金属切削实验指导教程解析
金属切削原理实验报告
一、实验目的1. 了解金属切削的基本原理和过程；2. 掌握切削用量对切削力和切削温度的影响；3. 熟悉金属切削实验设备和实验方法；4. 提高对金属切削加工工艺的认识。
二、实验原理金属切削是指用切削工具将金属工件上的多余材料去除，使其达到一定形状、尺寸和表面质量的过程。
金属切削实验主要研究切削用量（切削速度、切削深度、进给量）对切削力和切削温度的影响。
三、实验仪器与设备1. 金属切削实验台；2. 刀具；3. 金属工件；4. 切削力传感器；5. 温度传感器；6. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 安装刀具：将刀具安装在实验台上，确保刀具安装牢固；2. 安装工件：将工件安装在夹具上，调整工件位置，确保工件与刀具对准；3. 设置切削参数：根据实验要求设置切削速度、切削深度和进给量；4. 开启实验台：启动实验台，进行金属切削实验；5. 数据采集：通过切削力传感器和温度传感器采集切削力和切削温度数据；6. 实验结束：关闭实验台，清理实验场地。
五、实验结果与分析1. 切削力与切削速度的关系：在切削深度和进给量不变的情况下，随着切削速度的增加，切削力逐渐增大。
这是因为切削速度提高，切削温度升高，切削材料软化，导致切削力增大；2. 切削力与切削深度的关系：在切削速度和进给量不变的情况下，随着切削深度的增加，切削力逐渐增大。
这是因为切削深度增加，切削面积增大，切削力增大；3. 切削力与进给量的关系：在切削速度和切削深度不变的情况下，随着进给量的增加，切削力逐渐增大。
这是因为进给量增加，切削速度提高，切削力增大；4. 切削温度与切削速度的关系：在切削深度和进给量不变的情况下，随着切削速度的增加，切削温度逐渐升高。
这是因为切削速度提高，切削热增加，切削温度升高；5. 切削温度与切削深度的关系：在切削速度和进给量不变的情况下，随着切削深度的增加，切削温度逐渐升高。
这是因为切削深度增加，切削热增加，切削温度升高；6. 切削温度与进给量的关系：在切削速度和切削深度不变的情况下，随着进给量的增加，切削温度逐渐升高。
金属切削原理及工具实验指导书
金属切削原理及工具实验指导书湖南工业大学机械工程学院实验一 车刀几何角度的测量一、实验目的及要求:1. 研究车刀(直头外园车刀、弯头车刀和切断刀等)的构造。
2. 根据刀具几何角度的定义，使用车刀量角仪，按主剖现参考系和法剖面参考系测量车刀的0γ、0α、s λ、r k 、n γ、n α等角。
3. 根据测量结果绘制车刀的角度标注图及其与工件的相关位置。
二、实验所用的设备及工具1. 车刀量角仪。
2. 直头外园车刀、弯头车刀、切断刀、900外园车刀、螺纹车刀。
三、仪器的构造与说明：车刀量角仪的构造如图所示车刀的几何角度是在车刀的各辅助平面内测量的,而车刀上除法剖面以外的所有剖面均垂直于车刀的基面，因此，以工作台上平面作为车刀的基面，以大指针的量刀板平面代表各剖面，当工作台转到不同位置时，即能测出车刀各剖面内角度(包括切削平面内角度)。
测量基面内角度时，大指针量刀板代表走刀方向。
将副量角器上的小指针指着测出的刃倾角入S s 的值，这时大指针量刀板所在的平面即为车刀的法剖面，因此能测出车刀法剖面内角度。
四、车刀几何角度的测量方法和步骤将车刀置于如图所示的矩形工作台面上，侧面紧靠定位块，测量车刀主、副切削刀上角度的顺序依次是:r k →s λ→0γ→0α→→'r k →'s λ →'0γ→'0αl 、主偏角r k 的测量大小指针对零，以顺时针方向旋转矩形工作台，同时推动车刀沿刀台侧面(紧贴)前进，使主切副刃与量刀板正面密合，这时量刀板面为切削平面，则矩形工作台指针2a 指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角r k 。
2、刃倾角s λ的测量进车刀，使量刀板底面紧贴主切削刃，则大指针所指的角度即为s λ值(左正、右负)。
3、前角0γ的测量将矩形工作台逆时针方向转 90，这时量刀板平面为主剖面，调整主量角器的高度及车刀的位置，使量刀板底边紧靠前刀面，则大指针所指的角度即为0γ值(右正，左负)。
《金属切削原理与刀具》实验.ppt
实验一：车刀几何角度测量
三、实验设备
车刀量角仪 车刀一套
实验一：车刀几何角度测量
四、实验方法与步骤 校准车刀测角仪的原始位置 理解正交平面参考系各参考平面的位置 借助刀杆比划出车刀上的相应角度 基面Pr内角度的测量 正交平面Po内角度的测量 切削平面Ps内角度的测量
损原因进行简单分析。 了解刀具的磨损过程，能根据实验结果建立刀
具耐用度方程。
实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验
三、实验设备 车床 YT15硬质合金外圆车刀 正火、调质、淬火态45#钢棒料 卡尺 光学显微镜 高倍率体视显微镜或扫描电镜
1台 数把 各1根 1把 1台 1台
实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验
实验二：切削力测定与分析
五、车削加工的切削力特征 （一）切削力的时域特征
切削力时域波形图
（vc=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp，通道2是进给力Ff，通道3 是主切削力Fz）
实验二：切削力测定与分析
（二）切削力的频域特征
切削力功率谱
（vc=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp）
实验二：切削力测定与分析
（三）切削分力对比
切削分力对比
（vc=70m/min,f=0.20mm/r,ap=1.2mm,其中通道1是背向力Fp）
实验二：切削力测定与分析
六、实验数据处理方法 实验数据表 实验数据处理方法
图解法 最小二乘法
实验三：刀具磨损及刀具耐用度实验
一、实验目的 熟悉金属切削刀具的常见磨损形式。 了解刀具的主要磨损原因。 初步掌握刀具耐用度方程的建立方法。 了解金属切削刀具的常见磨损形式。 二、实验要求 加深理解刀具磨损的主要形式，并对明显的磨
金属切削机床 实验指导书及安全事项
金属切削机床实验指导书及安全事项[金属切削机床]实验指导书及安全事项院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化课程：《金属切削机床》编者：机械教研组实验一机械加工设备现场感性认识实习（4学时） (1)实验一机械加工设备现场感性认识实习一、实验目的：1、使学生了解常用机械加工设备的工艺范围、理解常用机械加工设备的基本原理。
2、通过下厂生产实习，深入生产第一线进行观察和调查研究，获取必须的感性知识和使学生叫全面地了解机械制造厂的生产组织及生产过程。
3、了解和掌握本专业基础的生产实际知识，巩固和加深已学过的理论知识，并为后续专业课的教学，课程设计，毕业设计打下基础。
二、实验内容：到南平电机厂或汽配厂或龙翔科技等进行为期半天的感性认识性实习。
1、通过对典型零件机械加工工艺的分析，以及零件加工过程中所用的机床，夹具量具等工艺装备，把理论知识和生产实践相结合起来，培养学生考察，分析和解决问题的工作能力。
2、通过实习，广泛接触工人和听工人技术人员的专题报告，学习生产经验。
3、通过参观有关工厂，掌握一台机器从毛坯到产品的整个生产过程，组织管理，设备选择和车间布置等方面的知识，扩大知识面。
4、通过实习日记，写实习报告，锻炼与培养学生的观察，分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。
三、实验原理与方法：1. 学生通过在该厂的各个毛坯生产车间、机械加工车间、装配车间等的现场调研实习，对活塞、活塞环等主要零配件的生产流程、加工方法及其主要工艺文件的学习，初步了解它们的机械制造生产过程，了解加工设备的工艺范围、理解加工设备的基本原理。
2. 聘请工厂技术人员，做典型零件的加工工艺专题技术讲解。
3. 要求学生记实习笔记（按本指导书的内容与要求），实习结束后完成实习报告。
4. 学生实行分组实习，每组选出组长两名，协助带队指导教师，共同负责实习工作。
四、实验条件：1、观看专业金属切削机床视频。
《金属切削原理与刀具》课程教案解析
《金属切削原理与刀具》课程授课教案课次一：绪论0.1 机械制造过程分析机械是由零件、组件、部件等组成的,因而一台机器的制造过程包含了从零件,部件加工到整机装配的全过程。
这一过程可以用图4-1所示的系统图来表示。
图4-1 机械制造过程的构成首先，从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件。
它们都是由毛坯进过相应的机械加工工艺过程变为合格零件的，在这一过程中要根据零件的设计信息制订每一个零件的适当的加工方法。
加工成在形状、尺寸、表面质量等各方面都符合加工使用要求的合格零件。
其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件。
部件是由若干组件、套件和零件在一个基准上装配而成的。
部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能。
这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。
部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的。
部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。
最后在一个基准零部件上把各个部件、零件装配成一个完整的机器。
我们把零件和部件装配最终机械产品的过程为总装过程。
总装过程是依据总装工艺文件进行的。
在产品总装后，还要经过检验、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品。
0.2机械加工工艺系统与金属切削加工从机械制造的整个过程来看，机器的最基本组成单元为零件，也就是首先要制造出合格的零件，然后组装成部件，再由零、部件装配成机器。
因此，制造出符合要求的各种零件是机械加工的主要目的，而机械加工中绝大部分材料是金属材料，故机械加工主要是对各种金属进行切削加工。
零件的表面通常是几种简单表面如平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等的组合，而零件的表面是通过各种加工方法得到的，其中在金属切削机床上利用工件和刀具彼此间协调的相对运动切除被加工零件多余的材料，获得符合要求的尺寸精度和表面质量的这种加工方法称为金属切削加工。
与其他金属加工方法相比具有如下特点：1.2.3.因此金属切削加工常作为零件的最终加工方法，它需要用金属切削刀具直接对零件进行加工，它们之间要有确定的相对运动和承受很大的切削力，必须在金属切削机床上进行加工，零件和刀具需通过机床夹具和刀架与机床可靠的联接，带动它们做相对的运动，实现切削加工，这种由金属切削机床、刀具、夹具和工件（被加工零件的总称）构成的机械加工封闭系统称为机械加工工艺系统（如图4-2所示），其中金属切削机床是加工机械零件的工作机械，起支承和提供动力作用；刀具起直接对零件进行切削加工作用；夹具用来对零件定位和夹紧，使之有正确的加工位置。
金属切削基础实验报告
金属切削基础实验报告《金属切削基础实验报告》实验目的：通过本次实验，掌握金属切削的基本原理和操作技巧，了解不同切削工具的适用范围和切削参数的选择方法，提高金属切削加工的效率和质量。
实验原理：金属切削是利用刀具对金属工件进行削去材料的一种加工方法。
刀具在工件上施加力并产生切削力，使刀具切削金属工件，从而将金属削去。
切削力由前角、切削速度、进刀量等因素决定。
合理选择这些参数，可以提高切削的效率和质量。
实验步骤：1. 准备工作：检查刀具的刃磨状况和安装情况，确认工件的固定方式和位置。
2. 调整切削参数：根据工件材料和形状选择合适的切削参数，如切削速度、进给量、主轴转速等。
3. 开始切削：打开机床主轴，使刀具开始旋转，逐渐让刀具接触工件，切削过程中保持适当的主轴转速和进给速度。
4. 监测加工过程：注意观察切削过程中的切屑形态和颜色，及时调整切削参数以获得更好的切削效果。
5. 切削结束：切削达到预期后，停止主轴旋转，清理切削现场，检查工件表面质量。
实验结果：经过实验，我们得出以下实验结果：1. 在切削过程中，切削速度和进给量是影响切削效果的重要因素。
合理选择切削速度和进给量可以提高加工效率和表面质量。
2. 切削速度过高或进给量过大会导致工件表面粗糙度增加，甚至切削刃磨损严重，影响加工质量。
3. 切削速度过低或进给量过小会导致加工效率低下，且易产生切削振动，进而影响加工精度。
4. 切削刃磨情况对加工效果有很大影响。
刀具切削面磨损过大时，应及时更换或修整刀具。
5. 观察切削过程中的切屑形态和颜色可以判断切削状态。
切削良好时，切屑应呈螺旋形，且呈银白色；切削不良时，切屑呈卷曲、断裂或出现黄蓝色。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了金属切削的基本原理和操作技巧。
合理选择切削参数和刀具状况的监测对提高切削效率和质量至关重要。
在今后的工程实践中，我们将进一步应用切削知识，不断提高金属切削加工的技能和水平。
同时，我们也意识到金属切削工作中的安全问题需要高度重视，操作时应严格遵守安全操作规程，保证人员和设备的安全。
金属切削原理与刀具实验
金属切削原理与刀具实验报告
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学院：
四、实验图像
图T1-1
图T1-2
图T2-1
图T2-2
图T3-1
图T3-2
五、数据处理
对应每组切削用量参数，系统采集到一组数据，利用系统的数据处理功能，将其转换成Excel文件，再求出算术平均值，填入上面表中相应位置。
表2-1f—Fc
F(mm/r)
F(N)
0.1
0.14
0.2
0.28
0.4
Ff
243.8
将工作台转至测量副偏角的位置，然后，使大指针的测量面与副后面贴合，这时，即可在大刻度盘读出车刀副后面的副后角 值。
3、使用第三钟车刀量角台（C型），量主偏角、副偏角：将车刀刀杆靠紧定位块．调整刻度板的指度片，使指度片测量边分别与主、副切削刃贴合，由刻度板读出Kr和 。
五、实验记录及结果处理
表1-1实验刀具测量结果
185.6
285.2
367.5
（五）图形处理
利用系统的图形处理功能，可进行图形处理，显示、打印、保存图形。
图2-1 第一组实验的Ff,Fp,Fc数据图
图2-2 第二组实验的Ff,Fp,Fc数据图
六、经验公式建立（主切削力）
2．各种车刀模型。
A型 量前角γ0 、后角α0
B型 量刃倾角λs、副后角
C型 量主偏角Kr 、副偏角
三、实验要求
金属切削原理实验(原稿)
课程教案实验一车刀角度的测量课时：2学时单组人数：3人学生课前准备：预习实验指导书，复习课程相关内容，熟悉实验用具。
课程要求：学会使用车刀量角台、万能量角器，熟悉对常见刀具角度（车刀）的测量重点：测试车刀的标注角度难点：绘制车刀标注角度图（注意：首先检查学生预习情况）一、实验目的1.熟悉车刀切削部分的构造要素，掌握车刀标注角度的参考平面、参考系及车刀标注角度的定义；2.了解车刀量角台的结构，学会使用车刀量角台测量车刀的标注角度；3.绘制车刀的标注角度图，并标注出测量得到的车刀各标注角度数值。
二、实验机介绍图1—1为车刀量角台简图。
底盘2的周边，刻有从0度起向顺、逆时针两个方向各100度的刻度，工作台5可绕小轴7转动，转动的角度由指针6指示出来。
工作台5的上平面和定位块4的侧平面，是安放车刀的定位平面。
当工作台指针6、大指针9和小指针14都处于0度时，大指针9的前面a 和侧面b，垂直于工作台5的平面，而大指针9的底面C，平行于工作台5的平面。
测量车刀角度时，转动工作台5，同时调整安装在工作台5上的车刀位置，再旋转大螺母18，使滑体13带动大指针9，上升而使其处于适当的位置，然后用大指针9的前面a（或侧面b、或底面c），与构成被测量角度的面或线紧密贴合，从大刻度盘上12上读出大指针9所指示的被测量角度的数值。
三、实验原理κ的测量1.主偏角γ从图1—2所示的原始位置，按顺时针方向转动工作台，让主刀刃和大指针前面a紧密贴合，如图1—3所示，则工作台指针在底盘上所指示的刻度数值，κ的数值。
就是主偏角γ2.刃倾角s λ的测量使大指针底面c 和主刀刃紧密贴合，如图1—4所示，则大指针在刻度盘上所指示的刻度数值，就是刃倾角的角度数值。
指针在0度左边时为正，指针在0度右边时为负。
3.前角0γ的测量从图1—2所示的原始位置起，按逆时针方向转动工作台，使工作台指针指到底盘上r r κ-=ψ︒90的刻度数值处，这时，主刀刃在基面r P 上的投影恰好垂直于大指针前面a ，然后让大指针底面c 落在通过主刀刃上选定点的前刀面上，如图1—5所示，则大指针在刻度盘上所指示的刻度数值，就是主剖面前角0γ的角度数值。
金属切削刀具认识实验指导书2016-11-22【精选】
《机械制造装备设计》课程实验指导书《机械制造装备设计》课程实验(二)----------金属切削刀具结构分析与设计实验金属切削加工作为制造技术的主要基础工艺，对制造业和制造技术的发展起着十分重要的作用。
工欲善其事，必先利其器。
要高质量、高效率进行切削加工，就必须有高质量、高性能的生产工具。
金属切削刀具是用于直接对零件进行切削的刀具，刀具的性能和质量的优劣，不但是直接影响切削加工精度、表面质量和加工效率，而且，还会影响到金属切削加工工艺的发展。
通过实验使同学增强对金属切削刀具的感性认识和体会，理解刀具的分类方法、名称、刀具材料、参数、形状特征等各种参数。
一. 实验目的通过实验使同学对各类金属切削刀具结构能有一些基本的感性认识和体会，对刀具的分类方法、名称、刀具材料等各种参数等有所了解。
1.了解常用刀具的结构型式。
2.掌握常用刀具切削部分构成要素。
3.能对多种刀具的结构进行对比分析和简单设计。
二. 实验内容1、指出所见车刀、铣刀的类型和结构特点。
2、指出麻花钻和枪钻的切削部分构成要素。
3、指出所见拉刀的切削部分构成要素。
实验展示刀具分4类，它们分别是：刀具分类名称用途刀具名切刀类车刀、自动半自动机床等用的刀具铣刀类加工平面、沟槽和回转体表面平面铣刀、沟槽铣刀、成形铣刀、尖点铣刀和铲齿铣刀孔加工类加工孔麻花钻，枪钻，扩孔钻，镗刀，铰刀拉刀类成形切削加工圆孔拉刀、成形孔拉刀、键槽拉刀、花键拉刀、成型表面拉刀、齿轮拉刀三.实验基本步骤116281、实验指导教师讲解刀具认识实验的目的和要求，强调实验的纪律，并进行安全教育。
2、实验指导教师讲解典型机械加工刀具的结构。
（可以查书，添加一些具体内容）3、实验指导教师指导学生分析几种典型机械加工刀具的加工使用方法。
4、学生自己设计2种车刀结构。
四．实验要求实验中，要求同学能在指导教师的讲解和辅导下，达到下述要求1. 熟悉实验台摆设的刀具类型、用途。
2. 能识别各类刀具几何结构特征和参数，掌握其中两把刀具的切削部分构成要素。
金属切削知识教案解析
专业理论课教案审阅签名：年月日4节课的教后感：【组织教学】1、纠正作业：49.32 210032’2、复习提问:锯齿崩断：原因：①锯齿的粗细选择不当措施：根据工件的材料的硬度选择锯条的粗细，锯薄板或薄壁管时，选择细齿锯条。
原因：②起锯的方法不正确措施：起锯角度要小，远起锯时用力要小原因：③突然碰到砂眼、杂质或突然加大压力措施：碰到砂眼、杂质时，用力要减小，锯削时突然加大压力。
第一课时教学内容及步骤：【引入新课】大家已经学完了第五章的内容，现在我们共同学习第四章的内容，能懂些车工的一般知识。
【讲授新课】第四章金属切削原理与刀具的基本知识在学习本课题之前，先了解几个有关概念§4.1金属切削加工的基本概念1.一、切削运动切削加工时，刀具和工件之间的相对运动叫做切削运动。
通常把切削运动分成两类：1.主运动。
将切屑切下所必需的基本运动叫做主运动。
2．进给运动（走刀运动）。
使新的金属继续投入切削的运动叫做进给运动。
切削加工时，主运动只有一个，通常是速度最高、消耗功率最大的运动。
进给运动可以是一个或多个，速度较低，消耗功率较小。
1.二、切削加工时工件上形成的表面1.待加工表面--------工件上即将被切去的金属层的表面。
2.加工表面---------工件上正被切削的表面。
3.已加工表面-------工件上被切去金属层的表面。
刀具切削部分的定义金属切削刀具的种类很多，其中车刀比较典型，其他各种刀具的切削部分都可以看作是以车刀为基本形态演变而成的。
下面以外园车刀为例分析刀具切削部分的基本定义。
1.一、车刀的组成车刀由刀头和刀杆（或刀体）组成。
刀头担任切削工作，又称切削部分；刀杆是固定在刀架上的被夹持部分。
刀头由以下几部分组成：1.前刀面。
切削时，切屑由此流出的表面。
2.主后刀面。
切削时，刀具上与工件加工表面相对的面。
3.副后刀面。
切削时，刀具上与工件已加工表面相对的面。
4.主切削刃。
前刀面与主后刀面的交线，它担负着主要的切削工作。
《金属切削原理与刀具》实验指导
《金属切削原理与刀具》实验指导书河南科技学院2012-08-31实验一车刀几何角度的测量一、实验目的：1．熟悉车刀切削部分的构造要素，根据车刀几何角度的定义测量车刀的几何角度。
2．了解车刀测角仪的结构，学会使用车刀测角仪测量车刀几何角度的方法。
二、实验要求：1．加深理解刀具标注角度的参考系，各坐标平面的位置（静态的）。
2．根据测量结果绘制车刀工作图。
3．进一步熟悉各剖面之间的角度关系。
三、实验设备1. 车刀量角仪、车刀一套四、车刀测角仪的结构：测量刀具几何角度的量具很多，如万能量角器、摆针式重力量角器、车刀测角仪等等。
车刀测角仪是测量车刀角度的专用量角仪，它有很多种型式，本实验采用的是既能测量车刀主剖面参考系的基本角度，又能测量车刀法剖面参考系的基本角度的一种车刀测角仪，其结构如图所示。
圆形底盘的周边上刻有从0°起顺、逆时针两个方向各100°的刻度盘1。
其上面的支撑板可绕小轴转动，转动的角度由固连与支撑板上的指针指示出来。
支撑板上的导块和滑块1、2固定在一起，能在支撑板的滑槽内平行滑动。
升降杆固定安装在圆形底盘上，它是一根矩形螺纹丝杠，其上面的升降螺母可以是导向块沿升降杆上的键槽上、下滑动。
导向块上面用小螺钉固定装上一个小刻度盘3，在刻度盘3的外面用滚花手轮将角铁的一端锁紧在导向块上。
当松开滚花手轮时，角铁以滚花手轮为轴，可以向顺、逆时针两个方向转动，其转动的角度用固定在角铁上的小指针在刻度盘3上指示出来。
在角铁的另一端固定安装扇形刻度盘2，其上安装着能顺时针转动的测量指针，并在刻度盘2上指示出转动的角度。
当支撑板指针、小指针和测量指针都处于0°时，测量指针的前面和侧面b、c垂直与支撑番的平面，而测量指针的底面a平行于支撑板的平面。
测量车刀角度时，就是根据被测角度的需要，转动支撑板，同时调整支撑板上的车刀位置，再旋转升降螺母使导向块带动测量指针上升或下降而处于适当的位置。
金属切削机床实验报告答案
金属切削机床实验报告答案金属切削机床实验报告实验一普通车床各部件的结构和功用一、实验目的普通车床具有较典型的机械传动系统及操纵机构，应用了较多的机械传动机构如带传动、齿轮传动、链传动、摩擦传动、螺旋机构、凸轮机构、曲柄机构、杠杆机构等等和较多的机械零件如轴承、齿轮、链轮、带轮、键、花键、联轴器、离合器等零件。
本实验的目的一是了解这些机构和零件是怎样组合完成一定的功用的；二是掌握以普通车床为代表的机床各部件的传动系统的传动原理及路线、结构特点和功用。
二、实验内容1．了解车床的用途、布局、各操纵手柄的作用和操作方法；2．了解主运动、进给运动的传动路线；2．了解主运动、进给运动的调整方法；3．了解和分析机床主要机构的构造及工作原理。
三、实验步骤学生在实验指导人员带领下，到CA6140型普通车床现场教学。
1．观察CA6140型普通车床的主轴箱结构，注意调整方法；2．观察、了解进给互锁机构及丝杠螺母机构的工作原理；3．根据实物了解车床主要附件的使用。
四．分析讨论题1.结合实验说明C6140机床主轴正、反转与操纵手柄位置的对应关系，并阐述主轴正、反转、停转的工作原理。
2.根据实验观察和教材189页内容，绘出C6140车床主轴的结构。
说明主轴中孔与莫氏锥孔的作用3.丝杠与光杠在结构上有何不同？作用分别是什么？如何操作才能使丝杠起传动作用？光杠传动与丝杠传动的互锁如何实现？4.根据观察阐述C6140车床组成部件的名称及作用。
实验二数控机床结构认识一、实验目的本实验使学生了解FA-40M型立式加工中心和CJK6163数控车床布局、主轴系统、进给机构、掌握立式加工中心刀库、换刀机械手、换刀方法，使学生进一步明确数控机床的特点和用途。
二．实验内容使学生了解和掌握FA-40M立式加工中心的组成、主运动、进给运动传动关系、换刀机构，分析数控车床的组成、加工过程、进给运动、主运动传动关系、刀架结构的作用。
三．实验步骤1.了解FA-40M立式加工中心的布局，掌握主轴系统的工作原理和结构特点及各部分主要零件的作用；2.了解CJK6163数控车床的布局，掌握主轴系统的工作原理和结构特点及各部分主要零件的作用；3.了解CK7136数控车床的布局，掌握刀塔的换刀过程；四．分析讨论题1. 标出FA-40M立式加工中心的主要组成部分名称，叙述FA-40M 立式加工中心的工作原理与功能？2.标出FA-40M立式加工中心主轴系统结构各部分的名称（至少6个以上）3.标出FA-40M立式加工中心刀库结构各部分的名称，并叙述换刀过程篇二：金属切削机床实验报告-刘杰金属切削机床实验报告班级：11020141X姓名：闫俊伟学号：11020141X09中北大学机械工程系实验中心实验一普通车床各部件的结构和功用一、实验目的普通车床具有较典型的机械传动系统及操纵机构，应用了较多的机械传动机构如带传动、齿轮传动、链传动、摩擦传动、螺旋机构、凸轮机构、曲柄机构、杠杆机构等等和较多的机械零件如轴承、齿轮、链轮、带轮、键、花键、联轴器、离合器等零件。
金属切削原理实验指导书
自编实验指导书参考格式《金属切削原理》实验指导书机电工程学院机械设计制造及其自动化教研室《金属切削原理》实验指导书课程编号：0511101703课程名称：金属切削原理周数/学分：40/2.5先修课程：《机械制图》、《大学物理》、《工程材料》、《理论力学》、《材料力学》、《互换性与技术测量》、《电子技术》适用专业：机械设计制造及其自动化开课教研室：机械设计制造及其自动化教研室实验一 刀具标注角度测量一、实验目的1．认识刀具组成和切削部分基本结构。
2．熟悉标注参考系的建立。
3．熟悉测量工具的使用4．掌握刀具标注角度测量方法。
二、实验原理根据理论课上讲授的标注参考系建立方法，在刀具实物上建立标注参考系，并根据标注角度的定义，使用万能量角器测量车刀标注角度。
1、标注参考系坐标平面定义基面 r P ：过S 上选定点，与假定v 方向⊥的平面 切削平面s P ：过S 上选定点，与S 相切且⊥r P 的平面 正交平面o P ：过S 上选定点，⊥r P和s P 的平面 基面 r P ：过S 上选定点，与假定v 方向⊥的平面切削平面s P ：过S 上选定点，与S 相切且⊥r P 的平面正交平面o P ：过S 上选定点，⊥r P和s P 的平面 法平面n P ：过S 上选定点，⊥S 的平面 假定工作平面f P ：过S 上选定点，⊥r P ，∥f v 方向的平面背平面 p P ：过S 上选定点，⊥f P 和r P 的平面2、各标注参考系标注角度定义1）o P 系的标注角度主偏角r κ：r P 中度量f P 与s P 的夹角刃倾角s λ：s P 中度量r P 与S 的夹角前角 o γ：o P 中度量r P与γA 的夹角后角 o α：o P 中度量s P与αA 的夹角 在'S 上建立'o P 系得到角度副后角'o α：'o P 中度量's P 与'αA 的夹角 副偏角'r κ：'r P 中度量'f P 与's P 的夹角各标注角度的作用： s λ、o γ确定γA 空间位置r κ、o α确定αA 空间位置'r κ、'oα确定'αA 空间位置 s λ、r κ确定S 空间位置2）n P 系的标注角度法前角 n γ： n P 中度量r P与γA 的夹角 法后角 n α： n P 中度量s P与αA 的夹角 副法后角'n α： 'n P 中度量's P 与'αA 的夹角3）f P 系的标注角度背前角 p γ： p P 中度量r P 与γA 的夹角背后角 p α： p P 中度量s P 与αA 的夹角侧前角 f γ： f P 中度量r P 与γA 的夹角侧后角 f α： f P 中度量s P 与αA 的夹角副侧后角'f α： 'f P 中度量's P 与'αA 的夹角副背后角'p α： 'p P 中度量's P 与'αA 的夹角 三、主要仪器及耗材1、万能角度量角器2、车刀四、实验内容与步骤1、认识车刀结构如图所示从结构上车刀分为刀头和刀柄，本实验测量刀头的独立标注角度。
金属切削原理解析PPT教案
➢ 在中速（vc≈20m/min），积屑瘤的高度达到最大值。所以许多中速 加工工序，如攻丝、拉孔、钻孔、铰孔等经常由于积屑瘤作用而影响 加工表面粗糙度。 在切削硬度和强度高的材料时，由于剪切屈服强度τS高，不易 切除切屑，即使采用较低的切削速度，也易达到产生积屑瘤的中温区 域，为了抑制积屑瘤，通常选用中等以上切削速度加工。同时，切削 塑性高的材料，需选用高的切削速度才能消除积屑瘤。
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➢ （2）形成积屑瘤的条件
主要决定于切削温度。在切削温度很低时,切屑与前刀面间呈点
接触,摩擦系数μ较小,故不易形成粘结（冷焊）；在温度很高时,接 触面间切屑底层金属呈微熔状态,起润滑作用，摩擦系数也较小，积 屑瘤同样不易形成。在中温区，例如切削碳钢的温度在300～500℃时， 切屑底层材料软化，粘结严重，摩擦系数μ最大，产生的积屑瘤高度
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二、前刀面上的摩擦与积屑瘤
1.前刀面间的摩擦 切屑与前刀面间的摩擦与一般金属材料接触面间的摩擦不同。切屑与前 刀面接触部分划分为两个摩擦区域，如图所示有粘结区和滑动区。 粘结区：近切削刃长度 lfi ， 由于高温（可过900℃）、 高压（可达3.5×109N/m2） 的作用使切屑底层材料产生 软化，切屑底层的金属材料 粘嵌在前刀面上的高低不平 凹坑中而形成粘结区。
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2.积屑瘤 （1） 积屑瘤现象 积屑瘤是堆积在前刀面上近切削刃处的一个楔块。 积屑瘤特点：硬度为金属母体的2～3倍，高出前刀面0.369mm、凸出后 刀面0.057mm、宽1.138mm，在切削时形成了实际前角32°27′(有的可 达40°)。 积屑瘤对加工的影响： 1）当积屑瘤的顶部具有大的刃口圆 弧半径时（图中R0.134 mm），会产 生较大的挤压作用； 2）由于积屑瘤顶部凹凸不平和脱落 后粘附在已加工表面上，促使加工表 面粗糙度增加。在精加工时应尽量避免或抑制积屑瘤的产生。
金属切削加工技术指导
金属切削加工技术指导金属切削加工是制造业中常见的一项关键工艺，广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
本文将就金属切削加工的技术指导进行详细介绍。
一、金属切削加工技术概述金属切削加工是利用刀具对金属工件进行切削的加工方式。
它通过切削刀具对金属工件施加压力，并引起金属工件的塑性和断裂变形，从而形成所需形状和尺寸的工件。
具体而言，金属切削加工包括车削、铣削、钻孔、刨削等多种不同的加工方法。
二、金属切削加工技术参数的选择在金属切削加工过程中，合理选择切削速度、进给量和切削深度等技术参数是十分重要的。
切削速度应根据被加工材料的硬度和刀具材料的耐磨性来确定，一般应选择合适的切削速度以保证切削效果和刀具寿命。
进给量和切削深度则需要根据被加工工件的刚度和强度来合理选择，以避免加工过程中出现过大的振动和变形。
三、金属切削加工技术中的刀具选择刀具是金属切削加工过程中最重要的装备之一。
不同的切削方式和加工材料需要选择不同类型的刀具。
例如，在车削过程中常用的刀具有刀片、车刀、车铣刀等，而在铣削过程中常用的刀具有立铣刀、面铣刀等。
选择合适的刀具要考虑切削方式、切削材料和加工要求等因素。
四、金属切削加工中的刀具磨损与刃短刀具在金属切削加工中容易发生磨损和刃短现象，对刀具的修复和更换是确保加工质量和效率的关键。
对于常见的刀具磨损形式，例如刀尖磨损、切削刃磨损等，可以通过定期的刀具维护和更换来解决。
而对于刃短问题，要通过有效的刀具研磨和刀具装夹等技术手段来解决，以延长刀具的使用寿命。
五、金属切削加工中的润滑与冷却金属切削加工过程中，润滑和冷却是不可忽视的关键环节。
合理的润滑和冷却措施能够有效减少切削热量，降低工件温度，并能延长刀具的使用寿命。
常用的润滑与冷却方法包括切削液的应用、喷雾冷却和内冷夹具的使用等。
六、金属切削加工中的表面质量控制金属切削加工的表面质量对于工件的使用性能和外观质量有着重要影响。
在金属切削加工过程中，应合理选择切削工具和加工参数，并采取适当的表面处理方法，保证工件表面的粗糙度、平整度和形状精度等指标满足要求。
金属切削原理与刀具实验指导书.docx
实验一车刀的角度测量一、目的与要求1.熟悉车刀切削部分的构造要素，掌握车刀标注也度的参考平面、参考系及车刀标注也度的定义；2.了解量角器和量角台的结构，学会使用量角器和量角台测量车刀标注角度；3.绘制年刀标注角度图，并标注出测量得到的各标注角度数值。
二、测量原理与实验方法午刀标注角度对以用角度样板、万能量角器、策略量角器以及各种午刀量角台等进行测量。
其测量的基本原理是：按照车刀标注角度的定义，在刀刃的选定点，川量角器的尺面或最角台的指针平面（或侧面、或底面），与构成被测介度的面或线紧密贴合（或相平行、或相垂直），把要测量的角度测量出來。
（一）车刀量角台的结构年刀量角台是测量车刀标注角度的专用量角仪，它有很多种形式，其中既能测出车刀正交平面参考系的棊木角度，又能测量车刀法平面参考系的基本角度的一种车刀量角台，如图1-1所示。
1 一支脚3—导条5—工作台7—小轴9—大指针1 ]—螺钉13—滑体15—小刻度盘17—旋钮19 一人螺帽2—底盘4—定位块6—工作台指针8—螺钉轴10—销轴12—大刻度盘14—小指针16—小螺钉18—弯板20—立柱圆形底盘2的周边，刻有从0°起顺、逆时针两个方向各100°的刻度，其上的工作台5 可以绕小轴7转动，转动的角度，由固连于工作台5上的工作台指针6指示出來。
工作台5 上的定位块4和导条3固定在一起，能在工作台5的滑槽内平行滑动。
立柱20固定安装在底盘2上，它是一根矩形丝杠，旋转丝杠上的人螺纹19,可以使滑体13沿立柱（丝杠）20的键槽上、下滑动。
滑体13上用小螺钉16固定装上一个小刻度盘15, 在小刻度盘15的外面，用旋钮17将弯板18的一端锁紧在滑体13上。
当松开旋钮17时，弯板18以旋钮17为轴，可以向顺、逆时针两个方向转动，其转动的角度用固连于弯板18 上的小指针14在小刻度盘15上指示出来。
在弯板18的另一端，用两螺钉11固定装上一个扇形大刻度盘12,其上用特制的螺钉轴8装上一个大指针9。
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第一编传统加工技术传统加工技术是指用传统的通用加工机床进行加工的方法，如车、铣、鉋、磨等。
传统加工技术适用于中、小规模生产，特别是小规模生产，其特点是设备投资少，生产成本低，对机床的操作掌握相对容易，但生产效率较低。
目前，在工业生产中，应用最为广泛、使用最多的加工手段仍然是传统加工制造技术。
目前世界上有80％的产品零件是用传统加工方法完成的。
传统加工的工艺装备主要有通用车床、通用铣床、通用鉋床、通用磨床和通用齿轮加工设备等。
传统加工技术主要是研究金属切削原理、金属切削刀具、金属切削机床和机械制造工艺等内容，同时，金属切削原理、金属切削刀具和机械制造工艺学的研究内容也是现代加工技术的基础数据和资料，因此，即使目前现代加工技术方兴未艾，但传统加工技术的研究内容仍然是非常重要的。
本篇讲述的主要内容就是在概述基础理论的基础上，通过典型实验来介绍实验仪器和设备的原理、结构和使用；完成相应实验的步骤和方法；实验数据的处理以及实验图表的制作，同时明确实验的目的和意义。
第二章金属切削原理与刀具2.1 切削概述切削加工的方法很多，切削过程也不尽相同，但大多都有共同的规律，诸如切削刀具（或工具）与工件之间都所具有相对运动（即切削运动），切削过程都要产生一些物理现象等等。
金属切削原理与刀具是研究金属切削过程的变形规律、切削力的产生与计算、切削力的测量、切削刀具的几何参数与切削力和零件表面质量的关系、刀具材料与刀具的使用寿命以及生产率和生产成本等内容。
研究和掌握这些基本规律，是学习和分析各种切削加工方法的基础，也是拟订各种技术规范的理论依据。
2.2 车削力车削力是最具代表性的切削力，下面以车削力为代表，阐述一下车削力的产生和测量及计算方法，以达到举一反三的功效。
2.2.1车削力的产生及计算一、车削力的产生研究车削力的目的是为了生产上的需要，要正确的设计和使用机床、刀具和夹具，防止加工时工件变形过大和引起振动，就必须对车削力的大小和方向进行研究和掌握。
车削时，抵抗材料弹性---塑性变形所形成对前刀面的正压力N前和切削滑出时对前刀面的磨擦力F前，工件对后刀面的正压力N后和磨擦力F后，这些作用在刀具上的力的合力F被称为车削过程的切削力。
车削力F是一个受很多因素影响的空间力，它的大小和方向很难直接测出。
车削时，一般把切削力F分解成空间直角坐标上的三个切削分力（F c、F p、F f）如图2-2-1所示。
其中Fc 为垂直切削分力，方向垂直水平方向，消耗机床绝大部分（95％以上）功率，故被称为主切削力，是计算机床动力、工艺装备强度和刚度时的必备数据；F f 为走刀抗力，是切削力F 在走刀方向上的分力，切削时，走刀速度比切削速度慢得多，所以消耗功率很少（约占1—5％），F f 作用在走刀机构上，是设计机床走刀机构的必要数据；F p 为吃刀抗力，这是切削力F 在吃刀方向上的分力，由于切削时这个方向的速度是零，所以F p 不作功，F p 作用在工件的径向上，会把工件在水平方向顶弯，并引起振动，F p 引起工件的变形，影响工件的加工精度和光洁度远较F c 为大。
由图2-2-1知，总切削力F 和切削分力之间有如下关系：222f p c F F F F ++= （2—1）一般情况下F c ：F p ：F f =1：（0.45—0.65）：（0.35—0.55），将这一数值代入公式（2—1）有222f p c F F F F ++==c c F F 15.1)35.045.01(222=++可见，主切削力F c 差不多等于合力F 。
因此，在实际应用上计算切削力或功率以及研究切削力时，可以用主切削力代替合力。
二、车削力的计算目前车削力的理论计算公式有很多种，但由于一方面精度不高，另一方面理论公式比较繁杂，应用价值不高，这里就不作介绍了。
在实际工作中，特别是在工程实践中多使用经验公式，因此这里重点介绍车削力的经验公式。
车削力的经验公式是用试验方法求出各因素变化时的切削力的数据，然后将试验数据加以整理，将主要的因素列成经验公式、将次要的因素列成经验公式的修正系数，供实际工作中使用。
这种车削力计算方法使用方便，精度较高，所以在实际工作中应用广泛。
在求车削力的经验公式时，先假定其它切削条件不变，只改变其中一个因素，求出每个单因素影响的公式，然后再综合起来求出总公式，即为车削力的经验公式。
当工件材料、刀具几何形状、切削速度等条件不变时，则车削力仅与进给量f 和切削深度a p 有关。
现以主车削力F c 为例，举例说明经验公式的求法。
在确定F c 和f 、a p 之间的关系时，为了简化问题，首先分别研究F c 和f 、a p 之间的关系，然后综合研究F c 和f —a p 之间的关系。
1、F c —a p 之间的关系在切削某种给定的钢材时，其它因素不变，只改变切削深度a p 。
根据测力仪所测的不同a p 时的F c ,将a p 的数值及F c 的数值都画在对数坐标内，此时在对数坐标的曲线必然接近直线。
我们先假定F c —a p 曲线的方程为：Fcp x pc C F αα= (2—2)式中：p C α—系数；Fc x —a p 的切削力指数； 将式(2—2)两边取对数，得)lg(lg Fc p xp c C F αα=Fcp x pC ααlg lg +=p Fc x C p ααlg lg += （2—3）此式在双对数坐标内为一直线，p C αlg 为直线在双对数坐标内的纵截距，cF x 为该直线的斜率，参见图2-2-2。
2、F c —f 之间的关系同上理，其它因素不变，只改变进给量f 。
我们先假定F c —f 曲线的方程为：Fc Y f c f C F = （2—4）式中：f C —系数；Fc y —f 的切削力指数； 将式(2—4)两边取对数，得)lg(lg Fc Y f c f C F =Fc Y f f C lg lg +=fY C Fc f lg lg += （2—5）此式在双对数坐标内也必为一直线，f C lg 为直线在双对数坐标内的纵截距，c F Y 为该直线的斜率，参见图2-2-2。
3、a p 与f 综合对F c 的影响关系假定主切削力F c 与f 及a p 的关系方程式为：Fc cF c Y x pF c f C F α= （2—6）式中：c F C —主切削力系数；c F x —切削深度αp 的主切削力指数 Fc y —进给量f 的主切削力指数。
4、计算举例试验条件：工件：热轧碳钢2/75mm kgf b =σ刀具：K γ=45°；γ0=10°；︒=0s λ 切削速度v=100m/min ；进给量f=0.2mm/r 用车削测力仪测得主车削力F c 数据见表2-2-1。
表2-2-1把表2-2-1数据画在如图2-2-2(a)的双对数坐标中，通过图中各试验点作一直线贯穿期间，可知对数关系图形是一直线，测得该直线倾角α=45°。
从图2-2-2(a)图2-2-2 Fc-αp和 Fc-f曲线图lgαp(mm)lgf(mm/r)(a) (b)中可知，该直线的截距是lg445，该直线的斜率为tg45°，比较(2-3)式有：p C α=445； cF x =tg45°=1把p C α和c F x 代入式(2-2)得：p x pc Fcp C F ααα445==（2-7）这次取αp =1mm,其它试验条件同上，用测力仪测得F c 数据见表2-2-2。
把表2-2-2数据画在如图2-2-2(b)的双对数坐标中，通过图中各试验点作一直线贯穿期间，可知对数关系图形也是一直线，并测得该直线倾角α=37°。
从图2-2-2(b) 中可知，该直线的截距是lg151，该直线的斜率为tg37°，比较(2-5)式有：表2-2-2f C =151； c F Y =tg37°=0.75把f C 和c F Y 代入式(2-4)得：75.0151f f C F Fc Y f c == （2-8）综合式（2-7）和（2-8）中F c 和αp 、f 之间的关系，即可求出F c 与αp 和f 的关系，即：由式（2-7）知，当f=0.2mm/r 时， F c =445αp （2-9）由式（2-8）知，当αp =1mm/r 时， F c =151f 0.75 （2-10）根据式（2-6）结构，综合式（2-9）和（2-10），则得F c =c F C αp f 0.75 （2-11） ∵联立解式（2-9）和（2-11）有：F c =445αp =c F C αp f 0.75 ，再将f=0.2mm/r 代入得到： 445=c F C (0.2)0.75 ∴c F C =75.02.0445=149再联立解（2-10）和（2-11）式有：F c =151f 0.75=c F C αp f 0.75 ，再将αp =1mm 代入又有： 151=c F C ×1. ∴c F C =151考虑到试验时数据可能会有误差，将所求得到的两个c F C 取平均值，得到：c F C =1502151149=+ 故得到主车削力F c 与αp 和f 的关系为：F c =150αp f 0.75式中150即为c F C ，它代表在该具体条件下，即αp =1，f=0.2时的切削力。
以上是主车削力F c 的经验公式的求法，按同样方法也可以求出F p 和F f 的经验公式。
2.2.2 影响车削力的因素影响车削力的因素很多，主要是工件材料、切削用量、刀具几何参数及刀具磨损等。
一、工件材料的影响金属切削理论表明，随着被加工材料强度和硬度的提高，切削力会有所增加；对于强度和硬度相近的材料，因其塑性较大，则强化系数较大，与刀具间的磨擦系数和磨擦角也就较大，故切削力增加；在切削脆性材料时，切削被崩碎，塑性变形及切削与前刀面间的磨擦都很小，故其切削力一般低于塑性材料。
二、切削用量的影响 1、 切削深度和进给量切削深度αp 或进给量f 加大均使切削力增大，但两者的影响程度不同，金属切削理论表明，αp 增大时，切削力成正比增大，而f 增大时，切削力不成正比增大，即当αp 增大一倍时，F c 增大一倍, 而f 增大一倍时，F c 只增大68—86％。
2、切削速度加工塑性金属时，在中速和高速下，切削力一般随着切削速度的增大而减小，这重要是因为随着撕毁削速度v的增大将使切削温度提高，在低速范围内，由于存在着积削瘤的产生与消失过程，所以切削速度对于切削力的影响会随着积削瘤的产生与消失而波动。
在切削脆性材料时（如灰铸铁、铅黄铜），因其塑性变形很小，切屑和前刀面的磨擦也很小，所以切削速度对切削力没有显著的影响。