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金屬切削原理與刀具

切削運動與要素

第一節一、切削運動 刀具與工件間的相對運動稱為切削運動,即表面成形運動。切削運動可分解為主運動和進給運動。 1)主運動是切下切屑所需的最基本運動。在切削運動中,主運動的速度最高,消耗的功率最大。主運動只有一個,如車削時工件的旋轉運動、銑削時銑刀的旋轉運動。 2)進給運動是多餘材料不斷被投入切削,從而加工出完整表面所需的運動。進給運動可以有一個或幾個。例如車削時車刀的縱向和橫向運動,磨削外圓時工件的旋轉和工作臺帶動工件的縱向移動。

切削運動與要素

第一節 切削運動及其方向用切削運動的速度向量來表示。用車刀進行普通外圓車削時的切削運動,圖中主運動切削速度vc,進給速度vf和切削運動速度ve之間的關係為:v=圖2-1切削運動車切削表面

切削運動與要素

第一節二、切削三要素 在切削過程中,工件上通常存在著3個不斷變化的表面：已加工表面:工件上已切去切屑的表面待加工表面:工件上即將被切去切屑的表面加工表面(過渡表面):工件上正在被切削的表面

切削運動與要素

第一節 切削要素包括切削用量和切削層的幾何參數。 (1)切削用量切削用量是切削時各參數的合稱,包括切削速度、進給量和切削深度(背吃刀量)三個要素,它們是設計機床運動的依據。 1)切削速度v。在單位時間內,刀具和工件在主運動方向上的相對位移,單位為m/s。若主運動為旋轉運動,則計算公式為 dw——工件待加工表面或刀具的最大直徑(mm); n——工件或刀具每分鐘轉數(r/min)。若主運動為往復直線運動(如刨削),則常用其平均速度v作為切削速度,即 L——往復直線運動的行程長度(mm); nr——主運動每分鐘的往復次數(次/min)。

切削運動與要素

第一節 2)進給量f。在主運動每轉一轉或每一行程時(或單位時間內),刀具和工件之間在進給運動方向上的相對位移,單位是mm/r(用於車削、鏜削等)或mm/行程(用於刨削、磨削等)。進給量還可以用進給速度vf(單位是mm/s)或每齒進給量fz(用於銑刀、鉸刀等多刃刀具,單位為mm/齒)表示。 一般情況下 n——主運動的轉速(r/s) z——刀具齒數

切削運動與要素

第一節 3)背吃刀量(切削深度)ap。待加工表面與已加工表面之間的垂直距離(mm)。車削外圓時為dw、dm——待加工表面和已加工表面的直徑(mm)。

切削運動與要素

第一節 (2)切削層幾何參數切削層是指工件上正被切削刃切削的一層金屬,亦即相鄰兩個加工表面之間的一層金屬。以車削外圓為例,切削層是指工件每轉一轉,刀具從工件上切下的那一層金屬。 1)切削寬度aw。沿主切削刃方向度量的切削層尺寸(mm)。車外圓時,有3)切削面積Ac。切削層垂直於切削速度截面內的面積(mm2)。車外圓時,有

刀具的結構第二節一、刀具的角度1.刀具切削部分的組成前面(前刀面)主後面(主後刀面)副後面(副後刀面)主切削刃副切削刃刀尖圖2-2車刀的組成

刀具的結構第二節2.刀具角度的參考平面 刀具要從工件上切下金屬,必須具有一定的切削角度,也正是由於切削角度才決定了刀具切削部分各表面的空間位置。要確定和測量刀具角度,必須引入三個相互垂直的參考平面。切削平面基面正交平面 切削平面、基面和正交平面共同組成標注刀具角度的正交平面參考系,常用的標注刀具角度的參考系還有法平面參考系、背平面和假定工作平面參考系。圖2-3確定車刀角度的參考平面

刀具的結構第二節3.刀具的標注角度 刀具的標注角度是製造和刃磨刀具所必需的、並在刀具設計圖上予以標注的角度。刀具的標注角度主要有五個,表示了五個角度的定義。前角γo後角αo主偏角κr副偏角κr刃傾角λs圖2-4車刀的主要角度圖2-5刃傾角的符號

刀具的結構第二節4.刀具的工作角度(1)刀具安裝位置對工作角度的影響 以車刀車外圓為例,若不考慮進給運動,當刀尖安裝高於或低於工件軸線時,刀具的工作前角γoe和工作後角αoe。當車刀刀杆的縱向軸線與進給方向不垂直時,刀具的工作主偏角κre和工作副偏角κ‘re。圖2-6車刀安裝高度對工作角度的影響圖2-7車刀安裝偏斜對工作角度的影響（θ為切削時刀杆縱向軸線的偏轉角）

刀具的結構第二節(2)進給運動對工作角度的影響 車削時由於進給運動的存在,使車外圓及車螺紋的加工表面實際上是一個螺旋面;車端面或切斷時,加工表面是阿基米德螺旋面。 因此,實際的切削平面和基面都要偏轉一個附加的螺紋升角μ,使車刀的工作前角γoe增大,工作後角αoe減小。 圖2-8縱向進給運動對工作角度的影響圖2-9橫向進給運動對工作角度的影響

刀具的結構第二節二、刀具的種類1.刀具的分類按加工方式和具體用途,可分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪