模块一：工艺系统基本知识

1. 模块一：工艺系统基本知识 二、切削运动与刀具基本知识 注：课件内部分图片、动画、视频为引用，来源不详。

2. 1 切削运动 切削加工的定义： 利用切削刀具从工件上切除多余材料，以获得具有一定尺寸、形状、位置精度和表面质量的机械加工方法。 • 钳工：在工作台上用手持工具对工件进行加工，包括划线、錾削、锯、锉、刮、铰孔、攻丝和套扣等，机械维修和装配通常属于钳工范围； • 机械加工：在机床上用各种刀具去除工件材料，主要包括车、铣、钻、镗、拉、磨、刨以及精密和特种加工等方法。 • 切削运动的定义：切除多余金属材料时工件和刀具之间的相对运动。

3. 金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。按切削时工件与刀具相对运动所起作用来分，可分为主运动和进给运动。金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。按切削时工件与刀具相对运动所起作用来分，可分为主运动和进给运动。 • 主运动：切下金属所必须的最主要的运动。 • 速度最高，消耗机床功率最多； • 切削加工时主运动只有一个。 进给运动：使新的金属不断投入切削的运动。 • 速度较低，消耗功率较少； • 进给运动可能有一个、两个或多个。

4. 切削过程中，工件上会出现三种表面（以车外圆为例）：切削过程中，工件上会出现三种表面（以车外圆为例）： 已加工表面：已经切去一部分金属形成的新表面。 加工表面：切削刃正在切削着的表面。 待加工表面：即将被切去金属层的表面。 图1.1车削时的切削运动

5. 2 切削要素 切削速度 进给量 背吃刀量 切削要素是描述切削过程常用的几个参数。 切削运动参数 切削用量三要素 切削要素 在与主运动方向相垂直的平面内度量的切削层截面尺寸 切削厚度 切削宽度 切削面积 切削层几何参数

6. 切削用量三要素 • 切削速度v ：单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移。 • 主运动为旋转运动： • （m/s） • 主运动为直线运动（如拉、插、刨等），切削速度为直线运动的平均速度： • （m/s） • 式中，L—往复直线运动的行程长度（mm）； • nr—主运动每分钟往复的次数（次/min）。

7. 切削用量三要素 进给量f：在主运动的一个运动循环内，刀具与工件沿进给运动方向的相对位移称为进给量。 • 车削时，进给量指工件转一圈，车刀在进给运动方向移动的距离，单位是mm/r； • 铣削时，每转进给量是指铣刀每转一圈，工件在进给运动方向上移动的距离。

8. 切削用量三要素 背吃刀量ap：主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向和进给运动方向所组成平面的法线方向上测量的值。车外圆指待加工表面和已加工表面之间的垂直距离。 • 车外圆时 式中：d、dw—为工件待加工表面和已加工表面的直径（mm）。 钻孔时，背吃刀量为钻头直径的一半。

9. 切削层几何参数 • 切削层：工件上正在被切削刃切削的一层金属。车外圆时，工件转一圈，车刀移动一个f距离，主切削刃所切下的金属层即为切削层。 • 切削层参数：在与主运动方向相垂直的平面内度量的切削层截面尺寸，包括切削厚度、切削宽度、切削面积。

10. 切削层几何参数 切削厚度ac：在切削层截面内，垂直于主切削刃方向所测得的切削层尺寸。 ac =fsinkr （mm） 式中：kr—车刀的主偏角（主切削刃与进给运动方向的夹角）。 切削厚度代表了切削刃工作负荷的大小。

11. 切削层几何参数 切削宽度aw：在切削层截面内，平行于主切削刃方向所测得的切削层尺寸。 aw =ap/sinkr （mm） 切削宽度等于切削刃的工作长度。

12. 切削层几何参数 切削面积Ac：忽略残留面积大小，切削面积就是切削层截面的面积。 Ac = ac·aw ＝f·ap （mm） 切削速度一定时，切削面积代表了切削加工的生产率。