1. 切削加工的基本概念
1.1.切削運動與切削用量
切削運動就是工件與刀具之間的相對運動。各種切削加工方法的切削運動都是一些簡單的直線運動和旋轉運動組合而成的。切削運動按其作用可分為以下兩種(見下圖):
(1) 主運動:使工件與刀具產(chǎn)生相對運動以進行切削的最基本運動,稱為主運動。主運動的速度最高,所消耗的功率最大,在切削運動中,主運動只有一個。它可以由工件完成,也可以由刀具完成:可以是旋轉運動,也可以是直線運動。主運動的速度稱為切削速度,用VC表示。車削外圓時的主運動是工件的旋轉運動。
外圓車削的切削運動與工件表面
(2) 進給運動 不斷地把被切削層投入切削過程,以便形成全部已加工表面的運動。進給運動一般速度較低,消耗的功率較少,可由一個或多個運動組成。它可以是連續(xù)的,也可以是間斷的。車削外圓時的進給運動是車刀沿平行于工件軸線方向的連續(xù)直線運行。進給運動的速度稱為進給速度,以VF表示,單位mm/s或mm/min。進給速度還可以每轉或每行程進給量f (mm/r或mm/st)、每齒進給量fz(mm/z)表示。
此外,在進給運動開始前由機床的吃刀機構提供的一種間歇進給運動稱為吃刀運動。其進給量大小稱為切削深度(背吃刀量)ap。對于外圓車削(見圖1-2),切削深度ap為工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離。即
式中 dw----工件待加工表面的直徑(mm):
dm-------工件已加工表面的直徑(mm)。
所謂切削用量是指切削速度、進給量和切削深度三者的總稱。下圖所示為車削外圓時的切削用量。在切削加工過程中,需針對不同的工件材料、刀具材料及其他工藝技術要求來選定合適的切削用量。
切削用量與切削層參數(shù)
1.1.2 切削時的工件表面
在切削過程中,工件上通常存在三個表面(見圖1-1):
(1) 待加工表面:工件上即將被切除的表面。
(2) 已加工表面:工件上經(jīng)刀具切削后形成的表面。
(3) 過渡表面:工件上被切削刃正在切削的表面。它總是處在待加工表面與已加工表面之間。
1.1.3 切削層參數(shù)
切削層是指由刀具在切削部分的一個但一動作所切除的工件材料層。外圓車削時的切削層,就是工件轉一轉,主切削刃移動一個進給量f所切除的一層金屬層,如圖1-2中的ABCD所示。切削層的尺寸和形狀,通常用通過切削刃上的選定點并垂直于該點切削速度vc的平面內(nèi)的切削層參數(shù)來表示。
(1) 切削層公稱厚度hd垂直于過渡表面測量的切削層尺寸,即相鄰兩過渡表面之間的距離。它反映了切削刃單位長度上的切削負荷。車外圓時,若車刀主切削刃為直線,則
hd=f sinkr
式中 kr----車刀主偏角。
(2) 切削層公稱寬度bd 沿過渡表面測量的切削層尺寸。它反映了切削刃參加切削的工作長度。當車刀主切削刃為直線時,外圓車削的切削層公稱寬度為
bd=ap/sinkr
(3) 切削層公稱橫截面積AD切削層在切削層尺寸平面內(nèi)的實際橫截面積。由定義可知
AD=hdbd