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Hier bitte nichts ndern/eingeben!,Hier bitte nichts ndern/eingeben!,Hier bitte nichts ndern/eingeben!,Hier bitte nichts ndern/eingeben!,Hier bitte nichts ndern/eingeben!,第一章 基本定义,金属切削原理与刀具,石家庄铁道学院,1.1 切削运动、工件表面与切削用量,1）,主运动,对切削起主要作用的工作运动，消耗机床的主要功率。机床主运动只有1个。,主要形式：,工件或刀具作回转运动，用转速（,r/,mim,）,表示；,工件或刀具作直线运动，用速度（,m/s）,或行程次数（,dst,/min）,表示；,复合运动,2）,进给运动,使工件不断投入切削的运动。机床的进给运动可以有一个或几个。,两种形式：连续进给和间歇进给。,表示方法：,mm/s，mm/r，mm/,dst,表面成形运动,1）,切入（吃刀）运动,2）,空行程运动,（趋进、退刀、返回、调位,）,3）,其他（分度、转位、变速、换刀、测量、补偿,）,辅助运动,1.1 切削运动、工件表面与切削用量,切削用量,切削速度,v,c,若主运动为往复运动时，其平均速度为：,（1-1）,式中,n,主运动转速（,r/s）；,d,刀具或工件的最大直径（,mm）。,式中,nr,主运动每秒钟往复次数（,str,/s）；,l,往复运动行程长度（,mm）。,（1-2）,进给量：,工件或刀具每转一周时(或主运动一循环时)，两者沿进给方向上相对移动的距离，单位为,mm/r。,背吃刀量,：,主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值。,1.1 切削运动、工件表面与切削用量,1.2 刀具几何角度,车刀,a）,焊接式车刀,b）,整体式车刀,c）,机夹式车刀,图2-47 车刀的结构,外圆车刀是最基本、最典型的刀具，由刀头和刀体组成。,车刀的切削部分由3个刀面（前刀面、主后刀面和副后刀面），2个刀刃（主切削刃和副切削刃）和1个刀尖组成。,1.2 刀具几何角度,刨刀、铣刀、钻头等其他刀具可视为车刀的演变或组合,图1-2 各种刀具切削部分的形状,1.2 刀具几何角度,刀具标注角度坐标系,（,主剖面坐标系）,主切削刃,主后刀面,前刀面,副切削刃,主剖面,P,o,A,1）,基面,P,r,：,通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。基面与刀具底面平行。,切削平面,P,s,基面,P,r,图1-3 车刀主剖面坐标系,2）,切削平面,P,s,：,通过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面,P,r,的平面。,3）,主剖面,P,o,：,通过切削刃选定点垂直于基面,P,r,和切削平面,P,s,的平面。,1）,前角,o,在主剖面内测量，是前刀面与基面的夹角。通过选定点的基面位于刀头实体之外时,o,定为正值；位于刀头实体之内时,o,定为负值。,o,影响切削难易程度。增大前角可使刀具锋利，切削轻快。但前角过大，刀刃和刀尖强度下降，刀具导热体积减小，影响刀具寿命。,A,r,A,向,f,图1-4 车刀的主要角度,0,0,0,0,r,r,s,0,1.2 刀具几何角度,刀具标注角度,用硬质合金车刀切削钢件，,o,取1020；切削灰铸铁，,o,取515；切削铝及铝台金，,o,取2535；切削高强度钢，,o,取-5-10。,A,r,A,向,f,图1-5 车刀的主要角度,0,0,0,0,r,r,s,2）,后角,o,后角,o,在主剖面内测量，是主后刀面与切削平面的夹角。,后角的作用是为了减小主后刀面与工件加工表面之间的摩擦以及主后刀面的磨损。但后角过大，刀刃强度下降，刀具导热体积减小，反而会加快主后刀面的磨损。,0,1.2 刀具几何角度,粗加工和承受冲击载荷的刀具，为了使刀刃有足够强度，后角可选小些，一般为46；精加工时切深较小，为保证加工的表面质量，后角可选大一些，一般为812。,主偏角应根据加工对象正确选取，车刀常用的主偏角有45、60、75、90几种。,3）,主偏角,r,在基面内测量，是主切削刃在基面上投影与假定进给方向的夹角。,r,的大小影响刀具寿命。减小主偏角，主刃参加切削的长度增加，负荷减轻，同时加强了刀尖，增大了散热面积，使刀具寿命提高。,r,的大小还影响切削分力。减小主偏角使吃刀抗力增大，当加工刚性较弱的工件时，易引起工件变形和振动。,1.2 刀具几何角度,A,r,A,向,f,图1-5 车刀的主要角度,0,0,0,0,r,r,s,r,r,A,A,向,f,图1-5 车刀的主要角度,0,0,0,0,r,r,s,4）,副偏角,r,r,在基面内测量，是副切削刃在基面上的投影与假定进给反方向的夹角。,副偏角的作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，以防止切削时产生振动。副偏角的大小影响刀尖强度和表面粗糙度。,1.2 刀具几何角度,r,在切深、进给量和主偏角相同的情况下，减小副偏角可使残留面积减小，表面粗糙度降低。,a,）,b,）,c,）,图1-6 刃倾角对排屑方向的影响,1.2 刀具几何角度,5）,刃倾角,s,切削平面内测量，是主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时,s,定为正值；反之位负,。,s,影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时为增强刀尖强度，,s,常取负值；精加工时为防止切屑划伤已加工表面，,s,常取正值或零。,刀具工作角度,刀具安装对工作角度的影响,图1-7 车刀安装高度对工作角度的影响,re,=,r,0,e,=,0,a）,0,e,0,b）,0,e,0,c）,re,r,re,r,1.2 刀具几何角度,刀具工作角度,式中,角是主运动方向与合成切削速度方向间的夹角。,进给运动对工作角度的影响,横切,（,图1,-8）,0e,=,0,-,0,e,=,0,+,0,P,s,P,es,图1-8 切断刀的工作角度,f,x,0,（1-3）,1.2 刀具几何角度,（1-3,a）,纵切,（,图1,-9）,在进给剖面，有：,将其换算到主剖面内得到：,在主剖面内：,（1-4）,O,O,图1-9 外圆车刀工作角度,f,f,o,e,o,e,d,w,o,o,f,o,r,A,C,A,O,v,f,B,C,B,f,O,d,w,f,fe,f,fe,1.2 刀具几何角度,切削层截面参数,切削,厚度,（1-5）,切削,宽度,（1-6）,图1-10 切削层截面,b,D,h,D,=f,f,d,w,D,m,a,p,a）,r,h,D,b,D,=,a,p,b）,c）,1.3 切削层截面参数与切削方式,直角切削,没有副刃参加切削，且,s,=0。,图1-10 直角、斜角自由切削与不自由切削,a）,直角切削,b）,斜角切削,c）,不自由切削,1.3 切削层截面参数与切削方式,
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