第一節(jié)

切削運動及切削參數(shù)

按工件與刀具相對運動所起作用不同來分，切削運動可分為主運動和進給運動。1、主運動

車床主軸帶動工件旋轉切下切屑所必需的運動。（切削刃上選定點相對于工件的瞬時運動）主運動切削速度最高，消耗能量最大；可由工件完成，也可由刀具完成；一、切削運動機床通常只有一個主運動；可以是直線運動，也可以是回轉運動；切削速度v，主運動方向2、進給運動

為保持繼續(xù)切削所需的工件與刀具的相對運動。運動速度低，消耗功率小；可由工件完成，也可由刀具完成；進給運動可以有幾個，可以是連續(xù)運動，也可以是間歇運動；可以是直線運動，也可以是回轉運動，或者是兩者的組合；進給速度vf，進給運動方向。圖1-1車削運動、形成的表面、切削層和車外圓切削時間的計算

1-待加工表面2-過渡表面3-已加工表面

合成切削運動

當主運動和進給運動同時進行時，刀具切削刃上選定點相對于工件的運動稱為合成切削運動。其大小和方向用合成速度向量Ve表示，Ve=V+Vf

進給運動角Ψ：某一瞬時主運動方向與進給運動方向之間的夾角。合成切削速度角η：主運動方向與合成切削方向的夾角。二、車削中所形成表面

切削加工過程是一個動態(tài)過程，在切削過程中，工件上通常存在著三個不斷變化的切削表面。即：

1、待加工表面：工件上即將被切削的表面。2、過渡表面（加工表面）：工件上由車刀切削刃正在形成的表面。介于已加工表面和待加工表面之間。3、已加工表面：車刀切削后在工件上形成的表面。三、切削用量

用來表示切削運動的參量。1、切削速度（vc）切削刃上選定點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。

由于切削刃上各點的切削速度可能是不同，計算時常用最大切削速度代表刀具的切削速度。

當主運動為旋轉運動時：

m/s或m/min式中d—完成主運動的工件或刀具的最大直徑，mm；

n—主運動的轉速，r/s或r/min。2、進給量（f）刀具在進給運動方向相對工件的位移量(工件每轉刀具位移量)，mm/r

進給速度vf表示也可,切削刃上選定點相對于進給運動的瞬時速度。

vf=n·f

(mm/s或mm/min)3、背吃刀量（ap）垂直于進給速度方向的切削層最大尺寸。(基面上測量)外圓車削

式中dw--工件待加工表面直徑，mm。

dm--工件已加工表面直徑，mm。

車刀切削時，每一個單程所切除的工件材料層。（刀具的刀刃在一次走刀中從工件待加工表面切下的金屬層。）

刀具從位置Ⅰ移到位置Ⅱ切下的工件材料層。

四邊形ABCD→切削層公稱橫截面積四邊形ABCE→切削層實際橫截面積△AED→殘留在已加工表面上的橫截面積

AABCD-A△AED=AABCE四、切削層圖1-1車削運動、形成的表面、切削層和車外圓切削時間的計算

1-待加工表面2-過渡表面3-已加工表面（1）切削層公稱厚度hD

在主切削刃選定點的基面內(nèi)，垂直于工件過渡表面測量的切削層橫斷面尺寸。

hD

＝fsinκr

五、切削層參數(shù)（影響切屑變形、切削力）（2）切削層公稱寬度bD

在主切削刃選定點的基面內(nèi)，平行于工件過渡表面測量的切削層橫斷面尺寸。

bD

＝ap/sinκr

（3）切削層公稱橫截面積AD

在主切削刃選定點的基面內(nèi)度量的切削層的橫截面面積。

AD＝hD

bD＝fapAD只與ap、f有關

反映切削效率高低常用的兩指標。1、切削時間tm切削時直接改變工件尺寸、形狀等所需時間。車外圓時tm可由下式求出：

提高切削用量三要素vc、f、ap中任何一個，都可縮短切削時間，提高生產(chǎn)效率。2、材料切除率單位時間內(nèi)所切除材料的體積。第2節(jié)

刀具定義及理論角度一、刀具的組成外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具，由切削部分（又稱刀頭）和刀柄組成。

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。

我們主要研究切削部分的幾何參數(shù)。切削部分由刀面A、切削刃S和刀尖組成。1、刀面（1）前面：刀具上切屑流過的表面。（2）后面：與工件上過渡表面相對并相互作用的刀具表面。

注：為了提高刃口強度以滿足不同加工要求，在前、后面前端可磨出倒棱和刃帶。（3）副后面

：與工件上已加工表面相對并相互作用的刀具表面。

前面和后面之間所包含的刀具實體部分→刀楔。2、切削刃（1）主切削刃S：前面與后面的交線。它完成主要的切削工作。（2）副切削刃

：除主切削刃以外的切削刃。（前面與副后面的交線。）它配合主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。切削刃不可能刃磨得很鋒利，前面和后面之間總有一些刃口圓弧存在。切削刃口鋒利程度可用刃口圓弧半徑rn表示。高速鋼刀具，rn=0.01～0.02mm；硬質合金刀具，rn=0.02～0.04mm。

圖1-3刃口圓弧半徑rn3、刀尖主切削刃與副切削刃連接處的一段刀刃。有時為了提高刀具的壽命，在刀尖處磨有圓角或倒角。

圖1-4車刀的刀尖

為保證切削加工順利進行，刀具切削部分必須具有合理的幾何角度（表示切削刃和各個刀面的方位角度），必須建立由三個坐標平面組成的參考系。

參考系即定義和規(guī)定刀具角度的各基準坐標平面，有兩類：刀具靜止（標注角度）參考系－是刀具設計時標注、刃磨和測量的基準。刀具工作參考系－是確定刀具切削工作時角度的基準。二、刀具角度參考系刀具靜止（標注角度）參考系

1、假定條件1）假定運動條件：忽略進給運動的影響，用刀具主運動代替合成運動。2）假定安裝條件：刀具的底面平行于水平面；刀桿中心線垂直于進給運動方向。（外圓車刀：刀尖與工件中心等高。）2、常用參考系常用的刀具標注角度參考系有三種：（1）正交平面參考系－刀具設計時標注、刃磨、測量角度最常用

基面Pr、

切削平面Ps、

正交平面Po組成；（2）法平面參考系－標注可轉位刀具或大刃傾角刀具時常用

Pr、

Ps、法平面Pn組成；（3）假定工作平面參考系－銑削刀槽、刃磨刀面時常用

Pr、假定工作平面Pf、背平面Pp

組成；3、刀具標注角度參考系參考平面

1)基面Pr：通過切削刃上選定點，垂直于該點切削速度的平面。2)切削平面Ps：通過切削刃上選定點，與切削刃相切且與基面Pr垂直的平面。3)正交平面Po：通過切削刃上選定點，同時垂直于該點的基面Pr和切削平面Ps的平面。4)法平面Pn：通過切削刃上選定點，垂直于切削刃的平面。5)假定工作平面Pf：通過切削刃上選定點，平行于假定進給運動方向并垂直于基面Pr的平面。6)背平面Pp：通過切削刃上選定點，同時垂直于假定工作平面Pf與基面Pr的平面。圖1-5基面、切削平面和正交平面

圖1-6正交平面參考系主、副切削刃上的坐標平面

圖1-7法平面參考系和正交平面參考系

圖1-8假定工作平面參考系的坐標平面刀具的標注角度是刀具設計圖樣上標注出的角度，是刀具制造、刃磨和測量的依據(jù)。確定刀具上刀刃位置的角度；確定前面與后面位置的角度。在各類參考系中最基本的刀具角度只有4種類型，即前、后、偏、傾四角。三、正交平面參考系車刀的標注角度1、前角在正交平面中測量的前面與基面之間的夾角。前角表示前面的傾斜程度，有正、負和零值之分。2、后角在正交平面中測量的后面與切削平面之間的夾角。后角表示后面的傾斜程度，一般為正值。

楔角

：前刀面與后刀面的夾角3、主偏角

在基面中測量的切削平面與假定工作平面之間的夾角。（主切削刃在基面上的投影與進給運動方向之間的夾角。）

主偏角一般為正值。4、刃傾角

在切削平面中測量的主切削刃與基面之間的夾角。

圖1-9正交平面參考系中的車刀標注角度

圖1-10車刀前、后角和刃傾角正、負的規(guī)定

a）前、后角b）刃傾角小結

以上四個角度確定了車刀主切削刃及其前面、后面在空間的位置。

確定前面方位確定后面方位“一刃兩面四角”確定主切削刃方位

要確定副切削刃及其相關前面、副后面的方位也需要四個角度：副前角γo′、副后角

o′、副偏角kr′和副刃傾角λs′。由于車刀主切削刃和副切削刃共處于同一前面上，當標注了γo、λs兩角，前面的方位就確定了，副切削刃前面的定向角γo′、λs′就屬于派生角度，不必再標注。（可由角度換算得出）副切削刃上的獨立角度只有副偏角kr′和副后角

o′。5、副偏角在基面中測量的副切削平面與假定工作平面之間的夾角。副偏角一般為正值。6、副后角

在副正交平面中測量的副后面與副切削平面之間的夾角。小結

一把外圓車刀當主、副切削刃共處一個平面時，若要確定刀具主、副切削刃和前面、主后刀面以及副后面在空間的位置，必須標注6個角度：

“兩刃四面六角”

（直頭外圓車刀、偏頭外圓車刀等）

（注：切斷刀→“三刃四面八角”）

圖1-11車外圓時偏刀的標注角度

圖1-12切斷刀的標注角度

作業(yè)1-1、1-2、1-3畫圖表示車削端面時正交平面參考系的標注角度。1.4切削方式1、自由切削只有一條主切削刃參加切削工作的情況。切削刃上各點切屑流出的方向相同。切削變形過程較簡單，是進行切削實驗常用的方法。2、非自由切削主、副切削刃同時參加切削的情況。主副切削刃交匯處金屬變形相互干涉，從而使變形較復雜。實際切削通常都是非自由切削。一、自由切削與非自由切削

圖1-20正切削和倒切削

a）正切削b）倒切削1、正切削ap遠大于f的切削方式。切屑沿著接近正