第5章金属切削加工基础知识课件资料

•主运动 •进给运动
（1）主运动
主运动是使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件 实现切削的运动。主运动的特点速度最高，消耗的功率最大。
（2）进给运动
由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件间产生附加的相对运动， 进给运动将使被切金属层不断地投入切削，以加工出具有所需几何 特性的已加工表面。
5.2.3 切削用量
切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。 切削用量包括：
•切削速度 •进给量 •背吃刀量三个要素。
（1）切削速度vc
在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切 削速度，它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的 距离,单位为m/min或m/s。 主运动为旋转运动时,切削速度vc计算公式为:
单位时间的进给量，称为进给速度，车削时的进给速度vf 计算公式为:
v f n f (mm/ min或mm/ s)
铣削时，由于铣刀是多齿刀具，进给量单位除mm/r外，还规定了每齿进 给量，用az表示，单位是(mm/z)，vf、f、az三者之间的关系为：
•实际值与理想值相符合的程度越高，即偏差（加工误差）越小，加工精
度越高。
•加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。零件图上，对被加工件
的加工精度要求常用尺寸公差、形状公差和位置公差来表示。
（1）尺寸精度
是指加工表面本身的尺寸(如圆柱面的直径)和表面间的尺寸(如孔间 距离等)的精确程度。
•尺寸精度的高低，用尺寸公差的大小来表示。 •尺寸公差是尺寸允许的变动量，国家标准GB/T1800.
是指零件加工后的表面与理想表面在形状上相接近的程度。
•常用的有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等。
（3）位置精度
是指零件加工后的表面、轴线或对称平面之间的实际位置与理想位
置接近的程度。
•常用的有平行度、垂直度、同轴度、对称度等。
机械加工精度愈高，加工费用也愈高。每种加工方法在正 常条件下所能达到的加工精度范围称为经济精度。
•主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动； •主运动可以由工件完成，也可以由刀具完成； •主运动和进给运动可以同时进行，也可以间歇进行； •主运动通常只有一个，而进给运动的数目可以有一个或几个。
（3）主运动和进给运动的合成
当主运动和进给运动同 时进行时，切削刃上某一 点相对于工件的运动为合 成运动，常用合成速度向 量ve来表示，如图所示。
5.1 加工质量
为了保证机电产品的质量，设计时应对零件提出加工质 量的要求，机械零件的加工质量包括加工精度和表面质量两 方面，它们的好坏将直接影响产品的使用性能、使用寿命、 外观质量、生产率和经济性。
5.1.1加工精度
经机械加工后，零件的尺寸、形状、位置等参数的实际数值与设计理 想值的符合程度称为机械加工精度，简称加工精度。
（2）进给量f
进给量是刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或 工件每转或每行程的位移量来表述或度量。
•车削时进给量的单位是mm/r，即工件每转一圈,刀具沿进给运动方向
移动的距离。
•刨削等主运动为往复直线运动,其间歇进给的进给量为mm/双行程，即
每个往复行程刀具与工件之间的相对横向移动距离。
•具体表现为加工硬化、金相组织变化、残余应力产生、热损伤、疲劳强
度变化及耐腐蚀性下降等。 在确定零件加工精度和表面粗糙度时，总的原则是：
在满足零件使用性能要求和后续工序要求的前提下，尽可能选 用较低的精度等级和较大的表面粗糙度值。
5.2 切削运动
5.2.1 切削运动
切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的 相对运动,我们将这种相对运动为切削运动。 切削运动按其所起的作用可分为：
它直接影响机器的使用性能和寿命。
•国家标准GB/T1031-2009规定了表面粗糙度的评定参数及其数值。常
用的评定表面粗糙度的参数是轮廓算术平均偏差Ra值。
•一般来说，零件的表面粗糙度越小，零件的使用性能越好，寿命也
越长，但零件的制造成本也会相应增加。
（2）表面层材质的变化
是指零件加工后在表面层内出现不同于基体材料的力学、冶金、物理 及化学性能的变质层。
5.1.2 表面质量
主要是指零件加工后的表面粗糙度以及表面层材质的变化。
主要包括：
•表面粗糙度 •表面层材质的变化
（1）表面粗糙度
表面粗糙度是指在切削加工中，由于刀痕、塑性变形、振动和摩擦 等原因，会使加工表面产生微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度 和间距状况称为表面粗糙度。
•表面粗糙度对零件的耐磨性、抗腐蚀性和配合性质等有很大影响。
d n vc (m / min 或m / s ) 1000
式中d－工件直径（mm） n－工件或刀具每分(秒)钟转数(r/min或r/s)
主运动为往复运动时,平均切削速度为：
2 L nr vc (m / min 或m / s) 1000
式中L一往复运动行程长度(mm) nr一主运动每分钟的往复次数(往复次数/min)。
3-1998《极限与 配合》中规定，尺寸公差分20个等级，即IT01、IT0、IT1、 IT2……IT18。IT后面的数字代表公差等级，数字愈大，公差等级越低， 公差值越大，尺寸精度越低。
•在零件图上，通常只规定尺寸公差，对要求较高的零件，除了规定尺
寸公差外,还要规定形状和位置公差。
（2）形状精度
机械制造基础
第5章 金属切削加工基础知识
金属切削加工就是利用工件和刀具之间的相对（切 削）运动，用刀具上的切削刃切除工件上的多余金属层， 从而获得具有一定加工质量零件的过程。由此可见，理 解零件加工质量的概念；掌握切削运动和金属切削刀具 的基本知识；认识金属切削过程的基本规律是学习金属 切削加工的基本内容。
5.2.2 工件表面 切削加工过程中，在切削运动的作用下，工件表面一 层金属不断地被切下来变为切屑，从而加工出所需要的新 的表面，在新表面形成的过程中，工件上有三个依次变化 着的表面，它们分别是：
•
待加工表面 即将被切去金属层的表面； • 切削表面 切削刃正在切削而形成的表面, 切削表面又称加工表面或过 渡表面； • 已பைடு நூலகம்工表面 已经切去多余金属层而形成的 新表面。