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第一章：金属切削过程的基础知识1.1基本定义目前绝大多数零件的机械加工都要通过金属切削过程来完成。金属切削过程是刀具和工件相互作用的过程。刀具从工件上切除多余的金属，并在高生产率和低成本的前提下，使工件得到符合技术要求的形状、位置、尺寸精度和表面质量。为实现这一过程，工件与刀具之间要有相对运动，即切削运动，它由金属切削机床来完成。机床、夹具、刀具和工件，构成一个机械加工工艺系统，切削过程的各种现象和规律都要在这个系统的运动状态中去研究。1.1.1切削运动与切削用量在金属切削中，为了要从工件中切去一部分金属，刀具与工件之间必须完成一定的切削运动。如外圆车削时，工件做旋转运动，刀具做连续纵向直线运动，形成了工件的外圆柱表面。在新的表面的形成过程中，工件上有三个不断变化的表面（图1.1)：待加工表面：即将被切去金属层的表面，随着切削过程的进行，它将逐渐减小，直至全部切去；已加工表面：已经切去一部分金属形成的新表面，并随着切削的继续进行而逐渐扩大；过渡表面（加工表面）：切削刃正在切削着的表面，它总是处在待加工表面和已加工表面之间，它在下一切削行程（如刨削）、刀具或工件的下一转里（如单刃镗削或车削）将被切除，或者由下一切削刃（如铣削）切除。待加工表面过渡表面已加工表面这些定义也适用于其他切削。图1.2(a)、（b)、（c)分别表示了刨削、钻削、铣削时的切削运动。1.1.1.1切削运动在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这些运动是由金属切削机床完成的。金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。但是，按切削时工件与刀具相对运动所起的作用可分为主运动和进给运动，如图1.1所示。(1)主运动主运动是切下金属所必需的最主要的运动。它使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切人工件材料，使切削层转变为切屑。通常它的速度最高，消耗机床功率最多。任何切削过程必须有而且只能有一个主运动。主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。例如，车削加工时工件的旋转运动，钻削和铣削加工时刀具的旋转运动，牛头刨床刨削时刀具的直线往复运动等都是主运动。主运动可以由工件完成(如车削、龙门刨削等）；也可以由刀具完成(如钻削、铣削、牛头刨床上刨削及磨削加工等）。由于切削刃上各点的运动情况不一定相同，所以在研究问题时，应选取切削刃上某一个合适的点为研究对象，该点称为切削刃上选定点。主运动方向（图1.3):切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。切削速度（主运动速度(图1.3):切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。(2)进给运动进给运动是使新的金属不断投人切削，配合主运动加工出完整表面所需的运动。它保证切削工作连续或反复进行，从而切除切削层形成已加工表面。一般情况下，进给运动的速度较低，功率消耗也较少。机床的进给运动可以是一个，如钻削时钻头轴向进给;也可以是多个，如外圆磨削时的轴向进给、圆周进给和径向进给；甚至没有进给运动（如拉削加工）。进给运动可以是连续运动，如钻孔、车外圆、铣平面等；也可以是间歇运动，如刨平面、车外圆的横向进给等。进给运动可由工件完成，如刨削、磨削等；也可以由刀具完成，如车削、钻削等。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。进给运动方向（图1.3):切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给运动的方向。进给速度vf（图1.3):切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。(3)合成切削运动主运动和进给运动可以同时进行（车削、铣削等），也可交替进行(刨削等）。当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一点相对工件的运动称为合成切削运动。合成切削运动方向（图1.3):切削刃上选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向。合成切削速度％(图1.3):切削刃上选定点相对于工件的合成切削运动的瞬时速度。合成切削速度向量等于主运动速度与进给运动速度的向量和。即ve=vc+vf(1.1)由于通常进给速度Vf,比主运动速度Vc小得多，故常将主运动看成是合成切削运动，即一般认为:Ve=Vc。第一章选择题：1、在车削过程中，已经切去一部分金属形成的表面是（）。A.待加工表面、B.过渡表面、C.已加工表面、D.成型面。2、主切削刃与工件过渡表面接触长度在主运动方向和进给运动方向所组成平面的法线方向上测量的值是切削用量中的（）。A.进给量、B.切削用量、C.背吃刀量、D.切削深度。3、外圆车刀主切削刃与副切削刃的交点是（）。A.刀尖、B.主切削刃、C.副切削刃、D.刀柄。4、外圆车刀的前刀面与主后刀面的交线是（）。A.刀尖、B.主切削刃、C.副切削刃、D.刀柄。5、由切削平面、基面、法平面组成的是（）参考系。A.空间直角坐标、B.正交平面、C.背平面、D.法平面。6、由背平面、基面、假定工作平面组成的是（）参考系。A.正交平面、B.法平面、C.背平面、D.假定工作平面。7、在下述平面中与基面不垂直的是（）。A.正交平面、B.切削平面、C.假定工作平面、D.法平面。8、在基面上测量主切削刃与假定工作平面间的夹角是（）。A.前角、B.主后角、C.刃倾角、D.主偏角。9、正交平面与法平面之间的夹角是（）。A.刃倾角、B.主后角、C.前角、D.楔角。10、车刀横向进给运动时，随着刀尖接近轴心线刀具前角（）。A.减小、B.不变、C.增大、D.不确定。11、刀杆向右倾斜时，刀具（）增大。A.刃倾角、B.主偏角、C.前角、D.主后角。12、刀尖安装高于工件中心线时，刀具（）减小。A.刃倾角、B.主偏角、C.前角、D.主后角。13、随着主偏角减小，切削层宽度增大，厚度减小，切削层公称截面积（）。A.增大、B.减小、C.不变、D.不确定。14、下述材料性能中（）不属于刀具要求的基本性能。A.工艺性能、B.强度和韧性、C.导电、导热性、D.硬度耐磨性。15、下述刀具材料中硬度最高的是（）。A.高速钢、B.硬质合金、C.陶瓷、D.立方氮化硼。16、下述刀具材料中工艺性最好，可用于制作成型刀具的是（）。A.高速钢、B.硬质合金、C.陶瓷、D.立方氮化硼。17、高速钢品种中不含有（）。A.钨钢、B.钨钼钢、C.碳化钛钢、D.粉末冶金高速钢。18、硬质合金中的硬质颗粒是（）。A.钼的碳化物、B.钴的碳化物、C.钨和鈦的碳化物、D.氧化铝。19、硬质合金中黏合剂含量一定时，碳化物颗粒度越小，形成的硬质合金硬度（）。A.越低、B.越高、C.不变、D.不确定。20、陶瓷刀具材料的优点中没有（）。A.硬度耐磨性、B.摩擦系数低、C.工艺性好、D.化学稳定性高。