金属切削加工的基本术语和定义.ppt

思考：下列切削运动的主运动和进给运动分别是什么？,第二章 金属切削加工的基本术语和定义,2.1 切削运动及形成的表面 2.2 切削用量 2.3 切削层参数 2.4 刀具切削部分的几何参数,2.1 切削运动及其形成的表面,金属切削加工是机械制造工业中的一种基本加工方法 。 利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层（加工余量），以获得具有一定的表面精度（形状、尺寸和位置精度）和表面质量。 切削加工必备三个条件： 刀具与工件之间要有相对运动 刀具具有适当的几何参数，即切削角度 刀具材料具有一定的切削性能,1. 切削运动 刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。分为 主运动和进给运动。 1）主运动 是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最 大，速度最高，有且仅有一个。 运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动） 直线运动（刨削、拉削的刀具运动） 运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。,2）进给运动 使新切削层不断投入切削，使切削工作得以继续下去的运动。 进给运动的速度一般较低，功率也较少。其数量可以是一个，也可以是多个。可以是连续进行的，也可以是断续进行的。可以是工件完成的，也可以是刀具完成的。 运动形式： 连续运动：如车削；间歇运动：如刨削。 一个运动，如钻削； 多个运动，如车削时的纵向与横向进给运动； 没有进给运动，如拉削。 运动主体： 工件，如铣削、磨削； 刀具，如车削、钻削。,2.切削过程中工件形成的表面 切削过程中，工件上有三个不断变化的表面 待加工表面：工件上即将被切除的表面 过渡表面：正被切削的表面，下一切削行程将被切除 己加工表面：切削后形成的新表面 切屑：在刀刃的作用下离开工件母体的金属或者说被切下的金属,各种切削加工的切削运动与工件表面,零件不同表面加工时的切削运动,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 铣平面：主运动铣刀旋转 进给运动工件移动 镗孔：主运动刀具旋转（绕工件轴线） 进给运动刀具径向移动,2.2 切削用量,切削用量是切削速度、进给量（走刀量）和背吃刀量（切削深度）的总称，也称为切削用量三要素 切削用量直接影响工件加工质量、刀具寿命、机床功率损耗及生产率等,1、切削速度Vc： 指切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。各点不同，取最大值。 主运动为旋转运动时(如车、钻、铣、镗、磨等)，,dw：刀具或工件的最大回转直径，mm； n：主运动转速，r/s。,方向即主运动的方向，切线方向。,2、进给量f或进给速度Vf f ：刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。 单位：mm/r。 Vf：切削刃上选定点相对于工件的进给运动瞬时线速度，mm/s。 对于多刃刀具(如铣刀等，齿数为z)，常用每齿进给量fz （mm/z）表示。 则Vf、fz与f的关系为：Vfnfnzfz,3、背吃刀量ap（切削深度） 是工件上已加工表面与待加工表面间的垂直距离。单位：mm 。 在与主运动和进给运动方向所组成的平面的法线方向上度量。 车外圆时： ap=(dwdm)/2 钻孔时： ap=dw/2,2.3切削层参数,2.3.1切削层参数 刀具切削刃在一次进给（走刀）中，从工件待加工表面上切下的金属层称切削层。 1切削金属公称厚度hD 切削层公称厚度是在基面内测量的切削刃两瞬时位置过渡表面间的距离，单位为mm。 hD=fsinr 2切削层公称宽度bD 切削层公称宽度是在基面内沿过渡表面测量的切削层尺寸，单位为mm bD= 3.切削层公称横截面面积AD 切削层公称横截面面积在基面内测量，单位为mm2 AD=hDbD=faP,阴影部分即为切削层。其截面尺寸的大小即为切削层参数，它决定了刀具所承受负荷的大小及切削尺寸，还影响切削力和刀具磨损、表面质量和生产效率。切削层参数通常在基面内测量,hD随f、的增大而增大。当切削刃为直线时，切削刃上各点处的hD相等；切削刃为曲线时，刃上各点的hD是变化的。,ap越大，bD越宽。,AD,小结,主运动、进给运动 待加工表面、已加工表面、过渡表面 切削三要素：切削速度、进给量、背吃刀量 切削层参数：切削厚度、切削宽度、切削层横截面积,作业,课本P23页第8题、第9题,2.4 刀具几何角度,切削刀具种类很多，形状各异，但其切削部分都有共同的特征。刀具由刀头和刀体组成，可看作是外圆车刀的演变和组合。,2.4.1车刀切削部分的组成 车刀由刀头和刀杆组成。 刀杆用于装夹，刀头用于切削。结构形式有：,刀具切削部分由一尖二刃三面组成。,前刀面A：切屑沿其流出的刀面。 控制切屑流向,主后面A：刀具上同前刀面相交形成主切削刃的表面，与工件过渡表面相对。,副后面A ：刀具上同前面相交形成副切削刃的表面，与工件已加工表面相对。,主切削刃S： 前刀面与主后面的交线。承担主要切削工作。,副切削刃S ： 前刀面与副后面的交线。担负少量切削工作,刀尖： 主、副切削刃交汇处。一小段直线或圆弧。,刀尖形状,2.4.2 刀具角度的参考系,静止参考系（标注角度参考系）：刀具设计、制造、刃磨和测量,工作角度参考系：确定刀具实际工作角度,2.4.2确定刀具角度的静止参考系, 刀柄的中心线垂直于进给方向, 背平面Pp,A 参考系的假定条件：,B 参考系的主要坐标平面, 基面Pr, 切削平面Ps, 正交平面Po, 假定工作平面Pf, 不考虑进给运动, 车刀刀尖与工件轴线等高, 法平面Pn,C 定义与说明：, 假定工作平面：假定工作平面(又称进给平面)是通过切削刃选 定点与基面垂直，且与假定进给方向平行的平面，用Pf表示。 对于车刀，假定工作平面一般是与进给方向平行的铅垂面。, 基面：基面是通过切削刃选定点并垂直于假定的主运动方向的 平面，用Pr表示。对于车刀，基面一般为过切削刃选定点的水 平面。, 切削平面：切削平面是通过切削刃选定点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面，用Ps表示。对于车刀，切削平面一般为铅垂 面。, 正交平面：正交平面(又称主剖面)是通过切削刃选定点并同时 垂直于基面和切削平面的平面，用Po表示。对于车刀，正交平 面一般也是铅垂面。, 法平面：是指过切削刃上某选定点，与切削刃垂直的平面，用Pn表示。, 背平面：背平面(又称切深平面)是通过切削刃选定点并同时垂直于基面和假定工作平面的平面，用Pp表示。对于车刀，背平面一般是与切深方向平行的铅垂面。,常见刀具标注角度参考系,正交平面参考系：基面、切削平面、正交平面,法平面参考系：基面、切削平面、法平面,假定工作平面参考系：基面、假定工作平面、背平面,注：如果切削刃选定点在副切削刃上，则所定义的是副切削刃标注参考系的平面，应在相应的符号右上角加标“”表示。,刀具标注角度是指刀具在其静止参考系中的一组角度，它 是刀具设计、制造、刃磨和测量时所必需的。,2.4.3 正交平面参考系刀具标注角度,刀具正负角度的规定,前角正负规定：在正交平面中，若前刀面在基面之下时，为正值；在上为负值；重合时为零。 后角也有正负之分，但在切削加工中，一般只有正值。 刃倾角正负规定：主切削刃与基面重合或平行时，为零。刀尖相对于车刀底面处于最高点时，刃倾角为正；处于最低点时，为负。,2.4.4常用车刀标注角度举例,1、90外圆车刀 结构分析：该车刀主偏角为90，用于纵向进给车削外圆，尤其适于刚性较差的细长轴类零件的车削加工。该车刀共有3个刀面，即前刀面、后刀面、副后刀面；所需标注独立角度为6个，即前刀面控制角为前角、刃倾角，后刀面控制角为后角、主偏角，副后刀面控制角为副后角、副偏角。,绘图方法： (1)画出刀具在基面中的投影，取主偏角为90，并标注进给运动方向，以明确表明后刀面与副后刀面，主切削刃与副切削刃的位置。 (2)画出切削平面(向视图)中的投影，注意放置位置。 (3)画出主剖面、副剖面。 (4)标注相应角度数值(此处用符号表示),2、切断刀 结构分析：切断刀采用横向进给方式对工件进行切削加工，主要用于工件的切槽或切断。切断刀共有4个刀面：一个前刀面、一个主后刀面、两个副后刀面，切断刀有左右两个刀尖，一条主切削刃，两条副切削刃。切断刀可以看做是两把端面车刀的组合，进刀时同时切削左右两个端面。由于它有4个刀面，故所需标注的独立角度有8个：控制前刀面的前角、刃倾角，控制主后刀面的主偏角、后角，控制左、右副后刀面的2个副偏角和2个副后角。,车刀角度绘图步骤,绘图时，要求按国家制图标准，视图间符合投影关系；一般用正交平面参考系标注刀具角度；刀具角度按实际值绘制（必要时可用夸大画法），结构尺寸按比例绘制；图中只标注基本角度和参数，派生角度不需表示。绘图步骤如下： 1、选刀具基面投影图作为主视图，标出主偏角和副偏角，图中反映出刀柄安装面宽度和刀尖位置。 2、画出正交平面剖视图，标出前角和后角。剖视图中切削刃至刀柄安装面高度可近似用刀柄高度尺寸绘制。 3、画出副切削刃上副正交平面剖视图，标出副后角。 4、画出切削平面投影视图，标出刃倾角，图中反映刀柄高度。 5、必要时画出局部放大图，标出刀具的其他参数。,