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切削运动和切削用量(切削用量是表示什么运动大小的参数)

导语：机械加工工艺基础之切削运动与切削用量，收藏码好

1.切削运动

机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平面和成型面基本表面主要由如下的加工方法获得：

减材切削加工方法

要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应具备形成表面的基本运动，即切削运动，

切削运动：刀具和工件的相对运动切削运动分为主运动和进给运动

主运动：提供切削可能性的运动。主运动只有

一个进给运动：提供连续切削可能性的运动，进给运动可以有多个

如下，为加工中心机床的切削运动：

2.切削用量：

由于各种机床刀具与工件之间的切削运动参数各不相同，因此每种机床都有属于自己的切削用量值，切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量，其定义如下：

切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度, , 用V 表示，单位为 m/s

进给量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用f表示，车、钻和铣削时间单位为 mm/r

背吃刀量: 已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，用ap表示，单位为 mm。

切削速度与背吃刀量计算方法如下图：

切削用量的合理选择问题应遵循如下原则进行选择：

(1) 粗加工按ap-f -v 的顺序选择

a 、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多余金属，只留后续工序的加工余量，所以应根据毛坯尺寸首先选择背吃刀量ap。

b 、粗加工不必考虑表面粗糙度，在ap确定后，选取大的f ，减少走刀时间。

c 、ap 和和f 确定后，在机床功率和刀具耐用度允许的前提下选择切削速度v。

(2) 精加工按v －f －ap 的顺序选择

精加工的主要目的是保证产品质量和降低零件的表面粗糙度。因此首先应选择尽可能高的切削速度v ，然后选择达到表面粗糙度要求的进给量f，最后再根据精加工余量决定背吃刀量ap 。

3.切削刀具

刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于两个因素：即刀具材料和刀具的几何角度。

刀具材料应具备如下五个基本特性：

1. 高硬度： HRC>60 以上; ;

2. 高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏；

3. 高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性用热硬温度表示；

4. 良好的耐磨性；

5. 良好的工艺性和经济性；

常用的刀具材料有：

• 碳素工具钢：如 T7 、 T8 、 T9… T13 等。适合于制造简单的手工工具，如锉刀、锯条等；

• 合金工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、硅等元素，耐热性较低，如 9SiCr等，适合于制造低速成型刀具，如丝锥；

• 高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用的有： W18Cr4V 、 W6Mo5Cr4V 等。适合于制造中速精加工刀具；

• 硬质合金：成分由 WC 、 TiC 和 Co 组成，采用烧结方法获得；常用的硬质合金有：

（1）钨钴钛类（牌号YT ）硬质合金：适合于加工钢等塑性材料，其代号有YT5 、YT15 、YT30等，粗加工用YT5, 精加工用YT30;

（2）钨钴类（牌号YG ）硬质合金：适合于加工铸铁、青铜等脆性材料，其代号有YG3 、YG6、 YG8 等，粗加工用YG8 ，精加工用YG3 。

• 其他刀具材料：

（1）陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种： Al203基陶瓷和 Si3N4 基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐热性，其主要缺点是抗弯强度低，冲击韧性很差，不能承受较大的冲击载荷。

（2）金刚石：它分三种天然单晶金刚石刀具整体人造聚晶金刚石刀具金刚石复合刀片。

（3）立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。

刀具的几何角度：

为了研究刀具的几何角度，建立三个辅助平面：

基面：通过主切削刃上的某一点，与该点切削速度方向垂直的平面。

切削平面：通过主切削刃上的某一点，与该点加工表面相切的平面。

正交平面：通过主切削刃上的某一点，与主切削刃在基面上的投影垂直的平面。

车刀的几何角度定义

刃倾角λs：在切削平面中，主切削刃与基面之间的夹角。

它主要影响刀头的强度和排屑方向。一般取λs = －10 ° ~ +10 °, 粗加工时常取负值，增加刀头强度；精加工时常取正值，避免切屑擦伤已加工表面。

刀具角度的合理选择问题因遵循：粗加工时，为了提高切削效率，切削力会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小，为了保证零件质量因此刀具较锋利。

• 粗加工：前角、后角均小，强度高。

• 精加工：前角、后角均大，刀具锋利。

• 主偏角：车台阶轴，取 90 度；既车外圆又车端面，取 45 度。

• 副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：5 - 15 度。

• 刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值。

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