二、切削运动和切削用量
1.切削运动 切削运动是指在切削过程中刀具相对于工件的运动按其在切
削过程中所起的作用不同，切削运动可分为主运动和进 给运动，如图1-1所示。 (1)主运动 主运动是直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，以形 成工件新表面的主要运动，其大小用切削速度(vc )表示。 通常主运动速度较高，消耗的功率也最多。主运动可以由工 件完成，也可以由刀具完成。
直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表面等，称为可逆表面； • 而另一些表面，其母线和导线不可互换。如：圆锥面、螺
旋面等，称为不可逆表面。
切削加工中发生线是由刀具的切削刃和工件的相对运 动得到的，由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不 同，形成发生线的方法可归纳为以下四种：
(1)轨迹法 (2)成形法 (3)相切法 (4)展成法
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(2)进给运动 进给运动是使被切削金属层不断投入切削，从而加工出整个
工件表面的运动。 进给运动通常速度较低，消耗的功率也较少。
进给运动可以是连续的运动，如车削外圆时车刀的纵向运动; 也可以是间断的运动，如刨削时工件的横向移动。 主运动与进给运动合成称为合成切削运动，如图1-2所示。 合达成式切为削ve =速v度c +vvef、。主运动速度vc、进给运动速度vf之间的矢量表
抗力;二是切屑、工件与刀具表面间的摩擦力。 (2)切削力的分解 为了便于分析切削力的作用和测量，计算切削力的大小，通
常将切削力分解为三个互相垂直的三个分力。下面以外圆 车削为例说明，如图1-41、图1-42所示。 ①切削力(主切削力)Fc。在主运动方向上的分力。约占总切削 力的80%~ 90%。由于式方向的运动速度高，消耗的功率也 最多，约占车削总切削功率的90%以上。
削力就大;工件材料的塑性、韧性好，难断屑，刀具和 切屑间的摩擦大，则变形严重，加工硬化程度高，切削 力也增大;工件材料与刀具材料的摩擦系数越大，切削 力也越大。
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(2)切削用量
切削用量中对切削力影响最大的是背吃刀量ap，其次是进给量f。 如图1-43所示，背吃刀量ap增大一倍时，切削宽度bD增大， 剪切面积和切屑与前刀面的接触面积成倍增大率、校验和设计机床主运动机构、 刀具和夹具强度和刚度的主要依据。
②背向力(切深抗力)Fp。 在背吃刀量(切深)方向上的分力，也称径向力、法向力。 在车削外圆时Fp会使工件弯曲，影响工件形状精度，同时也容
易引起振动，影响工件的表面粗糙度。 ③进给力(进给抗力)Ff。 在进给方向上的分力，也称轴向力。进给力是设计和验算机床
(3)背吃刀量ap(切削深度) 背吃刀量是垂直于进给速度方向的切削层尺寸，单位为mm。 车外圆时:
（1-4） 式中dw——待加工表面直径，mm;
dm——已加工表面直径，mm。
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三 切削力与切削温度
1.切削力的来源与分解 (1)切削力的来源 两个方面:一是三个变形区内产生的弹性变形抗力和塑性变形
相应增大，所以切削力也成倍增大;当进给量f增大一倍时，
切削厚度hD (
)增大，而切削宽度bD不变。
这时剪切面积虽按比例增大，但切屑与前刀面的接触面积未变，
即第二变形区的变形与摩擦未按比例增加，切削力仅增大
进给机构的主要依据。
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❖ 由图1-41及图1-42可知各切削力之间的关系为: (1-17) (1-18)
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3.切削功率的计算 切削功率是指切削区域消耗的功率。 由于背向力Fp不消耗功，所以切削功率只是切削力Fc和进给
力Ff消耗的功率之和。 由于Ff消耗的功率很小(占1%~5%)，可忽略不计，于是切削
（1-1）
式中d——工件待加工表面或刀具的最大直径，mm ; n——工件转速，s-1或r/min。
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当主运动为往复直线运动时(如刨削加工)，其平均切削速度vc 的计 算公式式为: （1-2）
式中L——往复直线运动的行程长度，mm ; nr——主运动每秒或每分钟的往复次数，str /s或 str /min。
功率Pc为: (1-23)
式中Pc——切削功率，kW; Fc——切削力，N; vc——切削速度，m/s。
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4.影响切削力的因素 切削时凡影响切削变形与摩擦的因素均对切削力产生影响，
归纳起来主要有以下几方面。 (1)工件材料 主要是工件材料的力学性能。 例如，工件材料的硬度和强度越高，则变形抗力越大，切
给量和切削速度三要素。
合理选择切削用量与提高加工质量、劳动生产率及经济性有 着密切关系。
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(1)切削速度vc 切削速度是指切削刃上某选定点相对于工件在该点主运动方向上
的瞬时速度，即主运动的线速度，单位为m/s或m/min。 当主运动为旋转运动时(如车削加工)切削速度vc的计算公式为:
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2.切削中形成的表面 在切削过程中，工件上往往存在三个不断变化着的表面，如
图1-2所示。 (1)待加工表面工件上即将被切除的表面。
(2)已加工表面：工件上已切去被切削层而形成的新表面。 (3)过渡表面(加工表面)：工件上正被刀具切削着的表面，它
介于待加工表面和已加工表面之间。 3.切削用量 切削用量是表示切削运动大小的参数，它包括背吃刀量、进
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(2)进给量f 进给量是工件或刀具每转一周或往复一次，工件与刀具在
进给方向上的相对位移量，单位为mm/ r或mm/str(毫米/ 双行程)。 进给速度vf是指切削刃上某选定点相对于工件在进给方向上 的瞬时速度，单位为mm/s或mm/min。 车削时进给速度vf:
(1-3)
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一 零件成型方法
❖ 机械零件的表面形状不外乎是几种基本形状的表面：平面、 圆柱面、圆锥面以及各种成形面。当精度和表面粗糙度要 求较高时，需要在机床上用刀具经切削加工而形成。
• 机械零件的任何表面都可看作是一条线(称为母线)沿着另 一条线(称为导线)运动的轨迹。
• 形成表面的母线和导线统称为发生线。 • 有些表面，其母线和导线可以互换，如：平面、圆柱面和