金属切削加工的基本概念10
金属切削加工的基本知识
进给速度vf是单位时间内刀具对工件沿进给方
向的相对位移，单位是mm/s或mm/min。
进给量f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，单位是mm/r。
二者关系：
vf=f×n
切 削 用 量 三 要 素
（3）背吃刀量 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离，单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算： ap=（dw-dm）/2 mm 对于钻孔工作 ap=dm/2 mm 上两式中 dm——已加工表面直径（mm） dw—— 待加工表面直径（mm）
（3）金刚石
是目前人工制造出的最硬的物质，分天然和人造两种。
特点：
耐磨性好，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、
高耐磨的材料；
其热稳定性差， 强度低、脆性大、对振动敏感，只宜微量切削； 与铁有极强的化学亲合力，不适于加工黑金属。
（4）立方氮化硼
由软的立方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。
切 削 层 横 截 面 要 素
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的 截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的 负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 1. 切削厚度 ac (λs= 0)
ac＝ f sinκr
2. 切削宽度 aw
aw＝ ap/sinκr
3. 切削层面积 Ac ( κr = 0)
特点：Leabharlann 有很高的硬度及耐磨性； 热稳定性好，可用来加工高温合金； 化学惰性大，可用与加工淬硬钢及冷硬铸铁； 有良好的导热性、较低的摩擦系数。
第二节 金属切削过程中的基本规律
一、切削变形
1.变形区的划分
金属切削加工概述
（３）工件表面 切削加工过程中，工件上有三个不断变化着的表面，如外圆车削 时，工件做旋转运动，刀具作纵向直线运动，形成了工件的外圆 表面。 ①已加工表面：工件上经刀具切削后产生的表面。 ②待加工表面：工件上有待切除切削层的表面。 ③过渡表面：主切削刃正在加 工的表面称为过渡表面，它是 待加工表面与已加工表面的连 接表面，如图。
机械 加工
利用刀具 进行加工
车削 钻削 插削
铣削 铰削 拉削
刨削 镗削 锪削
利用磨料 进行加工
磨削 珩磨
研磨 超精加工
机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平 面和成形面，基本表面主要由各种切削加工方法获 得。要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应具 备形成表面的相对运动，即切削运动。
切削运动：是指刀具和工件的相对运动 切削运动分为主运动和进给运动
主、副偏角小时，已 加工表面残留面积的 高度hc亦小，因而可 减小表面粗糙度的值 ，并且刀尖强度和散 热条件较好，有利于 提高刀具寿命。
前角的影响 •正前角大，切削刃锋利 •前角每增加1°，切削功率减 少1% •正前角大，刀刃强度下降；负 前角过大，切削力增加。
Ø 被切削对象塑性越大，前角越大。 Ø 刀具切削部分的材料高速钢前角可大于硬质合金钢。 Ø 粗加工前角应取小些，精加工时前角应取大些。
1.1 金属切削 加工 概述
1.1.1切削运动和切削用量
切削加工的概念：切削加工是利用刀具和工件的相对 运动，刀具从毛坯或型材上切除多余的材料，以便获 得精度和表面粗糙度均符合要求的零件的加工过程。
切削加工分类：分为钳工和机械加工。钳工：通过 工人手持工具进行切削加工。机械加工：采用不同 的机床（如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等）对 工件进行切削加工。
1-1切削概念解析
图1.1-13 外圆纵车时的切削层参数
20
1.1.4 切削层参数
（1）切削层
在切削加工中，刀具相对于工件沿进给方向每移动 f 或 fz 之后，正在 切削的金属层称为切削层。
（2）切削厚度hD
垂直于过渡表面来度量的切削层尺寸，称为切削厚度，以hD表示。 在外圆纵车时 hD = f sinkr
（3）切削宽度bD
沿过渡表面度量的切削层尺寸，称为切削宽度，以bD表示。 在外圆纵车时 bD = ap/sinkr 可见，在f 、ap一定的条件下，主偏角增大，切削厚度也增大，但切 削宽度减小，当kr=90o时，hD=f。
图1.1-3 a)刨削
6
例2 分析铣削的切削运动、加工表面 和切削用量。
图1.1-3 b)铣削
7
1.1.2 切削用量（cutting conditions）
（1）切削速度vc （cutting speed）
切削刃的选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m/min（切削） 或 m/s （磨削）。一般计算最大的切削速度。 回转主运动的计算公式如下：vc=πdn／1000
工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。
ap =（dw - dm）/2
8
1.1.3 刀具切削部分的几何参数
（1）刀具切削部分结构要素
夹持部分已经标准化，一般称刀柄或刀体。 切削部分由刀面、刀刃和刀尖组成。 ① 前刀面：切屑流过的刀面。 后刀面：与工件上新形成的过渡表面相对的刀面。 副后刀面：与工件上已加工表面相对的刀面。 ②主切削刃：前刀面和后刀面交线，主要切削， 形成过渡表面。 副切削刃：前刀面和副后刀面交线，参与部分切削， 影响已加工表面粗糙度。 过渡刃：连接主、副切削刃之间的一小段切削刃， 可以是直线或圆弧。 ③刀尖：主、副切削刃连接处相当短的那部分切削刃， 常用交点、圆弧和倒棱刀尖。
金属切削加工的基本知识
第一章金属切削加工的根本学问教学方法导入课：金属切削加工，通常又称为机械加工，是通过刀具与工件之间的相对运动，从毛坯上切除多余的金属，从而获得合格零件的加工方法。
切削加工的根本形式有：车、铣、刨、磨、钻等，包括钳工加工〔錾、锉、锯、刮削、钻孔、铰孔、攻丝、套丝等〕一般状况下，通过铸造、锻造、焊接及轧制的型材毛坯精度低和外表粗糙度大，必需进展切削加工才能成为零件。
本章主要介绍金属切削加工中的根本规律和现象。
讲授课：第一节金属切削加工的根本概念一、切削运动和切削要素1、切削运动切削运动是为了形成工件所必需的刀具和工件之间的相对运动。
切削运动按其作用不同，分为主运动和进给运动。
（1）主运动是切削运动中速度最高、消耗功率最大的运动；一般切削运动中，主运动只有一个。
各种机械加工的主运动：车削：工件的旋转铣削：铣刀的旋转刨削：刨刀〔牛头刨〕或工件〔龙门刨〕的往复直线运动钻削：刀具〔钻床上〕或工件〔车床上〕的旋转。
（2）进给运动是使的切削层金属不断地投入切削，从而切出整个外表的运动；进给运动可以是一个或多个。
各种机械加工的进给运动：车削：刀具的移动铣削：工件的移动钻孔：钻头沿轴向移动内外圆磨削：工件旋转和移动切削加工过程中，为实现机械化和自动化，提高效率，除切削运动外，还需要关心运动。
如切入运动，空程运动，分度转位运动、送夹料运动及机床掌握运动等。
切削过程中形成三个外表：待加工外表、加工外表、已加工外表2、切削要素包括切削用量和切削层横截面要素。
（1）切削用量三要素1）切削速度v是主运动的线速度〔m/s 或m/min 〕a = d w旋转主运动：2） 进给速度 v f 或进给量 fv f ：单位时间内刀具对工件沿进给方向的相对位移〔 mm/s或 mm/min 〕进给量 f ：工件或刀具每转一周，刀具对工件沿进给方向的相对位移。
〔mm/r 〕切削时间 t = L/v f = L/nf3〕背吃刀量 a p 〔切削深度〕工件已加工外表和待加工外表的垂直距离〔mm 〕 教学方法 外圆车削： - d p 2钻孔： a = d mp 2合成切削运动 ：v e = v +v f 〔向量的关系〕（2） 切削层横截面要素切削层是指刀具与工件相对移动一个进给量时，相邻两个加工外表之间的金属层，切削层的轴向剖面称为切削层横截面。
2技能准备篇之金属切削加工的基本知识
图2-2 切削运动及选定点
2．进给运动
进给运动是指使新的切削层金属不断地投入 切削，从而切出整个工件表面的运动。进给 运动形式可以是连续的，也可以是间断的； 可以是直线运动，也可以是旋转运动。进给 运动的运动方式主要有：车削是刀具移动； 铣削是工件移动；钻削是钻头沿其轴线方向 移动；内、外圆磨削是工件旋转和移动等。 进给运动可以是一个、多个或者没有。进给 运动的速度较小，消耗的功率也较小。
被切除的金属层）。切削层（沿工件）的轴向
剖面称为切削层横截面，如图2-3所示。切削层
的尺寸被称为切削
参数。切削层横截
面要素包括切削层
公称宽度bD、公称 厚度hD和公称横截 面积AD三个要素。
图2-3 纵车外圆时的切削层要素
1．切削层公称宽度bD 切削层公称宽度bD是指 刀具主切削刃与工件的接触长度，沿工件过渡 表面度量，单位为mm。当λs=0°时，有
（2）刀具工作角度参考系，它是确定刀具在 切削运动中有效工作角度的参考系。
两类角度参考系的区别在于：刀具标注角度参 考系由主运动方向确定，而刀具工作角度参 考系则由合成切削运动方向确定。由于通常 进给速度远小于主运动速度，所以刀具工作 角度近似等于刀具标注角度。
为了方便理解，以刨刀为例建立静止参考系。
宽刃刨刀垂直自由切削刀具标注角度参考系
通过对上图的分析发现，宽刃刨削具有以下特 点：刀刃为直线、刀刃长度大于工件宽度、前 面和后面均为平面、无进给运动(只有主运动)。
1．宽刃刨刀静止参考系的建立
选取三个相互垂直的参考平面构建宽刃刨刀的 静止参考系，即正交平面参考系。
取过主切削刃上选定点，平行于主运动方向并 切于工件过渡表面的平面为切削平面（ps）。
图2-2 合成切削运动
金属切削原理和刀具教学大纲
金属切削原理和刀具教学大纲一、引言金属切削是制造业中常见的一种加工方式，通过使用刀具对金属材料进行切削，实现对工件形状和尺寸的精确加工。
本教学大纲旨在介绍金属切削的基本原理和常用刀具的分类、特点及应用，以帮助学生全面理解金属切削加工的基本知识和技术。
二、金属切削原理1. 金属切削的定义和作用金属切削是指通过刀具对金属材料进行切削，以改变工件的形状和尺寸，达到加工要求的一种加工方法。
金属切削可以实现高效、精确和重复性加工，广泛应用于制造业各个领域。
2. 金属切削的基本原理金属切削的基本原理是通过刀具对金属材料施加切削力，使切削刃与工件接触并产生相对运动，从而移除工件上的金属层，实现加工目标。
切削过程中，刀具的切削刃与工件之间形成一定的切削角度，刀具在切削过程中产生切削力和切削热，同时也会产生切削振动和切削噪声。
3. 金属切削的影响因素金属切削的质量和效率受到多个因素的影响，包括切削速度、进给速度、切削深度、刀具材料和刀具几何形状等。
合理选择这些参数，可以提高切削效率和加工质量，减少切削力和切削热。
三、刀具分类及特点1. 刀具分类根据刀具的用途和结构特点，刀具可以分为以下几类：- 轴向刀具：如平面铣刀、立铣刀，用于平面加工和开槽加工。
- 径向刀具：如钻头、铰刀，用于孔加工和外圆加工。
- 侧面刀具：如刀片、车刀，用于车削加工和切槽加工。
- 特殊刀具：如刃磨刀具、切槽刀具，用于特殊形状的加工。
2. 刀具特点不同类型的刀具具有不同的特点和适用范围，主要包括以下几个方面：- 刀具材料：刀具材料应具有较高的硬度、耐磨性和热稳定性，常用材料有高速钢、硬质合金和陶瓷等。
- 刀具几何形状：刀具的几何形状包括刀片的前角、后角、刃倾角、切削角等参数，不同的形状适用于不同的切削任务。
- 刀具涂层：刀具涂层可以提高刀具的耐磨性和切削性能，常用涂层有涂层碳化物、涂层氮化物和涂层氧化物等。
四、刀具教学内容安排1. 金属切削原理的介绍- 金属切削的定义和作用- 金属切削的基本原理- 金属切削的影响因素2. 刀具分类及特点的讲解- 轴向刀具的分类和特点- 径向刀具的分类和特点- 侧面刀具的分类和特点- 特殊刀具的分类和特点3. 刀具选择和使用的技巧- 刀具选择的原则和方法- 刀具使用的注意事项- 刀具的保养和维护4. 刀具故障分析和排除- 常见刀具故障的原因和表现- 刀具故障的排查和排除方法- 刀具寿命的评估和提高方法五、教学方法和评价方式1. 教学方法本教学大纲推荐采用多种教学方法，包括理论讲解、实例演示、实验操作和案例分析等。
金属切削加工的基本知识
金属切削加工的基本知识金属切削加工是一种高精度、高效率的加工工艺，广泛应用于制造各种金属零件和工业产品。
本文将介绍一些关于金属切削加工的基本知识，包括加工原理、常用工具、加工过程和注意事项等。
1. 加工原理金属切削加工的原理是利用旋转的刀具在金属工件上切削，将金属切屑削除，以达到加工精度和表面质量的要求。
切削加工一般分为转动切削和直线切削两种方式。
转动切削是指刀具绕底线旋转，如车削、铣削、钻削等。
直线切削是指刀具相对于工件作直线运动，如镗孔、拉铣、拉削等。
2. 常用工具金属切削加工的常用工具包括车刀、铣刀、钻头、工具刀、镗刀、拉削刀等。
车刀和铣刀是常见的切削工具，通常由切刃、切削角、刃倾角、切刃宽度等部分组成。
钻头是专门用于钻孔的工具，通常用来钻圆形孔和通孔。
工具刀是用于切削轻质材料、薄板和半成品的工具，镗刀是用于镗孔的工具，拉削刀则是用于削成品的工具。
3. 加工过程金属切削加工的加工过程分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
粗加工是指在尺寸留出一定的余量后，利用粗加工刀具先将工件上的金属材料削除，以达到快速加工的目的。
半精加工要求切削刃的精度和表面质量比粗加工更高一些，工件尺寸也更加接近目标尺寸。
精加工则是最后通过切削刃对工件进行微调，以达到期望的尺寸和表面精度要求。
4. 注意事项金属切削加工需要注意安全，因为在加工过程中可能会飞溅出热的金属屑、润滑剂和冷却液。
所以在切削加工时需要戴好防护眼镜、手套等个人防护用具。
此外，还要注意刀具的选择、加工参数的调整、加工尺寸的测量等方面，以确保加工质量和效率。
金属切削的基本定义
1刀具切削部分的基本定义。
1.1刀具切削部分的组成车刀切削部分——“三面两刃一尖”1 前面：前面是刀具上切屑流过的表面，又称前刀面。
2 主后面：主后面是刀具上与过渡表面相对的表面。
3 副后面：副后面是刀具上与工件已加工表面相对的表面。
4 主切削刃：主切削刃是前刀面与主后刀面的交线。
5 副切削刃：副切削刃是前刀面与副后刀面的交线。
6 刀尖：刀尖指的是主切削刃与副切削刃连接处的那一小部分切削刃。
可见国标《金属切削基本术语》 ( GB/T12204-90 )1.2确定刀具角度的参考系刀具静止参考系（标注参考系）：不考虑进给运动，并在特定的安装条件下的参考系。
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。
组成刀具静止参考系的参考平面有：1 基面Ｐr基面是通过主切削刃上某一选定点，垂直于该点主运动方向的平面。
车刀的基面平行于刀具底平面。
2 切削平面Ps切削平面是通过主切削刃上某一选定点，与主切削刃相切且垂直于基面的平面。
3 正交平面Po它是通过切削刃上的选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。
因此，它必须垂直于切削刃在基面上的投影。
4 法平面Pn它是通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。
5 假定工作平面Pf通过切削刃选定点并垂直于基面，而且平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般说来其方位要平行于假定的进给运动方向。
6 背平面Pp通过切削刃选定点并垂直于基面和假定工作平面的平面。
三种静止参考系：正交平面参考系 Pr－Ps－Po：由基面、切削平面和正交平面组成。
.法平面参考系 Pr－Ps－Pn：由基面、切削平面和法平面组成。
背平面 -假定工作平面参考系Pr－Pp－Pf：由基面、背平面和假定工作平面组成。
1.3刀具的标注角度1 正交平面参考系内的刀具角度1)主偏角kr：在基面 Pr上，主切削平面(即主切削刃选定点处的切削平面)与假定工作平面之间的夹角，它总是正值。
金属切削教案课程
金属切削教案课程第一章：金属切削基础1.1 金属切削概念介绍金属切削的定义和作用解释切削加工的基本原理1.2 切削工具介绍不同类型的切削工具（刀片、钻头等）解释切削工具的选用原则1.3 切削参数介绍切削速度、进给量和切削深度的概念解释切削参数对加工质量的影响第二章：金属切削机床2.1 机床概述介绍金属切削机床的分类和特点解释机床的主要组成部分（床身、主轴等）2.2 数控机床介绍数控机床的定义和工作原理解释数控编程的基本概念和步骤2.3 机床选用与维护介绍机床选用的考虑因素（加工需求、预算等）解释机床的日常维护和保养方法第三章：金属切削加工方法3.1 车削加工介绍车削加工的定义和应用范围解释车削加工的基本步骤和操作要点3.2 铣削加工介绍铣削加工的定义和应用范围解释铣削加工的基本步骤和操作要点3.3 钻削加工介绍钻削加工的定义和应用范围解释钻削加工的基本步骤和操作要点第四章：金属切削工艺与参数调整4.1 切削工艺概述介绍切削工艺的概念和作用解释切削工艺的分类和选用原则4.2 切削参数调整介绍切削速度、进给量和切削深度的调整方法解释切削参数调整对加工质量的影响4.3 切削液的使用介绍切削液的作用和种类解释切削液的使用方法和注意事项第五章：金属切削加工质量控制5.1 加工质量概述介绍加工质量的概念和重要性解释加工质量的评估方法和指标5.2 加工误差分析介绍加工误差的种类和产生原因解释加工误差控制的方法和措施5.3 加工质量改进介绍加工质量改进的方法和步骤解释加工质量持续改进的重要性和实施策略第六章：金属切削刀具选择与应用6.1 刀具材料介绍常用刀具材料的特性与应用范围解释不同材料刀具的选用原则6.2 刀具几何参数介绍刀具几何参数（前角、后角等）的概念和作用解释刀具几何参数对加工质量的影响6.3 刀具选择与应用介绍刀具选择的方法和步骤解释刀具在实际加工中的应用技巧第七章：金属切削加工安全与环保7.1 安全操作规程介绍金属切削加工中的安全操作规程解释遵守安全操作规程的重要性7.2 常见事故预防与处理分析金属切削加工中常见事故的原因和预防措施介绍事故发生时的应急处理方法7.3 环保意识与实践强调金属切削加工中对环境保护的重要性介绍实施绿色加工的方法和途径第八章：金属切削加工实例分析8.1 轴类零件加工分析轴类零件的加工工艺和操作要点解释不同材料轴类零件的加工方法选择8.2 平面零件加工分析平面零件的加工工艺和操作要点解释不同材料平面零件的加工方法选择8.3 腔体零件加工分析腔体零件的加工工艺和操作要点解释不同类型腔体零件的加工方法选择第九章：金属切削加工自动化与智能制造9.1 数控技术应用介绍数控技术在金属切削加工中的应用解释数控加工的优势和局限性9.2 辅助加工介绍在金属切削加工中的应用解释辅助加工的优势和局限性9.3 智能制造发展趋势探讨金属切削加工行业向智能制造转型的趋势分析智能制造对金属切削加工的影响和挑战第十章：金属切削加工技能提升与职业发展10.1 技能提升途径介绍金属切削加工技能提升的途径（培训、实践等）解释持续学习与技能提升的重要性10.2 职业资格认证介绍金属切削加工行业的职业资格认证体系解释获得职业资格认证的意义和价值10.3 职业发展规划探讨金属切削加工职业技能人员的职业发展路径分析职业发展规划的制定方法和注意事项重点解析本文教案主要围绕金属切削加工展开，涵盖了基础概念、机床种类、加工方法、工艺参数、刀具选择、安全环保、实例分析、自动化智能制造以及职业发展等多个方面。
金属切削加工基本知识
一、刀具材料
1.刀具材料应具备的性能
(1) 硬度 刀具切削部分的硬度，必须高于工件材料的硬度才能切下切屑。 一般其常用硬度要求在HRC60以上。 (2) 强度和冲击韧性 在切削力作用下工作的刀具，必须具有足够的抗弯 强度。刀具在切削时会承受较大的冲击载荷和振动，因此必须具备足够 的韧性。 (3) 耐磨性 为保持刀刃的锋利，刀具材料应具有较好的耐磨性。一般来 说，材料的硬度越高．耐磨性则越好。 (4) 红硬性 由于切削区的温度较高．因此刀具材料要有在高温下仍能保 持高硬度的性能，这种性能称为红硬性或热硬性。 (5) 工艺性 为了便于刀具的制造和刃磨．刀具材料应具有良好的切削加 工性和可磨削性，以及良好的热处理性能。
图4—5刀具几何角度
（3）刀具几何角度的选择及其对切削加工的影响 前角(γo)
前角大，刀具锋利，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，甚至会造成崩刃。前角的大小选择原则：
1)工件材料的强度、硬度低，塑性好，应取较大前角；加工脆 性材料，应取较小前角：加工特硬材料，应取负前角。 2)高速钢刀具可取较大前角；硬质合金刀具应取较小前角。 3)精加工应取较大前角；粗加工或断续切削应取较小前角。
金属切削过程与刀具的基本知识
0
γ
0
′
α0′
A
κ
κ r′
r
f
A向
ε
r
λ
s
图2-50 车刀的主要角度
42
5) 刃倾角λ
s
在切削平面中测量，主切削刃与基面的夹角。
υ
c
刀尖为切削刃最高点时为 正，反之为负。
刃倾角可控制切屑流出方 向和刀头强度。
刃倾角一般 –50 ～ 50 主切削刃
刃倾角λ
s
基面投影线
43
1.1.2刀具角度
20
1.1.2刀具角度
刀具切削部分的组成
(3)副后刀面：刀具上与工件已加工表面相对的表面。 (4)主切削刃:前刀面与主后刀面的交线，它完成主要的切削 工作。
21
1.1.2刀具角度
刀具切削部分的组成
(5)副切削刃:前刀面与副后刀面的交线，它配合主切削刃
完成切削工作，并最终形成已加工表面。
(6)刀尖:连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，它可以是 小的直线段或圆弧．
正交平面 Po 前刀面 A 基面 Pr 切削平面 Ps 主切削刃 副切削刃 主后刀面
正交平面参考系
32
3.其它刀具标注参考系
（1）法平面pn与法平面参考系
1)法平面 刃的平面 通过切削刃上选定点并垂直于切削
2)法平面参考系 pr 、 ps 、pn 组成的参考系。 （图1-4） 刀具角度标注见图1-5。
1.1.2刀具角度 1)前角γ 0
基面投影线
υ
c
前刀面投影线
前角γ
0
37
1.1.2刀具角度
刀具标注角度
1）前角γo 在正交平面内测量， 是前刀面与基面的夹角 。前刀面在基面之下γo 定为正值；前刀面在基 面之上时γo定为负值。 γo 影 响 切 削 难 易 程 度 。增大前角可使刀具锋 利，切削轻快。但前角 过大，刀刃和刀尖强度 下降，刀具导热体积减 小，影响刀具寿命。
机械制造工程学_复习题2010A
《机械制造工程学》复习题2010第一章金属切削加工基本概念在切削加工时，直接切除工件上多余金属层，使之转变为切屑，以形成工件新表面的运动，称为主运动。
通常主运动的速度较高，消耗的切削功率也较大。
前角是指在主剖面内度量的基面与前刀面间的夹角。
后角是指在主剖面内度量的后刀面与切削平面间的夹角。
主偏角是指在基面内度量的切削平面与进给平面间的夹角。
副偏角是指在基面内度量的副切削刃与进给运动方向在基面上投影间的夹角。
刃倾角是指在切削平面内度量的主切削刃与基面间的夹角。
刀具材料应具备以下性能： (一)硬度 (二)强度和韧性 (三)耐磨性 (四)耐热性 (五)导热性和膨胀系数 (六)工艺性刀具材料的种类很多，常用的有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。
WC—Co类硬质合金一般用于加工铸铁、有色金属及其合金。
WC—TiC—Co硬质合金则用于高速切削钢料。
第二章金属切削基本原理及应用工件材料的强度、硬度越高，切削时前刀面上的正压力越大，同时，刀—屑接触长度减小，因此，正应力增大，摩擦因数减小，剪切角增大，变形系数减小。
良好屑形的主要标志是：不缠绕、不飞溅，不损伤工件、刀具和机床；不影响工人的操作。
粗车、半精车碳钢与合金钢材料时，在车刀上刃磨适当的卷屑槽，能够得到C形屑。
刀具角度中，增大主偏角，可使切屑变厚变窄，卷曲时弯曲应力增大，容易折断；刀具前角增大时，剪切角增大，因而变形系数减小，切削力显著减小。
前角减小时，可使基本变形增大，有利于断屑；进给量增大时，切屑变厚，卷曲时弯曲应力增大，易断屑。
切削速度增大时，切屑基本变形减小，断屑变得困难。
掌握切削力的变化规律，计算切削力的数值，不仅是设计机床、刀具、夹具的重要依据，而且对分析、解决切削加工生产中的实际问题有重要的指导意义。
主切削力是决定机床主电机功率、设计与校验主传动系统各零件以及夹具、刀具强度、刚度的重要依据。
主偏角对主切削力的影响不大。
刃倾角改变时，将使切削合力的方向发生变化，因而改变各分力的大小。
金属切削刀具基本知识
车刀角度的标注方法
说明
刀刃上各点基面是不同的（如直角偏刀的刃倾角较大时）：
工件中心等高面
V
VA
VB
Pr
A B Pr1 Pr2
24
刀具角度的标注方法
5
各种切削运动
6
2、工件上形成的三个表面
已加工表面：新形成的工件表面。 待加工表面：即将切除的工件表面。
加工表面：刀刃正在形成的工件表面
加工表面 待加工表面 主 运 动 待加工表 主运动 进给运动 已加工表面 面 已加工表面
进给运动 加工表面
图 2—1 切削运动和工件表面
7
3、切削速度的方向
21
车刀标注角度参考系
22
3、刀具角度的标注方法
a 0
a0
kr k r
0
b
S 说明： 主切削刃上各点的基面一般不相同（仅当刃倾角λ ＝0时除外）。 刀具角度参考系和标注角度 仅当刀尖安装在工件中心等高面时，刀尖处的基面平行于车刀的底面。 无特别说明，刀具的角度都是指刀尖处一小段的刀具角度。
解：
v =πdn/1000 = π·62· 4/1000 = 0.779 m/s f = vf /n = 2/4 = 0.5 mm/r ap = (dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mm
t =(l+l1+l2)/ vf =(110+3+0)/2=56.5 s
12
6、切削层参数
切削层参数 切削层参数包括：切削深度 a p 、切削厚度 ac 、 切削宽度 a w和切削层截面面积 Ac。这些参数会 在本课程中用到。
1、构成刀具切削刃的三面二刃一尖
前刀面 副切削刃 切削部分 主切削刃 副后刀面 后刀面 刀柄
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
11
第一章 金属切削加工的基本概念
2 正交平面参考系。 （1）基面 pr .包含工件中心线的水平平面。 （2）主切削面 ps 。包含主切削刃的垂直平面。 （3）正交平面 po 。与基面和主切削面都垂 直的平面
12
第一章 金属切削加工的基本概念
13
第一章 金属切削加工的基本概念
Uk Zk ( Ik ISk ) USk
k
ek
U Sk
I Sk
按定义写开
U k
Z1 0 0 U 1 0 0 0 0 Zk U k 0 0 0 U 0 b 0 0
14
第一章 金属切削加工的基本概念
5）定义构件属性 ①在绘图之前，必须先定义构件属性。以
墙构件为例，单击构件工具栏的“墙定 义构件属性”按钮，进入“属性管理”窗 口。 ②选择“新建砖石墙”，默认墙编号 =nq-1，墙厚=240，内/外墙=内，如图8.23 所示。 ③在“构件做法定义”窗口，双击“项目 编号”，在弹出的“项目指引”窗口选择 “定额”选项卡，选择砖墙定额子目35 4，确认后退出。所选定额返回到“构件 15
第一章 金属切削加工的基本概念
第一章 金属切削加工的基本概念
讲解内容
（1）刀具切削部分几何要素的定义； （2）被加工零件的切削层参数的几何特性。 以车刀为例进行讲解。
1
第一章 金属切削加工的基本概念
2
第一章 金属切削加工的基本概念
第一节 切削运动和切削用量
一、切削运动 切削加工：去除多余的金属，满足需要的
I U 0 I 1 S1 S1 0 0 I U 0 0 I k Sk Sk 0 I U 0 Zb I b Sb Sb 0
6
第一章 金属切削加工的基本概念
2. 进给量f（走刀量）。 工件每旋转一圈时， 车刀的前进量。（以 车削为例）。
进给速度：
v f n. f
3.背吃刀量（切削深度、 吃刀量）。车削时已 加工面到待加工面之 间的距离。
dw dm ap 2
7
第一章 金属切削加工的基本概念
8
第一章 金属切削加工的基本概念
③单击图8.27中的“下一步”按钮，进入“
计算规则”设定，如图8.28所示。
24
第一章 金属切削加工的基本概念
④单击图8.28中的“下一步”按钮，进入“
楼层设置”设定，如图8.29所示。
25
第一章 金属切削加工的基本概念 二、支路方程的矩阵形式
1.电路中不含互感和受控源的情况(相量法) Zk I I
第一章 金属切削加工的基本概念
16
第一章 金属切削加工的基本概念
④单击“属性管理”窗口中的“确认”按
钮，退出“属性管理”窗口，这样就完成 了对墙构件的属性定义。 ⑤其他构件的属性定义方法同上，一种构 件有多个属性项目时，在“属性管理”窗 口中一次性定义完成。比如柱构件，有不 同截面尺寸的柱，则可定义多个柱属性： zu2，zu3，zu4，…6）绘制构件属 性定义好之后，就是画图了，利用软件提 供的画图工具，将构件图元绘制到轴网上 。对于不同类型的构件，软件提供了不同
第一章 金属切削加工的基本概念
（2）智能布置墙
智能布置是为了提高画图效率而提供的一
种快速画墙的方法，系统提供了可按轴线 生成、按梁线生成、按墙线生成3种方式， 由于当前只有轴线，所以我们选择按轴线 生成（见图8.24），选择“内墙”，单击构 件工具栏“墙布”按钮，鼠标框选需要 布置墙的轴线，确认后轴线上自动生成墙 。
（3）过渡表面。
5
第一章 金属切削加工的基本概念
三、切削用量 表示切削效率的参数。包括切削速度、进给量、 背吃刀量。直接影响工件质量、刀具使用寿命、 动力消耗、生产效率。 （1）切削速度 v c。（将进给运动看做零时，） 刃尖与工件的相对运动。车削时工件表面的旋转 速度
V
dn
1000
第一章 金属切削加工的基本概念
17
第一章 金属切削加工的基本概念
（1）画墙
画外墙，单击墙构件工具栏右侧的属性下
拉列表框， 选择 “qi-3外墙”，再单击“墙画”，光标定 位到轴线上的（A，1）点，单击左键，这 时墙的第一个端点确定；移动光标到（A， 3）坐标点，再次单击左键，墙第二点确定 ，同时一堵墙也显示在绘图区中。其他墙 依此继续画出。外墙画完转换到内墙时， 从构件工具栏的属性列表中选择“内墙” ，当前墙属性为内墙，按照刚才的方法， 18
形状、尺寸精度、及表面质量。 （1）主运动。刀具和工件之间的主要相对 运动， 由机床提供。 （2）进给运动。刀具和工件之间的附加相 对运动，由机床或者人力提供。
3
第一章 金属切削加工的基本概念
（3）合成切削运动。主运动和附加
运动合成的运动。
4
第一章 金属切削加工的基本概念
二、工件上形成的表面 （1）待加工表面。 （2）已加工表面。
19
第一章 金属切削加工的基本概念20ຫໍສະໝຸດ 第一章 金属切削加工的基本概念
21
第一章 金属切削加工的基本概念
1）新建工程
①单击欢迎界面上的“新建工程”，进入
新建工程界面，如图826所示。
22
第一章 金属切削加工的基本概念
②输入“工程名称”及工程的相关工程概
况，如图827所示。
23
第一章 金属切削加工的基本概念
第二节 刀具切削的几何参数
一、车刀车削部分的组成。刀片和刀柄
刀片的 细微部分: （1）前刀面 （2）后刀面 （3）副后刀面 （4）主切削刃 （5）副切削刃 （6）刀尖
9
第一章 金属切削加工的基本概念
10
第一章 金属切削加工的基本概念
二、刀具角度的参考系
对刀具工作时的位置假设。 （1）刀尖位于工件中心高度，车刀安装面 垂直于主运动方向。 （2）进给运动垂直或平行于刀柄轴线。