《金属切削原理与刀具》说课课件(配套课稿)
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金属切削原理与刀具PPT课件
车刀安装偏斜
rer
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r'
-
（２）进给运动对工作角度的影响 ① 横向进给（以切断车刀为例） ② 如下图所示，此时切削刃相对与工件的运动轨迹为一螺线。
合成运动方向为过切削点与螺线的切线方向，因此，基面、 切削平面均逆时针转过一角度μ。
tg f v f v nf r
nf 2nr f d
横向进给
➢ 自由切削：只有一条直线切削刃参加切削工作 ➢ 非自由切削：刀具切削刃是曲线，或几条切削刃同时 参加并完成切削 （2）直角切削与斜角切削
➢ 直角切削：刀具主切削刃的刃倾角 s 0 的切削。此
时，主切削刃与切削速度方向成直角
➢ 斜角切削：刀具主切削刃的刃倾角 s 0 的切削。
直角切削与斜角切削
oe o oe o
② 纵向进给 如左图所示，此时合成运动方向 在进给速度的影响下，绕切削 点转过一角度μ，仍先注意在进 给平面的变化，然后再转换为 主剖面内。角度的变化为：
纵向进给
tgf vf v f dw
oe o oe o
tg v fv fd w c o 2 sr fd w sirn
§2-2 刀具材料
一、刀具材料应具备的性能
➢ 高的硬度和耐磨性 ➢ 足够的强度和韧性 ➢ 高的耐热性 ➢ 更好的热物理性能和耐热冲击性能 ➢ 良好的工艺性 ➢ 经济性
二、常用的刀具材料
工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷超硬刀具材料
（1）高速钢 ➢ 突出性能：较高的强度、韧性和耐磨性，较好的工 艺性 ➢ 主要品种： W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 、 W6Mo5Cr4V2 Co8、 W6Mo5Cr4V2Al ➢ 应用范围：用于加工250~280HB以下的大部分结构 钢和铸铁，用作复杂刀具如钻头、丝锥、铰刀、拉刀、 铣刀、齿轮刀具和成形刀具
金属切削原理与刀具PPT
• 刀具工作参考系（动态参考系）：是确定刀具在 切削运动中有效工作角度的基准。考虑了进给运 动及安装情况的影响。
一、刀具切削角度的坐标平面
二、刀具标注角度的坐标
• 为了便于刀具设计者在设计刀具时的标 注，有一些理想状态的假定：
• 1）装刀时，刀尖恰在工件的中心线上； • 2）刀杆中心线垂直工件轴线； • 3）没有进给运动； • 4）工件已加工表面的形状是圆柱表面。
Vf=f·n (mm/s)
– f— 车刀每转进给量（mm/r)
– n— 工件转速（r/s)
主运动和进给运动的合成
• 和成切削运动 ： 是由主运动和进给运动合成 的运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时 合成运动方向称合成切削运动方向，其速度称 合成切削速度
ve v v f
1.2 刀具切削部分组成要素
• 当刀尖没有圆弧半径 r 残留面积有直线构成其 高 Rmax 为：
Rm a x
ctgkr
f
ctgkr
残留面积及其高度
• 实际上 r 必不可少，当f较小，残留面积纯 粹由两段圆弧构成，即不含有副切削刃的直 线部分时残留面积高度 Rmax 为
Rmax r
r2
f 2
2
因 Rmax << r
• ①当刀尖安装得高于或低于工件轴线时， 刀具的工作前角和工作后角的变化情况：
• ②当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂 直时，刀具的工作主偏角和工作副偏角的 变化情况：
• b)进给运动对工作角度的影响： • c)非圆柱表面的工件形状的影响：
刀尖安装得高于或低于工件轴线时的工作角度
• 当刀尖高于工件轴线时： • 工作前角变大，工作后角减小。
磨时所c需tg的p角 c度tg坐0标• c系os和kr 设 tg计s时• s的in角kr 度坐标系 不同，c刃tg磨f 时 c应tg进0行• s坐in k标r 系tg间s的• c角os度kr 换算。
一、刀具切削角度的坐标平面
二、刀具标注角度的坐标
• 为了便于刀具设计者在设计刀具时的标 注，有一些理想状态的假定：
• 1）装刀时，刀尖恰在工件的中心线上； • 2）刀杆中心线垂直工件轴线； • 3）没有进给运动； • 4）工件已加工表面的形状是圆柱表面。
Vf=f·n (mm/s)
– f— 车刀每转进给量（mm/r)
– n— 工件转速（r/s)
主运动和进给运动的合成
• 和成切削运动 ： 是由主运动和进给运动合成 的运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时 合成运动方向称合成切削运动方向，其速度称 合成切削速度
ve v v f
1.2 刀具切削部分组成要素
• 当刀尖没有圆弧半径 r 残留面积有直线构成其 高 Rmax 为：
Rm a x
ctgkr
f
ctgkr
残留面积及其高度
• 实际上 r 必不可少，当f较小，残留面积纯 粹由两段圆弧构成，即不含有副切削刃的直 线部分时残留面积高度 Rmax 为
Rmax r
r2
f 2
2
因 Rmax << r
• ①当刀尖安装得高于或低于工件轴线时， 刀具的工作前角和工作后角的变化情况：
• ②当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂 直时，刀具的工作主偏角和工作副偏角的 变化情况：
• b)进给运动对工作角度的影响： • c)非圆柱表面的工件形状的影响：
刀尖安装得高于或低于工件轴线时的工作角度
• 当刀尖高于工件轴线时： • 工作前角变大，工作后角减小。
磨时所c需tg的p角 c度tg坐0标• c系os和kr 设 tg计s时• s的in角kr 度坐标系 不同，c刃tg磨f 时 c应tg进0行• s坐in k标r 系tg间s的• c角os度kr 换算。
金属切削原理与刀具ppt课件
进给量越大则越容易产生这种切
屑。材料所受应力超过了抗拉强 度。
崩碎切屑
切削力的幅度小，但波动大，切削过程不平稳，易损坏刀具，
已加工表面粗糙。 减小切削厚度，使切屑成针状或片状，同时提高切削速度，
以增加工件材料的塑性。
切屑的类型及控制
切屑的控制
切削加工中采用适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断， 形成“可接受”的良好切屑。
积屑瘤的形成及其影响
（5） 切削速度
根据积屑瘤的有无及生长高度Hb与切削速度关 系，可分为四个区：
I 区：切削速度很低，形成粒状或节状切屑， 没有积屑瘤生成；
Ⅱ区：形成带状切屑，冷焊条件逐渐形成， 随着切削速度的提高，积屑瘤高度也增加。
摩擦阻力Ff与切削流动推力T：
Ff>T 积屑瘤高度增大； Ff<T 积屑瘤被推走； Ff＝T 积屑瘤达到临界高度。
3）单元(粒状)切屑
产生条件：加工塑性金属，切削 速度极低时，增大进给量，减小 前角。 特点：切削过程不平稳，切削力 波动大，已加工表面粗糙度大。
粒状切屑
切塑性材料
↓γ0 ↓v ↑ hD
带状切屑
↑γ0↑v↓ hD
↓γ0 ↓v ↑hD
挤裂切屑
↑γ0↑v↓ hD
单元切屑
切屑的类型及控制
4）崩碎切屑
切脆性材料，工件材料越是脆硬、
（1）增大刀具前角 减小了切屑变形，降低切削力，
使切削过程容易进行。
（2）增大切削厚度 ΔhD的变化导致切削厚度的变
化，从而导致切削力的波动和影 响加工质量。
积屑瘤的形成及其影响
（3）增大已加工表面粗糙度
金属切削过程中的变形
（2）第二变形区 （挤压摩擦区）
金属切削原理与刀具(课)课件
切削和高硬度材料加工。
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
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
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培养学生 团队合作能力
三、教学过程设计
3、点评
培养学生 独立思考能力
培养学生 动手操作能力
培养学生 质量意识
三、教学过程设计
4、实施——车间实际加工
培养学生 安全意识
培养学生工艺分析 动手操作能力
培养学生 质量检测意识
经过学校的培养，同学们在工艺方面都有了 较大的提高……
这个阶段和数控实习完成后我们把学生送到企
难点
1)示范讲解 2)学生反复练习 3)充分利用教学 资源 4）“赶、帮、 超”
说课内容
教学过程设计
学情分析
教学方法
教学效果考评 教材分析
二、学情分析
1
学生学习兴趣浓厚，动手能力强
2
具备一定的切削基础知识
3
学生个体差异，因材施教
说课内容
教学过程设计
学情分析
教学方法
教学效果考评 教材分析
三、教学过程设计
业去锻炼，切实感受企业的零件加工过程。
四、教学过程设计
5、校企合作、产教结合
某公司车间
汽车制造车间
数控车间
四、教学过程设计
从企业中来，到企业中去
企业调研 选取项目
校企合作 工学结合
学校教学 项目实施
说课内容
教学过程设计
学情分析
教学方法
教学效果考评 教材分析
四、教学方法
教学方法、教学手段
1、模块 教学法
合计学时
168（理论36，实践132）
一、教材分析
1 课程定位
2 课程设计、内容选取与组织
3 课程目标
4
课程重点、难点和解决方法
一、教材分析
3、课程目标
知识目标包括： 能力目标包括： 情感目标包括：
情感目标 掌握车削用量三要素及切削速度计算公式； 培养学生的安全意识、质量意识； 1．正确调整卧式车床和使用工夹量具。 掌握车外圆、车端面、车内孔、钻孔、滚花、车螺纹、切 培养学生良好的沟通能力及团队合作精神； 能力目标 断、车成形面以及车圆锥面的加工方法和测量方法；
一、教材分析
1、课程定位
我国制造业飞速发展 新闻：5月28日，常州高新区内4个 制造业项目同时开工，总投资 7.35亿元。重点发展机械电子设 备制造产业；重点引进现代机械 加工，汽车、摩托车及零配件， 机电一体化等现代制造业企业。 得出结论： （1）企业需要大量高素质机电一体化与数控应用人才
（2）《金属切削原理与刀具》是必备的专业课
机床故障判断与处理 机床电气安装与调试 机床切削精度检验与调整
机床装调维修工
零件的常规检测能力 复杂、精密零件的检测 能力
零件的常规检测 复杂、精密零件的检测
一、教材分析
课程定位 课程设计、内容选取与组织
课程目标
1 2 3
4 课程重点、难点和解决方法
一、教材分析
模块
2、课程设计、内容选取与组织
教 学 内 容 学时分配 2 10 8 6 30 20 10 10 8 20 8 24 12
零件的数 控编程与 加工能力
机床操作能力 零件加工能力 加工工艺方案的识读与 制订能力 刀具与工装选用能力
AutoCAD认证 国家制图员认证 车工、铣工
数控加工工艺 零件建模与加工
车床操作中级工 车床操作高级工 国家数控工艺员
机床运行 保养与维 护 质量检验 和控制 能力
机床的运行维护能力； 机床简单故障判断与 处理能力
布置 任务
咨询 讨论 决策
任务 实施
整个教学过程学生为主体，老师示范、指导、点评、督促
三、教学过程设计
整个教学过程学生为主体，老师示范、指导、点评、督促
三、教学过程设计
1、任务安排
学生咨询
自我 学习能力
培养读图 能力
培养协调合作 能力
三、教学过程设计
2、咨询、讨论、决策
小组讨论 分组合作
培养良好的 沟通能力
专业体系中的定位分析-----《金属切削原理与刀具》是 必备的专业课
职业能力 岗位能力 课程体系 职业技能认证
零件的普 通加工能 力
工程图的识读与设计能力 机械工程基础应用能力 机械加工工艺方案制订能力 零件的普通机械加工能力
工程图的识读与设计 机械工程基础 机械制造技术 机械加工工艺方案的分析与制订
企 业 学生动手能力较强 综合素质较高 学生的发展潜力很大
说课内容
教学过程设计
学情分析
教学方法
《金属切削原理与刀具》
教学效果考评
教材分析
谢谢各位老师批评指正
机电一体化/数控应用技术专业
《金属切削原理与刀具》 理实一体化
机电教研室 董金梁
职业道德 10%
综合评价
五、教学效果考评
1、过程性考核(满分100分，占30%)
考评项目 绪论 任务一 任务二 任务三 任务四 任务五 其他 其他 考评内容 车床认识 对刀操作 光轴加工 台阶轴加工 综合轴件加工 套类件加工 各个项目配备练习 考勤、学习态度 合 计 考评形式 提交日记及笔记 正确对刀 作品 作品 作品 作品 练习作品 分值 10 10 10 10 10 20 20 10 100
培养学生爱岗敬业、勇于创新的工作作风； 掌握常用量具的使用方法，车削所能达到的尺寸精度和表 2 ．独立安装车刀，在卧式车床上独立完成中等精度零件 面粗糙度； 的车削加工。 知识目标 培养学生良好的职业道德。
一、教材分析
课程定位 课程设计、内容选取与组织
课程目标
1 2
3
4 课程重点、难点和解决方法
2、多媒体 教学法
3、现场实 践教学法
4、其他教 学模式
四、教学方法
1、模块教学法
模块 模块1 模块2 模块3 模块4 模块5 教学模块内容 光轴、台阶轴的车削 锥体的车削(小托板车削) 螺纹加工和切槽、切断 特征面加工 综合轴件加工 合计学时
模块清晰 重点突出
学时分配
20 10 10 8 20
68
机电一体化/数控应用技术专业
《金属切削原理与刀具》 理实一体化
机械系机电教研室 董金梁
说课内容
教学过程设计 学情分析 教学方法
教材分析
教学效果考评
一、教材分析 1 课程定位
2 3 4
课程设计、内容选取与组织
课程目标 课程重点、难点和解决方法
一、教材分析
1、课程定位
我所讲是普车实习，参考教材《金属切削原理与刀 具》，教案是以模块化教学为主导的。 教案特点： 模块清晰 突出重点 重视过程
1. 实训准备阶段 模块一 安全教育、 基础知识 2. 安全文明教育（含理论考试） 3.车床基本操作及保养 4.常用量具使用 5.车刀刃磨及装夹 1.光轴、台阶轴的车削 2.锥体的车削(小托板车削法) 模块二 轴类零件加工 3.螺纹加工和切槽、切断 4.特征面加工 5.综合轴件加工 1.钻孔 模块三 套类零件加工 2.镗孔 3.选修内容：细长孔、综合套件加工
四、教学方法
2、多媒体教学法
使得切削过程的学习更加形象，提高学生学习兴趣。
四、教学方法
3、现场实践教学法
四、教学方法
4、其他教学模式——网络资源、现代教学手段
说课内容
教学过程设计
学情分析
教学方法
教学效果考评
教材分析
五、教学效果考评
平时表现 10%
过程性 加工 30%
加大过程性考核力度
实操技能 考核 50%
五、教学效果考评
2、实操技能考核(满分100分，占50%)
考核同学们所学知识综合运用、独立解决问题能力
五、教学效果考评
3、平时表现(满分100分，占10%) 考勤和安占10%)
五、教学效果考评
教学效果调查
学 生 赞成这些教学方法 很快能适应企业要求 学到了很多有用知识
一、教材分析
4、课程重点、难点及解决方法
车刀刃磨
轴类件的加工和测量
课程 重点
套类件的加工和测量
熟练操作CA6136卧式车床
一、教材分析
4、课程重点、难点及解决方法
(1) 刻度盘的使用方法；
课程难点
(2) 车刀刃磨；
(3) 综合件加工工艺；
一、教材分析
4、课程重点、难点及解决方法
重点
1)反复加工训 练和现场教学 2)充分发挥 “组长”先锋 模范作用—— “以点带面”