第二章金屬切削原理與刀具1.

1、第二章第二章 機(jī)械加工及設(shè)備的基礎(chǔ)理論機(jī)械加工及設(shè)備的基礎(chǔ)理論本講學(xué)習(xí)內(nèi)容本講學(xué)習(xí)內(nèi)容 1.掌握金屬切削的基本知識2.金屬切削機(jī)床的基本知識3.了解金屬切削過程中的各種因素對切削加工質(zhì)量的影響，學(xué)會合理選擇刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)。4.了解刀具磨損過程和標(biāo)準(zhǔn)，掌握改善刀具磨損的途徑第一節(jié) 金屬切削基本知識圖圖3.1 3.1 臥式車床臥式車床一、切削運(yùn)動與切削用量一、切削運(yùn)動與切削用量 如外圓車削時(shí)，工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀具作縱向直線運(yùn)動，如外圓車削時(shí)，工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀具作縱向直線運(yùn)動，形成了工件的外圓表面。在新的表面的形成過程中，工件上形成了工件的外圓表面。在新的表面的形成過程中，工件上有三個(gè)依次變化的表面

2、（圖有三個(gè)依次變化的表面（圖1.11.1）: :圖2.1 車削時(shí)的切削運(yùn)動待加工表面：即將被切去金屬層的表面;加工表面：切削刃正在切削著的表面;已加工表面：已經(jīng)切去一部分金屬形成的新表面。（一）切削運(yùn)動（一）切削運(yùn)動 金屬切削機(jī)床的基本運(yùn)動有直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。金屬切削機(jī)床的基本運(yùn)動有直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。但是，按切削時(shí)工件與刀具相對運(yùn)動所起的作用來分，但是，按切削時(shí)工件與刀具相對運(yùn)動所起的作用來分，可分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動?？煞譃橹鬟\(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。（1 1）主運(yùn)動）主運(yùn)動 -主運(yùn)動是切下金屬所必須的最主要的運(yùn)動。通常它主運(yùn)動是切下金屬所必須的最主要的運(yùn)動。通常它 的速度最高，消耗機(jī)床功率最多的速

3、度最高，消耗機(jī)床功率最多。（2 2）進(jìn)給運(yùn)動）進(jìn)給運(yùn)動 -使新的金屬不斷投入切削的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動可以是使新的金屬不斷投入切削的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動可以是連續(xù)運(yùn)動，也可以是間歇運(yùn)動。連續(xù)運(yùn)動，也可以是間歇運(yùn)動。（3 3）合成運(yùn)動與合成切削速度）合成運(yùn)動與合成切削速度 當(dāng)主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動同時(shí)進(jìn)行時(shí)，刀具切削刃上當(dāng)主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動同時(shí)進(jìn)行時(shí)，刀具切削刃上某一點(diǎn)相對工件的運(yùn)動稱為合成切削運(yùn)動，其大小與某一點(diǎn)相對工件的運(yùn)動稱為合成切削運(yùn)動，其大小與方向用合成速度向量方向用合成速度向量veve表示。如表示。如圖圖1.21.2所示，合成速所示，合成速度向量等于主運(yùn)動速度與進(jìn)給運(yùn)動速度的向量和。即度向量等于主運(yùn)動速

4、度與進(jìn)給運(yùn)動速度的向量和。即 ve=vc+vf (1.1) 圖1.2 切削時(shí)合成切削速度（二）（二） 切削用量（三要素）切削用量（三要素） 切削用量是指切削速度切削用量是指切削速度 、進(jìn)給量、進(jìn)給量f f（或進(jìn)給速（或進(jìn)給速度）和背吃刀量度）和背吃刀量 。三者又稱為切削用量三要素。三者又稱為切削用量三要素。圖1.3 切削速度（1 1）切削速度）切削速度 （m ms s或或m mminmin） 切削刃相對于工件切削刃相對于工件的主運(yùn)動速度稱為切削的主運(yùn)動速度稱為切削速度。速度。Cvpa 計(jì)算切削速度時(shí)，應(yīng)選取刀刃上速度最高的計(jì)算切削速度時(shí)，應(yīng)選取刀刃上速度最高的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，切

5、削速度由點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，切削速度由下式確定下式確定1000CdnV式中：式中： d-d-工件或刀具的最大直（工件或刀具的最大直（mmmm） n-n-工件或刀具的轉(zhuǎn)速工件或刀具的轉(zhuǎn)速(r/s(r/s或或r/min)r/min) （2 2）進(jìn)給量）進(jìn)給量f f式中：式中： 為進(jìn)給速為進(jìn)給速 為每齒進(jìn)給量為每齒進(jìn)給量fVzffznfnzfV 工件或刀具轉(zhuǎn)一周（或每往復(fù)一次），兩者在進(jìn)工件或刀具轉(zhuǎn)一周（或每往復(fù)一次），兩者在進(jìn)給運(yùn)動方向上的相對位移量稱為進(jìn)給量，其單位是給運(yùn)動方向上的相對位移量稱為進(jìn)給量，其單位是mmmmr r（或（或mmmm雙行程）。雙行程）。圖1.4 進(jìn)給量 （3

6、3）背吃刀量）背吃刀量 （mmmm） pa2wmPddA圖1.5 背吃刀量式中式中: : dw dw- -工件上待加工表工件上待加工表面直徑（面直徑（mmmm） dm-dm-工件上已加工表工件上已加工表面直徑（面直徑（mmmm）（一）車刀的組成（一）車刀的組成 車刀由切削部分、刀柄兩部車刀由切削部分、刀柄兩部分組成。切削部分承擔(dān)切削加分組成。切削部分承擔(dān)切削加工任務(wù)，刀柄用以裝夾在機(jī)床工任務(wù)，刀柄用以裝夾在機(jī)床刀架上。刀架上。 切削部分是由一些面、切削切削部分是由一些面、切削刃組成。我們常用的外圓車刀刃組成。我們常用的外圓車刀是由一個(gè)刀尖、兩條切削刃、是由一個(gè)刀尖、兩條切削刃、三個(gè)刀面組成的。

7、如圖所示。三個(gè)刀面組成的。如圖所示。二、二、 刀具切削部分的基本定義刀具切削部分的基本定義1. 1.刀面刀面 前刀面前刀面A A 刀具上切屑流過的表面；刀具上切屑流過的表面； 后刀面后刀面A A 與工件上切削表面相對的與工件上切削表面相對的刀面；刀面； 副后刀面副后刀面A A 與已加工表面相對的刀面。與已加工表面相對的刀面。2 2、切削刃、切削刃主切削刃主切削刃 S S 前刀面與后刀面的交線，承擔(dān)前刀面與后刀面的交線，承擔(dān)主要的切削工作；主要的切削工作；副切削刃副切削刃 S S 前刀面與副后刀面的交線，承前刀面與副后刀面的交線，承擔(dān)少量的切削工作。擔(dān)少量的切削工作。3 3、刀尖刀尖 是主、副切

8、削刃相交的一點(diǎn)，是主、副切削刃相交的一點(diǎn)，實(shí)際上該點(diǎn)不可能磨得很尖，實(shí)際上該點(diǎn)不可能磨得很尖，而是由一段折線或微小圓弧組而是由一段折線或微小圓弧組成，微小圓弧的半徑稱為刀尖成，微小圓弧的半徑稱為刀尖圓弧半徑圓弧半徑, ,用用rr表示表示, ,如圖所示。如圖所示。（二）（二） 刀具角度參考系刀具角度參考系 刀具標(biāo)注角度參考系種類刀具標(biāo)注角度參考系種類 根據(jù)根據(jù)ISO3002/1-1997ISO3002/1-1997標(biāo)準(zhǔn)推薦，刀具標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)推薦，刀具標(biāo)注角度參考系有：注角度參考系有：1. 1.正交平面參考系正交平面參考系2.2.法平面參考系法平面參考系3.3.假定工作平面參考系假定工作平面參考系三種。

9、三種。1 1、正交平面參考系、正交平面參考系正交平面參考系由以下三個(gè)平面正交平面參考系由以下三個(gè)平面組成：組成： 基面基面 Pr Pr ：通過切削刃選定點(diǎn)與主運(yùn)動方向通過切削刃選定點(diǎn)與主運(yùn)動方向垂直的平面?；媾c刀具底面平垂直的平面?；媾c刀具底面平行。行。切削平面切削平面 PsPs：通過切削刃選定點(diǎn)與主切削刃相通過切削刃選定點(diǎn)與主切削刃相切且垂直于基面切且垂直于基面PrPr的平面。的平面。主剖面主剖面 PoPo：通過切削刃選定點(diǎn)垂直于基面通過切削刃選定點(diǎn)垂直于基面PrPr和切削平面和切削平面 PsPs的平面。的平面。主切削刃主后刀面前刀面正交平面 PoA切削平面 Ps基面 Prc1) 基面基

10、面 通過切削刃選定點(diǎn)的平面，它平行刀通過切削刃選定點(diǎn)的平面，它平行刀具安裝的一個(gè)平面，其方位要垂直于具安裝的一個(gè)平面，其方位要垂直于主運(yùn)動方向。主運(yùn)動方向。c2) 切削平面切削平面通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面的平面?；娴钠矫?。c正交平面正交平面切削平面切削平面基面基面3) 正交平面正交平面通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面?；婧颓邢髌矫娴钠矫?。2 2、法平面參考系、法平面參考系 如圖所示，法平面參考系如圖所示，法平面參考系由由P Pr r、P Ps s和法平面和法平面P Pn n組成。組成。其中法平面其中法平面P P

11、n n是過切削刃是過切削刃某選定點(diǎn)垂直于切削刃的某選定點(diǎn)垂直于切削刃的平面。平面。3 3、假定工作平、假定工作平面參考系面參考系 如圖所示，假定如圖所示，假定工作平面參考系工作平面參考系由由P Pr r、P Pp p和和P Pf f組組成。假定工作平成。假定工作平面面P Pf f是過切削刃是過切削刃某選定點(diǎn)平行于某選定點(diǎn)平行于假定進(jìn)給運(yùn)動并假定進(jìn)給運(yùn)動并垂直于基面的平垂直于基面的平面。背平面面。背平面P Pp p是是過切削刃某選定過切削刃某選定點(diǎn)既垂直于假定點(diǎn)既垂直于假定進(jìn)給運(yùn)動又垂直進(jìn)給運(yùn)動又垂直于基面的平面。于基面的平面。 刀具設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)注、刃磨、測量角度最常用刀具設(shè)計(jì)時(shí)標(biāo)注、刃磨、測量角度

12、最常用的是正交平面參考系。的是正交平面參考系。（三）（三） 刀具的角度標(biāo)注刀具的角度標(biāo)注 刀具角度刀具角度標(biāo)注標(biāo)注是指刀具設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注出的角度。是指刀具設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注出的角度。 切削工作時(shí)角度的基準(zhǔn)（不考慮假設(shè)條件），在此切削工作時(shí)角度的基準(zhǔn)（不考慮假設(shè)條件），在此基準(zhǔn)下定義的刀具角度稱刀具工作角度。它同樣用正交基準(zhǔn)下定義的刀具角度稱刀具工作角度。它同樣用正交平面參考系、法平面參考系和假定工作平面參考系表示。平面參考系、法平面參考系和假定工作平面參考系表示。刀具角度的標(biāo)注最常用的是正交平面參考系。刀具角度的標(biāo)注最常用的是正交平面參考系。在標(biāo)注可轉(zhuǎn)位刀具或大刃傾角刀具時(shí)常用法平面參考系。在標(biāo)注

13、可轉(zhuǎn)位刀具或大刃傾角刀具時(shí)常用法平面參考系。1. 1.在正交平面內(nèi)在正交平面內(nèi)( (0-00-0) )測量的角度測量的角度 前角前角 0 0 前刀面與基面間的夾角前刀面與基面間的夾角。當(dāng)前。當(dāng)前刀面與基面平行時(shí)，前角為零。刀面與基面平行時(shí)，前角為零?；嬖谇暗睹嬉詢?nèi)，前角為負(fù)。基面在前刀面以內(nèi)，前角為負(fù)?；嬖谇暗睹嬉酝?，前角為正?；嬖谇暗睹嬉酝?，前角為正。后角后角 o o 后刀面與切削平面間的夾角。后刀面與切削平面間的夾角。楔角楔角 o o 前刀面與后刀面間的夾角。前刀面與后刀面間的夾角。楔角與前角楔角與前角 o o和后角和后角 o o的關(guān)系的關(guān)系如下：如下： )(90ooo2.2.在基面

14、內(nèi)測量的角度在基面內(nèi)測量的角度主偏角主偏角 r r 主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動方向之間主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動方向之間的夾角。的夾角。副偏角副偏角 r r 副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動反方向之副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動反方向之間的夾角。間的夾角。 刀尖角刀尖角 r r 主切削平面與副切削平面間的主切削平面與副切削平面間的夾角。夾角。 )(180rrr刀尖角與主偏角和副偏角的關(guān)系：刀尖角與主偏角和副偏角的關(guān)系： 3.3.在切削平面內(nèi)在切削平面內(nèi)( (S S向向) )測量的角度測量的角度 刃傾角刃傾角 s s 主切削刃與基面間的夾角。主切削刃與基面間的夾角。 刃傾角正負(fù)的規(guī)定如圖所示。刀尖處于最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正；刀尖處于刃傾角

15、正負(fù)的規(guī)定如圖所示。刀尖處于最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正；刀尖處于最低點(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)；切削刃平行于底面時(shí)，刃傾角為零。最低點(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)；切削刃平行于底面時(shí)，刃傾角為零。（4 4）在副切削刃正交平面內(nèi)（）在副切削刃正交平面內(nèi)（0-00-0）測量的角度）測量的角度 副后角副后角 oo：副后刀面與副切削刃切削平面間的夾角。副后刀面與副切削刃切削平面間的夾角。車刀角度標(biāo)注及選擇車刀角度標(biāo)注及選擇（5 5）刃傾角）刃傾角s sArA 向f圖圖2-4 2-4 車刀的主要角度車刀的主要角度0000rrs正交平面參考系角度（b）圖三、刀具的工作角度三、刀具的工作角度切削過程中，由于刀具的安裝位置、刀具于工件間相

16、對運(yùn)動情況的切削過程中，由于刀具的安裝位置、刀具于工件間相對運(yùn)動情況的變化，實(shí)際起作用的角度與標(biāo)注角度有所不同，我們稱這些角度為變化，實(shí)際起作用的角度與標(biāo)注角度有所不同，我們稱這些角度為工作角度。工作角度。 現(xiàn)在僅就刀具安裝位置對角度的影響敘述如下?，F(xiàn)在僅就刀具安裝位置對角度的影響敘述如下。 研究刀具工作角度的變化趨勢，對刀具的設(shè)計(jì)、改進(jìn)研究刀具工作角度的變化趨勢，對刀具的設(shè)計(jì)、改進(jìn)、革新有重要的指導(dǎo)意義。、革新有重要的指導(dǎo)意義。eooeo（一）（一）arctanfd（1 1）刀桿中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)對主、副偏角的影響）刀桿中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)對主、副偏角的影響 當(dāng)車刀刀柄與進(jìn)給方向不

17、垂直時(shí)，主偏角和副偏角將發(fā)生變化，如圖所示。當(dāng)車刀刀柄與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，主偏角和副偏角將發(fā)生變化，如圖所示。 GrreGrre圖圖2-102-10刀桿偏斜對主、副偏角的影響刀桿偏斜對主、副偏角的影響（二）切削刃安裝高于或低于工件中心時(shí)，對前角、后角的影響（二）切削刃安裝高于或低于工件中心時(shí)，對前角、后角的影響 切削刃安裝高于或低于工件中心時(shí)，按輔助平面定義，通過切削刃作出的切削刃安裝高于或低于工件中心時(shí)，按輔助平面定義，通過切削刃作出的切削平面、基面將發(fā)生變化，所以使刀具角度也隨著發(fā)生變化，如圖所示。切削平面、基面將發(fā)生變化，所以使刀具角度也隨著發(fā)生變化，如圖所示。切削刃安裝高于工件中心時(shí)：

18、切削刃安裝高于工件中心時(shí)：pepp22tan2phdhpepp 圖圖2-102-10刀尖安裝高低對工作角度的影響刀尖安裝高低對工作角度的影響工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀沿工件軸線車刀沿工件軸線移動一段距離，移動一段距離，即進(jìn)給量（即進(jìn)給量（f f，mm/rmm/r）。）。由車刀正在切由車刀正在切削著的這一層削著的這一層金屬，就叫切金屬，就叫切削層。削層。在特殊情況在特殊情況下（下（krkr9090）為矩）為矩形。形。在外圓縱車時(shí)，在外圓縱車時(shí)，當(dāng)當(dāng)krkr0 0、ss0 0時(shí)，切時(shí)，切削層的表面形削層的表面形狀為一平行四狀為一平行四邊形。邊形。圖圖2.11 2.11 外圓縱車時(shí)切削層的參數(shù)

19、外圓縱車時(shí)切削層的參數(shù)四、切削層參數(shù)刀具在一次進(jìn)給中從工件待加工表面上切除的材料層即為切削層。（1）切削層公稱橫截面積AD（2）切削層公稱厚度hD-（3）切削層公稱寬度度bD- 為了簡化計(jì)算工作，切削層的表面形狀和尺寸，通常都在為了簡化計(jì)算工作，切削層的表面形狀和尺寸，通常都在垂直于切削速度垂直于切削速度vcvc的基面的基面PrPr內(nèi)觀察和量度。切削層參數(shù)為：內(nèi)觀察和量度。切削層參數(shù)為：(1)(1)切削層公稱厚度切削層公稱厚度 垂直于加工表面來度量的切削層尺寸（圖垂直于加工表面來度量的切削層尺寸（圖2.252.25），稱為切削層厚度，），稱為切削層厚度，以以h hD D表示。在外圓縱車（表示。

20、在外圓縱車（s s0 0）時(shí)）時(shí): :(2)(2)切削層公稱寬度切削層公稱寬度 沿加工表面度量的切削層尺寸，稱為切削寬度，以沿加工表面度量的切削層尺寸，稱為切削寬度，以bDbD表示。表示。外圓縱車（當(dāng)外圓縱車（當(dāng)ss0 0 時(shí)）時(shí)） b bD D=a=ap p/sinkr/sinkr 可見，在可見，在f f與與a ap p一定的條件下，主偏角一定的條件下，主偏角krkr越大，切削厚度越大，切削厚度hDhD也就越大，但切削寬度也就越大，但切削寬度bDbD越小；越??；krkr越小時(shí)，越小時(shí)，hDhD越小，越小，bDbD越大；越大；當(dāng)當(dāng)krkr9090時(shí)，時(shí)，h hD Df f。 曲線形主切削刃、切

21、削層各點(diǎn)的切削厚度互不相等。曲線形主切削刃、切削層各點(diǎn)的切削厚度互不相等。 sinDrhfk/sindprbkt（3 3）切削公稱橫截面積）切削公稱橫截面積 切削層在基面切削層在基面PrPr的面積，稱為切削面積，以的面積，稱為切削面積，以A AD D表示。其計(jì)算表示。其計(jì)算公式為：公式為： 對于車削來說，不論切削刃形狀如何，切削面積均為：對于車削來說，不論切削刃形狀如何，切削面積均為： 上面所計(jì)算的均為名義切削面積。實(shí)際切削面積等于名義切上面所計(jì)算的均為名義切削面積。實(shí)際切削面積等于名義切削面積減去殘留面積。削面積減去殘留面積。 殘留面積是指刀具副偏角殘留面積是指刀具副偏角kr0kr0時(shí)，時(shí)，

22、刀具經(jīng)過切削后，殘留在已加工表面上刀具經(jīng)過切削后，殘留在已加工表面上的不平部分（的不平部分（ABEABE）的剖面面積。）的剖面面積。殘留面積DDDAh bDDDpAh bf第二節(jié) 金屬切削機(jī)床的基本知識 金屬切削機(jī)床是制造機(jī)械的機(jī)器 機(jī)床的功能是為被切削的工件和使用的刀具提供必要的運(yùn)動、動力和相對位置一、機(jī)床的分類和型號編制方法一、機(jī)床的分類和型號編制方法（一）（一） 機(jī)床的分類機(jī)床的分類 機(jī)床的品種規(guī)格繁多，為便于區(qū)別、機(jī)床的品種規(guī)格繁多，為便于區(qū)別、使用和管理，必須加以分類。對機(jī)床的分使用和管理，必須加以分類。對機(jī)床的分類方法有以下幾種：類方法有以下幾種：鉆鉆 床床 (Z)(Z)按加工性質(zhì)

23、、所用按加工性質(zhì)、所用刀具和機(jī)床用途分刀具和機(jī)床用途分齒輪加工機(jī)床齒輪加工機(jī)床(Y)(Y)螺紋加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床(S)(S)銑銑 床床 (X)(X)刨刨 插插 床床 (B)(B)鏜鏜 床床 (T)(T)磨磨 床床 (M)(M)拉拉 床床 (L)(L)特種加工機(jī)床特種加工機(jī)床 (D)(D)鋸鋸 床床 (G)(G)車車 床床 (C)(C)其它機(jī)床其它機(jī)床 (Q)(Q)按機(jī)床的通按機(jī)床的通用性程度分用性程度分通用機(jī)床通用機(jī)床專門化機(jī)床專門化機(jī)床專用機(jī)床專用機(jī)床按機(jī)床工按機(jī)床工作精度分作精度分普通機(jī)床普通機(jī)床精密機(jī)床精密機(jī)床高精度機(jī)床高精度機(jī)床 機(jī)床的型號編制機(jī)床的型號編制 機(jī)床的型號是機(jī)床產(chǎn)品的代

24、號，用以表明機(jī)床的型號是機(jī)床產(chǎn)品的代號，用以表明機(jī)床的類型，通用和結(jié)構(gòu)特性，主要技術(shù)參數(shù)機(jī)床的類型，通用和結(jié)構(gòu)特性，主要技術(shù)參數(shù)等。等。 GB/T15375-94GB/T15375-94金屬切削機(jī)床型號編制方法金屬切削機(jī)床型號編制方法規(guī)定，我國的機(jī)床型號由漢語拼音字母和阿拉規(guī)定，我國的機(jī)床型號由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組合而成。伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組合而成。 （二）金屬切削機(jī)床的型號編制方法（二）金屬切削機(jī)床的型號編制方法 1.1.通用機(jī)床型號通用機(jī)床型號機(jī)床的類別代號機(jī)床的類別代號 類類車車鉆鏜鉆鏜 磨磨 齒輪加齒輪加螺紋加螺紋加銑銑刨刨插拉插拉鋸鋸其他其他 別別床床床床床床 床床 工

25、機(jī)床工機(jī)床工機(jī)床工機(jī)床床床床床 床床床機(jī)床機(jī) 代代 號號 C Z T M2M 3M Y S X B L G Q 讀讀 音音車車鉆鏜磨鉆鏜磨二磨二磨三磨三磨 牙牙 絲絲 銑銑 刨刨 拉拉 割割 其其（2 2）機(jī)床的通用特性代號）機(jī)床的通用特性代號 高精度高精度G 精密精密 M 自動自動 Z 半自動半自動 B 數(shù)控?cái)?shù)控 K 加工中心加工中心 ( (自動換刀自動換刀) ) H 彷型彷型 F 輕型輕型 Q 加重型加重型 C 簡式或經(jīng)濟(jì)型簡式或經(jīng)濟(jì)型 J 柔性加工單元柔性加工單元 R 數(shù)顯數(shù)顯 X 高速高速 S 1）通用特性代號2 2）結(jié)構(gòu)特性代號）結(jié)構(gòu)特性代號 為了區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)為了區(qū)別

26、主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號中用漢語拼音字母區(qū)分。床，在型號中用漢語拼音字母區(qū)分。 例如，例如，CA6140CA6140型普通車床型號中的型普通車床型號中的“A”A”，可理解為：可理解為：CA6140CA6140型普通車床在結(jié)構(gòu)上型普通車床在結(jié)構(gòu)上區(qū)別于區(qū)別于C6140C6140型普通車床。型普通車床。（3 3）機(jī)床的組別）機(jī)床的組別, ,系別代號系別代號 用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，前者表示組，后者表用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，前者表示組，后者表示系。示系。 每類機(jī)床劃分為每類機(jī)床劃分為1010個(gè)組，每個(gè)組又劃分為個(gè)組，每個(gè)組又劃分為1010個(gè)個(gè)系。系。 在同一類機(jī)床中，凡主要布局或使用范圍基本在

27、同一類機(jī)床中，凡主要布局或使用范圍基本相同的機(jī)床，即為同一組。凡在同一組機(jī)床中，相同的機(jī)床，即為同一組。凡在同一組機(jī)床中，若其主參數(shù)相同、主要結(jié)構(gòu)及布局型式相同的若其主參數(shù)相同、主要結(jié)構(gòu)及布局型式相同的機(jī)床，即為同一系。機(jī)床，即為同一系。（4 4）機(jī)床的主參數(shù)）機(jī)床的主參數(shù), ,設(shè)計(jì)順序號設(shè)計(jì)順序號 和第二參數(shù)和第二參數(shù) 機(jī)床主參數(shù)機(jī)床主參數(shù): :代表機(jī)床規(guī)格的大小代表機(jī)床規(guī)格的大小, ,在機(jī)在機(jī)床型號中床型號中, ,用數(shù)字給出主參數(shù)的折算數(shù)值用數(shù)字給出主參數(shù)的折算數(shù)值(1/10(1/10或或1/150) 1/150) 設(shè)計(jì)順序號設(shè)計(jì)順序號: :當(dāng)無法用一個(gè)主參數(shù)表示時(shí)當(dāng)無法用一個(gè)主參數(shù)表示時(shí)

28、, ,則在型號中用設(shè)計(jì)順序號表示則在型號中用設(shè)計(jì)順序號表示. . 第二參數(shù)第二參數(shù): :一般是主軸數(shù)一般是主軸數(shù), ,最大跨距最大跨距, ,最大最大工作長度工作長度, ,工作臺工作面長度等工作臺工作面長度等, ,它也用它也用折算值表示折算值表示. . （5 5）機(jī)床的重大改進(jìn)順序號）機(jī)床的重大改進(jìn)順序號 當(dāng)機(jī)床性能和結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)當(dāng)機(jī)床性能和結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)時(shí)時(shí), ,在原機(jī)床型號尾部在原機(jī)床型號尾部, ,加重大改進(jìn)順序加重大改進(jìn)順序號號A,B,C.A,B,C.等等. .（6）其它特性代號（7 7）企業(yè)代號）企業(yè)代號2.2.專用機(jī)床型號專用機(jī)床型號1.1.工件表面和表面成形方法工件表面和表

29、面成形方法二、機(jī)床的運(yùn)動二、機(jī)床的運(yùn)動（一）工件表面的形成方法與機(jī)床運(yùn)動（一）工件表面的形成方法與機(jī)床運(yùn)動平面平面圓錐面圓錐面圓柱面圓柱面成形表面成形表面工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動分析工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動分析零零件件的的常常見見表表面面12（母線）導(dǎo)線 任何一種線性表面都是由一根母線沿著導(dǎo)線運(yùn)動而成。軌跡法成形曲面圖圖5-6 5-6 零件表面的形成零件表面的形成1-母線 2導(dǎo)線形成發(fā)生形成發(fā)生線的方法線的方法成形法成形法展成法展成法軌跡法軌跡法相切法相切法根據(jù)使用的刀具切削刃形狀和采取的加工方法根據(jù)使用的刀具切削刃形狀和采取的加工方法發(fā)生線的形成方法發(fā)生線的形成方法 表面成形運(yùn)動即成形運(yùn)

30、動，它是保證得到工件表面成形運(yùn)動即成形運(yùn)動，它是保證得到工件要求的表面形狀的運(yùn)動。要求的表面形狀的運(yùn)動。 例如，用車刀車削外圓柱面。例如，用車刀車削外圓柱面。形成母線與導(dǎo)線的方法，均為形成母線與導(dǎo)線的方法，均為軌跡法軌跡法。工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動B B1 1，產(chǎn)，產(chǎn)生母線生母線( (圓圓) )；刀具的縱向直線；刀具的縱向直線運(yùn)動運(yùn)動A A2 2產(chǎn)生導(dǎo)線產(chǎn)生導(dǎo)線( (直線直線) )。運(yùn)動。運(yùn)動B Bl l和和A A2 2就是兩個(gè)表面成形運(yùn)動。就是兩個(gè)表面成形運(yùn)動。表面成形運(yùn)動表面成形運(yùn)動 利用成形刀具對工件進(jìn)行加工的方法。利用成形刀具對工件進(jìn)行加工的方法。 如圖所示，刀刃的切削線如圖所示

31、，刀刃的切削線1 1，它的形狀和長短，它的形狀和長短與需要成形的發(fā)生線與需要成形的發(fā)生線2 2完全重合。因此形成發(fā)生線完全重合。因此形成發(fā)生線2 2不需要運(yùn)動不需要運(yùn)動。成形法成形法 利用刀具做一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動來對工件進(jìn)行加工的利用刀具做一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動來對工件進(jìn)行加工的方法。如圖所示，刀刃為切削點(diǎn)方法。如圖所示，刀刃為切削點(diǎn)1 1，它按一定規(guī)律做，它按一定規(guī)律做直線或曲線運(yùn)動，從而形成所需的發(fā)生線直線或曲線運(yùn)動，從而形成所需的發(fā)生線2 2。軌跡法軌跡法 利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運(yùn)動來對工件進(jìn)行加工利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運(yùn)動來對工件進(jìn)行加工的方法，如圖所示。用相切法得到的發(fā)生線需要兩的方法，

32、如圖所示。用相切法得到的發(fā)生線需要兩個(gè)成形運(yùn)動，即刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具中心按一定個(gè)成形運(yùn)動，即刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具中心按一定規(guī)律的運(yùn)動（銑刀加工零件）。規(guī)律的運(yùn)動（銑刀加工零件）。相切法相切法 利用工件和刀具做展成切削運(yùn)動的加工方法。利用工件和刀具做展成切削運(yùn)動的加工方法。如圖所示，刀具切削刃為切削線如圖所示，刀具切削刃為切削線1 1與發(fā)生線與發(fā)生線2 2彼此做無彼此做無滑動的純滾動。發(fā)生線滑動的純滾動。發(fā)生線2 2，就是切削線，就是切削線1 1在切削過程中在切削過程中連續(xù)位置的包絡(luò)線。用展成法形成發(fā)生線需要一個(gè)成連續(xù)位置的包絡(luò)線。用展成法形成發(fā)生線需要一個(gè)成形運(yùn)動形運(yùn)動( (展成運(yùn)動展成運(yùn)動

33、) )。展成法展成法1 1）用螺紋車刀切削螺紋）用螺紋車刀切削螺紋把螺旋運(yùn)動分解成等速螺把螺旋運(yùn)動分解成等速螺旋運(yùn)動旋運(yùn)動B11B11和等速直線運(yùn)動和等速直線運(yùn)動A12A12，如圖所示。為了得到一定導(dǎo)程如圖所示。為了得到一定導(dǎo)程的螺旋線，運(yùn)動的兩部分必須的螺旋線，運(yùn)動的兩部分必須嚴(yán)格保持相對關(guān)系，即工件每嚴(yán)格保持相對關(guān)系，即工件每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1 1轉(zhuǎn)，刀具的移動量應(yīng)為一轉(zhuǎn)，刀具的移動量應(yīng)為一個(gè)導(dǎo)程。個(gè)導(dǎo)程。復(fù)合表面成形運(yùn)動舉例復(fù)合表面成形運(yùn)動舉例1 1發(fā)生線的形成方發(fā)生線的形成方法法三、機(jī)床的傳動（一）機(jī)床的傳動鏈機(jī)床的三個(gè)基本部分： 執(zhí)行件、動力件和傳動裝置由一系列傳動件構(gòu)成 ，把動力裝置和執(zhí)行件連

34、接起來以構(gòu)成傳動聯(lián)系的一系列傳動件-傳動鏈。 傳動鏈分為兩類（1）外聯(lián)系傳動鏈 聯(lián)系聯(lián)系動力源和執(zhí)行件的傳動鏈。包括變速機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)。作用：只影響生產(chǎn)率和表面粗糙度，不影響加工件表面形狀。 外傳動鏈不要求連末端之間有嚴(yán)格的傳動比，轉(zhuǎn)速對形狀無影響。（2）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系兩個(gè)執(zhí)行件，以形成復(fù)合成形運(yùn)動的傳動鏈。 兩執(zhí)行件之間的速度和位移有嚴(yán)格的比例關(guān)系。否則不能保證零件表面的性質(zhì)。（二）機(jī)床傳動原理圖 由一些簡明符號把傳動原理和傳動路線表示出來的圖形。 傳動機(jī)構(gòu)的類型： 1.定比機(jī)構(gòu)-齒輪副、絲桿副等， 2.換置機(jī)構(gòu)-變速箱、掛輪架等。圖2-17臥式車床傳動原理圖（三）機(jī)床傳動原理圖一、切削變

35、形與切屑形成一、切削變形與切屑形成金屬切削過程與金屬受壓縮（拉伸）過程比較：塑性金屬受壓縮時(shí)，隨著外力的塑性金屬受壓縮時(shí)，隨著外力的增加，金屬先后產(chǎn)生彈性變形、增加，金屬先后產(chǎn)生彈性變形、塑性變形，并使金屬晶格產(chǎn)生滑塑性變形，并使金屬晶格產(chǎn)生滑移，而后斷裂移，而后斷裂以直角自由切削為例，如果忽略了摩以直角自由切削為例，如果忽略了摩擦、溫度、和應(yīng)變速度的影響，金屬擦、溫度、和應(yīng)變速度的影響，金屬切削過程如同壓縮過程，切削層受刀切削過程如同壓縮過程，切削層受刀具擠壓后也產(chǎn)生塑性變形具擠壓后也產(chǎn)生塑性變形。圖圖2.12.1金屬的壓縮與切削金屬的壓縮與切削(a)(a)壓縮壓縮（b b）切削）切削第三節(jié)

36、第三節(jié) 金屬切削過程金屬切削過程 FABOM45a a）正擠壓）正擠壓FABOM45b b）偏擠壓）偏擠壓OMFc c）切削）切削圖圖2.2 2.2 金屬擠壓與切削比較金屬擠壓與切削比較F擠壓與切削擠壓與切削mtM刀具切屑OA終滑移線始滑移線：=s剪切角F金屬切削變形過程金屬切削變形過程2.3 2.3 切屑根部金相照片切屑根部金相照片圖圖2.17 2.17 金屬的壓縮與切削金屬的壓縮與切削 通常把切削刃作用部分的金屬層劃分為三個(gè)變型區(qū)，通常把切削刃作用部分的金屬層劃分為三個(gè)變型區(qū)，如圖如圖2.42.4所示：所示：第變形區(qū) 近切削刃處切削層內(nèi)產(chǎn)生的塑性變形區(qū)；第變形區(qū) 與前刀面接觸的切屑層內(nèi)產(chǎn)生

37、的變形區(qū)；第變形區(qū) 近切削刃處已加工表層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。三個(gè)變形區(qū) (1) (1)第一變形區(qū)金屬的剪切滑移變形第一變形區(qū)金屬的剪切滑移變形 切削層受刀具的作用，經(jīng)過第一變形區(qū)的塑性變形切削層受刀具的作用，經(jīng)過第一變形區(qū)的塑性變形后形成了切屑，下面以直角自由切削為例，分析較典型后形成了切屑，下面以直角自由切削為例，分析較典型的連續(xù)切屑的形成過程。的連續(xù)切屑的形成過程。（a）質(zhì)點(diǎn)滑移過程）質(zhì)點(diǎn)滑移過程圖圖2.17 2.17 切屑形成過程切屑形成過程切屑的形成及變形特點(diǎn)切屑的形成及變形特點(diǎn) 切削層受到刀具前刀面切削層受到刀具前刀面與切削刃的擠壓作用下，使與切削刃的擠壓作用下，使近切削刃出的金屬先產(chǎn)生

38、彈近切削刃出的金屬先產(chǎn)生彈性變形，繼而塑性變形，在性變形，繼而塑性變形，在這同時(shí)金屬晶格產(chǎn)生滑移。這同時(shí)金屬晶格產(chǎn)生滑移。圖圖2.172.17）是取金屬內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)）是取金屬內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)P P來分析滑移過程：來分析滑移過程：（b）切屑形成模型 切屑形成過程 此圖與形成切屑時(shí)的實(shí)際變形此圖與形成切屑時(shí)的實(shí)際變形較接近，故稱之為較接近，故稱之為切屑形成模型。切屑形成模型。 剪切面剪切面ABAB與切削速度與切削速度 之間的夾角之間的夾角 稱為稱為剪切角剪切角。 作用力作用力 與切削速度與切削速度 之間之間的夾角的夾角 成為成為作用角作用角。 由此可知，第由此可知，第變形區(qū)就是形成變形區(qū)就是形成切屑的變形區(qū)，

39、其變形特點(diǎn)是切削切屑的變形區(qū)，其變形特點(diǎn)是切削層產(chǎn)生剪切滑移變形。層產(chǎn)生剪切滑移變形。rFcv 如圖如圖2.17(b)2.17(b)所示，對于切削層所示，對于切削層 來說，來說， 移至剪移至剪切面切面ABAB時(shí)，產(chǎn)生滑移后形成切屑時(shí)，產(chǎn)生滑移后形成切屑 上。這個(gè)過程連續(xù)上。這個(gè)過程連續(xù)進(jìn)行，切削層便連續(xù)地通過前刀面轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)行，切削層便連續(xù)地通過前刀面轉(zhuǎn)變?yōu)榍行记行?。mnnm mn(2)(2)第二變形區(qū)內(nèi)金屬的擠壓摩擦變形第二變形區(qū)內(nèi)金屬的擠壓摩擦變形 經(jīng)過第一變形區(qū)后，形成的切屑要沿前刀面方向經(jīng)過第一變形區(qū)后，形成的切屑要沿前刀面方向排出，還必須克服刀具前刀面對切屑擠壓而產(chǎn)生的摩排出，還必須克

40、服刀具前刀面對切屑擠壓而產(chǎn)生的摩擦力。切屑在受前刀面擠壓摩擦過程中進(jìn)一步發(fā)生變擦力。切屑在受前刀面擠壓摩擦過程中進(jìn)一步發(fā)生變形（第二變形區(qū)的變形）這個(gè)變形主要集中在與前刀形（第二變形區(qū)的變形）這個(gè)變形主要集中在與前刀面摩擦的切屑底面一薄層金屬里，表現(xiàn)為該處晶粒纖面摩擦的切屑底面一薄層金屬里，表現(xiàn)為該處晶粒纖維化的方向和前刀面平行。維化的方向和前刀面平行。(3)(3)第三變形區(qū)內(nèi)金屬的擠壓摩擦變形第三變形區(qū)內(nèi)金屬的擠壓摩擦變形 已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓摩擦，造成纖維化與加工硬化。摩擦，造成纖維化與加工硬化。三、切屑的類型三、切屑的類型形

41、成條件影響名稱簡圖形態(tài)變形帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀節(jié)狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規(guī)則塊狀顆粒剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度未經(jīng)塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，進(jìn)給量較小， 刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，進(jìn)給量較大， 刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低加工硬脆材料， 刀具前角較小切削過程平穩(wěn)，表面粗糙度小， 妨礙切削工作，應(yīng)設(shè)法斷屑切削過程欠平穩(wěn)，表面粗糙度欠佳切削力波動較大，切削過程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳切削力波動大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑表表2-1 2-1

42、切屑類型及形成條件切屑類型及形成條件帶狀切屑擠裂切屑節(jié)狀切屑崩碎切屑圖2.9 切屑形態(tài)照片F(xiàn)切屑類型切屑類型 如圖如圖2.232.23所示，積屑瘤是堆積在前刀面上近切削刃處的所示，積屑瘤是堆積在前刀面上近切削刃處的一個(gè)楔塊，圖一個(gè)楔塊，圖2.232.23為積屑瘤替代切削刃參加切削情況。當(dāng)積為積屑瘤替代切削刃參加切削情況。當(dāng)積屑瘤的頂部具有大的刃口圓弧半徑時(shí)屑瘤的頂部具有大的刃口圓弧半徑時(shí)( (圖中圖中R0R0134mm)134mm)，會，會產(chǎn)生較大的擠壓作用。此外，由于積屑瘤頂部凹凸不平和脫產(chǎn)生較大的擠壓作用。此外，由于積屑瘤頂部凹凸不平和脫落后粘附在已加工表面上，促使加工表面粗糙度增加。所以

43、落后粘附在已加工表面上，促使加工表面粗糙度增加。所以在精加工時(shí)應(yīng)盡量避免或抑制積屑瘤的產(chǎn)生在精加工時(shí)應(yīng)盡量避免或抑制積屑瘤的產(chǎn)生。四、積屑瘤四、積屑瘤（1 1）積屑瘤的產(chǎn)生）積屑瘤的產(chǎn)生圖2-23 積屑瘤 形成積屑瘤的條件主形成積屑瘤的條件主要決定于切削溫度。要決定于切削溫度。 此外，接觸面間壓力、此外，接觸面間壓力、粗糙程度、粘結(jié)強(qiáng)度等因粗糙程度、粘結(jié)強(qiáng)度等因素都與形成積屑瘤的條件素都與形成積屑瘤的條件有關(guān)。有關(guān)。 合理控制切削條件，調(diào)節(jié)切削參數(shù)，盡量不形成合理控制切削條件，調(diào)節(jié)切削參數(shù)，盡量不形成中溫區(qū)域，就能較有效地抑制或避免積屑瘤的產(chǎn)生。中溫區(qū)域，就能較有效地抑制或避免積屑瘤的產(chǎn)生。以

44、切削中碳鋼為例，從圖以切削中碳鋼為例，從圖2.242.24曲線可知，低速曲線可知，低速( (v vc3mc3mminmin左右左右) )切削時(shí)，產(chǎn)生的切削溫度很低；較高速切削時(shí)，產(chǎn)生的切削溫度很低；較高速( (v vc60mc60mmin)min)切削時(shí)，產(chǎn)生的切削溫度較高，這兩種切削時(shí)，產(chǎn)生的切削溫度較高，這兩種情況的摩擦系數(shù)均較小，故不易形成積屑瘤。在中速情況的摩擦系數(shù)均較小，故不易形成積屑瘤。在中速( (v vc20mc20mmin)min)，積屑瘤的高度達(dá)到最大值。，積屑瘤的高度達(dá)到最大值。圖2.24（a） 切削速度對積屑瘤的影響第四節(jié)第四節(jié) 切削力、切削熱與切削溫度切削力、切削熱與切

45、削溫度 切削過程中，刀具施加于工件使工件材料產(chǎn)生變切削過程中，刀具施加于工件使工件材料產(chǎn)生變形，并使多余材料變?yōu)榍行妓璧牧ΨQ為切削力。形，并使多余材料變?yōu)榍行妓璧牧ΨQ為切削力。 切削時(shí)作用在刀具上的力，由下列兩個(gè)方面組成：切削時(shí)作用在刀具上的力，由下列兩個(gè)方面組成：F 變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的彈性變形抗力和塑性變形抗力變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的彈性變形抗力和塑性變形抗力;F 切屑、工件與刀具間的摩擦力。切屑、工件與刀具間的摩擦力。一、切削力的來源、合力及其分力一、切削力的來源、合力及其分力1.1.切削力的分解切削力的分解1）主切削力（切向力）主切削力（切向力）Fc 。 主運(yùn)動方主運(yùn)動方向上的切削分力，向上的切削

46、分力，切于過渡表面并與基面垂直，消耗功切于過渡表面并與基面垂直，消耗功率最多，它是計(jì)算刀具強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床零件、確定機(jī)床率最多，它是計(jì)算刀具強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床零件、確定機(jī)床功率的主要依據(jù)。功率的主要依據(jù)。2 2）進(jìn)給力（軸向力）進(jìn)給力（軸向力）F Ff f： 作用在進(jìn)給方向上的切削分力作用在進(jìn)給方向上的切削分力，處于基面內(nèi)并與工件軸線平行。是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、計(jì)算刀處于基面內(nèi)并與工件軸線平行。是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、計(jì)算刀具進(jìn)給功率的依據(jù)。具進(jìn)給功率的依據(jù)。 圖圖2-27 切削力的分解切削力的分解 3）背向力（徑向力或吃刀力）背向力（徑向力或吃刀力）Fp 。 作用在吃刀方向上的切削作用在吃刀方向上的切削分力，分

47、力，處于基面內(nèi)并與工件軸線處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直的力。它是確定與工件加工垂直的力。它是確定與工件加工精度有關(guān)的工件撓度、切削過程精度有關(guān)的工件撓度、切削過程的振動的力。的振動的力。 F 切削力分解切削力分解 切削力分解 二、各分力作用二、各分力作用FcFc：計(jì)算刀具和機(jī)床強(qiáng)度：計(jì)算刀具和機(jī)床強(qiáng)度, ,確定確定FfFf：用于設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)和確定：用于設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)和確定FpFp：計(jì)算工件撓度和刀具、：計(jì)算工件撓度和刀具、公式（2-11）二、切削功率二、切削功率 切削功率切削功率P Pc c是指車削時(shí)在切削區(qū)域內(nèi)消耗的功率，是指車削時(shí)在切削區(qū)域內(nèi)消耗的功率，通常計(jì)算的是主運(yùn)動所消耗的功率。

48、通常計(jì)算的是主運(yùn)動所消耗的功率。 式中式中 F Fz z主切削力（主切削力（N N）; ; v vc c主運(yùn)動切削速度。主運(yùn)動切削速度。機(jī)床電動機(jī)所需功率機(jī)床電動機(jī)所需功率P PE E應(yīng)為：應(yīng)為： PE=Pc/ kW （2.23）式中：式中：機(jī)床傳動效率機(jī)床傳動效率310CCcPF v 現(xiàn)將切削力實(shí)驗(yàn)公式的來源簡述如下：現(xiàn)將切削力實(shí)驗(yàn)公式的來源簡述如下：(1)(1)測力儀的工作原理測力儀的工作原理 如圖如圖2.202.20所示，電阻應(yīng)變片式測力儀由傳感器所示，電阻應(yīng)變片式測力儀由傳感器1 1、電橋電路電橋電路2 2、應(yīng)變儀、應(yīng)變儀( (放大器放大器)3)3和記錄儀和記錄儀4 4組成。傳感組成。

49、傳感器是測力儀的主要組成部分。合理確定彈性體的結(jié)構(gòu)、器是測力儀的主要組成部分。合理確定彈性體的結(jié)構(gòu)、形狀和參數(shù)，提高彈性體的制造精度，保證應(yīng)變片的形狀和參數(shù)，提高彈性體的制造精度，保證應(yīng)變片的合理布局和粘貼質(zhì)量，是提高測力儀的測量精度、剛合理布局和粘貼質(zhì)量，是提高測力儀的測量精度、剛性和靈敏度以及減小各分力間相互干涉的主要途徑。性和靈敏度以及減小各分力間相互干涉的主要途徑。三、切削力測定和切削力實(shí)驗(yàn)公式三、切削力測定和切削力實(shí)驗(yàn)公式圖 測力系統(tǒng)方框示意圖l一傳感器；2一電橋電路；3一應(yīng)變儀；4一記錄儀 測力實(shí)驗(yàn)的方法有單因素法和多因素法，通常采用單因素測力實(shí)驗(yàn)的方法有單因素法和多因素法，通常采

50、用單因素法。通過切削力實(shí)驗(yàn)建立的車削力實(shí)驗(yàn)公式，其一般形式為：法。通過切削力實(shí)驗(yàn)建立的車削力實(shí)驗(yàn)公式，其一般形式為：式中式中“C CFXFX、C CFyFy、C CFzFz 影響系數(shù)，它的大小與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)；影響系數(shù)，它的大小與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)； x xFxFx、 x xFyFy、 x xFzFz 背吃刀量口，對切削力影響指數(shù)；背吃刀量口，對切削力影響指數(shù)； y yFxFx、 y yFyFy、 y yFzFz進(jìn)給量對切削力影響指數(shù)；進(jìn)給量對切削力影響指數(shù)； K KFxFx、K KFyFy、K KFzFz計(jì)算條件與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)對切削計(jì)算條件與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)對切削 力的修正系數(shù)。力的修正系數(shù)。1.1

51、.車削力指數(shù)公式車削力指數(shù)公式zzFzFzFyxpFzKfaCF yyFyFyFyxpFyKfaCF xxFxFxFyxpFxKfaCF (N) (2.13)(N) (N) 2. 2. 單位切削力、切削功率和單位切削功率單位切削力、切削功率和單位切削功率(1)(1)單位切削力單位切削力 單位切削力單位切削力p p是指切除單位切削層面積所產(chǎn)生的主是指切除單位切削層面積所產(chǎn)生的主切削力，可用下式表示：切削力，可用下式表示： 式（式（2.152.15）表明，單位切削力）表明，單位切削力p p與進(jìn)給量與進(jìn)給量f f有關(guān)，有關(guān)，它隨著進(jìn)給量它隨著進(jìn)給量f f增加而減小。單位切削力增加而減小。單位切削力p

52、 p不受背吃刀不受背吃刀量量a ap p的影響，這是因?yàn)楸吵缘读扛淖兒螅邢髁Φ挠绊?，這是因?yàn)楸吵缘读扛淖兒螅邢髁 Fz z與與切削層面積切削層面積A AD D以相同的比例隨著變化。而進(jìn)給量以相同的比例隨著變化。而進(jìn)給量f f增大，增大，切削層面積切削層面積A AD D隨之增大，而切削力隨之增大，而切削力F Fz z增大不多。增大不多。 利用單位切削力利用單位切削力p p來計(jì)算主切削力來計(jì)算主切削力F Fz z較為簡易直觀。較為簡易直觀。1FCCCcCxyFFpFCCyFDpCafCFkAa ff 單位切削功率PC是指單位時(shí)間內(nèi)切除單位體積金屬Zw所消耗的功率。 表2.1使用硬質(zhì)合金車刀對部分常用金屬材料進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)求得的單位切削力p和單位切削功率Ps值。實(shí)驗(yàn)是在固定進(jìn)給量f0.3mmr和其余條件下進(jìn)行的。當(dāng)進(jìn)給量f改變時(shí)，應(yīng)將p和Ps 值乘表2.2中修正系數(shù) p、Kfps。（2 2）單位切削功率）單位切削功率3610101000CpCCcpcKafvPkafv加工材料加工材料實(shí)