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1、数控加工工艺课程辅导1第1章数控加工的切削基础1.1 数控加工工艺系统概述本节通常熟悉即可01.2 刀具几何角度及切削要素的基本定义本节是本章学习的难点,要求空间想象能力及工程制图基础较高。1.2.1 切削运动与切削用量主运动（Vc）：车削时工件的旋转运动，铳削时刀具的旋转运动等。通常来说，主运动的切削速度最高，消耗的机床功率也最大。单位：m/min进给运动（Vf）:刀具与工件间附加的相对运动，能够是连续的运动，也能够是间断运动。单位：mm/min合成切削运动（Vc）:主运动与进给运动合成，Vc=Vc+Pfo切削用量三要素：切削速度、进给量与背吃刀量（切削深度）回转主运动线速度Vc（m/min
2、）的计算公式：VC=兀而/1000车削时的进给速度v,f：v（=nf铳削时的进给速度vf:v（=nZfz注意：编程时S指令后数字为主运动转速（）、F指令后数字为7的大小。切削用量手册通常给出vc、八值，编程时需要换算成n（S指令值）与W（F指令值）。1.2.2 刀具切削部分的几何形状与角度1、度量刀具角度的参考系（由三个互相垂直的坐标平面构成）静止参考系：用于定义刀具在设计、制造、刃磨与测量时刀具几何参数（标注角度）的参考系。坐标平面（基面Pr、切削平面Ps、正交平面小、假定工作平面Pf、背平面PP等）的概念及其位置要清晰。prVC车刀基面平行于安装底面、回转刀具基面过轴线。工作参考系：考虑切
3、削运动与实际安装情况对刀具几何参数（工作角度）的影响。与静止参考系的区别在于假定主运动方向Vc换成实际工作主运动方向Ve,相应的坐标平面为工作基面Pre、工作切削平面PSe、工作正交平面POe2、正交平面参考系标注角度（考核点）正交平面中测量的角度（剖视图）：前角（go）后角（ao）基面中测量的角度（俯视图）：主偏角（k）、副偏角4）切削平面中测量的角度（向视图）：刃倾角/s副正交平面中测量的角度（剖视图）：副后角（a。）3、刀具工作角度（考核点）横车外圆（切断）工作角度变化从外圆刀中心，前角增大、后角减小，最后由后刀面挤断工件。刀尖安装高低工作角度变化（车外圆）刀尖高：前角增大、后角减小。车
4、细长轴时可增加阻尼，减小振动。刀尖低：前角减小、后角增大。刀尖安装高低工作角度变化（车内孔）与相反。1.3 金属切削过程的基本理论及规律本节是本章教学重点之一。131切削过程中的变形金属切削过程实质上是被切削金属层在刀具偏挤压作用下产生剪切滑移的塑性变形过程。切削过程的塑性变形划分为三个变形区： 1-19三个芟泮区的划分图1-20第 T%区金曲剪切漕移第I变形区（剪切滑移变形）、第II变形区（前刀面挤压摩擦变形）、第In变形区（后刀面挤压摩擦变形）。1.3.2积屑瘤与鳞刺1、积屑瘤形成条件中速切削塑性金属材料。2、抑制积屑瘤的措施积屑瘤虽能保护刀尖，但不稳固，会影响加工精度，需要采取措施抑制:
5、使用高速切削是抑制积屑瘤的基本措施（最有效）；增大进给量；增大刀具前角；使用润滑性能良好的切削液。1.1.3 影响切屑变形的因素工件材料工件材料强度与硬度越高，变形系数越小；而塑性大的金属材料变形大,塑性小的金属材料变形小。刀具前角前角越大，变形系数越小。切削速度切削速度对切屑变形系数的影响与积屑瘤的产生、消退有关，高速切削变形系数小。切削厚度切削厚度增加，切屑变形系数减小1.1.4 切削力考核点：(1)切削力的来源及分解切削力的来源：三个变形区内产生的弹性变形抗力与塑性变形抗力；切屑、工件与刀具间的摩擦力。主切削力尺垂直于基面，与切削速度方向一致(丫方向)。功率消耗最大，是计算刀具强度、机床
6、切削功率的要紧根据。背向力尸PX方向分力，是验算工艺系统刚度的要紧根据。进给抗力RZ方向分力，是机床进给机构强度与刚度设计、校验的要紧根据。(2)影响切削力的要紧因素工件材料的影响工件材料的强度、硬度越高，剪切屈服强度越高，切削力就越大。强度、硬度相近的材料，塑性、韧性越大，则切削力越大。切削用量的影响背吃刀量最大、进给量次之、切削速度最小。刀具几何角度的影响前角go增大，变形减小，切削力减小；主偏角Kr增大，Fp减小、Ff增大；刃倾角IS减小，耳增大、Ff减小，对主切削力尸C的影响不显著。1.1.5 切削热与切削温度考核点：1、切削热的来源：切削层金属的弹、塑性变形与刀具与切屑、工件之间的摩
7、擦。2、切削温度通常是指切屑与刀具前面接触区的平均温度。3、影响切削温度的要紧因素切削用量：切削速度最明显，进给量次之，背吃刀量最小刀具几何参数刀具几何参数：前角增大，切削温度降低，但前角太大，刀具散热体积变小，温度反而上升；主偏角增大，散热条件变差，切削温度上升。1.1.6 刀具磨损与耐用度考核点：1、刀具的磨钝标准根据加工要求规定的主后刀面中间部分的平均磨损量VB作为磨钝标准。2、刀具耐用度的概念刀具从刃磨后（或者新切削刃转位后）开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准为止所通过的总勿蒯时间.3、影响刀具耐用度的因素a.切削用量：合最大、/次之、ap最小。b.刀具几何参数：前角go增大，刀具耐用
8、度提高；但前角太大，刀具强度降低，散热变差，刀具耐用度反而降低了。主偏角减小，刀尖强度提高，散热条件改善，刀具耐用度提高；但是主偏角k太小，FP增大，当工艺系统刚性较差时，易引起振动。4、合理刀具耐用度的确定原则是提高生产效率与降低加工成本。1.4 金属切削过程基本规律的应用本节是本章学习的重点之一。1.4.1 切屑的种类及其操纵考核点：（1）切屑的种类切屑的形态是能够随切削条件的改变而转化的。从加工过程的平稳性、保证加工精度与加工表面质量考虑，带状切屑是较好的切屑类型。B邠1制阑-*M-重新Mll3Zai/AA比发照&财R例或珈可QI鼻Tm计/W15KWR汨出冏$af及伏1峥惘（2）切屑的流
9、向、卷曲与折断斜角切削时，切屑的流向受刃倾角人影响。前角定时，卷屑槽宽度越小，则切屑的卷曲半径越小，切屑易卷曲、折断。1.4.2金属材料的切削加工性考核点:（1）金属材料切削加工性的概念金属材料切削加工的难易程度称之材料的切削加工性。良好的切削加工性能是指：刀具耐用度较高或者在一定耐用度下的切削速度均较高、切削力较小、切削温度较低、容易获得较好的表面质量与切屑形状容易操纵或者容易断屑。（2）衡量金属材料切削加工性的指标切削速度指标5M的含义是当刀具耐用度为7时，切削某种材料同意达到的切削速度。相对加工性指标Kr以正火状态45钢的5为基准，记作（）j其它材料的“与（Uc6）j的比值Kr称之该材料
10、的相对加工性。1.4.3 切削用量与切削液的合理选择考核点：粗加工时切削用量的选择原则：首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力与刚性的限制条件等,选取尽可能大的进给量;最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。精加工时切削用量的选择原则：首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。1.5 刀具几何参数的合理选择考核点：（1）合理前角的选择原则（2）合理后角的选择原则（3）主偏角及副偏角的选择功用：要紧影响刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。主偏角及副偏角的大小选择还受工件轮廓形状的影响。（4）合理刃倾角的选择原则
