切削运动、加工表面和切削用量三要素
切削运动及切削用量三要素
目的：保证零件的加工精度和表面质量的同时考虑刀具耐用度和生产率 选择：根据表面粗糙度的要求选择较小进给量；切削速度要避免产生积屑 瘤，硬质合金刀具采用较高的切削速度，高速钢刀具采用较低的切削速度
综上所述，在保证加工质量的条件下，首先选尽可能大的吃刀量， 其次选用尽可能大的进给量，最后选尽可能高的切削速度。
切削运动及切削用量三要素
一、切削加工运动分析
2.切削运动分类
（2）进给运动：使金属不断投入切削ห้องสมุดไป่ตู้加工出完整表面的运动。速度较低、 消耗功率较少，即可连续，也可间歇，可以没有，有一个或多个。 进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。
切削运动及切削用量三要素
一、切削加工运动分析
2.切削运动分类
影响刀具强度的最大因素是背吃刀量，其次是进给量，最小的 是切削速度；
影响表面质量的最大因素是进给量，其次是切削速度，最小的 是背吃刀量。
切削运动及切削用量三要素
2、切削用量的合理选择
(1) 粗加工
目的：提高生产率，尽快切去全部加工余量，并保证规定的刀具耐用度。 选择：应选取较大的背吃刀量，较大进给量，使余量尽量一次切完，选择 较低或中等切削速度。
切削运动及切削用量三要素
二、切削要素
3、切削层尺寸要素
（1）切削层公称厚度hD mm
hD=f*sinkr
（2）切削层公称宽度bDmm
bD=ap/sinkr
（3）切削层公称横截面积ADmm2
√材料切除率Q mm3/s
切削运动及切削用量三要素
三、车削加工工艺特点及应用
• （1）易保证工件各加工面的位置精度 • （2）加工范围广 • （3）生产率高
切削用量三要素对切削力的影响规律
切削用量三要素对切削力的影响规律
切削用量是切削加工中的重要参数，它由三个基本要素构成，分别是切
削速度、进给量和切削深度。
这三个要素对切削力的影响规律是我们进行切
削加工时必须了解和掌握的。
切削速度是指在单位时间内切削刀具与工件表面之间的相对运动速度。
切削速度的加快会导致切削力的增加。
当切削速度较低时，切削力主要由切
削刀具切削工件的材料引起的，逐渐过渡到切削速度较高时，切削力主要由
刀具与工件之间的摩擦引起的。
因此，提高切削速度会增加摩擦力，导致切
削力的增加。
进给量是指切削刀具在单位时间内对工件的移动距离。
增加进给量会导
致切削力的增加。
当进给量较小时，切削力主要由切削刃进给到工件产生的，逐渐过渡到进给量较大时，摩擦力对切削力的贡献逐渐增大。
因此，增加进
给量会增加摩擦力和切削刃的接触力，进而导致切削力的增加。
切削深度是指切削刀具每次进给时切削的工件材料厚度。
增加切削深度
会导致切削力的增加。
当切削深度较浅时，切削力主要由切削刃与工件之间
的摩擦引起的，随着切削深度的增加，刀具切削工件的材料引起的切削力逐
渐增加。
因此，增加切削深度会增加切削力。
切削用量三要素对切削力的影响规律是：提高切削速度、增加进给量和
增加切削深度都会导致切削力的增加。
在切削加工中，我们需要根据具体情
况合理调整切削用量，以降低切削力，提高切削效率和加工质量。
第一章刀具的几何角度及切削要素(+考试要点)
通过切削刃 上选定点， 上选定点，垂直 于基面并与主切 削刃相切的平面。 削刃相切的平面。
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2.刀具的标注角度
（1）基面中测量的刀具角度
1）主偏角κr 主偏角κ 主切削刃在基面上的投影与进给 方向之间的夹角。 运动速度vf 方向之间的夹角。 2）副偏角κr′ 副切削刃在基面上的投影与进给 副偏角κ 反方向之间的夹角。 运动速度vf反方向之间的夹角。
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2.刀刃
（1）主切削刃 前刀面与主后刀面在空间的交线。 前刀面与主后刀面在空间的交线。
（2）副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。 前刀面与副后刀面在空间的交线。
3．刀尖
三个刀面在空间的交点，也可理解为主、 三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 二条刀刃汇交的一小段切削刃。 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。
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§1.2.3切削用量三要素 1.2.3
在切削加工中切削速度、进给量和背吃刀 量（切削深度）总称为切削用量。它表示主 运动和进给运动量。 1.切削速度 切削速度 刀具切削刃上选定点相对工件主运动的 瞬时线速度称为切削速度，用vc表示，单位 为m/s或m/min。
dn vc = = 1000 318
π dn
切削速度
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2.进给量 进给量
工件或刀具每转一周，刀具在进给方向上相 对工件的位移量，称为每转进给量，简称进给量， 用f表示，单位为mm/r。 单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件 的位移量，称为进给速度，用vf表示，单位为 mm/s或m/min。 当主运动为旋转运动时，进给量f与进给速度 vf之间的关系为： vf ＝fn
车工切削三要素
主运动 进给运动
3. 切削用量
切削用量(又叫切削三要素）是衡量车削运动大小的参数。 它包括背吃刀量、进给量、切削速度。
(1) 背吃刀量ap
对于外圆车削，背吃刀量为工件上已加工表面 和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。即： ap=(dw－dm)/2 其中： dw—工件待加工表面的直径，(mm)；
解：根据公式V=πdn/1000 得：n=1000V/ πd
=1000 ×60/3.14 ×300 =63.69r/min
注意：在实际生产中，理论上计算出的主轴转 数应从车床转速表中最接近的一档选取。
作业：
一、现有直径为45mm的棒料，要求加工成直径为 40mm的光轴。 问：如果一次完成外圆加工，则背吃刀量的大小 是多少？
与车身导轨方 向垂直
3、切削速度V
主运动的线速度叫切削速度，单位为m/min。 车削外圆时的切削速度计算公式为：
V=πdwn/1000
其中: dw—工件待加工表面的直径，(mm)；
n—工件的转速，(r/min)； V —切削速度，（ m/带轮外圆， 若切削速度为60m/ min，试求车床主轴转速。
(2)试车后背吃刀量ap=(dw － dm)/2 =(28.4 －24) ／2 =2.2mm
手柄应转的格数为：2.2/0.05=44格
（2）.进给量f
工件每转一转时，车刀在进给运动方向上移动的距离 叫进给量，用（f）表示，单位是mm/r(也叫每转进给量) 。
纵向进给量 进给量
横向进给量
沿床身导轨方向
车工切削三要素
（2）进给运动 使工件多余材料不断被车去的运动叫进给运动。车外圆
是纵向进给运动，车端面、切断、车槽是横向进给运动。
2、车削时工件上形成的表面
机械加工基础知识
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
一 、切屑的形成及其类型 2.切屑的种类
带状切屑
挤裂切屑
崩碎切屑
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
二、积屑瘤 在一定范围的切削速度下切削塑性金属形成带状切屑时 ，常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬 的金属楔块，这就是积屑瘤(the built-up edge)，或称刀瘤 1.积屑瘤的形成
车刀安装偏斜对主偏角和副偏角的影响
第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 3.刀具结构 车刀在结构上可分为整体式车刀、焊接式车刀、机夹重 磨式车刀和机夹可转位式车刀
机 夹 重 磨 式 车 刀
机夹重磨式车刀
第一章
一、切削刀具 4.多齿刀具
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 1.切削力的构成与分解 总切削力F一般常分解为3个互 相垂直的分力 切削力Fc 总切削力F在主运动方向 上的分力 进给力Ff 总切削F在进给运动方向 上的分力 背向力Fp 总切削力F在垂直于工作 平面方向上的分力 3个切削分力与总切削力F有如下关 系： 2 2 2
三、切削层参数 切削层的尺寸和形状，通常在切削层尺寸平面中测量。
第一章
三、切削层参数
1.切削层公称横截面积AD
机械加工基础知识
1.1 切削运动及切削要素
给定瞬间，切削层在切削层尺寸 平面里的实际横截面积，单位为mm2。 2.切削层公称宽度bD 给定瞬间，作用于主切削刃截形 上两个极限点间的距离，在切削层尺 寸平面中测量，单位为mm。 3.切削层公称厚度hD 同一瞬间切削层公称横截面积与 其公称宽度之比，单位为mm。
刀具复习思考题答案
目录复习思考题 (2)复习思考题 (10)复习思考题 (18)复习思考题 (29)复习思考题 (34)复习思考题 (45)复习思考题 (54)复习思考题 (63)（二）复习思考题1、切削加工由哪些运动组成？它们是如何定义的？各起什么作用？ （1）切削运动（表面成形运动）刀具与工件间的相对运动。
分为主运动和进给运动。
（2）定义：①主运动：是使刀具和工件产生相对运动以进行切削的运动。
特点：速度最高，消耗机床功率最大，且仅有一个。
图2-2 车削外圆的切削运动与加工表面形式：⎩⎨⎧直线运动旋转运动（执行件）主体：⎩⎨⎧刀具转（铣削）工件转（车削）②进给运动：不断地把切削层（切削余量）投入切削的运动。
2、车削外圆柱表面时，工件上有哪些表面？如何定义这些表面？ 切削过程中，工件上有三个变化的表面。
（1）待加工表面：工件上即将被切除的表面（切削余量）。
（2）已加工表面：切削后形成的新表面（符合尺寸精度，表面质量要求）。
（3））下的金属。
被从工件上切削（剥离（切屑） 削的表面。
过渡表面：正被刀具切 （余量） ⇒⇑⇓3、切削用量三要素是指什么？它们是如何定义的？ （1）切削速度V C ：是指刀刃上选定点相对于工件的主运动线速度：）（＝Sm1000n d V w C π 式中： )sr ()m i n s 60()min r n(n ＝ d w =d max (mm) 2、进给量f （进给速度f V ）（1）f ：刀具在进给方向上相对于工件的位移量。
（车、钻、磨）r mm ⇒（2）f V （进给速度）：切削刃上，选定点相对于工件的进给运动的线速度（smm ）。
（3）每齿进给量)z mm (f zZ ：多齿刀具的齿数 三者相互关系)rmm )(s r ( )s mm (nZf nf V z f ==3、背吃刀量q a （切削深度）p a ：是工件上已加工表面（m d ）与待加工表面（w d ）间的垂直距离。
车外圆时：2d d a mw p －= （mm ） 钻孔时： 2da w p = （mm ）4、切削层参数是指什么？它们是如何定义的？图2-5 切削层参数（1）切削厚度：切削层两相邻过渡表面间的垂直距离。
机械制造基础第三版电子课件模块八金属切削加工的基础知识
2．进给速度vf 进给速度是指在单位时间内，刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。
3．背吃刀量ap 背吃刀量一般指工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离。
二、知识链接 （一）金属切削加工 金属切削加工就是利用金属切削机床，使用金属切削刀具对金属材料进行切削
加工，切除工件上的多余金属，使之成为具有一定几何形状、尺寸精度、几何精 度和表面质量的工件。
一、任务实施 （一）任务引入
已知工件材料为调质45 钢，Rm=0.735 GPa，如图8-19
所示为工件加工尺寸（其中Δ、y 分别为入切、超切长度）。
要求加工后达到h11 级精度，表面粗糙度Ra 值为3.2 μm。
半精车直径余量为1.5 mm，使用CA6140 型普通车床，请 选择粗车与半精车的刀具几何参数。
尺寸，也称切削宽度，单位为mm。
（4）切削层公称横截面积AD：简称切削面积，其单位为mm2。
课题二 刀具切削部分的几何参数 任务 标注刀具切削部分的几何角度
任务说明 ◎ 通过学习，能够正确标注正交平面参考系中刀具的角度。 技能点 ◎ 能够正确标注正交平面参考系中刀具的角度。 知识点 ◎ 刀具切削部分的组成。 ◎ 刀具的标注角度。 ◎ 刀具参考坐标系。
刀尖角εr ——主切削刃与副切削刃在基面上的投影间的夹角。 楔角βo ——在正交平面中测量的前面与后面的夹角。
（四）刀具的工作角度
如图8-11 所示为刀具工作参考系与基准平面， 工作参考系为在考虑进给运动所生成的合成运动速
度方向情况下的参考系。其中vc 为主切削速度，ve 为合成切削速度，pre 为工作参考系基面，poe 为工 作参考系正交平面，pse 为工作参考系切削平面。
（二）分析及解决问题 1．确定刀具类型与材料 粗车、半精车车刀材料选用YT15。刀具寿命为T=60 min。选择刀杆材料为 45 钢，刀杆尺寸为16 mm×25 mm（按机床中心高选取），刀片厚度为6 mm。
金属切削原理【详解】
金属切削原理解析本文档由深圳机械展SIMM整理，详细介绍金属切削原理。
金属切削原理并不是一两句话可以精炼概括的，是一个复杂的知识体系，这个知识体系也是机械制造工艺及设备专业的专业基础课，庞丽君写的《金属切削原理》可作为高等院校机械类及有关专业本科、专科的教材，也可供机械类和相近专业的其他类型学校的师生和工程技术人员参考透彻理解金属切削原理需要了解切削运动、加工表面和切削用量三要素，刀具几何角度及其选择，刀具工作角度，切削层参数，切削方式，还包括金属切削过程，切削力，切削热与切削温度，刀具磨损和使用寿命，工件材料的切削加工性，已加工表面质量，刀具合理几何角度和切削用量的选择，磨削，以及刀具材料的分析及选择、车刀的结构分析与应用、孔加工过程分析、刀具的结构分析与应用、拉刀的结构特点与使用、铣削过程分析与铣刀的选择和其他刀具的结构与应用。
以下为一些重要知识的整理：基面：切削刃上任意一点的基面是通过这一点并与这一点的切削速度相垂直的平面。
切削原理：金属切削必须具备两种运动，车削时的切削运动是工件的旋转运动；进给运动，使新的金属不断的投入切削的运动。
也就是使切削过程在所需要的方向继续下去的运动，进给运动可能有一个以上，车削时的进给运动是刀具的连续移动。
1、切削用量的选择原则粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
从刀具的耐用度出发，切削用量的选择顺序是：先确定背吃刀量，其次确定进给量，最后确定切削速度。
2、背吃刀量的确定背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。
确定背吃刀量的原则：（1）在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm~25μm时，如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次进给就可以达到要求。
切削的用量
《机械加工方法与通用设备》切削用量扬州市职业大学 机械工程学院1、切削过程中工件各个表面的名称；2、切削用量三要素。
熟悉切削用量的概念，认识切削用量在机械加工中的重要意义。
一、切削过程中工件的表面加工中，随刀具与工件的相对运动，工件上切削层金属被切下而形成切屑，工件上的表面在切削运动中不断变化着，形成了待加工表面、过渡表面、已加工表面。
1）待加工表面：加工时即将被切除的工件表面。
2）过渡表面：刀具切削刃正在切除的表面。
该表面在加工过程中不断变化，并且始终处于待加工表面和已加工表面之间。
3）已加工表面：工件上经刀具切削后产生的表面。
切削过程中工件的表面二、切削用量已加工表面是否合格合适的切削用量工件材料、工件结构、加工精度、刀具材料其它技术、经济要求切削用量的大小围绕形成合格加工表面这一核心，所需的切削运动的大小是不同，因此需要选择合理的切削用量。
切削过程中，主运动速度、进给运动速度或进给量、背吃刀量等切削要素称为切削用量。
（1）切削速度Vc: 指主运动的线速度，单位m/min（磨削为m/s）。
①当主运动为回转运动时，切削速度为回转体（刀具或工件）上某一点的线速度。
计算时取刀具（或工件）最外缘点的线速度，即最大切削速度。
②当主运动为直线运动时，切削速度为刀具相对于工件的直线运动速度。
1000n dv w c ⨯⨯=πmin)/(m①进给量 f ：指在主运动的一个循环内，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/行程。
ⅰ、对于车外圆，f 为工件转一圈，刀具沿工件轴向移动的距离，mm/r ； （2）进给速度V f ：指刀具上选定点相对于工件的瞬时进给速度，mm/s。
ⅱ、主运动为直线往复旋转运动时，进给量 f 为每一往复行程，刀具相对工件沿进给方向移动的距离，mm/行程；②每齿进给量 f z ：对于多齿的旋转刀具(如铣刀、切齿刀)，常用每齿进给量 f z ，单位为mm/z或mm/齿。
2切削运动、加工表面和切削用量三要素
第一章 机械加工工艺规程的制订
3、划分工序的依据： 1）、工作地点是否变化 2）、工作是否连续 如：在下表1-1的工序1中，先车一个工件的 一端，然后调头装夹，再车另一端。如果先车好 一批工件的一端，然后再车这批工件的另一端， 这时对每个工件来说，两端的加工已不连续，所 以即使在同一台车床上加工也应算作两道工序。
第一章 机械加工工艺规程的制订
切削运动、加工表面和切削用量三要素 一、车削运动和工件上的加工表面： 普通外圆车削加工中的切削运动由两种运动单元组 合而成的： 其一是工件的回转运动；是切除多余金属以成工件 新表面的基本运动。 其二是车刀的纵向（或横向）进给运动：保证切削 工作的连续进行。 在新表面的形成过程中，工件上有三个依次变化着 的表面： 待加工表面、加工表面和已加工表面。 （1）、待加工表面：加工时即将切除的工件表面。 （2）、已加工表面：已被切去多余金属而形成符合 要求的工件新表面。
第一章 机械加工工艺规程的制订
对于多刃切削工具（铣刀、铰刀、拉刀、齿 轮滚刀），应规定每一刀齿的进给量af，即后一个 刀齿相对前一个刀齿的进给量。单位为mm/z。
vf=f*n=af*z*n 3、切削深度ap ：为工件上已加工表面和待加 工表面间的垂直距离，单位为mm。 外圆柱面车削的切削深度可用下式计算： ap=(dw-dm)/2(mm) 对于钻孔工作： ap= dm/2(mm)
第一章 机械加工工艺规程的制订
第一章 机械加工工艺规程的制订
第一章 机械加工工艺规程的制订
当n一定时，切削刃上各点的切削速度是不同的，考 虑到刀具的磨损和已加工表面等因素，在计算时，应取最 大的切削速度。
1.1切削基础知识
积屑瘤
在速度不高切削塑性金属形成 带状切屑的情况下， 带状切屑的情况下，滞流层金 属粘接在前刀面上， 属粘接在前刀面上，形成硬度 很高的硬块，称为积屑瘤 积屑瘤。 很高的硬块，称为积屑瘤。
积屑瘤对切削过程的影响： 积屑瘤对切削过程的影响：
（1）代替刀具切削，保护刀具 ）代替刀具切削， （2）增大前角，减小变形和力 ）增大前角， （3） 产生过切及犁沟，↓精度 ） 产生过切及犁沟， 精度 （4） 增大已加工表面粗糙度 ） 积屑瘤对精加工是不利的，应避免它产生：降低工材塑性； 积屑瘤对精加工是不利的，应避免它产生：降低工材塑性； 合理选切削速度；增大前角；减小进给量； 合理选切削速度；增大前角；减小进给量；采用润滑液等
单位切削力 kc=Fc/Ac= Fc/(ap f) = Fc/(ac aw) ∴ 可查手册
Fc= kc Ac KFc
KFc为切削条件修正系数
3. 计算切削功率 （1）切削功率 Pe ） Pe＝ Pc＋ Pf ＝ Fc v + Ff nwf
≈
为切削力、 式中Fc、 Ff 为切削力、 、 进给力（ 进给力（N）；
（5）刀尖圆弧半径rε的影响
rε增大相当于κr减小的影响
1）rε对Fc影响很小 2）Fp随 rε增大而增大
Ff随 rε增大而减小
4. 刀具磨损的影响
后刀面平均磨损带宽度VB 后刀面平均磨损带宽度 越大，摩擦越强烈， 越大，摩擦越强烈，切削力 也越大。 也越大。 VB对背向力 p影响最显著 对背向力F 对背向力
zθ在0.3～0.5之间，yθ在0.15～0.3，xθ在0.05～0.1 之间， ～ 之间 ～ ， ～
时切削温度↑ 影响最大， 切削用量↑时切削温度 切削用量 时切削温度 ，其中v 对θ影响最大，进 的影响很小。 给量 f 的影响比v 小，背吃刀量ap的影响很小。
机械制造技术试题
1.切削用量三要素?答:在一般切削加工中,切削要素包括切削速度\进给量和背吃刀量3个要素.单位时间内刀具对于零件沿主运动方向的相对位移为切削速度,在单位时间内，刀具相对于零件沿进给运动方向的相对位移为进给量，待加工表面与已加工表面间的垂直距离为背吃刀量2.刀具的五个主要切削角度包括前角、后角、_______、________和刃倾角。
其中前角的增大使切削力_______、后角的增大使刀具的后刀面与工件过渡表面间的摩擦________.答案：主偏角、副偏角、减小、减小1. 在无心磨床上磨削一批光轴的外圆。
要求保证尺寸为00.0830mm -∅，加工后测量，尺寸按正态规律分布，=0.003mm σ，29.99X =。
试绘制分布曲线图，求出不合格率，分析误差的性质，产生不合格品的原因及提出相应的改进措施。
2. 下列哪种机床最适合加工沟槽？A.立式车床B.卧式车床C.无心磨床D.立式升降式铣床答案：1. 329.990.00929.9X σ±=±=或29.99900.0830=29.9230-∅至13029.99===20.005X Z σ--丨X 丨2=0.4772ϕ（）左边出现不合格的产品，右边的产品全部是合格的。
不合格率=0.5-0.4772=0.0228=2.28% 误差性质为常值系统误差。
原因：上偏差都在加工范围内，有些零件的下偏差超出了加工的范围。
改进措施：0.0830=29.962-，29.99-29.96=0.03mm ，砂轮需要向外移0.003mm3. DA 和B 都适合加工各种周磊和盘套类零件的回转表面。
C 适合加工大批量生产中磨削细长轴以及不带中心孔的轴，套，销等零件。
D 适合加工平面，斜面，沟槽，台阶等。
一．选择题1． 切削过程中对切削题温度影响最大的因素是----------- （A ） A 切削速度 B 进给量 C 背吃刀量二．判断题1. 硬质合金是最适合用来制造成型刀具和各种形状复杂的刀具的常用材料。
切削运动与切削要素
• • • • • • • •
刨削：主运动——刨刀的直线运动 进给运动——工件移动 钻削：主运动——钻头旋转 进给运动——钻头轴向移动 插齿：主运动——插齿刀上下运动 进给运动——工件分度运动等 车外圆：主运动——工件高速旋转 进给运动——车刀轴向运动
• 磨外圆：主运动——砂轮旋转
进给运动——工件转动，砂轮轴向移动
进给量f指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量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mmr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双行程或mm单行程对于多齿的旋转刀具如铣刀切齿刀常用每齿进给量fz单位为mmz或mm齿它与进给量f的关系为fzfz提高切削用理apfvc中任何一个要素都可缩短切削时间提高生产效率
2．进给运动——
• • • • • 刀具与工件之间附加的相对运动 配合主运动依次地或连续不断地切除切屑 可由刀具完成——车削、工件完成——铣削 可以是间歇的——刨削、连续的——车削 进给运动方向——切削刃上选定点相对于工件的 瞬时进给方向。 • 进给速度vf——切削刃上选定点相对于工件的进 给运动的瞬时速度
dw dm ap 2
dw――待加工表面直径 dm――已加工表面直径
(4).切削时间tm
•切削时间是反映切削效率高低的一种指标 •车外圆时切削时间tm可由下式计算 lA L——刀具行程长度 m A——半长方向加工余量 Vf ap
t
• 提高切削用理ap、f、Vc中任 何一个要素，都可缩短切削 时间，提高生产效率。
(5).金属切除率QZ
•在金属切削过程中，切削用量三要素选配 的大小，将影响切削效率的高低，通常用三 要素的乘积作为衡量指标，称为材料切除率 •——每分钟切下工件材料的体积 •是衡量切削效率高低的另一种指标
切削用量 切削用量三要素
切削用量切削用量三要素切削用量是指切削速度v c 、进给量 f （或进给速度v f ）、背吃刀量 a p 三者的总称,也称为切削用量三要素。
它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。
它们的定义如下：（一）切削速度v c切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度.计算公式如下v c=（π d w n )/1000 （1-1）式中v c --切削速度(m/s）；dw ——工件待加工表面直径( mm ）；n -—工件转速（r/s ）.在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工表面直径的数值进行计算，因为此处速度最高，刀具磨损最快。
（二)进给量f工件或刀具每转一周时,刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。
进给速度v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。
v f=fn ( 1-2 ）式中v f ——进给速度（mm/s ）;n -—主轴转速( r/s ）；f -—进给量( mm ）。
（三）背吃刀量a p通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量.根据此定义,如在纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算：a p = （d w — d m ) /2 （1—3 )式中 d w ——工件待加工表面直径（mm ）；dm —-工件已加工表面直径( mm ).涂层刀片为了提高刀具（刀片）表面的硬度和改善其耐磨性、润滑性，通过化学气相沉积和真空溅射等方法，在硬质合金刀片表面喷涂一层厚度5～12μ m以下的TiC、TiN或Al 2O 3等化合物材料。
TiC 涂层刀片,硬度可达3200HV，呈银灰色，耐磨性好,容易扩散到基体内与基体粘结牢固，在低速切削温度下有较高的耐磨性.TiN 涂层刀片TiN硬度为2000HV，呈金黄色，色泽美观，润滑性能好，有较高的抗月牙洼型的磨损能力，与基体粘结牢固程度较差.Al 2O 3 涂层刀片硬度可达3000HV,有较高的高温硬度的化学稳定性，适用于高速切削。
金属切削基础ppt课件
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
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切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
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法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
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刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
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刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
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刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
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高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
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高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
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普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，
任务1金属切削和一般规律.
任务1：金属切削和一般规律1.1.1 切削运动和工件上的加工表面在金属切削加工过程中，数控机床的运动主要包括金属切削运动和辅助运动。
1．金属切削运动金属切削加工就是用金属切削把工件毛坯上余量（预留的金属材料）切除，获得图样所要求的零件。
在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。
切削运动是由金属切削机床通过两种运动单元组合而成的，其—是产生切削力的运动，其二是保证了切削工作连续进行的运动，按照它们在切削过程中所起的作用，通常分主运动和进给运动。
1）主运动主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具接近工件并切除切削层。
主运动只有一个，可以是旋转运动，如车削时工件的旋转运动（图1-1），铣削时铣刀的旋转运动；也可以是直线运动，如刨削时刀具或工件的往复直线运动。
其特点是切削速度（v c）最高，消耗的机床功率也最图1-1 切削运动和工件表面大。
2）进给运动进给运动是由机床提供的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削层，并得出具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动可以是连续的运动，如车削外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动（图1-1）；也可以是间断运动，如刨削时刀具的横向运动。
其特点是消耗的功率比主运动小得多。
进给运动可以是一个，也可以有多个或没有。
3）合成切削运动当主运动和进给运动同时进行时，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。
刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称为合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度，该速度方向与过渡表面相切，如图1-1所示。
合成切削速度v e等于主运动速度v c和进给运动速度v f的矢量和，即：v e=v c+v f（1.1）2．加工中的工件表面在金属切削加工过程中，工件上多余的材料不断地被刀具切除而转变为切屑，与此同时，工件在切削过程中形成了三个不断变化着的表面（图1-1），分别如下：1) 待加工表面 工件上有待切除切削层的表面称为待加工表面。
切削用量三要素3
的速度最高，消耗机床功率最多。
(2）进给运动 使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可以
是连续运动，也可以是间歇运动。
切削用量及选择
（3）合成运动与合成切削速度 当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某 一点
相对工件的运动称为合成切削运动，其大小与方向用合成速度 向量ve表示。如下图所示，合成速度向量等于主运动速度与进
提示：在刀具强度，机床刚性保证的情况下，尽可能增加
背吃刀量 ap、进给量 f 、适中的切削速度vc。
切削用量及选择
2.2 对零件精度、表面粗糙度的影响
对零件精度、表面粗糙度，从进给量 f 着手分析，在这
三要素中，吃刀量 ap通常根据加工余量而确定，而进给量 f
的提高，则主要受到表面粗糙度的制约，为提高零件的粗糙 度，进给量必须选择得当。在吃刀量和进给量确定后，在保 证刀具的耐用度的前提下，确定合理的切削速度vc。
切削用量
江苏大学机电总厂 2008年7月
培训专用、请勿外传
切削用量及选择
本章内容
一.切削运动与切削用量 二.切削用量与切削过程中的关系 三.合理选择切削用量的原则和方法 四.切削用量制定的步骤 五.提高切削用量的途径
切削用量及选择
1. 切削运动与切削用量 如外圆车削时，工件做旋转运动，刀具作纵向直线运动，
综上所述，凡是影响切削温度的因素，都影响刀具 磨损，因而也影响刀具耐用度。
切削用量及选择
3. 合理选择切削用量的原则与方法
3.1制订切削用量的原则 正确地选择切削用量，对于保证加工质量、降低加工成本和 提高劳动生产率都具有重要意义。所谓合理的切削用量，是 指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等）， 在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本 的切削用量。
切削用量三要素讲解
切削用量三要素讲解切削用量是制定切削工艺参数的重要因素之一，对于提高切削效率、延长刀具寿命和保障加工质量都至关重要。
切削用量可以通过调整切削速度、进给速度和切削深度来实现。
它们是切削工艺中的三要素，对切削加工具有重要影响。
下面我们将对切削用量的这三个要素进行详细讲解。
1.切削速度：切削速度是指刀具在进行切削时与工件相对运动的速度。
它是切削用量中最直接且最容易控制的参数之一、适当的切削速度可以提高切削效率，减少切削热和切削力，同时还可以延长刀具寿命。
通常情况下，高硬度材料切削速度较低，而切削良好的材料切削速度较高。
切削速度的选择应根据材料、刀具材质和尺寸、工艺要求等因素进行合理确定。
切削速度过高可能会导致刀具磨损加剧、切削力增大和加工质量下降；切削速度过低则会导致加工效率低下、加工表面粗糙等问题。
2.进给速度：进给速度是指刀具在单位时间内所移动的距离。
进给速度的选择直接关系到加工效率、切削质量和刀具寿命。
合理的进给速度可以提高加工效率，减少切削力和切削温度，同时还能保证加工表面质量。
进给速度的选择需要考虑切削力、刀具刚度、刀具寿命等因素，同时也需要根据加工表面粗糙度和加工精度的要求来确定。
当进给速度过高时，刀具可能会过度磨损，切削力增大，加工表面质量下降；进给速度过低则会导致加工效率低下、加工表面粗糙等问题。
3.切削深度：切削深度是指刀具与工件相对直线运动的距离。
切削深度的选择关系到切削力、切削温度、切削热等因素，同时也会影响加工表面质量和刀具寿命。
合理的切削深度可以保证切削力在可承受范围内，减少切削温度和刀具磨损，同时还可以提高加工表面质量。
切削深度的选择需要根据刀具材质和尺寸、切削工艺要求、刀具刚度和切削力等因素进行合理确定。
切削深度过大可能会导致刀具削尖断裂、切削力过大，加工表面质量下降；切削深度过小可能会导致加工效率低下、刀具磨损快等问题。
总而言之，切削用量的三要素是相互关联和相互影响的，它们在切削工艺中的选择需要综合考虑工件材料、刀具材质和尺寸、工艺要求等因素。
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第一章 机械加工工艺规程的制订
第一章 机械加工工艺规程的制订
第一章 机械加工工艺规程的制订
（3）、加工表面：加工时由切削刃在工件上正在形成 的那部分表面；是过渡表面。
第一章 机械加工工艺规程的制订
二、主运动和进给运动： 1、主运动： 由机床或手动提供的刀具与工件之间主要的相对运 动，使刀具切削刃切入工件材料，使被切削层转变为切屑， 从而形成工件新表面。 如上图，在车床上，工件的回转运动是主运动。 2、进给运动： 由机床或手动传给刀具或工件的运动，它配合主运 动依次地完成或连续地切除切屑，同时形成具有所需几何 特性的已加工表面。 如上图，车刀的运动是进给运动。 三、切削用量三要素：
第一章 机械加工工艺规程的制订
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切削运动、加工表面和切削用量三要素 一、车削运动和工件上的加工表面： 普通外圆车削加工中的切削运动由两种运动单元组 合而成的： 其一是工件的回转运动；是切除多余金属以成工件 新表面的基本运动。 其二是车刀的纵向（或横向）进给运动：保证切削 工作的连续进行。 在新表面的形成过程中，工件上有三个依次变化着 的表面： 待加工表面、加工表面和已加工表面。 （1）、待加工表面：加工时即将切除的工件表面。 （2）、已加工表面：已被切去多余金属而形成符合 要求的工件新表面。
3）、毛坯的制造
（铸造、锻造、焊接等） 4）、零件的机械加工与热处理 5）、产品的装配、检验、油漆等 概括：生产过程是指产品由原材料到成品之间的各 个相互联系的劳动过程的总和。
第一章 机械加工工艺规程的制订
2、工艺过程： 在生产过程中，由毛坯变成成品直接有关的过程， 称为工艺过程。 不包括生产过程中的原材料的运输和保管、生产技 术准备工作这两项。 成品（如果采用机械加工的方法， 即由毛坯 称为机械加工工艺过程）。 二、机械加工工艺过程的组成： （一）、工序： 1、概念： 一个（或一组）工人，在一台机床（或其它设备及 工作地）上，对一个（或同时对几个）工件所连续完成的 那部分工艺过程，称为一个工序。
第一章 机械加工工艺规程的制订
上两式中：dm：已加工表面直径(mm) dw：待加工表面直径(mm) §1-1、概述 一、机器的生产过程和工艺过程： 1、生产过程：
原材料
加工与装配
成品
生产过程
第一章 机械加工工艺规程的制订 包括：
1）、原材料的运输和保管 2）、生产的技术准备工作
（产品的开发和设计、工艺设计、专用工艺装配的设 计和制造）
第一章 机械加工工艺规程的制订
当n一定时，切削刃上各点的切削速度是不同的，考 虑到刀具的磨损和已加工表面等因素，在计算时，应取最 大的切削速度。
如外圆车削时应计算待加工表面上的速度；内孔车削 时应计算已加工表面上的速度。 2、进给速度、进给量和每齿进给量： 进给速度vf是单位时间的进给量(mm/s)； 进给量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。（mm/r） 对于主运动为往复直线运动的加工（刨削），需要规 定间歇进给的进给量，单位为mm/d.str(毫米/双行程)。
第一章 机械加工工艺规程的制订
对于多刃切削工具（铣刀、铰刀、拉刀、齿 轮滚刀），应规定每一刀齿的进给量af，即后一个 刀齿相对前一个刀齿的进给量。单位为mm/z。
vf=f*n=af*z*n 3、切削深度ap ：为工件上已加工表面和待加 工表面间的垂直距离，单位为mm。
外圆柱面车削的切削深度可用下式计算： ap=(dw-dm)/2(mm) 对于钻孔工作： ap= dm/2(mm)
第一章 机械加工工艺规程的制订
3、划分工序的依据： 1）、工作地点是否变化
2）、工作是否连续
如：在下表1-1的工序1中，先车一个工件的 一端，然后调头装夹，再车另一端。如果先车好 一批工件的一端，然后再车这批工件的另一端， 这时对每个工件来说，两端的加工已不连续，所 以即使在同一台车床上加工也应算作两道工序。