购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

2.1 金属切削加工的基本概念

金属切削加工是利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层,以获得所需形状、尺寸和表面质量的机械零件的加工方法,它是机械制造中最常用的一种加工方法。

2.1.1 切削运动

在切削加工中,刀具对工件的切削作用是通过工件与刀具间的相对运动和相互作用实现的。刀具与工件间的相对运动称为切削运动,切削运动分为主运动和进给运动。主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。

1.主运动

主运动是使刀具与工件间产生相对运动以进行切削的最基本的运动,也是切削运动中速度最高、消耗机床功率最多的运动。在切削加工中,主运动只有一个,它可以由工件完成,也可以由刀具完成;可以是旋转运动,也可以是直线运动。例如,车削时的主运动是工件的旋转运动,铣削和钻削时的主运动是铣刀和钻头的旋转运动。车削时的切削运动及工件上形成的表面如图2-1所示。

2.进给运动

进给运动是使被切削金属层不断投入切削,以逐渐加工出完整表面所需的运动。进给运动一般速度较低,消耗的功率较少,可以由一个或多个运动组成;可以是连续的(如车

2.1.2 工件表面

在切削过程中,工件上通常存在三个变化的表面(图2-1),分别是:

图2-1 车削时的切削运动与工件上形成的表面

(1)待加工表面 该表面是工件上即将被切除的表面。

(2)过渡表面 该表面是工件上由刀具切削刃正在切削的表面。

(3)已加工表面 该表面是工件上经刀具切削后形成的表面。

2.1.3 切削参数

1.切削用量

零件加工时,要根据工件材料、刀具材料及加工要求等选用合适的切削用量。切削速度 v c 、进给量 f 和背吃刀量 a p 称为切削用量三要素。车削时的切削用量如图2-2所示。切削用量三要素用于调整机床,以保证加工质量、生产率和成本。

(1)切削速度 v c 切削速度是刀具切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度,单位为m/s(或m/min),计算公式为:

式中 d ——完成主运动的工件或刀具的最大直径(mm);

n ——工件或刀具的转速(r/min)。

(2)进给量 f 进给量是指工件或刀具每转一转或每一行程时,两者沿进给运动方向的相对位移量,单位为mm/r或mm/行程。进给运动也可以用进给速度 v f 来表示,其单位为mm/min。车削时的进给运动速度的计算公式为:

(3)背吃刀量 a p 背吃刀量是指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离,单位为mm,也称为切削深度。车外圆时的背吃刀量计算公式为:

式中 d w ——待加工表面直径(mm);

d m ——已加工表面直径(mm)。

2.切削层参数

切削加工中,主运动一个切削循环内,刀具从工件上所切除的金属层称为切削层。如图2-2所示,车削时工件旋转一周,刀具从位置Ⅰ移到Ⅱ,所切下的Ⅰ与Ⅱ间的工件金属层即为切削层。切削层参数共有以下三个,通常在垂直于切削速度的平面内测量。

(1)切削层厚度 h D 切削层厚度指垂直于过渡表面测量的切削层尺寸,即两相邻过渡表面间的距离。 h D 反映了切削刃单位长度上的切削负荷,其计算公式为:

图2-2 切削用量和切削层参数

式中 κ r ——刀具主偏角。

(2)切削层宽度 b D 切削层宽度指沿过渡表面测量的切削层尺寸。 b D 反映了切削刃参加切削的长度,其计算公式为:

(3)切削层横截面积 A D 切削层横截面积指切削层横截面的面积,即切削层厚度与切削层宽度的乘积,其计算公式为:

在生产中,切削参数的选择对工件的加工质量、生产率和成本有着重要的影响。 +3I2zUgIdtaPaWvNxnGEbHCEg84uZgEb1ed493BiNGxX38greCdm+ROLZCUFMSFN

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×