金属制造技术教程 第1章 金属切削知识

发布日期:[09-08-08 09:18:15] 浏览人次:[]

第一章金属切削知识

1.1 切削运动和切削用量

1.1.1 切削运动

在金属切削加工时,为了切除工件上多余的材料,形成工件要求的合格表面,刀具和工件间须完成一定的相对运动,即切削运动。切削运动按其所起的作用不同,可分为主运动和进给运动,如图1—1所示。

图1—1  主运动和进给运动

a)     车削 b)铣削 c)刨削 d)钻削 e)磨削

1—主运动  2—进给运动  3—待加工表面  4—加工表面  5—已加工表面

1.主运动

在切削加工中起主要的、消耗动力最多的运动为主运动。它是切除工件上多余金属层所必须的运动。车削时主运动是工件的旋转运动;铣削和钻削时主运动是刀具的旋转运动;磨削时主运动是磨轮的旋转运动;刨削时主运动是刀具(牛头刨)或工件(龙门刨床)的往复直线运动等。一般切削加工中主运动只有一个。

2.   进给运动

在切削加工中为使金属层不断投入切削,保持切削连续进行,而附加的刀具与工件之间的相对运动称为进给运动。进给运动可以是一个或多个。车削时进给运动是刀具的移动;铣削时进给运动是工件的移动;钻削时进给运动是钻头沿其轴线方向的移动;内、外圆磨削时进给运动是工件的旋转运动和移动等。

3.   切削层

切削层是指切削时刀具切过工件一个单程所切除的工件材料层。如图1—2所示,在加工外圆时,工件旋转一周,刀具从位置Ⅰ移到位置Ⅱ。切下的Ⅰ与Ⅱ之间工件材料层。图中ABCE称为切削层公称横截面积。

图1—2 切削层要素

1—待加工表面  2—过渡表面  3—已加工表面

1.1.2  切削用量

在切削加工中切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)总称为切削用量。它表示主运动和进给运动量。

1.切削速度

刀具切削刃上选定点相对工件主运动的瞬时线速度称为切削速度,用vc表示,单位为m/s或m/min。当主运动是旋转运动时,切削速度计算公式为:

(1.1)

式中 d──工件加工表面或刀具选定点的旋转直径,单位为mm;

n──主运动的转速,单位为r/s或r/min。

2.进给量

工件或刀具每转一周,刀具在进给方向上相对工件的位移量,称为每转进给量,简称进给量,用f表示,单位为mm/r。

单位时间内刀具在进给运动方向上相对工件的位移量,称为进给速度,用vf表示,单位为mm/s或m/min。

当主运动为旋转运动时,进给量f与进给速度vf之间的关系为:

vf =fn                                 (1.2)

当主运动是往复直线运动时,进给量为每往复一次的进给量。

3.背吃刀量(切削深度)

工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离,称为背吃刀量,用ap表示,单位为mm。

车外圆时背吃刀量ap为:

                            (1.3)

式中:dm──已加工表面直径,单位为mm。

dw──待加工表面直径,单位为mm。

4.合成切削速度

主运动与进给运动合成的运动称为合成切削运动。切削刃选定点相对工件合成切削运动的瞬时速度称为合成切削速度。如图1—3所示。

Ve = VC + Vf                                (1.4)

图1—3车外圆时合成切削运动

1.2  刀具几何角度

任何刀具都由刀头和刀柄两部分构成。刀头用于切削,刀柄用于

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