当前位置：文档之家 › 第一章金属切削原理及刀具

第一章金属切削原理及刀具

  • 格式：ppt
  • 大小：3.42 MB
  • 文档页数：67

下载文档原格式

  / 67

合集下载

《金属切削原理与刀具》知识点总结

《金属切削原理与刀具》知识点总结

《金属切削原理与刀具》知识点总结第一章金属切削原理金属切削原理是金属切削工艺的基础，本章主要介绍了金属切削的基本原理，包括金属切削过程、刀具与被切削材料接触形式、切削能量与热力学原理、切削硬度与切削力的关系等。

第二章刀具材料与结构刀具材料与结构对切削加工的质量和效率有重要影响，本章主要介绍了刀具材料的选择与评价，以及刀具的结构与分类。

刀具材料的选择包括一般刀具材料、质子刀具材料和陶瓷刀具材料等。

第三章切削力分析与测定切削力是切削加工过程中的重要参数，正确定量和测定切削力对于提高切削加工的效率和质量至关重要。

本章主要介绍了切削力的分析与计算方法，以及切削力的测定方法，包括间隙力法、应力传感器法、功率法和应力波法等。

第四章刨削刨削是一种通过切削工具的多齿切削运动将金属材料切割成所需形状和尺寸的加工方法。

本章主要介绍刨削的工艺流程、刨削用刀具和切削参数的选择，以及刨削的切削力分析与测定方法。

第五章车削车削是一种利用车床刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工领域。

本章主要介绍了车削的工艺流程、车削刀具的选择和切削参数的确定，以及车削的主要工艺规律和效果评定方法。

第六章铣削铣削是一种通过旋转刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工和模具制造等领域。

本章主要介绍了铣削的工艺流程、铣削刀具的选择和切削参数的确定，以及铣削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。

第七章钻削钻削是一种利用钻头进行切削的加工方法，广泛应用于孔加工和螺纹加工等领域。

本章主要介绍了钻削的工艺流程、钻头的选择和切削参数的确定，以及钻削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。

第八章线切割线切割是一种利用细金属丝进行切削的加工方法，主要用于金属板材的切割。

本章主要介绍了线切割的工艺流程、线切割刀具的选择和切削参数的确定，以及线切割中的切削质量评价方法和切削速度对切割效果的影响。

此外，本书还包括金属切削中的润滑与冷却、数控机床中的刀具管理、切削机床中的刀具装夹等内容，为读者提供了全面的金属切削工艺和刀具知识。

金属切削原理与刀具第版课后习题答案

金属切削原理与刀具第版课后习题答案

第一章：刀具几何角度及切削要素 1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少答：切削速度 机动时间材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面 切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面 正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。

刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。

1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同在什么情况下， γo= γn答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。

不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。

刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。

不同点是：法平面参考系中min/32.601000240801000m dn v c =⨯⋅==ππmin /12064032.605.0410*******mm fv a Q c p =⨯⨯⨯==定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。

只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn1-4假定进给工作平面pf，背平面pp，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的在什么情况下γf= γo，γp= γo答：假定工作平面Pf：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面背平面Pp：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。

金属切削原理与刀具第五版

金属切削原理与刀具第五版

金属切削原理与刀具第五版金属切削原理与刀具是机械加工领域中的重要内容之一。

它主要研究如何在加工过程中通过刀具对金属材料进行切削，以实现所需的加工形状和尺寸。

随着科学技术的不断进步，切削原理和刀具也在不断发展和改进。

下面，我将介绍《金属切削原理与刀具》第五版的一些重点内容。

第一章介绍了金属切削原理的基本概念和基本原理。

它首先介绍了切削的定义和分类，然后详细讲解了切削力的产生原理以及削屑的形成和流动规律。

此外，该章还介绍了切削过程中的热变形和切削温度的计算方法。

第二章详细介绍了刀具的结构和刀具材料的选择。

它首先介绍了常用刀具的分类和组成结构，然后详细讲解了刀具材料的物理性质和机械性能，包括硬度、韧性、耐磨性、热稳定性等。

此外，该章还介绍了刀具材料的加工方法和刀具耐磨涂层的应用。

第三章介绍了切削力和功率的计算方法。

它首先介绍了切削力和功率的定义和计算公式，然后详细讲解了切削力的影响因素和计算方法，包括刀具几何形状、刀具材料、切削速度等。

此外，该章还介绍了切削力的测量方法和切削液的应用。

第四章介绍了切削过程中的切削液和刀具润滑。

它首先介绍了切削液的作用和分类，然后详细讲解了切削液的选择和使用方法，包括切削液的冷却性能、润滑性能、防锈性能等。

此外，该章还介绍了刀具润滑的方式和方法，包括刀具润滑油、切削液和刀具润滑脂等。

第五章介绍了金属切削加工的基本工艺。

它首先介绍了常用的切削方法和工艺流程，然后详细讲解了切削工艺参数的选择和调整方法，包括切削速度、切削深度、进给量等。

此外，该章还介绍了切削过程中的刀具磨损和刀具寿命的评估方法和延长方法。

综上所述，《金属切削原理与刀具》第五版详细介绍了金属切削的基本原理和刀具的结构、材料选择、切削力计算、切削液应用以及切削工艺的基本知识。

它对于从事金属切削加工的工程师和研究人员具有重要的参考价值和实用意义。

同时，通过学习和理解该书的内容，可以提高切削加工的质量和效率，减少切削成本，进一步推动切削技术的发展和创新。

《金属切削原理与刀具》知识点总结

《金属切削原理与刀具》知识点总结

I 切削原理部分第1章刀具几何角度及切削要素1、切削加工必备三个条件：刀具与工件之间要有相对运动；刀具具有适当的几何参数，即切削角度；刀具材料具有一定的切削性能2、切削运动：刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。

分为主运动和进给运动。

1）主运动是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速度最高。

有且仅有一个。

运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）直线运动（刨削、拉削的刀具运动）运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。

2）进给运动：使新切削层不断投入切削，使切削工作得以继续下去的运动。

进给运动的速度一般较低，功率也较少。

其数量可以是一个，也可以是多个。

可以是连续进行的，也可以是断续进行的。

可以是工件完成的，也可以是刀具完成的。

运动形式：连续运动：如车削；间歇运动：如刨削。

一个运动，如钻削；多个运动，如车削时的纵向与横向进给运动；没有进给运动，如拉削。

运动主体：工件，如铣削、磨削；刀具，如车削、钻削。

3、切削用量切削用量是指切削速度c v 、进给量f （或进给速度）和背吃刀量p a 。

三者又称为切削用量三要素。

1）切削速度c v （m／s 或m／min）：切削刃选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。

主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定1000dn v c π=式中：d-工件或刀具的最大直（mm）n-工件或刀具的转速(r/s 或r/min)2）进给量f：工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm／r（或mm／双行程）。

3）背吃刀量p a （切削深度mm）2m w p d d a -=式中:w d -工件上待加工表面直径（mm）；m d -工件上已加工表面直径（mm）。

4、工件表面：切削过程中，工件上有三个不断变化的表面待加工表面：工件上即将被切除的表面。

过渡表面：正被切削的表面。

下一切削行程将被切除。

己加工表面：切削后形成的新表面。

5、刀具上承担切削工作的部分称为刀具的削部分，刀具切削部分由一尖二刃三面组成。

电子课件-《金属切削原理与刀具(第五版)》-B01-3509 第一章

电子课件-《金属切削原理与刀具(第五版)》-B01-3509 第一章
（1）当机床上主运动为旋转运动时，切削速度的计算 公式为：
v πdn 1000
式中 n——工件或刀具转速，r/min ； d——工件或刀具选定点的旋转直径（通常取最大直
径），mm。
第一章 金属切削加工的基本知识
（2）当主运动为往复直线运动时（如刨削加工），其 平均速度按下式计算：
v 2Lnr 1000
移动
车外圆
2
移动
转动
铣平面
第一章 金属切削加工的基本知识
序号 工件运动
刀具运动
示例
3
移动
直线往复运动
刨平面（牛头刨床）
4 直线往复运动
移动
刨平面（龙门刨床）
5
不动
转动并移动
钻孔
第一章 金属切削加工的基本知识
二、切削运动的种类
1．主运动
主运动是切除工件上多余金属的必备运动，是机床的主 要运动。
2．进给运动
第一章 金属切削加工的基本知识
第一节 切削运动 第二节 切削要素
第一章 金属切削加工的基本知识
第一节 切削运动 一、切削运动的主要形式
切削加工时，刀具与工件的相对运动称为切削运动。 切削运动的形式主要有五种，见下表。
第一章 金属切削加工的基本知识
切削运动的主要形式
序号 工件运动 刀具运动
示例
1
转动
第一章 金属切削加工的基本知识
（2）用进给速度vf来衡量进给运动的大小。进给速度vf是 单位时间内刀具或工件沿进给方向移动的距离。单位mm/min。
车外圆时：
vf nf
式中：n ——工件转速，r/min； f ——进给量，mm/r。
第一章 金属切削加工的基本知识
3．切削速度υ

金属切削原理课后习题答案

金属切削原理课后习题答案

金属切削原理课后习题答案【篇一：金属切削原理与刀具(第四版)习题册答案】 class=txt>中国劳动社会保障出版社目录第一章金属切削加工的基本知识 (1)第一节切削运动 (1)第二节切削要素 (1)第二章金属切削刀具的基本知识 (3)第一节刀具材料 (3)第二节切削刀具的分类及结构 (4)第三节刀具的几何角度 (4)第四节刀具的工作角度 (6)第三章切削加工的主要规律 (7)第一节切削变形 (7)第二节切屑的类型与控制 (7)第三节积屑瘤 ....................................................................................................... .. 9第四节切削力与切削功率 (10)第五节切削热和切削温度 (12)第六节刀具磨损与刀具耐用度 (12)第四章切削加工质量与效率 (14)第一节工件材料的切削加工性 (14)第二节已加工表面质量 (14)第三节切削用量的选择 (15)第四节切削液 (16)第五章车刀........................................................................................................ (18)第一节焊接式车刀 (18)第二节可转位车刀 (18)第三节成形车刀 (20)第六章孔加工刀具 (21)第一节麻花钻 (21)第二节深孔钻 (22)第三节铰刀 ....................................................................................................... . (23)第四节镗刀 ....................................................................................................... . (24)第五节其他孔加工刀具 (24)第七章铣刀........................................................................................................ (26)第一节铣刀的种类及用途 (26)第二节铣刀的几何参数及铣削要素 (27)第三节铣削方式 (28)第八章拉刀........................................................................................................ (30)第一节拉刀的种类 (30)第二节拉刀的结构组成及主要参数 (30)第三节拉削方式 (31)第四节拉刀的使用与刃磨 (32)第九章螺纹刀具 (34)第一节螺纹车刀 (34)第二节丝锥和板牙 (35)第三节螺纹铣刀 (35)第四节塑性变形法加工螺纹 (35)第十章齿轮加工刀具 (37)第一节齿轮刀具的种类 (37)第二节齿轮滚刀 (37)第三节蜗轮滚刀 (38)第四节插齿刀 (39)第五节剃齿刀 (40)第十一章数控机床用刀具 (41)第一节数控车床用刀具 (41)第二节数控铣床用刀具 (42)第三节数控加工中心用刀具 (43)第一章金属切削加工的基本知识第一节切削运动一、填空题1．刀具、工件、主、进给2．待加工、已加工、过渡二、判断题三、选择题*1．b *2．c 3．a *4．a *5．a *6．b *7．a四、简答题写出下表中各种切削加工方法具备的主运动。

金属切削原理和刀具(第5版课后习题答案解析)

第一章：刀具几何角度及切削要素1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=0.5mm ，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少?答：切削速度 机动时间材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义？答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。

刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。

1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下， γo= γn答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。

不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。

刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。

不同点是：法平面参考系中定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。

只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn1-4假定进给工作平面pf ，背平面pp ，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf= γo ， γp= γo答：假定工作平面Pf ：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面背平面Pp ：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。

假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面Pf 中测量的侧前角和侧后角，背平面Pp 中测量的背前角和背后角。

金属切削原理与刀具复习大纲


2. 各种刀具材料使用于加工什么材料？
第三章 金属切削过程的基本规律
第一变形区：（基本变形区） OA~OM之间的区域，是切削 第二变形区： 第三变形区： 过程中的主要变形区，是切削 切屑底层与前刀面之间的摩擦 工件已加工表面与刀具后刀面之 力和切削热的主要来源。 间的挤压、摩擦变形区域。 变形区。主要影响切屑的变形 主要特征： 造成工件表面的纤维化与加工硬 和积屑瘤的产生。 剪切面的滑移变形 化。
带状切屑
节状切屑
粒状切屑
三、变形程度的表示方法
1.
变形系数：( 切削厚度压缩比Λ h )
h ch h hD
厚度变形系数：
长度变形系数：
lc l lch
h l 1
根据体积不变原理数：
hch OM cos( o ) cos( o ) hD OM sin sin
延长刀具寿命，便于刀具的制造，资源丰富，价格低廉。
2. 常用刀具材料
高速钢 硬质合金 陶瓷
有钨钴类硬质合金、 钨钛钴类硬质合金和 钨钛钽（铌）类硬质 合金。 推广使用新型刀具 材料如涂层刀具、陶瓷 刀具、天然金刚石、聚 晶金刚石、立方氮化硼 等。 能制造结构复杂 的成形刀具
超硬刀具材料
（1）硬质合金的分类
3-3 切削热
一、切削热的来源：
切削层挤 裂变形 前刀面与切 屑摩擦
切削热的分布：
热量的20%∼50%传给刀具→ 刀具磨损、硬度降低
二、影响切削温度的因素分析
1、切削用量对切削温度的影响：Vc →f →ap
vc、f、ap↗ θ ℃↗
x c y
C v f
ap
z
用YT15刀具，切削45#钢时( σ b=75kg/cm2)

金属切削原理与刀具

主切削刃12前面定向角γ o、λ s；主切削刃12后面定向角α o、κ r； 副切削刃23副后面定向角α o'、κ r‘
副切削刃14副后面定向角α o'、κ r'
3．切断刀 四面八角 习惯上标注左切削刃上的 角为主角，右刃为派生角 度
rR 180 rL sR sL
前面定向角γ o、λ sL 后面定向角α o、κ rL 左 副 后 面 定 向 角 α oL' 、 κ rL' 右副后面定向角α oR'、 κ rR'
lA tm f ap 式中
(1-4)
l 刀具行程长度 A 半径方向加工余量
tm
dlA
1000a p f c
(1-5)
由式(1-5)知，提高切削用量中任一要素均 可降低切削时间。
3．材料切除率Q 它是单位时间内所切除材料的体积，是衡 量切削效率高低的另一个指标，单位 为mm3／min.
4．倒角刀尖、倒棱的参数 一面二角 倒角刀尖刃：
倒角切削刃后角α 偏角κ
rε oε
倒棱刃：
倒棱刃前角γ 倒棱刃倾角λ 倒棱刃宽度bγ
o1 s1=λ s 1来自第五节 刀具的工作角度 一、刀具工作参考系及工作角度
因此研究切削过程中的刀具角度，必须以刀具与工件的相对位置、 相对运动为基础建立参考系，这种参考系称工作参考系。用工作参 考系定义的刀具角度称工作角度。
o o
e
加工内表面时， 情况相反
三、进给运动对工作角度的影响 1．进给运动方向不平行工件旋转轴线时对工 作主、副偏角的影响
(1-13)
(1-14)
(1-15)
令式（ 14） sin r 式（ 15） cos r可得 1 1

金属切削原理及刀具(第5版课后习题答案解析)

第一章：刀具几何角度及切削要素1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=0.5mm ，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少?答：切削速度 机动时间材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义？答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。

刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。

1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下， γo= γn答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。

不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。

刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。

不同点是：法平面参考系中定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。

只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn1-4假定进给工作平面pf ，背平面pp ，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf= γo ， γp= γo答：假定工作平面Pf ：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面背平面Pp ：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。

假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面Pf 中测量的侧前角和侧后角，背平面Pp 中测量的背前角和背后角。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

刀具工作角度参考系： 用于定义刀具进行切削加工时几何参数的参考系。该参考 系考虑了切削运动和实际安装情况对几何参数的影响。 刀具工作角度参考系同标注角度参考系的唯一区别是：用ve 取代vc ，即用实际进给运动方向取代假定进给运动方向。
刀 具 1.1.2.4 刀具的标注角度 的 刀具标注角度：在刀具的标注角度参考系中确定的切削刃 标 注 与刀面的方位角度，称为刀具标注角度。 角 注意：由于刀具角度的参考系沿切削刃各点可能是变化的，故所定义的 度 刀具角度应指明是切削刃选定点处的角度；凡未特殊注明者，则指切削刃上 与刀尖毗邻的那一点的角度。 在切削刃是曲线或者前、后刀面是曲面的情况下，定义刀具的角度时， 应该用通过切削刃选定点的切线或切平面代替曲线刃或曲面。
vc 1000 m / s或m / min
式中
d——工件或刀具上某一点的回转直径(mm)； n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
在生产中，磨削速度单位用米/秒( m/s)，其它加工的切削 速度单位习惯用米/分（m/min）。 在转速n值一定时，切削刃上各点的切削速度不同。考虑到 刀具的磨损和已加工表面质量等因素，计算时，应取最大的切 切 削速度。
1.1.2.2
刀具标注角度的参考系
刀 具 标 注 角 度 的 参 考 系
为了确定刀具前刀面、后刀面及切削刃在空间的位臵，首 先应建立参考系。它是一组用于定义和规定刀具角度的各基准 坐标平面。这样就可以用刀具前刀面、后刀面和切削刃相对于 各基准平面的夹角来表示它们在空间的位臵，这些夹角就是刀 具切削部分的几何角度。 工作角度：把刀具同工件和切削运动联系起来确定的刀具 角度，即刀具在使用状态下(in use)的角度。 刀具标注角度参考系：任何一把刀具，在使用之前，总可 以知道它将要安装在什么机床上，将有怎样的切削运动，因此 也可以预先给出假定的工作条件，并以此确定刀具标注角度参 考系（所谓的“静止参考系” ）。
削量
1.1.1.1切削运动 金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。 按切削时工件与刀具相对运动所起的作用可分为主运动和 进给运动。如图所示。 （1）主运动：切下金属所必须的最主要的运动。 特点：通常它的速度最高，消耗机床功率最多。机床的主 运动只有一个。
基 本 定 义
1.1 基本定义 金属切削过程 金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程。刀具从工 件上切除多余的（或预留的）金属，并在高生产率和低成本 的前提下，使工件得到符合技术要求的形状、位臵、尺寸精 度和表面质量。 切削运动 为实现切削过程，工件与刀具之间要有相对运动，即切 削运动，它由金属切削机床来完成。 工艺系统 机床、夹具、刀具和工件，构成一个机械加工工艺系统， 切削过程的各种现象和规律都在这个系统的运动状态中去研 究。
例如，车削、镗削的主运动是工件与刀具的相对旋转运动，而刨削是 的主运动是刀具相对于工件的直线运动。
（2）进给运动：使新的金属不断投入切削的运动。它保证切 削工作连续或反复进行，从而切除切削层形成已加工表面。 特点：机床的进给运动可有一个、两个或多个组成，通常 消耗功率较小，进给运动可以是连续运动也可以是间歇运动。
内 容 提 要
教学要求: 金属切削过程就是刀具从工件上切除多余的金属，使工 件获得规定的加工精度与表面质量。因此，要进行优质、高 效与低成本的生产，必须重视金属切削过程的研究。 教学重点: 基本定义——介绍金属切削过程方面的一些基本概念， 它包括切削运动、切削用量、参考系（主剖面参考系、法剖 面参考系、进给背平面参考系）、刀具标注角度、切削层参 数等。 刀具材料——介绍刀具材料应具备的性能(硬度、耐磨 性、强度、韧性、耐热性、工艺性、经济性)；两种常用的刀 具材料(高速钢、硬质合金)和其它刀具材料(涂层、陶瓷、人 造金刚石、立方氮化硼)。
确定刀具标注角度参考系的方法：
假定运动条件：首先给出刀具的假定主运动方向和假定进给 运动方向；其次假定进给速度值很小，可以用主运动向量近似 代替合成速度向量；然后再用平行和垂直于主运动方向的坐标 平面构成参考系。 假定安装条件：假定标注角度参考系的诸平面平行或垂直于 刀具上便于制造、刃磨和测量时定位与调整的平面或轴线(如车 刀底面、车刀刀杆轴线、铣刀、钻头的轴线等)。也可以说，假 定刀具的安装位臵恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或 垂直。
(1)基面Pr 通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。 通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量的 某一安装定位平面或轴线。
刀 例如，图示为普通车刀或刨刀的基面，它平行于刀具底面。钻头、铣刀 具 和丝锥等旋转类刀具，其切削刃各点的旋转运动(即主运动)方向，都垂直于 标 注 通过该点并包含刀具旋转轴线的平面，故其基面Pr就是刀具的轴向剖面。 角 度 的 参 考 系
切 削 运 动 与 切 削 用 量
1.1.1.2 切削用量三要素 在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、刀具材 料和其它技术经济要求来选定适宜的切削速度 vc 、进给量 f(或进给速度值vf),还要选定适宜的背吃刀量值ap。vc 、f、 ap 称之为切削用量三要素。 （1）切削速度 大多数切削加工的主运动采用回转运动。回转体(刀具 或工件)上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下： dn
切 削 运 动
（3）合成运动与合成切削速度vｅ 主运动vｃ和进给运动vｆ可以由刀具或工件分别完成，或由 刀具单独完成。 主运动和进给运动可以 同时进行（车削、铣削等）， 也可交替进行（刨削等）。 当主运动与进给运动同时 进行时，刀具切削刃上某 一点相对工件的运动称为 合成切削运动。合成速度 向量等于主运动速度与进 给运动速度的向量和： vｅ=vｃ+vｆ
注：“静止系”本质上不是静止的，它仍然是把刀具同工件和运动联系 起来的一种特定的参考系。
刀 具 标 注 角 度 的 参 考 系
刀 具 标 注 角 度 的 参 考 系
在刀具标注角度 参考系中的刀具角度 称为标注角度。 刀具标注角度的 参考系的形成如右图 动画所示，由基面、 切削平面、主剖面等 平面构成了主剖面参 考系。
刀 具 切 削 部 分 的 构 造 要 素
国际标准化组织(ISO)在确定金属切削刀具的工作部分几何 形状的一般术语时，就是以车刀切削部分为基础的。刀具切削 部分的构造要素(图1、2)及其定义和说明如下： (1)前刀面 直接作用于被切削的金属层，并控制切屑沿其排出的刀面。 根据前刀面与主、副切削刃相毗邻的情况分为： 主前刀面： 与主切削刃毗邻的称为主前刀面； 副前刀面： 与副切削刃毗邻的称为副前刀面。 (2)后刀面 后刀面分为主后刀面与副后刀面。 主后刀面：是指与工件上加工表面相互作用和相对着的刀 面； 副后刀面：是与工件上已加工表面相互作用和相对着的刀 面。
。
外圆柱表面车削的背吃刀量可用下式计算：
ap dw dm (m m) 2
切 削 用 量 三 要 素
对于钻孔
其中
ap
dm (m m) 2
dm——已加工表面直径(mm)； dw—待加工表面直径(mm)。
1.1.2
刀具切削部分的基本定义
1.1.2.1 刀具切削部分的构造要素 金属切削刀具的切削部分的几何形状与参数都有着共性， 即不论刀具构造如何复杂，它们的切削部分总是近似地以外 圆车刀的切削部分为基本形态。
切 削 用 量 三 要 素
对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然 可以不规定进给速度，却需要规定间歇进给的进给量，其单 位为mm/d.st(毫米/双行程）。 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在 它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量，即后一个 刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/Z(毫米/齿)。 显然 f f n f Z Z n mm／s或mm／min （3）背吃刀量 对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工 表面和待加工表面间的垂直距离，单位是mm。
1.1.1
切削运动与切削用量
基 本 定 义
在金属切削过程中，为了 要从工件上切去一部分金属， 刀具与工件之间必须完成一定 的切削运动。 如外圆车削时，工件作旋 转运动，刀具作连续的纵向直 线运动，形成了工件的外圆柱 表面。 在新的表面的形成过程中， 工件上有三个依次变化的表面：
待加工表面：即将被切去金属层的表面； 加工表面 ：切削刃正在切削着的表面； 已加工表面：已经切去一部分金属形成的新表面。 这些定义也适用于其它切削。图中分别表示了车削、刨 削、钻削、铣镗削时的切削运动。 切
削 如：外圆车削时计算待加工表面上的速度(用dw代入公式）， 用 内孔车削时计算已加工表面上的速度(用dm代入公式) ， 量 钻削时计算钻头外径处的速度。 三 要 （2）进给速度、进给量和每齿进给量 进给速度是单位时间的进给量,单位是m/s(mm/min)。 素
进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的 相对位移 (对于车削、钻削、铰削),单位是mm/r。
法剖面是通过切削刃选定点，垂直于切削刃的平面。 Pr-Ps-Pn组成法剖面参考系。
刀 具 标 注 角 度 的 参 考 系
右图表示由Po-Pr-Ps 组成的一个正交的主剖 面参考系，这是目前生 产中最常用的刀具标注 角度参考系。图中同时 也表示了一个由Pn-PrPs 组成的法剖面参考系。 在实际使用时一般是分 别使用某一个参考系。
由Pr-Pf-Pp 组成一个进给、背 平面参考系，如右图所示。
1.1.2.3
刀具工作角度的参考系
刀 具 切 削 部 分 的 基 本 定 义
前述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动， 不考虑进给运动，即在假定运动条件下确定的参考系。但刀具 在实际使用时，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确 切地反映切削加工的真实情形。只有用合成切削运动方向来确 定参考系，才符合切削加工的实际。 下图所示三把刀具的标注角度完全相同，但由于合成切削运 动方向不同，后刀面与加工表面之间的接触和摩擦的实际情形 有很大的不同：