19-2 金属切削加工基础

第十九章金属加工基础第二节金属切削加工基本概念*【学习目标】1.了解金属切削加工原理，了解切削运动概念。2.掌握切削三要素。3.了解刀具的组成。4.了解切削力和切削热的概念5.了解切削液种类、作用1.切削运动切削运动是切削时工件与刀具间的相对运动，它包括主运动和进给运动。各种加工时的切削运动：（1）主运动。主运动是切除工件表面多余材料所需的主要运动，通常其线速度最高，消耗功率最大。（2）进给运动。进给运动是使工件切削层材料相继投入切削从而加工出完整表面所需的运动。刀具在切削过程中，工件上会形成待加工表面、已加工表面和过渡表面等三个表面待加工表面：是指工件上有待切除的表面。已加工表面：是指工件上经刀具切削后形成的表面。过渡表面：是指工件上由切削刃形成的那部分表面，它在下一个切削行程，刀具或工件的下一转里被切除，或者由下一切削刃切除。2.切削用量切削用量是在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。（1）切削速度vc。切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m/min或m/s。（2）进给量f。刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和度量。（3）背吃刀量ap。背吃刀量一般指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离。3.切削刀具各种刀具都是由切削部分和刀体或刀柄等部分组成的。切削部分是刀具各部分中起切削作用的部分，它每个部分都由切削刃、前面及后面等产生切屑的各要素所组成刀体是刀具上夹持刀条或刀片的部分，或由它形成切削刃的部分。刀柄是刀具上的夹持部分。（1）刀具切削部分的组成1)前面Aγ，刀具上切屑流过的表面。2)主后面Aα。刀具上同前面相交形成主切削刃的后面，切削时与工件过渡表面相对。3)副后面Aα′。刀具上同前面相交形成副切削刃的后面，切削时与工件已加工表面相对。4)主切削刃S。前面与主后面的交线。切削时起主要切削作用。5)副切削刃S'。前面与副后面的交线。切削时起辅助切削作用。6)刀尖。指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。（2）刀具切削部位的主要角度通常通过各个刀面与基准平面之间的夹角来确定各个刀面或刀刃在空间的方向和位置，以便于设计、制造、刃磨和测量刀具。涉及到的主要基准坐标平面有基面、切削平面、正交平面等1）基面Pr。过切削刃选定点的平面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般说来其方位要垂直于假定的主运动方向。（2）刀具切削部位的主要角度2）主切削平面Ps，通过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。3）正交平面Po。通过主切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。4）假定工作平面Pf，通过主切削刃选定点平行于假定进给运动方向的平面。（图中未画出）5）副主切削平面Ps′，通过副切削刃选定点与副切削刃相切并垂直于基面的平面。（图中未画出）（2）刀具切削部位的主要角度刀具切削部分的主要角度有前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角等1）前角γo。前面与基面间的夹角，在正交平面中测量。2)后角ao。后面与切削平面间的夹角，在正交平面中测量。3）主偏角Kr。主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量。（2）刀具切削部位的主要角度4）副偏角Kr′。副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量。5)刃倾角λs。主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量。切削时会影响切屑排出的方向，刃倾角为正值时，切屑排向待加工表面；为负值，切屑排向已加工表面；为零值，切屑垂直于切削刃排出。4.切削力和切削热切削力是切削过程中，为了克服工件被切层材料对切削的抵抗，刀具对工件施加的作用力，一个切削部分的总切削力可分解成三个相互垂直的切削分力。切削过程中，由于被切削材料层的变形、分离及刀具和被切削材料间的摩擦会产生切削热，产生的切削热绝大部分被切屑带走，少部分会传入工件，导致工件受热伸长和膨胀，从而影响加工精度。对于细长轴、薄壁套和精密零件的加工，切削热引起的热变形影响尤为严重。还有很少一部分切削热会传入刀具，使刀具切削部分(尤其是刀尖部位)温度升高，致使刀具材料软化，切削性能降低，磨损加快。5.切削液常用切削液分为水基和油基两大类，水基切削液又称水溶液（MA类），油基切削液即切削油（MH类），主要目的和作用是冷却、润滑、清洗和排屑。种类说明冷却性润滑性应用场合水溶液（MA）全合成切削液有具有防锈性的MAG类和具有减摩性和（或）极压性的MAH类两种MAG类用于磨削加工；MAH类用于难切削材料或重负荷金属的切削加工乳化液50～80%矿物油+乳化剂+添加剂构成并稀释后使用普通钢材的粗车、粗铣半合成切削液（微乳液）10～30%矿物油+乳化剂+添加剂表面质量要求较高的钢铁材料的精加工切削油（MH）矿物油+添加剂润滑需求远高于冷却需求的场合，如拉削、攻丝、滚齿、精车丝杆等思考与训练1.