《機(jī)械加工技術(shù)》（第2版）高等教育出版社同步精品課程——中職專(zhuān)業(yè)課第一章

認(rèn)識(shí)金屬切削運(yùn)動(dòng)與切削要素

1.1認(rèn)識(shí)金屬切削運(yùn)動(dòng)與切削要素1.1.2認(rèn)識(shí)切削用量三要素及其選用方法知識(shí)目標(biāo)1.了解切削用量的三要素。2.了解切削層幾何參數(shù)。3.了解切削用量的選用原則能力目標(biāo)1.能識(shí)別并計(jì)算切削用量的三要素。2.能計(jì)算切削層幾何參數(shù)。情感目標(biāo)通過(guò)合作探究及微課導(dǎo)學(xué),培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作及積極思考的能力，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的工作態(tài)度，為合格數(shù)控加工人才奠定基礎(chǔ)。三維目標(biāo)導(dǎo)入情景01圖示為金屬切削加工應(yīng)用示例。機(jī)器上的零件除極少數(shù)采用精密鑄造或精密鍛造等無(wú)屑加工方法獲得外，絕大多數(shù)零件是靠切削加工獲得的。因此，掌握金屬切削加工原理對(duì)于保證零件的加工質(zhì)量、提高勞動(dòng)效率、降低生產(chǎn)成本有十分重要的意義。高速切削加工多刀同步切削加工導(dǎo)入情景01加工過(guò)程又該如何充分保證毛坯的切削加工質(zhì)量?影響切削用量的要素有哪些？選用原則是什么？不同階段切削用量的選擇是否相同？不同的話，依據(jù)的原則是什么？讓我們一起進(jìn)入本節(jié)的學(xué)習(xí)，解答上述問(wèn)題。新知學(xué)習(xí)02一、切削用量切削用量是切削時(shí)各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的總稱(chēng)，是表示主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)，以便用于機(jī)床調(diào)整，它包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量(切削深度)，俗稱(chēng)切削用量三要素。圓周銑和端銑的切削用量車(chē)削外圓的切削用量新知學(xué)習(xí)02二、切削用量三要素以下圖為例，車(chē)削外圓時(shí)，應(yīng)選擇合適的切削速度，進(jìn)給量和背吃刀量，以便獲得較高的尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度。圖示為車(chē)削外圓時(shí)切削用量三要素的標(biāo)記。這些表面一般由一條母線按某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律形成。νc：:切削速度?：進(jìn)給量ap：背吃刀量ν?：進(jìn)給速度切削用量三要素新知學(xué)習(xí)02二、切削用量三要素切削速度：νc概念1：切削加工時(shí)，刀具切削刃上的某一選定點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度，單位是m/min。概念2：切削刃相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)速度。計(jì)算公式：

n——工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/min。d——工件待加工表面直徑dw，或刀具直徑d0。（mm）切削速度：νc新知學(xué)習(xí)02二、切削用量三要素切削速度：νc概念1：切削加工時(shí)，刀具切削刃上的某一選定點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度，單位是m/min。概念2：切削刃相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)速度。計(jì)算公式：若主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其平均速度為

nr——主運(yùn)動(dòng)每秒鐘往復(fù)次數(shù)（str/s）；

l——往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度（mm）。新知學(xué)習(xí)022.進(jìn)給量：?概念：工件旋轉(zhuǎn)一周，工件與刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移，單位是mm/r。計(jì)算公式：對(duì)于多齒刀具還可用每齒進(jìn)給量?z表示，單位為mm／min。若刀具齒數(shù)z為，則進(jìn)給量與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、每齒進(jìn)給量的關(guān)系為：二、切削用量三要素

ν?——進(jìn)給速度?——進(jìn)給量n——工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/min。?z——每齒進(jìn)給量z——刀具齒數(shù)進(jìn)給量：f新知學(xué)習(xí)023.背吃刀量：ap概念：切削加工時(shí)工件上已加工表面與待加工表面之間的垂直距離,單位是mm。計(jì)算公式：對(duì)于多齒刀具還可用每齒進(jìn)給量?z表示，單位為mm／min。若刀具齒數(shù)z為，則進(jìn)給量與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、每齒進(jìn)給量的關(guān)系為：二、切削用量三要素

dw——工件待加工表面的直徑；dm——工件已加工表面的直徑。背吃刀量：ap小試牛刀是否能夠標(biāo)記出圖中的切削用量三要素？由切削刃正在切削的這一層金屬叫作切削層。圖示中，工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),車(chē)刀沿縱向移動(dòng)一個(gè)進(jìn)給量f之后,切下的金屬層稱(chēng)為切削層。切削層的形狀和大小決定了車(chē)刀切削部分承受的載荷大小及切屑的形狀和尺寸。為簡(jiǎn)化計(jì)算，切削層的形狀和大小規(guī)定在刀具基面中度量。切削層的尺寸稱(chēng)為切削層幾何參數(shù)。新知學(xué)習(xí)02三、切削層幾何參數(shù)切削層新知學(xué)習(xí)02三、切削層幾何參數(shù)ac切削層幾何參數(shù)：切削層厚度ac、切削層寬度aw、切削層面積Ac。假定主、副切削刃均為直線刃,且刃傾角為0°,切削層公稱(chēng)截面為平行四邊形,此時(shí)的切削層幾何參數(shù)計(jì)算如下。(計(jì)算公式中的k,為刀具主偏角)。切削層厚度ac垂直于加工表面的切削層尺寸度量平面：刀具基面新知學(xué)習(xí)02三、切削層幾何參數(shù)acaw切削層幾何參數(shù)：切削層厚度ac、切削層寬度aw、切削層面積Ac。假定主、副切削刃均為直線刃,且刃傾角為0°,切削層公稱(chēng)截面為平行四邊形,此時(shí)的切削層幾何參數(shù)計(jì)算如下。(計(jì)算公式中的k,為刀具主偏角)。切削層寬度aw沿加工表面的切削層尺寸度量平面：刀具基面新知學(xué)習(xí)02三、切削層幾何參數(shù)切削層幾何參數(shù)：切削層厚度ac、切削層寬度aw、切削層面積Ac。假定主、副切削刃均為直線刃,且刃傾角為0°,切削層公稱(chēng)截面為平行四邊形,此時(shí)的切削層幾何參數(shù)計(jì)算如下。(計(jì)算公式中的k，為刀具主偏角)。acaw切削層面積Ac切削層橫截面的面積,即切削層厚度與切削層寬度的乘積度量平面：刀具基面小試牛刀圖中所示為切削層幾何參數(shù)中的哪一個(gè)參數(shù)？是否能寫(xiě)出其計(jì)算公式？小試牛刀請(qǐng)標(biāo)出下圖中的切削層新知學(xué)習(xí)02四、切削用量的選用原則思考：相同條件下選用不同的切削用量產(chǎn)生切削效果是否相同？切削用量過(guò)大或者過(guò)小會(huì)帶來(lái)哪些影響？切削用量過(guò)大刀具磨損加工質(zhì)量降低加工時(shí)間增加切削用量過(guò)小增加生產(chǎn)成本新知學(xué)習(xí)02四、切削用量的選用原則思考：相同條件下選用不同的切削用量產(chǎn)生切削效果是否相同？切削用量會(huì)帶來(lái)哪些影響？相同條件下選用不同的切削用量會(huì)產(chǎn)生不同的切削效果。切削用量選小了,會(huì)降低生產(chǎn)率,增加生產(chǎn)成本;切削用量選大了,將加速刀具磨損,降低加工質(zhì)量,增加磨刀時(shí)間和磨刀費(fèi)用,也會(huì)影響生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。因此,合理選用切削用量對(duì)于保證加工質(zhì)量、提高加工效率和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。選擇切削用量時(shí)主要考慮生產(chǎn)率、機(jī)床功率、刀具耐用度和加工表面質(zhì)量等因素。新知學(xué)習(xí)02四、切削用量的選用原則大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,合理選擇切削用量，應(yīng)該做到以下步驟：首先選擇一個(gè)盡量大的背吃刀量ap,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f,最后根據(jù)已確定的ap和f,，刀具耐用度和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度vc新知學(xué)習(xí)02四、切削用量的選用原則車(chē)削加工不同階段切削用量三要素的選擇加工階段選擇依據(jù)選擇原則粗加工階段粗加工階段切削用量的選擇一般以提高生產(chǎn)率為主,同時(shí)兼顧刀具的使用壽命,但也要考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本(1）背吃刀量:根據(jù)加工余量來(lái)確定。除留給下道工序的余量外，其余的粗車(chē)余量盡可能一次切除,以使走刀次數(shù)最少。當(dāng)粗車(chē)余量太大或工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí),加工余量可分兩次或數(shù)次切除。(2）進(jìn)給量:合理的進(jìn)給量應(yīng)是工藝系統(tǒng)所能承受的最大進(jìn)給量。(3）切削速度:選定背吃刀量和進(jìn)給量后,根據(jù)刀具的使用壽命,通過(guò)計(jì)算即可確定切削速度和機(jī)床轉(zhuǎn)速。除了計(jì)算方法外,生產(chǎn)實(shí)踐中還經(jīng)常按經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)手冊(cè)選取切削速度新知學(xué)習(xí)02四、切削用量的選用原則車(chē)削加工不同階段切削用量三要素的選擇加工階段選擇依據(jù)選擇原則半精加工和精加工階段半精加工和精加工階段的切削用量應(yīng)以保證加工質(zhì)量為前提,并兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本(1）背吃刀量:半精車(chē)的加工余量較小,一般為1~2mm,精車(chē)的加工余量更小,半精車(chē)﹑精車(chē)的背吃刀量原則上取一次切除的余量,但使用硬質(zhì)合金車(chē)刀精車(chē)時(shí),考慮到刀尖圓弧半徑與刃口圓弧半徑的擠壓和摩擦作用,背吃刀量不宜過(guò)小,一般大于0.5mm。(2)進(jìn)給量:半精車(chē)和精車(chē)的背吃刀量較小,產(chǎn)生的切削力不大,故增大進(jìn)給量對(duì)工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛性影響較小,因此選擇進(jìn)給量主要受表面粗糙度值限制。在已知切削速度和刀尖圓弧半徑的條件下,根據(jù)加工要求達(dá)到的表面粗糙度值,可以通過(guò)計(jì)算或手冊(cè)確定進(jìn)給量。(3）切削速度:半精車(chē),精車(chē)的背吃刀量和進(jìn)給量較小,切削力對(duì)工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛性影響較小,消耗功率較少,故切削速度主要受刀具耐用度限制,可利用公式計(jì)算或查表得出課堂小結(jié)03本節(jié)課主要介紹了切削用量三要素及其選用方法，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們可以了解到切削用量及其三要素的定義、計(jì)算方法，認(rèn)識(shí)了切削層幾何參數(shù)的構(gòu)成，了解到相同條件下選用不同的切削用量會(huì)產(chǎn)生不同效果，直接生產(chǎn)效率