第一章金属切削原理
《金属切削原理与刀具》知识点总结
《金属切削原理与刀具》知识点总结第一章金属切削原理金属切削原理是金属切削工艺的基础，本章主要介绍了金属切削的基本原理，包括金属切削过程、刀具与被切削材料接触形式、切削能量与热力学原理、切削硬度与切削力的关系等。
第二章刀具材料与结构刀具材料与结构对切削加工的质量和效率有重要影响，本章主要介绍了刀具材料的选择与评价，以及刀具的结构与分类。
刀具材料的选择包括一般刀具材料、质子刀具材料和陶瓷刀具材料等。
第三章切削力分析与测定切削力是切削加工过程中的重要参数，正确定量和测定切削力对于提高切削加工的效率和质量至关重要。
本章主要介绍了切削力的分析与计算方法，以及切削力的测定方法，包括间隙力法、应力传感器法、功率法和应力波法等。
第四章刨削刨削是一种通过切削工具的多齿切削运动将金属材料切割成所需形状和尺寸的加工方法。
本章主要介绍刨削的工艺流程、刨削用刀具和切削参数的选择，以及刨削的切削力分析与测定方法。
第五章车削车削是一种利用车床刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工领域。
本章主要介绍了车削的工艺流程、车削刀具的选择和切削参数的确定，以及车削的主要工艺规律和效果评定方法。
第六章铣削铣削是一种通过旋转刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工和模具制造等领域。
本章主要介绍了铣削的工艺流程、铣削刀具的选择和切削参数的确定，以及铣削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。
第七章钻削钻削是一种利用钻头进行切削的加工方法，广泛应用于孔加工和螺纹加工等领域。
本章主要介绍了钻削的工艺流程、钻头的选择和切削参数的确定，以及钻削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。
第八章线切割线切割是一种利用细金属丝进行切削的加工方法，主要用于金属板材的切割。
本章主要介绍了线切割的工艺流程、线切割刀具的选择和切削参数的确定，以及线切割中的切削质量评价方法和切削速度对切割效果的影响。
此外，本书还包括金属切削中的润滑与冷却、数控机床中的刀具管理、切削机床中的刀具装夹等内容，为读者提供了全面的金属切削工艺和刀具知识。
金属切削与原理资料
hDf sinr
（2）切削层公称宽度bD。是指在切削层横截面内，平行 于过渡表面度量的切削层尺寸。
bD ap /sinr
金属切削与原理资料
第一章 刀具基本定义
金属切削与原理资料
第一章 刀具基本定义
1.1 切削运动及形成的表面
1.1.1 切削运动 在金属切削加工过程中，工具与工件之间必须有相
对运动，这种相对运动称为切削运动，如图1.1所示。 1．主运动
是形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动。 2．进给运动
是使工件多余的材料不断被去除的工作运动。
金属切削与原理资料
关系是：
vf fnfzzn
金属切削与原理资料
第一章 刀具基本定义
3．背吃刀量ap 背吃刀量是指工件上已加工表面至待加工表面间的
垂直距离。对于外圆车削，如图1.14所示，背w
dm 2
金属切削与原理资料
第一章 刀具基本定义
1.3.2 切削层参数与金属切除率 1．切削层参数
金属切削与原理资料
第一章 刀具基本定义
图1.2 切削运动与加工表面
金属切削与原理资料
第一章 刀具基本定义
1.2 刀具切削部分的几何角度
1.2.1 刀具切削部分的组成 普通外圆车刀的构造如图1.3所示。
1．三面 三面即前刀面、主后刀面和副后刀面。
（1）前刀面Ar。是指刀具上切屑流过的表面。 （2）主后刀面Aa。是指与工件上过渡表面相对的表面。 （3）副后刀面。是指与工件上已加工表面相对的表面。 2．二刃
金属切削与原理资料
《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PPT
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。
电子课件-《金属切削原理与刀具(第五版)》-B01-3509 第一章
v πdn 1000
式中 n——工件或刀具转速，r/min ； d——工件或刀具选定点的旋转直径（通常取最大直
径），mm。
第一章 金属切削加工的基本知识
（2）当主运动为往复直线运动时（如刨削加工），其 平均速度按下式计算：
v 2Lnr 1000
移动
车外圆
2
移动
转动
铣平面
第一章 金属切削加工的基本知识
序号 工件运动
刀具运动
示例
3
移动
直线往复运动
刨平面（牛头刨床）
4 直线往复运动
移动
刨平面（龙门刨床）
5
不动
转动并移动
钻孔
第一章 金属切削加工的基本知识
二、切削运动的种类
1．主运动
主运动是切除工件上多余金属的必备运动，是机床的主 要运动。
2．进给运动
第一章 金属切削加工的基本知识
第一节 切削运动 第二节 切削要素
第一章 金属切削加工的基本知识
第一节 切削运动 一、切削运动的主要形式
切削加工时，刀具与工件的相对运动称为切削运动。 切削运动的形式主要有五种，见下表。
第一章 金属切削加工的基本知识
切削运动的主要形式
序号 工件运动 刀具运动
示例
1
转动
第一章 金属切削加工的基本知识
（2）用进给速度vf来衡量进给运动的大小。进给速度vf是 单位时间内刀具或工件沿进给方向移动的距离。单位mm/min。
车外圆时：
vf nf
式中：n ——工件转速，r/min； f ——进给量，mm/r。
第一章 金属切削加工的基本知识
3．切削速度υ
金属切削原理课后习题答案
金属切削原理课后习题答案【篇一：金属切削原理与刀具(第四版)习题册答案】 class=txt>中国劳动社会保障出版社目录第一章金属切削加工的基本知识 (1)第一节切削运动 (1)第二节切削要素 (1)第二章金属切削刀具的基本知识 (3)第一节刀具材料 (3)第二节切削刀具的分类及结构 (4)第三节刀具的几何角度 (4)第四节刀具的工作角度 (6)第三章切削加工的主要规律 (7)第一节切削变形 (7)第二节切屑的类型与控制 (7)第三节积屑瘤 ....................................................................................................... .. 9第四节切削力与切削功率 (10)第五节切削热和切削温度 (12)第六节刀具磨损与刀具耐用度 (12)第四章切削加工质量与效率 (14)第一节工件材料的切削加工性 (14)第二节已加工表面质量 (14)第三节切削用量的选择 (15)第四节切削液 (16)第五章车刀........................................................................................................ (18)第一节焊接式车刀 (18)第二节可转位车刀 (18)第三节成形车刀 (20)第六章孔加工刀具 (21)第一节麻花钻 (21)第二节深孔钻 (22)第三节铰刀 ....................................................................................................... . (23)第四节镗刀 ....................................................................................................... . (24)第五节其他孔加工刀具 (24)第七章铣刀........................................................................................................ (26)第一节铣刀的种类及用途 (26)第二节铣刀的几何参数及铣削要素 (27)第三节铣削方式 (28)第八章拉刀........................................................................................................ (30)第一节拉刀的种类 (30)第二节拉刀的结构组成及主要参数 (30)第三节拉削方式 (31)第四节拉刀的使用与刃磨 (32)第九章螺纹刀具 (34)第一节螺纹车刀 (34)第二节丝锥和板牙 (35)第三节螺纹铣刀 (35)第四节塑性变形法加工螺纹 (35)第十章齿轮加工刀具 (37)第一节齿轮刀具的种类 (37)第二节齿轮滚刀 (37)第三节蜗轮滚刀 (38)第四节插齿刀 (39)第五节剃齿刀 (40)第十一章数控机床用刀具 (41)第一节数控车床用刀具 (41)第二节数控铣床用刀具 (42)第三节数控加工中心用刀具 (43)第一章金属切削加工的基本知识第一节切削运动一、填空题1．刀具、工件、主、进给2．待加工、已加工、过渡二、判断题三、选择题*1．b *2．c 3．a *4．a *5．a *6．b *7．a四、简答题写出下表中各种切削加工方法具备的主运动。
第1章 金属切削原理 《机械制造技术》课件
图1-7 车刀的主要标注角度
1.2.3 刀具的工作参考系及工作角度
如前所述，刀具的标注角度是在忽略进给速度 的影响，且 刀具安装在理想工作位置的情况下确定的。在实际的切削加工 中，当刀具进入工作状态后，由于刀具安装位置和进给运动的 影响，选定点的实际切削速度的方向以及刀具的实际安装位置 相对于假定的理想状态发生了改变，即上述标注角度会发生一 定的变化。而刀具角度变化的根本原因是切削平面、基面和正 交平面位置的改变，因此，研究切削过程中的刀具角度，必须 以刀具与工件的相对位置、相对运动为基础建立参考系，这种 参考系称为工作参考系。用工作参考系定义的刀具角度称为工 作角度。
刀具设计时标注、刃磨、测量角度最常用的是正交平面参 考系。但在标注可转位刀具或倒刃倾角刀具时，常用法平面参 考系。在刀具制造过程中，如铣削刀槽、刃磨刀面时，常需用 假定工作平面、背平面参考系中的角度，或使用前、后刀面正 交平面参考系中的角度。这四种参考系刀具角度是ISO 3002/1—1997标准所推荐的。本章只介绍前三种。
1.2.2 刀具静止参考系和刀具的几何角度
3. 刀具几何角度与标注 刀具的几何角度是指刀具上的切削 刃、刀面与参考系中各参考面间的 夹角，用以确定切削刃、刀面的空 间位置。由于切削刃上各点的主运 动方向可能不同，因此据其建立的 参考系的方位也是变化的，所以定 义的角度必须指明是切削刃上选定 点的角度；凡未经特殊注明的，均 指切削刃上与刀尖毗连的那一点的 角度。在刀具静止参考系中度量标 注的角度通称刀具角度，如图1-7 所示。
2. 金刚石
金刚石刀具有三种：天然单晶金刚石刀具、人造聚晶金刚 石刀 具和金刚石复合刀具。天然金刚石由于价格昂贵等原因， 应用很少。人造金刚石是在高温高压和其他条件配合下由石墨 转化而成。金刚石复合刀片是在硬质合金基体上烧结上一层厚 度约0.5 mm的金刚石，形成了金刚石与硬质合金的复合刀片。
第一章金属切削基本原理
图1-5 车刀标注角度旳参照系
（四）刀具旳标注角度 1、在正交平面参照系中旳标注角度
（1）主偏角r （2）刃倾角s （3）前角o （4）后角o
“一刃四角”
切削刃旳选定点、刃倾角 和主偏角这三个参数，拟 定了主切削刃在参照系中 旳位置。
（5）副偏角 r ˊ （6）副后角oˊ
派生角度：
楔角bo、刀尖角er、余偏角r
（2）切削平面Ps 经过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面旳平面。
（3）正交平面Po 经过切削刃选定点，同步垂直于基面和切 削平面旳平面。正交平面垂直于切削刃在 基面上旳投影。 由基准平面Pr — 切削平面Ps — 正交平 面Po构成旳静止参Pn 经过切削刃选定点并垂直于切削刃旳平面。
（二）刀具角度旳参照系
刀具标注角度旳参照系
刀具工作角度旳参照系
设计、制造、测量角度时旳基准 实际切削中拟定角度旳基准
• 静止参照系
主运动方向 进给运动方向 刀具安装位置
静态角度
• 工作参照系
实际合成切削运动方向 进给运动方向 刀具实际安装位置
工作角度
刀具静止参照系是在下列假定条件下建立旳：
1）刀刃上旳选定点位于假定工件旳轴平面内，是刀具静止 参照系旳原点；
第一章 金属切削基本原理
第一节 刀具
三、切削用量
切削用量三要素
1. 切削速度 v （m/s或m/min） 主运动为旋转运动：v =πd n/1000 往复运动：v = 2Lnr /1000
2. 进给量 f （mm/r 或mm/双行程） 进给速度：vf =n f = n fz z （mm/s 或mm/min）
（二）常用刀具材料旳种类及特征
工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢）、硬质合金、陶瓷、金刚石 （天然、人工）、立方氮化硼等。
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》课件
金属切削在机械制造中的应用
加工精度：金属切削可以精确地加工出各种形状和尺寸的零件 加工效率：金属切削可以提高生产效率，缩短生产周期 加工范围：金属切削可以加工各种金属材料，包括钢、铝、铜等 加工质量：金属切削可以保证加工质量，提高产品的可靠性和耐用性
金属切削在航空航天领域的应用
飞机制造：金属 切削用于制造飞 机机身、机翼、 发动机等部件
新材料硬度 高，耐磨性 好，对刀具 寿命和加工 效率产生影 响
新材料热导 率低，切削 过程中热量 难以散发， 对刀具和工 件产生影响
新材料化学 活性强，易 与刀具材料 发生化学反 应，影响刀 具寿命和加 工质量
新材料加工 难度大，对 刀具材料和 加工工艺提 出更高要求
新材料加工 过程中产生 的废料处理 问题，对环 保和资源利 用提出挑战
切削热的ห้องสมุดไป่ตู้生与散失
切削热的产生：刀具与工件之间的摩擦和剪切作用 切削热的散失：通过刀具、工件和切屑的传导、对流和辐射等方式 切削热的影响：影响刀具寿命、工件加工精度和表面质量 切削热的控制：通过优化刀具材料、切削参数和冷却方式等手段
切削表面的形成与变化
切削过程：刀具与工件之间的相对运动 切削力：刀具与工件之间的相互作用力 切削温度：刀具与工件之间的摩擦热 切削表面：刀具与工件之间的接触面
火箭制造：金属 切削用于制造火 箭发动机、燃料 箱、控制系统等 部件
卫星制造：金属 切削用于制造卫 星外壳、太阳能 电池板、天线等 部件
空间站制造：金 属切削用于制造 空间站外壳、太 阳能电池板、生 命支持系统等部 件
金属切削在汽车工业领域的应用
汽车零部件制造：金属切削用于生产汽车发动机、变速箱、底盘等零部件 汽车车身制造：金属切削用于生产汽车车身、车门、车窗等车身部件 汽车模具制造：金属切削用于生产汽车模具，如冲压模具、注塑模具等 汽车维修与保养：金属切削用于汽车维修与保养，如更换损坏的零部件、修复车身损伤等
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。
机械制造工程学金属切削原理及刀具习题1
一、画图说明精车阶梯轴时的外圆车刀 切削刃上一点在正交平面 ( 主剖面 ) 、法 平(剖)面、假定工作平面(进给剖面)和背 平面(切深剖面)内的各几何角度。(12分) [答案]外圆车刀标注图(见附图3)。
①法平面内与正交平面(主剖面)内的角度换算公式为 前角γn: tanγn = tanγo cosλs 后角αn：cot αo =cot αn cos λs ②垂直基面的任意剖面与正交平面 ( 主剖面 ) 内的角 度换算公式为 前角γi: tan γi = tanγo sin ki + tan λs cos ki 后角αi：cot α i =cot αo sin ki + tanλs cos ki ③假定工作平面(进给剖面)和背平面(切深剖面)与正 交平面(主剖面)内的角度换算 公式为：
1．2 典型范例和答题技巧 [例1．1] 图1．1为用端面车刀切削工件端面。已知：
[分析]1．判定刀具切削时的进给方向。端面车刀的 进给方向与外圆车刀的进给方向不同。外圆车刀的进给方向平 行于工件的轴线，而端面车刀的进给方向则垂直于工件轴线。 刀具标注角度中的主偏角kr、副偏角kr’的定义分别是主、副 切削刃在基面中的投影与进给方向的夹角；所以只有正确地确 定进给方向，才能正确地标出主、副偏角。
当ki=180°－kr时，可得假定工作平面的前角和后 角与正交平面内前角、后角的换算 公式： 前角γf: tan γf = tanγo sin kr + tan λ s cos kr 后角α f：cot α f =cot α o sinkr + tan λ s cos kr 当 ki=90 °－kr，时，可得背平面的前角和后角 与正交平面内的前角、后角换算公式： 前角γp: tan γp = tanγo cos kr + tan λ s sin kr 后角α p：cot α p =cot α p cos kr + tan λ s sin kr 当已知γ p、α p和γ f、α f时，可得γ o、α p及λ s
金属切削基础ppt课件
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：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，
金属切削原理ppt课件
二、刀具几何参数 1.刀具切削部分的组成要素 刀具由任务部分和非任务部分构成。
•〔1〕前刀面 Aγ 切屑流过的刀面。 •〔2〕主后刀面 Aα 与工件正在被切削加工的外表 〔过渡 外表〕相对的刀面。 •〔3〕副后刀面 Aα′ 与工件已切削加工的外表相对的刀面。
二、刀具几何参数 1.刀具切削部分的组成要素
瞬时速度。单位：m/s或m/min〔r/s或r/min)
一、切削运动与切削用量 3.切削用量
2〕进给速度 Vf
切削切削刃上选定点相对于工件沿进给运
动方向的瞬时速度。单位：mm/s或m/min
一、切削运动与切削用量 3.切削用量
2〕进给速度 Vf
•进给量 f：工件或刀具每回转一周或往返一个行程时，两者沿 进给运动方向的相对位移。单位：mm/r或mm/d•str〔double stroke双行程〕 • 例如，车削时进给速度 Vf = f·n •每齿进给量 fz：在用多刃刀具进展切削时，后一个刀齿相对 前一个刀齿的进给量。f = z·fz ，单位：mm/齿 • 例如，铣削时进给速度为 Vf = f·n = z•fz•n
二、刀具几何参数 3.刀具的标注角度
以外圆车刀在正交平面参考系中的角度为例 1〕基面中丈量的刀具角度
•〔1〕主偏角κr 主切削刃在基面上的投影与 进给运动速度Vf方向之间的夹角。 •〔2〕副偏角κr′副切削刃在基面上的投影与进 给运动速度vf反方向之间的夹角。 •〔3〕刀尖角εr 主、副切削刃在基面上的投 影之间的夹角，它是派生角度。εr=180°-(κr ＋κr′)。εr是标注角度能否正确的验证公式之
§1-2 刀具资料
•刀具资料通常是指刀具切削部分的资料。 •加工质量、加工效率、加工本钱，在很大程度上取决于 刀具资料的合理选择。因此，资料、构造和几何外形是决 议刀具切削性能的主要要素。 •金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外，还 要求刀具资料具备一定性能。
《金属切削原理》第1章[基本定义]
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第一章基本定义第一节概述一、切削加工的定义切削加工：使用切削工具从毛坯上切除多余的材料，从而获得具有一定形状、精度和表面质量的零件。
二、实现切削加工的条件1、刀具与工件之间的相对运动；2、刀具具有一定的空间几何形状；3、满足切削需要的刀具材料性能。
三、金属切削加工的重要性机械制造中所用的工作母机80％～90％为金属切削机床1957年美国钢产量1亿吨1500万吨变成切屑四、切削加工的种类车、铣、刨、磨、钻、镗、铰、拉五、切削加工的发展史秦铜车马轴承磨削汉五铢钱车削；弩机工具（钻、锉）1668 明马拉铣床脚踏砂轮制作天文仪器1775 英加工蒸汽机汽缸汽缸镗床1818 美铣床1865前后各种机床出现（车、刨、插、齿轮、螺纹）1864 法刀具几何形状对切削力的影响1870～1877 俄切屑形成和种类1898 美高速钢1927 德硬质合金1932 美切削用量手册1960以后涂层刀具、陶瓷刀具等出现五、本课程在专业教学中的地位切削原理→刀具→机制工艺第二节切削运动与切削用量一、切削运动按其所起作用分为主运动进给运动1、主运动使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动特点：速度最高、消耗功率最大、回转或直线运动、连续或往复运动、只有一个2、进给运动使主运动能够继续切除工件上多余金属，以便形成工件表面的运动特点：速度低、消耗功率小、回转或直线运动、连续或间歇运动、可能不止一个（拉削无）二、工件上的三个表面（切削过程中，通常存在）1、待加工表面工件上即将被切除的表面，逐渐减小，直至切去2、已加工表面刀具切削后形成的新表面，逐渐扩大3、过渡表面（加工表面）刀刃正切削着的表面，处于两者之间，不断改变三、切削层参数切削层：工件上正被刀具切削着的一层金属切削层横截面：切削层被Pr截得的截面切削层参数：切削层公称厚度hD：⊥过渡表面度量切削层公称宽度bD：∥过渡表面度量切削层公称面积AD：切削层横截面面积切削层参数决定刀具切削部分所承受的负荷和切屑尺寸的大小四、切削用量三要素包括切削速度v、进给量f、被吃刀量（切削深度）ap1、切削速度 v切削加工时，刀刃上选定点相对工件的主运动速度线速度 m/s 或 m/min v＝πdn/1000d：选定点的旋转直径mmn：主运动转速r/s或r/min2、进给量 f工件或刀具的主运动每转或每行程时，工件和刀具之间在进给运动方向上的相对位移量f：进给量mm/r 或 mm/str（双行程）vf：进给速度vf＝nf mm/s 或 mm/minfz：每齿进给量f=Z²fz3、背吃刀量 ap在同时垂直于主运动和进给运动方向的方向上度量的切削层尺寸mm ap=(dw-dm)/2作业：分析各种加工方式的切削运动和切削用量作业：标注各种切削加工的切削层参数第三节刀具的组成一、刀具的组成装夹部分（刀柄、刀杆）用于正确安装在机床上的部分切削部分（刀头）前刀面 Aγ主切削刃 S后刀面 Aα副切削刃 S'副后刀面 Aα' 过渡刃（刀尖）进给运动主运动二、刀面Aγ：切屑沿其流出的刀面Aα：与工件上过渡表面对应的刀面Aα'：与工件上已加工表面对应的刀面三、刀刃S：Aγ与Aα相交得到的边锋，完成主要金属切削工作S'：Aγ与Aα'相交得到的边锋，协同S完成工作，最终形成已加工表面过渡刃：连接S与S'的一段刀刃（直线或圆弧）作业：制作车刀模型（类型、材质自定）第四节刀具的几何参数一、切削角度与相应的参考系1、角度标注角度：图纸上标注的角度 刃磨角度 静态角度 工作角度：刀具在实际工作状态下的角度 动态角度 2、参考系标注参考系：用来定义刀具标注角度的参考系，以刀具结构为基础，建立在刀具假定安装位置和假定切削运动基础上工作参考系：用来定义刀具的工作角度的参考系，建立在刀具实际安装位置和实际切削运动基础上 3、标注参考系的假定条件（因刀具不同而不同）： 回转刀具：进给运动速度的方向⊥或∥于刀具轴线车刀：进给运动只考虑方向，不考虑大小（即不考虑合成切削运动） 刀刃上选定点与工件中心等高 刀杆⊥工件轴线 二、刀具的标注参考系1、正交平面参考系（主剖面参考系） Pr Ps Po （Po 系） Pr （基面）：过S 上选定点，与假定v 方向⊥的平面 Ps （切削平面）：过S 上选定点，与S 相切且⊥Pr 的平面 Po （正交平面）：过S 上选定点，⊥Pr 和Ps 的平面2、法平面参考系（法剖面参考系） Pr Ps Pn （Pn 系） Pn （法平面）：过S 上选定点，⊥S 的平面3、背平面和假定工作平面参考系（进给切深剖面参考系） Pr Pp Pf （Pf 系） Pf （假定工作平面）：过S 上选定点，⊥Pr，∥vf 方向的平面 Pp （背平面）：过S 上选定点，⊥Pf 和Pr 的平面PrPsPovPoPsPrPrPsPnv Pn 与Pr 交线PsPr4、前后刀面正交剖面参考系（最大前角最小后角参考系） Pr 、Pg 、PbPg （前刀面正交剖面）：过S 上选定点，⊥Pr，⊥A γ的平面 Pb （后刀面正交剖面）：过S 上选定点，⊥Pr，⊥A α的平面P －P 剖面 (P p ) N －N 剖面 (P n )P s 与P p 的交线 P ｓ与P r 的交线P n 与P r 的交线 P rP rR 视图(P r )P r P rO －O 剖面(P o ) RRS S 'S 'S 视图 (P s )PPP pP pP n 与P s 的交线oP o P nP f oP o P r 切削刃上选定点O OFFNNA αA αA αA αA γA γA γ A γγpβpa p++ ++ + +－ － － －－－++－－a f βfγf v fva o βoγoa nP s +－ k rr K 'εrγnβnλs F －F 剖面(P f )S三、刀具的标注角度 1、Po 系的标注角度 κr （主偏角）：Pr 中度量Ps 与Pf 的夹角 λs （刃倾角）：Ps 中度量S 与Pr 的夹角 γo （前角）：Po 中度量Pr 与A γ的夹角 αo （后角）：Po 中度量Ps 与A α的夹角 在S'上建立Po'系得到角度 αo'（副后角）：Po'中度量Ps'与A α'的夹角PrPp PfvPfPpPrκr'（副偏角）：Pr'中度量Ps'与Pf 的夹角 角度的作用：λs 、γo 确定A γ空间位置 κr 、αo 确定A α空间位置 κr'、αo'确定A α'空间位置 λs 、κr 确定S 空间位置 六个独立角度λs 、γo 、κr 、αo 、κr'、αo' 三个派生角度 βo （楔角）：Po 中度量A γ与A α的夹角 γo+βo+αo ＝90° ψr （余偏角）：Pr 中度量S 与Pp 的夹角 κr+ψr ＝90° εr （刀尖角）：Pr 中度量S 与S'的夹角 κr+εr+κr'＝180° 2、Pn 系的标注角度 六个独立角度λs 、κr 、κr'、γn 、αn 、αn' γn （法前角）： Pn 中度量A γ与Pr 的夹角 αn （法后角）： Pn 中度量Ps 与A α的夹角 αn'（副法后角）： Pn'中度量Ps'与A α'的夹角 3、Pf 系的标注角度 六个独立角度γp 、αp 、γf 、αf 、αf'、αp'、 γp （背前角）： Pp 中度量A γ与Pr 的夹角 αp （背后角）： Pp 中度量Ps 与A α的夹角 γf （侧前角）： Pf 中度量A γ与Pr 的夹角 αf （侧后角）： Pf 中度量Ps 与A α的夹角 αf'（副侧后角）： Pf'中度量A γ'与Pr'的夹角 αp'（副背后角）： Pp'中度量Ps'与A α'的夹角作业：绘制模型刀具的测绘图（标注各参考系独立角度）课堂练习：在90度左偏车刀建立参考系，标注角度。
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第一章金属切削原理一、单项选择题1.切削铸铁工件时，刀具的磨损部位主要发生在（）A.前刀面B.后刀面C.前、后刀面D.前面三种情况都可能2.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是( )A.主偏角B.前角C.副偏角D.刃倾角3.粗车碳钢工件时，刀具的磨损部位主要发生在( )A.前刀面B.后刀面C.前、后刀面D.前面三种情况都可能4.钻削时，切削热传出途径中所占比例最大的是( )A.刀具B.工件C.切屑D.空气介质5.车削时切削热传出途径中所占比例最大的是( )A.刀具B.工件C.切屑D.空气介质6.对铸铁材料进行粗车，宜选用的刀具材料是( )A.YT15(P10)B.YT5(P30)C.YG3X(K01)D.YG8(K20)7.下列刀具材料中，强度和韧性最好的是( )A.高速钢B.YG类硬质合金C.YT类硬质合金D.立方氮化硼8.任何一种机床必定有，且通常只有一个( )A.主运动B.进给运动C.简单成形运动D.复合成形运动9.ISO标准规定刀具的磨钝标准是控制( )A.沿工件径向刀具的磨损量B.后刀面上平均磨损带的宽度VBC.前刀面月牙洼的深度KTD.前刀面月牙洼的宽度10.一般当工件的强度、硬度、塑性越高时，刀具耐用度( )A.不变B.有时高，有时低C.越高D.越低11.下列刀具材料中，适宜制造形状复杂的机用刀具的材料是:A.碳素工具钢B.人造金刚石C.高速钢D.硬质合金12.精车碳钢工件时，刀具的磨损部位主要发生在( )A.前刀面B.后刀面C.前、后刀面D.前面三种情况都可能13.滚切或插削钢质齿轮时，一般( )A.不用切削液B.用极压切削油C.用水溶液D.用低浓度乳化液14.磨削加工时一般采用低浓度的乳化液，这主要是因为( )A.润滑作用强B.冷却、清洗作用强C.防锈作用好D.成本低15.对下述材料进行相应热处理时，可改善其切削加工性的是( )A.对高碳钢进行球化退火处理B.对中碳钢的淬火处理C.对中碳钢进行渗碳处理D.对低碳钢进行时效处理16.在机床——工件——夹具——刀具所组成的工艺系统刚性不足时，下列哪个力是造成振动的主要因素？（）A.主切削力B.背向力C.进给力D.三者的影响程度相同17.生产中用来衡量工件材料切削加工性所采用的基准是( )A.切削退火状态下的45钢，切削速度为60m/min时的刀具耐用度B.切削正火状态下的45钢，刀具工作60min时的磨损量C.刀具耐用度为60min时，切削正火状态45钢所允许的切削速度D.切削q235钢时切削速度为60m/min时的刀具耐用度18.齿轮滚刀的刀具耐用度一般为( )A.30-60minB.60-90minC.90-150minD.200-300min19.在工件上攻螺纹、铰孔或拉削时，一般( )A.不用切削液B.用水溶液C.用低浓度乳化液D.用极压切削油或极压乳化液20.下列切削分中，不消耗功率的是（）。
A.主切削力B.背向力C.进给力D.轴向力21.为减小工件已加工表面的粗糙度在刀具方面常采取的措施是( )A.减小前角B.减小后角C.增大主偏角D.减小副偏角22.焊接式硬质合金车刀的耐用度一般为( )A.15-30minB.60-90minC.90-150minD.150-200min23.用硬质合金刀具切削时，一般( )A.用普通矿物油B.用极压切削油C.不用切削液D.用少量切削液24.若工艺系统刚性较差时（如车削细长轴），应该采用( )A.75°直头车刀B.45°弯头刀C.90°偏刀D.圆弧头车刀25.切削铸铁工件时，一般 ( )A.不用切削液B.用切削液油C.用高浓度乳化液D.用低浓度乳化液26.在实心工件上钻孔时，背吃刀量是钻头直径的（）A.1/2B.1/3C.1/4D.1/827.在不使用切削液的条件下磨削加工时，切削热传出的途径中所占比例最大的是（）A.刀具B.工件C.切屑D.空气介质28.扩孔钻扩孔时的背吃刀量（切削深度）等于（）A. 扩孔钻直径B.扩孔钻直径的1/2C.扩孔钻直径与扩前孔径D.扩孔钻直径与扩前孔径之差的1/229.在切削过程中消耗功率最多的是哪个切削分力？（）A.主切削力B.背向力C.进给力D.径向力30.下列哪种牌号的硬质合金的硬度最高？（）A.YT5B. YT15C.YT14D.YT3031.在常用的钨钴类硬质合金中，粗铣时一般选用（）牌号的硬质合金。
A.YG3B.YG6C.Y6XD.YG8二、多项选择题1.产生于切削变形区的切削热的主要来源是( )A.工件、刀具材料的导热性差B.切削层金属剪切滑移变形C.未充分浇注切削液D.切屑与刀具前刀面的摩擦E.刀具后刀面与工件的摩擦2.背向力Fp的特点是( )A.钻削时该分力最大B.磨削时该分力最大C.车削时该分力最大D.在该力方向上不做功E.易使工件弯曲变形，产生形状误差3.在下述条件中，较易形成带状切屑的是( )A.切削塑性材料时B.切削脆性材料时C.较小的切削厚度D.刀具前角较小时E.较高的切削速度4.与工作角度相比，分析刀具标注角度的前提条件是( )A.不考虑进给运动的影响B.对于外圆车刀，刀尖装得与工件回转轴线等高C.必须在正交平面参考系下D.刀杆中心线与进给运动方向垂直E.标注角度与所选参考系无关5.对于车削来说，假定副偏角等于零时，切削层面积等于( )A.进给量×切削层宽度B.背吃刀量×切削层厚度C.切削层宽度×切削层厚度D.背吃刀量×切削层宽度E.背吃刀量×进给量6.在车削加工中的切削层参数包括( )A.切削层厚度B.切屑厚度C.切削层长度D.切削层宽度E.切削层面积7.切削热对切削过程的影响一般表现为( )A.提高工件塑性有利于切削B.加速刀具磨损C.防止加工硬化D.工艺系统发生热变形，影响加工精度E.影响已加工表面质量8.确定刀具正交平面参考系的三个参考平面是( )A.前刀面B.基面C.正交平面D.切削平面E.法平面9.主切削力Fc的作用是( )A.计算主传动系统零件强度的主要依据B.验算机床进给机构强度的主要依据C.计算机床功率的主要依据D.选择刀具材料的主要依据E.粗加工时选择背吃刀量和进给量的主要依据10.在车削加工中，影响切削层宽度的因素有( )A.切削速度B.背吃刀量C.进给量D.刀具主偏角E.刀具副偏角11.在车削加工中，影响切削层厚度的因素有( )A.切削速度B.背吃刀量C.进给量D.刀具主偏角E.刀具副偏角12.确定车刀刃倾角的主要依据是( )A.工艺系统刚性不足时应取负刃倾角B.有冲击负荷时应选负值刃倾角C.工件材料硬度高时应取正值刃倾角D.精加工时应取正值刃倾角E.强力切削时应取负值刃倾角13.在下列情况下，一般不使用切削液的有( )A.刨削铸铁工件的平面B.在碳钢工件上铰孔C.硬质合金刀精车碳钢工件D.铣削45钢轴上的键槽E.镗削铸铁件内孔14.在下列情况下，一般采用高浓度乳化液或切削油润滑方式的有( )A.高速钢刀具在碳钢工件上精车螺纹B.硬质合金刀粗车碳钢工件C.在碳钢工件上铰孔D.磨削机床导轨面E.高速钢铣刀铣键槽15.增大刀具前角的主要影响是( )A.控制切屑流出方向B.使刀刃锋利，减小切削变形C.影响刀尖强度及散热情况D.影响各切削分力的分配比例E.减小刀屑间的摩擦，降低切削力16.刀具主偏角的主要作用有( )A.影响刀尖强度及散热情况B.影响工艺系统的变形与振动C.控制积屑瘤的产生D.使切削刃锋利，减小切屑变形E.影响切削层参数及切削分力的分配17.确定车刀前角大小的主要依据是( )A.加工钢材的前角比加工铸铁时大B.工件材料硬度强度高时前角取大值C.粗加工或有冲击时的前角比精加工时小D.工艺系统刚性较差时前角取小值E.高速钢刀具的前角比硬质合金刀具大18.确定车刀主偏角大小的主要依据是( )A.工件材料越硬，主偏角应大些B.工件材料越硬，主偏角应小些C.工艺系统刚性好时，主偏角可取大值D.工艺系统刚性差时，主偏角宜取大值E.有时要考虑工件形状19.加工塑性材料出现带状切屑时会对切削加工造成（）影响。
A.切削力波动小B.切削过程平稳性好C.切削力波动大D.加工表面粗糙度数值小E.断屑效果差20.确定车刀后角大小的主要依据是( )A.精加工应取较大后角B.定尺寸刀具应取较小后角C.加工塑料材料应取较小后角D.工艺系统刚度差时应取较小后角E.工件材料硬时应取较大后角21.在下列情况下，一般采用低浓度乳化液的有( )A.碳钢工件上铰孔B.高速钢刀具车削钢轴C.硬质合金端铣铸铁箱体侧面D.拉削齿轮花键内孔E.磨削碳钢工件22.对于高速钢的下列说法中，正确的有（）A.抗弯强度与韧性比硬质合金好B. 特别适宜制造形状复杂的刀具C.切削效率比硬质合金高D. 切削效率比硬质合金低E.耐热性、耐磨性比比硬质合金好三、判断题（正确的在括号里打√，错误的在括号里打×）1.背吃刀量或进给量增大，均使切削力增大，但背吃刀量的影响大，所以生产中选择切削用量时应优先选取尽量大的进给量。
( )2.硬质合金受抗拉强度和韧性的限制，目前主要用于制造形状比较简单的切削刀具。
( )3.刀具前刀面磨损对工件加工表面粗糙度影响最大，而后刀面磨损对加工精度影响最大。
( )4.切削塑性材料时，若切削速度和切削厚度较大，最容易出现后刀面磨损。
( )5.切削用量、刀具材料、刀具几何角度、工件材料和切削液等因素对刀具耐用度都有一定的影响，其中切削速度影响最大。
( )6.切削用量三要素对切削力的影响程度不同，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。
( )7.在刀具角度中，对切削温度有较大影响是前角和主偏角。
( )8.精车加工塑性金属时为避免积屑瘤的产生，常采用高速或低速切削。
( )9.在保持生产率不变的条件下，适当降低切削速度，而加大切削层面积，可以提高刀具耐用度。
( )10.切削用量中对切削温度影响最大的是背吃刀量（切削深度），其次是进给量。
( )11.在刀具角度中，对切削力影响最大是主偏角和后角。
( )12.在三个切削分力中，磨外圆时切削力Fc 最大，车外圆时背向力Fp最大。
( )13.当用较低的切削速度，切削中等硬度的塑性材料时，常形成挤裂切屑。
( )14.磨削加工多选用低浓度的乳化液，这主要是因为它需要大量的切削液，浓度低可以降低成本。
( )15.高速钢刀具切削时一般加切削液,而硬质合金刀具不加切削液,这是因为硬质合金的耐热性比高速钢好。
( )16.YG类硬质合金中含钴量越多，韧性越好，适合于粗加工，含钴量少者用于精加工。
( )17.对低碳钢进行正火处理，对高碳钢进行球化退火处理，对铸铁件进行退火处理，可改善材料的可加工性。