切削加工基础知识
金属切削加工的基本知识
进给速度vf是单位时间内刀具对工件沿进给方
向的相对位移，单位是mm/s或mm/min。
进给量f是工件或刀具每回转一周时两者沿进
给运动方向的相对位移，单位是mm/r。
二者关系：
vf=f×n
切 削 用 量 三 要 素
（3）背吃刀量 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离，单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算： ap=（dw-dm）/2 mm 对于钻孔工作 ap=dm/2 mm 上两式中 dm——已加工表面直径（mm） dw—— 待加工表面直径（mm）
（3）金刚石
是目前人工制造出的最硬的物质，分天然和人造两种。
特点：
耐磨性好，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、
高耐磨的材料；
其热稳定性差， 强度低、脆性大、对振动敏感，只宜微量切削； 与铁有极强的化学亲合力，不适于加工黑金属。
（4）立方氮化硼
由软的立方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。
切 削 层 横 截 面 要 素
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的 截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的 负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 1. 切削厚度 ac (λs= 0)
ac＝ f sinκr
2. 切削宽度 aw
aw＝ ap/sinκr
3. 切削层面积 Ac ( κr = 0)
特点：Leabharlann 有很高的硬度及耐磨性； 热稳定性好，可用来加工高温合金； 化学惰性大，可用与加工淬硬钢及冷硬铸铁； 有良好的导热性、较低的摩擦系数。
第二节 金属切削过程中的基本规律
一、切削变形
1.变形区的划分
第十七章 金属切削加工基础知识
图17-17 刀具磨损的三个阶段
• 第五节
工件材料的切削加工性
• 一、 衡量工件材料切削加工性的指标 • 由于切削加工性是对材料多方面的综合评价，所以很难用一个简单的 物理量来精确规定和测量。在生产和实验中，常取某一项指标来反映 材料切削加工性的某一具体方面，最常用的是vT和Kr。 • vT——指在一定的切削条件下，当刀具的寿命为T分钟时，切削某种材 料所允许的最大的切削速度。vT越高，表示材料的切削加工性越好。 通常取T＝60min，则vT可写作v60。 • Kr——称为相对加工性，一般以正火状态45钢的v60为基准，写作 （v60），然后将其它各种材料的v60与之相比所得的比值。当Kr＞1时， 表示该材料比45钢容易切削。反之，则比45钢难切削。常用工件材料 的相对加工性可分为八级，见表17-2。
• 五、切削热与切削温度 • 1.切削热的来源： • ⑴是正在加工和已加工表面所发生的弹性和塑性变形而产生的大量的热， 是切削热的主要来源； • ⑵是切屑与刀具前刀面之间的摩擦产生的热； • ⑶是工件与刀具后刀面之间的摩擦产生的热。切削时所消耗的功约有98% －99%转换为切削热。 • 2.切削温度 • 切削温度过高，会使刀头软化，磨损加剧，寿命下降；工件和刀具受热膨 胀，会导致工件精度超差影响加工精度，特别是在加工细长轴、薄壁套时， 更应注意热变形的影响。 ⑴ • 在生产实践中,为了有效地降低切削温度，常应用切削液，切削液能带走 大量的热，对降低切削温度的效果显著，同时还能起到润滑、清洗和防锈的 作用。常见的切削液有： • ⑴切削油 主要是各种矿物油、动植物油和加入油性、极压添加剂的混 合油。其润滑性能好，但冷却性能较差，主要用来减少磨损和降低工件的表 面粗糙度，一般用于低速精加工，如铣削加工和齿轮加工等。 • ⑵水溶液 主要成分是水并加入防锈剂、表面活性剂或油性添加剂。其 热导率高、流动性好，主要起冷却作用，同时还具有防锈、清洗等作用。 • ⑶乳化液 由乳化油加水稀释而成，呈乳白色或半透明状，有良好的流 动性和冷却作用，是应用最广泛的切削液。低浓度的乳化液用于粗车、磨削。 高浓度乳化液用于精车、钻孔和铣削等。在乳化液中加入硫、磷等有机化合 物，可提高润滑性。适用于螺纹、齿轮等精加工。
第一章 金属切削基本知识
刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0） ① 减小切屑的变形；
作用 ② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0选择：
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
➢ 偏挤压：金属材料一部分受挤压时 ，OB线以下金属由于母体阻碍，不 能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移
F
B
O
a）正挤压
45° M A F
BO
b）偏挤压
➢ 切削：与偏挤压情况类似。弹性变
M
形→剪切应力增大，达到屈服点→产 生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应
O F
力与滑移量继续增大，达到断裂强度
c）切削
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时，则 aw 、ac — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
化学惰性
低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大
耐磨性 低 加工质量
低
较高
高 最高
最高
很高
一般精度 Ra≤0.8 Ra≤0.8 IT7-8 IT7-8
高精度 Ra=0.1-0.05
IT5-6
Ra=0.4-0.2
IT5-6 可替代磨削
低速加 加工对象 工一般
切削加工基础知识
授课人：王守宁
思考回答：
1、机械制造工艺过程一般分哪几步？
铸、锻、焊
金属材料
毛坯切削加工零件
装配
机械
热处理
试验
2、任何形状的物体都是由哪几个要素组成 的？
概述
切削加工：切削 加工是利用切削 工具从工件上切 除多余材料的加 工动来实现的。
从而加工出完整表面所
需的运动。
主运动与进给运动的主要区别
主运动的运动速度较高，所消 耗的功率也较大。
注意：在切削加工中，主运 动只有一个，而进给运动可 以是一个，也可以是两个甚 至多个。
1
32
1、待加工表面：工件上有待切除的表面。
2、已加工表面：工件上以刀具切削后形成的表面。 3、过渡表面：工件上由切削刃切除的那一部分表面， 它在下一切削行程，刀具或工件的下一转里被切除， 或者被下一切削刃切除。
切削深度(ap)
定义：工件已加工表面与待加工 表面间的垂直距离。(mm)
进给量f与切削深度aP的乘积即为 切削横截面的公称横截面积AD。
即：AD=f aP
AD的大小对切削力和切削温度都 有直接的影响，直接关系到生产率 和加工质量的高低。
练 工件毛坯直径为￠50mm，主轴转速为 600r/min，一次车成直径为￠48mm的轴，求
钻孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、机械装配 和维修等。
机械加工
机械加工是通过工人操作机床进行的切削加工。
一、利用刀具进 行加工：
车削、刨削、钻 削、镗削、铣削 等。
二、利用磨料进 行加工：
磨削、研磨、珩 磨、超精加工等。
二、切削用量
切削用量是切削加工过程 中的切削速度、进给量和 切削深度的总称。
第一章切削加工基础知识
第⼀章切削加⼯基础知识第⼀章切削加⼯基础知识⼀、本章的教学⽬的与要求本章主要介绍了机械加⼯基础知识。
重点应掌握切削运动及切削⽤量概念；切削⼑具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加⼯性概念；机械加⼯⼯艺过程基本概念；机械加⼯质量的概念等。
掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决⼯艺问题的能⼒打基础，为学⽣了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。
学⽣学习本章要注意理论联系⽣产实践，才能更好体会，加深理解。
可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采⽤多媒体、⽹络等现代教学⼿段学习，以取得良好的教学效果。
为学好本章内容，可参阅邓⽂英主编《⾦属⼯艺学》第4版、傅⽔根主编《机械制造⼯艺基础》(⾦属⼯艺学冷加⼯部分)、李爱菊等主编《现代⼯程材料成形与制造⼯艺基础》下册及相关机械制造⽅⾯的教材和期刊。
⼆、授课主要内容1切削运动和切削要素主要学习零件表⾯的形成、切削运动、切削⽤量、切削层参数2切削⼑具和切削过程主要学习切削⼑具材料、车⼑、刨⼑、镗⼑、⿇花钻、铣⼑的结构及⼑具⼏何⾓度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削⼒、切削热和切削温度、⼑具磨损和⼑具耐⽤度3磨具和磨料切削主要学习磨具和磨削原理4材料的切削加⼯性主要学习衡量材料切削加⼯性能的指标、常⽤材料的切削加⼯性、改善材料切削加⼯性的⽅法5机械加⼯⼯艺过程基本概念主要学习⼯艺过程的基本概念、⼯件的安装和夹具、基准及其选择原则、⼯件在夹具中的定位6机械加⼯质量的概念主要学习机械加⼯精度、机械加⼯表⾯质量三、重点、难点及对学⽣的要求（掌握、熟悉、了解、⾃学）让学⽣重点掌握切削运动及切削⽤量概念、切削⼑具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加⼯性、机械加⼯⼯艺过程基本概念；机械加⼯质量等概念。
四、要外语词汇主运动：primary motion进给运动：feed movement车⼑：turning tools⼑具材料：cutting tools materials切削过程：cutting process磨具：abrasive grinding tools表⾯质量：machining quality of machined surfaces五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、⽰数等）主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物六、复习思考题1.试说明下列加⼯⽅法的主运动和进给运动：a.车端⾯；b.在钻床上钻孔；c.在铣床上铣平⾯；d.在⽜头刨床上刨平⾯；e.在平⾯磨床上磨平⾯。
切削加工基础知识
切削加工基础知识一、概念题1．切削运动在切削过程中，加工刀具与工件间的相对运动，就是切削运动。
2．进给量进给量是指主运动的一个循环内(一转或一次往复行程)刀具在进给方向上相对工件的位移量。
3．积屑瘤在一定的切削速度范围内切削塑性材料时，经常发现在刀尖附近的前面上牢牢地粘附着一小块很硬的金属，这就是积屑瘤，又称刀瘤。
4．总切削力刀具总切削力是刀具上所有参予切削的各切削部分所产生的切削力的合力。
5．刀具的耐用度刀具两次刃磨中间的实际切削时间称为刀具的耐用度，单位为min。
二、填空题1.切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。
2.切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。
3.目前用于生产上的刀具材料的种类有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金等。
4.外圆车刀的切削部分由前面、后面、副后面，主切削刃、副切削刃和刀尖组成。
5.一把普通外圆车刀的主要角度有前角、后角、副后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。
5.根据切削材料和切削条件的不同，常见的切屑种类有崩碎切屑、带状切屑、节状切屑三种。
6.切削过程中的物理现象包括滞流层与积屑瘤、切削力、切削热和刀具磨损。
三、选择题1.刀具的前角是在 A 内测量的前面与基面的夹角。
A.正交平面；B.切削平面；C.基面。
2.多数机床的主运动为 B 运动。
A.直线；B.旋转；C.其它。
3.切削塑性材料时易形成 B ，切削脆性材料时易形成 A 。
A.崩碎切屑；B.带状切屑。
4.在切削分力中， B 是最大的。
A.进给力F f；B.主切削力F c；C.背向力F p。
四、判断题1.主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。
（对）2.在切削时，刀具前角越小，切削越轻快。
（错）3.在切削过程中，进给运动的速度一般都小于主运动的速度。
（对）4.与高速钢相比，硬质合金突出的优点是硬度高和热硬性好。
（对）5.减小切削力并不能减少切削热。
（错）五、简答题1.简述刀具材料应具备哪些基本性能。
答：切削加工过程中刀头部分受到高温、高压和强烈摩擦作用，因此，刀具材料必须具备下列基本性能：(1)高硬度刀具材料的硬度必须大于被切削的工件材料的硬度，常温下一般要求60～65HRC。
第5章 切削加工的基础知识
(1) 钨钴类 其代号为 YG，相当于 ISO 标准的 K 类。 (2) 钨钛钴类 其代号为 YT，相当于 ISO 标准的 P 类。 (3) 钨钛钽(铌)钴类 其代号为 YW，相当于 ISO 标准的 M 类。YW 类合金兼有 YG 类 和 YT 类合金的大部分优良性能，故被称为通用合金。
图 5.6 车刀的主要角度及辅助平面
1—正交平面 2—正交平面图形平移 3—翻倒
1—切削平面 2—基面 3—正交平面
(1) 前角 γ o 前刀面与基面的夹角，在正交平面中测量。其作用是使切削刃锋利，便 于切削。但前角也不能太大，否则会削弱刀头的强度，容易磨损甚至崩坏。加工塑性材料 时，前角应选大些，加工脆性材料时，前角要选小些。另外粗加工时前角选较小值，精加 工时前角选较大值。前角取值范围为－5°～25°。
1. 高速工具钢
是指含有钨、铬、钒等元素的高合金工具钢，热处理后硬度可达 62HRC～65HRC。当 切削温度为 500℃～600℃时，高速工具钢能保持其良好的切削性能。这种材料用于各种刀
·98·
第 5 章 切削加工的基础知识
·99·
具，尤其是各种复杂刀具的制造，如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具、丝锥、板牙、铰刀等。
f
z=
f z
单位时间进给量称为进给速度 vf，单位为 mm/s 或 mm/min。进给量越大，生产率一般
越高，但是，零件表面的加工质量也越低。
第5章 切削加工基础知识
安徽理工学校授课教案教研室：机械工程任课教师：胡俊锋第五章 切削加工基础知识§5－1 切削运动与切削用量（一）切削运动及形成的表面1． 切削运动的定义及分类在切削过程中，工件和刀具之间的相对运动叫切削运动。
切削运动分主运动和进给运动两类：（1） 主运动：直接切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，形成工件新表面的运动叫做主运动。
（2） 进给运动：使新的切削层不断投入切削的运动叫做进给运动。
进给运动又分为横向进给运动和纵向进给运动。
2． 切削时工件上形成的三个表面（1）已加工表面：已切去多余金属而形成的新表面。
（2）待加工表面：即将被切去金属层的表面。
（3）加工表面：刀刃正在切削的表面。
（二）切削用量的基本概念1．切削用量的定义切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数，它包括切削深度、进给量和切削速度。
（见图1-2）（1）切削深度（吃刀深度）p a 单位：mm工件上已加工表面和等加工表面间的垂直距离叫切削深度。
车削外圆切削深度的计算公式： p a ＝2mw d d 式中p a ：切削深度 w d ：工件待加工表面直径 m d ：工件已加工表面的直径。
（2）进给量（走刀量）ƒ 单位：mm/r进给量是指在主运动的一个循环内，刀具与工件沿进给运动方向的相对位移。
（3）切削速度v 单位：m/min 在进行切削加工时，刀具切削刃上某点相对待加工表面在主运动方向上的瞬时速度叫切削速度。
切削速度的计算公式为v=1000nd w 式中：v:切削速度 ，m/min w d ：工件待加工表面的直径，mm n ：车床的主轴转速，r/mim 。
例 车削的工件直径w d ＝50mm ，车床主轴的转速n=600r/min ，求切削速度v?解：根据公式可得： v=1000 n d w ＝10006005014.3X X ＝94（m/min ） (三)切削用量的选择合理的选择切削用量将对提高工件加工表面质量、刀具耐用度、生产效率和降低成本有利。
第4.1章——切削加工基础知识2020
1. 常用的刀具材料有 (列出3种即可)
、
和
。
三、切削过程及其控制
❖ 切削过程：刀具从工件的表面上切下多 余的材料层，形成切屑和已 加工表面的过程。
❖ 伴随着切削力、切削热、刀具磨损等现象。
三、切削过程及其控制
1、切屑的形成及其形态 1.切屑形成过程
弹性变形、塑性变形、挤裂切离
51
三、切削过程及其控制
0.20～0.40 0.15～0.30
0.15～0.35 0.15～0.30
≤0.030 ≤0.020
≤0.035 ≤0.030
制造承受振动与冲击 载荷，要求足够韧性 和较高硬度的工具， 如简单模具、冲头、 剪切金属用剪刀、木 工工具等
0.95～1.04 ≤0.40 0.95～1.04 ≤0.40
≤0.35 ≤0.35
二、切削刀具及其材料
n
切削部分
f
夹持部分
切削部分 刀具的组成：
夹持部分
二、切削刀具及其材料
车刀切削部分的组成 三个刀面、两个刀刃、一个尖
25
二、切削刀具及其材料
1）前刀面：刀具上切屑流过的表面。
n
前刀面
f
26
二、切削刀具及其材料
2）主后刀面：刀具上与过渡表面相对的表面。 副后刀面：刀具上与已加工表面相对的表面。
合金工具钢
低合金工具钢的牌号、化学成分及用途
牌号
9SiCr 8MnSi 9Mn2V
化学成分（质量分数）（％）
C 0.85~0.95
Cr 1.20~1.60
Si 0.30~0.60
0.75~0.85 0.30~.0.60 0.80~1.10
0.85~0.95 ≤0.40
第九章 切削加工基础知识
第九章切削加工基础知识●切削加工是指在机床上利用切削工具与工件（铸件、锻件等）的相对运动，从工件上切除多余材料，获得符合预定技术要求的零件或半成品零件的加工方法。
切削加工是在常温状态下进行的，它包括机械加工和钳工加工两种。
机械加工方法主要有：车削、钻削、刨削、铣削、磨削、齿轮加工等。
第一节切削加工运动及切削要素一、切削运动●切削过程中，切削刀具与工件间的相对运动，就是切削运动。
切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。
1．主运动●主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使切削刀具和工件之间产生相对运动，从而使切削刀具前面接近工件。
主运动是直接切除切屑所需要的基本运动。
它在切削运动中形成机床的切削速度，也是消耗机床功率最大的运动。
一般主运动只有一个。
2．进给运动●进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可不断地或连续地切屑，并获得具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动的速度一般远小于主运动速度，而且消耗机床的功率也较少。
切削过程中进给运动可能有一个，也可能有若干个。
二、切削用量●切削用量是指在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。
在每次切削中，工件上形成三个表面。
（1）待加工表面：工件上有待切除的表面；（2）已加工表面：工件上经刀具切削后产生的表面；（3）过渡表面：工件上由切削刃正在切削的表面，它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。
图9-2 切削要素1．切削速度υc●在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，称为切削速度，其单位为m/s。
当主运动是旋转运动时，切削速度是指圆周运动的线速度。
2．进给量f●进给量是指主运动的一个循环内（一转或一次往复行程）刀具在进给方向上相对工件的位移量。
例如，车削时，进给量f是工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离（mm/r）。
3．背吃刀量a p●背吃刀量一般是指工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离，也称切削深度，单位为mm。
切削加工的基础知识讲解
度
• 加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、 形状、位置等参数同理论参数的相符合的 程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：
a. 尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。 b.形状精度：零件形状与理想形状接近程度。 c.位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对 于基准之间位置的准确度。
2.1 加 工 精
前刀面和主后刀面的交线叫主切削刃 正交平面：通过主切削刃上 的某一点，与主切削刃在基 前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃 面上的投影垂直的平面 两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非绝对尖锐
4.2.1 车刀的几何角度
• 前角γ。 ：在正交平 面中，前刀面与基 面之间的夹角； • 后角α。：在正交平 面中，主后刀面与 切削平面之间的夹 角； • 主偏角Kr ： 在基面 上，主切削刃的投 影与进给方向的夹 角。 • 副偏角Kr’ ：在基面 上，副切削刃的投 影与进给反方向的 夹角。 • 刃倾角λs
前角：γ。
后角：αf
顶角2Φ： 两个主切削刃在垂直 钻头轴线平面上投影的夹角，通 常2Φ =116-120度之间； 横刃斜角ψ ： 它是横刃与主切 削刃在钻头垂直轴线平面上投影 的夹角。通常为47-55度；
精磨、精铰等
研磨、珩磨、超精加工、抛光等
2.2 表 面 粗 糙 度
表面粗糙度：零件微观表面高低不平的
程度。 产生的原因：
1）切削时刀具与工件相 对运动产生的磨擦； 2）机床、刀具和工件在加工时的振动； 3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹； 4）加工时零件表面发生塑性变形。
2.2 表 面 粗 糙 度
3.切削运动与切削用量
机器零件的基本表面包括：外圆、内 圆（孔）、平面和成型面 基本表面主要由如下的加工方法获得
切削加工基础知识
表面特征
消除毛刺 显见刀纹 可见刀纹 微见刀纹 可见刀纹 微见刀纹 不见刀纹 可辨加工痕迹的
方向 微辨加工痕迹的
方向 不见加工痕迹的
方向
暗光泽面
亮光泽面
镜状光泽面
1.3.2 尺寸精度
尺寸精度是指零件的实际尺寸相对于理想尺寸的准确程度。根据零件的装 配及使用条件，允许二者之间存在一定的偏差。
零件的尺寸精度是用尺寸公差来控制的。尺寸公差是切削加工中零件尺寸 允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差越小，则尺寸精度越高。
1.3.1 表面粗糙度
表面粗糙度是指已加工表面存在着的由较小间距和峰谷组成的微量高低不平 度。最为常用的是轮廓算术平均偏差Ra，其常用参数数值为50，25，12.5，6.3， 3.2，1.6，0.8，0.4，0.2，0.1，0.05等，单位为 。当Ra值越大时，零件的表面 越粗糙；当Ra值越小时，零件的表面越平整、光洁。常用加工方法所能达到的表 面粗糙度值如表5-1所示。
金工实习
1.1 概 述
切削加工是指利用切削工具和工件的相对运动，从坯料或工件上切除多余 材料，以获得所需要的几何形状、尺寸精度和表面质量的零件的加工方法。切削 加工分为钳工和机械加工（又称为机加工）。
钳工是指由工人手持工具进行的切削加工。 机械加工是由工人操纵机床进行的切削加工，其主要的加工方法有车削、 铣削、刨削、钻削和磨削等，如图5-1所示。
符号
有无基准
无 无 无 无 无 无 有 有 有 有 有 有或无 有 有 有 有 有 有 有
1.4 刀具材料
1.4.1 刀具材料应具备的性能
在切削过程中，刀具要承受很大的切削力、压力、摩擦冲击、振动及高温下 的切削热，因此刀具切削部分的材料应具备以下性能：高硬度、高耐磨性、高耐 热性、足够的强度和韧性、良好的工艺性。
切削加工基础知识
切削加工基础知识
1.3 切削力、切削热与切削温度
切削液的品种很多，性能各异，应根据具体加工条件来选择适 宜的切削液，才能收到良好的效果。常用的切削液种类及其选用情 况如下：
（1）非水溶性切削液，如机械油、轻柴油、煤油、豆油、猪油等。 普通切削油在低温条件下使用时具有良好的润滑性能，常用于低速 精加工。
1.2 刀具几何形状与材料
1.2.2 刀具材料
1.对刀具材料的基本要求 （1）刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，否则难以切削。 （2）刀具材料应具有良好的耐磨性。 （3）刀具材料必须具备足够的强度和韧度，以便承受切削力、冲击和振 动时不被破坏。 （4）刀具材料在高温条件下应仍能保持高的硬度、高的耐磨性并具有足 够的坚韧度，即应具有热硬性。 （5）刀具材料应具有较好的化学惰性，保证在切削过程中，随着切削温 度的升高而具有不发生黏结磨损和扩散磨损的能力。 （6）刀具材料应具有良好的工艺性。
3.三种表面 在切削加工中，随着工件上多余材
料不断地被切除，工件上存在三个处于 不断变化的表面，如图4-2所示。
图4-2 常见加工方法中的表面形成
切削加工基础知识
1.1 切削运动与切削用量
1.1.2 切削用量
切削用量是切削过程中最基本的操 作参数，包括切削速度vc、进给量f和背 吃刀量ap，其分别表示切削刃与过渡表 面之间的相对运动速度、待加工表面转 化为已加工表面的速度、已加工表面与 待加工表面之间的垂直距离。其数值的 大小反映了切削运动的快慢以及刀具切 入工件的深浅。如图4-3所示为车削加 工的切削用量要素。
图4-7 作用在刀具上的力
切削加工基础知识
1.3 切削力、切削热与切削温度
1.3.1 切削力
2.切削力的分解 实际加工中，前、后刀面上 的切削力都不易测定，也没有必 要测定，而是根据设计和工艺分 析的需要将切削合力分解在三个 相互垂直的方向进行研究，如图 4-8所示为切削外圆时切削力的 分解。
切削加工的基础知识
第14章切削加工的基础知识切削加工是利用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，以获得所需的形状、尺寸精度和表面粗糙度加工方法。
切削加工在工业生产中占有非常重要的地位，除了少数零件可以用铸造和锻造获得外，大部分的零件都要经过切削加工。
统计表明，金属切削加工的工作量占机器制造总工作量的40%〜60%。
金属切削加工与其他的加工方法相比主要有如下的优点：1、切削加工可获得相当高的尺寸精度和很小的表面粗糙度磨削外圆精度最高可高达IT5〜IT7级，粗糙度Ra=0.1〜0.8卩m,镜面磨削的粗糙度甚至可达0.006卩m,而最精密的压力铸造只能达到IT9〜IT10,R=1.6〜3.2 卩m .2.切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和重量的限制目前尚未发现不能切削加工的金属材料.实际上，包括橡胶、塑料、木材这些非金属材料在内，也都可进行切削加工，这是任何其它冷热加工方法都无法做到的.金属切削加工的尺寸可小至不到0.1mm,大至几十米,重达几百吨.金属切削加工可分为钳工和机械加工。
钳工的内容在金工实习中介绍，本章只介绍机械加工的内容，机械加工是通过操纵机床对工件进行切削加工，其生产效率高，加工质量好，是现代金属加工的主要方式。
第一节切削加工的基本概念切削运动和切削要素在切削过程中是两个经常遇到的概念，因此必须正确理解。
一、切削运动（表面成型运动）切削加工是靠刀具和工件之间的相对运动来实现的。
刀具和工件之间的相对运动叫切削运动，它包括主运动和进给运动。
1.主运动是切除工件表面多余材料的基本运动，在切削运动中通常线速度最高，所消耗的功率也最多。
例如车削时工件的旋转运动；钻削时刀具的旋转运动；刨削时工件与刀具的相对往复运动等都属于1 / 10 主运动。
2 .进给运动是使工件未被切除的多余材料不断被切除的运动，又称走刀运动社过进给运动便可以切削出要加工的表面。
进给运动的速度一般远远小于主运动的速度。
例如，车削外圆时车刀的纵向移动；钻孔时钻头的轴向移动；铣平面时工件的纵向移动；牛头刨床刨削时工件的横向间歇移动等都属于进给运动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硬质合金
钨钴钛类：适宜切削碳钢和合金钢等塑性材料。 钨钛钽类：通用型硬质合金。
广东工业大学工程训练中心
2.3 刀具的基本组成
① 前刀面：切屑流过的面 ② 主后刀面：与工件待加工表面相对的面 ③ 副后刀面：与工件已加工表面相对的面
④ 主切削刃：前刀面与主后刀面的交线 ⑤ 副切削刃：前刀面与副后刀面的交线 ⑥ 刀尖：主切削刃与副切削刃的交点
圆柱度 圆柱度公差为 0.007mm，实际圆柱面必须位于半径差为 0.007mm 的二同 轴圆柱之间
广东工业大学工程训练中心
3.1.3 位置精度 1）位置精度的概念 加工后零件上的点、线、面的实际位置与理想位 置的符合程度。 2）位置公差的种类 位置精度是用位置公差控制的。GB1182- 80至 GB1184- 80规定了八项位置公差，即平行度、垂直度、 倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动等。 其中平行度、垂直度、同轴度和圆跳动用得最多。
广东工业大学工程训练中心
常用位置公差的名称、符号、标注及其说明
项 目 图 例 说 明 平行度公差为 0.02mm， 实际平面必须位于距离为 0.02mm 且平行于 基准平面 A 的两平行平面之间 平行度
垂直度公差为 0.02mm， 实际端面必须位于距离为 0.02mm 且垂直于 基准轴线 A 的两平行平面之间 垂直度
广ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工业大学工程训练中心
常用形状公差的名称、符号、标注及其说明
项目 直线度 图 例 说 明 直线度公差为 0.02mm，任一实际素线必须位于轴向平面内距离为 0.02mm 的两平行直线之间
平面度 平面度公差为 0.01mm，实际平面必须位于距离为 0.01mm 的两平行平面 之间
圆度 圆度公差为 0.007mm，在任一横截面内，实际圆必须位于半径差为 0.007mm 的二同心圆之间
车刀的主要角度 后角 前角
主偏角
副偏角
刃倾角
广东工业大学工程训练中心
1)前角γ0
前角是正交平面中测量的前刀面与基面间的夹角。 根据前刀面和基面相对位置的不同，分别规定为正前角、零度 前角和负前角。 切削平面
广东工业大学工程训练中心
2)后角α0
后角是在正交平面中测量的后刀面与切削平面间的夹角。 后角的作用是减小刀具后刀面与工件之间的摩擦。 切削平面
同轴度公差为φ 0.03mm，其圆柱的实际轴线必须位于以该圆柱基 准轴线 A,B 为轴线的以 0.03mm 为直径的圆柱面内 同轴度
径向圆跳动公差为 0.03mm, 圆柱面绕圆柱基准轴线 A 作无轴向移 动回转时，在任一测量平面内的径向跳动均不得大于 0.03mm 圆跳动 端面圆跳动公差为 0.03mm，当零件绕圆柱基准轴线 A 作无轴向移 动回转时，在右端面上任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于 0.03mm。
广东工业大学工程训练中心
3.1.2 形状精度 1）形状精度的概念 加工后零件上的线、面的实际形状，与理想形状的符 合程度。 2）形状公差的种类 形状精度用形状公差控制。GB1182- 80至 GB1184- 80规定了六项形状公差，即直线度、平面度、 圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度。前4种较为常用。
广东工业大学工程训练中心
1.2 组成零件的表面 ① 外圆、内圆、平面 ② 锥面、螺纹、齿形 ③ 沟槽、成形面
广东工业大学工程训练中心
1.3 切削运动 在加工各种表面时，切削工具与工件之间必须具备的 相对运动。 ① 主运动：提供切削刀具(工具)与工件之间产生相对运动， 使刀具前刀面接近工件。主运动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。一台机床主运动一般只有一个。
切削加工基础知识
广东工业大学工程训练中心
一、 切削与切削运动
1.1 什么是切削？ 用切削工具从坯料或工件上切除多余的材料，以获得所 需几何形状、尺寸和表面质量的零件加工方法。
① 机械加工：由工人操纵机床来完成的切削加工，包括车削、 钻削、刨削、铣削和磨削等。 ② 手工加工：即钳工，利用手动工具来完成的切削加工，包 括划线、錾削、锉削、锯割、攻螺纹、套螺纹、刮削、研 磨以及机器的装配和维修等。
广东工业大学工程训练中心
3.2 表面质量 表面粗糙度 1）表面粗糙度的概念 加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观 几何形状特征。
2）表面粗糙度评定参数 GB3503-83、GB1031-83、GB131-83规定了表 面粗糙度的评定参数和评定参数允许值数列。常用的评定 表面粗糙度的参数是轮廓算术平均偏差Ra。
三、零件的加工质量
尺寸精度 加工精度 形状精度 位置精度 表面粗糙度 表面质量 表面残余应力 表面加工硬化
广东工业大学工程训练中心
3.1 加工精度 3.1.1 尺寸精度 1）尺寸精度的概念 零件的直径、长度、表面间距离等尺寸的实际数值 与理想数值的接近程度。 2）尺寸公差等级 尺寸精度是用尺寸公差来控制的。国标GB800- 79 至GB1084- 79将确定尺寸精度的标准公差等级分为20 级。分别为IT01，IT0，IT1，…IT18，其中IT01的公差 值最小，尺寸精度最高。
广东工业大学工程训练中心
3) 主偏角 kr 在基面中测量的主切削平面与假定工作平面间的夹角。
广东工业大学工程训练中心
4) 副偏角 k’r 在基面中测量的副切削平面与假定工作平面间的夹角。
广东工业大学工程训练中心
5) 刃倾角 λs 在主切削平面中测量的主切削刃与基面间的夹角。
广东工业大学工程训练中心
广东工业大学工程训练中心
轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度 l 内，被测轮廓上各点至轮廓中线偏距绝对 值的算术平均值。即
1 l 1 n Ra = ∫ y ( x ) dx ≈ ∑ yi l 0 n i =1
广东工业大学工程训练中心
广东工业大学工程训练中心
广东工业大学工程训练中心
2.4 刀具的角度 为了确定刀具的几何 角度，需要选取三个辅助 平面作为基准：基面、切 削平面和正交平面。
基面：过切削刃选定点与假定主运动方 向垂直的平面。 切削平面：过切削刃选定点与切削刃相 切，并与基面垂直的平面。 正交平面：与基面和切削平面垂直的平 面。
广东工业大学工程训练中心
3）背吃刀量(切削深度) 在通过切削刃基点并垂直于进给方向上测量的吃刀 量(mm)，用ap表示。
广东工业大学工程训练中心
二、刀具
2.1 刀具的种类及应用
车刀
广东工业大学工程训练中心
刨刀
广东工业大学工程训练中心
整 体 式 铣 刀
机 夹 式 铣 刀
广东工业大学工程训练中心
复 合 刀 具
广东工业大学工程训练中心
2.2 刀具材料 （1）刀具材料应具备的性能 较高的硬度和耐磨性 足够的强度和韧度 较高的耐热性 良好的工艺性和经济性
广东工业大学工程训练中心
（2）常用的刀具材料
属于高合金工具钢，具有较高的硬度和耐热 性，可以加工铁碳合金、非金属等材料。高速 钢具有高的强度和韧性，抗冲击振动能力较强。
高速钢
钨钴类：适宜切削呈崩碎状的铸铁等脆性材料。
πdn πdn m v = (m ) = ( ) s 1000 min c 1000 × 60
主运动为往复运动时:
2 Lnr m ) = 2 Lnr m vc ≈ ( 1000 × 60 s 1000 min
(
)
广东工业大学工程训练中心
2）进给量 刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用 刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量(mm/r 或mm/str),用f表示。
广东工业大学工程训练中心
3）获得尺寸精度的方法 ① 定尺寸刀具法： 主要用于孔加工，如铰孔、拉孔等。此 法容易保证加工质量，生产率较高。 ② 试切法： 通过试切—→测量尺寸—→调整刀具的吃刀 量—→走刀切削—→再试切，如此反复直至达到所需 尺寸。此法主要用于单件小批生产。 ③ 调整法： 通过预先调整好机床、夹具、工件和刀具的 相对位置获得所需尺寸。此法生产率高，主要用于大 批大量生产。
广东工业大学工程训练中心
② 进给运动 由机床或人力提供的运动，使刀具与工件之间产生附加 的相对运动，加上主运动即可不断地或连续地切除切屑，并获 得具有所需几何特征的已加工表面。可由一个或多个组成。
广东工业大学工程训练中心
1.4 切削用量三要素 1）切削速度 在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加 工表面在主运动方向上的瞬时速度(m/s或m/min)，用Vc表示。 主运动为旋转运动时: