精品课件-机械制造技术基础-第4章 金属切削机床基础2
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2金属切削过程基本知识ppt课件
刀具标注角度的参考系由下列诸平面构成：
（1〕基面Pr 通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。
通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量 的某一安装定位平面或轴。例如，图1.6所示为普通车刀、 刨刀的基面Pr ，它平行于刀具底面。
(2)切削平面Ps 通过切削刃选定点，与主切削刃 相切，并垂直于基面Pr的平面。 也就是主切削刃与切削速度方向 构成的平面。
1.1.4.2 刀具安装对工作角度的影响
（1〕刀尖安装对工作角度的影响
当刀尖安装得高于工件中心线时， 工作切削平面将变为Pse，工作基面 变为Pre，工作角度γpe增大，αpe减 小。在背平面〔P－P仍为标注背平面〕 内角度变化值为θp：
h d w 2 h 2 2
（2〕刀杆安装倾斜对工作角度的影响
（2〕纵车
由合成切削速度角η的定义可知：
f
tanη=
dw
式中 f－进给量
dw－切削刃选定在A点时的工件待加工表面直径。
上述角度变化可以换算至主剖面内：
tanη0＝tanη.sinkr； γ0e＝γ0＋η0
（1.20）
由上式可知：η值不仅与进给量f有关，也同工件直径dw有 关；dw越小，角度变化值越大。
前角γ0：前刀面与基面间的夹角〔在 主剖面中测量）。
图1.11(a) 主剖面系标注的刀具角度
后角α0：后刀面与切削平面间的夹角 〔在主剖面中测量）。
图1.11(b) 主剖面系标注的刀具角度
主动方
向的夹角。
图1.11(c) 主剖面系标注的刀具角度
刃倾角 λs：切削平面 中测量的主切削刃与 基面间的夹角。
图1.1车削时的切削运动
待加工表面：即将被切去 金属层的表面;
机械制造技术基础培训教材(PPT 57页)
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
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。
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、
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。
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。
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
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。
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、
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。
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。
机械制造技术基础总复习PPT课件
试求插键槽的工序尺寸及其 公差。
31.05.2020
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14
5机械加工质量与控制
1、什么是误差复映现象？ 2、什么是系统误差？、什么是定值系统误差？ 3、何谓工艺系统刚度？ 4、何谓工序能力？ 5、车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直 线度对车削圆轴类零件的加工误差有什么影响，影响 程度各有何不同?
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3
1金属切削原理与刀具
6、何谓刀具磨钝标准？试述制定刀具磨钝标 准的原则？
7、刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？ 确定刀具耐用度有几种方法？
8、前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的 作用？
9、切削用量选用的次序是怎样的？
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4
2 金属切削机床
1、机床的主要技术参数是什么？ 2、何谓内联系传动链？ 3、CA6140型主传动链中，能否用双向牙嵌式离合 器或双向齿轮式离合器代替双向多片式摩擦离合器， 实现主轴的开停及换向?为什么? 4、在CMll07型车床的分配轴有何功用? 5、在万能外圆磨床上，用顶尖支承工件磨削外圆 和用卡盘夹持工件磨削外圆，哪一种情况的加工精度 高?为什么? 6、在其他条件不变，由滚切右旋齿改变为滚切左 旋齿，滚齿机上哪些传动链的换向机构应变向？
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18
5机械加工质量与控制
1、加工表面质量的含义？ 2、切削时产生的高温会引起表面层的相变，表 面层产生的应力是怎样的？ 3、磨削用量对表面粗糙度值的影响？ 4、砂轮的粒度对表面粗糙度值的影响？ 5、机械加工中，为什么工件表面层金属会产生 残余应力?磨削加工工件表面层产生残余应力的原因 与切削加工产生残余应力的原因是否相同?为什么? 6、何谓自激振动？
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5机械加工质量与控制
1、什么是误差复映现象？ 2、什么是系统误差？、什么是定值系统误差？ 3、何谓工艺系统刚度？ 4、何谓工序能力？ 5、车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直 线度对车削圆轴类零件的加工误差有什么影响，影响 程度各有何不同?
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3
1金属切削原理与刀具
6、何谓刀具磨钝标准？试述制定刀具磨钝标 准的原则？
7、刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？ 确定刀具耐用度有几种方法？
8、前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的 作用？
9、切削用量选用的次序是怎样的？
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2 金属切削机床
1、机床的主要技术参数是什么？ 2、何谓内联系传动链？ 3、CA6140型主传动链中，能否用双向牙嵌式离合 器或双向齿轮式离合器代替双向多片式摩擦离合器， 实现主轴的开停及换向?为什么? 4、在CMll07型车床的分配轴有何功用? 5、在万能外圆磨床上，用顶尖支承工件磨削外圆 和用卡盘夹持工件磨削外圆，哪一种情况的加工精度 高?为什么? 6、在其他条件不变，由滚切右旋齿改变为滚切左 旋齿，滚齿机上哪些传动链的换向机构应变向？
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5机械加工质量与控制
1、加工表面质量的含义？ 2、切削时产生的高温会引起表面层的相变，表 面层产生的应力是怎样的？ 3、磨削用量对表面粗糙度值的影响？ 4、砂轮的粒度对表面粗糙度值的影响？ 5、机械加工中，为什么工件表面层金属会产生 残余应力?磨削加工工件表面层产生残余应力的原因 与切削加工产生残余应力的原因是否相同?为什么? 6、何谓自激振动？
机械制造技术基础教学课件PPT金属切削加工的基础
刀具在切削过程中要 承受很大的载荷，较 高的切削温度和摩擦。 刀具材料的切削性能， 直接影响刀具的耐用 度和生产率；刀具材 料的工艺性，将影响 刀具本身的制造和刃 磨质量。
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
《机械制造基础》金属切削加工基础
加工精度：IT8~IT7，表面粗糙度：Ra=1.6~6.3um
主运动 — 工件的旋转运动。
进给运动 — 刀具的直线运动。
车削加工适宜各种回转体表面的加工。
普通车床 — 适于各种中、小
型轴、盘、套类零件的单件、
小批量生产。
转塔式六角车床 — 适于加工
零件尺寸较小、形状较复杂的
中、小型轴、盘、套类零件。
2. 积屑瘤对加工过程的影响
有利
①可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。
②使 增大，使切削过程变得轻快。
0
所以：粗加工时可以利用。
不利
① 积屑瘤不稳定，易引起振动，使 Ra 增大。
② 会引起ap的变化，使加工精度降低。
所以：精加工时应尽量避免。
3. 积屑瘤的抑制
① 利用切削液；
② 控制切削速度；
d . 防锈作用：
2) 切削液的种类
① 水溶液：水+防锈剂等；呈透明状。
② 乳化液：乳化油+水；呈乳白色。应用最广泛。
③ 切削油：矿物油；润滑作用。
3) 切削液的选用
粗加工：以冷却为主。 如水溶液、低浓度的乳化液等。
精加工：以润滑为主。 高浓度的乳化液、切削油等。
3.3.2 车削加工
车削 — 用车刀在车床上加工工件的工艺过程。
刀具： 9~3%
介质： 1%
钻
削
切屑： 28%
工件： 52.5%
刀具： 14.5%
介质： 5%
2.影响切削温度的因素
① 切削用量： 、
、 愈大，切削温度愈高。但
的影响最大
、 次之、
最小。
② 工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好，
主运动 — 工件的旋转运动。
进给运动 — 刀具的直线运动。
车削加工适宜各种回转体表面的加工。
普通车床 — 适于各种中、小
型轴、盘、套类零件的单件、
小批量生产。
转塔式六角车床 — 适于加工
零件尺寸较小、形状较复杂的
中、小型轴、盘、套类零件。
2. 积屑瘤对加工过程的影响
有利
①可代替主刀刃和前刀面进行切削，保护刀具。
②使 增大，使切削过程变得轻快。
0
所以：粗加工时可以利用。
不利
① 积屑瘤不稳定，易引起振动，使 Ra 增大。
② 会引起ap的变化，使加工精度降低。
所以：精加工时应尽量避免。
3. 积屑瘤的抑制
① 利用切削液；
② 控制切削速度；
d . 防锈作用：
2) 切削液的种类
① 水溶液：水+防锈剂等；呈透明状。
② 乳化液：乳化油+水；呈乳白色。应用最广泛。
③ 切削油：矿物油；润滑作用。
3) 切削液的选用
粗加工：以冷却为主。 如水溶液、低浓度的乳化液等。
精加工：以润滑为主。 高浓度的乳化液、切削油等。
3.3.2 车削加工
车削 — 用车刀在车床上加工工件的工艺过程。
刀具： 9~3%
介质： 1%
钻
削
切屑： 28%
工件： 52.5%
刀具： 14.5%
介质： 5%
2.影响切削温度的因素
① 切削用量： 、
、 愈大，切削温度愈高。但
的影响最大
、 次之、
最小。
② 工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好，
机械制造基础ch04机床基本知识
5 . 按机床主要工作部件的数目可分为：
单轴（single axle） 多轴（multi spindle） 单刀（single-tool） 多刀机床（multi-cutter machine tool）
机床数控化引起机床传统分类方法发生变化， 主要表现在机床品种不是越分越细，而应是趋 向综合。
二、 机床型号编制方法: （regimentation method of machine tool’s model number）
其中：
1）有（ ）的代号或数字，当无内容时则不表示， 若有内容则不带括号；
2）有○符号者，为大写的汉语拼音字母；
3）有△符号者，为阿拉伯数字；
4）有 ○△ 符号者，为大写的汉语拼音字母或者为阿
拉伯数字、或两者兼有之。
通用机床型号辅助部分:
基本部分/ （ Δ ）（- Δ ）
其它特性代号 企业代号
例1： CA6140型卧式车床
2、
联系复合运动之内的各个分解部分，因而传动链所 联系的执行件相互之间的相对速度（相对位移量）有严 格的要求，以保证运动的轨迹。
在内联系传动链中，不应有摩擦传动或是瞬时传动 比变化的传动件（如链传动）。
注：
有几个简单运动就有几个外联系传动链，它们可以有 各自的运动源，也可共用一个运动源。 内联系传动链本身不能提供运动，需要有外联系传动 链将运动源传到内联系传动链上来。 如果外联系传动链与内联系传动链有公用段，内、外传动 链的换置器官（机构）不应布置在公共段。
三、传动原理图
定比机构：传动比固定的传动机构。 换置机构：变换传动比的传动机构。
用一些简明的符号把传动原理和传动路 线表示出来，就是传动原理图。
例：卧式车床的传动原理图
机械制造技术基础(课程课件完整版)
vf = n f = n z fz
(3) 刀具的工作平面
切削过程中刀具的工作平面是指: 通过切削刃选定点并同时包含主运动 方向和进给运动方向的平面，工作平 面的符号为Pfe
(4) 吃刀量
吃刀量是指过切削刃的两个端点， 且垂直于所选定的测量方向的两平 面间的距离。
(4) 吃刀量
确定吃刀量有三点要注意： 1）确定切削刃的两个端点； 2）确定测量的方向； 3）确定两界限平面。
一、对金属切削机床的基本要求
2. 机床的经济性方面 机床品种系列化、零部件通 用化和标准化是生产和使用机 床的一项重要的技术经济措施。
二、金属切削机床的分类 （1）按机床的加工性能分类
车床 C 铣床 X 磨床 M 拉床 L 锯床 G 其他机床 Q 钻床 Z 镗床 T 齿轮加工机床 Y 螺纹加工机床 S 刨插床 B
AD = asp f
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（2）切削层公称宽度bD（切削宽度）： 切削宽度是指在给定瞬间，在切削层尺寸 平面中测量的作用主切削刃截形上两个极点间 的距离，单位：mm。 例：如图2-6所示，平面cBCDF即为切削层尺寸 平面，BC段为作用的主切削刃，BC两点间的 距离 bD 即为切削层公称宽度，实际横截面积 BCDE就是切削面积。
(6)合成切削运动
切削过程中，由主运动和进给运动合成 的运动称为合成切削运动。 合成切削运动方向：就是切削刃选定点相 对于工件的瞬时合成切削运动的方向； 合成切削速度ve：就是切削刃选定点相对 于工件的合成切削运动的瞬时速度。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
二、切削运动与切削要素
背吃刀量是指过切削刃选定点在垂直
金属切削基本知识PPT教案
ap＝(dw-dm)/2 (mm）
第40页/共101页
第41页/共101页
图1-6
切削用 量三要 素
在 主 运 动 的 一个循 环内， 刀具在 进给运 动方向 相对工 件的位 移量f。 指 主 刀 刃 与 工件切 削表面 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， 即在垂 直于进 给运动 方向上 主切削 刃切入 工件的 深度。
金属切削基本知识
机械制造技术基础
❖ 第一篇 金属切削加工原理 ❖ 第二篇 金属切削加工方法与设备 ❖ 第三篇 机械零部件精度标准与精度设计 ❖ 第四篇 机械零件加工工艺 ❖ 第五篇 现代加工制造技术
第1页/共101页
第一篇 金属切削加工原理
第2页/共101页
本篇主要任务：
1、掌握关于金属切削加工的基本知识——第1章 2、研究金属切削变形、切削力、切削热及刀具磨 损的机理及其规律——第2章
本章主要内容：
1、 切削加工概述 切削加工及其分类、零件表面的形成
2、 机床的切削运动与切削用量 3、 刀具切削部分的几何要素 4、 切削层参数与切削方式
第5页/共101页
第一章 金属切削基本知识
本章基本要求：
1、了解金属切削加工的基本知识 2、掌握切削运动、切削用量的基本概念 3、掌握刀具切削部分的几何要素，
第42页/共101页
不同 切削 工艺 的进 给量 和被 吃刀 量
4、合成切削速度
（resultant cutting speed） 切削刃选定点相对 工件的合成切削运 动的瞬时速度。
V V v a.对于间歇进给机床 e
e
c
V V V b.对于连续进给机床
e
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图1-6
切削用 量三要 素
在 主 运 动 的 一个循 环内， 刀具在 进给运 动方向 相对工 件的位 移量f。 指 主 刀 刃 与 工件切 削表面 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， 即在垂 直于进 给运动 方向上 主切削 刃切入 工件的 深度。
金属切削基本知识
机械制造技术基础
❖ 第一篇 金属切削加工原理 ❖ 第二篇 金属切削加工方法与设备 ❖ 第三篇 机械零部件精度标准与精度设计 ❖ 第四篇 机械零件加工工艺 ❖ 第五篇 现代加工制造技术
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第一篇 金属切削加工原理
第2页/共101页
本篇主要任务：
1、掌握关于金属切削加工的基本知识——第1章 2、研究金属切削变形、切削力、切削热及刀具磨 损的机理及其规律——第2章
本章主要内容：
1、 切削加工概述 切削加工及其分类、零件表面的形成
2、 机床的切削运动与切削用量 3、 刀具切削部分的几何要素 4、 切削层参数与切削方式
第5页/共101页
第一章 金属切削基本知识
本章基本要求：
1、了解金属切削加工的基本知识 2、掌握切削运动、切削用量的基本概念 3、掌握刀具切削部分的几何要素，
第42页/共101页
不同 切削 工艺 的进 给量 和被 吃刀 量
4、合成切削速度
（resultant cutting speed） 切削刃选定点相对 工件的合成切削运 动的瞬时速度。
V V v a.对于间歇进给机床 e
e
c
V V V b.对于连续进给机床
e
机械制造技术基础第四章4.1.
2、 按机床的通用性程度分
通用机床（万能机床） 专门化机床（又称专能机床） 专用机床
3、 按机床的精度分
普通精度机床 精密机床 高精度机床（超精密机床）
4、按机床重量不同分
仪表机床； 中型机床（一般机床）； 大型机床（大于10吨）； 重型机床（大于30吨）； 超重型机床（大于100吨）。
•
•
•
噪声和效率 ： 机床的噪声 是环境污染，防碍正常工作，要尽力降低。 机床的效率指消耗于切削的有效功率和电动机输出功率之比，反映了空转 功率的消耗和机构运转的摩擦损失。摩擦损失→热量→工艺系统热变形， →机床的加工精度↘。 人机关系（又称宜人性）：操作方便省力、安全可靠，操纵动作符合人的 生理习惯，不易发生误操作和故障，减少工人的疲劳。
第四章 机械加工方法与设备
关键知识点： 机床型号编制 CA6140型车床 M1432A型磨床 齿轮加工 Y3150E型滚齿机 孔加工机床、刨床、插床、铣床
4.1金属切削机床的基本知识
一、什么是金属切削机床 二、金属切削机床在国民经济中的地位 三、机床工业的发展简史
4.1.1金属切削机床的分类
1、按机床的加工性质和所用刀具 ，可分为十二种 类型：每一类中有若干组，每一组中有若干系。
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（2）通用特性代号
用大写汉语拼音字母表示，位于类别代号之后。 包括：通用特性、结构特性
a、通用特性
机 床 的 型 号 编 制
通用 特性
高 精 精 密 度
自 动
半 数 加工 自 控 中心 动 （自 动换 刀） B K H
轻 加重 型 型
简式或 经济型
仿型
柔性加 工单元
数显
高速
代号 读音
机械制造技术基础课件最新版第二章第4节
第四节 金属切削过程及其物理现象
金属切削过程是指在刀具和切削力的作用下形成切屑的过程,在此过程中 会出现许多物理现象,如切削力、切削热、积屑瘤、刀具磨损和加工硬化等。
因此,研究切削过程对切削加工的发展和进步,保证加工质量,降低生产成 本,提高生产效率等,都有着重要意义。
第四节 金属切削过程及其物理现象
一、切削过程 1.切屑形成过程
对塑性金属进行切削时,切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程,图 示为低速直角自由切削工件侧面时,用显微镜观察得到的切削层金属变形的情况。 所谓直角自由切削,是指没有副切削刃参与切削,并且刃倾角λs=0°的切削方式。
图2-28 金属切屑层的变形图像
图2-29 直角切削与斜角切削
图2-31 切屑类型 a)带状切屑 b)挤裂切屑 c)单元切屑 d)崩碎切屑
第四节 金属切削过程及其物理现象
(3)单元切屑 如果在挤裂切屑的剪切面上,裂纹扩展到整个面上,则整个单元被切离,成
为梯形的单元切屑。
以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中,带状切屑的切削 过程最平稳,切削力波动最小,单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是 带状切屑,有时得到挤裂切屑,单元切屑则很少见。
图2-30 切削过程晶粒变形情况及三个变形区 a)切削过程晶粒变形情况 b)切削过程中的三个变形区
第四节 金属切削过程及其物理现象
二、切屑的类型及其控制 由于工件材料不同,切削过程中的变形程度也就不同,因而产生的切屑种
类也就多种多样。 (1)带状切屑
这是最常见的一种切屑。它的内表面是光滑的,外表面是毛茸的。如用显 微镜观察,在外表面上也可看到剪切面的条纹,但每个单元很薄,肉眼看来大体上 是平整的。加工塑性金属材料,当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大 时,一般常得到这类切屑。它的切削过程平稳,切削力波动较小,已加工表面粗糙 度较小。
金属切削过程是指在刀具和切削力的作用下形成切屑的过程,在此过程中 会出现许多物理现象,如切削力、切削热、积屑瘤、刀具磨损和加工硬化等。
因此,研究切削过程对切削加工的发展和进步,保证加工质量,降低生产成 本,提高生产效率等,都有着重要意义。
第四节 金属切削过程及其物理现象
一、切削过程 1.切屑形成过程
对塑性金属进行切削时,切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程,图 示为低速直角自由切削工件侧面时,用显微镜观察得到的切削层金属变形的情况。 所谓直角自由切削,是指没有副切削刃参与切削,并且刃倾角λs=0°的切削方式。
图2-28 金属切屑层的变形图像
图2-29 直角切削与斜角切削
图2-31 切屑类型 a)带状切屑 b)挤裂切屑 c)单元切屑 d)崩碎切屑
第四节 金属切削过程及其物理现象
(3)单元切屑 如果在挤裂切屑的剪切面上,裂纹扩展到整个面上,则整个单元被切离,成
为梯形的单元切屑。
以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中,带状切屑的切削 过程最平稳,切削力波动最小,单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是 带状切屑,有时得到挤裂切屑,单元切屑则很少见。
图2-30 切削过程晶粒变形情况及三个变形区 a)切削过程晶粒变形情况 b)切削过程中的三个变形区
第四节 金属切削过程及其物理现象
二、切屑的类型及其控制 由于工件材料不同,切削过程中的变形程度也就不同,因而产生的切屑种
类也就多种多样。 (1)带状切屑
这是最常见的一种切屑。它的内表面是光滑的,外表面是毛茸的。如用显 微镜观察,在外表面上也可看到剪切面的条纹,但每个单元很薄,肉眼看来大体上 是平整的。加工塑性金属材料,当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大 时,一般常得到这类切屑。它的切削过程平稳,切削力波动较小,已加工表面粗糙 度较小。
第四部分金属切削加工基础教学课件
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第七节车床与车削
三、车床的传动系统
4-20所示为C6140型卧式车床的传动系统图。C6140型 卧式车床的运动由两条路线传递:一路为主运动，另一路为进 给运动。
四、车床附件及工件安装
机床附件是指随机床一道供应的附加装置，如各种通用机床 的夹具、靠模装置及分度头等。利用这些附件可以充分发挥 机床的功能和加工效率，完成各种不同形状工件的加工。不 同的机床有不同的附件，常用的卧式车床附件有卜盘、花盘、 顶尖(死顶尖和活顶尖)、拨盘、鸡心夹头、中心架、跟刀架 和心轴等。
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第八节钻床与钻削、镗床与镗削
一、钻床
1.钻床的功能和运动 钻床的主要功能是用钻头钻孔或攻螺纹。 2.钻床的组成 立式钻床主要由主轴、主轴变速箱、进给箱、立柱、工作台
和机座等组成。 摇臂钻床有一个能绕立柱旋转的摇臂，其上装有主轴箱，主
轴箱可沿摇臂做水平运动。 钻孔时，工件装夹在工作台上，因此，摇臂钻床可以很方便
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第三节金属切削过程中的物理现象
三、总切削力
切削刀具在切削工件时，必须克服材料的变形抗力，克服 切削刀具与工件、切削刀具与切屑之间的摩擦力，才能切下 切屑。切削刀具总切削力是切削刀具上所有参与切削的各切 削部分所产生的切削力的合力。
1.总切削力 为了便于测量和研究，一般并不直接讨论总切削力F，而
范成法加工直齿和斜齿圆柱齿轮轮齿表面的原理相当于一对 相啮合的、轴线交叉的螺旋齿(斜齿)齿轮传动(见图4-11)。
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第六节齿轮齿形加工
2.直齿圆柱齿轮的齿面加工 滚齿时，滚刀与齿轮齿坯两轴线间的相对位置应相当于两
个螺旋齿轮啮合时轴线的相对位置，只是在滚切直齿圆柱齿 轮时，把被加工齿轮看做是螺旋角 的特殊情况。图4 12所示为在滚切直齿齿轮时，滚刀与被加工齿轮间的安装角 度关系。 3.斜齿圆柱齿轮的齿面加工 像滚切直齿圆柱齿轮那样，为了切出准确的齿形，应使滚 刀与工件处于正确的“啮合”位置，即滚刀在切削点处的螺 旋线方向应与成一定的角度，称作安装角。如图4-13 所示。
第七节车床与车削
三、车床的传动系统
4-20所示为C6140型卧式车床的传动系统图。C6140型 卧式车床的运动由两条路线传递:一路为主运动，另一路为进 给运动。
四、车床附件及工件安装
机床附件是指随机床一道供应的附加装置，如各种通用机床 的夹具、靠模装置及分度头等。利用这些附件可以充分发挥 机床的功能和加工效率，完成各种不同形状工件的加工。不 同的机床有不同的附件，常用的卧式车床附件有卜盘、花盘、 顶尖(死顶尖和活顶尖)、拨盘、鸡心夹头、中心架、跟刀架 和心轴等。
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第八节钻床与钻削、镗床与镗削
一、钻床
1.钻床的功能和运动 钻床的主要功能是用钻头钻孔或攻螺纹。 2.钻床的组成 立式钻床主要由主轴、主轴变速箱、进给箱、立柱、工作台
和机座等组成。 摇臂钻床有一个能绕立柱旋转的摇臂，其上装有主轴箱，主
轴箱可沿摇臂做水平运动。 钻孔时，工件装夹在工作台上，因此，摇臂钻床可以很方便
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第三节金属切削过程中的物理现象
三、总切削力
切削刀具在切削工件时，必须克服材料的变形抗力，克服 切削刀具与工件、切削刀具与切屑之间的摩擦力，才能切下 切屑。切削刀具总切削力是切削刀具上所有参与切削的各切 削部分所产生的切削力的合力。
1.总切削力 为了便于测量和研究，一般并不直接讨论总切削力F，而
范成法加工直齿和斜齿圆柱齿轮轮齿表面的原理相当于一对 相啮合的、轴线交叉的螺旋齿(斜齿)齿轮传动(见图4-11)。
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第六节齿轮齿形加工
2.直齿圆柱齿轮的齿面加工 滚齿时，滚刀与齿轮齿坯两轴线间的相对位置应相当于两
个螺旋齿轮啮合时轴线的相对位置，只是在滚切直齿圆柱齿 轮时，把被加工齿轮看做是螺旋角 的特殊情况。图4 12所示为在滚切直齿齿轮时，滚刀与被加工齿轮间的安装角 度关系。 3.斜齿圆柱齿轮的齿面加工 像滚切直齿圆柱齿轮那样，为了切出准确的齿形，应使滚 刀与工件处于正确的“啮合”位置，即滚刀在切削点处的螺 旋线方向应与成一定的角度，称作安装角。如图4-13 所示。
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1.组成及主要功用 (1)床身 (2)主轴箱 (3)进给箱 (4)溜板箱 (5)挂轮箱 (6)刀架 (7)尾架 (8)光杠和丝杠
2.主要技术性能
(1)床身上最大工件的回转直径：400mm。 (2)最大工件长度：750mm、1000mm、1500mm、2000mm。 (3)刀架上最大工件的回转直径：210mm. (4)主轴转速：正转24级为10～1400r/min；
----谢谢大家！！
每一种知识都需要努力， 都需要付出，感谢支持！
知识就是力量，感谢支持 ！
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布置作业：
1.按结构和用途不同，车床分为哪几类？ 2.说明CA6140型车床的组成部分及它们各自的功用。 3.按结构和用途不同，铣床分为哪几类？ 4.试述铣床的加工工艺范围及应用。 5.说明X6132型铣床的组成部分及它们各自的功用。
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第4章 金属切削机床基础
4.1
机床概述
4.2
车
床
认识平面四杆机构的类型及其判别条
件
4.3
铣 铰链四杆机构的性质
床
4.4
磨
床
铰链四杆机构的性质
质
1.熟悉车床的类型、CA6140的组成及功用。 2.了解铣床的种类及工艺范围。 3. X6132型铣床的组成部分及它们各自的功用。
2.铣床的工艺范围及应用
4.3.2 X6132型卧式万能升降台铣床 1.组成及主要功用
X6132型卧式万能升降台铣床主要由底座、床身、悬梁、刀 杆支架、主轴、工作台、床鞍、升降台、回转盘等组成。
X6132型卧式万能升降台铣床主要规格及技术参数
工作台面积（宽×长）
mm
工作台T形槽
mm
工作台行程（纵/横/垂）（手动） mm
4.2 车床 车床主要用于加工各种回转表面（如，内外圆柱面、圆锥面、
成形回转面等）和回转体的端面，有些车床还能车削螺纹表面。
纵向进给运动：与工件旋转轴线平行的进给运动 横向进给运动：垂直的进给运动
4.2.1车床的类型、工艺范围及应用
1.车床的主要类型 (1)卧式车床及落地车床
(2)立式车床
(3)转塔车床（六角车床）
反转12级为14～1580r/min。 (5)进给量：纵向64级为0.028～6.33mm/r
横向64级为0.014～3.16mm/r。 (6)车削螺纹范围：米制螺纹44种为P=1～192mm；英制螺纹20种为 α=2～24牙/in；模数螺纹39种为m=0.25～48mm; 径节螺纹37种为 DP=1～96牙/in。
4.3 铣床
铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它的用途极为广泛。其 主运动是铣刀的旋转运动。
铣床特点： （1）生产率较高，且能改善加工表面结构。 （2）容易引起机床振动，因此，铣床在结构上要求有较高的刚度 和抗振性。
4.3.1 铣床的类型、工艺范围及应用
1.铣床的类型
根据构造特点及用途分 卧式升降台铣床 立式升降台铣床 工具铣床 工作台不升降铣床 龙门铣床 仿形铣床
工作台行程（纵/横/垂）（机动） mm
主轴锥孔
刀柄形式
主轴转速
r/min
主轴电机功率
Kw
工作台回转角度
卧主轴中心线到工作台面距离 mm
床身垂直导轨面至工作中心线距离 mm
进给速度范围（纵、横/垂） mm/min
快速进给 （纵、横/垂） mm/min
进给电机功率
Kw
工作台最大承重
Kg
机床重量(约)
Kg
(4)多刀半自动车床
(5)仿形车床及仿形半自动车床
(6)单轴自动车床
(7)多轴自动车床及多轴半自动车床
(8)车削加工中心
2.车床的工艺范围及应用 车床的加工范围非常广泛，它适用于加工各种轴类、套筒类
和盘类零件上的回转表面。
普通卧式车床上能完成的典型加工
4.2.2 CA6140型卧式车床
机床外型尺寸(长×宽×高) mm
320×1320 3-18×70 700/255/320 680/240/300 7：24 ISO50 XT50 18级30-1500 5.5 ±45° 30-350 215～470 18级23.5-1180/8-394 2300/770 1.5 500 2650 2294×1770×1665
2.主要技术性能
(1)床身上最大工件的回转直径：400mm。 (2)最大工件长度：750mm、1000mm、1500mm、2000mm。 (3)刀架上最大工件的回转直径：210mm. (4)主轴转速：正转24级为10～1400r/min；
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布置作业：
1.按结构和用途不同，车床分为哪几类？ 2.说明CA6140型车床的组成部分及它们各自的功用。 3.按结构和用途不同，铣床分为哪几类？ 4.试述铣床的加工工艺范围及应用。 5.说明X6132型铣床的组成部分及它们各自的功用。
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第4章 金属切削机床基础
4.1
机床概述
4.2
车
床
认识平面四杆机构的类型及其判别条
件
4.3
铣 铰链四杆机构的性质
床
4.4
磨
床
铰链四杆机构的性质
质
1.熟悉车床的类型、CA6140的组成及功用。 2.了解铣床的种类及工艺范围。 3. X6132型铣床的组成部分及它们各自的功用。
2.铣床的工艺范围及应用
4.3.2 X6132型卧式万能升降台铣床 1.组成及主要功用
X6132型卧式万能升降台铣床主要由底座、床身、悬梁、刀 杆支架、主轴、工作台、床鞍、升降台、回转盘等组成。
X6132型卧式万能升降台铣床主要规格及技术参数
工作台面积（宽×长）
mm
工作台T形槽
mm
工作台行程（纵/横/垂）（手动） mm
4.2 车床 车床主要用于加工各种回转表面（如，内外圆柱面、圆锥面、
成形回转面等）和回转体的端面，有些车床还能车削螺纹表面。
纵向进给运动：与工件旋转轴线平行的进给运动 横向进给运动：垂直的进给运动
4.2.1车床的类型、工艺范围及应用
1.车床的主要类型 (1)卧式车床及落地车床
(2)立式车床
(3)转塔车床（六角车床）
反转12级为14～1580r/min。 (5)进给量：纵向64级为0.028～6.33mm/r
横向64级为0.014～3.16mm/r。 (6)车削螺纹范围：米制螺纹44种为P=1～192mm；英制螺纹20种为 α=2～24牙/in；模数螺纹39种为m=0.25～48mm; 径节螺纹37种为 DP=1～96牙/in。
4.3 铣床
铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它的用途极为广泛。其 主运动是铣刀的旋转运动。
铣床特点： （1）生产率较高，且能改善加工表面结构。 （2）容易引起机床振动，因此，铣床在结构上要求有较高的刚度 和抗振性。
4.3.1 铣床的类型、工艺范围及应用
1.铣床的类型
根据构造特点及用途分 卧式升降台铣床 立式升降台铣床 工具铣床 工作台不升降铣床 龙门铣床 仿形铣床
工作台行程（纵/横/垂）（机动） mm
主轴锥孔
刀柄形式
主轴转速
r/min
主轴电机功率
Kw
工作台回转角度
卧主轴中心线到工作台面距离 mm
床身垂直导轨面至工作中心线距离 mm
进给速度范围（纵、横/垂） mm/min
快速进给 （纵、横/垂） mm/min
进给电机功率
Kw
工作台最大承重
Kg
机床重量(约)
Kg
(4)多刀半自动车床
(5)仿形车床及仿形半自动车床
(6)单轴自动车床
(7)多轴自动车床及多轴半自动车床
(8)车削加工中心
2.车床的工艺范围及应用 车床的加工范围非常广泛，它适用于加工各种轴类、套筒类
和盘类零件上的回转表面。
普通卧式车床上能完成的典型加工
4.2.2 CA6140型卧式车床
机床外型尺寸(长×宽×高) mm
320×1320 3-18×70 700/255/320 680/240/300 7：24 ISO50 XT50 18级30-1500 5.5 ±45° 30-350 215～470 18级23.5-1180/8-394 2300/770 1.5 500 2650 2294×1770×1665