重点课程《金属切削原理及刀具》建设教学课件
金属切削原理与刀具PPT课件
车刀安装偏斜
rer
' re
r'
-
(2)进给运动对工作角度的影响 ① 横向进给(以切断车刀为例) ② 如下图所示,此时切削刃相对与工件的运动轨迹为一螺线。
合成运动方向为过切削点与螺线的切线方向,因此,基面、 切削平面均逆时针转过一角度μ。
tg f v f v nf r
nf 2nr f d
横向进给
➢ 自由切削:只有一条直线切削刃参加切削工作 ➢ 非自由切削:刀具切削刃是曲线,或几条切削刃同时 参加并完成切削 (2)直角切削与斜角切削
➢ 直角切削:刀具主切削刃的刃倾角 s 0 的切削。此
时,主切削刃与切削速度方向成直角
➢ 斜角切削:刀具主切削刃的刃倾角 s 0 的切削。
直角切削与斜角切削
oe o oe o
② 纵向进给 如左图所示,此时合成运动方向 在进给速度的影响下,绕切削 点转过一角度μ,仍先注意在进 给平面的变化,然后再转换为 主剖面内。角度的变化为:
纵向进给
tgf vf v f dw
oe o oe o
tg v fv fd w c o 2 sr fd w sirn
§2-2 刀具材料
一、刀具材料应具备的性能
➢ 高的硬度和耐磨性 ➢ 足够的强度和韧性 ➢ 高的耐热性 ➢ 更好的热物理性能和耐热冲击性能 ➢ 良好的工艺性 ➢ 经济性
二、常用的刀具材料
工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷超硬刀具材料
(1)高速钢 ➢ 突出性能:较高的强度、韧性和耐磨性,较好的工 艺性 ➢ 主要品种: W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 、 W6Mo5Cr4V2 Co8、 W6Mo5Cr4V2Al ➢ 应用范围:用于加工250~280HB以下的大部分结构 钢和铸铁,用作复杂刀具如钻头、丝锥、铰刀、拉刀、 铣刀、齿轮刀具和成形刀具
1.1金属切削原理及刀具ppt课件
切 削
例如,车削、镗削的主运动是工件与刀具的相对旋转运动,而刨削是的主运动是 刀具相对于工件的直线运动。
运 (2)进给运动:使新的金属不断投入切削的运动。它保证切 削工作连续或反复进
动 行,从而切除切削层形成已加工表面。
与 切 削
特点:机床的进给运动可有一个、两个或多个组成,通常消耗功率较小,进给运 动可以是连续运动也可以是间歇运动。
角度。
刀 具 标
刀具标注角度的参考系 的形成如右图动画所示, 由基面、切削平面、主剖
注 面等平面构成了主剖面参
角 考系。 度
的
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、刃磨和测量的某一安装定位平面或
轴线。 例如,图示为普通车刀或刨刀的基面,它平行于刀具底面。钻头、铣刀和丝锥等
注意:由于刀具角度的参考系沿切削刃各点可能是变化的,故所定义的刀具角度
标 应指明是切削刃选定点处的角度;凡未特殊注明者,则指切削刃上与刀尖毗邻的那一
注 点的角度。
角 度
在切削刃是曲线或者前、后刀面是曲面的情况下,定义刀具的角度时,应该用通 过切削刃选定点的切线或切平面代替曲线刃或曲面。
主剖面参考系里的标注角度的名称、符号与定义如下图所示: 刀 具 的 标 注 角 度
要
角度、切削层参数等。 刀具材料——介绍刀具材料应具备的性能(硬度、耐磨性、强度、韧性、耐热
性、工艺性、经济性);两种常用的刀具材料(高速钢、硬质合金)和其它刀具材料
(涂层、陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼)。
1.1 基本定义
金属切削过程
金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程。刀具从工件上切除多余的(或预
《金属切削原理及刀具》图文课件-ppt-第5章
表5-1 切屑、工件、刀具中切削热的分布
切削热传入对象
切屑
车削 钻削
50%~86% 28%
工件
3%~9% 52.5%
刀具
10%~40% 14.5%
周围介质
1% 5%
2022年7月24日星期日
5.2 切削温度的测量方法
切削温度的测定方法很多,有热电偶法、辐射测温法等。但目 前广为应用的是热电偶法。它具有简单、可靠,使用方便的优点。
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如图所示为用辐射测温法测量工件与刀具侧面温度分布的示意图。 所使用的传感器是热敏电阻传感器。这种测量方法的优点是测定区域的 直径只有0.15 mm,因此,可缩小不同测定点之间的距离,缺点是只能 测量刀具侧面的温度而不能测量垂直切削刃工作部位中间剖面的温度。
用辐射测温法测量工件与刀具侧面的温度分布的示意图 2022年7月24日星期日
热电偶的热端固定在刀具或工件上预定要测量温度的位置上, 冷端通过导线串接在电位差计、毫伏表等完成其他显示和记 录的仪器上。根据记录的热电势值.可以在相应的标定曲线 上查得测定点的温度值。如图(a)所示为测量刀具前面某点 的温度示意图。如图(b)所示为测量工件加工面中某点的温 度示意图。
2022年7月24日星期日
使用切削液对降低切削温度 有明显效果。切削液有两个 作用;一方面可以减小切屑 与刀具前面、工件与刀具后 面的摩擦;另一方面可以吸 收切削热,两者均使切削温 度降低。但切削液对切削温 度的影响,与其导热性能、 比热、流量、浇注方式及本 身的温度有关。
5.5 切削温度对切削过程的影响
1.对工件材料机械 性能的影响
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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。
金属切削原理及刀具课件
刀具的磨损与破损
刀具磨损的形式与机理
刀具磨损的形式:前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损
刀具磨损的机理:磨料磨损、热磨损、化学磨损、疲劳磨损
刀具磨损的影响因素:切削参数、切削材料、刀具材料、刀具结构
刀具磨损的预防措施:合理选择切削参数、选用合适的切削材料、选用高耐磨损的刀具材料、优 化刀具结构
刀具磨损的监测与控制
刀具磨损的监测方法:通过观察、测量和检验等方法对刀具磨损情况进行实时监测。
刀具磨损的控制策略:采用合理的切削参数、刀具材料和涂层技术等手段,有效控制刀具磨 损。
刀具磨损的预防措施:通过改进刀具设计、提高刀具制造质量和使用高性能刀具等方法,减 少刀具磨损的可能性。
刀具磨损的应对措施:一旦发现刀具磨损,应及时采取更换刀具、调整切削参数等措施,避 免影响加工质量和效率。
刀具的维护与保养 :正确的使用和维 护刀具,可以延长 刀具的使用寿命, 提高加工效率。
刀具的几何参数与选择
刀具的几何参数:包括前角、后角、主偏角、副偏角等,这些参数对切削 力和切削热有重要影响。
刀具的选择:根据加工材料、加工要求、刀具材料和加工条件等因素选择 合适的刀具,以确保加工质量和效率。
刀具的刃磨:刃磨可以改变刀具的几何参数,从而调整切削力和切削热, 提高加工质量和效率。
刀具的基本知识
刀具的分类与用途
刀具的分类:根据刀具的结构可分为整体式、镶嵌式和特殊形式;根据刀具的使用范围可 分为车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
刀具的用途:刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。绝大多数的刀具是 机用的,但也有手用的,如刻刀、木工刨刀、木工铣刀等。
刀具的发展趋势:随着制造业的发展,刀具行业正朝着高效化、智能化、精细化方向发展。
金属切削原理及刀具课件
金属切削原理及刀具课件一、教学内容本节课我们将学习《金属切削原理及刀具》教材的第3章“切削力与切削温度”和第4章“刀具的几何角度及材料”。
详细内容涉及切削力的产生与计算,切削温度对工件和刀具的影响,刀具的几何参数对切削性能的影响,以及不同刀具材料的性能特点。
二、教学目标1. 理解切削力的产生原因,掌握切削力的计算方法。
2. 了解切削温度对工件和刀具的影响,掌握控制切削温度的方法。
3. 掌握刀具的几何角度对切削性能的影响,能够合理选择和调整刀具。
三、教学难点与重点难点:切削力的计算,刀具几何角度的优化选择。
重点:切削温度的控制,刀具材料的选择。
四、教具与学具准备1. 教具:金属切削原理挂图,刀具实物模型。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示金属切削加工现场视频,引导学生关注切削过程中的力和温度问题。
2. 理论讲解:a. 讲解切削力的产生原因,引导学生学习切削力的计算方法。
b. 分析切削温度对工件和刀具的影响,介绍控制切削温度的方法。
c. 介绍刀具的几何角度及材料,分析其对切削性能的影响。
3. 例题讲解:针对切削力计算、刀具角度选择等难点,进行例题讲解。
4. 随堂练习:布置相关练习题,巩固所学知识。
5. 互动环节:组织学生讨论,分享学习心得。
六、板书设计1. 切削力的计算公式。
2. 切削温度对工件和刀具的影响。
3. 刀具几何角度及材料的选择原则。
七、作业设计1. 作业题目:a. 计算给定条件下的切削力。
b. 分析切削温度对工件加工质量的影响。
c. 选择合适的刀具几何角度和材料。
2. 答案:八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:鼓励学生深入研究金属切削领域的前沿技术,了解新型刀具材料和设计理念。
重点和难点解析1. 切削力的计算。
2. 刀具几何角度的优化选择。
3. 切削温度的控制。
4. 作业设计。
一、切削力的计算1. 确定工件材料和切削条件:工件材料包括金属的种类、硬度等;切削条件包括切削速度、进给量、切削深度等。
《金属切削原理及刀具》(第一章车刀)PPT
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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:
课程答疑信箱: 课程答疑信箱:qst@
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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
课程答疑信箱: 课程答疑信箱:qst@
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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
课程答疑信箱: 课程答疑信箱:qst@
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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(课)课件
立方氮化硼
具有极高的硬度,适用于加工 高硬度材料,如淬火钢和硬质
合金。
刀具结构
切削刃
刀柄
刀槽
刀面
刀具上用于切削的锋利 部分,其形状和角度对 切削效果有很大影响。
连接刀具和机床的部分, 要求具有足够的刚性和 稳定性。
为了容纳切屑和增强排 屑效果,在刀具上设置
的凹槽。
刀具上与工件接触的部 分,要求具有较低的摩 擦系数和较高的耐磨性。
切屑的控制
切屑控制是金属切削过程中的重要环节,通过合理选择刀具 几何形状、切削用量和冷却润滑条件,可以有效地控制切屑 的形状、大小和排出方向,避免切屑对刀具和加工表面的损伤。
切削力与切削振 动
切削力
切削过程中,刀具对工件施加压力,使工件产生变形和切屑,这个力称为切削力。 切削力的大小直接影响切削效率和加工质量,是金属切削过程中的重要参数。
进给量定义
工件或刀具在单位时间内 沿进给方向相对于刀具的 移动量。
切削热与切削温度
切削热的产生
切削温度对加工的影响
切削过程中因克服工件与刀具之间的 摩擦以及工件材料的弹性变形和塑性 变形而产生大量的热量。
切削温度过高会导致刀具磨损加剧, 工件表面质量下降,甚至引起刀具和 工件的变形,影响加工精度。
切削温度的影响因素
切削温度主要受切削用量、刀具几何 参数、刀具材料和工件材料等因素的 影响。
02
金属切削刀具
刀具材料
01
02
03
04
硬质合金
具有高硬度、高耐磨性和良好 的高温性能,广泛应用于切削
刀具。
高速钢
具有较好的韧性和热稳定性, 常用于制造复杂刀具和大型刀
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改进教学方法。 具体做法是以小组为单位完成任务后,由各个
小组派代表进行成果展示,首先各组互评、然 后由教师进行任务点评,最后进行自评。
四、课改效果
活跃课堂气氛,提高学 习效率和质量
由于任务驱动并设置讨 论交流环节,极大调动 了学习积极性,活跃了 课堂气氛。
研讨;
确保学生毕业能够以最新的技术 力量入列到行业建设中去。
三、课改措施
3.搭建真实和具有代表性的实战任务载体序列
真实的任务载体 使得任务更具有职业特征, 更具有吸引力, 更能有效的进行职业能力的培养,
课程所选载体来自于减速器、CA6140车床的实际 零件,其中后托架零件用于支撑车床的丝杠、光 杠和控制杆,学生利用课余时间深入车间对零件 进行实地考察,极大调动了学生学习的积极性。
CA6140
《孔加工刀类型选用》工作任务页
载体序化
零件结构由简单到复杂
载体序化 原则
技术要求由简单到复杂 技术要求由单一到综合
三、课改措施
4.精心设计教学过程
任务分解,小步快跑 对于大任务,往往容易引起懈怠,要进行任务分解,便于学 生完成;一般以20~30分钟时限作一个任务单元。
知识补充 任务完成需要很多知识,包括没学过,这就需要有效补充;
四、课改效果
时间够用了 做中学、每个同学都根据自己情况,进行学习 讨论,充分实现了因材施教,每个人都会更有 效的利用时间,时间够用了!
四、课改效果
职业能力和职业素养明显提高
一些学生改掉了混日子的不良习气。认识到好 习惯的养成的重要性,从点滴做起,学习风气 日渐浓厚。更多的学生愿意以负责任的态度对 待学习,愿意在竞争与合作中进步。
培养掌握 专业知识 职业技能
二、存在问题
1.能力培养存在缺失
某种 刀具 结构
性能
麻花钻
铰刀
镗刀
锪钻 中心钻
孔加工
车刀 扩孔钻
应用
场合
使用
传统教学
方法
针对单一刀具展开
铣刀
拉刀
砂轮
工作程序 围绕零件加工选刀具
实际教学中,缺少针对加工零件选择刀具工作的切入点 以及逻辑阶梯构建的能力培养。
二、存在问题
2.传统课堂教学不利于职业素养的形成
2.工作 引导
6.评价 改进
工作任务
3.独立 工作
5.组间 交流
4组内 讨论
三、课改措施
阶段
作用
工作引导阶段 引导学生掌握整体工作思路;
独立工作阶段 培养自控能力、学习与工作能力,
组内讨论阶段 组间交流阶段
评价改进阶段
培养学生的责任感、团结合作意识与能力;
培养表达能力,竞争能力,形成以工作为重, 比学赶帮超的工作作风,促进个人素质的提高 和整体工作的进步。
9 刀具切削用量选择 10 切削力与功率控制 11 车刀选用 12 孔加工刀具选用 13 平面加工刀具选用 14 齿形加工刀具选用 15 砂轮选用 16 新技术研讨
2.基于课程定位,构建基于工作的任务序列
任务涵盖了实际工作的主要项目; 按从基础到复杂,从易到难排序; 在课程最后还安排最新技术检索与
3.搭建真实和具有代表性的实战任务 载体序列
任务载体的代表性
是完成系列任务的保证,是有效全面训练学生 职业能力的基础,
以后托架零件为例,其上面的孔既有大直径的, 也有小直径;既有高精度,也的精度的;既有 深孔,也有浅孔;既有圆柱孔,也有圆锥孔; 既有光孔,也有螺纹孔,这样几乎所有的孔加 工刀具都会用到,就很很全面的培养学生的职 业能力。
认真负责,团结合作职业素质的形成一定需要相应的 场景和过程,仅靠课堂教学说教不可能完成职业素质 培养。
二、存在问题
3.教学内容和教学方式缺乏吸引力,教学效果差
传统教学内容和实际工作有一定距离,不足以引起学 生浓厚的学习兴趣;
教学方式采用教师主导式的满堂灌,学生很难坚 持50分钟的持续学习,教学效果自然较差,有待 改进。
节奏控制 节奏控制要把握好时机。一般首先要有粗线条式的引导,但 在遇到障碍影响进度的时候,要加以点拨引导,特别是遇到 重大方向性错误的时候,更要引导,以控制节奏、保证教学 质量。
三、课改措施
5.配套系列教参,与刀具构建真实工作环境 根据任务需要,配套构建了以工作方式完成任务 所必需的参考手册体系。
包括: 国内最权威的实用手册 08-13年各个厂家最新的产品介绍目录, 与工作岗位零距离接触,确保业务素质能与时俱进。
5.配套系列教参,与刀具构建真实工作环境
5.配套系列教参,与刀具构建真实工作环境
教研室配套购置了真实刀具
6.教学评价
评价包括自评、互评和总评三个环节, 互评环节在于相互学习,培养责任感、合作与
四、课改效果
固化教学成果、稳步提高教学质量
通过教改,集体智慧固化成一批教学成果, 能避免教学质量的不稳定,促进教学质量和 水平整体提高,能使学生平等地接受优质教 学,整体提高我专业毕业生质量。
部分工作页
感谢评委老师 一路支持
请您 提出宝贵建议
9、 人的价值,在招收诱惑的一瞬间被决定 。20.12.1220.12.12Saturday, December 12, 2020
引导学生全面掌握工作要领,发现工作失误原 因,并整改提高。
三、课改措施
2.基于课程定位,构建基于工作的任务序列 本课程服务于基于零件加工的选刀和用刀两大技术。
1 刀具材料选择 2 刀具工况分析 3 切屑控制 4 积屑瘤控制 5 加工硬化控制 6 刀具寿命控制 7 工件表面质量控制 8 刀具几何参数选择
金
属
切重
削
点 课
原程
理
建 设
及汇
刀报
具
金属切削原理及刀具
汇 一.课程定位 报 二.存在问题 提 纲 三.课改措施
四.课改效果
一、 课程定位
机械制造及自动化专业就职需求
主要服务岗位: 机械加工 正确使用刀具 Nhomakorabea正确选择刀具
一、课程定位
培养 认真负责 团结协作
职业素养
正确选择 金属切削刀具
正确使用 金属切削刀具
三、课改措施
1.构建任务驱动教学模式,培养学生综合职 业能力
特征:以任务为主线、教师引导、学生为主体
•以任务为主线,符合职业特征,利于职业能力培养; •以教师为引导,将教学内容巧妙的隐含在任务中,控制节奏, 保证方向; •以学生为主体,学生全程参与工作,完成职业能力与职业素 质的培养。
实施方案
1.布置 任务