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金屬切削加工雖有多種不同的形式，但是，它們?cè)诤芏喾矫嫒缜邢鬟\(yùn)動(dòng)、切削工具以及切削過(guò)程的物理實(shí)質(zhì)等，都有著共同的現(xiàn)象和規(guī)律。

*節(jié) 切削運(yùn)動(dòng)及切削要素

一、零件表面的形成及切削運(yùn)動(dòng)

機(jī)器零件的形狀主要由下列幾種表面組成：

（1）外圓面
（2）內(nèi)圓面（孔） ： 外圓面和內(nèi)圓面（孔）是以某一直線為母線，以圓為軌跡，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所形成的表面。
（3）平面 :平面是以一直線為母線，以另一直線為軌跡，作平移運(yùn)動(dòng)所形成的表面。
（4）成形面 :成形面是以曲線為母線，以圓或直線為軌跡，作旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)所形成的表面。

上述各種表面可分別用（圖1-1）所示的相應(yīng)的加工方法來(lái)獲得。

由圖可知，要對(duì)這些表面進(jìn)行加工，刀具與工件之間必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即切削運(yùn)動(dòng)。

切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)（圖1-1中I）和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（圖1-1中II）。

1．主運(yùn)動(dòng)

主運(yùn)動(dòng)使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，促使刀具前刀面接近工件而實(shí)現(xiàn)切削。它速度zui高，消耗功率zui大。

2．進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，與主運(yùn)動(dòng)配合，即可連續(xù)地切除切削，獲得具有所需幾何特性的已加工表面。

各種切削加工方法（車(chē)削、鉆削、刨削、銑削、磨削和齒輪加工等）都是為了加工某種表面而發(fā)展起來(lái)的，因此，也都有其特定的切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)有旋轉(zhuǎn)的，也有直行的；有連續(xù)的，也有間歇的。

切削時(shí),實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)是一個(gè)合成運(yùn)動(dòng)（圖1-2）其方向由合成切削速度角η確定的。

二、切削用量

切削用量用來(lái)衡量切削運(yùn)動(dòng)量的大小。

在一般的切削加工中，切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量三要素。

1．切削速度vc

切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱(chēng)為切削速度。單位為m/s或m/min.

若主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，切削速度一般為其zui大的線速度?？砂聪率接?jì)算：

vc=πdn/1000 m/s或m/min

式中： d—工件或刀具的直徑，mm；
n—工件或刀具的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min。

若主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（如刨削、插削等），則常以其平均速度為切削速度，即：

vc=2Lnr/1000 m/s或m/min

式中 L —往復(fù)行程長(zhǎng)度（mm）
nr —主運(yùn)動(dòng)每秒或每分鐘的往復(fù)次數(shù)，st/s或str/min

2.進(jìn)給量

刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量稱(chēng)為進(jìn)給量。 用單齒刀具（如車(chē)刀、刨刀等）加工時(shí)，進(jìn)給量常用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程，刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量來(lái)度量，稱(chēng)為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量或每行程進(jìn)給量，以f表示，單位為mm/r或mm/st （圖1-3）。

用多齒刀具（如銑刀、鉆頭等）加工時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱(chēng)進(jìn)給速度，以vf表示，單位為mm/s或mm/min。

刀具每轉(zhuǎn)或每行程中每齒相對(duì)工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的位移量稱(chēng)每齒進(jìn)給量，以fz表示，單位為mm/z。

每齒進(jìn)給量、進(jìn)給量和進(jìn)給速度之間有如下關(guān)系：

vf=fn=fzzn mm/s或mm/min

式中 n — 刀具或工件轉(zhuǎn)速，r/s或r/min
z —刀具的齒數(shù)。

3.背吃刀量ap

在通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)方向的切削層尺寸平面中，垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向測(cè)量的切削層尺寸，稱(chēng)為背吃刀量（圖1-3）,單位mm。

車(chē)削時(shí)，可用下式計(jì)算：

dp=（dw-dm）/2 mm

式中 dw — 工件待加工表面（圖1-4）直徑（mm ）；
dm — 工件已加工表面直徑（mm ）。

三、切削層參數(shù)

切削層是指切削過(guò)程中，由刀具切削部分的一個(gè)單一動(dòng)作（如車(chē)削時(shí)工件轉(zhuǎn)一周，車(chē)刀主切削刃移動(dòng)一段距離）所切除的工件材料層。

切削層決定了切屑的尺寸及刀具切削部分的載荷。切削層的尺寸和形狀，通常是在切削層尺寸平面中測(cè)量的（圖1-3）。

1．切削層公稱(chēng)橫截面積A_D

在給定瞬間，切削層在切削層尺寸平面里的實(shí)際橫截面積，單位為mm2。

2．切削層公稱(chēng)寬度b_D

在給定瞬間，作用主切削刃截形上兩個(gè)極限點(diǎn)間的距離，單位為mm2。

3．切削層公稱(chēng)厚度h_D

在同一瞬間的切削層公稱(chēng)橫截面積與其公稱(chēng)寬度之比，單位為mm。

由定義知： A_D= b_Dh_D mm

因AD不包括殘留面積，而且在各種加工方法中AD與進(jìn)給量和背吃刀量的關(guān)系不同，所以AD不等于f和ap的積。只有在車(chē)削加工中，當(dāng)殘留面積很小時(shí)才能近似地認(rèn)為它們相等，即

A_D≈fa_p mm²