经典：金属切削刀具的基本知识

第二章 制造工艺装备
本章是全书重点 主要内容：
金属切削刀具 机床 机床夹具
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第一节 金属切削刀具的基本知识 一.金属切削加工的基本概念
金属切削加工： 金属切削加工是利用刀具从工件待加工
表面上切去一层多余的金属，从而使工件达 到规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的
机械加工方法。
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一.金属切削加工的基本概念
进给速度 vf=n f = n fz z （mm/s 或 mm/min)
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3．切削用量三要素
对于外圆车削和刨削， 背吃刀量为工件上已 加工表面和待加工表 面之间的垂直距离。
车削外圆时 ap = (dw-dm)/2
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3．切削用量三要素
例题：
车外圆时工件加工前直径为62mm，加工后直径为56
切削用量三要素视频
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3．切削用量三要素
➢（1）切削速度
切削刃选定点相对 于工件的主运动的瞬 时速度，计算公式为： 旋转运动： vc=πd n/1000
往复运动：
v = 2Lnr /1000
单位：(m/s 或 m/min)
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3．切削用量三要素
➢ （2）进给量f、进给 速度vf和每齿进给量fz
点，垂直于基面和切 削平面的平面。 正交平面参考系: 基面、切削平面和正 交平面组成标注刀具 角度的正交平面参考 系
正交平面参考系视频
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1．刀具标注角度参考系
❖ 法平面Pn :过切削刃上选定点并垂直于主切削刃的平面 ❖ 进给平面Pf :垂直于基面平行于进给方向的平面 ❖ 切深平面Pp :垂直基面和假定工作平面的平面
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（四）刀具的工作角度
1.横向进给运动的影响
arctan f 2
γoe=γo＋μ
αoe=αo－μ
tanμ＝f /πd
①当进给量f一定时，
随 d 值↓—μ值↑， 接近中心αoe为负值。
② 当 f↑—μ值↑ 横车时 f 不宜过大， 并应适当加大αo
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2.轴向进给运动的影响
车右螺纹时左侧刃
γfe=γf＋μf
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，单 位为（mm/r）。
进给速度vf：在切削 刃选定点相对于工件 进给运动的瞬时速度， 单位为（mm/s或 mm/min）。
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3．切削用量三要素
每齿进给量fz： 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿
轮滚刀等多刃切削工具，在 它们进行工作时，还应规定 每一个刀齿的进给量，即后 一个刀齿相对于前一个刀齿 的进给量，单位是mm／z(毫 米／齿) 。
αfe=αf－μf
tanμf＝f /πdw γoe=γo＋μ
在切削过程中，工件上通常 存在以下三个表面
➢ (1)待加工表面：工件上即将 被切除的表面。
➢ (2)已加工表面：工件上经刀 具切削后形成的表面。
➢ (3)过渡表面（加工表面）： 工件上被切削刃正在切削着 的表面。它总是处在待加工 表面与已加工表面之间。
切削时的工件表面 视频
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3．切削用量三要素
切削速度vc，进给量f(或进给速度vf)和背 吃刀量ap切削用量三要素。 切削用量三要素是调整刀具与工件相对运动 速度和相对位置所需的工艺参数。
金属切削加工分为钳工和机械加工（简称机工） 两部分。 钳工 一般时通过工人手持工具进行切削加工的。钳工 加工方式多种多样，使用的工具简单、方便灵活， 是装配和修理工作中不可缺少的加工方法。 机工 主要是通过工人操纵机床来完成切削加工的。其 主要加工方法有车削、钻削、铣削、刨削、磨削等， 所用的机床分别为车床、钻床、铣床、刨床、磨床 等。
1. 切削运动与切削用量
➢ （2）进给运动
进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐 切削出整个表面的运动。进给运动一般速度较低， 消耗的功率较少。
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1. 切削运动与切削用量
主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。 合成切削方向为切削刃选定点相对于工件的瞬时 合成切削运动的方向。
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2．切削时的工件表面
ac＝ f sinκr ➢（2） 切削宽度 aw
沿过渡表面测量的切削层尺寸
aw＝ ap/sinκr
➢（3）切削层面积 Ac ( κ '=r 0) Ac＝ ac aw＝ f ap
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二、刀具角度
金属切削刀具的种类很多，要使刀具能够切除材 料，刀具必须具有正确的角度。
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（一）刀具切削部分的组成
三面
t =(l+l1+l2)/ vf =(110+3+0)/2=56.5 s
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4．切削层参数
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。
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4．切削层参数
➢（1） 切削厚度 ac (λs= 0)
垂直于过渡表面测量的切削层尺寸.
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2．刀具工作角度参考系
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（三）刀具的标注角度
前角0： 前刀面—基面（正 交平面）
后角 0 ：主后刀面—切削 平面（正交平面）
主偏角r ：主刃投影—假定 进给方向（基面）
副偏角’ r ：主刃投影— 假定进给方向（基面）
刃倾角 s ：主刃—基面（切
削平面）
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（三）刀具的标注角度
刀具几何角度视频
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1. 切削运动与切削用量
为了切除多余的金属，刀具和工件之间必须有相 对运动，即切削成形运动（简称切削运动）。切 削运动可分为主运动和进给运动。
主运动和进给运动
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1. 切削运动与切削用量
➢（1）主运动
含义：使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最 基本运动，主运动的速度最高，所消耗的功率最大。
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前刀面Aγ 后刀面Aα 副后刀面A α′
两刃
主切削刃 S 副切削刃 S′
一尖
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其他刀具可看作是车刀的演变和组合
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（二）定义刀具角度的参考系
1．刀具标注角度参 考系
设计制造测量角度时的 基准
➢（1）基面Pr
➢（2）切削平面Ps：
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1．刀具标注角度参考系
➢ （3）切削刃剖平面
❖ 正交平面Po： 通过主切削刃上选定
mm，工件转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动2mm，
工件加工长度为110mm，切入长度为3mm，求v、f、ap和 切削工时t 。
解： v =πdn/1000 = π·62·4/1000 = 0.779 m/s
f = vf /n = 2/4 = 0.5 mm/r
ap = (dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mm