机械制造工程2-1教案 天津职业技术师范大学机械制造教研室 霍文国
fZ=
f （式中，z为刀齿数） z进给速度F（㎜/min）是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。进给速度与进给量的关系为：
F?nf?nfzz。 （n为铣刀转速，单位r /min）
(3) 进给量的选用
进给量的选取主要依据工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。 工件材料强度和硬度越高，切削力越大，每齿进给量宜选得小些；刀具强度、韧性越高，可承受的切削力越大，每齿进给量可选得大一些；工件表面粗糙度要求越高，每齿进给量选小些；工艺系统刚性差，每齿进给量应取较小值。 背吃刀量ap (1)车削时的背吃刀量
背吃刀量是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上测量的已加工表面与待加工表面之间的距离，单位为mm。如图2（a），外圆车削时，其背吃刀量（ap）可由下式计算：
ap?dw?dm 2 式中 ： dww——工件待加工表面直径，单位为mm；
dm——工件已加工表面直径，单位为mm。
(2)铣削吃刀量
如图2（b）（c）,铣削加工的背吃刀量（ap）为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。端铣时，背吃刀量为切削层深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽度。
侧吃刀量（ae）为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。端铣时，ae为被加工表面宽度；而圆周铣削时，侧吃刀量为切削层深度。 (3)切削深度的选用
切削深度的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定：
余量不大，力求粗加工一次进给完成，但是在余量较大，或工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可多次分层切削完成。当工件表面粗糙度值要求不高时，粗加工，或分粗、半精加工两步加工；当工件表面粗糙度值要求较高，宜分粗、半精、精加工三步进行。 1.2.3学会切削用量选用一般方法
合理的切削用量应满足以下要求：在保证安全生产，不发生人身、设备事故，保证工件加工质量的前提下，能充分地发挥机床的潜力和刀具的切削性能，在不超过机床的有效功率和工艺系统刚性所允许的额定负荷的情况下，尽量选用较大的切削用量。一般情况下我们对切削用量选择时应考虑到下列问题：
? 保证加工质量：主要是保证加工表面的精度和表面粗糙度达到工件图样的要求。
? 保证切削用量的选择在工艺系统的能力范围内：要保证切削用量的选择在工艺系统的能力范
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围内，不应超过机床允许的动力和转矩的范围，不应超过工艺系统(铣床、刀具、工件)的刚度和强度范围，同时又能充分发挥它们的潜力。
? 保证刀具有合理的使用寿命：在追求较高的生产效率的同时，保证刀具有合理的使用寿命，
并考虑较低的制造成本。
以上三条，要根据具体情况有所侧重。一般在粗加工时，应尽可能地发挥刀具、机床的潜力和保证合理的刀具使用寿命。精加工时，则应首先要保证切削加工精度和表面粗糙度，同时兼顾合理的刀具的使用寿命。
在工件材料、刀具材料、刀具几何参数以及其他切削条件已确定的条件下，切削时切削用量选择得正确与否，将直接关系到工件的加工质量、生产效率和加工成本。合理的切削用量应该是在充分发挥机床效能、刀具切削性能和保证加工质量的前提下，能够获得高的生产率和低的加工成本。
借助经验表格的刀具切削参数选择
数控加工的多样性、复杂性以及日益丰富的数控刀具，决定了选择刀具时不能再主要依靠经验。借助经验表格对刀具切削参数进行选择是实践中常用的、有效的简便方法。有关刀具切削参数选择的经验表格，其格式、内容多种多样。有的是刀具制造厂在开发每一种刀具时，通过做了大量的试验，在向用户提供刀具的同时，提供了详细的刀具的使用说明和经验表格，针对性较强；有的经验表格则属于通用的技术资料，针对性一般。编程者应对自己常用牌号的刀具，能够熟练地使用刀具厂商提供的技术手册，或通用的技术资料，通过经验表格选择合适的刀具，并根据手册提供的参数合理选择刀具的切削参数。
但不管多么详细的经验表格，它不可能完全吻合于具体的切削加工情况。经验表格是选择刀具的切削参数的重要的依据，但不是完全的依据。应知道：与切削用量的选用的相关因素是多种多样的，每一个相关因素都可能对切削用量的选用的合理性产生影响，因此在选择刀具的切削参数时，把经验表格为重要的依据，并具体分析切削加工的条件、要求、各种限制因素，全面考量，并在实践中验证、修改调整，才是得到具体应用的、合理的刀具切削参数的有效的途径。
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1.3 刀具切削部分几何角度
课 次 章节 教学目的 第4、5、6次 学时 6 课 型 理论课 1 金属切削的基本要素 1.3 车刀的刀具角度 1、掌握车刀的切削部分的结构要素； 2、掌握刀具角度的参考系； 3、掌握刀具标注角度。 教学 车刀的结构、刀具的标注角度和刀具的工作角度。 重 点 教学 刀具的标注角度 难 点 教学 讲授法、问答法 方 法 授 课 班 级 授 课 日 期 教 具 挂 图
同学们想一想，为什么要以外圆车刀为例？
切削刀具的种类繁多，形状各异。但从切削部分的几何特征上看，却具有共性。外圆车刀切削部分的基本形态可作为其他各类刀具的切削部分的基本形态。因此外圆车刀可以看是其他各类刀具的演变，都是在这个基本形态上演变出各自的特点，所以本节以外车刀切削部分为例，给出刀具几何参数方面的有关定义。
一、外圆车刀切削部分的组成
车刀由刀杆和刀头组成，也就是导体和切削部分。刀体用于安装切削部分用于进行金属切削加工。切削部分的组成：
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1、前刀面Ar:切屑流经的刀面 。
2、后刀面Aα：与加工表面相对的刀面 。 3、副后刀面Aαˊ:与已加工表面相对的刀面。
4、主切削刃S：前后刀面的交线。负担主要的切削工作。也称主刀刃。
5、副切削刃Sˊ:前面与副后刀面的交线。只参加少量的切削，形成已加工表面。也称副刀刃。
6、 刀尖：主副刀刃的交点。它可以是一个点、直线或圆弧。
由此可看出：外圆车刀切削部分的特点是“321”；即3面2刃1尖。而切断刀切削部分的特点是“432”。即4面3刃2尖。
二、刀具标注角度坐标系
刀具要从工件上切下金属，就必须是它具备一定的切削角度，也正是由于这些角度才决定了刀具切削部分各表面的空间位置。为了确定切削部分各刀面在空间的位置，要人为的建立基准坐标系。要建立坐标系，首先应建立坐标平面。以这些坐标平面为基准，建立坐标系，平面称为基准坐标平面。
基准坐标平面 基面Pr 二者以切削速度Vc为依据 切削平面Ps ※※ 在建立基准坐标平面以前，首先要做两点假设：
（1）假设主运动方向垂直于车刀刀杆底面； （2）假定进给运动方向平行于车刀刀杆底面。 有了这两点假设，我们就好定义基准坐标平面了。
（1）基面Pr：过切削刃上的选定点，垂直于切削速度方向的平面。 特点：Vc相切于外圆，则Pr∥刀杆底面。进给方向在Pr内。
（2）切削平面Ps：过切削刃上的选定点，包括切削刃或切于切削刃（曲面刃）且垂直于基面Pr的平面。
特点：Ps⊥刀杆底面，Vc方向在Ps内。Ps⊥Pr。Vf不垂直于Ps。
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