第一章_金属切削的基础知识

第一章 金属切削的基础知识第一节 第二节 第三节 第四节 切削运动及切削要素 刀具材料及刀具构造 金属切削过程 切削加工技术经济的

基本概念 切削加工：利用切削工具从工件上切 去多余的材料，以获得符合图样规定 的形状、尺寸和表面粗糙度的零件的 加工方法。

一、切削加工的分类、特点、作用和发展方向

(一)、切削加工的分类1、机械加工(机工)利用机械力对各种工件进行加 工。 方法：车削、钻削、镗削、铣削、刨削、拉削、磨 削、光整加工等。 2、钳工加工(钳工)在钳台上以手工工具为主对工 件进行加工的各种加工方法。 方法：划线、锯削、錾削、锉削、刮削、研磨等。

(二)、切削加工的特点和作用 切削加工的精度和表面粗糙度范围广泛。 切削加工零件的材料、形状、尺寸和重量范 围较大。 切削加工的生产率较高。 切削加工存在切削力，刀具和工件均需具有 一定刚度和强度，且刀具材料的硬度必须大 于工件材料的硬度

(三)、切削加工的发展方向随着科学技术和现代工业日新月异的飞速发 展，切削加工也正朝着高精度、高效率、自动化、 柔性化和智能化方向发展，体现在以下三方面： 加工设备朝着数控技术、精密和超精密、高 速和超高速方向发展。 刀具材料朝超硬材料方向发展。 生产规模由小批量和单品种大批量向多品种 变批量的方向发展。生产方式由手工操作、机 械化、单机自动化、刚性流水线自动化向柔性 自动化和智能自动化方向发展。

(四)、展望21世纪的切削加工技术必将面临未来自 动化制造环境的一系列新的挑战，它必然要 与计算机、自动化、系统论、控制论及人工 智能、计算机辅助设计与制造、计算机集成 制造系统等高新技术及理论相融合，向着精 密化、柔性化和智能化方向发展，沿着数控 技术(NC)、柔性制造系统(FMS)及计算机 集成制造系统(CIMS)的台阶向上攀登，并 由此推动其他各新兴学科在切削理论和技术 中的应用。

本章提要本章主要介绍金属切削过程的基础知识，分 两大部分： 一、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 (基面、切削平面、主剖面)、刀具标注角度、 切削层参数等。 二、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)。

第一节 切削运动及切削要素

二、零件的种类及组成1、零件的种类 按结构可分

类6类(1)轴类(2)盘套类(3)支架箱体类 (4)六面体类(5)机身机座类(6 )特殊类零件 2、组成零件的表面 组成零件常见的表面有外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、 齿形、成形面及各种沟槽等。

圆柱面

圆锥面

回转体成形表面 平面

成形曲面

图1.1 各种表面的形成

一.零件表面的形成及切削运动1.表面成形方法零件各种表面在机床上的成形方法有刀尖 轨迹法、成形刀具法和展成法三种。 1)刀尖轨迹法 刀尖轨迹法是利用非成形刀具，在一定的 切削运动下，由刀尖轨迹获得零件所需表面的 方法，如一般的车削、刨削和铣削等。工件表 面的形状精度主要取决于机床切削运动的精度。

2)成形刀具法成形刀具法是利用成形刀具，在一定的切削 运动下，由刀刃形状获得零件所需表面的方法， 如车球面、铣凸圆弧面和拉孔等。工件表面的形 状精度主要取决于成形刀具的制造和安装精度。

车球面

铣圆弧凸面

拉孔

3)展成法展成法是在一定的切削运动下，利用刀具 与工件间的啮合运动关系切出的若干微小面积 而包络出零件上所需表面的方法，如锉削外圆 弧面和插齿等。工件表面的形状精度主要取决 于机床传动链的精度以及刀刃的形状精度等。

锉削外圆弧面

插齿

2.切削运动在加工各种表面时，切削工具与工件 之间必须具备的相对运动。 ① 主运动 ② 进给运动主运动与进给运动比较

车外圆

刨平面

铣平面

1)主运动由机床或人力提供的主要运动，它提供切 削刀具(工具)与工件之间产生相对运动，从而 使刀具前刀面接近工件。

说明：主运动是切下切屑所需要的最基本的运 动，是切削加工中速度最高、消耗功率最多的 运动，如车削时工件的旋转，牛头刨床刨削时 刨刀的往复移动等。一台机床主运动一般只有 一个。车削时的切削运动 磨削时的切削运动

2)进给运动由机床或人力提供的运动,它使刀具 与工件之间产生附加的相对运动,加上主 运动,即可不断地或连续地切除切屑,并 获得具有所需几何特征的已加工表面。 说明：进给运动是使工件切削层不断投 入切削,从而加工出完整表面所需的运动, 如车削时车刀的连续直线移动,牛头刨床 刨水平面时工件的间歇移动等.一台机床 的进给运动可以是一个,也可以是多个。