金属工艺学--切削加工
金属工艺学电子教学教案——第十二章 切削加工基础知识(高教版 王英杰主编)
第十二章切削加工基础知识一、教学组织1.复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟二、教学内容第一节切削加工概述一、切削加工的实质和分类♦切削加工是指利用切削工具从工件上切除多余材料，获得符合预定技术要求的零件或半成品的加工方法。
切削加工包括机械加工和钳工加工两种，其主要形式有：车削、钻削、刨削、铣削、磨削、齿轮加工以及钳工等。
二、切削加工在工业生产中的地位及特点(1)切削加工可获得相当高的尺寸精度和较小的表面粗糙度参数值。
(2)切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和质量的限制。
第二节切削运动与切削用量一、切削运动♦在切削过程中，加工刀具与工件间的相对运动，就是切削运动。
切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。
1．主运动♦主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。
主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。
多数机床的主运动为旋转运动，如车削、钻削、铣削、磨削中的主运动均为旋转运动。
2．进给运动♦进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可不断地或连续地切屑，并获得具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动有直线、圆周及曲线进给之分。
直线进给又有纵向、横向、斜向三种。
任何切削过程必须有一个，也只有一个主运动。
进给运动则可能有一个或几个。
主运动和进给运动可以由刀具、工件分别来完成，也可以是由刀具单独完成。
二、切削用量切削用量要素包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。
要完成切削，三者缺一不可，故又称为切削用量三要素。
♦待加工表面──工件上有待切除的表面；♦已加工表面──工件上经刀具切削后产生的表面；♦过渡表面──工件上由切削刃形成的那部分表面，它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。
1．切削速度υc♦切削速度是指切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m/s 。
2．进给量f♦进给量是指主运动的一个循环内(一转或一次往复行程)刀具在进给方向上相对工件的位移量。
金属工艺学课件
金工实习理论—冷加工
条件：材料б↗（塑性大）硬度HRC↘ V↗ f↘γ↗
解释: 材料б↗
V↗θ°C↗
刀具前刀面金属微熔状态起
润滑作用
f↘切屑厚度小，金属层不易断裂 γ↗切屑变形小，金属层不易断裂 优点：切削力较平稳（不易振动）加工表面光滑（Ra↘） 缺点: 断屑困难，易缠绕工件和刀具，损坏刀具刮伤工件。 注意：需要有断屑措施。
车削细长轴时取主偏角等于75～90°的车刀； 副偏角为5°～15°。
4. 刀具的工作角度
金工实习理论—冷加工
1)刀尖安装高低对工作角度的影响
刀尖与工件回转中心等高 γ0e = γ0
刀尖高于工件回转中心 γ
0e＞γ 0
α0e = α0
α
0e＜α 0
刀尖低于工件回转中心
γ
0e＜γ 0
α
0e＞α 0
金工实习理论—冷加工
Fc vc Pm KW 1000 60
四、切削热和切削液 (一) 切削热的产生、传出及对加工的影响 1.切削热的主要来源 ①切削层的弹塑性变形（是热
量的主要来源）；
②刀具与工件之间的摩擦；
③刀具与切屑之间的摩擦。
金工实习理论—冷加工
2.切削热产生的三个区域 ①剪切面：弹塑性变形； ②刀具前刀面与切屑接触区； ③主后刀面与工件接触区。 3.切削热的传出途径及对切削加工的影响 75%——切屑 改变切屑的颜色，银白色或淡黄色 温度不高/紫色或紫黑色温度较高； 切削热 20%——工件 受热膨胀或变形，影响精度↘ 磨削时易退火； 4% ——刀具 HRC↘ 耐磨性↘ 刀具寿命↘ 1% ——空气
3）热处理性好，淬火不易变形
制造形状复杂的低速切削的刀具。如：铰刀、 用途： 丝锥、板牙等。
金属工艺学--机械制造基础
金属工艺学–机械制造基础1. 简介金属工艺学是研究金属材料的加工和成形过程的学科，是机械制造的基础。
机械制造是以金属工艺学为基础，通过金属的加工和成形，将原材料加工成所需的形状和尺寸的零件或产品。
本文将介绍金属工艺学在机械制造中的基础知识和常用工艺。
2. 金属材料的分类金属材料是机械制造中常用的材料之一，根据其组成和结构的不同，可以将金属材料分为以下几类：•铸铁：主要由铁、碳和硅组成，具有良好的铸造性和机械性能。
•钢：主要由铁和碳组成，含有较低的碳含量，具有良好的强度和韧性。
•不锈钢：在钢中添加铬和其他合金元素，提高抗腐蚀性能。
•铝合金：主要由铝和其他合金元素组成，具有低密度和良好的强度。
不同的金属材料适用于不同的机械制造需求，选择适合的材料对产品的质量和性能至关重要。
3. 金属加工工艺金属加工工艺是指通过各种方法和工艺将金属材料加工成所需形状和尺寸的过程。
在机械制造中常用的金属加工工艺包括：3.1 切削加工切削加工是通过在工件上施加相对运动的切削刃，从工件上削除材料来达到所需形状和尺寸的加工方法。
常用的切削加工工艺包括：•铣削：使用铣刀在工件上进行旋转切削，常用于平面、曲面和沟槽的加工。
•钻削：使用钻头在工件上进行切削，常用于孔的加工。
•镗削：使用镗刀在工件上进行切削，常用于加工内孔和外圆。
3.2 成形加工成形加工是通过对金属材料进行变形和塑性加工来达到所需形状和尺寸的加工方法。
常用的成形加工工艺包括：•锻造：将金属材料置于锻压机上，通过施加压力使其发生塑性变形，常用于制造零件和工件。
•压铸：将熔融的金属注入到铸型中，通过压力使其充满整个型腔，并冷却固化，常用于大批量、复杂形状的零件制造。
•深冲：将金属材料放置在冲压机上，通过冲击或压力的作用使其在模具中发生塑性变形，常用于制造薄壁零件。
3.3 焊接加工焊接加工是通过将两个或多个金属材料熔化或塑性加工后，使其连接在一起的加工方法。
常用的焊接加工工艺有：•电弧焊：通过产生电弧在金属接头上加热，使其达到熔化状态，然后冷却固化。
《金属工艺学》简答题
简答题1、什么叫刀具的前角？什么叫刀具的后角？简述前角、后角的改变对切削加工的影响。
答：前角是刀具前面与基面间的夹角，在正交平面中测量；后角是刀具后面于切削平面间的夹角，在正交平面中测量。
前角大，刀具锋利，这时切削层的塑性变形和摩擦阻力减小，切削力和切削热降低；但前角过大会使切削刃强度减弱，散热条件变差，刀具寿命下降，甚至会造成崩刀。
增大后角，有利于提高刀具耐用度，但后角过大，也会减弱切削刃强度，并使散热条件变差。
2、试述常用的手工造型有哪些？答：手工造型的方法很多，根据铸件的形状、大小和生产批量的不同进行选择，常用的有：整模造型，分模造型，挖砂造型，活块造型，刮板造型，三箱造型。
3、切削热是怎样产生？它对切削加工有何影响答：在切削过程中，切削层金属的变形及刀具的前面与切屑、后面与工件之间的摩擦所消耗的功，绝大部分转变成切削热。
切削热由切屑、刀具、工件及周围介质传出，其中传入切屑和周围介质的热量对加工无直接影响。
传入刀具的热量是切削区的温度升高，刀具的温度升高，磨损加剧，会影响刀具的使用寿命。
切削热传入工件，工件温度升高，产生热变形，将影响加工精度。
4 工件在锻造前为什么要加热？什么是金属的始锻温度和终锻温度？若过高和过低将对锻件产生什么影响？答：金属坯料锻造前，为了提高其塑性，降低变形抗力，使金属在较小的外力作用之下产生较大的变形，必须对金属坯料进行加热。
金属在锻造时，允许加热到的最高温度称为始锻温度，始锻温度过高会使坯料产生过热、过烧、氧化、脱碳等缺陷，造成废品；金属停止锻造的温度叫做终锻温度，终锻温度过低，塑性下降，变形抗力增大，当降到一定温度的时候，不仅变形困难，而且容易开裂，必须停止锻造，重新加热后再锻。
5、常见的电弧焊接缺陷有哪些？产生的主要原因是什么？答：咬边：焊接电流太大，焊条角度不合适，电弧过长，焊条横向摆动的速度过快；气孔：焊接材料表面有油污、铁锈、水分、灰尘等，焊接材料成分选择不当，焊接电弧太长或太短，焊接电流太大或太小；夹渣：电流过小，熔渣不能充分上浮，运条方式不当，焊缝金属凝固太快且周围不干净，冶金反应生成的杂质浮不到熔池表面；未焊透：焊接电流太小，焊接速度太快，焊件装配不当，焊条角度不对，电弧未焊透工件；裂纹：焊接材料的化学成分选择不当，造成焊缝金属硬、脆，在焊缝冷凝后期和继续冷却过程中形成裂纹，金属液冷却太快，导致热应力过大而形成裂纹，焊件结构设计不合理，造成焊接应力过大而产生裂纹。
金属工艺学课后习题答案
P（2）一般情况下，车削的切削过程为什么刨削、铣削等平稳？对加工有何影响？答：1.除了车削断续表面外，一般情况下车削过程是连续进行的，不像铣削和刨削，在一次走刀过程中刀齿有多次切入和切出，产生冲击；2.当车几何形状、背吃刀量和进给量一定时，切削层公称横街表面积是不变的；因此车削时切削力基本上不发生变化；3.车削的主运动为工件回转，避免了惯性力和冲击的影响；所以车削过程比铣削和刨削平稳。
连续切削效率高，表面粗糙度等级高，加工精度也高；断续切削效率低，表面粗糙度等级低，加工精度也低。
（14）铣削为什么比其他加工容易产生振动？答：铣刀的刀齿切入和切出时产生冲击，并将引起同时工作刀齿数的增减，在切削过程中每个刀齿的切削层厚度hi随刀齿位置的不同而变化，引起切削层截面积变化，因此在铣削过程中铣削力是变化的，切削过程不平稳容易产生振动。
（19)磨削为什么能达到较高的精度和较小的表面粗糙度值？答：1.磨粒上较锋利的切削刃，能够切下一层很薄的金属，切削厚度可以小刀微米；2.磨削所用的磨床，比一般切削加工精度高，刚度及稳定性较好，并且具有微量进给机构，可以进行微量切削；3.磨削时切削速度很高，当磨粒以很高的切削速度从工件表面切过时，同时有很多切削刃进行切削，每个磨刃仅从工件上切下极少量的金属，残留面积高度很小，有利于形成光洁表面。
(2）试决定下列零件外圆卖面的加工方案：1.紫铜小轴，φ20h7，Ra值为0.8um；粗车→半精车→精车2.45钢轴，φ50h6,Ra值为0.2um，表面淬火49-50HRC。
粗车→半精车→淬火→低温回火→粗磨→精磨（3）下列零件上的孔，用何种方法加工比较合理？1.单件小批生产中，铸铁齿轮上的孔，φ20H7，Ra值为1.6um；钻→粗镗→半精镗2.大批大量生产中，铸铁齿轮上的孔，φ50H7，Ra值为0.8um；钻→扩→拉3.高速三面刃铣刀的孔，φ27H6，Ra值为0.2um；钻→粗镗→粗磨→半精磨4.变速箱体上传动轴的轴承孔，φ62J7，Ra值为0.8um。
第一章切削加工基础知识
第⼀章切削加⼯基础知识第⼀章切削加⼯基础知识⼀、本章的教学⽬的与要求本章主要介绍了机械加⼯基础知识。
重点应掌握切削运动及切削⽤量概念；切削⼑具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加⼯性概念；机械加⼯⼯艺过程基本概念；机械加⼯质量的概念等。
掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决⼯艺问题的能⼒打基础，为学⽣了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。
学⽣学习本章要注意理论联系⽣产实践，才能更好体会，加深理解。
可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采⽤多媒体、⽹络等现代教学⼿段学习，以取得良好的教学效果。
为学好本章内容，可参阅邓⽂英主编《⾦属⼯艺学》第4版、傅⽔根主编《机械制造⼯艺基础》(⾦属⼯艺学冷加⼯部分)、李爱菊等主编《现代⼯程材料成形与制造⼯艺基础》下册及相关机械制造⽅⾯的教材和期刊。
⼆、授课主要内容1切削运动和切削要素主要学习零件表⾯的形成、切削运动、切削⽤量、切削层参数2切削⼑具和切削过程主要学习切削⼑具材料、车⼑、刨⼑、镗⼑、⿇花钻、铣⼑的结构及⼑具⼏何⾓度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削⼒、切削热和切削温度、⼑具磨损和⼑具耐⽤度3磨具和磨料切削主要学习磨具和磨削原理4材料的切削加⼯性主要学习衡量材料切削加⼯性能的指标、常⽤材料的切削加⼯性、改善材料切削加⼯性的⽅法5机械加⼯⼯艺过程基本概念主要学习⼯艺过程的基本概念、⼯件的安装和夹具、基准及其选择原则、⼯件在夹具中的定位6机械加⼯质量的概念主要学习机械加⼯精度、机械加⼯表⾯质量三、重点、难点及对学⽣的要求（掌握、熟悉、了解、⾃学）让学⽣重点掌握切削运动及切削⽤量概念、切削⼑具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加⼯性、机械加⼯⼯艺过程基本概念；机械加⼯质量等概念。
四、要外语词汇主运动：primary motion进给运动：feed movement车⼑：turning tools⼑具材料：cutting tools materials切削过程：cutting process磨具：abrasive grinding tools表⾯质量：machining quality of machined surfaces五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、⽰数等）主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物六、复习思考题1.试说明下列加⼯⽅法的主运动和进给运动：a.车端⾯；b.在钻床上钻孔；c.在铣床上铣平⾯；d.在⽜头刨床上刨平⾯；e.在平⾯磨床上磨平⾯。
金属切削工艺习题及答案
《金属工艺学》习题集(一)判断题(请在题尾的括号内划“√”或”×”)：1．车床的主运动是工件的旋转运动，进给运动是刀具的移动。
( )2．钻床的主运动是钻头的旋转运动，进给运动是钻头的轴向运动。
( )3．铣床的主运动是刀具的旋转运动，进给运动是工件的移动。
( )4．牛头刨床刨斜面时，主运动是刨刀的往复直线运动，进给运动是工件的斜向间歇移动。
5．龙门刨床刨水平面时，主运动是刨刀的往复直线运动，进给运动是工件的横向间歇移动。
6．车床的主运动和进给运动是由两台电动机分别带动的。
( )7．立铣的主运动和进给运动是由一台电动机带动的。
( )8．计算车外圆的切削速度时，应按照已加工表面的直径数值，而不应按照待加工表面的直径数值进行计算。
( )9．牛头刨床的切削速度是指切削行程的平均速度。
10．车槽时的背吃刀量(切削深度)等于所切槽的宽度。
11．钻孔时的背吃刀量(切削深度)等于钻头的半径。
12．切削层是指由切削部分的一个单一动作（或指切削部分切过工件的一个单程，或指只产生一圈过渡表面的动作)所切除的工件材料层。
( )13．切削层公称横截面积是在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积。
14．切削层公称宽度是在给定瞬间，作用主切削刃截形上两个极限点间的距离，在切削层尺寸平面中测量。
( ) 15．切削层公称厚度是在同一瞬间的切削层横截面积与其切削层公称宽度之比。
16．刀具前角是前刀面与基面的夹角，在正交平面中测量。
17．刀具后角是主后刀面与基面的夹角，在正交平面中测量。
( )18．刀具主偏角是主切削平面与假定工作平面间的夹角(即主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。
( )19．刀具前角的大小，可根据加工条件有所改变，可以是正值，也可以是负值，而后角不能是负值。
( ) 20．刀具主偏角具有影响背向力(切深抗力)、刀尖强度、刀具散热状况及主切削刃平均负荷大小的作用。
21．加工塑性材料与加工脆性材料相比，应选用较小的前角和后角。
金属切削原理PPT课件
３. 背吃刀量 对外圆车削（图１－１） 和平面刨削（图１－２）而言，背吃刀量等于已 加工表面与待加工表面间的垂直距离；其中外圆 车削的背吃刀量：
总之，任何切削加工方法都必须有一个主运 动，可以有一个或几个进给运动。主运动和进给 运动可以由工件或刀具分别完成，也可以由刀具 单独完成（例如在钻床上钻孔或铰孔）。
二 工件上的加工表面
在切削过程中，通常工件上存在三个表面， 以图１－１的外圆车削和图１－２的平面刨削为 例，它们是：
１．待加工表面 它是工件上即将被切去的
三 切削用量
所谓切削用量是指切削速度，进给量和背吃 刀量三者的总称。它们分别定义如下：
１. 切削速度v 它是切削加工时，刀刃上选
定点相对于工件的主运动的速度．刀刃上各点的 切削速度可能是不同的。
当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直 径处的切削速度由下式确定：
式中 d——完成主运动的刀具或工件的最大直径 （mm）；
（一）刀具在正交平面参考系中的标注角度
刀具标注角度的内容包括两个方面：一是确
定刀具上刀刃位置的角度；二是确定前刀面与后 面位置的角度。以外圆车刀为例（图１－９）， 确定车刀主切削刃位置的角度有二：
主偏角 它是在基面上，主切切削忍与 基面的夹角。当刀尖在主切削刃上为最低的点时， 为负值；反之，当刀尖在主切削刃上为最高的点 时， 为正值。必须指出，这个规定是根据ＩＳ Ｏ标注，同过去某些书上关于正负号的规定恰好 相反。
实际上，除了由上述切削平面和基面组成的 参考平面系以外，还应该有一个平面作为标注和 测量刀具前，后刀面角度用的 “测量平面”。通 常根据刃磨和测量的需要与方便，可以选用不同 的平面作为测量平面。在刀刃上同一选定点测量 其角度时，如果测量平面选得不同，刀具角度的 大小也就不同。
金属工艺学—5切削加工
*
14
切削部分（刀 头）
前刀面
副刀刃 副后刀面
夹持部分（刀 体）
主刀刃
刀尖
主后刀面
*
15
二、刀具材料
1.对刀具材料有如下要求： (1) 高的硬度和耐磨性。 (2) 足够的强度和韧性。 (3) 高的耐热性与化学稳定性。 (4) 良好的工艺性和经0.7~1.4%；T8、T10、T10A、T12等 HRC≈61~65
影响工件表面粗 造度
积屑瘤破裂后会划伤表面，加快刀具磨损 会形成硬点和毛刺，使工件表面粗造度值增大
*
35
3. 积屑瘤的控制
影响积屑瘤的因素
工件材料 切削用量 刀具角度 切削液等
粗加工时对已加工表面质量要求 不高，可利用积屑瘤减小切削力 ，保户刀具；
而精加工时，要保证工件加工质 量，必须避免产生积屑瘤。
第一节 切削加工的运动分析及切削要素 一、零件表面的形成
*
4
二、切削运动 切削运动——刀具和工件之间的相对运动，该相对运动由主运动和进给运动组成。
主运动
切下切屑所需要的最基本的 运动，对切削起主要作用， 速度最高、消耗机床的功率 95%以上。机床主运动只有 1个。
Ⅰ——主运动
切削运动
进给运动
使工件不断投入切削，从而 加工出完整表面所需的运动 。速度低，消耗机床的功率 5%以下。机床的进给运动 可以有一个或几个。
式中： nr — 主运动每分钟往复次数（次/min）； L — 往复直线运动行程长度（mm）。
*
9
（2）进给量（f，mm） 在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿进
给运动方向的相对位移。 如在车削、镗削、钻削时，进给量表示工件或刀具每转一
金属工艺学(邓文英, 郭晓鹏, 邢忠文主编) 02第二章
第一节 切削机床的类型和基本构造
一、切削机床的类型
按加工方式、加工对象或主要用途分为11大类，即车 床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、 铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床等。在每一类机床 中，又按工艺范围、布局形式和结构分为若干组，每一组 又细分为若干系列。国家制定的金属切削机床型号编制方 法（GB/T 1537－2008)就是依据此分类方法进行编制的。
综合上述特点，数控机床适宜在多品种、中小批量
生产中，加工形状比较复杂且精度要求较高的零件。
4. 数控机床的发展
数控机床的工艺性能已由加
工循环控制、加工中心，发展到
适应控制。
数控机床的控制装置，经历
了电子管元件—晶体管和印刷电
路板元件—集成电路—小型计算
机—微处理器的发展过程。
图 2-17 立式加工中心
图 2-23 CAM的狭义概念
第二章完
（2）柔性制造系 统（FMS）
（3）柔性自动
生产线（FTL） 它是由更多的
数控机床、输送和 存储系统等所组成 的性制造系统。
图 2-21 几种制造系统的对比
三、计算机集成制造系统
图 2-22 CIMS的基本组成
四、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）概述
图 2-23 CAD的概念
计算机辅助制造（CAM）狭义的概念如下图所示
⑶ 刀架回转的传动系统 液压马达—平板分度凸轮—一对齿轮副—刀架回转 ⑷ 螺纹加工的实现
主轴脉冲发生器直接或间接测定主轴的转速—数 控系统—进给传动伺服电机
4. 机床机械传动的组成
机床机械传动主要由以下几部分组成： ⑴ 定比传动机构
具有固定传动比或固定传动关系的机构。
京玉海金属切削加工篇 参考答案Release
Dn * 45 *173
1000
=
1000
=24.4m/min
切削材料为 45，切削速度介于高速切削和低速切削之间，切削温度高，摩擦大所以会产生 积屑瘤。 第三个人， Vc
Dn * 20 * 45
1000
=
1000
=2.83m/min
切削材料为 40Gr，切削速度小于低速切削，温度低，切屑内部结合力大，摩擦小，不会产生 积屑瘤
① (b)图合理。因为孔的轴线应与其端面垂直，应尽量避免在曲面或斜壁上钻孔。b 已 经加工好平台，钻孔时钻头不易引偏更精确 ② (a)图合理。有相互位置精度要求的面，最好能在一次安装中加工，利于保证加工质 量和提高生产效率。 ③ (b)图合理。 因为必要时， 留出足够的退刀槽、 空刀槽或越程槽等， 便于加工和测量。 知识点：参考课本 P80-82 外圆磨削和孔的磨削
5. 略 6. 略 7. 解：
(a)
主切削平面
副切削刃 主切削刃
假定工作面
正交平面
2
材成 111 班
习题集参考答案
金属切削加工篇
(b)
假定工作平面 (正 交 平 面 )
刃倾角 为0
主切削平面 副切削刃
主切削刃
(c)
副切削平面
副切削刃 主切 削刃
主切削平面 假定工作平面 (正交平面)
3
材成 111 班
习题集参考答案
金属切削加工篇
金属切削加工篇 参考答案
一、回答及分析题
1.解：
加工方式 车端面 在车床上钻孔 在钻床上钻孔 在牛头刨床上刨平面 在龙门刨床上刨平面 在铣床上铣平面 在平面磨床上磨平面 在内圆磨床上磨孔 主运动 工件的旋转运动 工件的旋转运动 钻头的旋转运动 刨刀的往复直线运动 工件的往复直线运动 铣刀的旋转运动 砂轮的旋转运动 砂轮的旋转运动 进给运动 车刀的直线移动 钻头的直线移动 钻头的直线移动 工件的横向和纵向移动 刨刀的垂直或斜向运动 铣刀的直线移动 工件和砂轮的往复直线运动 工件的往复直线运动和磨头 的旋转运动
金属工艺学知识点总结资料讲解
金属工艺学知识点总结资料讲解1.金属材料的分类和特性：-金属材料的分类：金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。
黑色金属包括铁、钢和铸铁等，有色金属包括铜、铝、镁、锌、铅等。
-金属材料的特性：金属材料具有导电性、导热性、延展性、可塑性、机械性能好等特点，适用于各种加工工艺。
2.金属加工方法：-切削加工：包括车削、铣削、钻削、刨削等，通过切削废料的去除改变工件形状和尺寸。
-成形加工：包括锻造、拉伸、锤压、挤压等，通过对金属材料的塑性变形改变工件形状。
-组合加工：包括焊接、铆接、螺纹连接等，通过将多个部件组合在一起形成复杂的工件。
-热处理加工：包括淬火、回火、退火等，通过控制材料的结构和性能来改变其力学性能和使用性能。
3.金属成形工艺：-钣金工艺：包括剪切、冲裁、弯曲等，用于制造薄板金属构件。
-铸造工艺：包括砂铸、压铸、精密铸造等，通过将熔融金属注入模具中，得到所需形状的铸件。
-高温成形工艺：包括真空热压、粉末冶金等，通过在高温条件下对金属进行成形，得到复杂形状的工件。
-冷镦工艺：通过在室温下使用特殊的冷镦机械设备，将金属材料进行快速塑性变形，得到各种螺纹、螺栓等小尺寸工件。
4.金属热处理工艺：-淬火：通过将加热至临界温度的金属材料迅速冷却，使其得到高硬度和高强度。
-回火：在淬火后，将金属加热至适当温度，然后冷却，以减轻淬火后的脆性和应力。
-退火：将金属材料加热至一定温度，保持一段时间后缓慢冷却，以改善其组织和性能。
-焊后热处理：焊接后的金属材料会产生应力和变形，通过热处理可以消除这些问题，提高焊接接头的强度和耐腐蚀性。
5.金属表面处理工艺：-镀层：通过在金属表面镀上一层金属或非金属涂层，增加其耐腐蚀性、装饰性和机械性能。
-涂装：通过在金属表面涂上油漆、涂料等防护层，保护金属不受氧化、腐蚀等损害。
-喷砂：通过在金属表面喷射高压喷砂颗粒，清除污物和氧化层，改善表面质量和光泽度。
-抛光：通过机械或化学方法对金属表面进行抛光，使其光洁度达到要求，提高外观质量。
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。
《金属工艺学》 下册 习题答案
一、填空题1．在切削加工过程中,工件上会形成三个表面,它们是 已加工表面 、 待加工表面 、和 过渡表面 ;2．切削运动分 主运动 和__进给运动___两类;3．切削用量包括 切削速度 、 进给量 和___背吃刀量___;4. 刀具静止参考系主要由 基面 、 主切削面 、 正交平面 所构成;5.0γ是 前角 的符号,是在 正交平 面内测量的 前刀 面与 基 面间的夹角;6.s λ是 刃倾角 的符号,是在 切削平 面内测量的 主切削刃 与 基 面间的夹角;7.过切削刃上的一个点,并垂直于基面和切削平面的是 正交平面 ;8. 为了减小残留面积,减小表面粗糙度Ra 值,可以采用的方法和措施有：减小主偏角 、 减小副偏角 和 减小进给量 ;9.常见切屑种类有： 带状切屑 、 节状切屑 和 崩碎切屑 ;10. 切屑厚度压缩比是 切屑厚度 与 切削层公称厚度 之比值,其数值越大,切削力越大,切削温度越高,表面越粗糙;11．总切削力可分解为 切削力 、 进给力 和 背向力 三个切削分力; 12.刀具磨损的三个阶段是：初期磨损阶段、正常磨损阶段和急剧磨损阶段; 刀具重磨和换刀应安排在 正常磨损阶段 后期、 急剧磨损发生 之前;13．刀具耐用度是指刀具从开始切削至磨损量达到规定的磨钝标准为止的实际切削总时间;14．产生积屑瘤的条件是：①切削塑性金屑,②中等切速切削,粗加工加工时可利用积屑瘤,精加工加工时尽量避免产生积屑瘤;15．用圆柱铣刀铣平面时,有两种铣削方式,即 逆铣 和 顺铣 ;一般铣削常采用 逆铣 ; 16．对钢材精车时用高速,其主要目的是 避免产生积屑瘤 ;17.磨削加工的实质是磨粒对工件进行 刻划 、 滑擦 和 切削 三种作用的综合过程;18.砂轮的硬度是 磨粒受力后从砂轮表面脱落的难易程度 ,工件材料硬,应选用硬度 较软 砂轮,磨削有色金属等软材料时,应选用 较硬 砂轮;19．机床上常用的传动副有 带传动 、 齿轮传动 、 齿轮齿条传动 、 丝杠螺母螺杆传动和 蜗轮蜗杆传动 20．机床传动系统中,常用的机械有级变速机构有：滑移齿轮变速、离合器式齿轮变速等21．对于刚度好、长度长、余量多的外圆面,先用横磨法分段进行粗磨,相邻两段间有5-10的搭接,工件上留下～的余量,再用纵磨法精磨,这种加工方法称为综合磨法;22．珩磨一般在专门的珩磨机床上进行,珩磨头与机床主轴应浮动连接;单件小批生产时亦可在改装的立式钻床或卧式车床上进行;23．根据齿轮传动的特点和不同用途,对齿轮精度的主要要求有： ①运动的准确性；②传动的平稳性；③齿面承裁的均匀性;24．渐开线圆柱齿轮副分成13个精度等级,其中0、1、2级为远景级,7级精度为基本级;25．机床主轴上的齿轮,圆周速度高,其传动的平稳性精度要求高些；测量仪器及分度机构上的齿轮,要求传递运动准确,其传递运动的准确性精度要求高些；起重机械及矿山机械上的齿轮,传递功率大,其载荷分布的均匀性精度要求高些;26．插齿时,分齿运动控制的是插齿刀与齿轮坯之间保持一对圆柱齿轮相啮合的原理进行加工的;27．剃齿主要是提高齿形精度和减小齿面粗糙度值;28. 珩齿主要是减小热处理后的齿面粗糙度值;29．一个或一组工人,在同一工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程,称为工序; 30．为保证加工表面和非加工表面的位置关系,应选择非加工表面作为粗基准;31．以工件的重要表面作为粗基准,目的是为了__保证重要加工面均匀___;32．铸件、锻件、焊接件毛坯须进行时效处理;33.生产类型一般分为单件小批生产、中批、中量生产、大批大量生产;34.确定加工余量的方法有查表法、估计法和分析计算法;35.渗氮常安排在粗磨之后, 精磨之前之前;36.通常采用的三种定位方法是直接找正法、划线找正法和夹具定位的方法;37.工件加工顺序安排的原则是先粗后精、先主后次、先基面后其它、先面后孔;38．研磨时,研磨剂与工件表面之间产生机械作用、化学作用,从而达到较小的表面粗糙度值和较高的尺寸精度;39.调质处理常安排在粗加工之后之后, 半精加工之前;40．为保证加工表面和非加工表面的位置关系,应选择非加工表面作为粗基准;41．与纵磨法相比,横磨的生产率高 ,表面质量低 ;42．V型块定位元件适用于工件以外圆表面定位;43. 18.砂轮的五个特性参数是：磨料、粒度、组织、结合剂和硬度 ;44.铣削加工时,工件的进给方向与铣刀转动方向一致的称为顺铣,方向相反的则称为逆铣 ;采用方法加工,加工表面质量较好,铣刀寿命较高;对于进给丝杆和螺母有间隙的铣床,采用顺铣方法加工会造成工作台窜动;45. 齿轮加工按轮齿成形原理分成形法和展成法两类,铣齿加工属法,滚齿加工属展成法法;其中展成法加工的加工精度高、生产率高,一把刀可加工相同模数、压力角的任何齿数的齿轮;二、判断题X 1.刀具的前角越大,切削越轻快,产生热量越少,所以切削温度越低;X2.用中等速度切削脆性材料时容易产生积屑留;√3.车削细长轴类零件外圆时,最好采用主偏角为90°的车刀;√4.刀具的主偏角和副偏角选得适当小些,可以减小表面粗糙度;√5.高速钢的工艺性比硬质合金好,所以用于制造各种复杂刀具;×6. 高速钢刀具与硬质合金刀具相比,应选用较小的前角和后角;X 7．加工塑性材料与加工脆性材料相比,应选用较小的前角和后角;√8．工艺系统刚度较差时如车削细长轴,刀具应选用较大的主偏角;√9．精加工与粗加工相比,刀具应选用较大的前角和后角;√10．高速钢并不是高速切削的刀具材料,虽然它的韧性比硬质合金高;√11．硬质合金主要用于制造形状比较简单的切削刀具;√12．刀具前角的大小,可根据加工条件有所改变,可以是正值,也可以是负值,而后角不能是负值;X 13. 切屑的种类是由工件的材料决定的,无法改变;√14．粗加工时产生积屑瘤有一定好处,故常采用中等切速粗加工；精加工时必须避免积屑瘤的产生,故切削塑性金属时,常采用高速或低速精加工;X15.切削温度是指刀尖处的最高温度;√16.在三个切削分力中,车外圆时切削力Fc最大,磨外圆时背向力Fp最大;√17．切削用量三要素对切削力的影响程度是不同的,背吃刀量切削深度影响最大,进给量次之,切削速度影响最小; X 18.在切削用量中,对切削热影响最大的是背吃刀量切削深度,其次是进给量;√19. 钻孔时的背吃刀量切削深度等于钻头的半径;X 20.扩孔可完全校正钻孔的轴线偏斜;√21.在钻床上钻孔容易出现轴线偏斜现象,而在车床上钻孔则容易出现孔径扩大现象;√22．适宜镗削的孔有通孔、盲孔、台阶孔和带内回转槽的孔;X 23．在工件装夹的稳定性、工作台运动的平稳性、刀具的耐用度等方面,顺铣均优于逆铣;√24．在一般情况下,铣削的生产率高于刨削,但对于窄长平面,刨削的生产率高于铣削;X25．珩磨孔既能提高孔的尺寸精度、形状精度,减少表面粗糙度,又能提高孔与其他相关表面的位置精度;√26．滚压螺纹时,由于材料的纤维未被切断,所以与车削的螺纹相比,其强度和硬度都较高;√27．成形法加工齿轮是利用与被切齿轮的齿槽截面形状相符的刀具切出齿形的方法;√28．选择齿轮滚刀时,只需根据被切齿轮的模数和压力角选择即可,而不要像选择齿轮铣刀那样,还要考虑被切齿轮的齿数;√29．展成法加工齿轮是利用齿轮刀具与被切齿轮保持一对齿轮啮合运动关系而切出齿形的方法;X30．剃齿主要用于消除淬火后的氧化皮和轻微磕碰而产生的齿面毛刺与压痕,可有效地减小齿面粗糙度值;X31．剃齿相当于一对直齿圆柱齿轮传动,是一种“自由啮合”的展成法加工;√32．剃齿主要是提高齿形精度和齿向精度,但不能修正分齿误差,其分齿精度应由前工序保证;X33．珩齿主要用于加工滚齿或插齿后未经淬火的圆柱齿轮;√34．磨齿是齿形精加工的主要方法,它既可加工未经淬硬的轮齿,又可加工淬硬的轮齿;√35一般来说,车螺纹的精度高、生产率低,而铣螺纹的精度低、生产率高;√36螺纹梳刀只能加工精度低的螺纹,但生产效率高;X37滚齿可以加工内齿轮、双联或多联齿轮;X38插齿的效率高于滚齿;X39研齿既能提高齿轮的精度等级,又能减小齿面的的表面粗糙度Ra值;X40有色金属的精加工适合采用磨削的方式;X41钻—扩—铰可保证箱体类零件孔系间的位置精度要求;X42.精基准是零件精加工中所用基准√43.粗基准一般只能使用一次;三、选择题1.在正交平面上测量的角度有 CA 刀倾角λsB 主偏角KrC 前角r02.将工件上的被切削层转化成切屑所需要的运动是 BA 主运动 B进给运动 C旋转运动3.切削时,刀上与工件加工表面相对应的面是 BA前面 B 主后面 C 副后面4.实验证明,在中速切削 A 材料时容易产生积屑瘤;A 塑性B 脆性C 陶瓷5.当车削特别长的轴类零件时,必须附加辅助支承 AA 中心架或跟刀架 B鸡心夹头 C花盘 D顶尖6.大批量生产中,加工各种形状的通孔常用方法是 CA 刨削B 插削C 拉削7.粗加工时车刀角度选择正确的是 DA 前角大值B 后角大值C 前后角都大D 前后角都小8.刀具磨钝限度,通常用 B 作标准;A.刀尖磨损量；B. 刀具后面的磨损程度；C.前刀面月牙洼的深度；D.后刀面磨损的厚度即深度;9.对刨削加工特点说法正确的是 CA 生产效率高B 加工质量好C 生产成本低D 以上都不正确10.对磨削加工说法正确的是 CA 不能磨淬火钢B 适应性差C 精度高D 不能磨一般金属11.铰刀的刀齿有： C～3个；～4个；～12个;12.扩孔钻的刀齿有： B～3个；～4个；～8个；～12个;13.车外圆时,能使切屑流向工件待加工表面的几何要素是 AA.刃倾角大于0°；B.刃倾角小于0°；C.刃倾角等于0°;14.车削时,切削热传出的途径中所占比例最大的是： CA.刀具；B.工件；C.切屑；D.空气介质;15.钻削时,切削热传出的途径中所占比例最大的是： BA.刀具；B.工件；C.切屑；D.空气介质;16．K类硬质合金刀具常用于切削 C 材料;A.不锈钢B.耐热钢 C .铸铁 D.一般钢材17．P类硬质合金刀具常用于切削D材料;A.不锈钢B.耐热钢C.铸铁D.一般钢材18．车单线螺纹时,为获得准确的螺距,必须： DA.正确调整主轴与丝杠间的换向机构；B.正确分线；C. 正确刃磨车刀；D. 保证工件转一周,车刀纵向移动一个螺距P；19．在某齿轮传动系统中,电动机直接带动I铀,I轴通过一对啮合的齿轮带动Ⅱ轴,Ⅱ轴与Ⅲ轴之间以及Ⅲ轴与Ⅳ轴之间均有一个变速用的三联滑移齿轮副;问当电机转动时,Ⅳ轴可以获得不同转速的种数是：C种；种；种；种;20．某机械传动系统,电动机由带轮带动I轴,I轴通过一个双联滑移齿轮副传至Ⅱ轴,Ⅱ轴与Ⅲ轴之间为三联滑移齿轮副传动;问当电机转动时,Ⅲ轴可以获得不同转速的种数是： B种；种； C2种;21．车螺纹是加工螺纹常用方法之一;这种方法多用于： AA.单件小批生产；B. 大批、大量生产；C.各种类型的生产;22．与切削螺纹相比,滚压螺纹的优点有： AA.生产率高；B.适用于各种生产类型；C.可加工多种零件上多种螺纹;23．精细车铝合金应选用的刀具材料是：DA.高速钢；类相当于钨钛钴类硬质合金；类相当于钨钴类硬质合金； D.金刚石刀具;24．4号齿轮铣刀用以铣削21～25齿数范围的齿轮,该号铣刀的齿形按下列哪一个齿数齿轮的齿槽轮廓制作： A ；；；； ;25. D 是一种定位不足而影响加工精度的现象;A.完全定位B.不完全定位C.过定位D.欠定位26.零件机加工顺序的安排,一般是 A ;A.先基准表面,后其它表面B.先次要表面,后主要表面C.先精加工,后粗加工D.先孔,后平面27.选择粗基准时,若要保证某重要表面余量均匀,则应选择 BA.余量小的表面B.该重要表面C.半精加工后的表面D.任意28.φ60H6铝合金箱体孔的加工方案可以是 DA.钻—扩—粗铰—精铰B.粗镗—半精镗—粗磨—精磨C.钻—扩—拉D.粗镗—半精镗—精镗—精细镗29. C是自为基准的加工A.钻孔B.镗孔C.铰孔D.磨孔30.在加工前,使工件在机床或夹具上占据一正确位置的过程,称为 A ;A.定位B.夹紧C.分度D.安装四、名词解释1.刀具寿命：刀具从开始切削到完全报废,实际切削时间的总和;2.刀具耐用度：刃磨后的刀具从开始切削至磨损量达到磨钝标准所经历的实际切削时间;3.砂轮的自锐性：砂轮在磨削过程中自行推陈出新,保持自身锋锐的特性;4.切削层公称横截面积：是在给定瞬间,切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积;5.切削层公称宽度：是在给定瞬间,作用主切削刃截形上两个极限点间的距离,在切削层尺寸平面中测量;6.定位：确定工件在机床上或夹具中具有正确位置的过程;7.夹紧：工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作;8.安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容;9.工序：一个或一组工人,在同一工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程;五、简答题：1.刀具材料应具备哪些基本性能常用的刀具材料有哪些1刀具材料应具备：硬度较高；强度和韧性较好；耐磨性较好；热硬性较好；工艺性较好;2常用的刀具材料：碳素工具钢；合金工具钢；硬质合金；高速钢;2. K01、K30、P01、P30是什么刀具材料各适合于加工哪类工件材料在怎样的加工要求下选用答：K01是钨钴类硬质合金、适合精加工铸铁、青铜等脆性材料；K30是钨钴类硬质合金,适合粗加工铸铁、青铜等脆性材料；P01是钨钛钴类硬质合金、适合精加工钢件；P30是钨钛钴类硬质合金、适合粗加工钢件；3.较易形成带状切屑的条件有那些①切削低碳钢时；②较小的进给量和背吃刀量；③较高的切削速度；④较大的前角;4.简述切削热的来源和切削热传出的途径切削热的三个主要来源是：1被加工材料的变形切屑变形、2切屑与前刀面的摩擦3后刀面与工件已加工表面摩擦；切削热传出的四条途径是：切屑、工件、刀具和周围介质;5.机床传动系统中,最常见的机械传动方式有：带传动,齿轮传动,蜗杆传动,齿轮齿条传动,丝杠螺母螺杆传动;6.磨削轴上外圆时常走几次“光磨行程”,其目的是：①减少工件因工艺系统弹性变形所引起的形状误差,②减小外圆表面粗糙度值;7.在精密和超精密研磨、珩磨、超级光磨、抛光加工方法中,哪些加工方法不能提高工件的尺寸精度哪些加工方法不能降低表面粗糙度值不能提高工件尺寸精度的是：超级光磨、抛光不能降低表面粗糙度值的是：抛光8.逆铣和顺铣各有什么特点解：顺铣是指铣削工件时铣刀的回转方向与工件的进给方向相同；逆铣是指铣刀的回转方向与工件的进给方向相反;特点：1顺铣刀具使用寿命长,逆铣刀具易磨损,寿命短;2顺铣加工过程平稳,逆铣加工过程易周期性振动;3顺铣机床工作台可能窜动,逆铣工作台运动平稳;9.插削主要用于加工那些表面解：主要用于单件小批量生产中加工零件的内表面,如孔内键槽、方孔、多边形孔和花键孔等;也可以用于加工某些不便于铰削或刨削的外表面;10.拉削的进给运动是由什么实现的解：利用拉刀刀齿的齿升量实现的;11.常用螺纹加工的方法有那些解：常用的有车削、铣削、攻螺纹和套螺纹、滚压及磨削;12.试述积屑瘤的形成及其影响答：１、形成：积屑瘤是由于切屑前刀面在切削过程中剧烈磨擦而形成的;切削沿前刀面流出时,在一定温度和压力作用下,靠近刀刃附近的切削底层金属与前刀面发生剧烈的磨擦,与前刀面接触的切削底层受到很大的磨擦阻力,促使要削底层金属流速减慢,甚至接近于零,这层流速减慢的金属称为滞流层;当磨擦阻力超过切削本身的分子结合力时,切削滞流层金属与切削分离,粘结在前刀面上刃上而形成积屑流;2影响积屑瘤对切削过程的影响可以总结为以下几点：保护刀具：因为积屑瘤形成时,金属材料因塑性变形而引起强化,其硬度大于工件硬度,可代替刀具切削,减少刀具磨损;增大前角：积屑瘤的存在增大了刀具的实际工作前角,使切屑变形和切削力减少,使切削轻快,对粗加工是有利的;增大已加工表面的粗糙度数值：积屑瘤的存在使刀具几何角度改变,切削力不断变化、引起机床、刀具、振动、从而使表面质量下降,精加工尽量避免瘤的产生;影响尺寸精度：积屑瘤的顶端伸出切屑刃之外,而且在不断地产生和脱落,使切屑层公称厚度不断变化;从而使尺寸忽大忽小;13.刀具磨损形式有哪几种：什么是刀具的耐用度什么是刀具的寿命解：刀具磨损形式有三种：1后刀面磨损2前刀面磨损3前后刀面同时磨损刀具的耐用度：刀具两次刃磨之间的实际切削时间s刀具的寿命：刀具从使用到报废为止的切削时间s14.加工相同材料、尺寸、精度和表面粗糙度的外圆面和孔,哪一个更困难为什么孔的加工更困难1外圆面的加工刀具通用性好且刚性好;2加工外圆面比加工孔散热性好;3加工外圆面比加工孔排屑容易;4加工外圆面比加工孔生产率高;5外圆面测量比孔测量方便;15.粗基准的选择原则：1尽量选择不要求加工的表面作为粗基准;2选择要求加工余量均匀的表面作为粗基准;可以保证作为粗基准的加工时,余量均匀;3若零件的所有表面都需加工,应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准;4选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准;5粗基准一般只在第一道工序中使用,以后应尽量避免重复使用;16.精基准的选择原则：1基准重合原则;尽可能选用设计基准作为定位基准,这样可避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差,以保证加工面与设计基准间的位置精度;2基准统一原则;应使尽可能多的加工表面都用同一个定位基准,这样有利于保证各加工面之间的位置精度;3选择精度较高、安装稳定可靠的表面作精基准,而且所选的精基准应使夹具结构简单,装夹和加工工件方便; 17.工序安排一般要考虑以下三条原则：1基准先行原则;2先粗后精原则;3先主后次原则;4先面后孔原则;六、综合题1.根据下列传动系统表达式,说明主轴具有几种转速并算出最高和最低转速;电机转速：1450r/minA ．电机－Ⅰ－5426－Ⅱ―⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧391636193322―Ⅲ－⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧37282638－主轴Ⅳ 1有132=6种转速 2 最高转速：= 1450 X5426 X 3322 X 2638 = r/mm 3 最低转速：= 1450 X 5426 X 3916 X 3728= r/mmB ．电动机－230Φ130Φ－Ⅰ－⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧－离合器（右合〕－－－离合器（左合〕－403434505030582243513856－主轴Ⅱ 1有122+1=5种转速2 最高转速：= 1450 X230130 X 3450 X 4034= r/mm 3 最低转速：= 1450 X 230130 X 4351 X 5822= r/mm2.车外圆时,已知工件转速n=320r/min,车刀移动速度υr =64mm/min 其他条件如图所示,试求切削速度Vc 、进给量f 、切削深度a p 、切削厚度a c 、切削宽度a w 、切削面积A c ; Vc = d n /1000 = X 120 X 320 /1000 = m/min υr =f nf =υr / n = 64 / 320 = mm/rap = 120-105 /2 = mm bD = ap / sin60o = mm hD = f sin60o= mm AD = apf = = mm23.已知外圆车刀的前角10°,后角8°,主偏角60°,副偏角15°,刃倾角4° 请将其标注在左下图中;4.已知端面车刀的前角-15°,后角10°,主偏角45°,副偏角30°,刃倾角-5°; 请将其标注在右上图中;5.根据传动系统图,列出传动结构式;电机——240120——I ——7226——II ——60°10°Φ120Φ105——⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧5428602248344141——III ——6550————⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧104266565——右移（开）左移（合）M M ——IV ——⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫8020——V 6.根据传动系统图,列出传 动结构式并计算下面传动系 统图中齿条移动速度米/分; 设：皮带滑动系数ε=0 传动结构式：电机n = 1450 r/min —I —230130 —II —6030—Ⅲ—5025—Ⅳ—6020—Ⅴ—齿轮、齿条Z = 20、m = 2n 5 = 1450 230130 6030 5025 6020= r/min齿条移动速度 =πD 7 n 5 / 1000 = π m z 7 n 5/1000=π 2 20 / 1000= m /min7.根据下列传动系统简图,计算传动系统末端螺母移动的速度种数及其最大速 度;电机 n = 1440 r/min —I —200150 —II —⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧40202040—Ⅲ—3030—Ⅳ—⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧40303040—Ⅴ—401—Ⅵ—丝杠 P = 4 螺母移动的速度种数：22=4种 螺母移动最大速度：V=14402001502040303030404014 =288 mm/min 8.试分析加工下列各图所示零件,要保证图示的尺寸要求需限制工件的哪几个自由度 1题 2题1题：需限制：X 的移动 X 的转动 Y 的移动 Y 的转动 Z 的转动 2题：需限制：X 的转动 Y 的移动 Y 的转动 Z 的移动 Z 的转动9.判断下列零件的结构工艺性是否合理,若不合理,请在原图上修改;改后第1题改后第2题 改后第3题改后第4题改后第5题。
《金属工艺学》课程笔记 (2)
《金属工艺学》课程笔记第一章绪论一、金属工艺学概述1. 定义与重要性金属工艺学是研究金属材料的制备、加工、性能、组织与应用的科学。
它对于工程技术的进步和工业发展至关重要，因为金属材料在建筑、机械、交通、电子、航空航天等几乎所有工业领域都有广泛应用。
2. 研究内容（1）金属材料的制备：包括金属的提取、精炼、合金化等过程，以及铸造、粉末冶金等成型技术。
（2）金属材料的加工：涉及金属的冷加工（如轧制、拉伸、切削）、热加工（如锻造、热处理）、特种加工（如激光加工、电化学加工）等。
（3）金属材料的性能：研究金属的物理性能（如导电性、热导性）、化学性能（如耐腐蚀性）、力学性能（如强度、韧性）等。
（4）金属材料的组织与结构：分析金属的晶体结构、相变、微观缺陷、界面行为等。
（5）金属材料的应用：研究金属材料在不同环境下的适用性、可靠性及寿命评估。
3. 学科交叉金属工艺学是一门多学科交叉的领域，它与物理学、化学、材料学、力学、热力学、电化学等学科有着紧密的联系。
二、金属工艺学发展简史1. 古代金属工艺（1）铜器时代：人类最早使用的金属是铜，掌握了简单的铸造技术。
（2）青铜器时代：铜与锡的合金，青铜，使得工具和武器的性能得到提升。
（3）铁器时代：铁的发现和使用，推动了农业和手工业的发展。
2. 中世纪至工业革命（1）炼铁技术的发展：如鼓风炉、熔铁炉的发明，提高了铁的产量。
（2）炼钢技术的进步：如贝塞麦转炉、西门子-马丁炉的出现，实现了钢铁的大规模生产。
3. 近现代金属工艺（1）20世纪初：金属物理和金属学的建立，为金属工艺学提供了理论基础。
（2）第二次世界大战后：金属材料的快速发展，如钛合金、高温合金的出现。
4. 当代金属工艺（1）新材料的开发：如形状记忆合金、超导材料、金属基复合材料等。
（2）新技术的应用：如计算机模拟、3D打印、纳米技术等。
三、金属工艺学在我国的应用与发展1. 古代金属工艺的辉煌（1）商周时期的青铜器：技术水平高超，工艺精美。
第1章 金属切削的基本定义
vf n f n z fz
其中：
（1-2）
n z
——主运动的转速(mm/s)； ——刀具齿数；
3. 背吃刀量 a p
【定义】工件上已加工表面与待加工表面间的垂直距离，单位 为mm。
。
【计算方法】对于外圆车削
dw dm ap 2
其中：
（1-3）
d w ——工件待加工表面的直径(mm)；
钻头切削刃上各点的切削速度和基面
标准麻花钻的结构及几何角度
与外圆车刀相比，麻花钻的 切削平面、基面、正交平面 的定义相同，但是位置不同。 外圆车刀上各点的基面相互 平行，麻花钻的主切削刃的 的各点的切削速度方向不同， 切削平面不同，基面不同， 正交平面也不同。
标准麻花钻的结构及几何角度 3.麻花钻的几何角度 a.螺旋角 ：钻头棱边与螺旋槽的交线上任意一点的切线 与钻头轴线之间的夹角。
vc
式中：
dn
1000
（m/s或m/min）
（1-1）
d
——工件待加工表面的直径或刀具的最大
n
直径(mm)； ——工件或刀具的转速(r/s或r/min)。
2. 进给量
f
【定义】在主运动的一个工作循环内，刀具和工件之间在进给 运动方向上的相对位移。单位是mm/r(用于车削、镗削等)或 mm/d.str(毫米/双行程，double stroke) (用于刨削、磨削等)， 进给量表示进给运动的速度。 【计算方法】进给运动速度还可以用进给速度（单位mm/s)或 每齿进给量 (用于铣刀、铰刀等多刃刀具，单位是mm/齿)表示：
刀尖形状
1.2.2 刀具静止参考系
【基本概念】用于定义刀具设计、制造、刃磨和测量时刀具几何 参数的参考系。 【条件特征】只考虑主运动即切削速度影响，不考虑进给运动的 影响，并且假定刀具主刃选定点和刀尖与工件中心等高，刀杆中 心线垂直于进给方向。 正交平面参考系: 【基面Pr】过主切削刃上选定点并垂直于该点合成切削速度方向 的平面。车刀基面是车刀的安装面。
切削加工
第四节 刨床和插床
一、刨削的工艺特点 1、通用性好 、 2、生产率较低 、 二、插床
第五节 铣床
一、铣削的工艺特点 1、生产率较高 2、容易振动 3、刀齿散热条件较好
二、铣削方式 1、周铣法 2、端铣法
三、铣削的应用
第六节 磨床
一、磨削过程 二、磨削的工艺特点 1、精度高、表面粗糙度小 、精度高、 2、砂轮有自锐作用 、 3、磨削温度高 、
第十四章 切削机床基础知识 第一节 机床的分类与型号
一、概念 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加 工成机器零件的机器。 工成机器零件的机器。 分类： 二、分类：
第二节 车床
第三节 钻床和镗床
一、钻削的工艺特点 1、容易产生引偏
2、排屑困难 、 3、切削热不易传散 、 二、钻削的应用 三、镗床
2、零件表面的形成： 零件表面的形成：
二、切削用量 切削用量是切削速度、 切削用量是切削速度、进给量和切削深度 三者的总称，有时把这三者称为切削三要素。 三者的总称，有时把这三者称为切削三要素。 1、切削速度V：单位时间内，工件或刀具沿着主 切削速度V 单位时间内， 运动方向所运动的位移。 运动方向所运动的位移。 进给量f 2、进给量f：工件或刀具运动在一个工作循环 或单位时间） （或单位时间）内，刀具与工件之间沿进给运动 方向的相对位移。 方向的相对位移。 3、切削深度ap（背吃刀量）：待加工表面与已加 切削深度a 背吃刀量）：待加工表面与已加 ）： 工表面间的垂直距离。 工表面间的垂直距离。 ap的大小直接影响主切 削刃的工作长度，反映了切削负荷的大小。 削刃的工作长度，反映了切削负荷的大小。
三、切削力 1、切削力的来源：金属切削时，刀具切入工 、切削力的来源：金属切削时， 使被加工材料变形成为切屑所需的力， 件，使被加工材料变形成为切屑所需的力， 称为切削力。 称为切削力。 来源于三个方面 （1）克服被加工材料对弹性变形的抗力； ）克服被加工材料对弹性变形的抗力； （2）克服切屑对刀具前刀面的摩擦力和刀具 ） 后刀面对加工表面和已加工表面之间的摩擦 力。 （3）克服被加工材料对塑性变形的抗力。 ）克服被加工材料对塑性变形的抗力。 2、切削合力及其分解
金属切削加工基础知识
三 切削用量
1、切削速度vc 切削速度vc是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。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。当主运动为回转运动时： 式中d—切削刃上选定点的回转直径，mm； n—主运动的转速，r/s或r/min。 2、进给速度vf 、进给量f 进给速度vf—切削刃上选定点相对于工件的进给运动瞬时速度，mm/s或 mm/min。 进给量f—刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用刀具或工件每转 或每行程的位移量来表述，mm/r或mm/行程。 V f= n f 2007年7月 金属工艺学 第一篇 。
底面。
2007年7月
金属工艺学
第一篇
图１－５ 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf 表示假定的进给运动方向） 2007年7月 金属工艺学 第一篇
1. 辅助平面（刀具静止参考系）
构成刀具静止参考系的基准平面有六个： （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。
2007年7月
金属工艺学
第一篇
2.高速钢
（2）高性能高速钢：
高性能高速钢是在通用高速钢的成分中，增加碳含量
形成高碳高速钢、增加碳化钒含量形成高钒高速钢、
或者添加钴、铝等元素形成钴高速钢、铝高速钢，目 的是为了提高高速钢的耐热性和耐磨性 。
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金属工艺学
第一篇
2.高速钢
（1）通用高速钢：
车刀的基面平行于刀体底面。
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第一篇
图１－５ 车刀的静止参考系（图中vc表示假定的主运动方向，vf 表示假定的进给运动方平面Ps
金属工艺学复习资料重要知识点详解
⾦属⼯艺学复习资料重要知识点详解⾦属⼯艺学复习资料⼀、 1.外圆⾯、孔：直线为母线，圆为轨迹平⾯：直线为母线，直线为轨迹成形⾯：曲线为母线，圆或是直线为轨迹2.包括主远动：⼑具与⼯件产⽣相对运动，是前⼑⾯接近⼯件，速度最⼤，功率最⼤进给运动：切除切屑3.合成切削速度⾓，主运动与合成运动夹⾓4.切削⽤量：切削速度v=3.14*dn/1000或2*Ln/1000进给量f背吃⼑量ap5.⼑具：切削部分、夹持部分6.⼑具材料：碳素⼯具钢、合⾦⼯具钢—切削速度不⾼的⼿⼯⼯具---锉⼑、锯条、铰⼑⾼速钢、硬质合⾦：应⽤最⼴----⾼速钢-强度、韧度好-⿇花钻、铣⼑、拉⼑、齿轮⼑----硬质合⾦硬度好、耐磨、耐热-车⼑、刨⼑、端铣⼑7.⼑具⾓度：主、副偏⾓Kr，Kr’⼩时，表⾯粗糙度也⼩，⼑尖强度和散热条件好，利于提⾼⼑具耐⽤度，但是背向⼒⼤，易引起⼯件变形，可能产⽣振动。
前⾓：前⾯与基⾯夹⾓ro 有正、负、零度前⾓-⼤时，切削⼒Fc⼩，但过⼤，强度低，耐⽤度低，磨损加快---硬质合⾦为10-20度—灰铸铁为5-15度后⾓：道具后⾯与切削⾯的夹⾓，可减⼩摩擦，粗加⼯为6-8度刃倾⾓lanmudas8.车⼑结构形式：整体式、焊接式、机夹重磨式、机夹可转位式（1.避免因焊接引起的缺陷，相同条件下⼑具切削性能⼤为提⾼；2.卷屑、断屑稳定可靠；3.⼑体转位后，保证切削刃与⼯件相对位置，减少了调⼑停机时间，提⾼⽣产效率；4.⼑⽚⼀般不需要重磨，利于涂层⼑⽚推⼴使⽤；5.道题使⽤寿命⼤，可节约材料及制造费⽤）9.切屑：带状-⼤前⾓⼑具，⾼切削速度、⼩进给量，塑性材料，表⾯光洁节状-低速、⼤进给量、加⼯中等硬度钢材、表⾯粗糙崩碎-铸铁、黄铜等脆性材料，⼑尖易磨损，产⽣振动10.积屑瘤：⾦属材料因塑性变形⽽被强化，⽐⼯件材料硬度⾼，能代替切削刃进⾏切削，可保护切削刃，并增⼤了⼑具实际⼯作前脚，切削轻快，所以，粗加⼯希望产⽣。