第讲金属切削基本概念

机械制造工程

第二讲金属切削的基本概念董辉跃donghuiyue@金属切削在国民经济中的重要作用金属加工的方法：①切削②铸造、锻造、焊接和压力加工③电加工，电化学加工、快速原型制造。金属切削过程：工件和刀具相互作用的过程，在该过程中，金属切削刀具从工件毛坯上切除多余的金属，使工件得到符合预定要求的形状、尺寸精度和表面质量。各种方法适应范围：②加工方法通常只用于制造毛坯，或精度和表面质量要求不高的零件。③只能在某些零件的制造上部分代替切削加工。精度要求较高、表面质量限定较严的零件几乎都要经过切削加工，与此同时，由于刀具材料的改进，高速机床的开发、机床控制的改善，切削技术又取得了长足进步，所以金属切削在金属加工方法中仍然占主导地位。金属切削是制造高精度、高表面质量工件的最经济的方法。第一章金属切削基本原理金属切削原理金属切削基本概念金属切削基本规律金属切削基本规律的应用金属切削的三个条件实现金属切削过程，须满足三个条件：工件与刀具之间要有相对运动－切削运动刀具必须有适当的几何形状－刀具几何形状与角度刀具材料必须具有一定的切削性能－刀具材料金属切削基本概念切削运动需要什么运动——表面成形分析运动的定义刀具几何形状与角度刀具材料刀具的认识表面成形运动分析零件表面由若干表面元素组成，包括：平面、圆柱面、圆锥面、球面等典型表面可看成一条母线沿着一条导线运动形成表面成形运动分析表面成形运动可分为简单成形运动和复杂成形运动简单成形运动：车外圆柱面圆母线：由机床的回转运动形成直线导线：由刀具的直线移动形成复杂成形运动：车螺纹螺旋导线：通过机床主轴等速旋转运动和刀架等速直线移动复合而成母线：形成表面的母线和导线统称为发生线发生线的形成方法及其所需要的运动发生线由刀具和工件的相对运动得到，其形成方法可归纳为四种：(见教材p24)轨迹法：如右图成形法：成形刀具相切法：铣范成法：刀具与工件作范成运动，如刀刃1通过范成法包络形成渐开线齿形2，如下图加工表面切削过程中存在三个加工表面，待加工表面切削表面已加工表面切削运动定义各种切削加工中的成形运动，按照他们在切削加工中的作用，分为主运动和进给运动，这两个运动的向量和称为合成切削运动主运动——工件和刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动，该运动使切削层转变为切屑，从而形成工件新表面。速度高、功率大，一般是指主轴的运动。（车、铣、钻、磨、刨削）主运动方向－－切削刃上选定点相对于工件的瞬时运动方向切削速度－－切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度进给运动——配合主运动依次地或连续不断地切除切屑，同时形成具有所需几何特性的已加工表面。（或连续，或间歇）合成运动——主运动和进给运动的合成。（切削运动的速度和方向都是相对于工件定义的）切削运动通常是由机床来产生的，是金属切削机床设计的主要依据。卧式铣床立式铣床立式钻床摇臂钻床卧式镗床外形牛头刨床(HorizontalShaper)切削忌用量族三要径素切削港速度v、进泽给量f、切莫削深猜度ap称为迁切削膀用量疼三要呈素切削砌速度vc是刀污刃上柔选定络点相稀对于买工件招的主纤运动漏的速卸度进给虫速度vf是刀确刃上竿选定龟点相准对于挣工件抹的进惊给运掏动的芽速度切削衬深度ap是工破件上或待加趴工表掠面和尽已加阴工表甜面间销的垂撕直距削离车削进给榆速度趟、进骡给量姿和每强齿进撒给量切削今层参兵数切削捏方式自由建切削鸦与非苦自由研切削自由呢切削讯：只摸有一某条直件线切侨削刃斜参与荡切削肾工作非自寇由切缸削：白如右挣图正切恩削与维斜切俭削正切速削：魄主切薪削刃躺垂直低于主抬运动汁方向斜切抛削：愧主切陪削刃步不垂腥直于虚主运悄动方疾向铣削保刀轨逆铣根和顺付铣Do栗wn雹m援il抚li滤ng架(拔cl碰im谜b偶mi京ll尤in古g)导i土s掉al套wa伍ys吸r罩ec磁om步me捎nd快ed锐a盾s禽t范hi理s泳en食su续re郊s录a塌´t安hi膊ck池t笔o树th珍in每´普ch秆ipDo炭wn乔m江il熟li橡ng蠢(谋cl搬im独b青mi源ll横in桥g)顺铣Up条m丹il配li艳ng掌(春co柴nv盘en咽ti劳on槽al脏m础il脖li板ng虾)逆铣刀具拥的切庄入、诸切出瓜过程+Ro晨ll球o酬n周en树tr军y+Re惜du殊ce洋f丛ee已d迁on罪e练nt眨ryTh鸡ic众k拘ch迹ip竿o毅n梯ex赴it惊o江f促cu网t嗓un讲ti凡l耗cu岗tt险er蜘i雕s桥fu屯ll粮y芬en候ga寇ge纽奉dCo劈燕mp胳ar签is猴on翻o债f情we宝ar椒d街ep辣en喂de圾nt总u秀po赶n杠en尸tr变y孝me具th坑od+颈Ro帖ll抄o粪n晌te溉ch直ni壤qu呀eLe显ng辜th勉c漂ut虏-题60避0屠mmCu胜tt因er提-12察5铲mm错,淘CM怖24留5-怪18遇,戏GC跑20溜30Cu教tt虫in击g贤da岗ta陕-vc30举m需/m参in父,伶fz0,窜28赴m楚m/夕z,ae88雅mm雹,ap5下mmMa靠te祥ri烟al杯-厉T贞i6蜡Al讯4V-Fu迎ll邀f今ee扛d狼di眨re迈ct绸ly瞧i况nt半o具wo详rk恩pi宏ec筐eFa粪ce乡丰m悼il绘li新ng请p加ro煎gr删am澡mi揭ng削s灯tr张at雁eg哗ie抵sPr僵ev括en删t看mi驱ll悠in我g惰ov班er刻i坏nt宅er规ru雕pt接io戏nsKe税ep庄c恩ut趋te尽r墓in骨f办ul稿l肌co呼nt惩ac志t进刀未与铣舟拐角Co味ro趟Pa努k鬼TR拆AI燃NI植NG而-双T淡it连an寺iu只m格Ma警ch疏in吓in勺g齐-羊Mi说ll悦in胖g26Se卡mi载-r竭ou矩gh长m歇il什li俱ng燃Co亭rn锻er睬r涨em们ov哲alPr销oc纸es奖s/访pr行og棋ra维mm气in软g弱st猾ra陵te亚gi葡esCo妙rn御er萄s迅ol税ut范io舅ns90°椅co饿rn仇erCo名rn右er肯s脂ol激ut其io蕉nsCo景rn缠er秒<起60°Cl伐os喝ed释p听oc丑ke偶ts页/a符ng望le乐sCo窄ro绝Pa央k艰TR兄AI惕NI勒NG淡-轧T骑it裹an称iu阁m区Ma择ch恩in师in凡g锋-臣Mi舞ll麦in萄g27Pl承un画ge夏m躁il蔬li掌ngpo脂ck饮et币d住ep倍th案o度ve裂r肯3x墨Dcma依x流rp滨m充<2黄00晴0Se蚀mi慕-r训ou赚gh筹m厚il晶li鱼ng截s傍tr兴at台eg固ie蹄s附Co黎rn继er倾r叶em本ov旱alGa脖nn政et源C应ut井te锄rDc–骗4手to胀1谜6m开m推aema位x=营25冬%奸DcCM公39滨0-痒11Dc–发16辽t微o挠40俭mm狠aema由x=侨5.董5m璃mDc僻ma虚x这=尊2匹x停RSe堡mi壮f耐in动is希h津cy罚cl倒e睛re感qu烟ir弓ed合t撒o题re隶mo闪ve绳c巩us宝ps坛a员nd仓f迎il茄le婶t自ra据di辨usCo鸦ro遗Pa驾k贼TR胁AI露NI熄NG狼-古T线it答an洗iu奖m龄Ma剖ch旁in作in问g掌-则Mi螺ll于in热g28Fi览ni该sh触p淡ro草fi需le区m曲il族li柔ngTh题in修w索al页lsUs熔e咳st伶ep该o处ve惑r慢te广ch链ni老qu月es筐w拴it汗h末he约ig仁ht竿t承o挠th丸ic谜kn未es昂s演ra陈ti替o异ov纪er有1封5:肝1Co银ro赏Pa微k获TR菌AI右NI六NG描-这T知it羞an烤iu渗m锦Ma开ch被in向in胡g迷-锋Mi刊ll职in滤g29Fi脸ni蓄sh聚p桶ro技fi臣le柜m统il欲li梅ngTh兼in魔w逮al帝le盒d役ba伟se金属孤切削峰基本听概念切削士运动刀具狼几何蓬形状愈与角壁度刀具蹈的组也成刀具吴角度凑的标车注刀具扣材料刀具裂的认罪识车刀烘的组催成车刀登由刀柏柄（雪刀体酬）和杨刀头苍（切蜡削部成分）勺构成刀头础由三膏面二属刃一郊尖组蒜成前刀播面：背切屑蜜流过医的表重面主后躬刀面森：与道工件问上新崭形成经的过剖渡表条面相棚对的禾表面副后俭刀面主切魂削刃副切掀削刃刀尖车刀酿的组衫成前刀回面主后奏刀面副后谷刀面刀具拜标注夹角度遗参考逗系刀具燥标注绞角度底基本识参考毅平面偷过切洽削刃街上某肾一点基面Pr：垂诊直于帝主动衫运方余向切削洪平面Ps：与闹切削档刃相桃切，并且莲垂直灰于基兄面的元平面主剖候面参肯考系主剖进面Po：垂崖直于集切削怜刃在需基命面上魂的投架影主剖目面参太考系终：Pr—Ps—Po用于输刀具鬼设计唯与制桂造.P秘r⊥则Ps女⊥果P昼o法剖切面参赤考系敌：Pr—Ps—Pn法剖洲面Pn：垂夹直于姑切削仅刃进给概、切递深剖状面参抗考系毯：Pr—Pf—Pp进给谊剖面Pf：平义行于阵进给网方向,⊥摔P腰r切深尿剖面Pp：垂蛛直于Pr、Pf主剖南面参造考系主剖骡面车刀幅的标坐注角和度－在标丸注角驰度参宅考系育中确盯定的蠢切削狮刃与胆各刀括面的伴方位倘角度在主股剖面Po内测城量前角γo：前杜刀面^基面后角αo：主吃后刀虏面^切削察平面楔角βo：前糟刀面^主后浆刀面三个圆角和在基绸面内Pr测量主偏蛋角Kr：进夏给方令向^切削听刃副偏条角K’r：进野给方盗向^副切披削刃刀尖屠角εr：主竖切削剂刃^副切淡削刃三个伟角和在切标削平位面Ps内测粥量刃倾役角λs：主盒切削盖刃^基面前角它、后恼角、椅主偏科角、外副偏夏角、尖刃倾巨角（Pr）（Po）（Ps）PsPoPrPr刃倾填角车刀凝的工缎作角李度刀具狼标注脉角度庸参考唇系定嫂义基权面时炭，只欢考虑嫂主运鸽动，急这种和参考丑系不想能确望切反肝映切轻削加技工的页真实情情形分，只由有用挤合成床切削导运动时方向璃来确鼠定参墙考系讯，才颤符合承切削宜加工肿的实智际。刀具蹈工作控角度伸参考痛系同返标注飘角度裂参考点系的再唯一告区别伶是构饺造参棉考系楼时，斯前者集以合招成切德削方骡向为秆依据咐，后乱者以锣主运晒动方煎向为倡依据聪。刀柄剥中心截线与让进给喇方向伍不垂相直时鼓工作墓角度绑的变漂化车刀滑的工所作角棵度－刀具阵的安该装位谱置对舅工作启角度屋的影馆响车刀衔的工结作角版度－刀具压的进延给运之动对爹工作泻角度字的影降响Ps抗ePsf金属钳切削扯基本倘概念切削笛运动刀具烟几何锣形状漆与角宅度刀具朱材料刀具说材料掏应具匙备的蝇性能常用纪刀具测材料刀具贡的认铁识刀具篮材料戴应具煎备的崖性能刀具投与工迅件相渡互作跳用，夹孰强绘孰弱帅，决窜定于耐材料买性能刀具格材料塑应具悬备的惰性能硬度扇：必轿须高访于工慌件的漆硬度虹，通蹄常不娃低于HR住C6得2强度葱：能滥承受爹切削洪力的料作用耐磨蔬性：佩抗磨炎损，龄通常探硬度男高则设耐磨热硬临性：盲在高著温下客保持冒硬度爱的能唇力韧性红：能德承受牵切削励时的尽冲击裹力，枯不脆之断化学夸稳定黄性：涌与被葛切金舟属材讽料磨随擦系贪数小需不易钞发生耽粘结川作用导热辆性：以导热吴系数遇大，丽散热聪好，蒙可降远低刀眉具切除削温狠度，场延长患刀具堆寿命热膨萌胀小亚：热龙变形抖小，茶有利愈于加大工尺线寸精柄度稳五定工艺绞性：鞠可加蹲工性经济绘性：基价格跟低刀具逢材料券的发秆展早期殿刀具各材料鸟：高色碳钢碰。现吼仍用漏于低哑速切积削，迎如锉朱刀、乡丰锯条聚。切强削速赢度只秘有5m隆/m联in左右19雪10年：歌高速侵钢，菠切削听速度兽提高时到30踢m/窃mi胃n19熔30年：短硬质棉合金季，切汉削速盐度提坏高到10财0m序/m钩in以上现在啊：仍验在不红断进槽步，前涂层枕刀具耀、超戚硬刀寺具材顶料，裁进一抵步提立高切景削性工能刀具温材料——高速对钢是一撑种合求金工隆具钢期，典郊型牌励号为W1或8C爽r4景V基本帖指标铜：淬窗火并舅多次烧回火滨后，难硬度秩达到HR陪C6旦2-阻65优点省：具后有很挠好的提淬透员性和填高硬椒度，冰强度窄高，叨韧性蜡好。册最主筹要是乖可加啄工性贿好，词广泛为用于赖制造茎复杂谷形状遇刀具敲，如探钻头恋、铣恰刀、公滚刀构等。缺点迫：与无硬质屡合金税相比页，热惯硬性蹦差，挺温度偿超过60配0oC时硬商度下装降，剪失去瓶切削版性能刀具辈材料——硬质蔽合金基本培指标玩：硬训度HV继18概00—30曲00，高寨温硬钓度也成高，80更0oC时可疫保持仆；强灰度为宗高速迎钢的免一半竟，韧俗性差YG类（霉钨钴咬类）电：主跳要成棍分是WC翠+C膜o，宜粘加工暖铸铁YT类（属钨钴抓钛类历）：催主要乒成分阔是Ti璃C+抹WC庄+C响o，宜溉加工洗塑性渴材料含Ta歉C、Nb幸C的YW（通透用合将金）巩类：追宜加之工不遭锈钢