金属切削加工中的切削运动与参数

在金属切削加工过程中，为了获得各种形状的零件，工具与工件之间必须具有一定的相对运动，这种相对运动称为切削运动，它由各种切削机床的传动系统提供。如图7-1所示。切削运动按其所起的作用可分为主运动和进给运动两种。

图7-1 常见机械加工方法的切削运动

（1）主运动

主运动是指形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动，也就是切下切屑的基本运动。主运动的表式方式有两种：一种为转速，即每分钟转数（r/min）；一种为工作行程的运动速度（m/min）或每分钟往复行程（冲程）次数（dst/min）。

（2）进给运动

进给运动是指使工件多余的材料不断被去除的工作运动。进给运动可以是连续的，也可以是间断的。如车削时车刀沿工件轴线的连续运动；刨削时刨刀沿垂直于主运动方向的间断运动。

切削运动的主运动只有一个，而进给运动则可能有一个或几个。主运动和进给运动可由刀具和工件分别完成，也可由刀具单独完成。

在切削过程中，工件表面上的金属不断地被刀具一层层地切下来转化为切屑，从而加工出所需要的工件新表面。在新表面的形成过程中，工件上形成了三个不断依次变化着的表面，如图7-2所示。

图7-2 切削运动与加工表面

（1）待加工表面

工件上即将被切除的表面。它随切削运动的进行逐渐缩小，直至全部切除。

（2）已加工表面

工件上经刀具切削后形成的新表面。它随着切削运动的进行逐渐变大。

（3）过渡表面

工件上被切削刃正在切削着的表面，它总是处在待加工表面与已加工表面之间，也称切削表面或加工表面。

（1）切削用量

切削用量是指切削速度、进给量和背吃刀量，合称为切削用量三要素。(www.xing528.com)

1）切削速度v_c在切削加工时，切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度，其单位为m/s或m/min。切削刃上不同选定点的速度是不相同的。

当主运动为旋转运动时，切削速度可按式（7-1）计算。

式中 d——工件或刀具直径（mm）；

n——工件或刀具转速（r/min）。

2）进给量f是指主运动每转一转，刀具沿进给运动方向相对于工件的位移量。单位是mm/r，f称为每转进给量。钻削、铣削等多刀齿刀具切削时还可用每齿进给量f_z表示，单位是mm/z。进给运动有时还用进给速度v_f来表示，三者关系见式（7-2），单位是mm/min。＜para-h＞式中z——刀具齿数；

n——主运动转速（r/min）。

3）背吃刀量a_p是指零件上已加工表面至待加工表面间的垂直距离。对外圆车削（见图7-3）来说，背吃刀量可按式（7-3）计算，单位是mm。

式中 d_w——工件待加工表面直径（mm）；

d_m——工件已加工表面直径（mm）。

图7-3 外圆纵车削时切削层的参数

（2）切削层参数

切削层是指切削时，切削刃在一次进给中从工件的待加工表面上切除的那一层金属。如图7-3所示，当工件旋转一周时，车刀由位置Ⅱ移动到位置Ⅰ，位置Ⅰ与位置Ⅱ之间被切离的那一层金属（阴影部分）即为切削层。其截面尺寸的大小即为切削层参数。切削层参数通常在与主运动方向相垂直的平面内观察和度量。

1）切削层公称厚度h_D（mm）是指在垂直于切削表面度量的切削层尺寸。车外圆时，如车刀主切削刃为直线，则

2）切削层公称宽度b_D（mm）是指沿切削表面度量的切削层尺寸。如车刀主切削刃为直线，则

3）切削层公称横截面积A_D（mm²）是指切削层在切削层尺寸度量平面内的横截面积。其计算公式为