第2章金属切削加工基本知识
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第2章 金属切削加工基本知识
21
金属切削加工基本知识
2.2
金属切削刀具的基本知识
2.3
各种刀具简介
2.1金属切削加工的基本知识
切削加工在机械制造中占有十分重要的 地位，在切削过程中，切削过程与切削 运动和切削刀具是密切相关的。刀具的 几何形状和形状是加工不同形状的工件 的基础。
2.1.1切削加工概述
v
dn
1000
m min
(2-1)
式中：n——工件或刀具的转速，单位为r/min； d——工件或刀具选定点旋转直径，单位 为mm。
2.1.4．切削用量
(2)进给量f 进给量为刀具在进给运动方向上相对工件的位移 速度，可用工件每转(行程)的位移量来度量，单 位为mm/r。进给量也可用进给速度表示：指切 削刃选定点相对工件进给运动的瞬时速度，单 位为mm/s或m/min。车削时进给运动速度：
2.1.5．切削层参数
（1）切削层公称横截面积Ad 简称切削层横截面积， 它是切削层在切削层尺寸平面内的横截面积。
Ad hD bD
(2-4)
（2）切削层公称厚度hD 简称切削厚度．它是在垂直于过渡 表面度量的切削层尺寸，为相邻两个过渡表面之间的距离。
（3）切削层公称宽度bD 简称切削宽度，它是在平行 于过渡表面度量的切削层尺寸。
在金属切削的过程中，由机床的执行机构来驱动 刀具和工件运动，已实现对工件的切削，在加工的 过程中，机床的运动完成母线和导线（导面）的形 成，以保证加工零件的形状精度。切削加工时,为了 获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的相 对运动,即切削运动。切削运动是合成的运动。
2.1.2 切削运动
在切削零件的过程中，通过工件和 刀具的相对运动以形成符合技术要求 的形状，通常称这种相对运动为切削 运动。 切削运动按其所起的作用可分为主 运动和进给运动。
2.2.1刀具切削部分的基本定义
2.2.2刀具的角度坐标系
（1）基面 过切削刃选定点平行 或垂直刀具上的安装 面(轴线)的平面。 （2）切削平面 过主切削刃选定 点与切削刃相切 并垂直于基面的 平面。 （3）正交平面 过切削刃选定点 同时垂直于切削 平面与基面的平 面。 由以上三个表面构成了刀具正交参考坐标系，在这个坐标系中， 刀具的各个表面和刃的角度全部确定。
（3）切削层公称宽度bD 简称切削宽度，它是在平行 于过渡表面度量的切削层尺寸。
hD f sin r
(2-5)
bD a p / sin r
(2-6)
2.2 金属切削刀具的基本知识
在金属的切削过程，刀具是参与切削的主体，刀具的 几何形状也是至关重要的，如图所示，车刀由刀头、刀 体两大部分组成。在切削过程中刀头用于切削，刀体用 于装夹。 概括：刀具切削部分(刀头)由一尖、两刃、三面构成。
2.1.2 切削运动
（1）主运动 由机床或人力提供的运动，它使刀具 与工件之间产生主要的相对运动。主运动 的特点是速度最高，消耗功率最大。
2.1.2 切削运动
（2）进给运动 由机床或人力提供的运动，它使刀具与工 件间产生附加的相对运动，进给运动将使 被切金属层不断地投入切削，以加工出具 有所需几何特性的已加工表面。
2.1.2 切削运动
（3）主运动和进给运动的合成 当主运动和进给运动同时进行时，切削刃上 某一点相对于工件的运动为合成运动，常用 合成速度向量ve来表示。
2.1.3 工件表面
切削加工过程中，在切削运动的作用下，工件表 面一层金属不断地被切下来变为切屑，在新表面 形成的过程中，工件上有三个依次变化着的表面， 它们分别是待加工表面，切削表面和已加工表面。 ①待加工表面，即将被切去金属层的表面； ②切削表面，切削刃正在切削而形成的表面,切削 表面又称加工表面或过渡表面； ③已加工表面，已经切去多余金属层而形成的新 表面。
2.2.3刀具的角度
（1）前角
0
（2）后角 0
正交平面中可以测量的 前刀面与基面间夹角。 正交平面中测量 的后刀面与切削 平面间夹角。
（3）主偏角 r 基面中测量的主切削 平面与假定工作平面 （进给方向）间夹角。
（4）刃倾角 切削平面中测量的切削刃与基面间夹角。 基面中测量的主切削平面与假定工作平面 （5）副偏角 （进给方向）间夹角。
hD f sin r
(2-5)
bD a p / sin r
(2wenku.baidu.com6)
2.1.5．切削层参数
（1）切削层公称横截面积Ad 简称切削层横截面积， 它是切削层在切削层尺寸平面内的横截面积。
Ad hD bD
(2-4)
（2）切削层公称厚度hD 简称切削厚度．它是在垂直于过渡 表面度量的切削层尺寸，为相邻两个过渡表面之间的距离。
2.2.1刀具切削部分的基本定义
(1)刀面 ①前刀面 刀具上切屑流过的表面。 ②后刀面 与过渡表面相对的表面。 ③副后刀面 与已加工表面相对的表面。 前刀面与后刀面之间所包含的刀具实体部分称刀楔。 (2)切削刃 ①主切削刃 前、后面汇交的边缘。 ②副切削刃 除主切削刃以外的切削刃。 (3) 刀尖 主、副切削刃汇交的一小段切削刃称刀尖。 由于切削刃不可能为理论上的一条线那样刃磨得很锋 利，总有一些刃口圆弧，同时为了提高刀尖刃口强度， 常将刀尖做成修圆刀尖或倒角刀尖。
2.1.3 工件表面
2.1.4．切削用量
在制造过程中将与相对运动的相关的参数称 之为切削用量。 切削用量是机床调整的重要工艺参数，是切 削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量 (切削深度)的总称，或称为切削三要素。
2.1.4．切削用量
(1)切削速度 切削速度为过切削刃选定点相对工件主运动的瞬 时速度，单位为m/s或m/min。 以车削为例，切削速度计算式为：
v f nf
(2-2)
2.1.4．切削用量
背吃刀量(切削深度)ap 背吃刀量指在垂直于进给速度方向测量的切削层 最大尺寸，单位为mm。当车削外圆时：
ap
dw dm 2
(2-3)
式中：dw——待加工表面直径； dm——已加工表面直径。
2.1.4．切削用量
2.1.5．切削层参数
切削层参数是指在刀具基面上度量切削层 的长度与宽度，是切削层横截面及其厚度、 宽度尺寸。
21
金属切削加工基本知识
2.2
金属切削刀具的基本知识
2.3
各种刀具简介
2.1金属切削加工的基本知识
切削加工在机械制造中占有十分重要的 地位，在切削过程中，切削过程与切削 运动和切削刀具是密切相关的。刀具的 几何形状和形状是加工不同形状的工件 的基础。
2.1.1切削加工概述
v
dn
1000
m min
(2-1)
式中：n——工件或刀具的转速，单位为r/min； d——工件或刀具选定点旋转直径，单位 为mm。
2.1.4．切削用量
(2)进给量f 进给量为刀具在进给运动方向上相对工件的位移 速度，可用工件每转(行程)的位移量来度量，单 位为mm/r。进给量也可用进给速度表示：指切 削刃选定点相对工件进给运动的瞬时速度，单 位为mm/s或m/min。车削时进给运动速度：
2.1.5．切削层参数
（1）切削层公称横截面积Ad 简称切削层横截面积， 它是切削层在切削层尺寸平面内的横截面积。
Ad hD bD
(2-4)
（2）切削层公称厚度hD 简称切削厚度．它是在垂直于过渡 表面度量的切削层尺寸，为相邻两个过渡表面之间的距离。
（3）切削层公称宽度bD 简称切削宽度，它是在平行 于过渡表面度量的切削层尺寸。
在金属切削的过程中，由机床的执行机构来驱动 刀具和工件运动，已实现对工件的切削，在加工的 过程中，机床的运动完成母线和导线（导面）的形 成，以保证加工零件的形状精度。切削加工时,为了 获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的相 对运动,即切削运动。切削运动是合成的运动。
2.1.2 切削运动
在切削零件的过程中，通过工件和 刀具的相对运动以形成符合技术要求 的形状，通常称这种相对运动为切削 运动。 切削运动按其所起的作用可分为主 运动和进给运动。
2.2.1刀具切削部分的基本定义
2.2.2刀具的角度坐标系
（1）基面 过切削刃选定点平行 或垂直刀具上的安装 面(轴线)的平面。 （2）切削平面 过主切削刃选定 点与切削刃相切 并垂直于基面的 平面。 （3）正交平面 过切削刃选定点 同时垂直于切削 平面与基面的平 面。 由以上三个表面构成了刀具正交参考坐标系，在这个坐标系中， 刀具的各个表面和刃的角度全部确定。
（3）切削层公称宽度bD 简称切削宽度，它是在平行 于过渡表面度量的切削层尺寸。
hD f sin r
(2-5)
bD a p / sin r
(2-6)
2.2 金属切削刀具的基本知识
在金属的切削过程，刀具是参与切削的主体，刀具的 几何形状也是至关重要的，如图所示，车刀由刀头、刀 体两大部分组成。在切削过程中刀头用于切削，刀体用 于装夹。 概括：刀具切削部分(刀头)由一尖、两刃、三面构成。
2.1.2 切削运动
（1）主运动 由机床或人力提供的运动，它使刀具 与工件之间产生主要的相对运动。主运动 的特点是速度最高，消耗功率最大。
2.1.2 切削运动
（2）进给运动 由机床或人力提供的运动，它使刀具与工 件间产生附加的相对运动，进给运动将使 被切金属层不断地投入切削，以加工出具 有所需几何特性的已加工表面。
2.1.2 切削运动
（3）主运动和进给运动的合成 当主运动和进给运动同时进行时，切削刃上 某一点相对于工件的运动为合成运动，常用 合成速度向量ve来表示。
2.1.3 工件表面
切削加工过程中，在切削运动的作用下，工件表 面一层金属不断地被切下来变为切屑，在新表面 形成的过程中，工件上有三个依次变化着的表面， 它们分别是待加工表面，切削表面和已加工表面。 ①待加工表面，即将被切去金属层的表面； ②切削表面，切削刃正在切削而形成的表面,切削 表面又称加工表面或过渡表面； ③已加工表面，已经切去多余金属层而形成的新 表面。
2.2.3刀具的角度
（1）前角
0
（2）后角 0
正交平面中可以测量的 前刀面与基面间夹角。 正交平面中测量 的后刀面与切削 平面间夹角。
（3）主偏角 r 基面中测量的主切削 平面与假定工作平面 （进给方向）间夹角。
（4）刃倾角 切削平面中测量的切削刃与基面间夹角。 基面中测量的主切削平面与假定工作平面 （5）副偏角 （进给方向）间夹角。
hD f sin r
(2-5)
bD a p / sin r
(2wenku.baidu.com6)
2.1.5．切削层参数
（1）切削层公称横截面积Ad 简称切削层横截面积， 它是切削层在切削层尺寸平面内的横截面积。
Ad hD bD
(2-4)
（2）切削层公称厚度hD 简称切削厚度．它是在垂直于过渡 表面度量的切削层尺寸，为相邻两个过渡表面之间的距离。
2.2.1刀具切削部分的基本定义
(1)刀面 ①前刀面 刀具上切屑流过的表面。 ②后刀面 与过渡表面相对的表面。 ③副后刀面 与已加工表面相对的表面。 前刀面与后刀面之间所包含的刀具实体部分称刀楔。 (2)切削刃 ①主切削刃 前、后面汇交的边缘。 ②副切削刃 除主切削刃以外的切削刃。 (3) 刀尖 主、副切削刃汇交的一小段切削刃称刀尖。 由于切削刃不可能为理论上的一条线那样刃磨得很锋 利，总有一些刃口圆弧，同时为了提高刀尖刃口强度， 常将刀尖做成修圆刀尖或倒角刀尖。
2.1.3 工件表面
2.1.4．切削用量
在制造过程中将与相对运动的相关的参数称 之为切削用量。 切削用量是机床调整的重要工艺参数，是切 削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量 (切削深度)的总称，或称为切削三要素。
2.1.4．切削用量
(1)切削速度 切削速度为过切削刃选定点相对工件主运动的瞬 时速度，单位为m/s或m/min。 以车削为例，切削速度计算式为：
v f nf
(2-2)
2.1.4．切削用量
背吃刀量(切削深度)ap 背吃刀量指在垂直于进给速度方向测量的切削层 最大尺寸，单位为mm。当车削外圆时：
ap
dw dm 2
(2-3)
式中：dw——待加工表面直径； dm——已加工表面直径。
2.1.4．切削用量
2.1.5．切削层参数
切削层参数是指在刀具基面上度量切削层 的长度与宽度，是切削层横截面及其厚度、 宽度尺寸。