金属切削原理基本定义.pptx

一、切削运动第一节 切削运动与切削用量 切削运动 直接完成切除加工余量任务，形成所需零件表面的运动，称为切削运动。包括主运动和进给运动。(1)主运动。使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动。速度高和消耗功率大，主运动通常只有一个。(2)进给运动。使主运动能够继续切除工件上多余的金属，以便形成工件表面所需的运动。进给运动一般有一个，也可多于一个，且速度和消耗功率较小。进给运动 主运动 过渡表面 已加工表面 待加工表面 ve v vf 主运动 进给运动 已加工表面 过渡表面 待加工表面 vf v(a)车外圆 (d)刨平面 第2页/共28页第1页/共28页实际的切削运动是一个合成运动。实际的切削运动是一个合成运动。(矢量和矢量和)第3页/共28页第2页/共28页切削加工中，随着切削层(加工余量)不断被刀具切除，工件上有3个处于变动中的表面。(1)待加工表面。工件上即将被切除的表面。(2)已加工表面。工件上经刀具切削后产生的新表面。(3)过渡表面。工件上由切削刃正在切削着的表面，位于待加工表面和已加工表面之间，也称作加工表面或切削表面。需注意：在切削加工过程中，三个表面始终处于不断的变动之中。二、工件上的加工表面第4页/共28页第3页/共28页三、切削用量切削三要素切削三要素切削速度切削速度进给量进给量背吃刀量背吃刀量指在主运动一个循环内，刀指在主运动一个循环内，刀具与工件在进给方向上的相具与工件在进给方向上的相对位移量对位移量指刀具相对于工件主运动的指刀具相对于工件主运动的瞬时速度瞬时速度待加工表面到已加工表面间的垂直距离第5页/共28页第4页/共28页不同切削不同切削工艺的进工艺的进给量和被给量和被吃刀量吃刀量第6页/共28页第5页/共28页第二节 刀具的几何参数一、一、刀具切削部分的刀具切削部分的表面与刀刃表面与刀刃 车刀由三个刀面，两条切削刃和一个车刀由三个刀面，两条切削刃和一个刀尖组成。刀尖组成。（1）前刀面前刀面：刀具上切屑流过的表面。：刀具上切屑流过的表面。（2）后刀面后刀面：刀具上与过渡表面相对的：刀具上与过渡表面相对的是是主主后刀面。与已加工表面相对的是后刀面。与已加工表面相对的是副副后后刀面。刀面。（3）切削刃切削刃：前刀面与主后刀面相交形：前刀面与主后刀面相交形成的交线称为成的交线称为主主切削刃，它完成主要的切切削刃，它完成主要的切削工作。削工作。前刀面与副后刀面相交形前刀面与副后刀面相交形成的是成的是副副切削刃，它完成部分的切削工作，切削刃，它完成部分的切削工作，并最终形成己加工表面。并最终形成己加工表面。（4）（过渡刃）（过渡刃）刀尖刀尖：主、副切削刃的：主、副切削刃的连接部位。连接部位。刀尖并非绝对尖锐。刀尖并非绝对尖锐。第7页/共28页第6页/共28页（2）刀具角度参考系）刀具角度参考系刀具静止参考系刀具静止参考系：用于定义刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参：用于定义刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系，称为刀具静止参考系。考系，称为刀具静止参考系。基面基面：过切削刃选定点，垂直于该点合成切削运动向量的平面：过切削刃选定点，垂直于该点合成切削运动向量的平面，Pr；切削平面切削平面：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面，：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面，主切削平面（主切削平面（Ps），副切削平面），副切削平面(Ps)；该点的切削速度矢量在该平面内该点的切削速度矢量在该平面内。正交平面正交平面：过切削刃选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面：过切削刃选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面（Po）；）；假定工作平面假定工作平面：过切削刃选定点，垂直于基面并平行于假定进给运动：过切削刃选定点，垂直于基面并平行于假定进给运动方向的平面（方向的平面（Pf）。）。第8页/共28页第7页/共28页 法平面法平面Pn：过切削刃上选定点，并垂直于主切削刃或其切线的平面。过切削刃上选定点，并垂直于主切削刃或其切线的平面。假定工作平面假定工作平面Pf：过切削刃上选定点，并垂直于刀杆轴线及基面的平面。过切削刃上选定点，并垂直于刀杆轴线及基面的平面。背平面背平面Pp：过切削刃上选定点，平行于刀杆轴线并垂直于基面的平面。过切削刃上选定点，平行于刀杆轴线并垂直于基面的平面。第9页/共28页第8页/共28页(a)正交平面与法平面参考系 (b)假定工作平面、背平面参考系刀具静止参考系第10页/共28页第9页/共28页三、刀具标注角度参考系1.正交平面参考系（pr-ps-po）（图1-5）图图1-5 正交平面系及其角度正交平面系及其角度 第11页/共28页第10页/共28页2.法平面参考系（pr-ps-pn）（图1-6）图图1-6 法平面系及其角度法平面系及其角度 第12页/共28页第11页/共28页3.假定工作（进给）平面、背（切深）平面参考系（pr-（ps）-pf-pp）（图1-7）图图1-7 1-7 假定工作假定工作(进给进给)平面、背平面、背(切深切深)平面参考系及其角度平面参考系及其角度 第13页/共28页第12页/共28页四、四、刀具的标注角度刀具的标注角度刀具标注角度时三个假设：刀具标注角度时三个假设：1）不考虑进给运动的影响；）不考虑进给运动的影响；2）假定主切削刃选定点安）假定主切削刃选定点安装于工件中心高度上；装于工件中心高度上；3）刀杆中心线垂直于进给方向。）刀杆中心线垂直于进给方向。主偏角主偏角 Kr：在基面：在基面Pr上，主切上，主切削刃的投影与进给方向（假定削刃的投影与进给方向（假定工作平面）的夹角。工作平面）的夹角。副偏角副偏角Kr ：在基面：在基面Pr上，上，副切削刃的投影与进给（反）副切削刃的投影与进给（反）方向的夹角。方向的夹角。前角前角0：在主切削刃上选定点：在主切削刃上选定点的正交平面的正交平面Po内，前刀面与基内，前刀面与基面之间的夹角。面之间的夹角。后角后角0：在与前角所在的同一：在与前角所在的同一正交平面正交平面P0内，后刀面与切削内，后刀面与切削平面之间的夹角。平面之间的夹角。副后角副后角0：在副正交平面：在副正交平面P0 内，副后刀面与副切削平面内，副后刀面与副切削平面之间的夹角。之间的夹角。刃倾角刃倾角s：在切削平面：在切削平面Ps内，内，主切削刃与基面主切削刃与基面Pr的夹角。的夹角。PrPr第14页/共28页第13页/共28页PrPr楔角楔角 ：在正交平面：在正交平面P0内，内，前刀面与后刀面的夹角。前刀面与后刀面的夹角。刀尖角刀尖角 ：在：在基面基面Pr上，上，主切削刃和副切削刃的投主切削刃和副切削刃的投影之间的夹角。影之间的夹角。余偏角余偏角 ：在在基面基面Pr上，上，主切削刃的投影和进给方主切削刃的投影和进给方向垂线之间的夹角。向垂线之间的夹角。第15页/共28页第14页/共28页第16页/共28页第15页/共28页注意：车外注意：车外圆与车端面圆与车端面主、副偏角主、副偏角的变化的变化第17页/共28页第16页/共28页五、刀具的工作角度五、刀具的工作角度1 1、进给运动对刀具工作角度的影响、进给运动对刀具工作角度的影响（1）横向进给运动的影响）横向进给运动的影响 oe=o oe=o tanf/d第18页/共28页第17页/共28页 结论：在横进给车削中，当进给量一定时，随着切削刃不断趋近工件中心(即不断减小)，其工作前角不断增大，工作后角不断减小。当刀尖接近工件中心时，工作后角迅速减小，最容易因后面和工件过渡表面剧烈摩擦而崩刃，应当引起充分重视。以横进给为主工作的刀具(如切断刀、车槽刀和径向成形车刀等)，应当适当加大标注后角。第19页/共28页第18页/共28页（2）纵向进给运动的影响）纵向进给运动的影响车右螺纹时左侧刃车右螺纹时左侧刃 fe=ff fe=ff tanff/dw第20页/共28页第19页/共28页结论:纵向车削时，主切削刃的工作前角比标注前角增大，工作后角比标注后角减小(副切削刃情况刚好相反)。在纵车外圆时，由于工件进给量相对于直径很小，故因纵向进给运动而引起的刀具角度变化也很小，可忽略不计；在车螺纹(尤其是车多头螺纹)时，由于工件直径相对于进给量较大，纵向进给运动对刀具角度的影响就不容忽视，应该适当加大主切削刃后角和副切削刃前角，或者采用斜刀垫使刀具后面偏离工件过渡表面。第21页/共28页第20页/共28页粗车外圆时，粗车外圆时，使刀尖略高于使刀尖略高于零件轴线，以零件轴线，以增大前角，减增大前角，减小切削力；小切削力；精精车外圆时，车外圆时，使使刀尖略低于零刀尖略低于零件轴线，以增件轴线，以增大后角，减少大后角，减少后刀面的磨损；后刀面的磨损；车成形面时，车成形面时，切削刃应与零切削刃应与零件轴线等高，件轴线等高，以免产生误差。以免产生误差。第22页/共28页第21页/共28页第四节 切削层参数和切削方式 切削层：在切削过程中，刀具的刀刃在一次走刀中从工件待加工表面切下的金属层称为切削层。切削层的形状和尺寸直接决定了刀具切削部分所承受的载荷大小及切屑的形状和尺寸，所以必须研究切削层界面的形状和参数。一、切削层参数第23页/共28页第22页/共28页 1切削厚度切削厚度hD垂直于切削刃的方向上度量的切削层截面的尺寸。垂直于切削刃的方向上度量的切削层截面的尺寸。2切削宽度切削宽度bD沿主切削刃方向度量的切削层截面的尺寸。沿主切削刃方向度量的切削层截面的尺寸。3切削面积切削面积AD给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的横截面积。给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的横截面积。切削层几何参数切削层几何参数第24页/共28页第23页/共28页第25页/共28页第24页/共28页1.自由切削和非自由切削自由切削：只有一个直线切削刃参加切削的情况称为自由切削。宽刃刨刀刨削工件的情况就属于自由切削。非自由切削：由非直线切削刃或多条直线切削刃同时参加切削的情况称为非自由切削。车外圆、铣键槽等属于非自由切削。特点：自由切削时，切削刃上各点的切屑流向大致相同，切屑变形简单；非自由切削时，切削刃上各点切屑流向互相干扰，切屑变形复杂。二、切削方式 第26页/共28页第25页/共28页2.直角切削和斜角切削直角切削：是指主切削刃与切削速度方向垂直的切削，这时主切削刃包含在基面内(刃倾角 0)，切屑流向与切削刃的法线方向相同。斜角切削：是指主切削刃与切削速度方向不垂直的切削，这时主切削刃不包含在基面内(刃倾角 0)，切屑流向偏离切削刃的法线方向。生产中的切削方式大都属于斜角切削，因为各种切削性质的刀具，绝大部分是采用刃倾角，如有刃倾角的外圆车刀、刨刀、镗刀、带螺旋角的圆柱平面铣刀、麻花钻、有螺旋槽的丝锥和铰刀等均属于这种形式。第27页/共28页第26页/共28页(a)直角切削 (b)斜角切削图1.12 宽刃刨刀刨削工件第28页/共28页第27页/共28页感谢您的观看。第28页/共28页