金属切削加工的基本概念

第一章金属切削加工的根本学问教学方法导入课：金属切削加工，通常又称为机械加工，是通过刀具与工件之间的相对运动，从毛坯上切除多余的金属，从而获得合格零件的加工方法。

切削加工的根本形式有：车、铣、刨、磨、钻等，包括钳工加工〔錾、锉、锯、刮削、钻孔、铰孔、攻丝、套丝等〕一般状况下，通过铸造、锻造、焊接及轧制的型材毛坯精度低和外表粗糙度大，必需进展切削加工才能成为零件。

本章主要介绍金属切削加工中的根本规律和现象。

讲授课：第一节金属切削加工的根本概念一、切削运动和切削要素1、切削运动切削运动是为了形成工件所必需的刀具和工件之间的相对运动。

切削运动按其作用不同，分为主运动和进给运动。

（1）主运动是切削运动中速度最高、消耗功率最大的运动；一般切削运动中，主运动只有一个。

各种机械加工的主运动：车削：工件的旋转铣削：铣刀的旋转刨削：刨刀〔牛头刨〕或工件〔龙门刨〕的往复直线运动钻削：刀具〔钻床上〕或工件〔车床上〕的旋转。

（2）进给运动是使的切削层金属不断地投入切削，从而切出整个外表的运动；进给运动可以是一个或多个。

各种机械加工的进给运动：车削：刀具的移动铣削：工件的移动钻孔：钻头沿轴向移动内外圆磨削：工件旋转和移动切削加工过程中，为实现机械化和自动化，提高效率，除切削运动外，还需要关心运动。

如切入运动，空程运动，分度转位运动、送夹料运动及机床掌握运动等。

切削过程中形成三个外表：待加工外表、加工外表、已加工外表2、切削要素包括切削用量和切削层横截面要素。

（1）切削用量三要素1）切削速度v是主运动的线速度〔m/s 或m/min 〕a = d w旋转主运动：2） 进给速度 v f 或进给量 fv f ：单位时间内刀具对工件沿进给方向的相对位移〔 mm/s或 mm/min 〕进给量 f ：工件或刀具每转一周，刀具对工件沿进给方向的相对位移。

〔mm/r 〕切削时间 t = L/v f = L/nf3〕背吃刀量 a p 〔切削深度〕工件已加工外表和待加工外表的垂直距离〔mm 〕 教学方法 外圆车削： - d p 2钻孔： a = d mp 2合成切削运动 ：v e = v +v f 〔向量的关系〕（2） 切削层横截面要素切削层是指刀具与工件相对移动一个进给量时，相邻两个加工外表之间的金属层，切削层的轴向剖面称为切削层横截面。

金属切削加工的基本知识金属切削加工是一种高精度、高效率的加工工艺，广泛应用于制造各种金属零件和工业产品。

本文将介绍一些关于金属切削加工的基本知识，包括加工原理、常用工具、加工过程和注意事项等。

1. 加工原理金属切削加工的原理是利用旋转的刀具在金属工件上切削，将金属切屑削除，以达到加工精度和表面质量的要求。

切削加工一般分为转动切削和直线切削两种方式。

转动切削是指刀具绕底线旋转，如车削、铣削、钻削等。

直线切削是指刀具相对于工件作直线运动，如镗孔、拉铣、拉削等。

2. 常用工具金属切削加工的常用工具包括车刀、铣刀、钻头、工具刀、镗刀、拉削刀等。

车刀和铣刀是常见的切削工具，通常由切刃、切削角、刃倾角、切刃宽度等部分组成。

钻头是专门用于钻孔的工具，通常用来钻圆形孔和通孔。

工具刀是用于切削轻质材料、薄板和半成品的工具，镗刀是用于镗孔的工具，拉削刀则是用于削成品的工具。

3. 加工过程金属切削加工的加工过程分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。

粗加工是指在尺寸留出一定的余量后，利用粗加工刀具先将工件上的金属材料削除，以达到快速加工的目的。

半精加工要求切削刃的精度和表面质量比粗加工更高一些，工件尺寸也更加接近目标尺寸。

精加工则是最后通过切削刃对工件进行微调，以达到期望的尺寸和表面精度要求。

4. 注意事项金属切削加工需要注意安全，因为在加工过程中可能会飞溅出热的金属屑、润滑剂和冷却液。

所以在切削加工时需要戴好防护眼镜、手套等个人防护用具。

此外，还要注意刀具的选择、加工参数的调整、加工尺寸的测量等方面，以确保加工质量和效率。

1刀具切削部分的基本定义。

1.1刀具切削部分的组成车刀切削部分——“三面两刃一尖”1 前面：前面是刀具上切屑流过的表面，又称前刀面。

2 主后面：主后面是刀具上与过渡表面相对的表面。

3 副后面：副后面是刀具上与工件已加工表面相对的表面。

4 主切削刃：主切削刃是前刀面与主后刀面的交线。

5 副切削刃：副切削刃是前刀面与副后刀面的交线。

6 刀尖：刀尖指的是主切削刃与副切削刃连接处的那一小部分切削刃。

可见国标《金属切削基本术语》 ( GB/T12204-90 )1.2确定刀具角度的参考系刀具静止参考系（标注参考系）：不考虑进给运动，并在特定的安装条件下的参考系。

刀具工作参考系（动态参考系）：是确定刀具在切削运动中有效工作角度的基准。

考虑了进给运动及安装情况的影响。

组成刀具静止参考系的参考平面有：1 基面Ｐr基面是通过主切削刃上某一选定点，垂直于该点主运动方向的平面。

车刀的基面平行于刀具底平面。

2 切削平面Ps切削平面是通过主切削刃上某一选定点，与主切削刃相切且垂直于基面的平面。

3 正交平面Po它是通过切削刃上的选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。

因此，它必须垂直于切削刃在基面上的投影。

4 法平面Pn它是通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。

5 假定工作平面Pf通过切削刃选定点并垂直于基面，而且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，一般说来其方位要平行于假定的进给运动方向。

6 背平面Pp通过切削刃选定点并垂直于基面和假定工作平面的平面。

三种静止参考系：正交平面参考系 Pr－Ps－Po：由基面、切削平面和正交平面组成。

.法平面参考系 Pr－Ps－Pn：由基面、切削平面和法平面组成。

背平面 -假定工作平面参考系Pr－Pp－Pf：由基面、背平面和假定工作平面组成。

1.3刀具的标注角度1 正交平面参考系内的刀具角度1)主偏角kr：在基面 Pr上，主切削平面(即主切削刃选定点处的切削平面)与假定工作平面之间的夹角，它总是正值。

1金属切削加工：在金属切削机床上用金属切1金属切削加工：在金属切削机床上用金属切削刀具把工件毛坯上多余金属材料切除，获得零件图纸上所需要的零件图样。

2主运动: 由机床提供的刀具与工件间主要的相对运动，使刀具切削刃切入工件材料的运动。

形式：直线或旋转形态：连续或间歇方向：不考虑进给运动的条件下，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3进给运动:使主运动能够连续进行，切除工件上多余材料, 形成满足一定要求的已加工表面的运动。

主要特征：速度低、消耗功率小、可以有多个【形式】直线或旋转，或他们的组合【状态】连续或间歇。

4待加工表面[工件上即将切除的表面]5已加工表面[工件上已经切除而形成的新表面]6过渡表面(切削表面) [工件上正在切削的表面，介于已加工表面和待加工表面之间]。

7三面两刃一尖：前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。

8静止参考系的两个条件：假定运动条件、假定安装条件9基面Pr 通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面。

10切削平面Ps 通过主切削刃上某一点并与工件加工表面相切的平面。

11正交平面Po 通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。

Pr⊥Ps⊥Po12车刀的九个角度：前角γo、楔角β0、主偏角κr、后角αo、副偏角κr‘、刀尖角εr 、刃顷角λs、副后角αO‘、副前角γo‘13切削用量三要素：切削速度vc、进给量f 、背吃刀量（切削深度）ap14切削层尺寸参数：切削层公称厚度hD、切削层公称宽度bD、切削层公称横截面面积AD15刀具材料应具备的性能：高的硬度、好的耐磨性、足够的强度和韧性、高的耐热性、良好的工艺性、经济性要好 (性能好坏影响加工质量、切削效率、刀具寿命)16刀具材料种类;工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢）、硬质合金、陶瓷、金刚石（天然和人造）和立方氮化硼等。

17【碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性很差，目前仅用于手工工具。