1、第2章金屬切削的基本知識金屬切削加工是指在機床上通過刀具與工件按一定的規律作相對運動，從工件上切除多余的金屬，從而獲得所需要的尺寸、外形及加工精度的一種加工方法。研究金屬切削的基本理論，掌握切削過程中出現的切削力、切削變形、切削熱與切削溫度、刀具磨損等現象及其規律，有利于控制和改善金屬的切削過程。本章基礎知識部分主要介紹切削運動、切削過程、切削變形區、切削力、切削熱和積屑瘤等。在學習切削原理基本知識時，應該重點弄清楚它們對切削加工的影響以及如何減少其不利影響。第一節切削運動和切削用量一、切削運動和工件加工表面1.切削運動金屬切削加工時刀具和工件之間的相對運動，稱為切削運動。圖21表示車削外圓時

2、車刀與工件的相互運動過程，整個切削運動由工件的旋轉運動和車刀的連續軸向直線進給運動組成。圖22切削用量1待加工表面2過渡表面3已加工表面1.切削速度v切削刃上選定點相對于工件主運動的速度。切削速度單位是m/min。當主運動是旋轉運動時：v(21)式中，d為工件待加工表面的直徑，mm；n為主運動的轉速，r/min。2.進給量f刀具在進給方向上相對于工件的移動量，mm/r或mm/行程。進給運動的大小有時也可以用進給速度vf來表示。進給速度是指切削刃上選定點相對工件的進給運動的瞬時速度，mm/min。vff·n(22)式中，vf為進給速度，mm/min；n為主運動的速度，r/min。3.背

3、吃刀量ap背吃刀量指在垂直于進給運動方向所組成的切削平面上測量的刀具與工件的接觸長度的投影，單位是mm。對于切削外圓，背吃刀量是已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，即：ap(23)式中，dw為工件上待加工表面的直徑，mm；dm為工件上已加工表面的直徑，mm。第二節刀具切削部分的幾何參數一、刀具切削部分的組成刀具種類很多，但它們卻有共同的特征，都具有楔形的切削部分。不論什么刀具構造如何復雜，它們的切削部分總近似地以外圓車刀的切削部分為基本形態。因此，以普通外圓車刀為代表來確定切削部分的基本定義，也同樣適合其他刀具。車刀由刀桿和刀頭組成(圖23)，其切削部分的構造要素的名稱及其定義如下：圖23典

4、型外圓車刀切削部分的組成前刀面切屑流過的表面。用Ar表示。前刀面分為主前刀面和副前刀面。與主切削刃毗鄰的稱為主前刀面；與副切削刃毗鄰的稱為副前刀面。后刀面后刀面分主后刀面和副后刀面。主后刀面指與工件過渡表面相對的表面，用Aa表示；副后刀面指與工件已加工表面相對的刀面，用Aa表示。圖24刀尖的類型切削刃前刀面上直接進行切削的邊鋒。切削刃分主切削刃和副切削刃。主切削刃指前刀面與主后刀面的交線；副切削刃指前刀面與副后刀面的交線。刀尖主刀刃與副刀刃的交點或主切削刃與副切削刃間的過渡弧，也稱過渡刃。刀尖的類型主要有切削刃交點、圓弧刀尖、倒棱刀尖等，如圖24所示。二、參考系的確定要確定刀面和刀刃的空間位置

5、，可用刀具的幾何角度來表示，而要定義這些參考則需參照平面，由這些平面組成的平面系稱為參考系。用于確定刀具角度的參考坐標系分為靜態參考系和動態參考系。靜態參考系是定義刀具標注角度的參考系，而動態參考系是確定刀具在運動中角度的基準，是定義刀具工作角度的參考系。參考系和刀具角度都是對刀刃上某一點而言的，刀刃上不同的點應建立各自的參考系，表示各自的角度。這里主要介紹車刀正交平面參考系，如圖25所示。圖25車刀正交平面參考系(1)基面Pr。通過切削刃上某選定點，與主運動假定方向垂直的平面。基面是刀具制造、刃磨、測量時的定位基準。(2)切削平面Ps。通過切削刃上某選定點，與刀刃相切并垂直于基面Pr的平面。

6、(3)主剖面Po。通過切削刃上某選定點，同時垂直于基面與切削平面的平面。由此可知，主剖面垂直于主切削刃在基面上的投影。主剖面參考系是由Pr、Ps、Po三平面相互正交，又稱為正交剖面系。三、刀具標注角度刀具標注角度是刀具的重要幾何參數，直接關系到刀具的性能、強度和耐用度等。現以外圓車刀為例，說明主剖面參考系中各標注角度的含義，如圖26所示。(1)前角o。前刀面與基面之間的夾角，在主剖面Po中測量。前刀面與切削平面之間的夾角小于90°時，前角為正；大于90°時，前角為負；前刀面與基面平行時，前角為0°。(2)后角o。后刀面與切削平面間的夾角，也在主剖面Po中測量。后刀面與基面的夾角小于90°時，后角為正；大于90°時，后角為負。實際切削中，后角必須大于0°。(3)主偏角kr。主切削刃在基面上的投影與假定進給方向間的夾角，在基面Pr中測量。(4)副偏角kr。副切削刃在基面上的投影與假定進給方向間的夾角，也在基面Pr中測量。(5)刃傾角s。主切削刃與基面之間的夾角，在切削平面Ps中測量。當刀尖是切削刃上最高點時，刃傾角為正；當刀尖是切削刃上的最低點時，刃傾角為負。刀具前、后角及刃傾角的正、負判斷法，如圖27所示。圖26主剖面標注系統的刀具角度楔角o。前刀面與主后刀面之間的夾角，在主剖面Po中