金属切削原理与刀具 (1)

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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。

10金属切削原理与刀具教案

10金属切削原理与刀具教案
一、教学目标
1、了解金属切削原理和金属切削刀具。

2、掌握金属切削原理，包括切割力，耗散量，刀具磨损等。

3、掌握金属切削刀具类型，结构，用途，材质等基本知识。

4、掌握刀具精度检验，刀具磨削修磨方法以及刀具维护、保养的技巧。

二、教学内容
1、金属切削
金属切削是金属加工的一种方法，常用来制造机械零件、工具、机床和其他金属零件。

金属切削是利用非硬质工具切削金属加工的工艺，它通过切削刃的转动，在金属表面上形成磨损痕迹，从而完成加工过程，例如铣削、锉削、磨削、锯削等。

2、金属切削原理
（1）切割力
切割力是指金属切削的基本力学原理，也是金属切削中最重要的力学原理之一、金属切削受到主要两个基本力的影响，即切削力和剪切力。

（2）耗散量
切削耗散量是指金属切削过程中的能量转换。

当刀具磨削给定表面时，刀具的刃口磨损，耗散量和比热发生变化。

金属切削过程中，大部分能量
转换形式是热量，其余的转换形式有音响，微小的循环磨耗和动力等。

（3）刀具的磨损
刀具的磨损是指通过金属切削给定表面时，刀具的刃口磨损。

金属切削原理讲义及刀具

金属切削原理讲义及刀具一、金属切削原理金属切削是指用刀具对金属材料进行切削加工的过程。

它是制造业中最常见的加工方法之一、金属切削原理主要涉及到力学、热学、材料学、机械设计等多个学科。

1.金属切削力学金属切削的力学主要涉及到塑性变形、弹性变形、剪切应力等方面。

在切削过程中，刀具通过施加剪切力对金属材料进行剪切。

金属在剪切区域受到的应力会导致金属发生塑性变形，形成切屑。

2.金属切削热学金属切削过程中，由于摩擦和变形的能量损耗，切削区域会产生高温。

这些热量会传导到刀具和切削区域，导致材料软化和刀具磨损。

因此，及时冷却切削区域和刀具是非常重要的，可以通过切削润滑剂和冷却剂来实现。

3.金属切削材料学金属切削材料学主要研究刀具材料和工件材料之间的相互作用。

选择合适的刀具材料和工件材料对于获得良好的切削效果至关重要。

刀具材料需要具有一定的硬度、耐磨性和耐冲击性，以适应切削过程中的高负荷和高速度。

而工件材料的硬度、强度和塑性等性质则会影响到切削加工的难易程度。

4.金属切削的刀具刀具是金属切削过程中的重要工具，它直接与工件接触，对工件进行加工。

不同的切削操作需要使用不同类型的刀具。

常见的金属切削刀具包括刀片、铣刀、车刀和钻头等。

-刀片：刀片是金属切削中最为常用的刀具，它可用于车削、铣削、镗削等工艺。

刀片一般由高速钢制成，也有使用硬质合金和陶瓷材料制造的高级刀片。

-铣刀：铣刀是一种用于铣削操作的刀具。

它主要用于在工件上形成平面、槽口和曲面等形状。

-车刀：车刀是用于车削加工的刀具，它通过旋转刀具将工件上的旋转刀具切削掉。

-钻头：钻头是用于钻孔加工的刀具，它通过旋转切削力将工件上的孔切削掉。

以上只是金属切削原理及刀具的简要介绍，金属切削涉及的知识和技术极为广泛和复杂，需要深入学习和实践才能掌握。

通过不断的学习和实践，我们可以了解金属切削的原理和技术，并且选择合适的刀具进行加工，提高加工效率和质量。

2.王明玉,杨炯.金属材料切削原理与刀具[M].湖南大学出版社,2024.。

《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
（一）金属切削原理
1.金属切削的概念及定义
2.金属切削动力学分析
3.切削力的特性
4.切削模型的构建
5.切削参数分析
（二）刀具
1.刀具的概念及定义
2.刀具系统的构成
3.刀具系统的加工原理
4.刀具系统的结构
5.刀具系统的选择
二、教学目标
1.了解金属切削的概念及定义，切削力的特性以及切削模型的构建
2.了解刀具的概念及定义，刀具系统的构成，加工原理，结构，和选择
3.熟悉金属切削原理及其刀具的使用
三、教学过程
1.课前准备：预习课文，了解金属切削原理及其刀具的使用
2.第一部分：授课
（一）金属切削原理
a）介绍金属切削的概念及定义
b）讲解金属切削动力学分析
c）简要介绍切削力的特性及切削模型的构建
d）介绍切削参数分析
（二）刀具
a）介绍刀具的概念及定义
b）讲解刀具系统的构成
c）简要讲解刀具系统的加工原理
d）介绍刀具系统的结构
e）简单谈论刀具系统的选择
3.第二部分：讨论
让学生分组讨论金属切削原理及刀具系统的使用，每组同学根据自身理解和相应技术资料进行讨论，并将讨论结果口头报告给面前全班听众。

机械制造工程学金属切削原理及刀具习题1

一、高速钢外圆车刀主剖面参考系前角o、后角o、主偏角r和刃倾角s的标注

如附图1所示，定义分别为： (1)前角 γo——过切削刃选定点在主剖面 (Po) 内测量的前刀面Ar和基面Pr的夹角(有 +、－)； (2)后角αo——过切削刃选定点在主剖面(Po) 内测量的主后刀面Ar和切削平面Ps 的夹角(有+、—)； (3) 主偏角 kr—— 过切削刃选定点在基面 Pr 内测量的主切削刃和进给方向的夹角； (4)刃倾角λs——过切削刃选定点在切削平面 Ps内测量的切削刃 S和基面Pr的夹角(有+、－)。
3．端面车削、切削用量的概念如下：进给量 f：主轴转一转时，车刀相对工件径向移动的距离。背吃刀量 p：沿着工件轴线测量的待加工表面与已加工表面的距离。 [答案] 见例图1. 2。
最大前角计算
刃上的几何角度，并说明以上各角度的定义，当刀尖装高h 后，工作角度如何计算? [ 分析 ]1．刃倾角的正、负在外圆车刀标注角度时，易出现错误。标注时，S向视图中刀尖向下为正刃倾角，刀尖向上为负刃倾角。如果以整体刀具理解，则刀尖低为负刃倾角，刀尖高为正刃倾角。 2．在回答各角度的定义时，一定要严格。如前角：在主切刃选定点的正交平面(也称主剖面)内测量，前刀面与基面之间的夹角。

(3)背吃刀量(钻削深度) αp：αp=dm／2，单位为mm。 (4) 切削厚度 hD：切削厚度系指垂直于主切削刃在基面上投影方向测出的切削层断面尺寸，即 hD=fz sinkγ = f sinkγ /2 mm 由于主切削刃上各点的主偏角不等，因此各点的切削厚度也不相等。 (5) 切削宽度 bD：切削宽度系指在基面上所量出的主切削刃参加工作的长度，即 bD=αp/ sinkγ =d/2 sinkγ mm 切削面积 AD：对麻花钻来讲，切削面积实际上系指每个刀齿的切削面积，即 AD=hD bD=fz αp = f d / 4 mm2

金属切削原理与刀具_1.1刀具材料应具备的性能和种类

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二.刀具材料的分类
（一）普通刀具材料 2．硬质合金（4）我国硬质合金刀具的发展以及世界主要生产企业德国：克努伯公司维迪阿厂（鲁尔）美国：通用电气公司、肯纳金属公司、亚当斯碳化物公司瑞典：山特维克公司
• 日本：三菱金属矿业公司、东芝坦嘎络依公司（川崎、名古屋、大阪工厂）、住友电气工业公司 • 英国：山特维克英国公司、美国肯纳金属英国公司 • 奥地利：普兰西金属工厂（三年一次普兰西国际会议） • 中国：株洲硬质合金有限公司、自贡硬质合金有限公司
二.刀具材料的分类
• （二）特殊材料刀具 • 1．陶瓷刀具 • （1）材料组成：主要由硬度和熔点都很高的Al2O3、 Si3N4等氧化物、氮化物组成，另外还有少量的金属碳化物、氧化物等添加剂，通过粉末冶金工艺方法制粉，再压制烧结而成。 • （2）常用种类：Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷 • （3）优点：有很高的硬度和耐磨性，刀具寿命比硬质合金高；具有很好的热硬性，摩擦系数低，切削力比硬质合金小，用该类刀具加工时能提高表面光洁度。 • （4）缺点：强度和韧性差，热导率低。陶瓷最大缺点是脆性大，抗冲击性能很差。 • （5）适用范围：高速精细加工硬材料。
• • • • • • • • • • • • • • • （一）普通刀具材料 1．高速钢（3）高速钢的分类 ①普通高速钢 A、钨系高速钢。常用牌号：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，热塑性差，不宜制造成大截面刀具。 B、钨钼钢常用牌号：W9Mo3Cr4V 优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀缺点：高温切削性能和W18相比稍差。 ②高性能高速钢 9W18Cr4V 优点：具有较强的耐热性缺点：强度与韧性较普通高速钢低，高钒高速钢磨削加工性差。 ③粉末冶金高速钢优点：无碳化物偏析，提高钢的强度、韧性和硬度，硬度值达69～70HRC；保证材料各向同性，减小热处理内应力和变形；磨削加工性好，磨削效率比熔炼高速钢提高2～3倍；耐磨性好。牌号的表示方法

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。

金属切削原理及刀具

金属切削原理及刀具
金属切削是指利用刀具对金属材料进行加工的一种方法，而刀具作为金属切削
的重要工具，其选择和使用对加工质量和效率有着至关重要的影响。

本文将从金属切削的原理和刀具的选择与使用两个方面进行探讨。

首先，我们来了解一下金属切削的原理。

金属切削是通过刀具对金属材料进行
切削，从而使其形状、尺寸和表面质量发生变化的加工方法。

在切削过程中，刀具对工件施加一定的切削力，使金属材料产生塑性变形或者断裂，并将其削除，从而达到加工的目的。

切削过程中，刀具要克服金属材料的抗力，使其发生塑性变形或者断裂，因此刀具的材料、形状和刃口的几何参数都会对切削过程产生影响。

其次，我们来探讨一下刀具的选择与使用。

刀具的选择应根据加工材料的种类、形状和尺寸、加工工艺要求以及加工设备的性能等因素进行综合考虑。

对于不同的加工材料，需要选择不同材质的刀具，如对于铸铁材料，可选择硬质合金刀具；对于不锈钢材料，可选择涂层刀具等。

此外，刀具的形状和刃口的几何参数也需要根据具体的加工要求进行选择，如切削速度较高时，可选择刃口较尖的刀具，以减小切削力和切削温度。

在刀具的使用过程中，需要根据加工工艺要求和刀具的磨损情况进行及时调整和更换，以保证加工质量和效率。

综上所述，金属切削是一种重要的金属加工方法，而刀具作为金属切削的重要
工具，其选择和使用对加工质量和效率有着至关重要的影响。

因此，在进行金属切削加工时，需要充分了解金属切削的原理，并根据加工材料和工艺要求选择合适的刀具，并合理使用和维护刀具，以确保加工质量和效率。

金属切削原理与刀具习题及答案(全)1解析

一.单选题1.磨削时的主运动是( a )A.砂轮旋转运动 B工件旋转运动 C砂轮直线运动 D工件直线运动2.如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM,平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量(切削深度)应为( c )A.10mmB.5mmC.2.5mmD.2mm3.随着进给量增大,切削宽度会(c )A.随之增大B.随之减小 C与其无关 D无规则变化4.与工件已加工表面相对的刀具表面是( d )A.前面 B后面 C基面 D副后面5.基面通过切削刃上选定点并垂直于( c )A.刀杆轴线 B工件轴线C主运动方向 D进给运动方向6.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( a )A.与切削刃相切B与切削刃垂直B.C与后面相切D与前面垂直7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为 ( c )A主偏角B副偏角C前角D刃倾角8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为( d )A主偏角B副偏角C前角D刃倾角9外圆车削时,如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心,则刀具的工作前角与标注前角相比会( a )A增大B减小C不变D不定10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时,其工作后角( b )A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定二填空题:1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为_过渡表面______________.2外圆磨削时,工件的旋转运动为_____进给运动__________运动3在普通车削时,切削用量有_____________）三________个要素4沿__________主刀刃___________方向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度.6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面,它们是____基面_____,___切削平面________和正交平面7主偏角是指在基面投影上主刀刃与______进给方向________的夹角8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹角,在___切削平面________面内测量9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心,那么其工作前角会_______减小____________10刀具的标注角度是在假定安装条件和____运动__________条件下确定的.三判断题:判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号内画”√”,错误的画”×”1在外圆车削加工时,背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.(√)2主运动即主要由工件旋转产生的运动.( )3齿轮加工时的进给运动为齿轮坯的啮合转动.( √ )4主运动.进给运动和切削深度合称为切削量的三要素.( ) 5进给量越大,则切削厚度越大.( √ )6工件转速越高,则进给量越大( )7刀具切削部分最前面的端面称为前刀面( )8主偏角即主刀刃偏离刀具中心线的角度.( )9前角即前面与基面间的夹角,在切削平面内测量.( )10刀尖在刀刃的最高位置时,刃倾角为正.( √ )四名词解释:1切削运动-----2切削用量-----3切削厚度-----4基面------5前角-----五计算题某外圆车削工序,切削前工件直径为80mm,要求切削后工件直径为78 mm,一次切除余量,假定工件转速为300 r/min,刀具进给速度为60mm/min,试求切削用量三要素及切削面积.（1）已知d w=80mm=0.08m，n=300r/min=5r/s则Vc= πd w n=3.14×0.08×5=1.26（m/s）（2）已知V f=60mm/min则f=v f/n=60÷300=0.2（mm/r）（3）已知dw=80mm，dm=78mm，则ap=1/2（dw-dm）=1/2(80-78)=1(mm)(4)Ac=f×ap=0.2×1=0.2(mm2).刀具材料基本训练1选择题：四个选项中只有一个是正确的，将正确选项前的字母填在题后括号内。

金属切削原理及刀具试题一及答案

金属切削原理及刀具试题一及答案评卷人得分题号—•A—四五六七八九十总分得分1.〔〕是决定刀具切削性能的根本因素,对于加工效率、加工质量、加工本钱以及〔〕的影响很大.2.刀具材料应具备的性能包括〔〕、〔〕、〔〕、〔〕、〔〕.3.在机床上切削工件,工件与刀具之间要有〔〕,称为切削运动,切削运动分为〔〕和〔〕.4.在切削加工过程中,工件上会形成三种外表.它们是〔〕、〔〕和〔〕.5.由于工件材料性质和切削条件不同,切削层变形程度也不同,因而产生的切屑形态也多种多样,归纳起来主要包括〔〕、〔〕、〔〕和崩碎切屑四种类型.6.金属切削时•,刀具切入工件使切削层金属转变成切屑所需要的力称为〔〕.7.切削过程中所产生的热量主要靠〔〕、工件和刀具传出,被周围介质带走的量很少〔干切削时约占1%〕.8.刀具磨损决定于刀具材料、工件材料的物理力学性能和〔〕.9.工件材料的〔〕是指在一定切削条件下,工件材料切削加工的难易程度.评卷人得分二、是非题.〔正确的在括号内画,错的画X, 每题1分一共20分〕1.高性能高速钢是在通用型高速钢的根底上,通过调整化学成份和添加其他合金元素,使其性能比通用型高速钢进一步提升的一种新型高速钢.〔〕2.粉末冶金高速钢制造工艺于20世纪60年代后期在中国开发成功.〔〕3.前面乂称为前刀面,是指与过渡外表相对的刀面. 〔〕4.正交平面参考系由基面、切削平面和正交平面组成. 〔〕5.前刀面与切削平面之间的夹角称为前角. 〔〕6.任意剖面是指过车刀主切削刃上选定点所作的垂直于基面的剖面.〔〕7.刀具的工作角度是刀具在法平面参考系中定义的一组角度. 〔〕8.在切削塑性工件材料时,如果在刀具前面的摩擦系数较大,切削速度不高, 且乂能形成带状切屑的情况下,常会在切削刃上粘附一个硬度很高的鼻型或楔型硬块,这种硬块称为积屑瘤.〔〕9.产生加J2硬化的原因是在已加工外表的形成过程中外表层经受了复杂的塑性变形,金属晶格被拉长、扭曲与破碎,阻碍了进一步塑性变形而使金属强化.〔〕10.影响切屑变形的因素固然很多,但归纳起来有三个方面,即工件材料、刀具几何参数及切削速度. 〔〕11.切削力Fc作用于基面内.〔〕12.切削力实验公式是指切削力的指数公式,此公式是通过理论推导建立起来的. 〔〕13.工件材料强〔硬〕度增高.即工件材料的剪切屈服强度增大,切削力呈正比例增大.〔〕14.在刀具几何参数各项中,前角儿对切削力"的影响最大.〔〕15.硬质合金刀具的硬度高,发生硬质点磨损的机率较少. 〔〕16. 一把新刀从开始切削直到磨损量到达磨钝标准为止总的切削时间,或者说是刀具三次刃磨之间总的切削时间称为刀具耐用度. 〔〕17.工件材料、刀具材料和刀具儿何参数选定后,切削速度是影响刀具耐用度的最主要因素. 〔〕18.工件材料硬度包括常温硬度、高温硬度. 〔〕19.金相组织是决定工件材料物理力学性能的重要因素之一.〔〕20.刀具的合理前角主要取决于刀具材料和工件的结构.〔〕评卷人得分三、概念题.〔每题4分,共20分〕1.工作基面2.切削层公称横截面积3.切屑厚度变形系数4.辐射测温法5.切削加工性评卷人得分--------------------- 四、简答.〔此题40分,每题5分,共8题〕1.高速钢可分为哪几种？2.在切削加工过程中,工件上会形成三种外表,试画图说明这三种外表.3.什么是刀具的标注角度？有何作用？4.简述积屑瘤的形成原氏5.简述间接测量法.6.简述切削温度分布的一些规律.7.简述刀具磨损原因.8.简述切削加工性的衡量指标.试题一答案一、填空.(每空1分,,共20分)10.刀具材料刀具耐用度11.高硬度和高耐磨性足够的强度与冲击韧性高耐热性好的导热性和小的膨胀系数良好的工艺性和经济性12.相对运动主运动进给运动13.待加工外表已加工外表过渡外表14.带状切屑节状切屑粒状切屑15.切削力16.切屑17.切削条件18.切削加工性二、是非题.(正确的在括号内画J,错的画X,每题1分,,共20分)1.( V)2.(X)3.(X)4.( V)5.(X )6.( V)7.(X)8.( V)9.( V)10.(X )11.(X)12.(X)13.( V)14.( V)15.(X)16.(X)17.( V )18.( V)19.( V)20.(X)三、概念题.(每题4分,共20分)6.通过切削刃选定点并与合成切削速度方向相垂直的平面称为工作基面, 用符号儿表示.7.是指给定瞬间切削层在与主运动方向相垂直的平面内度量的实际横截面积,用符号&表示,单位为mm2.8.切屑厚度与切削层厚度他之比称为切屑厚度变形系数,用符号,表示9.辐射测温法是一种非接触式测量方法.它是利用高温辐射能量来测量工件外表温度的.作为测量用的传感器有光电传感器及热敏电阻传感器两种.10.工件材料的切削加工性是指在一定切削条件下,工件材料切削加工的难易程度.四、简答.(此题40分,每题5分,共8题)9.答：通用型高速钢：铝系高速钢、鸨铝系高速钢高性能高速钢：高碳高速钢、高钢高速钢、钻高速钢、铝高速钢三、粉末冶金高速钢10.持加工表tfti加工投面H.答：刀具的标注角度是刀具的重要几何参数,直接关系到刀具的性能、强度和耐用度等.包括：前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、副后角、楔角、刀尖角,上述八个角度中,前五个为刀具的根本角度,其余均为派生角度. 12.答:在切削过程中,由于刀具前面与切屑间的摩擦,使刀具前面和切屑底层一样都是刚形成的新鲜外表,它们之间的粘附水平较强.因此,在一定切削条件〔压力和温度〕下,刀具与切屑底层接触处发生黏结,使与刀具前面接触的切屑底层金属流动较慢,而切屑上层金属流动较快.这流动较慢的切屑底层,称为滞流层. 显然滞流层金属产生的塑性变形比切屑上层金属产生的塑性变形大得多,其晶粒纤维化程度很高,纤维的方向几乎与刀具前面平行.如果温度与压力适当,滞流层金属的流速接近于零,与刀具前面黏结成一体,形成积屑瘤.随后,新的滞流层金属在此根底上,逐层积聚、粘合,使积屑瘤的高度"b逐步长大,直到该处的温度和压力缺乏以产生黏结为止.13.答：间接测量法通过测量机床电动机电功率0E,再用式〔4-6〕和式〔4-7〕可间接计算出切削力匕的方法.但此方法测量较粗略,要较精确测量,常使用专门用于测切削力的仪器,即测力仪.14.答：〔1〕剪切平面上各点温度变化不大,几乎相同.〔2〕不管刀具前面还是主后刀面上的最高温度都处于离主切削刃一定距离处〔该处称为温度中央〕.这说明切削塑性金属时,切屑沿刀具前面流出过程中, 摩擦热是逐步增大的,一直至切屑流至黏结与滑动的交界处,切削温度才到达最大值.此后,因进入滑动区摩擦逐渐减小,加上热量传出条件改善,切削温度乂逐渐下降.〔3〕切削底层〔同刀具前而相接触的一层〕温度最高,离切削底层越远温度越低.这主要是由于切削底层金属变形最大,且乂与刀具前面存在摩擦的缘故.切屑底层的高温将使其剪切强度下降,并使其与刀具前面间的磨擦系数下降.〔4〕塑性越大的工件材料,在刀具前面上切削温度的分布越均匀,且最高温度区距切削刃越远.这是由于塑性越大的材料,刀具与刀屑接触长度较长的缘故.〔5〕导热系数越低的工件材料,其刀具前面和主后刀面上的温度也就越高, 且最高温度区距切削刃越近,这就是一些高温合金和钛合金难切削和刀具容易磨损的主要原因之一15.答:切削过程中刀具磨损与一般机械零件的磨损有显著的不同,它表现在以下几个方面：〔1〕刀具与切屑、刀具与工件接触面经常是活性很高的新鲜外表,不存在氧化膜等的污染.〔2〕刀具的前面和后面与工件外表的接触压力非常大,有时甚至超过被切材料的屈服强度.〔3〕刀具与切屑、刀具与工件接触面的温度很高.硬质合金刀具加工钢料时其接触面的温度可达800〜1 000 C；高速钢刀具加工钢料时其接触面的温度可达300〜600 °C.在上述特殊条件下,刀具正常磨损的原因主要是由机械、热和化学三种作用的综合结果,即由工件材料中硬质点的刻划作用产生的硬质点磨损,山压力和强烈磨擦产生的黏结磨损,由高温下产生的扩散磨损,由氧化作用等产生的化学磨损等几方面的综合作用.16.答：衡量切削加工性的指标因加工情况不同而不尽相同,一般可归纳为以下几种：〔1〕以刀具耐用度衡量切削加工性在相同的切削条件下,刀具耐用度高,切削加工性好.〔2〕以切削速度衡量切削加工性在刀具耐用度相同的前提下,切削某种工件材料允许的切削速度越快,其切削加工性越好；反之切削某种工件材料允许的切削速度越慢,切削加工性越差.〔3〕以切削力和切削温度衡量切削加工性在相同的切削条件下,切削力大或切削温度高,那么切削加工性差.当机床动力缺乏时.,常用此指标衡量切削加工性.〔4〕以加工外表质量衡量切削加工性假设易获得好的加工外表质量,那么切削加工性好.〔5〕以断屑性能衡量切削加工性在自动机床、组合机床及自动生产线上,或者对断屑性能要求很高的工序〔如深孔钻削、盲孔钻削等〕中,常采用此指标衡量切削加工性.。

《金属切削原理及刀具》(第一章车刀)PPT

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8
以用途分类
4.螺纹车刀螺纹车刀分类：外螺纹车刀、分类：外螺纹车刀、内螺纹车刀作用：作用：加工内外螺纹常见结构及特点：常见结构及特点：外螺纹车刀：外螺纹车刀：直头刀具多内螺纹车刀: 弯头具多尺寸较小、内螺纹车刀弯头具多尺寸较小、刚度差
刀杆头部应按所选刀片形状做出刀槽：刀杆头部应按所选刀片形状做出刀槽：原则：保证焊接强度前提下，焊逢较少。原则：保证焊接强度前提下，焊逢较少。
常用刀槽槽型及用途目的：减少应力目的：
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18
刀片焊接工艺简介
焊接多为铜钎焊方法：高频焊、电阻焊、方法：高频焊、电阻焊、气焊常用焊料：常用焊料： 1.铜镍合金或紫铜：用于切削温度在铜镍合金或紫铜：铜镍合金或紫铜用于切削温度在700～900 ～度的大负荷切削。度的大负荷切削。 2.铜锌合金：用于切削温度铜锌合金：度的中负荷切削。铜锌合金用于切削温度600度的中负荷切削。度的中负荷切削 4.银铜合金：用于焊接低钴高钛的刀具材料。银铜合金：银铜合金
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7
以用途分类
3.切断刀切断刀作用：作用：切断工件常见结构及特点：常见结构及特点：宽度窄、刀头长－－－－强度较差宽度窄、刀头长－－强度较差刀尖为两个几何参数（刀具角度）几何参数（刀具角度）问题前角、后角、主偏角、副偏角、前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角
位号10 位号
共有十六种
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29
第四节
意义：意义：
车刀的卷屑断屑结构
常见方法：常见方法： 1.利用合适的刀具角度利用合适的刀具角度 2.磨出断屑台磨出断屑台 3.采用卷屑槽断屑采用卷屑槽断屑

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。

第二章金属切削原理与刀具[1]

三、刀具种类
（一）刀具分类
由于机械零件的材质、形状、技术要求和加工工艺的多样性，客观上要求进行加工的刀具具有不同的结构和切削性能。因此，生产中所使用的刀具的种类很多。刀具常按加工方式和具体用途，分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型。刀具还可以按其它方式进行分类，如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（ CBN）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。
一、切屑形成过程及切屑的种类 1.切屑形成过程切屑的形成过程就是切削层金属变形的过程。图 3-1就是以低速直角自由切削塑性金属材料时，用显微镜观察到的变形图象，将其绘制成图 3-2所示流线的示意图，其中 OA、OM线为滑移线，其余为流线，流线即是金属某一点的轨迹，由图可划分为 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个变形区
ac = f ⋅ sin k r
2）切削宽度¡ª 沿主切削刃（过渡表面）测量的切削层尺度。反映了切削刃参加切削的工作长度。
ap aw =
sin k r
3）切削层面积¡ª 切削厚度与切削宽度的乘积
ap
Ac = ac ⋅ aw = f ⋅ sin k r .
= f ⋅ap
sin kr
aa
c
w
A c
－切削层的几何参数。
一般切削运动及其方向用切削运动的速度矢量来表示：
� �� υe =υ +υ f
（二）切削要素
1.工件上的三表面
待加工表面 —工件上即将被切除的表面。已加工表面 —工件上已切去切削层而形成的新表面。过渡表面（加工表面） —工件上正被刀具切削着的表面，介于已

金属切削原理与刀具(王靖东编著)

第一章金属切削设备的基本知识
图1.1 常见机械加工方法的切削运动第一章金属切削设备的基本知识
3．合成切削运动
是由主运动和进给运动合成的运动。 1.1.2 工件上的加工表面 1．待加工表面
工件上有待切除的表面。
2．已加工表面工件上经刀具切削后形成的表面。
3．过渡表面
工件上被切削刃正在切削着的表面，它总是处在待加工表面与已加工表面之间，也称切削表面或加工表面。
高速钢安按切削性能可以分为普通高速钢和高性能高速钢。
第一章金属切削设备的基本知识
（1）普通高速钢常用的种类如下。 ① 钨系高速钢。典型牌号是W18Cr4V，简称W18。具有
较好的综合性能。适合制作螺纹车刀、成形车刀、拉刀和齿轮
刀具等形状复杂的刀具。但强度和韧性低，不适合制作大截面的刀具；热塑性较差，不适合制造热成形刀具。
到了促进作用。
目前金属切削加工中应用的刀具材料，碳素工具钢已基本被淘汰，合金工具钢也很少使用，所使用的刀具材料主要分为高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金刚石5类。第一章金属切削设备的基本知识
（一）高速钢
高速钢是高速合金工具钢的简称，也称白钢或锋钢是在钢中加入较多的
钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢特点：工艺性好，具有较高的硬度和耐磨性、良好的耐热性、高的强度和韧性，切削速度高。与硬质合金及陶瓷相比，一是具有较好的强度韧性；二是具有较好的制造工艺性。主要用来制造钻头、丝锥、板牙、拉刀、齿轮刀具和成形刀具等形状复杂的刀具。可加工碳钢、合金钢、有色金属、铸铁等多种材料。
（一）切削用量要素（工艺要素，包括切削速度、进给量、背吃刀量三要素） 1．切削速度vc 切削速度是指主运动的线速度。（刀具切削刃上某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时线速度）

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