第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 背吃刀量和进给量一定时，主偏角愈小，切削层公称宽 度愈大而公 称厚度愈小，即切下宽而薄的切屑。
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1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 主、副偏角小时，已加 工表面残留面积的高度hc亦 小，因而可减小表面粗糙度 的值，并且刀尖强度和散热 条件较好，有利于提高刀具 寿命。
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1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量
1.主运动和切削速度 主运动为旋转运动(如车削、铣削等)，切削速度一般为其最大线速度
vc 1000
vc 2 Lnr
1000
dn
m/s或m/min
主运动为往复直线运动(如刨削、插削等)，以其平均速度为切削速度
m/s或m/min
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1.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 1.切削力的构成与分解 总切削力F一般常分解为3个互 相垂直的分力 切削力Fc 总切削力F在主运动方向 上的分力 进给力Ff 总切削F在进给运动方向 上的分力 背向力Fp 总切削力F在垂直于工作 平面方向上的分力 3个切削分力与总切削力F有如下关 系： 2 2 2
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1.1 切削运动及切削要素
一、零件表面的形成 表面加工方法
第一章机械加工基础知识来自1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量
主运动(图中Ⅰ) 切削运动
(cutting motions)
进给运动(图中Ⅱ) 切削速度VC
切削用量
(cutting conditions)
进给量f (或进给速度Vf) 背吃刀量ap
积屑瘤的形成与脱落
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1.3 切削过程及控制
二、积屑瘤 2.积屑瘤对切削加工的影响 粗加工时可利用积屑瘤；精加工时应尽量避免积屑瘤产生
3.积屑瘤的控制 影响积屑瘤形成的主要因素有：工件材料的力学性能、 切削速度和冷却润滑条件等。 避免和减小积屑瘤的方法是：①加工时控制切削速度， 避开产生积屑瘤的切削速度区；②增加刀具前角以减小切削 变形，降低切屑接触区压力；③使用润滑性能良好的切削液 ，减小摩擦；④用适当的热处理方法提高工件材料的硬度， 降低塑性，减小加工硬化倾向。
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1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
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一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
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1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
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1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (1)刀具静止参考系
Fc kc AD kc bD hD kc a p f
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1.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 3.切削功率 切削功率Pm可用下式计算
Pm 10 Fc vc
3
kW
机床电动机的功率PE可用下式计算
PE Pm / m
kW
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1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量 2.进给运动和进给量
进给运动(feed movement) 使刀具与工件之间产生附加的 相对运动，加上主运动，即可 连续地切除余量。 刀具在进给运动方向上相 对工件的位移量称为进给量 (feed rate)。
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一、切削刀具
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1.2 切削刀具及其材料
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一、切削刀具
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1.2 切削刀具及其材料
1.车刀切削部分的组成 车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
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一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
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1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
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1.3 切削过程及控制
一 、切屑的形成及其类型 2.切屑的种类
带状切屑
挤裂切屑
崩碎切屑
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1.3 切削过程及控制
二、积屑瘤 在一定范围的切削速度下切削塑性金属形成带状切屑时 ，常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬 的金属楔块，这就是积屑瘤(the built-up edge)，或称刀瘤 1.积屑瘤的形成
1.车刀切削部分的组成
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1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
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一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
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1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
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一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
硬质合金(carbides)
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二、刀具材料 3.新型刀具材料
涂层(coated) 刀具材料 • 通过气相沉积或其 它技术方法，在硬 质合金或高速钢的 基 体上涂覆一薄层 高硬度、高耐磨性 的难熔金属或非金 属化合物而构成的 刀具材料
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1.2 切削刀具及其材料
陶瓷刀具材料 • 按化学成分可分为 Al 2O3基和Si3N4基 两类。具有很高的 硬度、耐热性和耐 磨性，能以更高的 速度，并可切削难 加工的高硬度材料。 缺点：抗弯强度低， 性脆、抗冲击韧度 差
Ф3～Ф16mm硬质合金玻璃钻 车削软橡胶用的外圆车刀
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二、刀具材料 1.刀具材料应具备的性能
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1.2 切削刀具及其材料
较高的硬度和耐磨性 足够的强度和韧度 较高的耐热性 良好的工艺性和经济性
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二、刀具材料 2.常用的刀具材料
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1.2 切削刀具及其材料
常用刀具材料基本性能
三、切削层参数 切削层的尺寸和形状，通常在切削层尺寸平面中测量。
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三、切削层参数
1.切削层公称横截面积AD
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1.1 切削运动及切削要素
给定瞬间，切削层在切削层尺寸 平面里的实际横截面积，单位为mm2。 2.切削层公称宽度bD 给定瞬间，作用于主切削刃截形 上两个极限点间的距离，在切削层尺 寸平面中测量，单位为mm。 3.切削层公称厚度hD 同一瞬间切削层公称横截面积与 其公称宽度之比，单位为mm。
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1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (2)车刀的主要角度 车刀设计、制造、刃磨 及测量时，必须考虑的主要角 度，如图所示。 1)主偏角kr在基面中测量的主 切削平面与假定工作平面间的 夹角。 2)副偏角k’r在基面中测量的 副切削平面与假定工作平面间 的夹角。
切削用量三要素 切削要素 切削层参数(parameters of undeformed chip)
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1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量 1.主运动和切削速度
主运动(primary motion) 是使刀具和工件之间产生相 对运动，促使刀具接近工件 而实现切削的运动。
车刀安装偏斜对主偏角和副偏角的影响
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1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 3.刀具结构 车刀在结构上可分为整体式车刀、焊接式车刀、机夹重 磨式车刀和机夹可转位式车刀
机 夹 重 磨 式 车 刀
机夹重磨式车刀
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一、切削刀具 4.多齿刀具
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1.2 切削刀具及其材料
1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量 3.背吃刀量 通过切削刃上选定点并垂直 于该点主运动方向的切削层尺 寸平面中，垂直于进给运动方 向测量的切削层尺寸，称为背 吃刀量，以aP表示，单位为 mm 。车外圆时，aP可用下式 计算，即
ap
dw dm 2
mm
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1.1 切削运动及切削要素
F Fc Ff Fp
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1.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 2.切削力的估算 车削外圆时，计算Fc的经验公式如下：
Fc C Fc a
x Fc p
f
y Fc
K Fc
N
经验公式中的系数和指数，可从“切削用量手册”中查出 生产中，常用切削层单位面积切削力Kc来估算切削力Fc的 大小。因为Kc是切削力Fc与切削层公称横截面积AD之比，所 以
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1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (3)刀具的工作角度 在工作参考系中定义的刀具角度
刀具安装位置对工作角度的影响
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1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (3)刀具的工作角度 车刀刀柄的纵向轴线与进给方向不垂直时，将会引起主 偏角和副偏角的变化
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一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
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1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
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一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
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1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成