1、 第第2 2章章 金属切削的基本知识金属切削的基本知识 2.1 2.1 切削运动与切削用量切削运动与切削用量12.2 2.2 刀具切削部分的基本定义刀具切削部分的基本定义 22.3 2.3 切削方式切削方式32.1 2.1 切削运动与切削用量切削运动与切削用量车削外圆时的切削运动和加工表面示意图。车削外圆时的切削运动和加工表面示意图。2.1.1 2.1.1 切削运动切削运动 在机床上切削工件，工在机床上切削工件，工件与刀具之间要有相对运动，件与刀具之间要有相对运动，这个相对运动称为切削运动。这个相对运动称为切削运动。外圆的母线沿直导线运动时外圆的母线沿直导线运动时就形成了工件上的外圆表面，就形
2、成了工件上的外圆表面，故工件的旋转运动和车刀的故工件的旋转运动和车刀的纵向直线运动就是车削外圆纵向直线运动就是车削外圆时的切削运动。时的切削运动。1.1.主运动主运动主运动是使工件与刀具产主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的生相对运动以进行切削的最基本运动。主运动的速最基本运动。主运动的速度最高，所消耗的功率也度最高，所消耗的功率也最大。换句话说，主运动最大。换句话说，主运动就是从工件上切除金属所就是从工件上切除金属所必须的运动。在切削运动必须的运动。在切削运动中，主运动只有一个。中，主运动只有一个。切削运动切削运动2.2.钨钼系高速钢钨钼系高速钢 进给运动是不断地把被进给运动是不断地
3、把被切削层投入切削，以逐切削层投入切削，以逐渐切削出整个表面的运渐切削出整个表面的运动。进给运动一般速度动。进给运动一般速度较低，消耗的功率较少，较低，消耗的功率较少，可由一个或多个运动组可由一个或多个运动组成，可以是连续的，也成，可以是连续的，也可以是间断的。可以是间断的。切削运动简图切削运动简图主运动；主运动；进给运动进给运动2.1.2 2.1.2 切削用量切削用量 切削用量是切削速度、进给量切削用量是切削速度、进给量 (或进给速度或进给速度)和背吃刀量三和背吃刀量三者的总称，这三者可称为切削用量三要素。者的总称，这三者可称为切削用量三要素。待加工表面是指即将切待加工表面是指即将切去的表面
4、。去的表面。已加工表面是指切削已加工表面是指切削后得到的表面。后得到的表面。过渡表面是指正在被过渡表面是指正在被切削的表面。切削的表面。待加工表待加工表面面 已加工表已加工表面面 过渡表面过渡表面 2.2.切削用量三要素切削用量三要素2 2）进给量进给量 1 1）切削速度切削速度 3 3）背吃刀量背吃刀量wc1000 60d nv fvwmp2dda切削用量三要素切削用量三要素2.2 2.2 刀具切削部分的基本定义刀具切削部分的基本定义 1.1.刀面刀面刀面包括前面和后面。刀面包括前面和后面。1 1）前面）前面2 2）后面）后面2.2.切削刃切削刃切削刃是指前刀面上切削刃是指前刀面上直接进行切
5、削的边锋。直接进行切削的边锋。1 1）主切削刃主切削刃 S S2 2）副切削刃副切削刃 SSAAA典型外圆车刀切削部分的组成典型外圆车刀切削部分的组成2.2.1 2.2.1 刀具切削部分的构成要素刀具切削部分的构成要素（a a）切削刃交点）切削刃交点 （b b）圆弧刀尖）圆弧刀尖 （c c）倒棱刀尖）倒棱刀尖刀尖的类型刀尖的类型3.3.刀尖刀尖 刀尖刀尖是指主切削刃与副切削刃的交点或主切削刃与副切削刃是指主切削刃与副切削刃的交点或主切削刃与副切削刃间的过渡弧（也称过渡刃）。间的过渡弧（也称过渡刃）。要确定刀面和切削刃的空间位置，可用刀具的几何角度要确定刀面和切削刃的空间位置，可用刀具的几何角度
6、来表示，而要定义刀具的几何角度则需参照平面，由这些参来表示，而要定义刀具的几何角度则需参照平面，由这些参照平面组成的平面系称为照平面组成的平面系称为参考系参考系。静态参考系静态参考系是定义刀具标注角度的参考系。是定义刀具标注角度的参考系。动态参考系动态参考系可用来确定刀具在运动中角度的基准，是定义刀可用来确定刀具在运动中角度的基准，是定义刀具工作角度的参考系。具工作角度的参考系。2.2.2 2.2.2 刀具角度参考系刀具角度参考系1.1.基面基面 通过切削刃上某选定点，与假定的主运动通过切削刃上某选定点，与假定的主运动方向垂直的平面称为基面，用符号方向垂直的平面称为基面，用符号P Pr r表示
7、。表示。2.2.切削平面切削平面 通过切削刃上某选定点，包含主切削刃或通过切削刃上某选定点，包含主切削刃或与主切削刃相切并垂直于基面与主切削刃相切并垂直于基面P Pr r的平面称的平面称为切削平面，用符号为切削平面，用符号P Ps s表示。表示。3.3.正交平面正交平面 通过切削刃上某选定点，同时垂直于基面通过切削刃上某选定点，同时垂直于基面P Pr r与切削平面与切削平面P Ps s的平面称为正交平面，用的平面称为正交平面，用符号符号P Po o表示。表示。车刀正交平面参考系车刀正交平面参考系1.1.前角前角2.2.后角后角3.3.主偏角主偏角4.4.副偏角副偏角5.5.刃倾角刃倾角6.6.
8、副后角副后角 7.7.楔角楔角 8.8.刀尖角刀尖角 基本角度基本角度 派生角度派生角度 车到的标注角度车到的标注角度2.2.3 2.2.3 刀具的标注角度刀具的标注角度noscotcotcos法后角和后角：法后角和后角：法前角与前角：法前角与前角：法平面与正交平面内前、后角的关系法平面与正交平面内前、后角的关系2.2.4 2.2.4 刀具角度的换算刀具角度的换算1.1.法平面与正交平面内前、后角的关系法平面与正交平面内前、后角的关系任意平面与正交平面内前、后角的关系任意平面与正交平面内前、后角的关系2.2.任意平面与正交平面内前、后角的关系任意平面与正交平面内前、后角的关系iososoisi
9、tantantantantantansintancosBCBD DCEFDCABABABAEDFABAEDFABAB（1 1）当）当 时，任意剖面时，任意剖面 到了切削平面到了切削平面 的位置，此时的位置，此时 则则 （2 2）当）当 时，可得背向平面时，可得背向平面 内的前角内的前角 ，即即（3 3）当）当 时，可得假定进给平面时，可得假定进给平面 内的前角内的前角 ，即即同理，可求出任意剖面同理，可求出任意剖面 内的后角内的后角 与正交平面内后角与正交平面内后角 的关系式为的关系式为 （4 4）当）当 时，可得背向平面时，可得背向平面 内的后角内的后角 ，即，即（5 5）当）当 时，可得假
10、定进给平面时，可得假定进给平面 内的后角内的后角 ，即，即z z0iiPsPistantanisir90pppporsrtantancostansinir180fpfforsrtantansintancosipioioisicotcotsintancosir90porsrcotcotcostansinir180forsrcotcotsintancosfpfppp1.1.刀具工作角度的含义刀具工作角度的含义 刀具刀具工作角度工作角度是刀具在工作时的实际切削角度：是刀具在工作时的实际切削角度：即在考虑刀具的具体安装情况和运动影响的条件下而确定的刀具角度。即在考虑刀具的具体安装情况和运动影响的条件下
11、而确定的刀具角度。2.2.刀具工作参考系刀具工作参考系刀具工作参考系包括刀具工作参考系包括正交平面参考系正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考、法平面参考系和假定工作平面参考系。系。1 1）工作基面工作基面 用符号用符号 PrePre表示。表示。2 2）工作切削平面工作切削平面 用符号用符号PsePse表示。表示。3 3）工作正交平面工作正交平面用符号用符号ProPro表示。表示。2.2.5 2.2.5 刀具的工作角度刀具的工作角度3.3.进给量对刀具工作角度的影响进给量对刀具工作角度的影响当考虑横向进给运动后，切削刃上选当考虑横向进给运动后，切削刃上选定点相对于工件的运动轨迹，是主运
12、定点相对于工件的运动轨迹，是主运动和横向进给运动的合成运动轨迹，动和横向进给运动的合成运动轨迹，为阿基米德螺旋线，如图所示。为阿基米德螺旋线，如图所示。其合成运动方向为过切削刃上选定点其合成运动方向为过切削刃上选定点的阿基米德螺旋线的切线方向。结果的阿基米德螺旋线的切线方向。结果引起了切断刀的角度变化，其值为引起了切断刀的角度变化，其值为 eedfvvtancf横向进给运动对工作角度的影响横向进给运动对工作角度的影响4.4.刀具安装位置对其工作角度的影响刀具安装位置对其工作角度的影响1 1）刀具安装高低的影响）刀具安装高低的影响刀具工作角度与刀具的标注角度的换算关系刀具工作角度与刀具的标注角度
13、的换算关系 ooeooedh2tan 刀具安装高低的影响刀具安装高低的影响2 2）刀杆轴线与进给运动方向不垂直的影响）刀杆轴线与进给运动方向不垂直的影响 刀杆轴线与进给运动方向不垂直的影响刀杆轴线与进给运动方向不垂直的影响2.3 2.3 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式1.切削层公称横截面积切削层公称横截面积 2.切削层公称宽度切削层公称宽度 3.切削层公称厚度切削层公称厚度 DADbDhpDrsinabDrsinhffahbApDDD （2-21）切削层参数切削层参数2.3.1 2.3.1 切削层参数切削层参数直角切削和斜角切削直角切削和斜角切削2.3.2 2.3.2 切削方式切削方
14、式1.1.直角切削和斜角切削直角切削和斜角切削2.2.自由切削和非自由切削自由切削和非自由切削 自由切削是指只有一条直线切削刃参与的切削方式。其自由切削是指只有一条直线切削刃参与的切削方式。其特点是切削刃上各点切屑流出方向一致，且金属变形在二维特点是切削刃上各点切屑流出方向一致，且金属变形在二维平面内。反之，若刀具上的切削刃为曲线或折线，或有几条平面内。反之，若刀具上的切削刃为曲线或折线，或有几条切削刃（包括主切削刃和副切削刃）同时参加切削，并同时切削刃（包括主切削刃和副切削刃）同时参加切削，并同时完成整个切削过程，这种切削称为非自由切削。它的主要特完成整个切削过程，这种切削称为非自由切削。它的主要特征是各切削刃交会处切下的金属互相影响和干涉，金属变形征是各切削刃交会处切下的金属互相影响和干涉，金属变形更为复杂，且发生在三维空间内。例如，外圆车刀切削时除更为复杂，且发生在三维空间内。例如，外圆车刀切削时除主切削刃外，还有副切削刃同时参加切削，所以它属于非自主切削刃外，还有副切削刃同时参加切削，所以它属于非自由切削方式。由切削方式。
