金属加工的基础
金属加工的基础知识
金属加工的基础知识
金属加工是一项历史悠久而又广泛应用的技术，它的尤为重要
的一点就是为我们提供了各种各样实用的金属制品。
而想要进行
金属加工，就需要掌握一些基础知识，这些基础知识包括材料选择、加工方式、热处理等。
材料选择
金属材料作为主要的制造原料，对于不同的加工方式需要选择
不同的材料。
通常情况下有钢、铝、铜、镁、锌、银等金属材料。
在选择材料时需要注意的是该材料的强度、韧性、硬度和导热性
等技术指标，因为这些指标会对加工后的产品性能产生重要影响。
加工方式
有很多种金属加工方式，包括机械加工、冷加工、热加工等。
其中机械加工操作具有易控制、成型精度高、不伤材料本身的优点，在很多场合都是首选的加工方式。
此外，视情况而定还可以
选择折弯、压铸、抽拉、挤压等方法进行金属加工操作。
热处理
有些金属材料需要进行热处理，这样才能更好地满足不同的制品要求。
热处理的方式通常分为焙火、正火、回火和淬火四种。
其中焙火对金属的强度不具有很大影响，主要用于消除应力和改善切削性能。
正火则可显著提高金属的强度和韧性，回火则是再次加热已经淬火的材料，这样可以去除需要，提高材料的塑性。
淬火则是将金属材料冷却到相应温度，这样可以进一步提高材料的硬度和强度。
结语
金属加工的基础知识虽然看上去很简单，但是对于金属制品的制造而言却是非常重要的。
因此想要成功从事金属加工操作，就必须充分了解材料选择、加工方式、热处理等基础知识。
通过不断的学习和实践，相信相信大家能够掌握更加专业的金属加工技巧。
金属加工基础
本章要点
金属切削的基本概念 刀具材料及选用 金属切削的基本现象与规律
切削条件的合理选用 常见金属切削加工方法、设备 及刀具
1
第一章 金属切削加工基础
第一节 金属切削基本概念
一、切削时的工件表面、切削运动和切削用量
切削时的工件表面
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
13
第一章 金属切削加工基础
பைடு நூலகம்A向
16 ° 13 ° 10 ° 60 ° 8°
12 ° A
12 ° 0°
90 ° 90 ° 21 °
7° 7°
7°
10 °
外圆车刀角度的标注
切断刀角度的标注
图 2 － 5 车 刀 角 度的 标 注
14
第一章 金属切削加工基础
刀具的工作角度
以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的刀具 角度称为刀具的工作角度，又称实际角度。 刀具安装位置对工作角度的影响
直角切削与斜角切削 直角切削是指刀具主切削刃的刃倾角λs=0的切削；斜角切削是刀具 指主切削刃的刃倾角λs≠0的切削。前者主切削刃与切削速度向量成直角， 切屑流出方向沿切削刃的法向；后者主切削刃与切削速度向量不成直角， 切屑流出方向将偏离其切削刃方向。
20
第一章 金属切削加工基础
第二节 刀具材料及选用
高速钢刀具材料及其用途 构 成
加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素 的高合金工具钢。
22
第一章 金属切削加工基础
有较高的热稳定性，较高的强度、 韧性、硬度和耐磨性，且制造工艺简单， 但耐热性和耐磨性比硬质合金差。
金属切削加工的基础知识
n——主运动每分钟的往复次数，单位 str/min。
(2) 进给量 f
表示进给运动速度大小的方法有三种，即进给速度 vf，进给量 f，每齿进给量 fz。 进给速度 vf 是指切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给运动速度。单位为 mm/s。 进给量 f 是指主运动每转一转，或一个双行程，工件或刀具在进给运动方向上的相对位移量。
程中它的面积逐渐扩大。
过渡表面：工件上由切削刃形成的那部分表面，又称加工表
面。它在主运动的下一转里被切除，或者由下一切削刃切除(多齿 图 1-5 工件的加工表面和被吃刀量 刀具)。
单位为 mm/r 或 mm/str。
每齿进给量 fz 是指多齿刀具每转一齿，工件和刀具在进给运动方向上的相对位移量。单位为 mm/z。
(3) 背吃刀量 ap
切削过程中，通常会在工件上形成三个表面，如图 1-5 所示。
待加工表面：工件上即将被切除的的表面。在切削过程中它
的面积不断减少，直至全部切去。
已加工表面：工件上刀具切削后形成的新鲜表面。在切削过
v
d wn 60 1000
(m/s)
(1-1)
式中：dw——完成主运动的刀具或者工件的最大直径，单位 mm。 n ——主运动的转速，单位 r/min。
当主运动为往复运动时(如刨削)，则切削速度为往复运动的平均速度。
v
2Ln 60 1000
(m/s)
(1-2)
式中：L——往复运动的形成长度，单位 mm。
常用的金属切削加工方法有：车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削、拉削等。
1.1 工件表面的形成方法及所需的成形运动
任何零件的表面都可以看作由若干个基本表面按照一定的关系组合而成。如图 1-1 所示机器零 件上常用的典型表面有：平面、圆柱面、圆锥面和各种成形表面。
金加工基础知识
（2）形状精度 是指零件加工后的表面与理想表面在形状上相接近的 程度 常用的有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓 度和面轮廓度等。
（3）位置精度 是指零件加工后的表面、轴线或对称平面之间的实 际位置与理想位置接近的程度。
常用的有平行度、垂直度、同轴度、对称度等。
形状和位置公差特征项目的名称及符号
六、金属切削过程
金属切削过程是指工件上一层多余的金属被刀具切除 的过程和已加工表面的形成的过程。 在这个过程中始终存在着刀具与工件（金属材料）之间 切削和抗切削的矛盾，并产生一系列重要现象。如形成 切屑、切削力、切削热与切削温度及刀具的磨损等。
1、切屑的形成过程 金属切削的特点是被切金属层在刀具的挤压、摩擦作 用下产生变形以后转变为切屑和形成已加工表面。 剪切滑移变形, 切削：与挤压情况类似 加工硬化、 。弹性变形→剪切应力增 形成切屑 大，达到屈服点→产生塑 性变形，沿OM线滑移→剪 切应力与滑移量继续增大 ，达到断裂强度→切屑与 母体脱离。
常见的切削运动
4、切削用量
切削用量是用来表示 切削加工中主运动和进 给运动参数的数量。 切削用量包括： 切削速度 进给量 背吃刀量三个要素。
（1）切削速度：在切削加工时，切削刃选定点相对 于工件主运动的瞬时速度称为切削速度，它表示在单 位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离, 单位为m/min或m/s。
3)、铣刀
五、刀具材料
1、刀具材料应当具备的性能 较高的硬度和耐磨性 常温硬度应在HRC60以上。耐磨性是硬度、组织及化 学性能等的综合反映 足够的强度和韧度 为了承受切削力、冲击和振动，刀具材料应具有足 够的强度和韧性。
较高的耐热性 高温硬度、强度、耐磨性，抗氧化性、抗扩散粘结 性等，是衡量刀具材料综合切削性能的主要指标。 良好的工艺性和经济性 为了便于刀具制造，包括锻、轧、焊接、切削加工、
金属冷加工基础
固体废弃物
金属加工过程中产生的固体废弃物应 分类处理，可回收利用的应进行回收， 不可回收的应妥善处理。
噪声污染
采取消音措施，降低设备噪声，减少 对周围环境的影响。
金属冷加工的未来发展趋势与展望
智能化
随着工业4.0的发展，金属冷加工 将向智能化方向发展，实现自动
化、数字化和网络化生产。
环保化
随着环保意识的提高，金属冷加工 将更加注重环保，采用更加环保的 材料和工艺，减少对环境的污染。
个性化
随着个性化消费的兴起，金属冷加 工将更加注重个性化生产，满足消 费者多样化的需求。
THANKS
感谢观看
金属冷加工设备的维护与保养
定期检查
对金属冷加工设备进行定期检 查，确保设备各部件正常运转 ，及时发现并解决潜在问题。
清洁保养
定期对设备进行清洁保养，保 持设备整洁，防止污垢和杂质 的积累。
润滑维护
定期对设备进行润滑维护，保 证设备各部件之间的润滑良好 ，降低磨损和摩擦。
安全操作
遵守设备操作规程，确保设备 安全运行，防止事故发生。
05
金属冷加工工艺流程
毛坯准备
1
毛坯准备是金属冷加工的第一步，包括选择合适 的材料、确定毛坯的形状和尺寸，以及进行必要 的加工以去除多余的材料。
2
毛坯的准备应考虑到工件的性能要求、加工工艺 和生产效率等因素，以确保后续加工的顺利进行。
3
毛坯的表面质量对工件的质量和加工精度有着重 要影响，因此需要确保毛坯表面无明显缺陷和损 伤。
切削加工
切削加工是利用切削工具将金属材料切除，从而获得所需形状和尺寸的加工方法。
切削加工可分为铣削、车削、钻削等，其中铣削是使用旋转切削刀具对金属进行切 削，车削是使用车床对金属进行切削，钻削是使用钻头对金属进行切削。
第5章金属冷加工基础
一、金属切削运动及切削要素 1.切削运动 （2）进给运动
进给运动速度远小于主运动 速度，消耗功率较小。 进给运动可能有一个，也可 能有几个。
一、金属切削运动及切削要素 2.切削要素 切削用量三要素 切削速度vc
进给量f
背吃刀量ap
二、切削刀具的选用 1.切削刀具材料 要求
高硬度和高耐磨性
高热硬性
加工精度 使用范围 自动化程度 尺寸和质量大小
一、金属切削机床的分类及型号 1.金属切削机床的型号
机床类别 主要参数 主要特征代号 用大写汉语拼音字母和阿拉伯数字表示
C M 6 1 3 2
主参数代号(即最大车削直径为320mm) 机床型别代号（即卧式车床） 机床组别代号（即落地或普通车床组） 机床通用特性代号（即精密车床） 车床类别代号（即车床类）
三、车床及其应用
4.车床附件及工件安装
中心架与跟刀架
跟刀架
中心架
三、车床及其应用
4.车床附件及工件安装
中心架与跟刀架
中心架与跟刀架作为辅助支承，增加工件的刚性。
跟刀架安装在床鞍上，随床鞍一起运动。 中心架直接安装在导轨上，不会运动。
三、车床及其应用
4.车床附件及工件安装
心轴
为了保证工件的精度，常将盘套类零件安装 在心轴上加工，以保证工件外圆加工的同轴度和 加工端面与轴心线的垂直度。 常用的心轴有圆锥体心轴、圆柱体心轴和可 胀心轴。
三、车床及其应用
3.车床的传动路线
三、车床及其应用
3.车床附件及工件安装
卡盘
方便 、 夹紧力较____ 小 ，装夹工作_____ 找正，具有______ 较高的自动 迅速，不需_____ 定心精度，特别适合装夹______ 轴类 、 套类 、______ 盘类 等对称性工件，但 ______ 不适合装夹形状_________ 不规则 的工件。 三爪自定心卡盘
金属工艺学热加工工艺基础
金属工艺学热加工工艺基础引言热加工是指将金属材料在高温条件下进行加工和塑性变形的工艺。
它是金属工艺学中最常用的一种加工方法。
本文将介绍金属工艺学热加工的基础知识和常见工艺，包括热加工的定义、分类、应用领域以及热加工工艺的基本原理和过程。
热加工的定义和分类热加工是指将金属材料在高温条件下进行加工和塑性变形的工艺，通过加热金属材料，使其达到高温状态下的可塑性，从而改变其形状和性能。
热加工可以分为以下几个分类：1.锻造：将金属材料加热至塑性变形温度，在模具的作用下施加压力，使金属材料发生塑性变形，得到所需形状的工艺方法。
2.热轧：将金属坯料加热至塑性变形温度，通过连续轧制的工艺，将金属坯料压制成所需的薄板、条材等形状的工艺方法。
3.热挤压：将金属材料加热至塑性变形温度，在模具作用下施加压力，使金属材料发生塑性变形，得到所需形状的工艺方法。
4.热拉伸：将金属材料加热至塑性变形温度，在拉伸力作用下使其发生塑性变形的工艺方法。
热加工的应用领域热加工在许多领域都有广泛的应用，包括以下几个方面：1.金属制造业：热加工是制造金属制品的主要方法之一，应用于汽车、船舶、机械设备等各个领域。
2.建筑业：热加工在建筑业中主要应用于金属结构件的制造和加工，如桥梁、厂房等。
3.能源行业：热加工在能源行业中用于制造燃烧设备、锅炉等。
4.航空航天业：热加工在航天航空行业中用于制造航空发动机、航天器件等。
热加工工艺的基本原理和过程热加工工艺的基本原理是将金属材料加热至塑性变形温度，使其处于可塑性状态，通过施加力或形变方式，使金属材料发生塑性变形，从而获得所需形状和性能的工艺方法。
热加工工艺的基本过程包括以下几个步骤：1.加热：将金属材料加热至塑性变形温度，通常使用火焰加热、电阻加热等方法。
2.塑性变形：在加热状态下，施加力或形变方式使金属材料发生塑性变形，通常使用压力、拉伸等方法。
3.冷却：经过塑性变形后，将金属材料冷却至室温，使其保持所需形状和性能。
第七章 金属切削加工基础知识 1
2．进给运动:由机床或人力提供的运动,它使刀具
与工件间产生附加的相对运动,进给运动将使被切
削金属层不断地投入切削,以加工出具有所需几何 特性的已加工表面.(车削外圆时,进给运动是刀具 的纵向运动;牛头刨床刨削时,进给运动是工作台 的移运.)
3.主运动和进给运动的合成: 当主运动和进给运动 同时进行时，切削刃
互接触的表面上承受了很大的压力和强烈的摩
擦、刀具在高温下进行切削的同时，还承受着
切削力、冲击和振动，因此要求刀具切削部分
的材料应具备以下性能：
1.高硬度：刀具材料必须具有高于工件材料的硬
度，常温硬度应在HRC60以上。
2.耐磨性：耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力，通
常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。
第七章 金属切削加工基础知识
要求目的：理解零件加工质量的概念、掌握切削
运动和金属切削刀具的基本知识、认识金属切削
过程的基本规律。
重点、难点：切削运动和切削刀具。
7.1 加工质量
金属切削加工（或冷加工）是指用切削工具从坯
料或工件上切除多余材料，以获得所要求的几何 形状、尺寸精度和表面质量的零件的加工方法。
公差、形状公差和位置公差来表示。
1.尺寸精度:是指加工表面本身的尺寸（如圆柱面
的直径）和表面间的尺寸（如孔间距离等）的精
确程度。尺寸精度的高低，用尺寸公差的大小来 表示。 为了实现互换性和满足各种使用要求，国家标准 GB1800-79规定，尺寸公差分为20个公差等级，即
IT01、IT0、IT1、IT2„„、IT18。从IT01 ~IT18，
Vc (m / min 或m / s)
式中：d——工件直径，㎜ n——工件或刀具每分钟（秒）转数（r/min或r/S）
金属切削加工基础课件
Kr’：使已加工表面残留密集的高度减小，降低工件 的表面粗糙度。
选择：在不产生振编动辑的版pp前t 提下，取小值。
22
5 . 刃倾角（ S ）
编辑版ppt
23
作用
①影响切削刃的锋利程度； ②影响切屑流出方向； ③影响刀头强度和散热条件； ④影响切削力的大小和方向。
选择： 精加工：取 正（+S ）
介质： 5%
编辑版ppt
43
2.影响切削温度的因素
v ① 切削用量： c 、f 、a p愈大，切削温度愈高。但 vc的影响最大 、f 次之、a p最小。
② 工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好， 切削温度越高。 刀具角度： 增大 0 ，切削温度降低；减小kr 、kr’，
③ 刀具 切削温度降低。
⑷ 硬质合金
碳化物+粘结剂——粉末冶金
碳化物：WC、TiC、等
粘结剂：Co
HRC≈76~84 耐热温度 —1000℃
允许的切削速度是高速钢的4~10倍。
编辑版ppt
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① 钨钴类（YG）(K)：WC+Co ② 钨钴钛类（YT）(P)：WC+TiC+Co ③ 通用（YW）(M)：TaC、NbC ④ 表面涂层： TiC、TiN、TiCN、TiAlN
0
0
编辑版ppt
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选择： 加工塑性材料和精加工—取大后角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小后角（ 0 ）
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时， 则 bD 、hD —
积屑瘤的形成
金属压力加工工艺基础知识
金属压力加工工艺基础知识金属压力加工是一种常见的金属加工方式，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、建筑等行业。
它通过机械设备对金属材料施加力量，使其在受力作用下发生形变，并得到所需要的形状和尺寸。
以下是金属压力加工的基础知识。
1. 金属压力加工的主要方法金属压力加工主要包括锻造、轧制、挤压和拉伸等方法。
锻造是利用锤敲或机械压力对金属进行加工，使其在高温或室温下发生形变；轧制是通过辊轧机将金属材料压制为所需的形状；挤压是将金属放置在模具内，施加压力使其通过模具孔径形成所需形状；拉伸是将金属材料拉伸成细丝或薄板。
2. 金属材料的选择金属压力加工时，要选择适合的金属材料，常见的金属材料有钢、铁、铝、铜、镁等。
选择材料应考虑其机械性能、成本、可加工性等因素。
3. 加工工艺参数金属压力加工的工艺参数包括温度、压力、形变速度等。
不同工艺需要不同的参数，它们直接影响到成品的质量和性能。
4. 加工设备金属压力加工需要相应的设备，如锻压机、辊轧机、挤压机、拉伸机等。
这些设备具有不同的结构和功能，适用于不同的加工方式和材料。
5. 金属压力加工的优点金属压力加工具有高效、高精度、高稳定性等优点。
它能够生产各种复杂形状的金属制品，能够提高材料的机械性能和物理性能。
6. 金属压力加工的应用领域金属压力加工广泛应用于各个行业。
例如，锻造常用于制造航空发动机零件、汽车零件等；轧制常用于制造金属板材、管材等；挤压常用于制造铝合金门窗、铝合金型材等；拉伸常用于制造线材、薄板等。
总之，金属压力加工是一种重要的金属加工方式，掌握其基础知识对于从事相关行业的人员来说是很重要的。
只有了解金属压力加工的方法、材料选择、工艺参数、设备和应用领域等方面的知识，才能更好地进行金属加工，满足各种工业领域对金属制品的需求。
金属压力加工是一项复杂而重要的工艺，对于金属制品的制造起着至关重要的作用。
在金属压力加工领域，有许多基础知识需要了解和掌握，下面将进一步介绍金属压力加工的相关内容。
金属加工基础教案
金属加工基础教案课程名称：金属加工基础教学目标：1. 掌握金属加工的基本概念。
2. 了解金属加工的常见方法和工艺流程。
3. 学习金属加工中常用的工具和设备。
4. 掌握金属材料的性能和选择原则。
5. 熟悉金属加工的安全操作规范。
教学内容及教学步骤：第一课：金属加工的概念和分类1. 引入：- 介绍金属加工的概念和应用领域。
- 引导学生思考金属加工在日常生活和工业生产中的重要性。
2. 金属加工的分类：- 分析常见的金属加工方法，如切削、锻造、焊接、冲压等。
- 介绍每种方法的基本原理和适用范围。
第二课：金属加工的工艺流程1. 引入：- 回顾上节课所学内容。
- 引导学生思考金属加工的工艺流程对产品质量和生产效率的影响。
2. 金属加工的工艺流程：- 介绍金属加工的一般工艺流程，包括设计、加工准备、加工操作和检验等环节。
- 分析每个环节的具体内容和要求。
第三课：金属加工常用工具和设备1. 引入：- 引导学生回忆金属加工中常用的工具和设备。
- 讨论工具和设备对加工效果的影响。
2. 金属加工常用工具和设备的分类和功能：- 介绍常见的金属加工工具和设备，如钳子、锤子、钻头、车床、铣床等。
- 分析每种工具和设备的功能和使用方法。
第四课：金属材料的性能和选择1. 引入：- 介绍金属材料的种类和应用范围。
- 引导学生思考金属材料的性能对加工质量和使用效果的影响。
2. 金属材料的性能和选择原则：- 介绍金属材料的力学性能、物理性能和化学性能。
- 分析金属材料的选择原则，包括强度、刚度、耐腐蚀性等。
第五课：金属加工的安全操作规范1. 引入：- 引导学生思考金属加工中的安全问题和重要性。
- 提醒学生注意金属加工的安全操作规范。
2. 金属加工的安全操作规范：- 介绍金属加工中常见的安全事故和危险因素。
- 教授金属加工的安全操作规范，包括穿戴防护用具、正确使用工具和设备等。
课堂练习：每节课结束时进行小测验和练习，巩固所学知识。
课后作业：布置相关阅读材料和实践任务，要求学生进一步巩固和应用所学内容。
金属加工基础_2023年学习资料
CLSSPH-第2章-热加工基础-中国劳动社会保障出版社-、-认识铸造-1.铸造的定义-铸造一一-将熔融金 浇入铸型，凝固后得到一定形状和-性能的铸件的加工方法。-熔炼好的金属-俦造概述
CLSSPH-第2章-热加工基础-中国劳动社会保障出版社-2.铸造的特点-优点：-●可以生产出形状复杂，特 是具有复杂内腔的零-件毛坯。-●产品的适应性广，工艺灵活性大，工业上常用的-金属材料均可用来进行铸造，铸件 质量可由几克到-几百吨-原材料可直接利用废机件，故铸件成本较低-缺点：-铸造组织疏松，晶粒粗大，内部易产生 孔缩松、-气孔等缺陷-会导致铸件的力学性能特别是冲击韧度低，铸-件质量不够稳定
CLSSPH-第2章-热加工基础-中国劳动社会保障出版社-6铁水包、钢水包和灼热件起重作业影响范围-内，不 设置休息室、更衣室和人行通道，不得存放-危险物品，地面保持干燥。-7高温烘烤作业人员应穿戴耐高温、防喷溅等 防护用品；液态金属、高温材料运输设备要设置耐高-温、防喷溅设施，不得在有易燃易爆物质的区域停留，-离开厂区 应当发出警报信号。-8铸件、托板、铁箱等要整齐地码放，-防止倾-倒伤人。-9需将铸件、冷铁、废砂、垃圾等装 箱内或盒-中。铸件尽可能地不直接着地，而放在托板上。工具分-类装入工具箱中。化学品需放入专用箱内并盖好。
CLSSPH-第2章-热加工基础-中国劳动社会保障出版社-3.铸造的应用-被广泛应用于机械零件的毛坯制造。 用于制造-承受应力不大的零件。-4.铸造的分类-砂型铸造-熔模铸造-特种铸造-金属型铸造-压力铸造
CLSSPH-第2章-热加工基础-中国劳动社会保障出版社-5.铸造安全文明生产要求-1工作人员必须有相应的 岗证和操作证，持证-上岗。-2操作人员必须按规定穿戴好劳动保护用品。-3熔炼炉炉体及其附属设施完好，控制系 灵敏-可靠，升降起吊装置符合起重机械要求，炉坑干燥并设护-栏或盖板，炉料符合专门要求。-4铸造设备完好，操 灵敏，安全防护装置齐全可-靠，除尘装置符合要求。-5压铸机压铸型区有防护装置并与压射程序联锁；-制芯机芯盒 热棒长短适中，线头连接可靠；混砂机防护-罩牢固可靠，检修门电器联锁；抛（喷）丸机密封良好，-门孔电器联锁。
金属加工基础 教 学 计 划
项目3
第三章钢的热处理
1、热处理概述
2
2、退火与正火
2
3、淬火和回火
2
4、时效
1
5、表面热处理与化学热处理
1
6、热处理新技术简介
1
项目4
第四章金属热加工
1、铸造
5
5
2、锻压
5
5
3、焊接
5
5
项目5
第五章金属切削加工
1、金属切削加工基础
9
20
2、金属切削机床的分类及应用
3
1
3、特种加工与先进技术
2
项目6
第六章零件生产过程基础知识
8
项 目 教 学 计 划
《金属加工基础》
15机电 姚亚琪
序号
授课内容
授课时数
项目1
第一章金属材料Βιβλιοθήκη 力学性能1、金属材料的强度和塑性
2
2、金属材料的硬度
2
3、金属材料的韧性
1
4、金属材料的疲劳强度
1
项目2
第二章常用金属材料
1、非合金钢、低合金钢和合金钢
3
2、铸铁
2
3、非铁金属
3
序号
授课内容
授课时数
4、新型工程材料
金属加工基础知识
金属加工基础知识一、金属加工的概述金属加工是将金属材料经过一系列的加工工艺，包括切削、成形、焊接等，将其加工成所需形状和尺寸的工件。
金属加工工艺广泛应用于制造业的各个领域，是现代工业生产的重要组成部分。
二、金属加工的分类根据加工方法的不同，金属加工可分为切削加工和非切削加工两大类。
1. 切削加工切削加工是指通过金属切削工具将所加工金属材料剪切、切削、刮削、抛光等加工方法，以达到所需要的形状、尺寸和表面质量。
切削加工常见的工艺包括铣削、车削、钻削、磨削等。
2. 非切削加工非切削加工是指通过应用机械力、热力、化学力、电力等手段将金属材料进行塑性变形、热处理、喷涂等加工方法。
非切削加工常见的工艺包括锻造、挤压、模锻、焊接等。
三、常见的金属加工工艺1. 铣削铣削是将旋转的铣刀放置在工件上，通过切削运动将工件的表面削除，从而得到所需的形状。
铣削加工可以用于制作平面、曲线、斜面、孔等各种形状的零件。
2. 车削车削是将工件固定在旋转的主轴上，然后用刀具与工件相对旋转，通过切削去除工件上的材料以得到所需的形状。
车削加工常用于制造圆柱体、圆锥体、球面等形状的零件。
3. 钻削钻削是通过旋转的钻头将工件上的材料削除，以制造孔或加工螺纹等形状。
钻削可以用于各类金属材料的孔加工，是制造业中非常常见的一种加工方式。
4. 锻造锻造是将金属材料置于锻压机中，通过机械力使其受到压力和变形，从而达到所需尺寸和形状的加工方式。
锻造加工适用于制造各种大型零部件，具有良好的机械性能和表面质量。
5. 挤压挤压是将金属材料放置在挤压机中，通过施加压力使其通过模具的缝隙挤压，从而获得所需截面形状的加工方式。
挤压加工常用于铝合金门窗、铜管等的生产制造。
6. 焊接焊接是将两个或两个以上的金属材料通过加热或施加压力使其产生熔融，然后冷却固化以实现连接的加工方式。
焊接广泛应用于制造业中的工件连接，如钢结构、汽车零部件等。
四、金属加工中的注意事项金属加工过程中需要注意以下几点，以确保加工质量和安全性：1. 材料选择：根据加工零件的要求，选择合适的金属材料，包括其性能、热处理能力等。
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三、刀具的标注角度
在基面内测量的角度：
主偏角： “主切削刃在基面 上的投影与进给方 向的夹角”。
机械制造工程学
三、刀具的标注角度
在基面内测量的角度：
副偏角：
“副切削刃在基面 上的投影与进给相 反方向的夹角”。
机械制造工程学
三、刀具的标注角度
在基面内测量的角度：
机械制造工程学
刀尖角：
第二节 刀具的几何角度和结构
归结起来： “三面两刃一尖”
后刀面Aα 前刀面Ar 副后刀面Aα’
交线
主切削刃s
连接部分
刀尖
交线
副切削刃s’
机械制造工程学
二、刀具标注角度参考系
刀具标注角度参考系是用于设计、制造、 刃磨和测量刀具几何角度的参考系。
前提条件：
➢ 不考虑进给运动； ➢ 车刀刀尖与工件中心等高； ➢ 刀杆中心线与进给方向垂直； ➢ 刀具的安装面与基面Pr平行。
归纳为假定工作条件：
假定运动条件和假定安装条件。
机械制造工程学
正交平面参考系：
1.基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
机械制造工程学
正交平面参考系：
2.切削平面Ps： “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”。
机械制造工程学
正交平面参考系：
3.正交平面（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”。
3. 合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。用Ve表示。
机械制造工程学
二、切削运动分析
机械制造工程学
三、切削用量三要素
机械制造工程学
切削速度
三、切削用量三要素
1. 切削速度：(Vc)
2. 进给量：( f ) “切削刃选定点相对与工件主运动的瞬时速 度”。通常以最大线速度为准。
3. 背吃刀量：(ap)主运动是旋转运动时：
vf
f n 60
fz
zn 60
三、切削用量三要素
1. 切削速度：(Vc) 2. 进给量：( f ) 3. 背吃刀量：(ap)
机械制造工程学
背吃刀量
“工件上已加工表面和待 加工表面之间的垂直距 离”。
对于外圆车削：
ap
dw
2
dm
(mm)
第二节 刀具的几何角度和结构
一、刀具切削部分的结构要素
机械制造工程学
以上； 2. 足够的强度和韧性； 3. 较高的耐磨性； 4. 较高的耐热性； 5. 良好的导热性和工艺性。
机械制造工程学
二、常用刀具材料。
1. 高速钢（1900年普主首通要高用次速于使钢制用(造属）钻钨头钼、系铰高刀速、钢铣)。刀、拉刀、
二、切削方式 1.正切屑和倒切屑
正倒对切等屑： 特征是 hD ＜＝ bD
机械制造工程学
第三节 切削层参数与切削方式
斜正切切削削（（斜直角角切切削削））：： 2.正切削和斜切削 切切削削刃刃不垂垂直直于于合合成成切切削削
速速度度方方向向的的切切削削方方式式。。
机械制造工程学
第四节 刀具材料
一、刀具材料应具备的基本性能： 1. 高的硬度：必须高于工件硬度，通常应在60HRC
机械制造工程学
法平面参考系：
法平面Pn: “通过主切削刃上选定点，并垂 直于切削刃的平面”。
机械制造工程学
假定工作平面、背平面参考系：
假定工作平面（进给剖面） Pf： “通过主切削刃上选定点， 平行于进给方向并垂直于基 面的平面”
机械制造工程学
假定工作平面、背平面参考系：
背平面（切深剖面）Pp: “通过主切削刃上选定点，同 时垂直于基面和假定工作平 面的平面”。
刃倾角：λS “主切削刃与基 面之间的夹角”
四、刀具的工作角度
机械制造工程学
oe 0 oe o tg vf f n f
vc d n d
四、刀具的工作角度
机械制造工程学
pe p p
pe p p
sin
p
2h D
第三节 切削层参数与切削方式
一、切削层参数 “刀具沿进给方向移动一个进给量f，由一个刀
第一章 金属切削加工的基础知识
第一节 切削运动和切削要素 第二节 刀具的几何角度和结构 第三节 切削层参数与切削方式 第四节 刀具材料
机械制造工程学
第一节 切削运动和切削要素 一、零件的种类及组成
机械制造工程学
第一节 切削运动和切削要素 一、零件的种类及组成
平面
机械制造工程学
第一节 切削运动和切削要素 一、零件的种类及组成
圆柱面
机械制造工程学
第一节 切削运动和切削要素 一、零件的种类及组成
➢完成切削加工必须具备的两个条件： ①切削刀具与工件之间必须有一定的相 对运动——机床提供； ②切削刃有一定的形状——刀具保证。
机械制造工程学
二、切削运动分析
切削运动
＋
直线运动 旋转运动 直线运动
旋转运动
简单成形运动 复合成形运动
“主切削刃与副切削刃之间的夹
角”。εr=180º-(Кr+Кr’)
三、刀具的标注角度
在正交平面内测量的角度：
机械制造工程学
在正交平面内：
后角：αo “后刀面与切削平 面的夹角”
机械制造工程学
前角：γo “前刀面与基面之间 的夹角”。
三、刀具的标注角度
机械制造工程学
在切削平面内：
机械制造工程学
齿正在切削着的金属层”。 切削层的大小和形状直接影响： ①刀具切削部分承受的载荷大小； ②决定了切屑的尺寸和形状。
机械制造工程学
第三节 切削层参数与切削方式
切削层截面尺寸称为切削层参数。 切削层参数通常在垂直于主运动方向的基面内测量。
机械制造工程学
第三节 切削层参数与切削方式
机械制造工程学
第三节 切削层参数与切削方式
vc
(dw n) 1000 60
(m / s)
主运动是直线运动时：
机械制造工程学
vc
2 Lnr 1000 60
(m / s)
三、切削用量三要素
1. 切削速度：(Vc)
进给量
2. 进给量：( f ) 3. 背吃刀量：(ap)
机械制造工程学
“工件或刀具每转一转时，两者沿进 给方向的相对位移”。
vf (mm/s), f (mm/r), fz (mm/z)
机械制造工程学
二、切削运动分析
1. 主运动：直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形成工 件新表面的运动。通常用切削速度 Vc (m/s、m/min)表示。 特点：速度高、功耗大、只能有一个。
2. 进给运动：不断地把切削层投入切削的运动。通常用Vf、f 或 fz 表示，单位分别为mm/s、mm/r、mm/z。 特点：速度低、功耗小、可以是断续运动、也可有多个。