金属切削的基本概念
金属切削基本原理
金属切削包括车削、铣削、刨削、 钻削、磨削等多种加工方式。
金属切削过程中刀具与工件之间的 接触状态包括切削区、过渡区和非 切削区。
切削运动和切削用量
主运动：使工件与刀具产生 相对运动完成切削
切削深度：刀具切入工件的 深度影响切削效率和表面质
金属切削基本原理
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01
金属切削的基本概念
02
切削刀具材料和几何 参数
04
金属切削的工艺参数 选择
05
金属切削的物理本质
03
金属切削的工艺实践
06
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金属切削的基本 概念
金属切削的定义
金属切削是一种通过刀具与工件之 间的相对运动将工件上的多余材料 去除以获得所需形状和尺寸的加工 方法。
切削热和切削温度
切削热：金属切削过程中产生的热量
切削温度：切削过程中刀具和工件的温度
影响因素：切削速度、进给量、刀具材料、工件材料等 切削热和切削温度的关系：切削热是切削温度的主要来源切削温度是切 削热的表现形式
切屑的形成和变形
切削过程：刀具与工件之间的相对运动 切屑的形成：刀具与工件之间的摩擦和剪切作用 切屑的变形：切屑在刀具作用下的塑性变形和断裂 切屑的形状和尺寸：取决于刀具的几何形状和切削条件
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加工余量：指加工过程中需要去除的材料量影 响加工精度和效率
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加工余量选择：根据工件材料、加工精度和效 率要求进行选择
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加工余量和刀具路径规划的优化：通过优化算 法和仿真技术提高加工质量和效率
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刀具路径规划：指刀具在工件表面移动的轨迹 影响加工质量和效率
第一章 金属切削过程及其控制(第一节)
轨迹法：利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。
轨迹法形成发生线需要一个独立的成形运动。
第一章 金属切削过程及其控制
第一节 金属切削过程的基本知识 发生线的形成方法——轨迹法
轨迹法：利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。
刀具切削刃与工件表面之间为点接触，通过刀具与工件之 间的相对运动，由刀具刀尖的运动轨迹来实现表面的成形。 被加工表面的形状精度主要取决于机床切削运动的精度。 刀尖轨迹法是利用非成形刀具，在一定的切削运动下，由刀尖 轨迹获得零件所需表面的方法。
第一章 金属切削过程及其控制
1.2 加工表面和切削用量三要素 一、基本概念
（二）切削层及切削用量三要素——切削层 切削层是指在切削过程中，刀具的切削刃一次走刀所切
除的工件材料层。切削层的截面尺寸参数称为切削层参数。
切削层形状、尺寸直接影响着切削过程的变形、刀具承 受的负荷以及刀具的磨损。
第一章 金属切削过程及其控制
为：简单成形运动和复合成形运动。
简单成形运动：如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运
动或直线运动构成的，则此成形运动称为简单成形运动。
一般以主轴的旋转，刀架或工作台的直线运动的形式出现，
用A表示直线运动，用B表示旋转运动。
第一章 金属切削过程及其控制
第一节 金属切削过程的基本知识 表面成形运动
的，也可以是断续进行的，可以由工件完成，也可以由刀具完成，可
以是简单运动，也可以是复合运动。
第一章 金属切削过程及其控制 （一）切削成形运动与加工表面 按作用来分，切削运动可分为主运动和进给运动。 主运动：提供切削可能性的运 动。（速度最高，动力消耗最 大，有且只有一个） 进给运动：提供继续切削可能 性的运动。（速度低，有一个 或几个）
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
金属切削与机床金属切削的基本概念资料
第1章 金属切削的基本概念
3． 合成切削运动
由主运动和进给运动合成的运动，称为合成切削运动。 刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称为该点 的合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度，如图1－1 所示。
第1章 金属切削的基本概念 1.1.2 加工表面
切削加工时在工件上会形成依次变化的三个表面， 如图 1-2所示。
刃在基面上投影的平面。
第1章 金属切削的基本概念
2） 法平面参考系（Pr－Ps-Pn） 法平面参考系由基面Pr、切削平面Ps和法平面Pn组成，如 图1-7(a)所示。 法平面Pn： 通过切削刃上选定点，垂直于切削刃的平面。
第1章 金属切削的基本概念
3） 假定工作平面、背平面参考系（Pr-Pf-Pp） 假定工作平面、背平面参考系由基面Pr、假定工作平面Pf、 背平面Pp组成，如图1-7(b)所示。 (1) 假定工作平面Pf：通过切削刃上选定点，平行于假定
速度。
vf=fn
（1-2）
式中: vf——进给速度（mm/s）； n——主轴转速（r/s）； f——进给量（mm/r）。
第1章 金属切削的基本概念
3． 背吃刀量ap
背吃刀量一般是指工件上已加工表面和待加工表面间的 垂直距离。 如纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算：
ap
dw
dm 2
（1－3）
式中:dw——工件待加工表面直径（mm）；
第1章 金属切削的基本概念 图1-1 切削运动
第1章 金属切削的基本概念
2． 进给运动
金属切削原理与刀具的基本概述
金属切削原理与刀具的基本概述金属切削是通过切削工具对金属材料进行切削，以实现加工目标的一种常见的金属加工方法。
切削工具是实现切削过程的关键元素，它的设计和选择对于切削加工质量和效率具有重要影响。
本文将概述金属切削原理以及刀具的基本概念，以帮助读者深入了解金属切削的基本原理和刀具的工作原理。
金属切削原理涉及刀具与金属工件之间的物理力学相互作用。
切削过程中，切削刃与工件接触，施加切削力并逐渐移除金属屑来实现切削。
切削力主要有切向力、法向力和主切削力组成。
切向力是切削力在切削方向上的分力，它决定了切削刃与工件之间的相对运动。
法向力是切削力在垂直于切削方向上的分力，它将工件稳定固定在工作台上。
主切削力是切削力在切削方向上的主要分力，它直接影响切削刃的切削能力和工件的表面质量。
刀具的选择和设计对于切削过程的效率和质量有重要影响。
常见的刀具类型包括立铣刀、车刀、钻头和铰刀等。
刀具的形状、材料和刃口几何形状都对刀具的切削能力和寿命产生影响。
刀具的材料通常选择硬度高、耐磨损和高温稳定性好的材料。
常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金和陶瓷材料。
高速钢具有较高的硬度和耐磨性能，适用于一般的切削工作。
硬质合金刀具由金属碳化物颗粒与钴合金基体组成，具有更高的硬度和热稳定性，适用于高速切削和难切削材料的加工。
陶瓷刀具具有优异的耐磨性和高温稳定性，适用于高速、高温的切削工作。
刀具的刃口几何形状对切削过程的效率和质量具有重要影响。
常见的刃口几何形状包括平行刀刃、斜切刀刃和弧形刀刃等。
刃口的选择应根据加工类型、材料和表面质量要求进行合理选择。
此外，切削参数的选择也是确保切削过程顺利进行的关键因素。
切削参数包括切削速度、进给速度和切削深度等。
切削速度决定了刀具与工件之间的相对运动速度，进给速度则决定了切削刃每分钟移除的金属量，切削深度是切削刃切入工件的深度。
在切削过程中，润滑和冷却也是必不可少的。
刀具和工件之间的摩擦和热量会导致刀具磨损和工件热变形。
机械制造基础知识
一、金属切削过程方面的一些基本概念 1、金属切削过程是用刀具从金属材料（毛坯)上切去多余的金属层，从而获得几何形状、尺寸精度和表面粗糙度都符合要求的零件的过程。
2、金属切削机床的运动分为基本运动和辅助运动。
(1）基本运动按切削时工件与刀具相对运动所起的作用来分，金属切削机床的基本运动可分为主运动和进给运动。
1)主运动是刀具与工件之间的相对运动。
它使刀具的前刀面能够接近工件,切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，从而完成切屑加工。
一般，主运动速度最高，消耗功率最大,机床通常只有一个主运动。
例如，车削加工时，工件的回转运动是主运动。
2）进给运动是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运动。
进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个,也可以是一个;可以是连续的，也可以是间歇的。
（2）辅助运动是除主运动和进给运动之外，为完成工件的加工全过程所需的其它运动。
它包括以下几类：空行程运动、切入运动、分度运动、操纵及控制运动。
3、工件表面 (1）待加工表面——是工件上有待切除的表面。
（2）已加工表面——是工件上经刀具切削后产生的新表面。
（3）过渡表面（加工表面）-—过渡表面是工件上由切削刃形成的那部分表面.4、切削用量三要素：切削速度vc、进给速度vf（进给量f）、切削深度ap（背吃刀量）5、金属切削过程中发生的现象金属切削过程中,始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生一系列现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等。
6、金属切削过程四大规律:金属切削变形、切削力变化、切削热与切削温度、刀具磨损与耐用度变化四大规律.7、四大规律在生产实际中的应用：改善工件材料的切削加工性、合理选择切削液、刀具几何参数合理选择、切削用量合理选择等。
二、机械加工工艺系统的组成机械加工工艺系统由机床、刀具、夹具和工件组成. (一)机床 1、金属切削机床是一种用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器,它是制造机器的机器，因比又称为“工作母机"或“工具机”,习惯上简称为机床. 2、机床的分类:以机床的加工方法和所用刀具的特征来分，根据我国制定的金属切削机床型号编制方法(GB/T15975—1994）,目前将机床分为12类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床。
金属切削原理的基本概述
金属切削原理的基本概述金属切削是一种常见的金属加工技术，广泛应用于制造业和机械加工领域。
金属切削的原理是通过切削工具对金属材料施加力量，以去除材料表面的金属层，实现工件的加工和成形。
金属切削原理可以分为以下几个方面：1. 切削力：在金属切削过程中，切削工具施加力量以去除金属材料。
切削力是指切削工具对工件施加的力的大小和方向。
切削力的大小取决于刀具的几何形状、切削速度、切削深度、切削角度等因素。
在金属切削中，通常会产生切向力（与切削方向垂直的力）和径向力（指向工件中心的力）。
2. 切削削角：切削削角是切削刀具与工件表面之间的夹角。
切削削角的大小和形状会影响切削力的大小、切削刃的寿命和切削表面的质量。
常见的切削削角有前角、主削角、副削角等。
3. 切削速度：切削速度是指切削工具和工件相对运动的线速度。
切削速度的选择会影响切削力、切削表面的质量和刀具的寿命。
过低的切削速度可能导致刀具与工件之间产生太多的摩擦热，使刀具磨损加快；而过高的切削速度则可能导致工件表面粗糙、切削力过大。
4. 切削深度：切削深度是指切削工具将金属材料削除的深度。
切削深度的选择取决于工件的要求和切削工具的强度。
过大的切削深度可能导致切削力过大，增加切削工具的磨损和变形的风险；而过小的切削深度则可能导致加工效率低。
5. 切削热效应：切削过程中，因为摩擦和形变，切削区域会产生热量。
切削热效应可能对切削工具和工件产生不良影响，如切削刃磨损、加工表面质量下降等。
因此，在金属切削过程中，需要采取适当的切削冷却液和润滑剂等措施来降低切削热效应。
总结起来，金属切削原理是通过切削工具施加力量，削除金属材料表面的方法。
切削力、切削削角、切削速度、切削深度和切削热效应是决定切削过程中刀具寿命、工件表面质量和加工效率的重要因素。
掌握金属切削原理，对于提高金属加工的质量和效率具有重要意义。
金属切削加工的基本概念
基面Pr:
Ps平行面
正交平面Po
0
r 法平面Pf n
s
图 1-13 正交平面参考系前角γ0、后角α0与法平面参考系前角γn 、后角αn的换 算
a）γ0、γn 的换算
b）
α0、αn的换算
感谢下 载
s
第二节 车刀角度
• 副后面、副切削刃
➢副后面：副后角 和副主偏角 ➢前面：前角和刃倾角 副前角和副刃倾角派生角 ➢副切削刃：副偏角 和副刃倾角
作图练习
直头外圆车刀的六个标注角度
示例1
切断刀的标注角度
第二节 车刀角度
第二节 车刀角度
四、前角、后角与法前角、法后角的换算 见下图
切削平面 Ps:
dn
1000
第一节 车削运动
2．进给量f
工件或刀具每转一转或刀具往复一次，刀具相对工件在进给运动方向上的位移，单位 mm/r。
车削时的进给速度vf
νf=fn
（1-2）
第一节 车削运动
3．背吃刀量αp
工件上已加工表面和待加工表面间垂直距离。车外圆时：
αp=
（1-3）
式中 dm——已加工表面直径。
dw——待加工表面直径。
dw dm 2
第一节 车削运动
五、切削层参数 意义：影响切削变形和切削力 包括：公称厚度hD
公称宽度bD 公称横断面积 AD
第一节 车削运动
1、公称厚度hD hD = f sinKr
2、公称宽度bD bD =αp / sinKr
3、公称横断面积 AD AD = hD· bD = f αp
3、具有根据具体要求选择使用常用刀具，以及 设计一般非标准刀具的能力。
4、要求课上认真听讲，抓住重点，做好笔记， 课下复习，辅导与自学相结合。
金属切削的基本原理
金属切削的基本原理金属切削的基本原理1. 引言金属切削作为一种重要的制造工艺，在现代工业中得到广泛应用。
了解金属切削的基本原理对于提高生产效率和产品质量至关重要。
本文将深入探讨金属切削的原理和相关概念。
2. 金属切削的定义和概述金属切削是指通过工具在金属材料上切削形成所需形状的制造过程。
这种切削通过将刀具与金属工件相对移动来去除材料，从而实现目标形状。
金属切削常用于车削、铣削、钻削等加工过程中。
3. 切削过程的基本元素金属切削包括以下基本元素：3.1 切削工具切削过程中使用的工具通常由坚固的材料制成，如高速钢、硬质合金等。
切削工具的类型和几何形状根据切削操作的需求而变化，比如刀片、铣刀、钻头等。
3.2 金属工件金属工件是经过切削加工的目标。
它可以是圆柱形、平面形或复杂形状的。
不同材料的切削特性也会影响切削过程的选择和参数设定。
3.3 切削速度切削速度是指工具切削过程中与工件接触部分的相对速度。
合适的切削速度可以提高加工效率和工件表面质量，但过高的切削速度可能导致工具磨损和加工表面粗糙度增加。
3.4 进给速度进给速度是指工具与工件相对运动的速度。
适当的进给速度可以控制切削过程中材料的去除率，同时避免过度磨损和切削力过大。
3.5 切削深度切削深度是指工具进入工件的深度，即每次切削过程中所移除的金属厚度。
切削深度的选择应根据工件的要求、切削力和工具稳定性等因素考虑。
4. 金属切削的力学原理金属切削的力学原理主要涉及三个力：切削力、切向力和主动力。
4.1 切削力切削力是指在金属切削过程中作用在切削工具上的力。
它由切削材料的去除、摩擦和变形引起。
切削力的大小和方向取决于切削工艺参数、切削材料和刀具等。
4.2 切向力切向力是指垂直于切削方向的力。
它使工件保持在切削位置，并防止工件偏离切削方向。
切向力的大小和方向直接影响切削的稳定性和表面质量。
4.3 主动力主动力是指在金属切削过程中将工具向工件施加的力。
它与切削深度和切削速度等直接相关。
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。
第1章 金属切削的基本定义
vf n f n z fz
其中：
（1-2）
n z
——主运动的转速(mm/s)； ——刀具齿数；
3. 背吃刀量 a p
【定义】工件上已加工表面与待加工表面间的垂直距离，单位 为mm。
。
【计算方法】对于外圆车削
dw dm ap 2
其中：
（1-3）
d w ——工件待加工表面的直径(mm)；
钻头切削刃上各点的切削速度和基面
标准麻花钻的结构及几何角度
与外圆车刀相比，麻花钻的 切削平面、基面、正交平面 的定义相同，但是位置不同。 外圆车刀上各点的基面相互 平行，麻花钻的主切削刃的 的各点的切削速度方向不同， 切削平面不同，基面不同， 正交平面也不同。
标准麻花钻的结构及几何角度 3.麻花钻的几何角度 a.螺旋角 ：钻头棱边与螺旋槽的交线上任意一点的切线 与钻头轴线之间的夹角。
vc
式中：
dn
1000
（m/s或m/min）
（1-1）
d
——工件待加工表面的直径或刀具的最大
n
直径(mm)； ——工件或刀具的转速(r/s或r/min)。
2. 进给量
f
【定义】在主运动的一个工作循环内，刀具和工件之间在进给 运动方向上的相对位移。单位是mm/r(用于车削、镗削等)或 mm/d.str(毫米/双行程，double stroke) (用于刨削、磨削等)， 进给量表示进给运动的速度。 【计算方法】进给运动速度还可以用进给速度（单位mm/s)或 每齿进给量 (用于铣刀、铰刀等多刃刀具，单位是mm/齿)表示：
刀尖形状
1.2.2 刀具静止参考系
【基本概念】用于定义刀具设计、制造、刃磨和测量时刀具几何 参数的参考系。 【条件特征】只考虑主运动即切削速度影响，不考虑进给运动的 影响，并且假定刀具主刃选定点和刀尖与工件中心等高，刀杆中 心线垂直于进给方向。 正交平面参考系: 【基面Pr】过主切削刃上选定点并垂直于该点合成切削速度方向 的平面。车刀基面是车刀的安装面。
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填空题（272题）绪论（5）1、机器设备是由组成的，而大多数零件是由材料制成的。
2、机械制造的生产过程就是、和的过程，它是按照一定的进行的。
3、钳工是使用钳工工具或设备，主要从事工件的、机器的、设备的及工具的等工作的工种。
4、《国家职业标准》将钳工划分为、和三类。
5、装配钳工的主要任务是、等。
第一章金属切削的基本知识（17）§1-1金属切削的基本概念1、切削时，刀具与之间的相对运动，称为运动。
按其功用，切削运动可分为运动和运动两种形式。
2、车削时，工件的旋转称为运动；刀具的纵向或横向移动称为运动。
3、钻床钻削工件时，钻头的旋转称为运动，轴向移动称为运动。
4、切削过程中，工件上形成的三个表面是、和。
5、切削用量是切削过程中、和三者的总称。
6、背吃刀量是指工件上表面和表面间的距离。
§1-2金属切削刀具7、车刀的切削部分由、、、、、和等组成。
8、在正交平面内测量的车刀角度有角、角和角，三角之和等于。
9、刀具的前角主要影响切削刃的及切屑程度。
10、常用的刀具材料有、、和等。
§1-3金属切削过程与控制11、由于工件材料和切削条件的不同，切削过程中产生的切屑类型有、、和四类。
12、切削中刀具的总切削力F r通常可分解为、和三个相互垂直的切削分力。
13、影响切削力的主要因素有、、和等。
14、切削过程中，被切削金属层的变形、分离及、和间的摩擦所产生的热称为。
15、刀具的磨损有和两种形式。
其中，前、后刀面的磨损属于。
16、一般将刀具磨损的过程分为、和三个阶段。
17、切削液具有、、和的作用。
常用切削液有和两种。
第二章钳工常用量具（18）§2-1万能量具1、用来测量、检验零件及产品和的工具称为量具。
2、量具按用途和特点，可分为、和三种类型。
3、常用的万能量具有、、和等。
.4、常用游标卡尺的测量精度，按读数值分为 mm和 mm两种。
5、游标卡尺只适用于精度尺寸的测量和检验，不能用其测量等毛坯的尺寸。
机械制造技术-金属切削过程基本知识
图(b), 刀具的背棱顶在已加工表面上, 切削刃无法
刀 切入, 切削条件被破坏。可见, 在这种场合下, 只考虑
具 工 作
主运动的假定条件是不合适的, 还必须考虑进给运动 速度的影响, 也就是必须考虑合成切削运动方向来确
角 度
定刀具工作角度的参考系；
的 参 考
图(c), 刀具后刀面与已加工表面全面接触, 摩擦严 重。
度 的
刀具标注角度
参 考
的参考系的形成
系 如右图动画所示,
由基面、切削平
面、主剖面等平
面构成了主剖面
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。
刀
通常, 基面应平行或垂直于刀具上便于制造、
具 标
刃磨和测量的某一安装定位平面或轴线。
注 角
例如, 图示为普通车刀或刨刀的基面, 它平行
Pr-Ps组成的一个
正交的主剖面参
刀 考系, 这是目前生
具 标
产中最常用的刀
注 角
具标注角度参考
度 的
系。图中同时也
参 考
表示了一个由Pn-
系 Pr- Ps 组成的法
剖面参考系。在
实际使用时一般
是分别使用某一
(5)进给剖面 Pf 和背平面Pp及其
组成的进给、背平面参考系
进给剖面Pf是通过切削刃选定
度 的
于刀具底面。钻头、铣刀和丝锥等旋转类刀具,
参 考
其切削刃各点的旋转运动(即主运动)方向, 都垂
系 直于通过该点并包含刀具旋转轴线的平面, 故其
基面Pr就是刀具的轴向剖面。
(2)切削平面 Ps
通过切削刃选定点, 与主切削刃相切, 并垂直
机械制造技术第二章金属切削基本原理课件
切削振动对表面质量的影响与控制
切削振动对表面质量的影响
切削过程中，由于刀具与工件的相互作用，可能会产生振动。振动会导致切削刃振动和工件振动，从而影响已加 工表面的粗糙度和波纹度，降低加工质量。
控制切削振动的方法
通过合理选择刀具材料和几何参数，优化切削用量和切削液的使用，以及采用减振装置和动态优化技术等措施， 可以有效减小切削振动，提高加工表面的质量。
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加工硬化与残余应力的影响
加工硬化
金属切削过程中，由于切削力的作用， 已加工表面层会发生冷作硬化，使表 面层金属的硬度和强度提高，塑性和 韧性降低。
残余应力
切削过程中，由于切削力和切削热的 共同作用，已加工表面层会产生残余 应力。残余应力分为压应力和拉应力， 过大的残余应力可能导致工件变形或 开裂。
边界磨损
切削过程中，切屑在刀尖处与刀具摩 擦造成磨损，影响切削效果和刀具寿 命。
破裂
切削过程中，切削力超过刀具材料的 强度极限，导致刀具破裂。
04 金属切削的工艺参数选择
切削速度的选择
01
02
03
04
切削速度对刀具寿命和 加工质量有显著影响。
切削速度越高，刀具寿 命越短，但工件加工时 间减少，生产效率提高。
选择切削速度时应综合 考虑刀具寿命、加工质 量和生产效率。
根据工件材料、刀具材 料和加工条件，选择合 适的切削速度范围。
进给量的选择
01
02
03
04
进给量是影响切削力和切削温 度的重要因素。
进给量过小，切削力增大，刀 具磨损加剧；进给量过大，切 削力减小，但工件表面粗糙度
增加。
选择进给量时应根据工件材料 、刀具材料和加工条件，以及 表面粗糙度要求进行合理调整
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
机械制造技术课件第二章金属切削基本原理
机械制造技术课件第二章金属切削基本原理一、教学内容二、教学目标1. 理解金属切削的基本概念，掌握金属切削过程的基本原理。
2. 了解金属切削刀具的材料、结构及其对切削加工的影响。
3. 掌握切削力、切削热及切削温度的计算方法，分析其对加工质量的影响。
三、教学难点与重点教学难点：金属切削过程中的物理现象及其对加工质量的影响。
教学重点：金属切削基本概念、刀具结构及其对切削加工的影响、切削力的计算。
四、教具与学具准备1. 教具：金属切削刀具实物、切削加工视频、PPT课件。
2. 学具：笔记本、教材、计算器。
五、教学过程1. 导入：通过展示金属切削加工视频，让学生了解金属切削的实际应用，激发学习兴趣。
时间：5分钟2. 知识讲解：（1）讲解金属切削的基本概念，如切削、切削速度、进给量等。
（2）介绍金属切削刀具的材料、结构及其对切削加工的影响。
（3）分析金属切削过程中的物理现象，如切削力、切削热等。
（4）讲解切削力、切削热及切削温度的计算方法。
时间：30分钟3. 例题讲解：选择一道具有代表性的例题，详细讲解切削力的计算过程。
时间：15分钟4. 随堂练习：出一道与例题相似的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。
时间：10分钟5. 课堂小结：时间：5分钟六、板书设计1. 金属切削基本概念2. 金属切削刀具的材料及结构3. 金属切削过程中的物理现象4. 切削力、切削热及切削温度的计算5. 课堂练习题及答案七、作业设计1. 作业题目：（1）简述金属切削的基本概念。
（2）列举金属切削刀具的常见材料，并说明其特点。
2. 答案：（1）金属切削是指利用切削工具将工件上的材料去除，使其达到一定尺寸和表面质量的过程。
（3）切削力的计算公式：F = ap f cos(λ) K其中，ap为切削深度，f为进给量，λ为刀具前角，K为工件材料系数。
带入数据计算得：F ≈ 300N八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式，使学生掌握了金属切削基本原理。
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教学过程：
概述、金属切削的概念
金属切削：是利用刀具切除工件上多余的金属材料，以获得符合要求的零件的加工方法。
常见的金属切削加工方法有：车削、铣削、钻削、刨削、磨削。
一、切削运动
切削时，刀具与工件之间的相对运动称为切削运动。
按其功用切削运动可分为主运动和进给运动两种运动形式。
1、主运动：使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动，称为主运动。
2、进给运动：为保持切削的连续进行，以逐渐切削出整个工件表面所需的运动，称为进给运动。
3、切削时的工件表面：在切削过程中，工件上通常形成三个不断变化的表面：已加工表面、待加工表面、过渡表面。
二、切削用量：是指切削过程中切削速度、进给量、背吃刀量三者的总称，也称为切削用量三要素。
1、切削速度（v c）：切削刃上选定点相对于工件待加工表面在主运动方向上的瞬时速度。
vc=∏d w n/1000(m/min)
2、进给量（f）：指在主运动的一个工作循环内，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量，单位mm/r
3、背吃刀量（a p）：指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，a p=(dw-dm)/2单位mm
三、切削用量的选择：
使三者的乘积值最大，以充分发挥机床和刀具的效能，提高劳动生产率。
1、背吃刀量的选择：粗加工时选大的背吃刀量，精加工时根据加工精度和表面粗糙度
的要求选择。
2、进给量的选择：进给量对表面粗糙度的影响最大，粗加工时选大的进给量，精加工
时选小的进给量。
3、切削速度的选择：切削速度应根据工件的尺寸精度、表面粗糙度、刀具寿命的不同
来选择。
四、小结：
掌握切削用量的三要素，并正确选择。
五、作业：习题集：P2一、二、三、四、五、六题。