金属切削第五章
《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。
金属切削原理与刀具第五版
金属切削原理与刀具第五版金属切削原理与刀具是机械加工领域中的重要内容之一。
它主要研究如何在加工过程中通过刀具对金属材料进行切削，以实现所需的加工形状和尺寸。
随着科学技术的不断进步，切削原理和刀具也在不断发展和改进。
下面，我将介绍《金属切削原理与刀具》第五版的一些重点内容。
第一章介绍了金属切削原理的基本概念和基本原理。
它首先介绍了切削的定义和分类，然后详细讲解了切削力的产生原理以及削屑的形成和流动规律。
此外，该章还介绍了切削过程中的热变形和切削温度的计算方法。
第二章详细介绍了刀具的结构和刀具材料的选择。
它首先介绍了常用刀具的分类和组成结构，然后详细讲解了刀具材料的物理性质和机械性能，包括硬度、韧性、耐磨性、热稳定性等。
此外，该章还介绍了刀具材料的加工方法和刀具耐磨涂层的应用。
第三章介绍了切削力和功率的计算方法。
它首先介绍了切削力和功率的定义和计算公式，然后详细讲解了切削力的影响因素和计算方法，包括刀具几何形状、刀具材料、切削速度等。
此外，该章还介绍了切削力的测量方法和切削液的应用。
第四章介绍了切削过程中的切削液和刀具润滑。
它首先介绍了切削液的作用和分类，然后详细讲解了切削液的选择和使用方法，包括切削液的冷却性能、润滑性能、防锈性能等。
此外，该章还介绍了刀具润滑的方式和方法，包括刀具润滑油、切削液和刀具润滑脂等。
第五章介绍了金属切削加工的基本工艺。
它首先介绍了常用的切削方法和工艺流程，然后详细讲解了切削工艺参数的选择和调整方法，包括切削速度、切削深度、进给量等。
此外，该章还介绍了切削过程中的刀具磨损和刀具寿命的评估方法和延长方法。
综上所述，《金属切削原理与刀具》第五版详细介绍了金属切削的基本原理和刀具的结构、材料选择、切削力计算、切削液应用以及切削工艺的基本知识。
它对于从事金属切削加工的工程师和研究人员具有重要的参考价值和实用意义。
同时，通过学习和理解该书的内容，可以提高切削加工的质量和效率，减少切削成本，进一步推动切削技术的发展和创新。
金属切削过程基本规律PPT课件
力 Fc，切削条件不同时，再乘以相关修正系数即可。求出Fp、
Ff时， 用Fc再乘以相应的比例系数和修正系数。
在同一切削条件下，用单位切削力算出的切削力与用
指数公式算出的切削力基本相同。
精选ppt课件2021
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（三）切削功率与单位切削功率
1. 切削功率
在切削过程中消耗的功率。 用Pc 表示，单位为kW
响 切 削 变 形 的 因 素
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二、切削力
（一）切削力的来源、合力及其分力
切削过程中，使工件上的切削层材料发生变形形成切屑 所需的力，称为切削力。
工件热变形
切 削
切削热 切削 的产生 温度
刀具磨损
力
切削力
的影响
工艺系统的强度和刚度
刀具 寿命
加工质量
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学 重
（4）影响刀具寿命的因素。
点
难
点
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4
一、切削变形
金属切削过程与金属受压缩过程比较：
金 属 切 削 过 程
a）压缩
b）切削
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金 属 切 削 过 程
切削过程
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6
一、切削变形
金
属
切
第Ⅰ变形区
削
过
程
第Ⅱ变形区 第Ⅲ变形区
金属切削过程中的滑移线和流线示意图
lch ac 10
2.变形程度的表示方法
➢变形系数的计算
90
金 属
900
切
削
过
程
a a c ch OO c M s o M i sn 0 ()cs o i sn o ()
金属工艺-第五章切削加工课件
（2）切削层参数
切削层是指零件上正被 切削刃切削的一层材料，即 两个相邻加工面间的那层材料。
切削层参数对切削过程中切削力的大小、刀具的载 荷和磨损、零件加工的表面质量和生产率都有决定性影 响。
切削层参数
１.切削层面积AD :切削层在垂直于切削速度截面内的面积。 AD= hD. bD =f.ap (mm2) ２.切削宽度bD ：沿主切削刃度量的切削层尺寸； bD =ap/ sinκr (mm) 3. 切削厚度hD ：垂直于加工表面度量的切削层尺寸； hD =f.sinκr (mm) (只有在车削加工中，当残留面积很小时才近似认为相等）
少表面的粗糙度的数值，还可提高刀具强度。过小，会 使副切 削刃与已加工面的摩擦增加，引起震动， 降低 表面质量。5—15°。粗加工取较大 值。
副偏角对残留面积的影响
注意：车 外圆与车 端面主、
副偏角的 变化
(2) 在正交平面Po上刀具标注角度有：
前角γＯ──前刀面Ａr与基面Pr间的夹角。前角γＯ有正负, 前角在基面之下为负，前角在基面这上为正；
★标注坐标系的假定条件
1、假定没有进给运动，只考虑主运动，并且限定 主运动的方向垂直于水平面，方向向上。
2、二是假定刀具的刃磨和安装基准面垂直于切削 速度方向(或平行于基面)，对车刀来说，规定其刀尖 安装在工件的中心高度上，刀杆中心线垂直于工件的 回转轴线。
所以，刀具标注角度的参考平面是在相对静止状态 下（进给运动vf = 0）确定的。故称之为“静止系”。
2.刀具切削部分的几何参数
刀具切削部分的组成要素 刀杆：起夹持作用 刀头： 三面―前刀面： 切屑流过的表面 主后刀面：刀具上 与加工表面相对的表面 副后刀面：刀具上与已加工表面相 对的表面 两刃―主切削刃：刀具上前刀面与 主后刀面的交线 副切削刃：刀具上前刀面与副后刀 面的交线 一尖―主切削刃与副切削刃的交点
金属切削工艺技术手册
金属切削工艺技术手册金属切削工艺技术手册第一章引论金属切削工艺技术是制造工业中非常重要的一部分，对加工精度和质量具有直接影响。
本手册将介绍金属切削的基本概念和工艺技术，帮助读者了解金属切削的原理及其在制造过程中的应用。
第二章金属切削基础本章介绍金属切削的基本概念和术语，包括切削力的产生原理、切削速度与进给速度的关系、表面粗糙度的评价等。
读者可以通过本章的学习，全面掌握金属切削的基本原理。
第三章刀具材料与结构刀具选择是金属切削工艺中的重要环节，本章将介绍常见的刀具材料及其性能，并详细讲解各种刀具结构的特点和适用范围。
读者可以在实际操作中选择合适的刀具材料和结构，提高切削效率和质量。
第四章切削液的作用与选择切削液在金属切削中起着冷却、润滑和除屑的作用，本章将介绍切削液的种类、选择和使用要点。
读者可以通过了解切削液的作用，选择合适的切削液，并正确使用切削液，提高切削效果和刀具寿命。
第五章切削参数的确定本章将介绍金属切削中常见的切削参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等，并讲解如何根据材料和工件的特点确定合适的切削参数。
读者可以通过本章的学习，提高对切削参数的把握能力，实现高效率和高质量的切削加工。
第六章金属切削工艺与工艺规程本章将介绍常见的金属切削工艺和工艺规程，包括车削、铣削、钻削、刨削等。
通过掌握不同工艺的特点和应用场景，读者可以根据具体的加工要求选择合适的工艺，提高加工效率和产品质量。
第七章切削质量检验方法本章将介绍金属切削工艺中切削质量的检验方法，包括表面粗糙度的测量、尺寸偏差的检查、切屑形态的观察等。
读者可以通过本章的学习，掌握常用的切削质量检验方法，确保产品符合要求。
第八章常见故障分析与解决方案金属切削过程中常常会出现各种故障，本章将介绍常见故障的原因和解决方案，包括刀具磨损、切屑缠绕、切削液失效等。
读者可以通过本章的学习，快速解决切削过程中的故障，保障生产进度和产品质量。
第九章切削工艺的改进与创新本章将介绍金属切削工艺的改进与创新，包括新型切削工具的应用、高速切削技术的发展等。
金属工艺学课件
金工实习理论—冷加工
条件：材料б↗（塑性大）硬度HRC↘ V↗ f↘γ↗
解释: 材料б↗
V↗θ°C↗
刀具前刀面金属微熔状态起
润滑作用
f↘切屑厚度小，金属层不易断裂 γ↗切屑变形小，金属层不易断裂 优点：切削力较平稳（不易振动）加工表面光滑（Ra↘） 缺点: 断屑困难，易缠绕工件和刀具，损坏刀具刮伤工件。 注意：需要有断屑措施。
车削细长轴时取主偏角等于75～90°的车刀； 副偏角为5°～15°。
4. 刀具的工作角度
金工实习理论—冷加工
1)刀尖安装高低对工作角度的影响
刀尖与工件回转中心等高 γ0e = γ0
刀尖高于工件回转中心 γ
0e＞γ 0
α0e = α0
α
0e＜α 0
刀尖低于工件回转中心
γ
0e＜γ 0
α
0e＞α 0
金工实习理论—冷加工
Fc vc Pm KW 1000 60
四、切削热和切削液 (一) 切削热的产生、传出及对加工的影响 1.切削热的主要来源 ①切削层的弹塑性变形（是热
量的主要来源）；
②刀具与工件之间的摩擦；
③刀具与切屑之间的摩擦。
金工实习理论—冷加工
2.切削热产生的三个区域 ①剪切面：弹塑性变形； ②刀具前刀面与切屑接触区； ③主后刀面与工件接触区。 3.切削热的传出途径及对切削加工的影响 75%——切屑 改变切屑的颜色，银白色或淡黄色 温度不高/紫色或紫黑色温度较高； 切削热 20%——工件 受热膨胀或变形，影响精度↘ 磨削时易退火； 4% ——刀具 HRC↘ 耐磨性↘ 刀具寿命↘ 1% ——空气
3）热处理性好，淬火不易变形
制造形状复杂的低速切削的刀具。如：铰刀、 用途： 丝锥、板牙等。
金属切削原理课件
金属切削原理课件一、教学内容本节课的教学内容来自于机械制造工艺学教材的第五章第一节，主要内容包括金属切削原理、金属切削过程的三个阶段、切削力、切削热以及切削功率等。
二、教学目标1. 让学生了解并掌握金属切削原理及其基本概念。
2. 使学生能够分析并理解金属切削过程中的三个阶段。
3. 培养学生运用切削力、切削热和切削功率的基本知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：金属切削过程中切削力、切削热和切削功率的计算及应用。
2. 教学重点：金属切削原理及其在实际工程中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：教材、笔记本、三角板、量角器。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一些金属切削加工的图片，让学生了解金属切削加工的基本情况，激发学生的学习兴趣。
2. 教材内容讲解：引导学生学习教材中的相关内容，让学生了解金属切削原理、金属切削过程的三个阶段、切削力、切削热以及切削功率等基本概念。
3. 例题讲解：挑选一些典型的例题，讲解并分析切削力、切削热和切削功率的计算方法及其在实际工程中的应用。
4. 随堂练习：让学生运用所学知识解决实际问题，加深对金属切削原理的理解。
5. 板书设计：在黑板上列出金属切削原理的主要知识点，以便学生随时查阅。
6. 作业布置：布置一些有关金属切削原理的应用题，让学生课后巩固所学知识。
六、作业设计1. 题目：某工厂加工一种零件，需要进行钻孔、车削和磨削等工序。
已知钻孔时的切削速度v=50m/min，刀具直径d=20mm，求钻孔时的切削力。
2. 答案：钻孔时的切削力F=150N。
七、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过讲解、练习等方式，使学生掌握了金属切削原理的基本知识。
但在教学过程中，对于切削力、切削热和切削功率的计算公式的推导和应用，部分学生可能还存在理解上的困难，需要在课后加强辅导。
2. 拓展延伸：让学生进一步了解金属切削加工的其他方面，如切削液的作用、刀具的选用等，以便更好地应用于实际工程中。
金属切削机床第五章 Y3150E型滚齿机
机床轮廓尺寸(长度×宽度×高度) 2439mm×1272mm×1770mm
三、Y3150E型滚齿机的传动系统 如图5-12所示是Y3150E型滚齿机的传动系统图。
三、滚切斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 如图5-7所示,斜齿圆柱齿轮轮齿端面上的齿形仍为渐开线,而 齿长方向则是一条螺旋线。
图5-7 斜齿圆柱齿轮
1.斜齿圆柱齿轮的形成 图5-8说明了滚切直齿和斜齿圆柱齿轮时,形成导线的差别。
图5-8 加工斜齿圆柱齿轮时,导线(螺旋线)的成形原理 →加工直齿圆柱齿轮时,展成运动的旋转方向
1)传动路线表达式及运动平衡方程式 展成运动传动链的传动路 线表达式如下:
2)换置公式 将u合=1代入运动平衡方程式,整理后可得换置机构 传动比ux的计算公式:
ux= × × = (5-3)
21≤≤142时,=;×= 143≤时,=;×=
(3)轴向进给运动传动链 传动链的两端件是工件和滚刀刀架,其 计算位移是:工件每转1转,滚刀刀架垂向移动f(mm)。 1工件××××××u进××3π=f
⇒或⇐加工斜齿圆柱齿轮时,工件附加运动的旋转方向 图中所表示的运动方向是根据使用右旋滚刀、且滚刀位于工件之前判定
2.加工斜齿圆柱齿轮所需的运动
设工件的导程为T,则当刀架直线移动T(mm)时,工件应在展成运动 传动链所要求的转动基础上附加一转,因此应在刀架与工件之间 建立运动联系,通过运动合成机构的差动作用使工件的转速加快 或减慢,这一传动联系称为差动传动链或附加运动传动链。
金属工艺学—5切削加工
第五篇 切削加工
20
金属工艺学
第五篇 切削加工
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金属工艺学 2.车刀的主要角度
车刀的主要角 度包括前角γ 0 、 后角α 0 、主偏角 κ r 、负偏角κ r´ 和刃倾角λ s 。
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第五篇 切削加工
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金属工艺学
1）在正交平面内测量角度 （a）前角γ 0：正交平面中，前刀面 与基面之间的夹角。
增大前角 提高切削速度 减小进给量
有利于
使粒状切屑、节状切 屑向带状切屑转化
使切削过程平稳
降低加工表面粗造度数值
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金属工艺学
第五篇 切削加工
二、积屑瘤
1、积屑瘤的形成
在一定的切削速度下切削塑性材料时，常发现在刀具的前 刀面上靠近刀尖的部位粘附着一小块很硬的金属，称为积屑瘤。
形成原因：由于切屑底面与前刀面的 挤压和剧烈摩擦，使切屑底层的流动 速度低于上层的流动速度，形成滞流 层。当滞流层金属与前刀面之间的摩 擦力超过切屑材料内部的结合力时， 滞流层的金属与切屑分离而粘附在刀 刃附近，形成楔形的积屑瘤。
影响已加工表面的粗糙度和刀尖强度， 减少κ r´，减少表面的粗糙度的数值， 还可提高刀具强度。过小，会使副切削 刃与已加工面的摩擦增加，引起震动， 降低表面质量。5—15°。粗加工取较 大值。
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第五篇 切削加工
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金属工艺学
第五篇 切削加工
注意：车外圆与车端面弯头车刀主、副偏角的变化
沿刀具 前刀面 流出
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金属工艺学 2、切屑的种类
第五篇 切削加工
带状切屑
a)带状切屑
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。
金属切削的基础知识
3． 背吃刀量ap（切削深度） ――垂直与进给速度方向 测量的切削层最大尺寸（mm）。
三、切削层参数（如上页图）
1．切削厚度hD――垂直与切削刃的方向上度量的切削层．切削宽度bD――沿切削刃方向度量的切削层截面的尺 寸。(mm)
3．切削面积AD――给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面
淬透性、耐热性（220～250℃）有所提高，热处理变形 小，
高速钢
含Cr、W、V等元素较 多的合金工具钢
W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2
它的耐热性大大提高（540～650℃），从而耐磨性也有 所提高，强度、韧度和工艺性都较好
钨钴类【由WC和Co组 成】
YG3、YG6、YG8(数字表示 含钴量的百分数)【相当于
三、刀具结构 车刀按结构分类，有整体式、焊接式、机夹式
和可转位式四种型式（见图）。 （它们的特点与常用场合见表1－2。）
表1－2 车刀结构类型、特点与用途
名称
特
点
整体 用整体高速钢制造,刃口较锋利,但价高的刀具 式 材料消耗较大
适 用 场合
小型车床或加工有色金 属
焊接 式
焊接硬质合金或高速钢于预制刀柄上,结构紧 凑,刚性好,灵活性大。但硬质合金刀片经过高 温焊接和刃磨，易产生内应力和裂纹
各类车刀
机夹 式
避免了焊接式的缺陷,刀杆利用率高。刀片可 集中精确刃磨,使用灵活。但刀具设计制造较 为复杂
可转 位式
不焊接、刃磨,刀片可快换转位,生产率高。可 使用涂层刀片,断屑效果好。刀具已标准化， 方便选用和管理
外圆、端面、镗孔、割 断、螺纹车刀。大刃倾 角、小后角刨刀等
大中型车床、特别适用 自动、数控车床与加工 中心等
（ ），它完成主要的切削工作。前刀面与副后刀面相交形成的
金属切削机床通用操作规程（三篇）
金属切削机床通用操作规程一、前言金属切削机床是一种用于金属材料切削加工的专用设备，具有高效、精确的切削能力。
正确使用金属切削机床可以保证操作人员的安全，提高工作效率，延长设备的使用寿命。
为了保障操作人员的安全以及设备的正常运行，制定金属切削机床通用操作规程是非常必要和重要的。
二、安全准则1. 操作者必须穿戴符合安全要求的劳动保护用品，包括安全帽、工作服、防护眼镜、防护手套和防滑鞋等。
2. 在操作开始前，必须仔细检查设备的安全保护装置是否完好，并确保刀具固定牢靠，切削液供应正常。
3. 使用金属切削机床前，必须作好设备全面的清洁工作，清除机床粉尘和杂物。
4. 切削工具确认无误后，方可进行操作。
禁止使用未经检验的磨损或损坏的切削工具。
三、操作规程1. 操作前的准备1.1 按照机床使用说明书的要求，进行必要的设备调整和检查。
1.2 检查机床润滑系统，确认润滑油是否足够，添加润滑油并进行润滑。
1.3 清理加工区域，确保无杂物和不必要的物品。
1.4 操作前确认电源是否接通，并检查紧急停止开关是否正常工作。
2. 操作中的注意事项2.1 加工工件必须再固定下，以免因工件移动造成事故。
2.2 操作人员要保持专注和稳定心态，不得擅自离开工作岗位。
2.3 禁止操作人员戴手套进行操作，以免被卷入机床或受到伤害。
2.4 在加工过程中，切勿用手触摸旋转部件或移动刀具，以免引发意外。
3. 操作后的清理和保养3.1 完成加工任务后，及时关闭机床电源，并清理加工区域，包括切屑、润滑油和其他杂物。
3.2 对机床进行日常维护保养，确保润滑油清洁，调整紧固件松固，并定期清洁和更换刀具。
3.3 定期对机床进行检查和维修，如有故障及时报修，不得擅自操作。
四、紧急处理在发生紧急情况时，操作人员必须迅速采取应急措施，以保证自身安全和设备正常运行。
1. 在发生意外情况时，立即按下紧急停止按钮，切断机床电源。
并及时报告相关部门。
2. 在机床停止后，检查是否有危险残留，采取适当的方法进行清理和处理。
金属切削原理PPT全套课件
实际上，除了由上述切削平面和基面组成的 参考平面系以外，还应该有一个平面作为标注和 测量刀具前，后刀面角度用的 “测量平面”。通 常根据刃磨和测量的需要与方便，可以选用不同 的平面作为测量平面。在刀刃上同一选定点测量 其角度时，如果测量平面选得不同，刀具角度的 大小也就不同。
测量平面和参考平面系就组成了所谓的刀具 标注角度参考系。目前各个国家由于选用的测量 平面不同，所以采用的刀具标注角度参考系也不 完全同意。现在以常用的外圆车刀为例，来说明 几种不同的刀具标注角度参考系。
三 切削用量
所谓切削用量是指切削速度，进给量和背吃 刀量三者的总称。它们分别定义如下：
１. 切削速度v 它是切削加工时，刀刃上选
定点相对于工件的主运动的速度．刀刃上各点的 切削速度可能是不同的。
当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直 径处的切削速度由下式确定：
式中 d——完成主运动的刀具或工件的最大直径 （mm）；
度参考平面的切削平面和基面定义如下：
１. 切削平面是通过刀刃上选定点，切于工 件过渡表面的平面。在切削平面内包含有刀刃在 该定点的切线，和由主运动与进给运动合成的切 削运动向量（简称合成切削运动向量）。
２. 基面是通过刀刃上选定点，垂直于该点 合成切削运动向量的平面。显然，刀刃上同一点 的基面和切削平面是相互垂直的。
在基本技能方面，应具有根据加工条件合理 选择刀具材料，刀具几何参数的能力；应具有根 据加工条件，和用资料，手册及公式，计算切削 力和切削功率的能力；应具有根据加工条件，从 最大生产率或最低加工成本出发，合理选择切削
用量的能力；应初步具有利用常用仪器设备进行 切削变形，切削力，切削温度，刀具磨损和砂轮 磨损等测试的技能，并具有对实验数据进行处理 和分析的能力。
05第五章金属切削的变形过程
05第五章金属切削的变形过程金属切削是一种常见的金属加工方法，通过将金属材料与切削工具产生切削作用，从而使金属发生变形。
在金属切削过程中，金属材料经历了切削区的切削面积增大、切削区温度升高、切削力增加等一系列的变形过程。
以下将详细介绍金属切削的变形过程。
1.切削面积增大金属切削的第一个变形过程是切削区的切削面积增大。
切削刀具与工件表面接触后产生切削力，切削力作用下，工件上的金属材料被切削屑从原来的表面逐渐剥离并形成新的切削表面。
随着切削继续进行，一层层金属被剥离并逐渐脱离工件，使切削面积不断增大。
2.切削区温度升高金属切削过程中，切削区温度会因为切削力和切削热的相互作用而升高。
切削力在切削区产生的摩擦热和变形热使得金属材料局部温度升高。
同时，切削过程中产生的大量切削屑对切削区周围的金属产生冷却效应，使切削区的温度分布不均匀。
这些因素导致切削区的温度升高，进而引起了金属的热变形。
3.切削力增加在金属切削过程中，切削刀具与工件表面的相互作用产生了切削力。
切削力是一种力矩的形式，其大小和方向受切削力矩、切削力角、切削屑形态等多个因素影响。
随着切削深度的增加和切削速度的提高，切削力也会相应地增加。
切削力的增加会对刀具和工件产生一定的应力，从而引起金属材料的变形。
4.金属流动和回弹金属切削过程中，金属材料会受到切削力的作用而产生流动。
切削刀具通过对金属材料的切削，使金属材料发生塑性变形。
在切削的过程中，金属材料会发生流动，不断向切削区的前方移动，填补切削面积的空隙。
然而，由于切削力的作用和金属材料的弹性回复，金属材料在切削之后会有一定程度的回弹现象。
这种回弹会导致切削加工的精度降低，需要通过调整切削条件或采用支撑装置等方式来减少回弹。
5.切削屑形成和排出在金属切削过程中，金属材料发生塑性变形，并随着切削刀具的运动形成切削屑。
切削屑的形态和性质与切削工艺参数、工件材料、切削刀具等因素密切相关。
切削屑的形态可分为切屑、微切屑和粉末切屑等，并会随着切削深度的增加和切削速度的提高而发生变化。
金属切削原理与刀具
2. 机夹式车刀的常用结构形 式
常用机夹式车刀的夹紧结构有上压式、自锁式和弹性压紧式
ａ）上压式
图５-６ 机夹式车刀夹紧结构形式
ｂ）自锁式
ｃ）弹性压紧式
图５-７ 上压式切断车刀和内、外螺纹车刀
ａ）切断车刀
ｂ）外螺纹车刀 ｃ）内螺纹车刀
a) 上压式：如切断车刀，内、外螺纹车刀都采用上压式，并一般都采用V 形槽底的刀片，以防止切削时受力后，刀片发生转动。
b) 自锁式：可调切断直径的机夹式切断刀，采用压制成形的断屑槽刀片， 其槽形能使切屑变窄(如下图)，避免切屑卡死在槽内而使刀片折断。根 据切断工件直径，可调节刀板在刀夹中伸出距离。一般径向进给时， 才推荐自锁式夹紧结构。
c) 弹性压紧式：若需径向进给加工时，一般推荐采用弹性压紧式，例如 仿形加工和越程槽加工等，所用的刀片见下图：
3) 上压式夹紧：对于不带孔的刀片，特别是带后角的刀片，则需采 用上压式夹紧，其结构如图所示。利用桥型压板或鹰爪形压板通过螺钉从 上面将刀片夹紧。
这种夹紧形式的夹紧力与切削力方向一致，夹紧可靠；结构简单， 刀片转位和装卸方便，制造容易；刀片在刀槽内能两面靠紧，可获得较高 的刀尖位置精度。但压板会妨碍切屑的流出；夹固元件易被损伤；刀头体 积大，影响操作。
3) 封闭槽、切口槽：刀片焊接面积最大，刀片焊接牢靠。焊接后，刀片内应 力大，易产生裂缝。适用于C1刀片。
5. 车刀刀柄与刀头形状和尺寸
刀柄横剖面形状有矩形、正方形和圆形三种，其中以矩形刀柄应用最多。 刀头形状可分为直头和偏头两种。直头结构简单，制造方便；偏头通用性 好，能车外圆和端面。
图５-５ 常用焊接式车刀 ａ）直头外圆车刀 ｂ）90°偏头外圆车刀 ｃ）45°偏头车刀 ｄ）切断车刀
08金切第五章
5.2.3切削温度分布 切削温度分布 应用人工热电偶测温， 应用人工热电偶测温，并辅以传热学计 算可得到刀具、 算可得到刀具、切屑和工件的切削温度分布 情况。 情况。 温度场由等温线构成，需要花费大量的 温度场由等温线构成， 人力和精力才能绘出一个温度场。 人力和精力才能绘出一个温度场。
刀具、 图 5-4 刀具 、 切屑与工件的 切削温度分布 工件材料：GCr15； 刀具：YT14； γ o = 0°
1、观察切削前后工件和刀具金相组织变化 、 、 其他测量方法 2、红外线测温仪 3、光能电池测量 、
热电偶布局图(感受转换部件) 热电偶布局图(感受转换部件)
热信号采集器(转换放大部件) 热信号采集器(转换放大部件)
(处理与计算装置) 处理与计算装置) 温度记录监测软件(显示部件) 温度记录监测软件(显示部件)
习题 1.切削热是如何产生的？切削热又是通过哪些渠道 切削热是如何产生的？ 切削热是如何产生的 传出的？ 传出的？ 2. 自然热电偶和人工热电偶有什么区别？它们都 自然热电偶和人工热电偶有什么区别？ 适用于什么范围。 适用于什么范围。 3.何谓切削温度？ 何谓切削温度？ 何谓切削温度 4.分析切削用量三要素对切削温度的影响？ 分析切削用量三要素对切削温度的影响？ 分析切削用量三要素对切削温度的影响
ap ↑ → Q↑c
→ bD ↑ →切削刃参加切削长度 切削刃参加切削长度↑ 切削刃参加切削长度
θ ↑（很少） 很少）
相同条件下， ★在Q c 相同条件下，为降低θ ，防止刀具迅速磨 提高刀具使用寿命， 损，提高刀具使用寿命， ↑ ap 或↑ f 比↑ vc 有利
总结： 总结： 一、切削热来源 二、切削温度测量 二、影响切削温度主要因素分析
主要来源于切削过程中金属的弹、 ★ Q主要来源于切削过程中金属的弹、塑性变 主要来源于切削过程中金属的弹 切屑与前刀面、 形；切屑与前刀面、工件与后刀面间消耗的摩 擦功。（见图5–1 ） 。（见图 擦功。（见图
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大型车刀、螺纹车 刀、切断车刀
可转位式
用于普通车床，特 别是自动线，数控车 床用的各类车刀
第一节
焊接式车刀
一、硬质合金焊接刀片的选择 常用硬质合金刀片类型
二、刀槽的形状和尺寸
在刀杆上加工出的刀杆槽，应能使刀片焊接 牢固，车刀刃磨量小。常用刀杆槽形式有下列几 种。
图5-2 刀槽的形式
a)开口槽 b)半封闭槽 c)封闭槽 d)切口槽
第五章 车刀
第一节
第二节 第三节
焊接式车刀
机夹式车刀 可转位车刀
第五章 车刀
车刀是用于卧式车床、转塔车床、自动车床和数 控车床的刀具。它是生产中应用最为广 泛的一种刀具。 车刀按用途可分为：外圆车刀、端面车刀、切断刀等， 如图5-1所示。
图5-1 车刀类型和用途
a) 75°偏头外圆车刀
b) 90°偏头端面车刀 c) 45°偏头外圆车刀 d) 90°偏头外圆车刀 e) 93°偏头仿形车刀 f) QC系列切槽刀、切断刀 g) 机夹式切断刀 h) 75°内孔车刀 i) 90°内孔车刀 j) 外螺纹车刀 k) 内螺纹车刀
机夹可转位车刀是采用机械夹固的方法将可转 位刀片固定在刀体上。
图5-8 可转位车刀的组成
1—杠杆 2—螺杆 3—刀垫
4—卡簧 5—刀片 6—刀柄
ISO标准和我国标准规定了可转位刀片型号的 含义。可转位刀片的型号，共用10个号位的内容来 表示主要参数的特征。 按照规定，任何一个型号刀片都必须用前七个 号位，后三个号位在必要时才使用。
按结构分为整体式、焊接式、机夹式和可转位车刀。
表5-1 车刀结构类型、特点与用途
名称 简 图 特 点 适用场合
整体式
用整体高速钢制造。易磨成锋利 切削刃。刀具刚度好
小型车刀和加工有 色金属车刀
焊接式
可根据需要刃磨几何形状。结构 紧凑，制造方便
各类车刀，特别是 小刀具
机夹式
避免焊接内应力而引起刀具寿命 下降。刀杆利用率高。刀片可刃磨 获得所需参数，使用灵活方便 避免了焊接的缺点，刀片转位更 换迅速，可使用涂层刀片，生产率 高。断屑稳定
图5-4 机夹式车刀夹紧结构形式 a)上压式 b)自锁式 c)弹性压紧式 d)侧压式
图5-5 上压式切断车刀和内、外螺纹车刀 a)切断车刀 b)外螺纹车刀 c)内螺纹车刀
图5-6 自锁式切断车刀刀片槽形和切屑形状
图5-7 Q-C系列刀片
a)切断刀片 b)切槽刀片 c)仿形加工刀片
第三节
可转位车刀
但对于车刀刀片，第十号位属于标准要求标注 的部分。不论有无第八、九两个号位，第十号位都 必须用短横线"-"与前面号位隔开，并且其字母不得 使用第八、九两个号位已使用过的字母，当只使用 其中一位时，则写在第八号位上，中间不需空格。
图5-9所示十个号位具体内容。
表5-4 国外典型断屑槽的特点及适用场合
螺销上压式
压孔式
结构简单，零件少。定位 精度高，容屑空间大。对螺 钉质量要求高。适用于数控 车床上使用的内孔车刀和仿 形车刀
图5-10 可转位车刀几何角度形成
a)刀片角度 b)刀槽角度 c)车刀角度
图5-3 刀片在刀槽中的安放位置
三、车刀刀柄截面形状和尺寸选择
表5-3 常用车刀刀柄截面尺寸(单位：mm)
机床中心高
正方形刀柄断面 矩形刀柄断面 B×H
150
1
180～200
2
260～300
2
350～400
3
12×20
16×25
20×30
25×40
第二节
机夹式车刀
机夹车刀没有标准化，结构形式很多。常用的有 以下几种： 1.上压式 采用螺钉和压板从上面夹紧刀片，用调整螺钉调节刀 片位置，见图5-4。 2.侧压式 侧压式结构一般多利用刀片本身的斜面，由模块 和螺钉从刀片侧面夹紧刀 片。在这种结构中，刀片竖 装，用钝后重磨前刀面。 3.切削力夹固式 图5-6所示是切削力自锁式车刀。
杠杆式
定位精度高，调节余量大， 夹紧可靠，拆卸方便。卧式 车床、数控车床均能使用
楔钩式
是楔压和上压的组合式。 夹紧可靠，装卸方便。重复 定位精度低。适用于普通车 床断续切削车刀
楔销式
刀片尺寸变化较大时也可 夹紧。装卸方便。重复定位 精度低，适用于卧式车床进 行连续车削车刀
表5-5 可转位车刀夹紧结构及其特点
上压式
夹紧元件小，夹紧可靠， 装卸容易，排屑受一定影响。 卧式车床、数控车床均能使 用
爪式上压式
是楔压和上压的组合式变 态夹紧可靠，装卸方便重复 定位精度高。用于数控车床 用的车刀
表5-5 可转位车刀夹紧结构及其特点
名称
结构示意图
示
例
主要特点 是偏心和上压式的组合式。 螺销旋入时上端圆柱将刀片 推向定位面，压板从上面压 紧刀片，夹紧可靠，重复定 位精度高。用于数控车床用 的车刀
二、可转位车刀的选用
1. 选择刀柄形状和尺寸
2. 选择车刀头部形式与主偏角
3. 可转位车刀夹紧结构的选择 4. 根据具体加工条件和加工要求等选择刀片牌号和 型号 5. 必要时对可转位车刀的几何角度进行验算
可转位车刀夹紧结构及其特点
表5-5 可转位车刀夹紧结构及其特点
名称 结构示意图 示 例 主要特点