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第三节切削层参数与切削方式
(度1)。切外削圆厚纵度车ac垂λs=直0于o时过有渡:表面度量的切削层尺寸称为切削厚
ac=fsinkr
由此可见，当f或kr增大时，则伙变厚。 (刀2)具切为削直宽线度刃aw时沿有过:渡表面度量的切削层尺寸称为切削宽度。
aw=aD/sinkr
当不刀相刃同为。曲线刃时(如图1-11所示)，各点kr不相同，切削厚度
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第四节刀具材料
一、刀具材料应具备的性能 刀具在切削时要承受高温、高压、强烈的摩擦、冲击和振
动，因此刀具材料必须具备以下性能: 1.高的硬度和耐磨性 刀具应具备高的硬度和耐磨性。一般刀具材料的硬度越高，
耐磨性越好。刀具材料常温硬度一般要求大于60 HRC。 2.足够的强度和韧性 为承受切削负荷、振动和冲击，刀具材料必须具备足够的
参考系。 刀具标注角度的三个参考系的组成如表1-1所示。各国采用
的刀具标注角度参考系不同，我国主要采用正交平面参考系 兼用法平面参考系。
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第二节刀具角度
三、刀具的标注角度 在刀具标注角度参考系中确定的切削刃与各刀面的方位角
度，称为刀具的标注角度。刀具标注角度是刀具工作图上所 标注的角度，也是制造、刃磨和检查刀具所需要的角度。由 于标注刀具角度的参考系沿切削刃各点可能是变化的，故所 定义的刀具角度均指明是切削刃选定点的角度。 1.正交平面参考系内的标注角度(如图1-8所示) (1)在正交平面Po内的标注角度 ①前角γo在正交平面Po内度量的基面Pr与前刀面Aγ的夹角 ②后角αo在正交平面Po内度量的主后刀面Aα与切削平面Ps 的夹角。
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第三节切削层参数与切削方式
一、切削层参数 刀在具切的削切过削程刃中从，工刀件具待或加工工件表沿面进切给下方的向金移属动层一称个为f切或削fZ层时。，
切削层参数是指切削层的截面尺寸，它决定刀具所承受的负 荷和切屑的尺寸大小。现以外圆车削为例来说明切削层参数。 如图1-10所示，车削外圆时，工件每转一转，车刀沿工件轴 线移动一个进给量f的距离，主切削刃及其对应的工件切削表 面也连续由位置II移至I、I、II之间的一层金属被切下。这一 切削层的参数，通常都在过刀刃选定点的基面内观察和度量。
(3)切削面积Ac即切削层在基面内的截面面积称为切削层面积。
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第三节切削层参数与切削方式
二、切削方式 1.直角切削和斜角切削 直角切削是指刀刃垂直于合成切削运动方向的切削方式，
刀于方刃合式刃成，倾切其角削切运 屑λs=动 流0(方 出如向 方图， 向1-1即 在2刀λ(sa≠刃)0所(法如示平图)。面1-斜1内2角;而(切b)斜所削角示时切)刀。削刃直方不角式垂切，直削切 第一节概述
如图1-1所示，在车削时，工件的回转运动是主运动;在钻削、 铣削和磨削时，刀具或砂轮的回转运动是主运动;在刨削时， 刀具或工作台的往复直线运动是主运动。主运动可能是简单 的成型运动，也可能是复合的成型运动。上面所述各种切削 中的主运动都是简单运动。
在表面成型运动中，必须有而且只能有一个主运动。一般地， 主运动消耗的功率比较大，速度也比较快。
2.进给运动 由机床或手动传给刀具或工件的运动，它配合主运动连续
不断地切削工件，同时形成具有所需几何形状的已加工表面。 进给运动可能是连续的(例如在车床上车削圆柱表面时，刀架 带车刀的连续纵向运动)，也可能是间歇的(例如在牛头刨床 上加工平面时，刨刀每往复一次，工作台带工件横向间歇移 动一次)。进给运动可以是简单运动，也可以是复合运动。上 述两个例子的进给运动都是简单运动。用成型铣刀铣削螺纹 时，铣刀相对于工件的螺旋复合运动是进给运动，这时的主 运动是铣刀的旋转，是一个简单运动，如图1-1和1-2所示。
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第二节刀具角度
(2)切削平面Pr通过主切削刃S上选定点与S相切，并垂直于基 面Pr的平面。
(3)副切削平面P'S通过副切削刃S‘上选定点与S‘相切，并垂 直于基面Pr的平面。
(4)正交平面Po通过主切削刃上选定点，同时垂直于基面Pr 和切削平面PS的平面。
(5)法平面Pn通过主切削刃S上选定点，垂直于S的平面。 (6)背平面PD通过主切削刃上选定点，同时垂直于基面Pr和
进给运动方向的平面。 (7)假定工作平面Pf通过主切削刃上选定点，同时垂直于Pr
和PD的平面。
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第二节刀具角度
2.刀具标注角度参考系 (1)如图1-7 ( a)所示,Pr-Ps-Po组成一个正交平面参考系。这
是目前生产中最常用的刀具标注角度参考系。 (2)如图1-7 ( b)所示, Pr-Ps-PD组成一个法平面参考系。 (3)如图1-7(c)所示, Pr-PD-Pf组成一个背平面、假定工作平面
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第二节刀具角度
③楔角βo在正交平面内度量的主后刀面Aα与前刀面Aγ的夹角。 楔角βo为派生角度，β= 90o-(αo +γo )。 量(的2)主在切切削削刃平S面与P基s内面的P标r的注夹角角度。刃倾角λs在切削平面Ps内度 (3)在基面Pr内的标注角度 的①夹主角偏。角Kr在基面Pr内度量的切削平面Ps与进给方向之间 动②反副方偏向角之K间’的rK夹I.在角基。面Pr内度量的副切削平面Ps’与进给运
由于切削刃上各点的运动情况不一定相同，所以在研究问 题时，应选取切削刃上某一个合适的点作为研究对象，该点 称为切削刃上选定点，如图1-1和1-2所示。
.主运动方向:切削刃上选定点相对工件的瞬时主运动方向; .切削速度v:切削刃上选定点相对工件的主运动的瞬时速度。
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第一节概述
第一章金属切削基础知识
第一节概述 第二节刀具角度 第三节切削层参数与切削方式 第四节刀具材料 第五节常用工程材料
第一节概述
一、切削运动 各种切削加工中的成型运动，按照它们在切削过程中所起的
作用，可以分为主运动和进给运动两种，而这两个运动的向 量和称为合成切削运动。所有切削运动的速度及方向都是相 对于工件定义的。下面以车削为例来加以介绍。 1.主运动 由机床或手动提供的刀具与工件之间主要的相对运动，它 使刀具的切削部分切入工件材料，使被切金属层转变为切屑， 从而形成工件新表面。
第一节概述
三、切削用量
在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、刀具材料和 其他加工要求来选定适宜的切削速度v、进给量f或进给速度 vf值，还要选定适宜的背吃刀量a,值。切削速度、进给量和 背吃刀量通常称为切削用量三要素。
(1)切削速度v它是刀刃上选定点相对于工件的主运动线速 度。刀刃上各点的切削速度可能是不同的。当主运动是旋转 运动时，切削速度由下式确定:
称为副后刀面A‘α。 3.切削刃前刀面与主后刀面的交线 切削刃是前刀面上直接进行切削的边锋。有主切削刃S和副
切削刃S‘之分，如图1-5所示。副切削刃S'，前刀面与副后刀 面的交线。
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第二节刀具角度
4.刀尖 刀尖是指主副切削刃衔接处很短的一段切削刃，通常也称
为过渡刃。常用刀尖有三种型式，即交点刀尖、圆弧刀尖和 倒棱刀尖，如图1-6所示。 二、刀具角度的参考系 1.确定刀具切削角度的参考平面 刀具要从工件上切除金属，必须具有一定的切削角度，这 些角度确定了刀具的几何形状。为了确定和测量刀具角度， 必须引入参考平面。 (1)基面Pr通过主切削刃上选定点，垂直于主运动速度方向 的平面。
f (mm/r)、每行程进给量f (mm/st)和每齿进给量fz( mm/z )。
进给速度:f是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度，
单位为mm/ s 。
v f fn fz zn(mm / min)
(1-2)
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第一节概述
(3)背吃刀量av对车削和剑削而言，背吃刀量a,是工件上待加 工表面和已加工表面间的垂直距离。外圆车削的背吃刀量为:
强度和韧性。
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第四节刀具材料
3.高的热稳定性 刀具在高温下工作，要求刀具材料具备高的热稳定性，也
示。 .待加工表面工件上多余金属即将被切除的表面，随着切削
的进行，待加工表面逐渐减小，直至多余的金属被切完时消 失; .已加工表面工件上多余金属被切除后形成的新表面; .过渡表面在工件上多余的金属被切除的过程中，待加工表面 与已加工表面之间相连接的表面，或刀刃正在切削的表面。
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第三节切削层参数与切削方式
2.自由切削与非自由切削 自由切削是指只有一条直线刀刃参与切削。其特点是刀刃
上各点切屑流出方向一致，且金属变形在二维平面内。图112 (a)既是直角切削方式，又是自由切削方式，故称为直角自 由切削方式。曲线刀刃或两条以上刀刃参与切削的切削方式 称为非自由切削方式。 在实际生产中，切削多属于非自由切削方式。在研究金属变 形时为了简化条件常采用直角自由切削方式。
刃S‘的刀具，还必须给出与副切削刃S'有关的2个独立角度:副 偏角K'r和副后角α'o该刀具切削部分的几何形状才能确定。
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第二节刀具角度
2.法平面参考系内的标注角度 法平面参考系中在基面和切削平面内的标注角度与在正交
平可面(如参图考1-系9所中示相)。同，所以只需定义法平面Pn内的标注角度即 .法前角γn在法平面内度量的前刀面Aγ与基面Pr的夹角; .法后角αn在法平面内度量的切削平面Ps与主后刀面Aα的夹角; .法楔角βn在法平面内度量的前刀面Aγ与主后刀面Aα的夹角。 法楔角βn为派生角度， βn= 90o- γn - αn 。
v dwnw (m / min 或m / s)
1000
(1-1)
式中dw—工件最大直径(mm ) ; nw—工件主运动的转速(r/min或s)。
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第一节概述