金属切削的基本定义(精)课件.ppt
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1、第一章第一章 金属切削的基本定义金属切削的基本定义1.1 切削运动与切削用量切削运动与切削用量1.2 刀具角度和刀具的工作角度刀具角度和刀具的工作角度1.3 刀具角度的换算刀具角度的换算1.4 切削层参数与切削方式切削层参数与切削方式1.5 旋转刀具的角度旋转刀具的角度至总目录 第第1 1章章 金属切削的基本定义金属切削的基本定义1.1 1.1 切削运动与切削用量切削运动与切削用量 1.1.1 工件表面的成形方法工件表面的成形方法 (1)工件的表面形状)工件的表面形状 图图1-1基本的几何表面:平面、圆柱面、基本的几何表面:平面、圆柱面、圆锥面、螺旋面及成形面等。圆锥面、螺旋面及成形面等。返回
2、本章目录返回本章目录 (2)工件表面的成形方法)工件表面的成形方法 “线性表面线性表面”由一条线(称为母线)由一条线(称为母线)沿着另一条线(称为导线)运动而形成的沿着另一条线(称为导线)运动而形成的轨迹。如图轨迹。如图1-2a。 如图如图1-3中,母线均为直线中,母线均为直线1,导线均,导线均为圆为圆2,轴线均为,轴线均为O-O,所需的运动也相同,所需的运动也相同,原始位置不同,所产生的表面不同。原始位置不同,所产生的表面不同。返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录 有些表面的母线和导线可以互换,如平面、有些表面的母线和导线可以互换,如平面、圆柱面和直牙齿圆柱齿轮的渐开线柱面等,圆
3、柱面和直牙齿圆柱齿轮的渐开线柱面等,这些表面称为这些表面称为可逆表面可逆表面。 另一些表面,其母线和导线不可互换,另一些表面,其母线和导线不可互换,如圆锥面、螺旋面等,称为如圆锥面、螺旋面等,称为不可逆表面不可逆表面。 返回本章目录返回本章目录 (3)发生线的形成方法及所需运动)发生线的形成方法及所需运动 1)轨迹法)轨迹法 如图如图1-4a所示,切削刃的形状可看做是所示,切削刃的形状可看做是一个切削点一个切削点1,轨迹法形成发生线需要一个独轨迹法形成发生线需要一个独立的成形运动。立的成形运动。 2)成形法)成形法 切削刃为一条切削线切削刃为一条切削线1,它的形状和长短,它的形状和长短与需要形
4、成的发生线与需要形成的发生线2完全一致。因此,完全一致。因此,用成用成形法形成发生线不需要专门的成形运动。形法形成发生线不需要专门的成形运动。返回本章目录返回本章目录 3)相切法)相切法 除自身轴线旋转外,铣刀轴线还需按除自身轴线旋转外,铣刀轴线还需按一定的规律作轨迹运动一定的规律作轨迹运动3,此时,铣刀切,此时,铣刀切削点削点1运动轨迹的下包络线(相切线)就运动轨迹的下包络线(相切线)就形成了发生线形成了发生线2。所以。所以用相切法形成发生用相切法形成发生线需要两个独立的成形运动。线需要两个独立的成形运动。 返回本章目录返回本章目录 4)展成法(范成法)展成法(范成法) 如图如图1-4d所示
5、,齿条刀具的直线移动所示,齿条刀具的直线移动A和工件齿坯的旋转运动和工件齿坯的旋转运动B符合齿条与齿轮的符合齿条与齿轮的啮合运动关系时,切削线啮合运动关系时,切削线1就包络出了所需就包络出了所需形成的发生线形成的发生线2,因此,因此,用展成法形成发生用展成法形成发生线时需要一个复合运动。线时需要一个复合运动。返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录 1.1.2 切削运动切削运动 在机床上切削工件,工件与刀具之间在机床上切削工件,工件与刀具之间要有相对运动,这个相对运动即称为切削要有相对运动,这个相对运动即称为切削运动。运动。 图图1-5外圆车削时,圆母线沿直导线运外圆车削时,圆母线沿直
6、导线运动时就形成了工件上的外圆表面,故动时就形成了工件上的外圆表面,故工件工件的旋转运动和车刀的纵向直线运动就是外的旋转运动和车刀的纵向直线运动就是外圆车削时的切削运动。圆车削时的切削运动。 返回本章目录返回本章目录 图图1-6表示牛头刨床上刨平面的情况。表示牛头刨床上刨平面的情况。直母线沿直导线运动时就形成了工件直母线沿直导线运动时就形成了工件 上的平面,故上的平面,故在牛头刨床上刨平面时,在牛头刨床上刨平面时,刨刀的直线往复运动和工件的间歇直线刨刀的直线往复运动和工件的间歇直线运动就是切削运动。运动就是切削运动。返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录 切削运动分为两种:切削运动分
7、为两种: (1)主运动)主运动 使工件与刀具产生相对运动使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动称为主运动。以进行切削的最基本的运动称为主运动。主运主运动的速度最高,消耗的功率最大动的速度最高,消耗的功率最大。 (2)进给运动)进给运动 使主运动能够继续切除工使主运动能够继续切除工件上多余的金属,以便形成工件表现所需的运件上多余的金属,以便形成工件表现所需的运动称为进给运动。动称为进给运动。 总之,总之,任何切削加工方法都必须有一个主任何切削加工方法都必须有一个主运动运动,有一个或几个进给运动。,有一个或几个进给运动。 返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录1.1.3 工件上
8、的加工表面工件上的加工表面(1)待加工表面)待加工表面 工件上即将被切去的表工件上即将被切去的表面。面。(2)已加工表面)已加工表面 刀具切削后在工件上形刀具切削后在工件上形成的新表面。成的新表面。(3)过渡表面)过渡表面 切削刃正在切削的表面。切削刃正在切削的表面。 返回本章目录返回本章目录 1.1.4 切削用量切削用量 (1)切削速度切削速度 是切削加工时,切削刃是切削加工时,切削刃上选定点相对于工件的主运动速度。主运动上选定点相对于工件的主运动速度。主运动为旋转运动时,工件或刀具最大直径处为旋转运动时,工件或刀具最大直径处 :min)/(1000msmdnvc或cvcv返回本章目录返回本
9、章目录 (2)进给量进给量 工件或刀具的主运动每转工件或刀具的主运动每转一转或每一行程时,工件和刀具两者在进给运一转或每一行程时,工件和刀具两者在进给运动方向上的相对位移量。动方向上的相对位移量。 进给速度进给速度 切削刃上选定点相对于工件切削刃上选定点相对于工件的进给运动速度,在外圆车削中的进给运动速度,在外圆车削中 式中式中 车刀每转进给量(车刀每转进给量(mm/r) 工件转速(工件转速(r/s)fv)/(smmnfvfffn返回本章目录返回本章目录(3)合成速度合成速度(4)背吃刀量背吃刀量asp 对外圆车削(图对外圆车削(图1-5)和平)和平面刨削(图面刨削(图1-6)而言,背吃刀量)
10、而言,背吃刀量asp等于工件已等于工件已加工表现与待加工表现间的垂直距离。外圆车削加工表现与待加工表现间的垂直距离。外圆车削的背吃刀量:的背吃刀量:fcevvv)(2mmddamwsp返回本章目录返回本章目录 1.2 1.2 刀具角度和刀具的工作角度刀具角度和刀具的工作角度 1.2.1 刀具角度的静止参考系刀具角度的静止参考系 (1)刀具切削部分的表面与切削刃)刀具切削部分的表面与切削刃 切削刀具的种类繁多,形状结构各异,但切削刀具的种类繁多,形状结构各异,但都是外圆车切削部分的演变。以外圆车刀来为都是外圆车切削部分的演变。以外圆车刀来为例来介绍刀具切削部分的一般术语,同样适用例来介绍刀具切削
11、部分的一般术语,同样适用于其他金属切削刀具。于其他金属切削刀具。 返回本章目录返回本章目录 前面前面( )切下的切屑沿其流出的表面切下的切屑沿其流出的表面 主后面主后面( )与工件上过渡表面相对的表面与工件上过渡表面相对的表面 副后面副后面( )与工件上已加工表面相对的表面与工件上已加工表面相对的表面 主切削刃主切削刃(S)前面与主后面的交线。它承担前面与主后面的交线。它承担主要的金属切除工作并形成工件上的过渡表面。主要的金属切除工作并形成工件上的过渡表面。 副切削刃副切削刃(S)前面与副后面的交线。它参前面与副后面的交线。它参与部分的切削工件并最终形成工件上的已加工表面。与部分的切削工件并最
12、终形成工件上的已加工表面。 AAA返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录 (2)刀具角度的静止参考系)刀具角度的静止参考系 刀具角度是指在刀具工作图上需要标出的角度刀具角度是指在刀具工作图上需要标出的角度。刀具制造、刃磨和测量就按这种角度进行。为便。刀具制造、刃磨和测量就按这种角度进行。为便于测量,建立刀具静止参考系时,特作三点假设:于测量,建立刀具静止参考系时,特作三点假设: a ) ) 不考虑进给运动的影响,即不考虑进给运动的影响,即 f =0; b)安装车刀时应使刀尖与工件中心等高,且车)安装车刀时应使刀尖与工件中心等高,且车刀刀杆中心线与工件轴心线垂直;刀刀杆中心线与工件轴心
13、线垂直; c)主切削刃上选定点)主切削刃上选定点x与工件中心等高。与工件中心等高。返回本章目录返回本章目录 三个刀具静止参考系:三个刀具静止参考系: 1)正交平面参考系)正交平面参考系 基面基面(Pr)过切削刃上选定点并垂直于该点过切削刃上选定点并垂直于该点切削速度向量切削速度向量 的平面。的平面。对于普通车刀,它的基面对于普通车刀,它的基面总是平行于刀杆的底面。总是平行于刀杆的底面。 切削平面切削平面(Ps )过切削刃上选定点作切削刃过切削刃上选定点作切削刃切线,此切线与该点切削速度向量切线,此切线与该点切削速度向量 组成的平面。组成的平面。 正交平面正交平面( P0 )过切削刃上选定点,同
14、时垂过切削刃上选定点,同时垂直于该点表面直于该点表面 Pr 和切削平面和切削平面 Ps 的平面。的平面。cvcv返回本章目录返回本章目录 正交平面参考系正交平面参考系返回本章目录返回本章目录 对于切削刃上某一选定点,该点的正交平面对于切削刃上某一选定点,该点的正交平面 P0 、基面、基面 Pr 和切削平面和切削平面 Ps 构成了一个两两互相构成了一个两两互相垂直的空间直角坐标系,将此坐标系称为正交平垂直的空间直角坐标系,将此坐标系称为正交平面参考系(见图面参考系(见图1-9)。)。Pn 、Pr 、Ps 构成。构成。 2 2)法平面参考系)法平面参考系 法平面法平面(Pn )过切削刃上选定点垂直
15、于切过切削刃上选定点垂直于切削刃或其切线的平面。削刃或其切线的平面。Pn、Pr和和 Ps构成了法平面构成了法平面参考系(见图参考系(见图1-10)。)。返回本章目录返回本章目录 3)背平面和假定工作平面参考系)背平面和假定工作平面参考系 基面基面 的定义同正交平面参考系。的定义同正交平面参考系。 背平面背平面( )过切削上选定点,平行于过切削上选定点,平行于刀杆中心线并垂直于基面刀杆中心线并垂直于基面 的平面,它与进给方的平面,它与进给方向向 是垂直的。是垂直的。 假定工作平面假定工作平面( )过切削刃上选定点,过切削刃上选定点,同时垂直于刀杆中心线与基面同时垂直于刀杆中心线与基面 的平面,它
16、与进的平面,它与进给方向给方向 平行。平行。 rPpPfPfvfvrPrP返回本章目录返回本章目录图图1-11 背平面和假定工作平面参考系背平面和假定工作平面参考系返回本章目录返回本章目录 1.2.2 刀具角度刀具角度 (1)刀具在正交平面参考系中的角度)刀具在正交平面参考系中的角度 确定车刀主切削刃空间位置的角度有两个:确定车刀主切削刃空间位置的角度有两个: 主偏角主偏角 主切削刃在基面上的投影与主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角,在基面进给方向之间的夹角,在基面 上测量。上测量。 刃倾角刃倾角 主切削刃与基面主切削刃与基面 的夹角,的夹角, 在切削平面在切削平面 中测量。中测量。r
17、sSPrPrP返回本章目录返回本章目录 确定车刀前面与后面空间位置的角度有确定车刀前面与后面空间位置的角度有两个:两个: 前角前角 在主切刃上选定点的正交在主切刃上选定点的正交平面平面 内,前面与基面之间的夹角。内,前面与基面之间的夹角。 后角后角 在同一正交平面在同一正交平面 内,后内,后面与切削平面之间的夹角。面与切削平面之间的夹角。 ooPooP返回本章目录返回本章目录 与副切削刃有关的独立角度还有:与副切削刃有关的独立角度还有: 副偏角副偏角 副切削刃在基面上的投影与副切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角,它在基面进给方向之间的夹角,它在基面 上测量。上测量。 副后角副后角 在副切
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