機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課件.ppt

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1、第二章金屬切削原理與刀具第一節(jié)刀具的結(jié)構(gòu)一、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量（一）切削運(yùn)動(dòng)刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱為切削運(yùn)動(dòng)（即表面成形運(yùn)動(dòng)）。按作用來分，切削運(yùn)動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。給出了車刀進(jìn)行普通外圓車削時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)，圖1中合成運(yùn)動(dòng)的切削速度Ve、主運(yùn)動(dòng)速度Vc和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度Vf之間的關(guān)系。合成切削運(yùn)動(dòng)是由主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)。刀具切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)工件的瞬時(shí)合成運(yùn)動(dòng)方向稱為合成切削運(yùn)動(dòng)方向，其速度稱為合成切削速度。圖1(二)切削用量1、切削速度vc切削速度vc是刀具切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)線速度。由于切削刃上各點(diǎn)的切削速度可能是不同，計(jì)算時(shí)常用最大切削速度代表刀具的切削速度。當(dāng)

2、主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：式中d—切削刃上選定點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑，mm;n—主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min.2、進(jìn)給速度vf、進(jìn)給量f進(jìn)給速度vf----切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度，mm/s或mm/min.。進(jìn)給量f----刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量，用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述，mm/r或mm/行程。Vf=nf3、切削深度ap對(duì)于車削和刨削加工來說，切削深度ap（背吃刀量）是在與主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相垂直的方向上度量的已加工表面與待加工表面之間的距離，單位mm。對(duì)于鉆孔來說，式中dw----工件待加工表面直徑，mm。dm----工件已加工表面直徑，mm。圖2二、切

3、削層參數(shù)在切削過程中，刀具的切削刃在一次走刀中從工件待加工表面切下的金屬層，稱為切削層。切削層參數(shù)切削層公稱厚度hD在過渡表面法線方向測(cè)量的切削層尺寸，即相鄰兩過渡表面之間的距離。hD反映了切削刃單位長(zhǎng)度上的切削負(fù)荷。由圖得：hD=fsinkr其中：hD—切削層公稱厚度，(mm)；f—進(jìn)給量，(mm/r）；kr—車刀主偏角，(。)。切削層公稱寬度bD沿過渡表面測(cè)量的切削層尺寸。bD反映了切削刃參加切削的工作長(zhǎng)度。由圖得：bD=ap/sinkr其中：bD—切削層公稱寬度，(mm)。切削層公稱橫截面積AD切削層公稱厚度與切削層公稱寬度的乘積。由圖得：?AD=hD*bD=fsinkr*ap/si

4、nkr=f*ap其中:AD—切削層公稱橫截面積，(mm2)。三、刀具切削部分的基本定義金屬刀具的種類很多，但它們切削部分的幾何形狀與參數(shù)都有著共性，即不論刀具結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，它們的切削部分總是近似地以外圓車刀的切削部分為基本形態(tài)。(一）車刀的組成外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具，由刀柄和刀頭組成，刀柄是刀具的夾持部位，其切削部分（又稱刀頭）由前刀面、主刀后面、副刀后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所組成。其切削部分的結(jié)構(gòu)及其定義如下。（1）前刀面刀具上與切屑接觸并相互作用的表面（即切屑流過的表面）。圖3（2）主后刀面刀具上與工件過渡表面相對(duì)并相互作用的表面。（3）副后刀面刀具上與已加工表面相對(duì)并相

5、互作用的表面。（4）主切削刃前刀面與主后刀面的交線。它完成主要的切削工作。（5）副切削刃前刀面與副后刀面的交線。它配合主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。（6）刀尖主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃。它可以是小的直線段或圓弧。具體參見切削運(yùn)動(dòng)與切削表面圖和車刀的組成圖。其它各類刀具，如刨刀、鉆頭、銑刀等，都可以看作是車刀的演變和組合。刨刀鉆頭圖4銑刀(二）刀具角度的參考系為了確定刀具切削部分各表面和刀刃的空間位置，需要建立平面參考系。按構(gòu)成參考系時(shí)所依據(jù)的切削運(yùn)動(dòng)的差異，參考系分成以下兩類：刀具標(biāo)注角度參考系刀具工作角度參考系刀具標(biāo)注角度參考系（又稱刀具靜止參考系）是刀具設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)注、刃

6、磨和測(cè)量的基準(zhǔn)，用此定義的刀具角度稱刀具標(biāo)注角度。刀具工作角度參考系是確定刀具切削工作時(shí)角度的基準(zhǔn)，用此定義的刀具角度稱為刀具工作角度。圖51、正交平面參考系要確定正交平面參考系，必須提出以下兩個(gè)假設(shè)條件：假定運(yùn)動(dòng)條件：用刀具主運(yùn)動(dòng)向量vc近似代替合成運(yùn)動(dòng)向量ve，然后再用平行或垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的坐標(biāo)平面構(gòu)成參考系。假定安裝條件：假定刀具的安裝位置恰好使其底面或軸線與參考系的平面平行或垂直。正交平面參考系由以下三個(gè)平面組成：1)?基面pr：通過切削刃某一點(diǎn)，垂直于假定主運(yùn)動(dòng)方向的平面。它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及測(cè)量時(shí)適合于安裝的平面或軸線。圖62)切削平面ps：通過切削刃某一點(diǎn)，與工件加

7、工表面（或與主切削刃）相切的平面。切削平面ps與基面pr垂直。3)正交平面P0：通過切削刃某一點(diǎn)，同時(shí)垂直于切削平面ps與基面pr的平面。2、法平面參考系法剖面Pn：通過切削刃某一點(diǎn)，垂直于切削刃的平面。圖73、假定工作平面參考系假定平面參考系由pr、Pf、Pp三個(gè)平面組成。1)假定工作平面Pf：通過切削刃某一點(diǎn)，平行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面pr的平面。2)背平面Pp：通過切削刃某一點(diǎn)，同時(shí)垂直