切削加工简介

金属切削加工是用刀具切去被加工零件上的多余金属层，从而获得几何形状、尺寸精度和表面粗糙度都符合要求的零件的加工过程。

切削加工分为钳工和机械加工（简称机加工）两部分。

钳工一般是通过工人手持工具来进行切削加工。钳工的劳动强度大，生产效率低，但是，在某些场合，钳工有其独特的价值，比机加工更经济、更方便。目前在维修和装配工作中钳工仍经常应用。它作为切削加工的一部分，仍是不可缺少的，并占有特殊的地位。

机加工是通过工人操作机床进行切削加工，按所用的切削工具的类型又分为两类：一类是利用刀具进行加工的，如车削、钻削、镗削、铣削、刨削等；另一类是利用磨料进行加工的，如磨削、珩磨、研磨、超精加工等。图3.13为常见机械加工方式的示意图。

图3.13　机械加工方式的应用举例

（1）切削运动

各种零件的形状，初看差别很大，但仔细分析，都是由平面、圆柱面、圆锥面、特形面（如球面、螺旋面等）组成。在加工这些面时，刀具与工件之间必须有一定的相对运动，即切削运动。根据它们在切削过程中所起的作用不同，可分为主运动和进给运动。

主运动是刀具直接切除工件上的切削层，以形成工件新表面的最基本运动。也就是说，没有这个运动，就无法切削。其特点是在切削过程中速度最高，消耗机床功率最多。例如，车削时，工件的旋转运动；钻削时，钻头的旋转运动；牛头刨床刨削时，刨刀的往复直线运动；龙门刨床刨削时，工件的直线往复运动；铣削时，铣刀的旋转运动；密削时，砂轮的旋转运动。

大多数加工方法中只有一个主运动。没有主运动就没有切削，它可以是旋转运动也可以是平移运动。

进给运动是使金属层不断投入切削，从而加工出完整表面所得的运动，没有这一运动就不能连续切削。例如，车削时，车刀的移动；钻削时，钻头的移动；牛头刨床刨削时，工件的间歇移动；铣削时，工件的移动；磨外圆时，工件的旋转运动和沿轴向移动。

进给运动在形式上不局限于旋转或直线运动、连续运动或间断运动，进给运动的数量也不局限于一个，例如，磨外圆时就得要多个进给运动。

（2）切削用量三要素

在切削运动作用下，工件被加工表面不断被切削，从而加工出所需的工件新表面的形成过程中，工件上存在着3个不断变化的表面，如图3.14所示。下面以车削加工为例。

图3.14　切削要素

待加工表面：工件上即将被切除金属层的表面；

加工表面：工件上正被刀具切削加工的表面；(www.xing528.com)

已加工表面：工件上已被切除多余金属后形成的新表面。

在切削过程中，反映主运动和进给运动的大小、刀具切入工件深浅的3个量值合称为切削用量，分别用切削速度、进给量和背吃刀量来表示，被称为切削用量三要素。

1）切削速度

切削速度（v）是单位时间内，工件与刀具沿主运动方向相对移动过的距离，单位为m/s。当主运动为旋转运动（车、钻、铣、镗、磨）时，则

式中　D——工件待加工表面直径或刀具的最大直径，mm；

n——工件或刀具的转速，r/min。当主运动为往复直线运动时，则取其平均速度为切削速度。

式中　L——往复直线运动的形成长度，mm；

nr——主运动每分钟的往复次数，即形成数，str/min。

2）进给量

主运动一个循环内，或单位时间内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移量称为进给量（f）。

例如，车削时，工件每转一转，车刀沿进给运动方向移动的距离，牛头刨床刨削时，刀具每往复一次，工件沿进给运动方向移动的距离。

3）背吃刀量

背吃刀量（ap）是待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，其单位为mm。车削外圆时，有

式中　D——待加工表面的直径，mm；

d——已加工表面的直径，mm。