金属切削加工基础知识.
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金属切削加工的基本知识
（2）进给速度vf和进给量f
进给速度vf是单位时间内刀具对工件沿进给方
向的相对位移，单位是mm/s或mm/min。
进给量f是工件或刀具每回转一周时两者沿进
给运动方向的相对位移，单位是mm/r。
二者关系：
vf=f×n
切 削 用 量 三 要 素
（3）背吃刀量 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离，单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算： ap=（dw-dm）/2 mm 对于钻孔工作 ap=dm/2 mm 上两式中 dm——已加工表面直径（mm） dw—— 待加工表面直径（mm）
（3）金刚石
是目前人工制造出的最硬的物质，分天然和人造两种。
特点：
耐磨性好，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、
高耐磨的材料；
其热稳定性差， 强度低、脆性大、对振动敏感，只宜微量切削； 与铁有极强的化学亲合力，不适于加工黑金属。
（4）立方氮化硼
由软的立方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。
切 削 层 横 截 面 要 素
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的 截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的 负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 1. 切削厚度 ac (λs= 0)
ac＝ f sinκr
2. 切削宽度 aw
aw＝ ap/sinκr
3. 切削层面积 Ac ( κr = 0)
特点：Leabharlann 有很高的硬度及耐磨性； 热稳定性好，可用来加工高温合金； 化学惰性大，可用与加工淬硬钢及冷硬铸铁； 有良好的导热性、较低的摩擦系数。
第二节 金属切削过程中的基本规律
一、切削变形
1.变形区的划分
进给速度vf是单位时间内刀具对工件沿进给方
向的相对位移，单位是mm/s或mm/min。
进给量f是工件或刀具每回转一周时两者沿进
给运动方向的相对位移，单位是mm/r。
二者关系：
vf=f×n
切 削 用 量 三 要 素
（3）背吃刀量 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离，单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算： ap=（dw-dm）/2 mm 对于钻孔工作 ap=dm/2 mm 上两式中 dm——已加工表面直径（mm） dw—— 待加工表面直径（mm）
（3）金刚石
是目前人工制造出的最硬的物质，分天然和人造两种。
特点：
耐磨性好，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、
高耐磨的材料；
其热稳定性差， 强度低、脆性大、对振动敏感，只宜微量切削； 与铁有极强的化学亲合力，不适于加工黑金属。
（4）立方氮化硼
由软的立方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。
切 削 层 横 截 面 要 素
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的 截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的 负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 1. 切削厚度 ac (λs= 0)
ac＝ f sinκr
2. 切削宽度 aw
aw＝ ap/sinκr
3. 切削层面积 Ac ( κr = 0)
特点：Leabharlann 有很高的硬度及耐磨性； 热稳定性好，可用来加工高温合金； 化学惰性大，可用与加工淬硬钢及冷硬铸铁； 有良好的导热性、较低的摩擦系数。
第二节 金属切削过程中的基本规律
一、切削变形
1.变形区的划分
机械制造技术基础 第2章
MMT
2.2.3 刀具工作角度
• 在横向进给切削或切断 工件时，随着进给量f值的增 加和加工直径d的减小，工作 后角不断减小，刀尖接近工 件中心位置时，工作后角的 减小特别严重，很容易因后 面和工件过渡表面剧烈摩擦 使刀刃崩碎或工件被挤断， 切削中应引起充分重视。因 此，切断工件时不宜选用过 大的进给量f，或在切断接近 结束时，应适当减小进给量 或适当加大标注后角。
MMT
2.2.3 刀具工作角度
当工件材料和加工性质不同时，常用硬质合金车刀的 合理前角如表2-1所示。
表2-1 合理前角 粗 车 精 车 硬质合金车刀合理前角的参考值 合理前角 粗 车 精 车
工件材料 低碳钢 中碳钢 合金钢 淬火钢
工件材料 灰铸铁 铜及铜合金 铝及铝合金 钛合金 ≤1.177 GP a
MMT
2.1.1 切削运动
3、合成切削运动
刀具与工件间的相对切削运 动是主运动和进给运动的合成运 动。切削刃上选定点相对于工件 的主运动的瞬时速度，称为切削 速度，以vc表示。切削刃上选定点 相对于工件的进给运动的瞬时速 度，称为进给速度，以vf表示。合 成切削运动的瞬时速度用ve表示。 则ve＝vc＋vf 。
MMT
2.2.2 刀具静止角度参考系及其坐标平面
MMT
2.2.2 刀具静止角度参考系及其坐标平面
刀具静止角度
2.
MMT
2.2.2 刀具静止角度参考系及其坐标平面
刀具在正交平面参考系中定义的标注角度有： （1）前角 γo ：前刀面与基面间的夹角（正交平面中测量） 作用：影响切屑的变形程度； 影响刀刃强度
后角α0：后刀面与切削平面间的夹角（正交 平面中测量）
MMT
2.2.2 刀具静止角度参考系及其坐标平面
机械制造基础-金属切削加工(本)
Page 40
车刀结构
（1）焊接式车刀 （2）机夹重磨式车刀 （3）机夹可转位车刀
Page 41
车刀结构
可转位车刀特点： 避免焊接缺陷 减少调刀时间 刀具材料性能好 标准化程度高
Page 42
2.车刀切削部分的主要角度
(1).坐标平面参考系 ① 基面pr：通过主切削刃选 定点，与该点切削速度垂直 的平面 ②主切削平面ps：通过主切 削刃选定点，与主切削刃相 切并垂直于基面 ③正交平面po ：通过主切削 刃选定点，同时垂直于基面 和主切削平面 ④假定工作平面pf ：通过主 切削刃选定点，垂直于基面 并平行于假定进 给运动方向
• 目前还没有一种刀具材料能够全部满足上述要求。
Page 27
一、
• • • •
常用刀具材料及其选择
碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金
常 用 新 型 材 料
Page 28
• 陶瓷刀具 • 金刚石刀具 • 立方氮化硼
碳素工具钢
• 碳素工具钢（T10、T12等）——含碳量较高（0.71.3）的优质钢，杂质少（S、P），淬火后较硬
Page 36
立方氮化硼
• 立方氮化硼刀具的硬度、耐磨性、热稳定 性、化学稳定性、导热性都比较高； • 主要的两大类氮化硼刀具是： • 整体聚晶立方氮化硼 • 立方氮化硼复合片
Page 37
刀具构造
二、刀具的组成
n
夹持部分 切削部分
f
刀具的组成：
切削部分 夹持部分
Page 38
三、刀具的几何形状
• 直线度 • 平面度 • 圆度
圆柱度 线轮廓度 面轮廓度
形状公差的标注
在图纸上用两个框格标注，前一框格标注形 状公差符号，后一框格填写形状公差值
车刀结构
（1）焊接式车刀 （2）机夹重磨式车刀 （3）机夹可转位车刀
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车刀结构
可转位车刀特点： 避免焊接缺陷 减少调刀时间 刀具材料性能好 标准化程度高
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2.车刀切削部分的主要角度
(1).坐标平面参考系 ① 基面pr：通过主切削刃选 定点，与该点切削速度垂直 的平面 ②主切削平面ps：通过主切 削刃选定点，与主切削刃相 切并垂直于基面 ③正交平面po ：通过主切削 刃选定点，同时垂直于基面 和主切削平面 ④假定工作平面pf ：通过主 切削刃选定点，垂直于基面 并平行于假定进 给运动方向
• 目前还没有一种刀具材料能够全部满足上述要求。
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一、
• • • •
常用刀具材料及其选择
碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金
常 用 新 型 材 料
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• 陶瓷刀具 • 金刚石刀具 • 立方氮化硼
碳素工具钢
• 碳素工具钢（T10、T12等）——含碳量较高（0.71.3）的优质钢，杂质少（S、P），淬火后较硬
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立方氮化硼
• 立方氮化硼刀具的硬度、耐磨性、热稳定 性、化学稳定性、导热性都比较高； • 主要的两大类氮化硼刀具是： • 整体聚晶立方氮化硼 • 立方氮化硼复合片
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刀具构造
二、刀具的组成
n
夹持部分 切削部分
f
刀具的组成：
切削部分 夹持部分
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三、刀具的几何形状
• 直线度 • 平面度 • 圆度
圆柱度 线轮廓度 面轮廓度
形状公差的标注
在图纸上用两个框格标注，前一框格标注形 状公差符号，后一框格填写形状公差值
金属切削的基础知识
弹性变形 塑性变形 挤裂 切离 切屑
切削过程： 三个变形区
（1）第一变形区
（2）第二变形区： （3）第三变形区：
制造技术
切屑种类：
1）带状切屑
外形连绵不断，与前刀 面接触的面很光滑，背面呈毛 茸状。用较大前角、较高的切 削速度和较小的进给量切削塑 性材料时，容易得到带状切屑。
制造技术
2）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料
制造技术
二、切削热的传散
在一般干切削的情况下，大部分的切削热由切屑传散出 去，其次由工件和刀具传散，而周围介质传散出去的热量很 少。但各种传散热量的比例，随着工件材料、刀具材料、切 削用量、刀具角度及切削方式等切削条件的不同而异。 切削热传散给切削及周围介质，对切削加工没有影响， 且传散得越多越好。 切削热传散给刀具切削部分，使刀具磨损加快，缩短刀 具的使用寿命；切削热传散给工件，影响工件的加工精度和 表面质量。 为了减小切削热对工件加工质量的不良影响，可采取的 两方面工艺措施：一是减小工件材料的变形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和减少切削热；二是要加速切削热的传散，以 降低切削温度。
面粗糙度；严重时，会引起崩刀打刀，加速刀具的磨损。 二、表层材质变化
1.加工硬化
加工硬化是指在切削过程中，工件已加工表面受刀刃和后 面的挤压和摩擦而产生塑性变形，使表层组织发生变化，硬度 显著提高的现象。硬化层深度可达到0.02～0.03mm,表层硬度 约为工件材料的1.2～2倍。
制造技术
对加工硬化的影响因素：刀具几何参数、切削条件、工件
制造技术
2.润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用， 可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部 分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件 坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工 性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工 件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨 粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮 耐用度以及工件表面质量。 3.清洗和排屑作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生 成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的 沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。 对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、 柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活 性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附
切削过程： 三个变形区
（1）第一变形区
（2）第二变形区： （3）第三变形区：
制造技术
切屑种类：
1）带状切屑
外形连绵不断，与前刀 面接触的面很光滑，背面呈毛 茸状。用较大前角、较高的切 削速度和较小的进给量切削塑 性材料时，容易得到带状切屑。
制造技术
2）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料
制造技术
二、切削热的传散
在一般干切削的情况下，大部分的切削热由切屑传散出 去，其次由工件和刀具传散，而周围介质传散出去的热量很 少。但各种传散热量的比例，随着工件材料、刀具材料、切 削用量、刀具角度及切削方式等切削条件的不同而异。 切削热传散给切削及周围介质，对切削加工没有影响， 且传散得越多越好。 切削热传散给刀具切削部分，使刀具磨损加快，缩短刀 具的使用寿命；切削热传散给工件，影响工件的加工精度和 表面质量。 为了减小切削热对工件加工质量的不良影响，可采取的 两方面工艺措施：一是减小工件材料的变形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和减少切削热；二是要加速切削热的传散，以 降低切削温度。
面粗糙度；严重时，会引起崩刀打刀，加速刀具的磨损。 二、表层材质变化
1.加工硬化
加工硬化是指在切削过程中，工件已加工表面受刀刃和后 面的挤压和摩擦而产生塑性变形，使表层组织发生变化，硬度 显著提高的现象。硬化层深度可达到0.02～0.03mm,表层硬度 约为工件材料的1.2～2倍。
制造技术
对加工硬化的影响因素：刀具几何参数、切削条件、工件
制造技术
2.润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用， 可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部 分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件 坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工 性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工 件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨 粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮 耐用度以及工件表面质量。 3.清洗和排屑作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生 成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的 沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。 对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、 柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活 性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附
第十七章 金属切削加工基础知识
图17-17 刀具磨损的三个阶段
• 第五节
工件材料的切削加工性
• 一、 衡量工件材料切削加工性的指标 • 由于切削加工性是对材料多方面的综合评价，所以很难用一个简单的 物理量来精确规定和测量。在生产和实验中，常取某一项指标来反映 材料切削加工性的某一具体方面，最常用的是vT和Kr。 • vT——指在一定的切削条件下，当刀具的寿命为T分钟时，切削某种材 料所允许的最大的切削速度。vT越高，表示材料的切削加工性越好。 通常取T＝60min，则vT可写作v60。 • Kr——称为相对加工性，一般以正火状态45钢的v60为基准，写作 （v60），然后将其它各种材料的v60与之相比所得的比值。当Kr＞1时， 表示该材料比45钢容易切削。反之，则比45钢难切削。常用工件材料 的相对加工性可分为八级，见表17-2。
• 五、切削热与切削温度 • 1.切削热的来源： • ⑴是正在加工和已加工表面所发生的弹性和塑性变形而产生的大量的热， 是切削热的主要来源； • ⑵是切屑与刀具前刀面之间的摩擦产生的热； • ⑶是工件与刀具后刀面之间的摩擦产生的热。切削时所消耗的功约有98% －99%转换为切削热。 • 2.切削温度 • 切削温度过高，会使刀头软化，磨损加剧，寿命下降；工件和刀具受热膨 胀，会导致工件精度超差影响加工精度，特别是在加工细长轴、薄壁套时， 更应注意热变形的影响。 ⑴ • 在生产实践中,为了有效地降低切削温度，常应用切削液，切削液能带走 大量的热，对降低切削温度的效果显著，同时还能起到润滑、清洗和防锈的 作用。常见的切削液有： • ⑴切削油 主要是各种矿物油、动植物油和加入油性、极压添加剂的混 合油。其润滑性能好，但冷却性能较差，主要用来减少磨损和降低工件的表 面粗糙度，一般用于低速精加工，如铣削加工和齿轮加工等。 • ⑵水溶液 主要成分是水并加入防锈剂、表面活性剂或油性添加剂。其 热导率高、流动性好，主要起冷却作用，同时还具有防锈、清洗等作用。 • ⑶乳化液 由乳化油加水稀释而成，呈乳白色或半透明状，有良好的流 动性和冷却作用，是应用最广泛的切削液。低浓度的乳化液用于粗车、磨削。 高浓度乳化液用于精车、钻孔和铣削等。在乳化液中加入硫、磷等有机化合 物，可提高润滑性。适用于螺纹、齿轮等精加工。
金属切削的基础知识
机械制造基础习题一、填空题1．切削用量三要素指的是切削速度、进给量、背吃刀量2．在金属切削过程中，切削运动可分为主运动和进给运动。
其中主运动消耗功率最大，速度最高。
3.金属切削刀具的材料应具备的性能有高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、高的耐热性和良好的散热性、良好的工艺性与经济性。
4．刀具在高温下能保持高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性．则该刀具的热硬性较高。
5．前刀面和基面的夹角是前角，后刀面与切削平面的夹角是后角，主切削刃在基面上的投影和进给方向之间的夹角是主偏角，主切削刃与基面之间的夹角是角刃倾角。
6．刀具角度中，影响径向分力Fy大小的角度是主偏角。
因此，车削细长轴时，为减小径向分力作用，主偏角常用75°或90°。
7．车外圆时，刀尖高于工件中心，工作前角变大，工作后角变小。
8．切削过程中影响排屑方向的刀具角度是刃倾角，精加工时，刃倾角应取正值。
9．积屑瘤产生的条件是用中等速度切削塑性材料且能形成带状切屑时。
避免积屑瘤的产生，主要控制切削用量中的切削速度。
10．在切削用量中，影响切削力大小最显著的是背吃刀量，影响切削温度大小最显著的是切削速度。
11．切削用力常分解到三个相互垂直的方向上：主切削力与主切削刃上某点的切削速度方向一致；与工件轴线平行的为进给抗力；与工件半径方向一致的是切深抗力力。
12．从提高刀具耐用度出发，粗加工时选择切削消量的顺序应是背吃刀量、进给量、切削速度。
13．孔加工中，镗床主要用于箱体类零件上孔系的加工。
14．在拉削加工中，主运动是拉刀的旋转，进给运动是靠拉刀的齿升量来实现的。
15．合理的刀具耐用度（寿命）包括最高生产率寿命与最低成本寿命两种。
16．转位车刀的切削性能比焊接车刀好（好，差），粗加工孔时，应选择麻花钻（拉刀、麻花钻）刀具。
17．当主偏角增大时，刀具耐用度增加（增加，减少），当切削温度提高时，耐用度减少（增加、减少）。
18．当工件材料硬度提高时，切削力增加（增加，减少）；当切削速度提高时，切削变形减少（增加、减少）。
第一章 金属切削基本知识
刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0） ① 减小切屑的变形；
作用 ② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0选择：
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
➢ 偏挤压：金属材料一部分受挤压时 ，OB线以下金属由于母体阻碍，不 能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移
F
B
O
a）正挤压
45° M A F
BO
b）偏挤压
➢ 切削：与偏挤压情况类似。弹性变
M
形→剪切应力增大，达到屈服点→产 生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应
O F
力与滑移量继续增大，达到断裂强度
c）切削
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时，则 aw 、ac — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
化学惰性
低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大
耐磨性 低 加工质量
低
较高
高 最高
最高
很高
一般精度 Ra≤0.8 Ra≤0.8 IT7-8 IT7-8
高精度 Ra=0.1-0.05
IT5-6
Ra=0.4-0.2
IT5-6 可替代磨削
低速加 加工对象 工一般
金属切削过程的基础知识
第一节 基本概念
1. 切削运动
金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。依其 作用不同，可把切削运动分为主运动与进给运动。
（1）主运动
主运动是切除多余金属层以形成工件要求的形状、尺寸 精度及表面质量所必须的基本运动，是速度最高、消耗功率 最大的运动。这种运动在切削过程中只能有一个。车削的主 运动是工件的回转运动。
前角γ0e和工作后角αoe都与其标注前
角γo和标注后角αo不同，它们之间的 关系见下式：
vc
第一节 基本概念
γ oe γ o η ；α oe α o η
η称为合成切削速度角，是 主运动方向与切削速度方向 的夹角：
tanη vf f
vc π d
vc
第一节 基本概念
（2）纵车
当考虑进给运动后，切削刃上选定点的运动轨迹是一螺旋线，这时的切削 平面Pse是过选定点与螺旋面相切的平面，刀具工作角度的参考系（Pse、Pre） 倾斜了一个角η，则工作进给剖面内的工作角度为：
第一节 基本概念
（1）前刀面
切屑流经的表面称为前刀面，记为Ar。
（2）后刀面
后刀面分为主后刀面和副后刀面。与工 件上加工表面相对的表面称为主后刀面，记 为Aa。与工件上已加工表面相对的表面称为 副后刀面，记为Aa’。
（3）切削刃 前刀面与主后刀面的交线，称
为主切削刃，用以完成主要切除 工作，记作S；前刀面与副后刀 面的交线，称为副切削刃，辅助 参与形成己加工表面，记作S’。 （4）刀尖
切削主运动和进绘运动的合成称合成切削运动，亦即刀具切削刃上某一点
相对工件的运动，其大小与方向用合成速度向量 ve 表示。
ve vc v f
第一节 基本概念
2. 切削用量三要素
1. 切削运动
金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。依其 作用不同，可把切削运动分为主运动与进给运动。
（1）主运动
主运动是切除多余金属层以形成工件要求的形状、尺寸 精度及表面质量所必须的基本运动，是速度最高、消耗功率 最大的运动。这种运动在切削过程中只能有一个。车削的主 运动是工件的回转运动。
前角γ0e和工作后角αoe都与其标注前
角γo和标注后角αo不同，它们之间的 关系见下式：
vc
第一节 基本概念
γ oe γ o η ；α oe α o η
η称为合成切削速度角，是 主运动方向与切削速度方向 的夹角：
tanη vf f
vc π d
vc
第一节 基本概念
（2）纵车
当考虑进给运动后，切削刃上选定点的运动轨迹是一螺旋线，这时的切削 平面Pse是过选定点与螺旋面相切的平面，刀具工作角度的参考系（Pse、Pre） 倾斜了一个角η，则工作进给剖面内的工作角度为：
第一节 基本概念
（1）前刀面
切屑流经的表面称为前刀面，记为Ar。
（2）后刀面
后刀面分为主后刀面和副后刀面。与工 件上加工表面相对的表面称为主后刀面，记 为Aa。与工件上已加工表面相对的表面称为 副后刀面，记为Aa’。
（3）切削刃 前刀面与主后刀面的交线，称
为主切削刃，用以完成主要切除 工作，记作S；前刀面与副后刀 面的交线，称为副切削刃，辅助 参与形成己加工表面，记作S’。 （4）刀尖
切削主运动和进绘运动的合成称合成切削运动，亦即刀具切削刃上某一点
相对工件的运动，其大小与方向用合成速度向量 ve 表示。
ve vc v f
第一节 基本概念
2. 切削用量三要素
金属切削的基础知识
金属切削的基础知识金属切削是一种通过切削工具在金属工件上施加力量，使其产生剪切应力，从而剥离所需形状的金属层的加工方法。
它是目前最常用和广泛应用的金属加工方式之一。
以下是金属切削的基础知识：1. 切削工具：切削工具通常由硬质材料制成，如高速钢、硬质合金等。
常见的切削工具包括刀片、钻头、铣刀等。
刀具的选择根据加工材料、加工形状和加工质量要求等因素进行。
2. 切削速度：切削速度是指在单位时间内切削刀具工作部分对工件的相对运动速度。
它是影响切削加工效果和刀具寿命的重要因素。
通常以米每分钟（m/min）作为单位。
3. 进给速度：进给速度是指切削刀具沿工件表面移动的速度。
它决定了每分钟进给长度。
进给速度的选择需要考虑切削深度、加工精度和刀具强度等因素。
4. 切削深度：切削深度是指切削刀具在每次切削中从工件表面剥离金属的厚度。
切削深度越大，切削力也会增加，刀具磨损加剧。
因此，切削深度的选择要根据材料性质、刀具强度和加工要求等综合考虑。
5. 切削力：切削力是指在切削过程中作用在切削刀具上的力。
它是切削加工过程中的重要力学参数，会影响刀具的磨损和加工精度。
切削力的大小与切削厚度、切削速度、切削角度和材料硬度等因素密切相关。
6. 刀具磨损：切削刀具在切削过程中会不可避免地发生磨损。
刀具磨损会使切削力增加、切削质量下降，并且降低了刀具的寿命。
因此，定期更换和修磨切削刀具是保证加工质量和生产效率的重要措施。
7. 切削液：切削液是指在金属切削过程中加入的一种液体。
它主要用于降低切削温度、润滑切削表面、冲洗切削区域，以减少金属切削时产生的摩擦和热量。
良好的切削液选择能够有效地提高加工质量和刀具寿命。
金属切削是工业生产中广泛应用的加工方式之一，掌握金属切削的基础知识对于提高加工质量、降低生产成本具有重要意义。
因此，对于从事金属加工的工作者来说，了解切削工具、切削速度、进给速度、切削深度、切削力、刀具磨损以及切削液等基础知识是十分必要的。
第十七章 金属切削加工基础知识
图17-15 切削合力与分力
（1）主切削力Fc 垂直于基面且与切削主运动速度方向一致。机床动 力的主要依据。消耗功率95%以上。 （2）背向力Fp 在基面内，与切削进给速度方向垂直。易使工件变 2 形，同时还会引起振动，使工件的表面粗糙度值增大。 （3）进给力Ff 在基面内，与进给速度方向平行。是验证进给系统 零件强度和刚度的依据。 （17-6） 由图17-15可知 F2=F2c+ F2p+ F2f 2. 影响切削力的大小的因素： 影响切削力的大小的因素： （1）工件材料的影响 ）工件材料的影响：一般材料的强度、硬度愈高，韧性、塑性愈好， 愈难切削，切削力也愈大。 （2）切削用量的影响：当ap和f增加时，切削力也增大。在车削加工时， ）切削用量的影响： 当ap加大一倍，Fc也增大一倍；而f加大一倍，Fc只增大68%～86%，因 此，从切削力角度考虑，加大进给量比加大背吃刀量有利。 （3）刀具几何参数的影响 前角和后角对切削力的影响最大。 ） 前角愈大切屑变形小，切削力也小。 后角愈大，刀具后刀面与工件加工表面间的摩擦愈小。 改变主偏角的大小，可以改变轴向力与径向力的比例（特别是加工细长工 件时，经常采用较大的主偏角以使径向力减小）
• 二、影响材料切削加工性的因素 • 1.影响工件材料切削性能的主要因素 • （1）硬度、强度 一般来讲，材料的硬度、强度愈高，则切削力愈大， 消耗切削功率愈多，切削温度愈高，刀具磨损愈快，因此，其切削加 工性差。 • （2）塑性 材料的塑性愈大，则切削变形愈大，刀具容易发生磨损。 在较低的切削速度下加工塑性材料还容易出现积屑瘤使加工表面粗糙 度值增大，且断屑困难，故切削加工性不好。但材料塑性太差时，得 到崩碎切屑，切削力和切削热集中在切削刃附近，刀具易产生崩刃， 加工性也较差。 • （3）另外，材料的热导率、化学成分、金相组织等都对材料的切削加 工性有一定的影响。 • 2.改善材料切削加工性的主要措施 • （1）调整材料的化学成分 在钢中加入S、P、Pb、Ca等元素能起 到一定的润滑作用并增加材料的热脆性，从而改善其切削加工性。 • （2）对工件材料进行适当的热处理 利用热处理可改善低碳钢和高 碳钢的切削加工性。例如，对低碳钢和进行正火处理，或降低塑性， 提高硬度，使其切削加工性得到改善。对高碳钢和工具钢进行球化退 火，使网状、片状的渗碳体组织球状渗碳体，降低了材料的硬度，使 切削加工较易进行。对于出现白口组织的铸件，可在950～1000℃下 进行长时间退火，降低硬度， 达到改善切削加工性的目的。
金属切削基础ppt课件
21
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.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
23
主剖面
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
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.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
23
主剖面
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
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，
金属工艺学第一章 金属切削基础知识
主要的影响因素
切削速度 （切中碳钢） <5m/min不产生 5~50m/min形成
控 制 措 降低塑性 施
(正火、调质)
>100 m/min不形成 选用低速或高速
冷却润滑条件
300~500oC最易产 生 >500oC趋于消失
选用切削液
第三节 金属切削过程
三、切削力与切削功率
1、切削力的构成与分解
切削力的来源
热处理变形 不需要
用途
各种刀片
1200
（12~14）
高硬度钢材 精加工
人造金刚石
HV10000 (硬质合金为 HV1300~1800)
700~800
不宜加工钢铁材 料
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具角度
各种刀具的切削部分形状
第二节 刀具材料及刀具构造
二、刀具角度
1、车刀切削部分的组成
三面
两刃 一尖
（2）作用 ①冷却 ②润滑
第三节 金属切削过程
五、刀具磨损和刀具耐用度
1、刀具磨损形式
（1）前刀面磨损 （2）后刀面磨损 (通常以后刀面磨损值VB表示刀具磨损程度) （3）前后刀面同时磨损
2、刀具磨损过程：
前面磨损、后面磨损、前后面同时磨损 。 刀具磨损过程： 初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段
刀尖高低对刀具工作角度的影响
车刀刀杆安装偏斜对刀具角度的影响
② 进给运动的影响
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具结构
刀具的结构形式很多，有整体式、焊接式、机夹 不重磨式等。
目前一般整体式的多为高速钢车刀，其结构简单， 制造、使用都方便。而对于贵重刀具材料，如硬质合 金等，可采用焊接式或机夹不重磨式。焊接式车刀结 构简单、紧凑、刚性好，可磨出各种所需角度，应用 广泛。
第 一章 金属切削的基础知识
背吃刀量
在垂直于主运动方向和进给方向的工 作平面内测量的刀具切削刃与工件切削表 面的接触长度。对于外圆车削，背吃刀量 为工件上已加工表面和待加工表面间的垂 直距离，单位为mm。即ap=(dw-dm)/2 其中： dw—工件待加工表面的直径，(mm)； dm—工件已加工表面的直径， (mm)。
切削层参数
二、刀具角度
刀具的组成部分
（１）刀具静止参考系
劈柴
斧头角度
切西瓜
水果刀角度
外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分 （又称刀头）由前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削 刃和刀尖所组成。其定义分别为： （1）前面 刀具上与切屑接触并相互作用的表面。 （2）主后面 刀具上与工件过渡表面相对并相互作用的表 面。 （3）副后面 刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。 （4）主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它完成主要的切 削工作。 （5）副切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它配合主切削刃 完成切削工作，并最终形成已加工表面。 （6）刀尖 主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可 以是小的直线段或圆弧。
切削速度 Vc
切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度 主运动为旋转运动： 切削速度一般为其最大线速度。
由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算 时常用最大切削速度代表刀具的切削速度 Vc = πdn/1000 m/s 或 m/min 式中：d：工件或刀具的直径，mm n: 工件或刀具的转速，r/s 或r/min
（３）高速钢
高速钢是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工 具钢。它的耐热性、硬度和耐磨性虽低于硬质 合金，但强度和韧度却高于硬质合金(表1—1)， 工艺性较硬质合金好，而且价格也比硬质合金 低。普通高速钢如W18Cr4V是国内使用最为普 遍的刀具材料，广泛地用于制造形状较为复杂 的各种刀具，如麻花钻、铣刀、拉刀、齿轮刀 具和其他成形刀具等。
金属切削加工基础知识
第7章金属切削加工基础知识一、判断题1.切削运动中，主运动通常只有一个，进给运动的数目可以有一个或几个。
（）2.车削外圆时，进给运动是刀具的横向运动。
（）3.当切削刃安装高于工件的中心时，其实际工作前角会变小。
（）4.在基面内测量的角度是刃倾角。
（）5.在主切削平面内测量的角度是主偏角。
（）6.刃倾角的正负影响切屑的排出方向。
当刃倾角为正时，切屑流向已加工表面。
（）7.一般来说, 刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。
（）8.背吃刀量对刀具寿命影响最大，进给量次之，切削速度最小。
（）9.工件材料的硬度和强度越高，切削力越大，切削加工性就越差。
（）10.低碳钢硬度低，切削加工性最好，中碳钢次之，高碳钢最难切削。
（）11.切削层公称厚度（简称切削厚度）BdhD:是垂直于工件过渡表面测量的切削层横截面尺寸。
( )12.耐热性和化学稳定性是衡量刀具切削性能的主要指标。
( )13.在同样切削条件下，硬质合金刀具（韧性差，怕冲击振动）的前角应比高速钢的大些。
( )14.当以很大的刀具前角、很大的进给量和很高的切削速度切削钢等塑性金属时形成的是节状切屑。
( )15.背切削力Fp也称为切向力。
( )16.积屑瘤使刀具的实际前角增大，并使切削轻快省力，所以对精加工有利。
( )17.切削用量中，切削速度对刀具寿命影响最大，进给量次之，背吃刀量影响最小。
( )18.刀具寿命是指刀具从开始切削到完全报废实际切削时间的总和。
( )19.当用较低的切削速度，切削中等硬度的塑性材料时，常形成崩碎切屑。
( )20.精车加工塑性金属时为避免积屑瘤的产生，常采用高速或低速切削。
( )二、填空1、切削运动包括运动和运动两种，其中运动是切削运动中速度最高、消耗功率最多的运动。
2、切削用量三要素是指、和。
3、外圆车刀的切削部分由面刃和尖组成。
4. 金属切削过程的实质，是被切削金属连续受到刀具的和，产生和，最终使被切削金属与母体分离形成切屑的过程。
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1．切削热与切削温度
切削热——切削过程中， 由于被切削材料层的变形、分 离及刀具与被切削材料间的摩 擦而产生的热量。
切削温度——切削过程中，切削区域的温度。
2．减少切削热和降低切削温度的工艺措施
（1）合理选择刀具材料和刀具几何角度。 （2）合理选择切削用量。 （3）适当选择和使用切削液。
第三节 切削液
圆柱面
圆锥面
平面
成形面1
成形面2
二、切削运动
在切削加工过程中，刀具和工件之间的相对运动称为切削 运动。按其所起的作用，切削运动分为两类：
主运动 切下切屑所必需的基本运动称为主运动。在切削 运动中，主运动的速度最高，消耗的功率也最大。
进给运动 使被切削的金属层不断投入切削的运动称为进 给运动。
由于金属切削加工方式的不同，这两种运动的表现形式也 不相同。如下图所示为几种主要切削加工的运动形式。
初步选择：
1．粗加工时，应取较小 的后角；精加工时，应取较大 的后角。
2．工件材料较硬时，后 角宜取小值；工件材料较软时， 则后角宜取大值。
初步选择： βo =90°－（γo＋αo）
初步选择：
1．副后角αo′一般磨 成与后角αo相等。
2．切断刀等特殊情 况，为了保证刀具的强度， 副后角应取较小的数值： αo′=1°～2°
变化引起的残余应力。
第六节 金属切削机床的型号
一、金属切削机床的分类
二、金属切削机床的型号
1．机床型号的表示方法
a）车床铭牌 b）铣床铭牌
c）磨床铭牌 d）数控车床铭牌
2．机床的分类及代号
类别 车床 钻床 镗床
磨床
齿轮 螺纹
刨
加工 加工
铣 床
插
拉 床
锯 其他 床 机床
机床 机床
床
代号 C Z T M 2M 3M Y S X B L G Q
vc=
πdn 1000
≈
dn 318
vc——切削速度，m/min。 d——工件的直径，mm。
n——工件转速，r/min。
（2）进给量f 刀具在进给运动方向上相对
工件的位移量称为进给量，可用 刀具或工件每转或每行程的位移 量来表述和度量。
（3）背吃刀量ap 一般指工件已加工表面和待加 工表面间的垂直距离。其单位为 mm。
第一节 切削加工的基本概念
机械零件的制造
两个阶段
--毛坯成形 --切削加工
一、金属切削加工概述
1、切削加工的分类
切削加工——使用切削刀具从工件上切除多余（或 预留）的材料，从而获得满足尺寸、几何公差、表面粗 糙度等精度要求的加工方法。
2、切削加工的特点及应用
切削加工的主要特点是：工件精度高、生产率高 及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表面 粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来制造。
初步选择：
εr =180°－（κr+ κr′）
初步选择：
1．车削塑性材料或工件材料较软 时，可选择较大的前角；车削脆性材 料或工件材料较硬时，可选择较小的 前角。
2．粗加工，尤其是车削有硬皮的 铸锻件时，应选取较小的前角；精加 工时，应选取较大的前角。
3．车刀材料的强度和韧性较差时， 前角应取小值；反之，可取较大值。
读音 车 钻 镗 磨 二磨 三磨 牙 丝 铣 刨 拉 割 其
3．机床的通用特性代号和结构特性代号
通用特性代号 结构特性代号
4．机床的组、系代号
在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的 机床，即为同一组。 在同一组机床中，主参数、主要结构及布局形式相 同的机床，即为同一系。
5．主参数和设计顺序号
总切削力——刀具的一个切削部分在切削工件时所产 生的全部切削力。
2．总切削力的分力
切削力Fc 背向力Fp 进给力Ff
3．总切削抗力
切削加工时，工件材料抵 抗刀具切削所产生的阻力F′。
4．影响总切削抗力大小的因素
（1）工件材料 （2）切削用量 （3）刀具角度 （4）切削液
二、切削温度
1、待加工表面
常见的几种切削加工 方法的切削运动
2、已加工表面
3、过渡表面
车外圆 钻孔
铣平面 磨外圆
刨平面
1—主运动 2—进给运动 3—待加工表面 4—过渡表面 5—已加工表面
四、切削用量
1．切削用量的概念
切削用量——在切削加工过程中的切削速度、进给 量和背吃刀量的总称。
（1）切削速度vc——切削刃上选定点相对于工件的 主运动的瞬时速度。单位是m/min或m/s。
2．要根据工件的刚度和工件材料选择。工件的刚度 好或工件的材料较硬，应选较小的主偏角；反之，应选较 大的主偏角 。
初步选择：
1．副偏角一般采用κr′= 6°～8°
2．精车时，如r 果在r副切削刃 上刃磨修光刃，则取 κr′= 0°
3．加工中间切入的工件表面 时，副偏角应取 κr′= 45°～60°
2．常用的刀具材料
常用刀具材料的性能和应用场合
3．常用刀具的选用
（1）根据工件材料的切削性能选用刀具。 （2）根据工件的加工阶段选用刀具。 （3）根据工件加工区域的结构特点选择刀具切削部 分结构。
第二节 切削力和切削温度
一、切削力
1．总切削力
切削力——切削过程中， 材料产生变形到变成切屑所产 生的抗力和切屑与前面之间及 副后面与已加工表面之间发生 的摩擦，共同作用于刀具上的 合力。
初步选择：
1．粗加工时，以及在断 续、冲击性切削时，为增大刀 尖强度，刃倾角应取负值。
2．精加工时，为保证已 加工表面质量，使切屑流向待 加工表面，刃倾角应取正值。
3．刃倾角为0°时，切屑 垂直于主切削刃方向流出 。
九、刀具材料
1．对刀具切削部分材料的基本要求
（1）高的硬度。 （2）良好的耐磨性。 （3）足够的强度和韧性。 （4）高的热硬性。 （5）良好的工艺性。
n
前刀面
f
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
主切削刃
nБайду номын сангаас
副切削刃 前刀面
f
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
主切削刃
刀尖
n
副切削刃 前刀面
f
2、刀具的几何形状
（1）前面Aγ——刀具上切屑流过的表面。 （2）主后面Aα——刀具上同前面相交形成主切削刃的 后面。 （3）副后面Aα′——刀具上同前面相交形成副切削刃的 后面。 （4）主切削刃S——前面与主后面的交线，切削时起主 要切削作用。 （5）副切削刃S′——前面与副后面的交线，切削时起辅 助切削作用。 （6）刀尖——指主切削刃与副切削刃的连接处相当少 的一部分切削刃。
金属切削 是指用切削刀具从坯料或工件上切除多余材料，以获得所要求的几何 加工： 形状、尺寸精度和表面质量之零件的加工方法
金属切削加
外力
工的实质 坯料或工件
零件
变形并断裂
什么样设备施 加的外力
二、切削运动
机械零件的形状很多，它们的表面都是由圆柱面、圆 锥面、平面和各种成形面组成。各种形状的表面是以直线 （或曲线）为母线，以曲线（或直线）为运动轨迹所形成 的面（见下图）。
标
学生在合作学习中学会交流、相互评价，提高
学生的合作意识与能力。
教 学 重 点 与 难 点
教学重点与难点
教学重点： 切削运动和切削要素，车刀主要角度及各种常用刀具特点与选 用 教学难点： 切削运动和切削要素，车刀主要角度及各种常用刀具特点与选 用
教学关键： 通过对生活中或电影等录像中金属切削现象的观察，结合检索 分析，查阅参考文献等，确保本部分内容的具体实施。
一、切削液的作用
冷却作用 润滑作用 清洗和排屑作用
二、切削液的种类
切削液的种类
三、切削液的选用
切削液的选用
第四节 加工精度和加工表面质量
一、加工精度
1．加工精度的概念
加工精度——工件加工后的实际几何参数（尺寸、 形状和位置）与理想几何参数的符合程度。
2．获得规定尺寸精度的方法
（1）试切法 （2）自动获得尺寸精度的方法 用定尺寸刀具加工。 调整法。 自动控制法。
其他特性代号主要反映机床的各类特性，置于辅助部 分之首，用汉语拼音字母（除“I”“O”）、阿拉伯数 字或阿拉伯数字与汉语拼音字母组合表示。
三、识读常见机床型号
解释机床型号的含义
r
八、车刀主要几何角度及选用原则
基面pr ： （1）主偏角κr （2）副偏角κr′ （3）刀尖角εr
主正交平面po ：
（1）前角γo （2）主后角αo （3）楔角βo
副正交平面po ： 副后角αo′
主切削平面ps： 刃倾角λs
初步选择： 1．应首先考虑工件的形
状。加工工件的台阶，必须选 择κr≥90°；加工中间切入的 工件表面时，一般选择 κr=45°～60°。
切削刃的交点
修圆刀尖 刀尖
倒角刀尖
七、测量刀具角度的三个基准坐标平面
1．基面pr
基面——指通过切削刃上某选定点，垂直于该点主运动 方向的平面。
2．切削平面ps
切削平面——通过切削刃上某选定点，与切削刃相切并 垂直于基面的平面。
3．正交平面po
正交平面——通过切削刃上的某选定点，并同时垂直于 基面和切削平面的平面。
车刀的组成：
切削部分 夹持部分
1. 刀具的结构
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
n f
前刀面
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
n
主后面
f
前刀面
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
n
切削热——切削过程中， 由于被切削材料层的变形、分 离及刀具与被切削材料间的摩 擦而产生的热量。
切削温度——切削过程中，切削区域的温度。
2．减少切削热和降低切削温度的工艺措施
（1）合理选择刀具材料和刀具几何角度。 （2）合理选择切削用量。 （3）适当选择和使用切削液。
第三节 切削液
圆柱面
圆锥面
平面
成形面1
成形面2
二、切削运动
在切削加工过程中，刀具和工件之间的相对运动称为切削 运动。按其所起的作用，切削运动分为两类：
主运动 切下切屑所必需的基本运动称为主运动。在切削 运动中，主运动的速度最高，消耗的功率也最大。
进给运动 使被切削的金属层不断投入切削的运动称为进 给运动。
由于金属切削加工方式的不同，这两种运动的表现形式也 不相同。如下图所示为几种主要切削加工的运动形式。
初步选择：
1．粗加工时，应取较小 的后角；精加工时，应取较大 的后角。
2．工件材料较硬时，后 角宜取小值；工件材料较软时， 则后角宜取大值。
初步选择： βo =90°－（γo＋αo）
初步选择：
1．副后角αo′一般磨 成与后角αo相等。
2．切断刀等特殊情 况，为了保证刀具的强度， 副后角应取较小的数值： αo′=1°～2°
变化引起的残余应力。
第六节 金属切削机床的型号
一、金属切削机床的分类
二、金属切削机床的型号
1．机床型号的表示方法
a）车床铭牌 b）铣床铭牌
c）磨床铭牌 d）数控车床铭牌
2．机床的分类及代号
类别 车床 钻床 镗床
磨床
齿轮 螺纹
刨
加工 加工
铣 床
插
拉 床
锯 其他 床 机床
机床 机床
床
代号 C Z T M 2M 3M Y S X B L G Q
vc=
πdn 1000
≈
dn 318
vc——切削速度，m/min。 d——工件的直径，mm。
n——工件转速，r/min。
（2）进给量f 刀具在进给运动方向上相对
工件的位移量称为进给量，可用 刀具或工件每转或每行程的位移 量来表述和度量。
（3）背吃刀量ap 一般指工件已加工表面和待加 工表面间的垂直距离。其单位为 mm。
第一节 切削加工的基本概念
机械零件的制造
两个阶段
--毛坯成形 --切削加工
一、金属切削加工概述
1、切削加工的分类
切削加工——使用切削刀具从工件上切除多余（或 预留）的材料，从而获得满足尺寸、几何公差、表面粗 糙度等精度要求的加工方法。
2、切削加工的特点及应用
切削加工的主要特点是：工件精度高、生产率高 及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表面 粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来制造。
初步选择：
εr =180°－（κr+ κr′）
初步选择：
1．车削塑性材料或工件材料较软 时，可选择较大的前角；车削脆性材 料或工件材料较硬时，可选择较小的 前角。
2．粗加工，尤其是车削有硬皮的 铸锻件时，应选取较小的前角；精加 工时，应选取较大的前角。
3．车刀材料的强度和韧性较差时， 前角应取小值；反之，可取较大值。
读音 车 钻 镗 磨 二磨 三磨 牙 丝 铣 刨 拉 割 其
3．机床的通用特性代号和结构特性代号
通用特性代号 结构特性代号
4．机床的组、系代号
在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的 机床，即为同一组。 在同一组机床中，主参数、主要结构及布局形式相 同的机床，即为同一系。
5．主参数和设计顺序号
总切削力——刀具的一个切削部分在切削工件时所产 生的全部切削力。
2．总切削力的分力
切削力Fc 背向力Fp 进给力Ff
3．总切削抗力
切削加工时，工件材料抵 抗刀具切削所产生的阻力F′。
4．影响总切削抗力大小的因素
（1）工件材料 （2）切削用量 （3）刀具角度 （4）切削液
二、切削温度
1、待加工表面
常见的几种切削加工 方法的切削运动
2、已加工表面
3、过渡表面
车外圆 钻孔
铣平面 磨外圆
刨平面
1—主运动 2—进给运动 3—待加工表面 4—过渡表面 5—已加工表面
四、切削用量
1．切削用量的概念
切削用量——在切削加工过程中的切削速度、进给 量和背吃刀量的总称。
（1）切削速度vc——切削刃上选定点相对于工件的 主运动的瞬时速度。单位是m/min或m/s。
2．要根据工件的刚度和工件材料选择。工件的刚度 好或工件的材料较硬，应选较小的主偏角；反之，应选较 大的主偏角 。
初步选择：
1．副偏角一般采用κr′= 6°～8°
2．精车时，如r 果在r副切削刃 上刃磨修光刃，则取 κr′= 0°
3．加工中间切入的工件表面 时，副偏角应取 κr′= 45°～60°
2．常用的刀具材料
常用刀具材料的性能和应用场合
3．常用刀具的选用
（1）根据工件材料的切削性能选用刀具。 （2）根据工件的加工阶段选用刀具。 （3）根据工件加工区域的结构特点选择刀具切削部 分结构。
第二节 切削力和切削温度
一、切削力
1．总切削力
切削力——切削过程中， 材料产生变形到变成切屑所产 生的抗力和切屑与前面之间及 副后面与已加工表面之间发生 的摩擦，共同作用于刀具上的 合力。
初步选择：
1．粗加工时，以及在断 续、冲击性切削时，为增大刀 尖强度，刃倾角应取负值。
2．精加工时，为保证已 加工表面质量，使切屑流向待 加工表面，刃倾角应取正值。
3．刃倾角为0°时，切屑 垂直于主切削刃方向流出 。
九、刀具材料
1．对刀具切削部分材料的基本要求
（1）高的硬度。 （2）良好的耐磨性。 （3）足够的强度和韧性。 （4）高的热硬性。 （5）良好的工艺性。
n
前刀面
f
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
主切削刃
nБайду номын сангаас
副切削刃 前刀面
f
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
主切削刃
刀尖
n
副切削刃 前刀面
f
2、刀具的几何形状
（1）前面Aγ——刀具上切屑流过的表面。 （2）主后面Aα——刀具上同前面相交形成主切削刃的 后面。 （3）副后面Aα′——刀具上同前面相交形成副切削刃的 后面。 （4）主切削刃S——前面与主后面的交线，切削时起主 要切削作用。 （5）副切削刃S′——前面与副后面的交线，切削时起辅 助切削作用。 （6）刀尖——指主切削刃与副切削刃的连接处相当少 的一部分切削刃。
金属切削 是指用切削刀具从坯料或工件上切除多余材料，以获得所要求的几何 加工： 形状、尺寸精度和表面质量之零件的加工方法
金属切削加
外力
工的实质 坯料或工件
零件
变形并断裂
什么样设备施 加的外力
二、切削运动
机械零件的形状很多，它们的表面都是由圆柱面、圆 锥面、平面和各种成形面组成。各种形状的表面是以直线 （或曲线）为母线，以曲线（或直线）为运动轨迹所形成 的面（见下图）。
标
学生在合作学习中学会交流、相互评价，提高
学生的合作意识与能力。
教 学 重 点 与 难 点
教学重点与难点
教学重点： 切削运动和切削要素，车刀主要角度及各种常用刀具特点与选 用 教学难点： 切削运动和切削要素，车刀主要角度及各种常用刀具特点与选 用
教学关键： 通过对生活中或电影等录像中金属切削现象的观察，结合检索 分析，查阅参考文献等，确保本部分内容的具体实施。
一、切削液的作用
冷却作用 润滑作用 清洗和排屑作用
二、切削液的种类
切削液的种类
三、切削液的选用
切削液的选用
第四节 加工精度和加工表面质量
一、加工精度
1．加工精度的概念
加工精度——工件加工后的实际几何参数（尺寸、 形状和位置）与理想几何参数的符合程度。
2．获得规定尺寸精度的方法
（1）试切法 （2）自动获得尺寸精度的方法 用定尺寸刀具加工。 调整法。 自动控制法。
其他特性代号主要反映机床的各类特性，置于辅助部 分之首，用汉语拼音字母（除“I”“O”）、阿拉伯数 字或阿拉伯数字与汉语拼音字母组合表示。
三、识读常见机床型号
解释机床型号的含义
r
八、车刀主要几何角度及选用原则
基面pr ： （1）主偏角κr （2）副偏角κr′ （3）刀尖角εr
主正交平面po ：
（1）前角γo （2）主后角αo （3）楔角βo
副正交平面po ： 副后角αo′
主切削平面ps： 刃倾角λs
初步选择： 1．应首先考虑工件的形
状。加工工件的台阶，必须选 择κr≥90°；加工中间切入的 工件表面时，一般选择 κr=45°～60°。
切削刃的交点
修圆刀尖 刀尖
倒角刀尖
七、测量刀具角度的三个基准坐标平面
1．基面pr
基面——指通过切削刃上某选定点，垂直于该点主运动 方向的平面。
2．切削平面ps
切削平面——通过切削刃上某选定点，与切削刃相切并 垂直于基面的平面。
3．正交平面po
正交平面——通过切削刃上的某选定点，并同时垂直于 基面和切削平面的平面。
车刀的组成：
切削部分 夹持部分
1. 刀具的结构
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
n f
前刀面
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
n
主后面
f
前刀面
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
n