2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
切削用量三要素计算公式
切削用量三要素计算公式切削用量三要素计算公式是指在切削过程中，根据切削速度、进给速度和切削深度来计算切削用量的公式。
切削用量是切削过程中切除材料或切削液的量，是衡量切削过程中切削效果的一个重要指标。
在切削加工过程中，切削用量的合理控制对于提高切削效果、延长刀具寿命和提高加工效率都起到至关重要的作用。
切削用量三要素包括切削速度、进给速度和切削深度。
切削速度是指刀具与工件相对运动的速度，单位通常是m/min。
进给速度是指切削刃每转一周，工件上移动的距离，单位通常是mm/rev。
切削深度是指刀具切削刃在一个工件上的进入深度，单位通常是mm。
切削用量的计算公式为：切削用量=切削速度×进给速度×切削深度切削用量的计算公式可以根据不同的切削形式和加工要求进行调整。
下面将分别介绍一些常用的切削用量计算公式。
1.对于铣削加工：切削用量=切削宽度×进给速度×加工长度其中，切削宽度是指铣刀径向切削刀具之间的距离，通常是成刀具直径的倍数。
2.对于车削加工：切削用量=切削深度×进给速度×加工长度其中，切削深度是指刀具在工件中切削的最大深度。
3.对于钻削加工：切削用量=钻孔直径×进给速度×加工长度其中，钻孔直径是指钻头直径，进给速度是指每转一周，工件上移动的距离。
4.对于镗削加工：切削用量=镗孔直径×进给速度×加工长度其中，镗孔直径是指镗刀直径。
需要注意的是，切削用量的计算公式只是一个理论值，实际加工时往往需要根据具体材料性质、刀具情况、工件形状和加工要求等因素进行适当调整。
切削用量的合理选取对于加工质量的影响非常大。
合理的切削用量可以确保工件表面质量良好，避免切削过程中产生过大的切削力和切削热量，减少工件表面的热影响区，避免刀具磨损过快和强制振动的产生，提高切削效率和工件精度。
因此，在选择切削用量时应充分考虑刀具材料、刀具形状、刀具刃数、切削方式、切削速度和切削深度等因素，并根据实际情况进行调整。
金属切削的基本要素
平面。
切深剖面Pp—过切削刃上选定点，同时垂直于
基面Pr和进给剖面Pf的平面。
Pr－Pf－Pp组成进给、切深 剖面考系2.刀具工作角度参考平面——根据ISO标准形成 工作系tool-in-use system 为了确定刀具工作状态下的切削角度，就必须按合成切削运动方向建立参考系（见 表1－1）。
头刨床（插床）的工作台带着工件或龙门刨床的刀
架带着刀具作间歇的直线运动，产生导线。 铣削时刀具旋转运动B1和工作台带着工件作直线 运动A2。 简单运动组合：由一个旋转运动B1和一个直线运动 A2组成。这两种运动最简单，也最容易得到，因而 都称为简单成形运动。
（2）复合成形运动
加工飞机发动机叶片需要相当复杂的表面成形运 动。多个运动单元组成复合运动。
现代切削刀具引入 “可转位”概念之 后,使得刀具切削部 分的统一性获得了 新的发展，许多结 构迥异的切削刀具 其切削部分都不过 是一个或若干个 “可转位式刀片”。 刀具切削部分的这 一步变革，大大促 进了切削工具的发 展。
1.三个表面： (1)前刀面Ar—在切削过程中，直接作用于被切削的金
1.1 工件表面的成形方法和成形运动
1.1.1工件的加工表面及其形成方法
1．被加工工件的表面形状
2.工件表面的形成方法 各种典型表面都可以看作是一条线(称为母线)沿 着另一条线(称为导线)运动的轨迹。母线和导线统 称为形成表面的发生线。
（1）两条发生线及其表面形成方法 （2）母线相对旋转轴线位置不同，所产生的表面 也不同
2. 主运动、进给运动和合成切削运动 （1）主运动——使工件与刀具产生相对运动以进行切削
的最基本的运动。这个运动的速度最高、消耗功率最多。 也可由刀具完成，且每种切削加工方法的主运动只有一
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。
切削用量切削用量三要素
切削用量切削用量三要素
切削用量是指在切削加工过程中，切削刀具与工件之间的相对运动引起的材料去除量。
切削用量的大小直接影响着加工效率、刀具寿命和加工质量。
切削用量的三个要素是进给量、切削深度和切削速度。
1.进给量：进给量是指单位时间内工件在切削方向上的移动量。
进给量的大小直接影响着加工效率和表面质量。
通常情况下，增加进给量可以提高加工效率，但过大的进给量会引起切削力过大、切削温度升高、刀具磨损加剧、表面质量下降等问题。
因此，在确定进给量时需要考虑工件材料、加工精度要求、刀具耐磨性等因素。
2.切削深度：切削深度是指切削刀具与工件之间在切削方向上的垂直距离。
切削深度的大小对切削用量、加工精度和刀具寿命都有影响。
增加切削深度可以提高加工效率，但过大的切削深度容易导致刀具振动、切削力过大、切削温度升高等问题，甚至会破坏刀具和工件。
因此，在确定切削深度时需要综合考虑刀具的刚性、工件的材料性质、加工精度要求等因素。
3.切削速度：切削速度是指切削刀具在切削过程中与工件相对运动的速度。
切削速度的大小对切削用量、刀具寿命和表面质量都有影响。
增加切削速度可以提高加工效率，但过大的切削速度容易导致切削温度升高、刀具磨损加剧、切削力过大等问题，甚至会破坏刀具和工件。
因此，在确定切削速度时需要考虑工件材料、切削刀具的材料和涂层、刀具的耐磨性等因素。
总之，切削用量的大小需要根据具体加工要求和材料特性来确定，要综合考虑进给量、切削深度和切削速度三个要素，以达到高效、稳定和精确的加工效果。
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
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
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、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。
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
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技能准备篇之金属切削加工的基本知识
图2-2 切削运动及选定点
2．进给运动
进给运动是指使新的切削层金属不断地投入 切削，从而切出整个工件表面的运动。进给 运动形式可以是连续的，也可以是间断的； 可以是直线运动，也可以是旋转运动。进给 运动的运动方式主要有：车削是刀具移动； 铣削是工件移动；钻削是钻头沿其轴线方向 移动；内、外圆磨削是工件旋转和移动等。 进给运动可以是一个、多个或者没有。进给 运动的速度较小，消耗的功率也较小。
被切除的金属层）。切削层（沿工件）的轴向
剖面称为切削层横截面，如图2-3所示。切削层
的尺寸被称为切削
参数。切削层横截
面要素包括切削层
公称宽度bD、公称 厚度hD和公称横截 面积AD三个要素。
图2-3 纵车外圆时的切削层要素
1．切削层公称宽度bD 切削层公称宽度bD是指 刀具主切削刃与工件的接触长度，沿工件过渡 表面度量，单位为mm。当λs=0°时，有
（2）刀具工作角度参考系，它是确定刀具在 切削运动中有效工作角度的参考系。
两类角度参考系的区别在于：刀具标注角度参 考系由主运动方向确定，而刀具工作角度参 考系则由合成切削运动方向确定。由于通常 进给速度远小于主运动速度，所以刀具工作 角度近似等于刀具标注角度。
为了方便理解，以刨刀为例建立静止参考系。
宽刃刨刀垂直自由切削刀具标注角度参考系
通过对上图的分析发现，宽刃刨削具有以下特 点：刀刃为直线、刀刃长度大于工件宽度、前 面和后面均为平面、无进给运动(只有主运动)。
1．宽刃刨刀静止参考系的建立
选取三个相互垂直的参考平面构建宽刃刨刀的 静止参考系，即正交平面参考系。
取过主切削刃上选定点，平行于主运动方向并 切于工件过渡表面的平面为切削平面（ps）。
图2-2 合成切削运动
切削运动和切削用量
不断变化的表面。
（2）工件表面的形成方法
工件的表面形状千变万化，但大都是由几种 常见的表面组合而成的。这些表面包括圆柱面、 圆锥面、回转双曲面、平面、螺旋面和成形曲面 等，如下图所示 。
（a）圆柱面
（b）圆锥面 （c）回转双曲面
（d）平面
（e）螺旋面
（f）成形曲面
如下图所示表面都可以看成是由一母线沿 着导线运动而形成的。
动的瞬时速度，单位是m/s或m/min。
若主运动为旋转运动，切削速度可按下式计算：
vc
nd
1000
若主运动为直线运动（如刨削、插削等），则
切削速度为刀具相对于工件的直线运动速度。
2．进给速度vf、进给量f和每齿进给量fz
进给速度：是指刀具上选定点相对于工件进 给运动的瞬时速度，单位是mm/s或mm/min。
三者的关系为：v f nf nfz z
3．背吃刀量ap
背吃刀量是指在垂直于主运动和进给运动方 向上测得的工件已加工表面和待加工表面间的距 离，单位是mm。
主运动是回转运动时：
车外圆
ap
dw
dm 2
钻孔
ap
dm 2
主运动是直线运动时：a p H w H m
机械制造技术
工件上多余的金属，以便形成工件表面所需的运动，
如下图所示。
vc
主运动
vf
进给运动
主运动
vc vf
进给运动
外圆车削的切削运动
刨削的切削运动
2．工件的表面及其形成方法
（1）切削过程中工件的表面
金属切削过程是指在机床上通过刀具与工件的 相对运动，利用刀具从工件上切下多余金属层，形 成切屑和已加工表面的过程。
机械制造技术
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。
车工切削三要素
（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) 。
进给量
纵向进给量 横向进给量
沿床身导轨方向 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
注意:切断、车槽时的背吃刀量为车刀主切削刃的宽度 图
例1：要将直径为30mm的轴一刀车至24mm，试问 切削深度是多少？若试车时测得直径为28.4mm， 这时中拖板（每格为0.05mm）手柄应转多少格？ 解：(1)背吃刀量ap=(dw － dm)/2 =(30－24)／2
=3mm
(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
二：车削运功和切削用量
1. 切削运动
刀具与工件间的相对运动称为切削运动，
切削运动可分为主运动和进给运动。
（1）主运动
车削时形成切削速度的运动叫主运动。工件的旋
转运动就是主运动。
（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，那么背吃刀量的大 小是多少？
二、如果加工直径为20mm，长度40mm的台阶轴是选 择进给量为0.2mm/r。
问主轴需要旋转多少格完成加工？
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/min)。
机械制造工程学(卓越)第一章 金属切削的基本要素
机械制造工程学
教师: 季国顺
2019年11月16日
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
第一章 金属切削的基本要素
1.1 工件表面的形成方法和成形运动 1.2 加工表面和切削用量三要素 1.3 刀具角度 1.4 切削层参数 1.5 刀具材料
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
一、刀具切削部分的结构要素
归结起来： “三面两刃一尖”
后刀面Aα 前刀面Ar 副后刀面Aα’
交线
主切削刃s
连接部分
刀尖
交线
副切削刃s’
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
1. 刀具标注角度参考坐标系
前提条件： 不考虑进给运动； 车刀刀尖与工件中心等高； 刀杆中心线与进给方向垂直； 刀具的安装面与基面 Pr 平行；
杭州电子科技大学机械电子工程研究所数控技术实验室
例1-5 螺旋槽铣刀铣削加工螺杆，如图1-8d所示。 母线：空间曲线，铣刀刀齿回转面与螺旋槽面相切形成，分解为：刀盘 的回转运动B1和铣刀轴线沿螺杆轴线的螺旋复合运动B21A22 导线：螺旋线，由螺旋复合运动B21A22形成，与母线形成运动的一部 分重合。
3. 切削深度 外圆车削切削深度
钻削切削深度
ap
dw
dm 2
mm
ap
dm 2
mm
(1-3) (1-4)
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1.3 刀具角度
1.3 .1刀具切削部分的结构要素
前刀面 A 加工时，切屑流经的表面。 后刀面 A 与主切削刃毗邻，且与工件过渡表面相对的刀具表面。 副后刀面 A 与副切削刃毗邻，且与工件已加工表面相对的刀具表面。 切削刃 S 前刀面上直接进行切削的边锋。有主切削刃 S 和副切削刃 S 。 刀尖 主、副切削刃相衔接处很短的一段切削刃，通常也称为过渡刃。 有点刀尖、圆弧刀尖和倒角刀尖三种。
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
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。
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
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。
即由毛坯
成品（如果采用机械加工的方法，
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
第一章 机械加工工艺规程的制订
在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、刀 具材料和其它技术经济来选定适宜的切削速度v、进给量f 或进给速度vf，还要选定适宜的切削深度ap值。V、f、ap 称之为切削用量三要素。
1、切削速度： 多数切削加工的主运动采用回转运动。回转体（刀 具或工件）上外圆或内孔某一点的速度（在切削刃上）。 计算公式为： v=лd n/1000(m/s) 其中：d ：工件或刀具上某一点的回转直径 （mm）； n ：工件或刀具的转速（r/s或r/min）
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
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一包章括机：械加工工艺规程的制订
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） 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。