金属切削原理及金属切削刀具A
金属切削原理与刀具
金属切削原理与刀具金属切削是指通过刀具对金属材料进行加工削除的过程，是金属加工领域中常见且基础的一种加工方式。
人们在制造和加工各种金属制品的过程中，常常需要通过切削来将金属材料加工成所需的形状和尺寸。
本文将深入探讨金属切削的原理以及相关的刀具类型。
一、金属切削原理金属切削的原理是利用刀具对金属工件进行力学削除材料的过程。
主要原理可以归纳为以下几点：1. 刀具与工件的相互作用力：切削过程中，刀具施加在工件上的作用力可以分为切割力、摩擦力、压力等。
切割力使刀具沿着切削方向削除金属，摩擦力影响工件表面的质量，而压力则有助于防止振动和提高切削质量。
2. 刀具与工件的接触面积：切削过程中，刀具与工件的接触面积较小，集中在切削刃上。
通过提高切削刃的硬度和耐磨性，可以减少切削面的磨损，延长刀具的使用寿命。
3. 金属切削时的切削角度：切削角度是指刀具切削刃与工件表面法线之间的夹角。
合理选择切削角度可以使切削过程更加顺利，减少切削力和切削温度。
二、常见的刀具类型不同的金属切削需求需要选择不同类型的刀具。
以下将介绍几种常见的刀具类型及其特点：1. 钻头：用于钻孔加工的刀具，主要特点是具有较高的刚性和旋转精度。
根据孔径的大小，可以选择不同类型的钻头，如常规钻头、中心钻头和孔径加工钻头等。
2. 铣刀：用于面铣、端铣、槽铣等加工的刀具，形状像一把小锯齿，可通过旋转进行切削。
铣刀可分为平面铣刀、球头铣刀、棒铣刀等多种类型，适用于不同形状和尺寸的金属切削。
3. 刀片：用于车削加工的刀具，通常由硬质合金制成，具有较高的耐磨性。
刀片形状多样，如可直线切削的刀片、可拐弯切削的刀片等，适用于不同形状和尺寸的车削加工。
4. 锯片：用于锯切金属材料的刀具，常用于金属管、金属板的切割。
根据不同的锯片规格和齿型，可以实现不同精度和效率的锯切加工。
5. 切割刀具：包括切割刀片和切割车刀等，主要用于金属材料的切割和切断。
根据切割的需求和要求，选择合适的切割刀具可以提高加工效率和切割质量。
金属切削原理与刀具的刀具径向载荷分析
金属切削原理与刀具的刀具径向载荷分析金属切削是工业加工中常见的一种加工方式，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
刀具作为金属切削的主要工具，在实际加工过程中承受着巨大的载荷。
一、金属切削原理金属切削是指利用刀具对金属工件进行切削加工，通过切削过程中产生的力将金属材料削除，实现工件的形状、尺寸和表面粗糙度的精确控制。
金属切削过程主要包括切削区的成型与变形以及金属材料的剥离。
切削区的成型与变形涉及刀具与工件间的相互作用，包括刀具的切削边与工件之间的相对运动和切削力的形成。
金属材料的剥离则是指切削过程中，利用刀具对工件进行局部剪切，使得金属材料在一定条件下从工件上剥离。
刀具径向载荷是指切削过程中刀具在径向方向所承受的力。
它对刀具的选用和加工效果具有重要影响。
二、刀具径向载荷的分析1. 切削力的来源在金属切削过程中，切削力主要来源于切削区的成型与变形。
当刀具与工件之间沿着切削方向产生相对运动时，切削边沿着工件表面切削金属材料，形成切屑。
在这个过程中，刀具与工件之间发生了相互作用，产生了切削力。
切削力的大小与多个因素相关，包括切削速度、切削深度、进给量、刀具材料和切削区温度等。
其中，切削深度和进给量对切削力的影响最为显著。
2. 刀具径向载荷的影响因素刀具径向载荷的大小受多个因素影响，主要包括切削力的大小和方向、刀具的几何形状、刀具材料和刀具的磨损情况等。
切削力的大小直接决定了刀具径向载荷的大小。
切削力越大，刀具在径向方向所承受的力也越大。
切削力的方向与工件表面之间的相对运动方向相反。
刀具的几何形状对径向载荷有着重要影响。
刀具的刃角、切削刃长度、后角等参数都会影响切削力的大小和方向，进而影响刀具的径向载荷。
刀具材料是另一个影响刀具径向载荷的因素。
不同材料的刀具具有不同的硬度、强度和刚度等特性，不同材料的刀具在切削过程中对切削力的抵抗能力也不同。
刀具的磨损情况也会对刀具径向载荷产生影响。
刀具表面的磨损会导致切削力的增加，从而使刀具在径向方向所承受的载荷增大。
《金属切削原理与刀具》知识点总结
I 切削原理部分第1章刀具几何角度及切削要素1、切削加工必备三个条件：刀具与工件之间要有相对运动；刀具具有适当的几何参数，即切削角度；刀具材料具有一定的切削性能2、切削运动：刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。
分为主运动和进给运动。
1）主运动是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速度最高。
有且仅有一个。
运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）直线运动（刨削、拉削的刀具运动）运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。
2）进给运动：使新切削层不断投入切削，使切削工作得以继续下去的运动。
进给运动的速度一般较低，功率也较少。
其数量可以是一个，也可以是多个。
可以是连续进行的，也可以是断续进行的。
可以是工件完成的，也可以是刀具完成的。
运动形式：连续运动：如车削；间歇运动：如刨削。
一个运动，如钻削；多个运动，如车削时的纵向与横向进给运动；没有进给运动，如拉削。
运动主体：工件，如铣削、磨削；刀具，如车削、钻削。
3、切削用量切削用量是指切削速度c v 、进给量f （或进给速度）和背吃刀量p a 。
三者又称为切削用量三要素。
1）切削速度c v （m／s 或m／min）：切削刃选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。
主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定1000dn v c π=式中：d-工件或刀具的最大直（mm）n-工件或刀具的转速(r/s 或r/min)2）进给量f：工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm／r（或mm／双行程）。
3）背吃刀量p a （切削深度mm）2m w p d d a -=式中:w d -工件上待加工表面直径（mm）；m d -工件上已加工表面直径（mm）。
4、工件表面：切削过程中，工件上有三个不断变化的表面待加工表面：工件上即将被切除的表面。
过渡表面：正被切削的表面。
下一切削行程将被切除。
己加工表面：切削后形成的新表面。
5、刀具上承担切削工作的部分称为刀具的削部分，刀具切削部分由一尖二刃三面组成。
《金属切削原理与刀具》课程标准
《金属切削原理与刀具》课程标准一、课程概述1.课程性质《金属切削原理与刀具》是机械设计与制造专业针对通用装备制造行业的机械设计、机械制造、制图员、车工、铳工、装配工等职业群（或技术技能领域）的关键岗位，经过对企业岗位典型工作任务的调研和分析后，归纳总结出来的为适应机械装备制造企业金属切削刀具选用、金属切削机床使用、机械冷加工工艺编制、调试及维修维护等能力要求而设置的一门专业核心课程。
2.课程任务《金属切削刀具与机床》课程通过对金属切削刀具、金属切削机床基本原理和理论知识的学习，增强学生对金属切削刀具材料、几何形状、切削要素、金属切削机床结构及布局, 机床知识的运用，让他们熟练掌握金属切削刀具、金属切削机床运动、切削加工工艺范围等知识，从而满足企业对相应岗位的职业能力需求。
3.课程要求通过课程的学习培养学生机械加工方面的岗位职业能力，教学注重选用基础的、典型的实例，突出现代机械加工中各种典型的刀具,利用各种教学方法和手段达到注重能力的培养, 突出实际、实用、实践的原则，贯彻加强基础、重技术应用及前后课程衔接的指导思想，注重内容的典型性、针对性，加强理论联系实际，达到学以致用的目的。
同时为学习后续专业课程打下坚实的基础。
二.教学目标1.知识目标（1）掌握金属切削加工的基本理论；（2）掌握金属切削加工的基本规律；（3）掌握车、铳、包k键等通用刀具结构与型号制订方法；（4）掌握车、铳、包IJ、键等通用刀具应用范围；（5）掌握孔加工刀具等标准刀具结构与型号制订方法；（6）掌握难加工材料的加工特点；（7）掌握数控加工工具系统的应用特点。
2.能力目标（1）能够进行切削用量的计算与查表；（2）能够正确选用刀具的几何参数；（3）能够解决切削加工中产生的各种质量问题；（4）能够正确选用刀具类型与规格；（5）会阅读金属加工资料和查阅刀具设计手册；（6）会难加工材料的加工的切削参数选择；（7）会刃磨刀具；3.素质目标（1）养成谦虚、好学的能力；（2）养成学生勤于思考、做事认真的良好作风；（3）具备必要的政治素质和一定的法律意识；（4）养成良好的职业道德；（5）具备沟通能力及团队协作精神；（6）具备分析问题、解决问题的能力；（7）具备勇于创新、敬业乐业的工作作风；（8）具备的质量意识、安全意识。
金属切削原理与刀具的基本概述
金属切削原理与刀具的基本概述金属切削是通过切削工具对金属材料进行切削，以实现加工目标的一种常见的金属加工方法。
切削工具是实现切削过程的关键元素，它的设计和选择对于切削加工质量和效率具有重要影响。
本文将概述金属切削原理以及刀具的基本概念，以帮助读者深入了解金属切削的基本原理和刀具的工作原理。
金属切削原理涉及刀具与金属工件之间的物理力学相互作用。
切削过程中，切削刃与工件接触，施加切削力并逐渐移除金属屑来实现切削。
切削力主要有切向力、法向力和主切削力组成。
切向力是切削力在切削方向上的分力，它决定了切削刃与工件之间的相对运动。
法向力是切削力在垂直于切削方向上的分力，它将工件稳定固定在工作台上。
主切削力是切削力在切削方向上的主要分力，它直接影响切削刃的切削能力和工件的表面质量。
刀具的选择和设计对于切削过程的效率和质量有重要影响。
常见的刀具类型包括立铣刀、车刀、钻头和铰刀等。
刀具的形状、材料和刃口几何形状都对刀具的切削能力和寿命产生影响。
刀具的材料通常选择硬度高、耐磨损和高温稳定性好的材料。
常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金和陶瓷材料。
高速钢具有较高的硬度和耐磨性能，适用于一般的切削工作。
硬质合金刀具由金属碳化物颗粒与钴合金基体组成，具有更高的硬度和热稳定性，适用于高速切削和难切削材料的加工。
陶瓷刀具具有优异的耐磨性和高温稳定性，适用于高速、高温的切削工作。
刀具的刃口几何形状对切削过程的效率和质量具有重要影响。
常见的刃口几何形状包括平行刀刃、斜切刀刃和弧形刀刃等。
刃口的选择应根据加工类型、材料和表面质量要求进行合理选择。
此外，切削参数的选择也是确保切削过程顺利进行的关键因素。
切削参数包括切削速度、进给速度和切削深度等。
切削速度决定了刀具与工件之间的相对运动速度，进给速度则决定了切削刃每分钟移除的金属量，切削深度是切削刃切入工件的深度。
在切削过程中，润滑和冷却也是必不可少的。
刀具和工件之间的摩擦和热量会导致刀具磨损和工件热变形。
金属切削原理与刀具教案
金属切削原理与刀具教案一、教学目标1.了解金属切削的基本概念，掌握金属切削的原理。
2.掌握刀具的种类、结构及切削性能，学会选择合适的刀具进行金属切削。
3.了解金属切削过程中的切削力、切削温度、表面质量等影响因素，掌握切削参数的合理选择。
4.培养学生的动手能力，提高金属切削操作技能。
二、教学内容1.金属切削的基本概念（1）金属切削的定义（2）金属切削的分类2.金属切削原理（1）切削层（2）切削力（3）切削温度（4）表面质量3.刀具的种类、结构及切削性能（1）车刀（2）铣刀（3）钻头（4）铰刀4.切削参数的选择（1）切削速度（2）进给量（3）切削深度5.金属切削操作技能训练三、教学重点与难点1.教学重点：金属切削原理、刀具的种类及切削性能、切削参数的选择。
2.教学难点：切削力、切削温度的计算及影响因素，切削参数的合理选择。
四、教学方法1.理论教学：讲解金属切削的基本概念、原理及刀具的种类、结构等。
2.实践教学：通过金属切削实验，让学生动手操作，提高操作技能。
3.案例分析：分析金属切削过程中出现的问题，引导学生学会解决实际问题的方法。
五、教学安排1.理论教学：共6学时，分2次进行。
2.实践教学：共6学时，分2次进行。
3.案例分析：共2学时，分1次进行。
六、教学评价1.理论考试：占总评成绩的40%。
2.实践操作：占总评成绩的40%。
3.平时表现：占总评成绩的20%。
七、教学资源1.教材：《金属切削原理与刀具》。
2.辅助资料：金属切削相关学术论文、实验指导书。
3.设备：车床、铣床、钻床、铰床等。
4.软件：金属切削仿真软件。
八、教学进度安排1.第1周：金属切削的基本概念、分类。
2.第2周：金属切削原理。
3.第3周：刀具的种类、结构及切削性能。
4.第4周：切削参数的选择。
5.第5周：金属切削操作技能训练（1）。
6.第6周：金属切削操作技能训练（2）。
7.第7周：案例分析。
8.第8周：复习、考试。
九、教学总结本课程通过理论教学、实践教学和案例分析相结合的方式，使学生掌握金属切削原理、刀具的种类及切削性能、切削参数的选择等知识，培养学生的动手能力，提高金属切削操作技能。
金属切削原理和刀具(第5版课后习题答案解析)
第一章：刀具几何角度及切削要素1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=0.5mm ，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少?答：切削速度 机动时间材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义？答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。
刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。
1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下， γo= γn答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。
不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。
刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。
不同点是：法平面参考系中定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。
只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn1-4假定进给工作平面pf ，背平面pp ，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf= γo ， γp= γo答：假定工作平面Pf ：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面背平面Pp ：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。
假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面Pf 中测量的侧前角和侧后角，背平面Pp 中测量的背前角和背后角。
金属切削原理与刀具 课题2 切削层
切削层
切削层
一、切削层
课题二 切削层
指切削刃移动一个进给量所切除的那一层金属， 即两个相邻过渡表面之间的那一层金属。
切削层
切削层参数
切削层截面尺寸的大小即为切削层参数
n
dw
Kr f
f 21
dm Kr
课题二 切削层
f ap
切削层
切削层参数 1. 切削厚度hD
fKrap课题二 切削层AD hD bD a p f
切削层
切削层参数 3. 切削面积AD
切削面积
课题二 切削层
f 、ap 决定 切削刃形状、kr
切削层
切削层参数 3. 切削面积AD
f 与ap 一定
课题二 切削层
主偏角kr越大 主偏角kr越小
当 kr＝90° 时，hD＝f
切削厚度hD越大 切削宽度bD越小 切削厚度hD越小 切削宽度bD越大
切削层
切削层参数 3. 切削面积AD
f
Kr
ap
课题二 切削层
上面所计算的均为名义切削面积
实际切削面积=名义切削面积-残留面积
切削层
残留面积
hD f sin r
bD a p / sin r
课题二 切削层
刀具副偏角kr′≠0时，刀具经过切削后，残留在已加工 表面上的不平部分（△ABE）的剖面面积
课堂小结
1.
切削层参数
课题二 切削层
谢谢观看
THANKS
切削厚度指切削层两相邻过渡表面之间 的垂直距离，单位为mm
hD f sin r
切削层
切削层参数 2. 切削宽度bD
f
Kr
ap
课题二 切削层
金属切削原理与刀具教案
金属切削原理与刀具教案
一、金属切削原理
金属切削是金属加工的主要方式，是指金属切削刀具（刀具）用力对
金属工件表面进行摩擦和削减，以获得特定尺寸和形状的过程。
1. 切削力(Cutting force)
切削力是指切削过程中，刀具和工件表面产生的有效接触力，受到许
多因素的影响，例如：切削刀具的刃型、刃口尺寸、材料硬度、切削速度、切削深度、切削温度等。
2. 切削热量 (Cutting heat)
切削热是指在切削过程中，刀具和工件表面摩擦产生的热量。
切削热
量主要来自三个方面：刀具本身的机械磨损、切削热量的摩擦损耗、以及
工件表面沿刀具刃缘的切粒引起的摩擦损耗。
3. 切削冲程(Cutting stroke)
切削冲程是指切削过程中，刀具施加在工件表面的切削力和切削冲击
力下，使工件表面在介质空气中出现的压痕或局部变形的程度。
4. 量削量 (Quantity of cut)
量削量是指切削过程中，刀具对工件表面的切削量，即刀具作用下，
从工件表面削减掉的物料量。
它受到诸多因素的影响，如切削刀具角度、
切削速度、切削深度、切削液体等。
5. 切削温度 (Cutting temperature)
切削温度是指在切削过程中，刀具和工件表面摩擦产生的温度。
金属切削原理与刀具复习大纲
2. 各种刀具材料使用于加工什么材料？
第三章 金属切削过程的基本规律
第一变形区：（基本变形区） OA~OM之间的区域，是切削 第二变形区： 第三变形区： 过程中的主要变形区，是切削 切屑底层与前刀面之间的摩擦 工件已加工表面与刀具后刀面之 力和切削热的主要来源。 间的挤压、摩擦变形区域。 变形区。主要影响切屑的变形 主要特征： 造成工件表面的纤维化与加工硬 和积屑瘤的产生。 剪切面的滑移变形 化。
带状切屑
节状切屑
粒状切屑
三、变形程度的表示方法
1.
变形系数：( 切削厚度压缩比Λ h )
h ch h hD
厚度变形系数：
长度变形系数：
lc l lch
h l 1
根据体积不变原理数：
hch OM cos( o ) cos( o ) hD OM sin sin
延长刀具寿命，便于刀具的制造，资源丰富，价格低廉。
2. 常用刀具材料
高速钢 硬质合金 陶瓷
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 材料如涂层刀具、陶瓷 刀具、天然金刚石、聚 晶金刚石、立方氮化硼 等。 能制造结构复杂 的成形刀具
超硬刀具材料
（1）硬质合金的分类
3-3 切削热
一、切削热的来源：
切削层挤 裂变形 前刀面与切 屑摩擦
切削热的分布：
热量的20%∼50%传给刀具→ 刀具磨损、硬度降低
二、影响切削温度的因素分析
1、切削用量对切削温度的影响：Vc →f →ap
vc、f、ap↗ θ ℃↗
x c y
C v f
ap
z
用YT15刀具，切削45#钢时( σ b=75kg/cm2)
《金属切削原理与刀具》教案
《金属切削原理与刀具》教案一、教学内容本节课的教学内容来自于小学《金属切削原理与刀具》教材的第三章，主要介绍金属切削的基本原理和刀具的分类及使用方法。
具体内容包括：金属切削的过程、切削力与切削功率、刀具的类型与结构、刀具的磨损与更换等。
二、教学目标1. 让学生了解金属切削的基本原理，知道切削力与切削功率的概念。
2. 使学生熟悉刀具的类型与结构，掌握刀具的磨损与更换方法。
3. 培养学生动手操作和实践能力，提高他们的技术素养。
三、教学难点与重点重点：金属切削的基本原理、刀具的类型与结构、刀具的磨损与更换。
难点：切削力与切削功率的计算、刀具的磨损规律及更换时机。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、刀具实物、切削实验装置。
学具：笔记本、课本、尺子、剪刀。
五、教学过程1. 导入：通过展示金属切削加工的视频，让学生初步了解金属切削的过程，引出本节课的主题。
2. 讲解：讲解金属切削的基本原理，介绍切削力与切削功率的概念，分析刀具的类型与结构，讲解刀具的磨损与更换方法。
3. 实践：让学生分组进行切削实验，观察刀具的磨损情况，学会正确更换刀具。
4. 讨论：分组讨论切削力与切削功率的计算方法，分享刀具磨损与更换的实践经验。
六、板书设计金属切削原理与刀具1. 金属切削过程2. 切削力与切削功率3. 刀具类型与结构4. 刀具磨损与更换七、作业设计1. 题目：计算切削力与切削功率已知条件：切削速度v = 50m/min，切削深度d = 2mm，切削宽度b = 10mm，刀具前角γ = 20°，刀具后角α = 15°，材料硬度HB = 200。
求：切削力F和切削功率P。
答案：切削力F = 150N切削功率P = 15W2. 题目：分析刀具磨损规律及更换时机要求：结合实践经验，分析刀具磨损的原因，判断何时需要更换刀具。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果如何？学生是否掌握了金属切削原理和刀具的使用方法？2. 拓展延伸：研究金属切削液的作用，探讨如何提高切削加工效率。
金属切削原理及刀具(第5版课后习题答案解析)
第一章：刀具几何角度及切削要素1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=0.5mm ，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少?答：切削速度 机动时间材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义？答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。
刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。
1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下， γo= γn答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。
不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。
刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。
不同点是：法平面参考系中定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。
只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn1-4假定进给工作平面pf ，背平面pp ，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf= γo ， γp= γo答：假定工作平面Pf ：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面背平面Pp ：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。
假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面Pf 中测量的侧前角和侧后角，背平面Pp 中测量的背前角和背后角。
金属切削原理与刀具
第四章 切削条件的合理选择
第一节 工件材料的切削加工性 第二节 切削液 第三节 刀具几何参数的合理选择 第四节 切削用量的合理选择
第一节 工件材料的切削加工性
“指对某种材料进行加工的难易程度”
相对加工性：Kr
Kr
V60 (V60 ) j
改善材料切削加工性的主要途径
1、热处理，改变材料的组织和机械性能 2、合理选用刀具材料 3、调整材料的化学成分
f
0.14
a0.04 p
三、影响切削温度的因素
3. 刀具几何参数对切削温度的影响 控制切削温度的措施
γO ↗
1、正确使用切削液
θ ℃↙
2、合κ理选r 择↗切削用量
在满足工艺要求的前提下，取小的
θ ℃↗
vc较大的
ap、f
3、γ改O↗r善ε刀↗具几θ何℃条↙件：
θ ℃↙
第四节 刀具磨损
一、刀具的磨损形式：
二、刀具磨损的原因
4. 氧化磨损： 刀具上的表面膜被切屑或工件表面划擦掉后，在高温 下（700~800℃）与空气中的氧作用产生松脆氧化物， 造成刀具磨损。
综上所述：
三、刀具磨损过程与磨损标准
11、、刀具磨损过程
2、刀具磨损标准（磨损限度）
“指后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的 最大磨损尺寸”。以VB表示
2、产生条件： ①中等速度切削塑性材料。
②切削区的温度、压力和界 面状况符合在刀面上发生 冷焊的条件。
2、特点： ①硬度是工件材料的2~3.5倍，
可以代替刀具切削。
②周而复始的生长、脱落。
3. 对切削过程的影响：
4、精加工控制积屑瘤的措施
①
积屑瘤代替刀刃进行切削，保护 了刀刃，增大了前角。
金属切削原理及刀具
金属切削原理及刀具§1切削运动和切削用量刀具从毛坯上切除多余金属，从而获得在行状上、尺寸精度上和表面质量都合乎预定要求的加工，称为金属切削加工。
在切削加工过程中，刀具与工件相互接触且存在着相互运动，这种相互运动的过程称为金属切削过程。
在切削过程中，将产生各种物理现象及其变化，这些都是金属加工原理所要研究的内容。
一．切削运动1）主运动切削时直接切除工件上的金属层，使之转变为切屑的运动，称为主运动。
通常，主运动的速度最高，消耗的功率最大。
主运动可以由工件完成，也可以由刀具完成。
车削时工件的旋转运动是主运动。
一种切削加工方法其主运动只有一个。
2）进给运动不断地将多余金属投入切削，以保证切削连续进行的运动，称为进给运动。
进给运动的速度较低，消耗的功率较小。
车削的时候，车刀的纵向移动和横向移动都属于进给运动。
一种切削加工方法其进给运动不限于一个。
在切削过程中，被切金属层不断地被切削而转变为切屑，从而加工出所需要地工件表面。
在工件表面形成的过程中，工件上有三个不断变化着的表面。
（1）已加工表面切削后在工件上形成的新表面。
（2）待加工表面即将被切除的表面。
（3）加工表面切削刃正在切削着的表面。
二．切削用量切削用量是衡量切削运动和切削力大小的参数。
它包括三个要素：切削速度、进给量、切削深度。
切削用量的大小，反映单位时间内的金属切除量。
它是衡量生产率的重要参数之一。
1．切削速度即主运动的线速度，即m/s。
其中，为工件待加工表面直径，n为工件转速；由于刀刃上各点相对于工件的旋转半径不同，因而刀刃上各点的切削速度也不相同。
计算时，应以最大速度为准。
2．进给量当主运动旋转一周时，刀具（或工件）沿进给方向上的位移量。
车削时，工件旋转一周，刀具沿进给方向的位移量。
显然，进给量的大小反映着进给速度的大小关系为：3．切削深度工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。
车削时，车削深度是待加工表面直径与已加工表面直径差的一半，即，其中，为工件已加工表面直径。
金属切削原理及刀具参考答案
金属基本原理及刀具习题一. 填空题1.普通外圆车刀的刀头是由（ 3 ）个面（2 ）个刃（1 ）个尖组成的。
2.正交平面参考系由3各平面组成，分别是（切削平面）、（基面）、（正交平面）。
3.标注刀具角度时，静止状态所指的三个假设条件分别是：1.（进给速度为零）2.（刀尖与工件中心线等高）3.（刀杆安装成与工件中心线平行或垂直）。
4.静止状态下定义的刀具角度称为刀具的（标注）角度，它是刀具设计、制造、测量的依据。
5.组成普通外圆车刀的三个平面应标注的6个独立角度分别是：（γo、αo、κr、λs 、αoˊ、κrˊ）。
6.在车刀的6各独立角度中，（γo、λs）确定前刀面的方位；（αo、κr）确定后刀面的方位；确定副后刀面方位的角度是（αoˊ、κrˊ）。
7.在车削多头螺纹或大螺距螺纹时，因（纵向进给量）值较大，则必须考虑由此引起的角度变化对加工过程的影响。
8.在车床上用切断刀切断时，越到工件中心，刀具的前角越大，后角越（小）。
9.在车床上车外圆时，刀尖相对于工件中心线安装的越高，车削半径越小，车刀的工作后角就越（小）。
10.按整体结构，车刀可以分为四种：（整体式）、（焊接式）、（机夹式）、（可转位式）。
11.在机床上加工零件时，最常用的刀具材料是（高速钢）、（硬质合金）。
12.积屑瘤是在（中等偏低）切削速度加工（塑性）材料条件下的一个重要物理现象。
13.由于切削变形复杂，用材料力学、弹性、塑性变形理论推倒的计算切削力的理论公式与实际差距较大，故在实际生产中常用（经验公式）计算切削力的大小。
14.在切削塑性材料时，切削区温度最高点在前刀面上（距离刀尖有一定距离）处。
15.刀具的磨损形态包括（前刀面磨损或月牙洼磨损）、（后刀面磨损）、（边界磨损）。
16.切削用量三要素为（切削速度υC）、（进给量f）、（背吃刀量ap）。
17.切削运动一般由（主运动）和（进给运动）组成。
18.切削层参数包括：（切削厚度）、（切削宽度）、（切削面积）。
河南理工大学《金属切削原理与刀具》试题A及答案
2007-2008学年《金属切削原理与刀具》试题Ａ班级：2005高职姓名：学号：得分：一、填空题（每题2分，共20分）１、在切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角与主偏角应如何选择。
2、在切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最大的是、对切削力影响最大的是。
3、防止积削瘤形成，切削速度可采用或。
4、常用的切削液有水溶液、和三大类。
采用硬质合金刀具时，由于，故一般不使用切削液。
5、使用可转位车刀生产率较高，原因是由于它减少了及所需的辅助时间，故特别适合于自动化生产。
6、麻花钻切削性能最差的部位是在处；钻头最易磨损部位是在处。
钻削加工时轴向力主要是由刃产生。
7、一般在精加工时，对加工表面质量要求高时，刀尖圆弧半径宜取较。
8、砂轮磨损有那几种形式，刃倾角的作用有哪些。
9、不同于普通的孔加工，深孔加工的主要问题有三，即：断屑和排屑、冷却和润滑以及。
10、涂层硬质合金优点是，陶瓷刀具材料特点是。
二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错）（每题２分，共30分）１、安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。
（）２、积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。
（）３、加工硬化能提高已加工表面的硬度、强度和耐磨性，在某些零件中可改善使用性能。
（）４、当粗加工、强力切削或承冲击载荷时，要使刀具寿命延长，必须减少刀具摩擦，所以后角应取大些。
（）５、刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。
（）６、刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。
（）７、立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略低于人造金刚石，但不能以正常的切削速度切削淬火等硬度较高的材料。
（）８、提高表面质量的主要措施是增大刀具的前角与后角。
（）９、铣削用量包含铣削深度、铣削速度、进给量。
（）１０、衡量材料切削加工性的常用指标有刀具耐用度、切削力、切削温度、相对加工性。
金属切削原理与刀具(课)课件
立方氮化硼
具有极高的硬度，适用于加工 高硬度材料，如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分，其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分， 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果，在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分，要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节，通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件，可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向，避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中，刀具对工件施加压力，使工件产生变形和切屑，这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量，是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧， 工件表面质量下降，甚至引起刀具和 工件的变形，影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能，广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性， 常用于制造复杂刀具和大型刀
金属切削原理与刀具
金属切削原理与刀具
金属切削原理与刀具：
一、金属切削原理
1. 切削力学：切削力定义为金属切削过程中由刀具与工件之间产生的
相互作用力，根据其本质不同可分为动切削力、静切削力和剪切力。
2. 切削热：金属切削过程发生了热量交换，热量大部分是从刀具释放
到工件上，少量热量是从环境里侧移到刀具或者从工件侧移到刀具，
这个过程称为切削热。
3. 切削噪声：切削时由工件与刀具磨擦、刀具与被切物断裂等发出的
噪声，又称切削噪声，是金属切削的重要的污染源之一。
二、金属切削刀具
1. 铣刀：铣刀是一种坚硬的刀具，用于进行几何体表面的金属切削。
它由刀片、刀头、刀杆组成，可根据刀的形状及功能分类为直角铣刀、圆角铣刀、角铣刀、平铣刀等。
2. 内丝锥：内丝锥是用来进行内孔加工的刀具，其分类主要有逆槽内
丝锥和普通内丝锥两种。
它们的工作原理是通过在回转时刮刀后，将
产生的碎屑转到内部进行切削，从而实现内丝的加工。
3. 铰刀：铰刀是一种特殊的铣刀，用于执行开铰、圆弧削、下铰和虚
边倒铰等加工。
它包括刀体和刀杆两个部分，刀体由刀片和刀杆组成，刀杆可以向任意一个方向旋转以达到改变切削角度的目的。
4. 牙铰刀：牙铰刀是切削螺纹的特殊刀具，其外形比普通铰刀大，假牙形状有利于防止刀具与螺纹滑动，即牙铰刀具有牙齿状的刀具，利用微调牙齿的方法调节刀具的切削角度，从而形成不同形状的螺纹。
金属切削原理及刀具分类解析
金属切削原理及刀具分类解析金属切削是一种常见的加工工艺，广泛应用于制造业领域。
本文将对金属切削的原理和刀具分类进行解析，以帮助读者更好地理解和应用金属切削技术。
一、金属切削的原理金属切削是一种通过旋转刀具对工件进行削除金属的加工方式。
其原理主要包括以下几个方面：1. 切削力的产生切削力是刀具对工件施加的力，其产生主要与以下因素相关：切削速度、刀具形状和刀具材料。
高速旋转的刀具与工件碰撞时，会产生一个切削区域，切削力在切削区域内产生，使刃口与工件发生剪切作用，将工件上的金属削除。
2. 削除金属的形式金属切削过程中，金属层与刀具间的作用力导致金属的塑性变形和断裂。
切削时，刀具的刃口对工件表面施加一定的切削力，削除金属。
削除的金属以切屑的形式从切削区域排出。
3. 切削速度和进给速度切削速度是刀具刃口与工件接触的速度，进给速度是切削工具在单位时间内削除金属的量。
切削速度和进给速度的选择对切削过程中的切削力、表面质量和加工效率有重要影响。
二、刀具分类解析刀具是金属切削过程中最重要的工具，根据不同的切削任务和材料特性，可以进行不同类型的刀具选择。
下面将介绍常见的几种刀具分类及其特点。
1. 钻头钻头是一种主要用于钻孔的刀具，通常由高速钢或硬质合金制成。
根据不同的加工要求，钻头可以分为标准钻头、中心钻和铰孔钻。
钻头具有较高的强度和硬度，能够在金属表面快速形成孔洞。
2. 铰刀铰刀是一种用于加工内外螺纹孔的刀具，常用于车削、铣削等操作中。
铰刀的材质通常为高速钢，其刃口具有特殊的结构，可以进行内部和外部螺纹的加工。
3. 铣刀铣刀是一种用于铣削或者切削金属的刀具，广泛应用于零部件加工中。
根据不同的形状和用途，铣刀可分为平行刃铣刀、球头铣刀、刃部刃铣刀等。
铣刀通过旋转或移动刃部与工件接触，实现金属的切削。
4. 刀片刀片是一种常用的切削工具，被广泛应用于车削、铣削等加工工艺中。
刀片通常由硬质合金制成，具有较高的硬度和耐磨性。
金属切削原理及刀具
切
削 运
（1）切削速度
动 与
大多数切削加工的主运动采用回转运动。回转体(刀具或
切 削
工件)上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下：
用
量
vcdnm/s或 m/min
1000
式中 d——工件或刀具上某一点的回转直径(mm)； n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
在生产中，磨削速度单位用米/秒( m/s)，其它加工的切削
法剖面是通过切削刃选定点，垂直于切削刃的平面。
Pr-Ps-Pn组成法剖面参考系。
右图表示由Po-Pr-Ps 组成的一个正交的主剖
面参考系，这是目前生
产中最常用的刀具标注
角度参考系。图中同时
刀 具
也表示了一个由Pn-Pr-
标 注
Ps 组成的法剖面参考系。
角 度
在实际使用时一般是分
的 参
别使用某一个参考系。
三
要
素 （2）进给速度、进给量和每齿进给量
进给速度是单位时间的进给量,单位是mm/s(mm/min)。
进给量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 (对于车削、钻削、铰削),单位是mm/r。
对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然
可以不规定进给速度，却需要规定间歇进给的进给量，其单
称为标注角度。
刀 具
刀具标注角度的参
标 注
考系的形成如右图动
角 度
画所示，由基面、切
的 参
削平面、主剖面等平
考 系
面构成了主剖面参考
系。
(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
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四川建筑职业技术学院2004年秋期期末考试 《金属切削原理及刀具》试卷（A 卷）
一、 填空题：在下列各题的空格中填上正确的文字及其有关符号（每题4分，共60分）
1．车削的主运动是______________，钻削的主运动是
______________；磨削的主运动是______________。
2．标柱刀具静态角度的静态坐标系包括：（1）____________，（2）____________，测量平面有（1）_________，（2）_________，（3）_________，（4）_________。
3．刀具的前角γo 是在_________平面内测量的_________与_________之间的夹角。
4．表示切削变形程度的方法有：（1）___________________________，（2）__________________，（3）
__________________。
5．切屑的类型有以下四种：（1）__________________，（2）__________________，（3）__________________，（4）__________________。
6．工件加工表面质量的指标包括：（1）_________________
（2）__________________，（3）__________________。
7．切削热的产生是切削过程中______________________转换而成的，切削温度是__________和__________综合结果。
8．刀具磨损的主要原因有：__________、__________、 __________、__________等。
9．影响刀具磨损的切削量中，影响最大的是__________，影响最小的是__________，所以选择切削用量时应首先选择尽可能大的__________________。
10．切削液的种类有（1）________切削液，其主要作用是_______，（2）________切削液，其主要作用是_______。
11．刀具材料要求具备的性能有：（1）_______、（2）_______、（3）_______、（4）_______、（5）_______、（6）_______等。
12．硬质合金刀具有以下几类：（1）_______、（2）_______、（3）_______、（4）_______。
13．砂轮的性能参数包括：（1）_______、（2）_______、
（3）_______、（4）_______、（5）_______和（6）_______。
14．磨削过程包括三个阶段：（1）_______阶段、（2）_______阶段和（3）_______阶段。
15．圆周铣削的铣削方式有_______铣和_______铣。
端面铣的铣削方式有
班级 姓名 学号
.
_______
铣和
_______
及
_______。
二、判断题：在每一题最后的括号（）内填上你判断的结果，正
确的就填“+”号，错误的就填“—”号。
（每题2分，共20分）
1．加工铸铁材料时选择硬质合金刀具材料的YT类刀片。
（）
2．加工细长轴时主偏角κr应选得大些，甚至90º。
（）
3．磨削加工中切向分力F c最大。
（）
4．成形刀具的刀刃上各点的前角大小是相同的。
（）
5．标准麻花钻的前刀面形状是螺旋面。
（）
6．麻花钻的刃带上外径大小是不变的。
（）
7．铣削过程中切削力是波动的。
（）
8．尖齿铣刀刃磨时是磨前刀面。
（）
9．拉刀在切削过程中没有进给运动。
（）
10．用切断刀切断工件，若刀尖高于工件中心，其刀具的工作后角
要比标注后角大。
（）
三、问答题：（10分）
积屑瘤的产生对切削过程有哪些影响？防止产生积屑瘤可以采取哪些方法？
四、填图题：（10分）
. 在以下端
面铣刀图
的各视图
中，标出
参考平面
P s、P r、
P o、P o’
以及刀具
角度γ
o、αo、
αo’、
κr、κ
r’、λ
s 。
如有侵权
请联系告
知删除，
感谢你们
的配合！。