（切削运动的速度和方向都 是相对于工件定义的）
切削运动通常是由机床来产生的，是金属切削机床设计的主要依据。
卧式铣床
立式铣床
立式钻床
摇臂钻床
卧式镗床外形
牛头刨床(Horizontal Shaper)
切削用量三要素
切削速度v、进给量 f、切削深度ap称为切削用量三要素
顺铣
Up milling (conventional milling)
逆铣
刀具的切入、切出过程
+ Roll on entry + Reduce feed on entry
Thick chip on exit of cut until cutter is fully engaged
Comparison of wear dependent upon entry method
切削速度vc是刀刃上选定点相对于工件的主运动的速度
进给速度vf是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度
切削深度ap是工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离
车削
ap
dw
dm 2
vc dn
进给速度、进给量和每齿进给量
Байду номын сангаас
切削层参数
切削方式
自由切削与非自由切削 自由切削：只有一条直 线切削刃参与切削工作 非自由切削：如右图
轨迹法：如右图 成形法：成形刀具 相切法：铣 范成法：刀具与工件作范成运动，
如刀刃1通过范成法包络形成渐 开线齿形2，如下图
加工表面
切削过程中存在三个 加工表面，
待加工表面 切削表面 已加工表面
vc dn
切削运动定义
各种切削加工中的成形运动，按照他们在切削加工中的作用，分为主 运动和进给运动，这两个运动的向量和称为合成切削运动
圆母线：由机床的回转运动形成 直线导线：由刀具的直线移动形成
复杂成形运动：车螺纹
螺旋导线：通过机床主轴等速旋转运动和刀架等速直线移动 复合而成
母线：
形成表面的母线和导线统称为发生线
发生线的形成方法及其所需要的运动
发生线由刀具和工件的相对运 动得到，其形成方法可归纳为 四种：(见教材p24)
金属切削是制造高精度、高表面质量工件的最经济的方法。
第一章 金属切削基本原理
➢ 金属切削原理
金属切削基本概念 金属切削基本规律 金属切削基本规律的应用
金属切削的三个条件
➢ 实现金属切削过程，须满足三个条件： 工件与刀具之间要有相对运动－切削运动 刀具必须有适当的几何形状－刀具几何形状与角度 刀具材料必须具有一定的切削性能－刀具材料
•Process/programming strategies
•Corner solutions •90° corner
•Corner solutions •Corner <60°
•Closed pockets/angles
26
Semi-rough milling strategies Corner removal
符合预定要求的形状、尺寸精度和表面质量。
各种方法适应范围： ②加工方法通常只用于制造毛坯，或 精度和表面质量要求不高的零件。 ③只能在某些零件的制 造上部分代替切削加工。精度要求较高、表面质量限定较 严的零件几乎都要经过切削加工，与此同时，由于刀具材 料的改进，高速机床的开发、机床控制的改善，切削技术 又取得了长足进步，所以金属切削在金属加工方法中仍然 占主导地位。
正切削与斜切削 正切削：主切削刃垂直 于主运动方向 斜切削：主切削刃不垂 直于主运动方向
铣削刀轨
逆铣和顺铣
Down milling (climb milling) is always recommended as this ensures a ´thick to thin´ chip
Down milling (climb milling)
Plunge milling pocket depth over 3xDc max rpm <2000
Dcmax = 2 x R
Semi finish cycle required to remove cusps and fillet radius
Length cut Cutter Cutting data
mm Material
- 600 mm - 125 mm, CM245-18, GC2030 - vc30 m/min, fz0,28 mm/z, ae 88mm, ap5
- Ti6Al4V
- Full feed directly into workpiece
主运动——工件和刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动，该 运动使切削层转变为切屑，从而形成工件新表面。速度高、功率大， 一般是指主轴的运动。（车、铣、钻、磨、刨削 ） 主运动方向－－切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向 切削速度－－切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度
进给运动——配合主运动依次地或连续不断地切除切屑，同时形成具 有所需几何特性的已加工表面。（或连续，或间歇）
+ Roll on technique
Face milling programming strategies
Prevent milling over interruptions
Keep cutter in full contact
进刀与铣拐角
Semi-rough milling Corner removal
机械制造工程
第二讲 金属切削的基本概念
donghuiyue@
金属切削在国民经济中的重要作用
金属加工的方法：①切削 ②铸造、锻造、焊接和压力加工 ③电加工，电化学加工 、快速原型制造。
金属切削过程：工件和刀具相互作用的过程，在该过程中，
金属切削刀具从工件毛坯上切除多余的金属，使工件得到
金属切削基本概念
切削运动 需要什么运动——表面成形分析 运动的定义
刀具几何形状与角度 刀具材料 刀具的认识
表面成形运动分析
零件表面由若干表面元素组成，包括：平面、 圆柱面、圆锥面、球面等
典型表面可看成一条母线沿着一条导线运动形 成
表面成形运动分析
表面成形运动可分为简单成形运动和复杂成形运动
合成运动——主运动和进给运动的合成。（切削运动的速度和方向都 是相对于工件定义的）
切削运动通常是由机床来产生的，是金属切削机床设计的主要依据。
卧式铣床
立式铣床
立式钻床
摇臂钻床
卧式镗床外形
牛头刨床(Horizontal Shaper)
切削用量三要素
切削速度v、进给量 f、切削深度ap称为切削用量三要素
顺铣
Up milling (conventional milling)
逆铣
刀具的切入、切出过程
+ Roll on entry + Reduce feed on entry
Thick chip on exit of cut until cutter is fully engaged
Comparison of wear dependent upon entry method
切削速度vc是刀刃上选定点相对于工件的主运动的速度
进给速度vf是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度
切削深度ap是工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离
车削
ap
dw
dm 2
vc dn
进给速度、进给量和每齿进给量
Байду номын сангаас
切削层参数
切削方式
自由切削与非自由切削 自由切削：只有一条直 线切削刃参与切削工作 非自由切削：如右图
轨迹法：如右图 成形法：成形刀具 相切法：铣 范成法：刀具与工件作范成运动，
如刀刃1通过范成法包络形成渐 开线齿形2，如下图
加工表面
切削过程中存在三个 加工表面，
待加工表面 切削表面 已加工表面
vc dn
切削运动定义
各种切削加工中的成形运动，按照他们在切削加工中的作用，分为主 运动和进给运动，这两个运动的向量和称为合成切削运动