机械制造工程学 习题答案 作者 李伟 谭豫之 第1章 金属切削加工的基础知识
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30
机械制造工程学
1. 正交平面参考系
第1章 金属切削加工的基础知识
2.切削平面Ps：
“通过主切削刃上选定点， 与切削刃相切并垂直于基 面的平面”。
31
机械制造工程学
1. 正交平面参考系
第1章 金属切削加工的基础知识
3.正交平面
（主剖面）Po：
“通过主切削刃上选定点， 并同时垂直于基面和切削 平面的平面”。
25
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
26
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
27
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
归结起来： “三面两刃一尖”
后刀面Aα 前刀面Ar 副后刀面Aα’
交线
主切削刃s
17
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
第二节 刀具的几何角度和结构
18
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
19
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
20
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
刀具材料(cutting tool materials)在切削时要承受 高温、高压、摩擦、冲击、振动，金属切削过程中的 加工质量、加工效率、加工成本，在很大程度上取决 于刀具材料的合理选择。
51
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具材料应具备的基本性能
高的硬度；必须高于工件硬度，通常应60HRC以上。 足够的强度和韧性；
下次课预习
第三节 切削层参数 第四节 刀具材料
43
机械制造工程学
1
复习
第1章 金属切削加工的基础知识
2
3
4
44
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
随堂测试
• 试画出下图所示切断刀的正交平面参考系的 标注角度 γo、αo 、κr ′、κr 、αo ′（要求标出假 定主运动方向 vc、假定进给运动方向vf 、基 面pr 和切削平面 ps）
第1章 金属切削加工的基础知识
发生线：形成零件各种表面的母线和导线的统称。
6
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素
第1章 金属切削加工的基础知识
7
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素
第1章 金属切削加工的基础知识
完成切削加工必须具备的两个条件：
• 切削刀具与工件之间必须有一定的相对运动—— 切削运动
车、铣、钻、刨、磨典型加工的运动
12
机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
滚齿加工的运动
13
机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
其他运动
14
机械制造工程学
三、切削用量三要素
1. 切削速度：(vc)
“切削刃选定点相对 与工件主运动的瞬时 速度”。通常以最大 线速度为准。
主偏角：
主切削刃在基面 上的投影与进给 方向的夹角。
刀尖角： “主切削刃与副切削刃之间的 夹角”。εr=180º-(Кr+Кr’)
36
机械制造工程学
三、刀具的标注角度
在正交平面内测量的角度
第1章 金属切削加工的基础知识
前角：γ o 前刀面与基面之间 的夹角。
后角：α o 后刀面与切削平面 的夹角。
机械制造工程学
三、残留面积
第1章 金属切削加工的基础知识
AD
1 2
f
Rm ax
Rm ax
ctg
'
f
ctg
49
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
第四节 刀具材料
50
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具材料应具备的基本性能
金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数 外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。
主运动是旋转运动时：
vc
( dw n)
1000 60
(m / s)
主运动是直线运动时：
vc
2 L nr 1000 60
(m / s)
第1章 金属切削加工的基础知识
15
机械制造工程学
三、切削用量三要素
2.进给量：( f )
“工件或刀具每转一转 时，两者沿进给方向的 相对位移”。
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
第一节 切削运动和切削要素
3
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素 1. 零件的种类及组成
第1章 金属切削加工的基础知识
平面
4
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素 1. 零件的种类及组成
第1章 金属切削加工的基础知识
圆柱面
5
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素 1. 零件的种类及组成
37
机械制造工程学
三、刀具的标注角度
第1章 金属切削加工的基础知识
38
机械制造工程学
三、刀具的标注角度
第1章 金属切削加工的基础知识
刃倾角：λ S 在切削平面内，主 切削刃与基面之间 的夹角。
39
机械制造工程学
四、刀具的工作角度
第1章 金属切削加工的基础知识
oe 0 oe o tg v f f n f
45
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
第三节 切削层参数
46
机械制造工程学
一、切削层
第1章 金属切削加工的基础知识
定义：
刀具沿进给方向移动一个进给量 f ，由 一个刀齿正在切削着的金属层。
切削层的大小和形状直接影响：
刀具切削部分承受的载荷大小； 决定了切屑的尺寸和形状；
47
机械制造工程学
53
机械制造工程学
1. 工具钢
第1章 金属切削加工的基础知识
碳素工具钢（carbon tool steel） ：含碳量较高的优 质钢(含碳量为0.7%～1.2%，如T10A等)，淬火后硬度较高、 价廉，但耐热性较差。
合金工具钢（alloy tool steel） ：在碳素工具钢中 加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素而形成的。 (如 9SiCr 等)，可适当减少热处理变形和提高耐热性。
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
机械制造工程学
Mechanical Manufacturing Engineering
第1章 金属切削加工的基础知识
授课：张俊雄
中国农业大学 工学院 Email: mech18@
机械制造工程学
本章内容
第1章 金属切削加工的基础知识
第一节 切削运动和切削要素 第二节 刀具的几何角度和结构 第三节 切削层参数 第四节 刀具材料
RE 0.033
58
机械制造工程学
2. 高速钢
第1章 金属切削加工的基础知识
高性能高速钢 在通用型高速钢中增加碳、
钒、钴或铝等合金元素，使其常温硬度可达 67～70HRC，抗氧化能力、耐磨性与热稳定性 进一步提高。可以用于加工不锈钢、高温合 金、耐热钢和高强度钢等难加工材料。典型 牌号有M42。
59
21 21
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
22
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
23
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
24
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
较高的耐磨性；
较高的耐热性；
良好的导热性和工艺性；
经济性。
52
机械制造工程学
二、常用刀具材料
工具钢 高速钢 硬质合金
陶瓷 超硬刀具材料
第1章 金属切削加工的基础知识
包括碳素工具钢、 合金工具钢。
包括普通高速钢 和高性能高速钢。
有钨钴类硬质合金、 钨钛钴类硬质合金 和钨钛钽（铌）类 硬质合金。
推广使用新型刀具材料 如天然金刚石、聚晶金 刚石、立方氮化硼等。
56
机械制造工程学
2. 高速钢
第1章 金属切削加工的基础知识
通用型高速钢
国别及标准
中国GB/T
美国ASTM
德国DIN
日本JIS
标准代号 主要牌号
GB/T9943-88 ASTM600-92 DIN17350-1980 JISG4403_2000
W18Cr4V
T1
W6Mo5Cr4V2
M2
W2Mo9Cr4V2
交线
副切削刃s’
连接部分
刀尖
28
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
二、刀具标注角度参考系
前提条件：
不考虑进给运动； 车刀刀尖与工件中心等高； 刀杆中心线与进给方向垂直； 刀具的安装面与基面Pr平行。
29
机械制造工程学
1. 正交平面参考系
第1章 金属切削加工的基础知识
1.基面Pr：
“通过主切削刃上选定点垂 直于主运动方向的平面”
二、切削层的参数
切削厚度：hD 垂直于过渡表面度量的切 削层尺寸 hD=f∙sinКr (mm)
第1章 金属切削加工的基础知识
切削宽度：bD “沿着过渡表面度量的切削层 尺寸” bD=ap/sinКr (mm)
切削面积：AD AD=hD∙bD (mm2)
对于外圆车削： AD=f∙ap (mm2)
48
34
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
3. 假定工作平面、背平面参考系
背平面（切深 剖面）Pp:
“通过主切削刃上 选定点，同时垂直 于基面和假定工作 平面的平面”。
35
机械制造工程学
三、刀具的标注角度
第1章 金属切削加工的基础知识
在基面内测量的角度： 副偏角：
副切削刃在基面上的投影 与进给方向的夹角。
vc d n d
40
机械制造工程学
四、刀具的工作角度
第1章 金属切削加工的基础知识
pe p p
pe p p
sin p
2h D
41
机械制造工程学
四、刀具的工作角度
第1章 金属切削加工的基础知识
42
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
M7
S18-0-1 S6-5-2 S400
SKH2 SKH52 SKH50
W9Mo3Cr4V
57
机械制造工程学
2. 高速钢 W18Cr4V的化学成份
第1章 金属切削加工的基础知识
化学成分/（%）
C
Si Mn Cr Mo
V
WSP源自0.79 0.21 0.15 4.20 0.11 1.16 18.65 0.006 0.026
17三切削用量三要素三切削用量三要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识18机械制造工程学金属切削加工的基础知识一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素19机械制造工程学金属切削加工的基础知识一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素20机械制造工程学金属切削加工的基础知识2121一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识22一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识23一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识24一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识25一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识26一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识27一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识归结起来
f (mm/r), vf (mm/s), fz (mm/z)
vf
f n 60
fz zn 60
第1章 金属切削加工的基础知识
16
机械制造工程学
三、切削用量三要素
3.背吃刀量：(ap)
“工件上已加工表面和 待加工表面之间的垂直 距离”。
对于外圆车削：
ap
dw
dm 2
(mm)
第1章 金属切削加工的基础知识
由于这两种刀具材料的耐热性较低，常用来制造一些切 削速度不高的手工工具，如锉刀、锯条、铰刀、丝锥、板牙 等，较少用于制造其它刀具。
54
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
2. 高速钢
高速钢（1900年首次使用）属于高碳、高合金 型的工具钢，其碳元素含量一般在 0.7%～1.6%，W、Ｍo、Cr、V、Co等合金 元素的重量百分比之和在10%～40%之间， 其中Cr元素的含量固定在4%左右。
32
机械制造工程学
2. 法平面参考系
第1章 金属切削加工的基础知识
法平面Pn:
“通过主切削刃上选定 点，并垂直于切削刃 的平面”。
33
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
3. 假定工作平面、背平面参考系
假定工作平面（进 给剖面）Pf：
“通过主切削刃上选 定点，平行于进给方 向并垂直于基面的平 面”
• 切削刃有一定的形状。
8
机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
切削运动
直线运动 旋转运动
9
机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
1. 主运动：直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形 成工件新表面的运动。 通常用切削速度 vc (m/s) 表示。
特点：速度高、功耗大、只能有一个。
基本性能：
硬度：62~65HRC 耐热性：500~600 ℃ 切削速度：V< 30 m/min 工艺性好，适用于制造复杂刀具。
55
机械制造工程学
2. 高速钢
第1章 金属切削加工的基础知识
高速钢的分类： 按用途可分为：通用高速钢和高性能高速钢。 按制造工艺可分为: 熔炼高速钢、粉末冶金高
速钢和表面涂层高速钢。 按基本化学成份可分为: 钨系和钨钼系。
2. 进给运动：不断地把切削层投入切削的运动。通常用vf、f 或 fz表示。
特点：速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。
3. 合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。用ve表示。
10
机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
11
机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
机械制造工程学
2. 高速钢
第1章 金属切削加工的基础知识
高性能高速钢
类别 无钴含
铝
含钴
高钒
含钴高 钒
主要牌号 W6Mo5Cr4V2Al (M2Al) W9Mo3Cr4VAl (W9Al) W6Mo5Cr4V2SiNbAl (B201) W2Mo9Cr4VCo8(M42) W6Mo5Cr4V2Co5 (M36)
机械制造工程学
1. 正交平面参考系
第1章 金属切削加工的基础知识
2.切削平面Ps：
“通过主切削刃上选定点， 与切削刃相切并垂直于基 面的平面”。
31
机械制造工程学
1. 正交平面参考系
第1章 金属切削加工的基础知识
3.正交平面
（主剖面）Po：
“通过主切削刃上选定点， 并同时垂直于基面和切削 平面的平面”。
25
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
26
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
27
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
归结起来： “三面两刃一尖”
后刀面Aα 前刀面Ar 副后刀面Aα’
交线
主切削刃s
17
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
第二节 刀具的几何角度和结构
18
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
19
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
20
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
刀具材料(cutting tool materials)在切削时要承受 高温、高压、摩擦、冲击、振动，金属切削过程中的 加工质量、加工效率、加工成本，在很大程度上取决 于刀具材料的合理选择。
51
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具材料应具备的基本性能
高的硬度；必须高于工件硬度，通常应60HRC以上。 足够的强度和韧性；
下次课预习
第三节 切削层参数 第四节 刀具材料
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机械制造工程学
1
复习
第1章 金属切削加工的基础知识
2
3
4
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机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
随堂测试
• 试画出下图所示切断刀的正交平面参考系的 标注角度 γo、αo 、κr ′、κr 、αo ′（要求标出假 定主运动方向 vc、假定进给运动方向vf 、基 面pr 和切削平面 ps）
第1章 金属切削加工的基础知识
发生线：形成零件各种表面的母线和导线的统称。
6
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素
第1章 金属切削加工的基础知识
7
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素
第1章 金属切削加工的基础知识
完成切削加工必须具备的两个条件：
• 切削刀具与工件之间必须有一定的相对运动—— 切削运动
车、铣、钻、刨、磨典型加工的运动
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机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
滚齿加工的运动
13
机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
其他运动
14
机械制造工程学
三、切削用量三要素
1. 切削速度：(vc)
“切削刃选定点相对 与工件主运动的瞬时 速度”。通常以最大 线速度为准。
主偏角：
主切削刃在基面 上的投影与进给 方向的夹角。
刀尖角： “主切削刃与副切削刃之间的 夹角”。εr=180º-(Кr+Кr’)
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机械制造工程学
三、刀具的标注角度
在正交平面内测量的角度
第1章 金属切削加工的基础知识
前角：γ o 前刀面与基面之间 的夹角。
后角：α o 后刀面与切削平面 的夹角。
机械制造工程学
三、残留面积
第1章 金属切削加工的基础知识
AD
1 2
f
Rm ax
Rm ax
ctg
'
f
ctg
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机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
第四节 刀具材料
50
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具材料应具备的基本性能
金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数 外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。
主运动是旋转运动时：
vc
( dw n)
1000 60
(m / s)
主运动是直线运动时：
vc
2 L nr 1000 60
(m / s)
第1章 金属切削加工的基础知识
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机械制造工程学
三、切削用量三要素
2.进给量：( f )
“工件或刀具每转一转 时，两者沿进给方向的 相对位移”。
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
第一节 切削运动和切削要素
3
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素 1. 零件的种类及组成
第1章 金属切削加工的基础知识
平面
4
机械制造工程学
一、切削运动和切削要素 1. 零件的种类及组成
第1章 金属切削加工的基础知识
圆柱面
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机械制造工程学
一、切削运动和切削要素 1. 零件的种类及组成
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机械制造工程学
三、刀具的标注角度
第1章 金属切削加工的基础知识
38
机械制造工程学
三、刀具的标注角度
第1章 金属切削加工的基础知识
刃倾角：λ S 在切削平面内，主 切削刃与基面之间 的夹角。
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机械制造工程学
四、刀具的工作角度
第1章 金属切削加工的基础知识
oe 0 oe o tg v f f n f
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机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
第三节 切削层参数
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机械制造工程学
一、切削层
第1章 金属切削加工的基础知识
定义：
刀具沿进给方向移动一个进给量 f ，由 一个刀齿正在切削着的金属层。
切削层的大小和形状直接影响：
刀具切削部分承受的载荷大小； 决定了切屑的尺寸和形状；
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机械制造工程学
53
机械制造工程学
1. 工具钢
第1章 金属切削加工的基础知识
碳素工具钢（carbon tool steel） ：含碳量较高的优 质钢(含碳量为0.7%～1.2%，如T10A等)，淬火后硬度较高、 价廉，但耐热性较差。
合金工具钢（alloy tool steel） ：在碳素工具钢中 加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素而形成的。 (如 9SiCr 等)，可适当减少热处理变形和提高耐热性。
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
机械制造工程学
Mechanical Manufacturing Engineering
第1章 金属切削加工的基础知识
授课：张俊雄
中国农业大学 工学院 Email: mech18@
机械制造工程学
本章内容
第1章 金属切削加工的基础知识
第一节 切削运动和切削要素 第二节 刀具的几何角度和结构 第三节 切削层参数 第四节 刀具材料
RE 0.033
58
机械制造工程学
2. 高速钢
第1章 金属切削加工的基础知识
高性能高速钢 在通用型高速钢中增加碳、
钒、钴或铝等合金元素，使其常温硬度可达 67～70HRC，抗氧化能力、耐磨性与热稳定性 进一步提高。可以用于加工不锈钢、高温合 金、耐热钢和高强度钢等难加工材料。典型 牌号有M42。
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机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
22
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
23
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
24
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
一、刀具切削部分的结构要素
较高的耐磨性；
较高的耐热性；
良好的导热性和工艺性；
经济性。
52
机械制造工程学
二、常用刀具材料
工具钢 高速钢 硬质合金
陶瓷 超硬刀具材料
第1章 金属切削加工的基础知识
包括碳素工具钢、 合金工具钢。
包括普通高速钢 和高性能高速钢。
有钨钴类硬质合金、 钨钛钴类硬质合金 和钨钛钽（铌）类 硬质合金。
推广使用新型刀具材料 如天然金刚石、聚晶金 刚石、立方氮化硼等。
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机械制造工程学
2. 高速钢
第1章 金属切削加工的基础知识
通用型高速钢
国别及标准
中国GB/T
美国ASTM
德国DIN
日本JIS
标准代号 主要牌号
GB/T9943-88 ASTM600-92 DIN17350-1980 JISG4403_2000
W18Cr4V
T1
W6Mo5Cr4V2
M2
W2Mo9Cr4V2
交线
副切削刃s’
连接部分
刀尖
28
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
二、刀具标注角度参考系
前提条件：
不考虑进给运动； 车刀刀尖与工件中心等高； 刀杆中心线与进给方向垂直； 刀具的安装面与基面Pr平行。
29
机械制造工程学
1. 正交平面参考系
第1章 金属切削加工的基础知识
1.基面Pr：
“通过主切削刃上选定点垂 直于主运动方向的平面”
二、切削层的参数
切削厚度：hD 垂直于过渡表面度量的切 削层尺寸 hD=f∙sinКr (mm)
第1章 金属切削加工的基础知识
切削宽度：bD “沿着过渡表面度量的切削层 尺寸” bD=ap/sinКr (mm)
切削面积：AD AD=hD∙bD (mm2)
对于外圆车削： AD=f∙ap (mm2)
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34
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
3. 假定工作平面、背平面参考系
背平面（切深 剖面）Pp:
“通过主切削刃上 选定点，同时垂直 于基面和假定工作 平面的平面”。
35
机械制造工程学
三、刀具的标注角度
第1章 金属切削加工的基础知识
在基面内测量的角度： 副偏角：
副切削刃在基面上的投影 与进给方向的夹角。
vc d n d
40
机械制造工程学
四、刀具的工作角度
第1章 金属切削加工的基础知识
pe p p
pe p p
sin p
2h D
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机械制造工程学
四、刀具的工作角度
第1章 金属切削加工的基础知识
42
机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
M7
S18-0-1 S6-5-2 S400
SKH2 SKH52 SKH50
W9Mo3Cr4V
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机械制造工程学
2. 高速钢 W18Cr4V的化学成份
第1章 金属切削加工的基础知识
化学成分/（%）
C
Si Mn Cr Mo
V
WSP源自0.79 0.21 0.15 4.20 0.11 1.16 18.65 0.006 0.026
17三切削用量三要素三切削用量三要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识18机械制造工程学金属切削加工的基础知识一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素19机械制造工程学金属切削加工的基础知识一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素20机械制造工程学金属切削加工的基础知识2121一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识22一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识23一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识24一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识25一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识26一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识27一刀具切削部分的结构要素一刀具切削部分的结构要素机械制造工程学金属切削加工的基础知识归结起来
f (mm/r), vf (mm/s), fz (mm/z)
vf
f n 60
fz zn 60
第1章 金属切削加工的基础知识
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机械制造工程学
三、切削用量三要素
3.背吃刀量：(ap)
“工件上已加工表面和 待加工表面之间的垂直 距离”。
对于外圆车削：
ap
dw
dm 2
(mm)
第1章 金属切削加工的基础知识
由于这两种刀具材料的耐热性较低，常用来制造一些切 削速度不高的手工工具，如锉刀、锯条、铰刀、丝锥、板牙 等，较少用于制造其它刀具。
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机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
2. 高速钢
高速钢（1900年首次使用）属于高碳、高合金 型的工具钢，其碳元素含量一般在 0.7%～1.6%，W、Ｍo、Cr、V、Co等合金 元素的重量百分比之和在10%～40%之间， 其中Cr元素的含量固定在4%左右。
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机械制造工程学
2. 法平面参考系
第1章 金属切削加工的基础知识
法平面Pn:
“通过主切削刃上选定 点，并垂直于切削刃 的平面”。
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机械制造工程学
第1章 金属切削加工的基础知识
3. 假定工作平面、背平面参考系
假定工作平面（进 给剖面）Pf：
“通过主切削刃上选 定点，平行于进给方 向并垂直于基面的平 面”
• 切削刃有一定的形状。
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机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
切削运动
直线运动 旋转运动
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机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
1. 主运动：直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形 成工件新表面的运动。 通常用切削速度 vc (m/s) 表示。
特点：速度高、功耗大、只能有一个。
基本性能：
硬度：62~65HRC 耐热性：500~600 ℃ 切削速度：V< 30 m/min 工艺性好，适用于制造复杂刀具。
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2. 高速钢
第1章 金属切削加工的基础知识
高速钢的分类： 按用途可分为：通用高速钢和高性能高速钢。 按制造工艺可分为: 熔炼高速钢、粉末冶金高
速钢和表面涂层高速钢。 按基本化学成份可分为: 钨系和钨钼系。
2. 进给运动：不断地把切削层投入切削的运动。通常用vf、f 或 fz表示。
特点：速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。
3. 合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。用ve表示。
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机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
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机械制造工程学
二、切削运动分析
第1章 金属切削加工的基础知识
机械制造工程学
2. 高速钢
第1章 金属切削加工的基础知识
高性能高速钢
类别 无钴含
铝
含钴
高钒
含钴高 钒
主要牌号 W6Mo5Cr4V2Al (M2Al) W9Mo3Cr4VAl (W9Al) W6Mo5Cr4V2SiNbAl (B201) W2Mo9Cr4VCo8(M42) W6Mo5Cr4V2Co5 (M36)