切削原理 ppt课件
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金属切削原理与刀具PPT
• 刀具工作参考系（动态参考系）：是确定刀具在 切削运动中有效工作角度的基准。考虑了进给运 动及安装情况的影响。
一、刀具切削角度的坐标平面
二、刀具标注角度的坐标
• 为了便于刀具设计者在设计刀具时的标 注，有一些理想状态的假定：
• 1）装刀时，刀尖恰在工件的中心线上； • 2）刀杆中心线垂直工件轴线； • 3）没有进给运动； • 4）工件已加工表面的形状是圆柱表面。
Vf=f·n (mm/s)
– f— 车刀每转进给量（mm/r)
– n— 工件转速（r/s)
主运动和进给运动的合成
• 和成切削运动 ： 是由主运动和进给运动合成 的运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时 合成运动方向称合成切削运动方向，其速度称 合成切削速度
ve v v f
1.2 刀具切削部分组成要素
• 当刀尖没有圆弧半径 r 残留面积有直线构成其 高 Rmax 为：
Rm a x
ctgkr
f
ctgkr
残留面积及其高度
• 实际上 r 必不可少，当f较小，残留面积纯 粹由两段圆弧构成，即不含有副切削刃的直 线部分时残留面积高度 Rmax 为
Rmax r
r2
f 2
2
因 Rmax << r
• ①当刀尖安装得高于或低于工件轴线时， 刀具的工作前角和工作后角的变化情况：
• ②当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂 直时，刀具的工作主偏角和工作副偏角的 变化情况：
• b)进给运动对工作角度的影响： • c)非圆柱表面的工件形状的影响：
刀尖安装得高于或低于工件轴线时的工作角度
• 当刀尖高于工件轴线时： • 工作前角变大，工作后角减小。
磨时所c需tg的p角 c度tg坐0标• c系os和kr 设 tg计s时• s的in角kr 度坐标系 不同，c刃tg磨f 时 c应tg进0行• s坐in k标r 系tg间s的• c角os度kr 换算。
一、刀具切削角度的坐标平面
二、刀具标注角度的坐标
• 为了便于刀具设计者在设计刀具时的标 注，有一些理想状态的假定：
• 1）装刀时，刀尖恰在工件的中心线上； • 2）刀杆中心线垂直工件轴线； • 3）没有进给运动； • 4）工件已加工表面的形状是圆柱表面。
Vf=f·n (mm/s)
– f— 车刀每转进给量（mm/r)
– n— 工件转速（r/s)
主运动和进给运动的合成
• 和成切削运动 ： 是由主运动和进给运动合成 的运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时 合成运动方向称合成切削运动方向，其速度称 合成切削速度
ve v v f
1.2 刀具切削部分组成要素
• 当刀尖没有圆弧半径 r 残留面积有直线构成其 高 Rmax 为：
Rm a x
ctgkr
f
ctgkr
残留面积及其高度
• 实际上 r 必不可少，当f较小，残留面积纯 粹由两段圆弧构成，即不含有副切削刃的直 线部分时残留面积高度 Rmax 为
Rmax r
r2
f 2
2
因 Rmax << r
• ①当刀尖安装得高于或低于工件轴线时， 刀具的工作前角和工作后角的变化情况：
• ②当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂 直时，刀具的工作主偏角和工作副偏角的 变化情况：
• b)进给运动对工作角度的影响： • c)非圆柱表面的工件形状的影响：
刀尖安装得高于或低于工件轴线时的工作角度
• 当刀尖高于工件轴线时： • 工作前角变大，工作后角减小。
磨时所c需tg的p角 c度tg坐0标• c系os和kr 设 tg计s时• s的in角kr 度坐标系 不同，c刃tg磨f 时 c应tg进0行• s坐in k标r 系tg间s的• c角os度kr 换算。
切削原理-第二章23PPT课件
.
6
2.2.4 影响切削力因素
切削力F 切削力/ N
刀具几何角度影响
◆ 前角γ0 ↑，若后角不变刀具易切削，切削变形小，F↓； 此外，前角γ0 ↑，剪切角φ ↑，切削变形小，F↓；
◆ 主偏角κr ↑hD ↑切削变形小，F↓，对吃刀抗力和进给抗力影响显著（ κr ↑——
Fp↓，Ff↑）,当κr 60°~90°时，刀尖圆弧半径rε在切削刃占切削宽度的比例↑，切屑流出时 挤压↑F↑，κr =75°广泛应用
KFc , KFp , KFf —— 考虑切削速度、刀具几何参数、
刀具磨损等因素影响的修正系. 数。
2
单位切削力
切除单位切削层面积的主切削力（令修正系数KFc =1）
pF c C F cap xF c fyF c
A D
apf
K F c
a C pF cfa 1 p xy F F cc
（3-7）
切削功率
◆ 刀尖圆弧半径 rε，rε ↑ 弧部长度增大变形增大F↑.对主切削力影响 不大，对吃刀抗力和进给抗力影响显著（ rε ↑ —— Fp↑，Ff↓） ； 因为rε ↑ 切削刃上各点κr 平均值↓ Fp↑，Ff↓
其他因素影响
◆ 刀具材料：与工件材料之间的亲和性和摩擦系数影响 其间的摩擦，而影响切削力 ；
.
9
2.3切削热
切削热来源
★ 切削功和摩擦功：切削过程切削层金属弹塑形变形和切屑与前刀面摩擦及工 件与后刀面摩擦所消耗功，绝大部分转变为切削热
qPc Fcvc
★ 主要来源
QA=QD+QFF+QFR （3-12）
式中，QD , QFF , QFR分别为切 削层变形、前刀面摩擦、后刀 面摩擦产生的热量
金属切削原理及刀具课件
刀具的磨损与破损
刀具磨损的形式与机理
刀具磨损的形式：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损
刀具磨损的机理：磨料磨损、热磨损、化学磨损、疲劳磨损
刀具磨损的影响因素：切削参数、切削材料、刀具材料、刀具结构
刀具磨损的预防措施：合理选择切削参数、选用合适的切削材料、选用高耐磨损的刀具材料、优 化刀具结构
刀具磨损的监测与控制
刀具磨损的监测方法：通过观察、测量和检验等方法对刀具磨损情况进行实时监测。
刀具磨损的控制策略：采用合理的切削参数、刀具材料和涂层技术等手段，有效控制刀具磨 损。
刀具磨损的预防措施：通过改进刀具设计、提高刀具制造质量和使用高性能刀具等方法，减 少刀具磨损的可能性。
刀具磨损的应对措施：一旦发现刀具磨损，应及时采取更换刀具、调整切削参数等措施，避 免影响加工质量和效率。
刀具的维护与保养 ：正确的使用和维 护刀具，可以延长 刀具的使用寿命， 提高加工效率。
刀具的几何参数与选择
刀具的几何参数：包括前角、后角、主偏角、副偏角等，这些参数对切削 力和切削热有重要影响。
刀具的选择：根据加工材料、加工要求、刀具材料和加工条件等因素选择 合适的刀具，以确保加工质量和效率。
刀具的刃磨：刃磨可以改变刀具的几何参数，从而调整切削力和切削热， 提高加工质量和效率。
刀具的基本知识
刀具的分类与用途
刀具的分类：根据刀具的结构可分为整体式、镶嵌式和特殊形式；根据刀具的使用范围可 分为车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
刀具的用途：刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。绝大多数的刀具是 机用的，但也有手用的，如刻刀、木工刨刀、木工铣刀等。
刀具的发展趋势：随着制造业的发展，刀具行业正朝着高效化、智能化、精细化方向发展。
《金属切削原理及刀具》图文课件-ppt-第4章
在强度和硬度相近的材料中，其塑性和韧性越高，切削变形系 数越大，因此，切削力越大。当切削脆性材料时，切削层的塑性变 形很小，摩擦小，加工硬化小，因此，产生的切削力也小。
2022年7月26日星期二
4.4.2 刀具几何参数的影响
1.前角的影响 在刀具几何参数各项中，前角对切削力的影响最大。前角越大，
切削层的变形越小，故切削力越小，但对于切削不同的材料，前角的 变化对切削力的影响并不相同。切削塑性金属时，前角变化1°，切 削力将改变1.5%左右，金属的塑性越大，改变的幅度越大。例如，当 切削45钢时，前角增加1°，切削力减小1%；当切削紫铜时，前角增 加1°，切削力减少2%～3%；当切削铅黄铜时，前角增加1°，切削力 减小0.4%。此外，前角减小，工件材料和切削条件对切削力的影响系 数减小，切削力减小，因此，随着前角增加，切削力较显著减小。
（4-11）
2022年7月26日星期二
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图解法
2.切削力的计算 实际生产中，常用指数公式来计算切削力，即：
F C a f v K xFc yFc zFc
c
Fc p
c
Fc
F C a f v K xFp yFp zFp
p
Fp p
c
Fp
F C a f v K xFf yFf zFf
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前角γo对切削分力的影响规律曲线
4.4.3 切削用量的影响
1.切削速度的影响
切削塑性金属时，切削速度vc对切削力的影响如同对切削变形影响
的规律，即是通过积屑瘤与摩擦的作用造成的，如图所示。
YT15外圆车刀车削45钢时的切削速度与切削力的关系曲线 2022年7月26日星期二
2022年7月26日星期二
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4.4.2 刀具几何参数的影响
1.前角的影响 在刀具几何参数各项中，前角对切削力的影响最大。前角越大，
切削层的变形越小，故切削力越小，但对于切削不同的材料，前角的 变化对切削力的影响并不相同。切削塑性金属时，前角变化1°，切 削力将改变1.5%左右，金属的塑性越大，改变的幅度越大。例如，当 切削45钢时，前角增加1°，切削力减小1%；当切削紫铜时，前角增 加1°，切削力减少2%～3%；当切削铅黄铜时，前角增加1°，切削力 减小0.4%。此外，前角减小，工件材料和切削条件对切削力的影响系 数减小，切削力减小，因此，随着前角增加，切削力较显著减小。
（4-11）
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图解法
2.切削力的计算 实际生产中，常用指数公式来计算切削力，即：
F C a f v K xFc yFc zFc
c
Fc p
c
Fc
F C a f v K xFp yFp zFp
p
Fp p
c
Fp
F C a f v K xFf yFf zFf
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前角γo对切削分力的影响规律曲线
4.4.3 切削用量的影响
1.切削速度的影响
切削塑性金属时，切削速度vc对切削力的影响如同对切削变形影响
的规律，即是通过积屑瘤与摩擦的作用造成的，如图所示。
YT15外圆车刀车削45钢时的切削速度与切削力的关系曲线 2022年7月26日星期二
2022年7月26日星期二
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
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
金属切削原理与刀具(课)课件
切削和高硬度材料加工。
立方氮化硼
具有极高的硬度，适用于加工 高硬度材料，如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分，其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分， 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果，在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分，要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节，通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件，可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向，避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中，刀具对工件施加压力，使工件产生变形和切屑，这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量，是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧， 工件表面质量下降，甚至引起刀具和 工件的变形，影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能，广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性， 常用于制造复杂刀具和大型刀
立方氮化硼
具有极高的硬度，适用于加工 高硬度材料，如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分，其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分， 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果，在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分，要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节，通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件，可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向，避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中，刀具对工件施加压力，使工件产生变形和切屑，这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量，是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧， 工件表面质量下降，甚至引起刀具和 工件的变形，影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能，广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性， 常用于制造复杂刀具和大型刀
金属切削原理PPT全套课件
实际上，除了由上述切削平面和基面组成的 参考平面系以外，还应该有一个平面作为标注和 测量刀具前，后刀面角度用的 “测量平面”。通 常根据刃磨和测量的需要与方便，可以选用不同 的平面作为测量平面。在刀刃上同一选定点测量 其角度时，如果测量平面选得不同，刀具角度的 大小也就不同。
测量平面和参考平面系就组成了所谓的刀具 标注角度参考系。目前各个国家由于选用的测量 平面不同，所以采用的刀具标注角度参考系也不 完全同意。现在以常用的外圆车刀为例，来说明 几种不同的刀具标注角度参考系。
三 切削用量
所谓切削用量是指切削速度，进给量和背吃 刀量三者的总称。它们分别定义如下：
１. 切削速度v 它是切削加工时，刀刃上选
定点相对于工件的主运动的速度．刀刃上各点的 切削速度可能是不同的。
当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直 径处的切削速度由下式确定：
式中 d——完成主运动的刀具或工件的最大直径 （mm）；
度参考平面的切削平面和基面定义如下：
１. 切削平面是通过刀刃上选定点，切于工 件过渡表面的平面。在切削平面内包含有刀刃在 该定点的切线，和由主运动与进给运动合成的切 削运动向量（简称合成切削运动向量）。
２. 基面是通过刀刃上选定点，垂直于该点 合成切削运动向量的平面。显然，刀刃上同一点 的基面和切削平面是相互垂直的。
在基本技能方面，应具有根据加工条件合理 选择刀具材料，刀具几何参数的能力；应具有根 据加工条件，和用资料，手册及公式，计算切削 力和切削功率的能力；应具有根据加工条件，从 最大生产率或最低加工成本出发，合理选择切削
用量的能力；应初步具有利用常用仪器设备进行 切削变形，切削力，切削温度，刀具磨损和砂轮 磨损等测试的技能，并具有对实验数据进行处理 和分析的能力。
金属切削原理及刀具.pptx
直接作用于被切削的金属层，并控制切屑沿其排出的刀
造 面。
要 素
根据前刀面与主、副切削刃相毗邻的情况分为：
主前刀面： 与主切削刃毗邻的称为主前刀面；
副前刀面： 与副切削刃毗邻的称为副前刀面。
(2)后刀面
后刀面分为主后刀面与副后刀面。
主后刀面：是指与工件上加工表面相互作用和相对着的
刀面；
副后刀面：是与工件上已加工表面相互作用和相对着的
系 这些夹角就是刀具切削部分的几何角度。
工作角度：把刀具同工件和切削运动联系起来确定的刀
具角度，即刀具在使用状态下(in use)的角度。
刀具标注角度参考系：任何一把刀具，在使用之前，总
可以知道它将要安装在什么机床上，将有怎样的切削运动，
因此也可以预先给出假定的工作条件，并以此确定刀具标
注角度参考系（所谓的“静止参考系” ）。
刀具标注角度参考系。
考 图中同时也表示了一
系 个由Pn-Pr- Ps 组成
的法剖面参考系。在
实际使用时一般是分
别使用某一个参考系。
第16页/共66页
刀 具 标
(5)进给剖面 Pf 和背平面Pp及 其组成的进给、背平面参考系
注 角 度 的
进给剖面Pf是通过切削刃选定 点，平行于进给运动方向并垂直 于基面Pr的平面。通常，它也平
定 义
下图所示三把刀具的标注角度完全相同，但由于合成切 削运动方向不同，后刀面与加工表面之间的接触和摩擦的
实际情形有很大的不同：
(a)
第18页(b/)共66页
(c)
刀 具
图(a)，刀具后刀面同工件已加工表面之间有适宜的
工 作 角
间隙，切削情况正常； 图(b)，刀具的背棱顶在已加工表面上，切削刃无法
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13
(2)进给量
进给量是指单位时间内刀具和工件在
进给运动方向上相对位移。
当主运动是回转运动时，进给量
指工件或刀具每回转一周，两者沿进
给方向的相对位移量，单位为mm/r；
当主运动是直线运动时，进给量
指刀具或工件每往复直线运动一次，
两者沿进给方向的相对位移量，单位
为mm/str或mm/单行程；
对于多齿的旋转刀具(如铣
度，VC =πdwn/1000
主运动为往复直线运动 （刨削、插削）， VC为 平均速度，VC =2Lnr/ 1000
12
(2)进给量 f: 指工件或刀具每回转一周时,两者 沿进给运动方向上的相对位移
单位: mm/r
v f = fn / 60 = nfz Z / 60 v f 进给速度(mm / s或mm/min); n 刀具每分钟转数（r/min)； Z 刀具的齿数； f z 每齿进给量（mm/z)
4
切削加工：使用切削工具(包括刀具、磨具和磨 料)，在工具和工件的相对运动中，把工件上多 余的材料层切除，使工件获得规定的几何参数 (尺寸、形状、位置)和表面质量的加工方法。
切削加工的重要性：切削加工能获得较高的精度 和表面质量，对被加工材料、工件几何形状及生 产批量具有广泛的适应性，在机械制造业中占有 十分重要的地位。
5
(一)切削运动
1.零件表面的形成
6
（1）主运动
由机床或人力提供的刀具与 工件之间主要的相对运动, 它使刀具切削刃及其邻近的 刀具表面切入工件材料，使 被切削层转变为切屑, 从而 形成工件的新表面。 在切削运动中，主运动 (primary motion)速度最高、 耗功最大。 主运动只有一个。
7
刀、切齿刀)，常用每齿进给量 fz，
单位为mm/z或mm/齿。它与进给量f的
关系为f=zfz
进给速度为
vf=fn=zfzn
14
(3)切削深度ap :指待加工表面与已加工表面 的垂直距离（单位mm）。
车外圆时：ap
=
dw
2
dm
钻孔是：a p
=
dm 2
dm 已加工表面的直m径m（。 )
vc、f、ap —称为切削用量三要素。 15
4.刀具的几何参数
(1)切削刀具结构
由工作部分和非工作部分构成。
车刀(turning tools)的工作部分比较简单， 只由切削部分构成，非工作部分就是车刀 的柄部(或刀杆)。
不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部 分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变 而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参 数。
知识点 切削运动 切削形成的加工表面 切削用量 刀具的几何角度 切削力与热等
认识切削运动、加工表面、切削用量等相关概念 认识刀具的几何角度
3
金属切削加工就是在机床上利用切削工具 从工件上切除多余金属，使之成为具有一定几 何形状、尺寸精度和表面质量的加工方法。在 切削加工过程中，除了要有一定切削性能的切 削刀具外，还要有机床提供工件与切削刀具间 所必需的相对运动，而且这种相对运动还要与 工件各种表面的形成规律和几何特征相适应。 本课题主要学习切削运动和切削用量、刀具的 组成及其几何参数、车刀的工作角度等内容。
16
车刀切削部分的组成
（三面二刃一刀尖 ） 车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副 后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。 (1) 前刀面 刀具上切屑流过的表面。 (2) 主后刀面 刀具上与工件上的加工表面相 对着并且相互作用的表面，称为主后刀面。 (3) 副后刀面 刀具上与工件上的已加工表面 相对着并且相互作用的表面，称为副后刀面。 (4) 主切削刃 刀具的前刀面与主后刀面的交 线称为主切削刃。 (5) 副切削刃 刀具的前刀面与副后刀面的交 线称为副切削刃。 (6) 刀尖 主切削刃与副切削刃的交点称为刀 尖。刀尖实际是一小段曲线或直线，称修圆 刀尖和倒角刀尖。
（2） 进给运动 （3）合成切削运动
刀具与工件之间附加 的相对运动, 它配合主运动 依次地或连续不断地切除 切屑, 从而形成具有所需几 何特性的已加工表面。
进给运动
(feed movement)可由刀
具完成(如车削)，也可由工 件完成(如铣削)，可以是间 歇的（如刨削）, 也可以是 连续的（如车削）。 进给运动可以是1个或多个
车削等回转运动：vc
=
d w np
1000× 60
(m /
s)
或vc
=
d w np
1000
(m /
min)
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切削用量
(1)切削速度
切削用量三要素 切削速度Vc 进给量Vf 背吃刀量ap。
切削速度 是单位时间内 刀具和工件在主运动方向 上的相对位移。 主运动为旋转运动（车削、 铣削）， VC为最大线速
切削原理
机床
金
属
切 削
刀具
加
工
工
艺 系
工件
统
《金属切削机床》
《金属切削 原理与刀具》
《机械制造工艺》
刀具角度及合理角度的选择 刀具材料 刀具磨损、破损与使用寿命 各种切削刀具
金属切削变形 切削力 切削热和切削温度 切削液
工件材料的切削加工性 已加工表面质量 磨削2Fra bibliotek切削原理
金属切削的基本定义的认识
18
三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。
19
车刀的主要几何角度 1）前角(γ0 ) 前角是在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。前 角的正负方向按图示规定表示，即刀具前刀面在基面之下时为正前角，刀具
前刀面在基面之上时为负前角。前角一般在-5°～ 25°之间选取。
科普一下—— 刃磨车刀时绝对不要戴手套或裹 毛巾等，如果你不想残废的话！
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测量车刀切削角度的辅助平面
为了确定和测量车刀的几何角度，需要选取三个辅助平面作为基准， 这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面，如图所示。
1）切削平面——切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。 2）基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面。 3）正交平面——垂直于切削平面又垂直于基面的平面。 可见这三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。
主运动和进给运动 合成的运动称为合 成切削运动。
8
各种切削加工的切削运动
9
二: 车削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面
待加工表面 过渡表面 已加工表面
进给 运动
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三、切削用量三要素
切削用量是指： vc 、f、ap
(1)切削速度vc:指在单位时间内工件和刀具沿主 运动方向的位移
单位: m/s 或 m/min
(2)进给量
进给量是指单位时间内刀具和工件在
进给运动方向上相对位移。
当主运动是回转运动时，进给量
指工件或刀具每回转一周，两者沿进
给方向的相对位移量，单位为mm/r；
当主运动是直线运动时，进给量
指刀具或工件每往复直线运动一次，
两者沿进给方向的相对位移量，单位
为mm/str或mm/单行程；
对于多齿的旋转刀具(如铣
度，VC =πdwn/1000
主运动为往复直线运动 （刨削、插削）， VC为 平均速度，VC =2Lnr/ 1000
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(2)进给量 f: 指工件或刀具每回转一周时,两者 沿进给运动方向上的相对位移
单位: mm/r
v f = fn / 60 = nfz Z / 60 v f 进给速度(mm / s或mm/min); n 刀具每分钟转数（r/min)； Z 刀具的齿数； f z 每齿进给量（mm/z)
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切削加工：使用切削工具(包括刀具、磨具和磨 料)，在工具和工件的相对运动中，把工件上多 余的材料层切除，使工件获得规定的几何参数 (尺寸、形状、位置)和表面质量的加工方法。
切削加工的重要性：切削加工能获得较高的精度 和表面质量，对被加工材料、工件几何形状及生 产批量具有广泛的适应性，在机械制造业中占有 十分重要的地位。
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(一)切削运动
1.零件表面的形成
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（1）主运动
由机床或人力提供的刀具与 工件之间主要的相对运动, 它使刀具切削刃及其邻近的 刀具表面切入工件材料，使 被切削层转变为切屑, 从而 形成工件的新表面。 在切削运动中，主运动 (primary motion)速度最高、 耗功最大。 主运动只有一个。
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刀、切齿刀)，常用每齿进给量 fz，
单位为mm/z或mm/齿。它与进给量f的
关系为f=zfz
进给速度为
vf=fn=zfzn
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(3)切削深度ap :指待加工表面与已加工表面 的垂直距离（单位mm）。
车外圆时：ap
=
dw
2
dm
钻孔是：a p
=
dm 2
dm 已加工表面的直m径m（。 )
vc、f、ap —称为切削用量三要素。 15
4.刀具的几何参数
(1)切削刀具结构
由工作部分和非工作部分构成。
车刀(turning tools)的工作部分比较简单， 只由切削部分构成，非工作部分就是车刀 的柄部(或刀杆)。
不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切削部 分，都可以看成由外圆车刀的切削部分演变 而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几何参 数。
知识点 切削运动 切削形成的加工表面 切削用量 刀具的几何角度 切削力与热等
认识切削运动、加工表面、切削用量等相关概念 认识刀具的几何角度
3
金属切削加工就是在机床上利用切削工具 从工件上切除多余金属，使之成为具有一定几 何形状、尺寸精度和表面质量的加工方法。在 切削加工过程中，除了要有一定切削性能的切 削刀具外，还要有机床提供工件与切削刀具间 所必需的相对运动，而且这种相对运动还要与 工件各种表面的形成规律和几何特征相适应。 本课题主要学习切削运动和切削用量、刀具的 组成及其几何参数、车刀的工作角度等内容。
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车刀切削部分的组成
（三面二刃一刀尖 ） 车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副 后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。 (1) 前刀面 刀具上切屑流过的表面。 (2) 主后刀面 刀具上与工件上的加工表面相 对着并且相互作用的表面，称为主后刀面。 (3) 副后刀面 刀具上与工件上的已加工表面 相对着并且相互作用的表面，称为副后刀面。 (4) 主切削刃 刀具的前刀面与主后刀面的交 线称为主切削刃。 (5) 副切削刃 刀具的前刀面与副后刀面的交 线称为副切削刃。 (6) 刀尖 主切削刃与副切削刃的交点称为刀 尖。刀尖实际是一小段曲线或直线，称修圆 刀尖和倒角刀尖。
（2） 进给运动 （3）合成切削运动
刀具与工件之间附加 的相对运动, 它配合主运动 依次地或连续不断地切除 切屑, 从而形成具有所需几 何特性的已加工表面。
进给运动
(feed movement)可由刀
具完成(如车削)，也可由工 件完成(如铣削)，可以是间 歇的（如刨削）, 也可以是 连续的（如车削）。 进给运动可以是1个或多个
车削等回转运动：vc
=
d w np
1000× 60
(m /
s)
或vc
=
d w np
1000
(m /
min)
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切削用量
(1)切削速度
切削用量三要素 切削速度Vc 进给量Vf 背吃刀量ap。
切削速度 是单位时间内 刀具和工件在主运动方向 上的相对位移。 主运动为旋转运动（车削、 铣削）， VC为最大线速
切削原理
机床
金
属
切 削
刀具
加
工
工
艺 系
工件
统
《金属切削机床》
《金属切削 原理与刀具》
《机械制造工艺》
刀具角度及合理角度的选择 刀具材料 刀具磨损、破损与使用寿命 各种切削刀具
金属切削变形 切削力 切削热和切削温度 切削液
工件材料的切削加工性 已加工表面质量 磨削2Fra bibliotek切削原理
金属切削的基本定义的认识
18
三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。
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车刀的主要几何角度 1）前角(γ0 ) 前角是在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。前 角的正负方向按图示规定表示，即刀具前刀面在基面之下时为正前角，刀具
前刀面在基面之上时为负前角。前角一般在-5°～ 25°之间选取。
科普一下—— 刃磨车刀时绝对不要戴手套或裹 毛巾等，如果你不想残废的话！
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测量车刀切削角度的辅助平面
为了确定和测量车刀的几何角度，需要选取三个辅助平面作为基准， 这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面，如图所示。
1）切削平面——切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。 2）基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面。 3）正交平面——垂直于切削平面又垂直于基面的平面。 可见这三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。
主运动和进给运动 合成的运动称为合 成切削运动。
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各种切削加工的切削运动
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二: 车削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面
待加工表面 过渡表面 已加工表面
进给 运动
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三、切削用量三要素
切削用量是指： vc 、f、ap
(1)切削速度vc:指在单位时间内工件和刀具沿主 运动方向的位移
单位: m/s 或 m/min