第一章 切削加工基础知识
第一章金属切削过程的基础知识
进给量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（毫米/转）。
对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行 工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，即后一个刀齿相对于前一 个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。
1.1.2.3 刀具工作角度的参考系
上述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主 运动，不考虑进给运动，即在假定运动条件下确定的参考 系。但刀具在实际使用时，这样的参考系所确定的刀具角 度，往往不能确切地反映切削加工的真实情形。只有用合
成切削运动方向ve来确定参考系，才符合切削加工的实际。
例如，图1.10所示三把刀具的标注角度完全相同，但由于
tanγn =tanγ0.cosλs cotαn =cotα0.cosλs
1.1.3.1主剖面与法剖面内的角度换算
以前角计算公式为例，公式推导如下：
tan n
ac Ma
tan o
ab Ma
tan n tan o
ac Ma Ma ab
ac ab
coss
tan n tan o cos s
1.1.3.2 主剖面与任意剖面的角度换算
（3）合成运动与合成切削速度
当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一 点相对工件的运动称为合成切削运动，其大小与方向用 合成速度向量ve表示。如图1.3所示，合成速度向量等 于主运动速度与进给运动速度的向量和。即
ve=vc+vf
(1.1)
图1.3 切削时合成切削速度
1.1.1.2 切削用量三要素
合成切削运动方向ve不同，后刀面与加工表面之间的接触
第一章切削加工概论
• 对于塑性较大材料，已加工表面易产生加 工硬化时，一般取较大后角。
• 后角的选择考虑因素 ： • （1）切削厚度 • 当应切取削大厚 些度hD（和进给量f）较小时，后角αo • 粗荷车作时用，。切为削保厚证度刀h刃D强较度大，，取刀较具小承后受角冲，击通载
常为4 °~7°. • 精车时，为保证加工表面质量，减少后刀面
磨损，应取较大后角，取αo＝8o～12o。
• （2）工件材料
- 当主运动为往复直线运动时，则进给量f的单位 是mm/str。
- af是多刃刀具的每齿进给量，单位是mm/Z。
vf f •n af •n•Z mm s
3）背吃刀量：背吃刀量ap为工件上已加工表面和 待加工表面间的垂直距离。
外圆车削时
ap
dw
dm 2
钻孔时
ap
dm 2
dw dm
2.切削层几何参数 n
耐腐蚀、承受冲击和经受高速旋转而不破 裂，主要取决于结合剂的强度。
（4）硬度
是指磨料在外力作用下脱落的难易程度， 它主要取决于结合剂的粘结力。磨料易脱 落，表示砂轮的硬度软，反之则硬。
（5）组织
表示磨料排列的疏密程度，即磨料占磨具 的容积比率。
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。
4）副偏角（kr’）
副切削刃和假定进给相反方向在基面上的投影。
5）刃倾角（S） 主切削刃与基面之间的夹角。
• 刀具角度正负的规定： • 如图所示：前刀面与基面平行时前角为零。前刀面与切
削平面间夹角小于90度时，前角为正，大于90度时，前 角为负。 • 后刀面与基面间夹角小于90度时，后角为正，大于90度 时，后角为负。 • 刃倾角是前刀面与基面在切削平面中的测量值，其正负 与前角判断类似：切削刃与基面平行时，刃倾角为零； 刀尖相对于车刀的底平面处于最高点时，刃倾角为正； 处于最低点时，刃倾角为负。
机械制造工艺基础知识点总结
机械制造工艺基础知识点第一章金属切削加工基础知识一、切削加工基本概念1、成形运动（切削运动）是为了形成工件表面所必需的、刀具与工件之间的相对运动。
成形运动（切削运动）包括主运动和进给运动。
2、主运动是指直接切除工件上的切削层，形成已加工表面所需的最基本运动。
一般来讲，主运动是成形运动中速度最高、消耗功率最大的运动，机床的主运动只有一个。
3、进给运动是指不断地把切削层投入切削的运动，以加工出完整表面所需的运动。
进给运动可能有一个或几个，通常运动速度较低，消耗功率较小。
4、切削过程中，工件上形成三个表面1）待加工表面——将被切除的表面；2）过渡表面——正在切削的表面；3）已加工表面——切除多余金属后形成的表面。
5、切削用量三要素1）切削速度v c切削刃上选定点在主运动方向上相对于工件的瞬时速度。
2）进给量f在进给运动方向上，刀具相对于工件的位移量，称为进给量。
3）背吃刀量a p背吃刀量是在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的切削深度。
6、成形运动简图7、切削层尺寸要素(1)切削层：刀具切过工件的一个单程，或只产生一圈过渡表面的过程中所切除的工件材料层。
(2)切削层尺寸平面：通过切削刃基点并垂直于该点主运动方向的平面，称为切削层尺寸平面。
(3)切削层尺寸要素①切削厚度:指在切削层尺寸平面内，沿垂直于切削刃方向度量的切削层尺寸。
②切削宽度：指在切削层尺寸平面内，沿切削刃方向度量的切削层尺寸。
③切削面积：是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面面积。
二、刀具角度1、车刀的组成三个刀面：前面、主后面、副后面两个切削刃：主切削刃、副切削刃一个刀尖2、辅助平面1）基面：过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。
2）主切削平面：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面。
3）正交平面：通过主切削刃上的某一点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。
3、车刀的标注角度γ（1）前角在正交平面中测量，是刀具前面与基面之间的夹角。
第一章 金属切削基本知识
刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0） ① 减小切屑的变形；
作用 ② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0选择：
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
➢ 偏挤压：金属材料一部分受挤压时 ，OB线以下金属由于母体阻碍，不 能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移
F
B
O
a）正挤压
45° M A F
BO
b）偏挤压
➢ 切削：与偏挤压情况类似。弹性变
M
形→剪切应力增大，达到屈服点→产 生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应
O F
力与滑移量继续增大，达到断裂强度
c）切削
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 aw 、ac — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
化学惰性
低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大
耐磨性 低 加工质量
低
较高
高 最高
最高
很高
一般精度 Ra≤0.8 Ra≤0.8 IT7-8 IT7-8
高精度 Ra=0.1-0.05
IT5-6
Ra=0.4-0.2
IT5-6 可替代磨削
低速加 加工对象 工一般
第1篇切削加工的理论基础
第1章 切削加工的理论基础
机械制造技术基础
1.2.1 切屑的形成
挤压与切削 正挤压：
金属材料受挤压时，最大剪应力方向与作用力方向约 成45°
偏挤压：
金属材料一部分受挤压时，OB线以下金属由于母体阻 碍，不能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移s
机械制造技术基础
刀具 O
切屑根部金相照片
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
变形区的划分
第一变形区
机械制造技术基础
第二变形区
第三变形区
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
第一变形区的变形特征：
切削层金属沿滑移线的剪切 滑移变形及随之产生的加工 硬化。
第一变形区的实际厚度为 0.02~0.2mm，切削速度越 大，厚度越小。故第一变形 区可看成是一个剪切面。
剪切面与切削速度之间的夹 角成为剪切角，体现变形的 难易程度。
机械制造技术基础
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
机械制造技术基础
第二变形区的变形特征：
切屑底层金属受摩擦挤压后的塑性变形及晶粒纤维化。
受力：
挤压
摩擦
滑移与晶粒的伸长
1.2.2 切削层的变形及其影响因素
前刀面内的摩擦（内摩擦与外摩擦） 区域划分： 粘结区lf1: 剪切滑移，内摩擦 滑动区lf2: 滑动摩擦，外摩擦
切屑长度压缩比（Λl）
l
LD Lch
h
hch hD
OM
sin(90 OM sin
o)
cos( o ) sin
表示切屑变形程度的方法
机械制造技术基础
第一章切削加工基础知识
第⼀章切削加⼯基础知识第⼀章切削加⼯基础知识⼀、本章的教学⽬的与要求本章主要介绍了机械加⼯基础知识。
重点应掌握切削运动及切削⽤量概念；切削⼑具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加⼯性概念；机械加⼯⼯艺过程基本概念；机械加⼯质量的概念等。
掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决⼯艺问题的能⼒打基础，为学⽣了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。
学⽣学习本章要注意理论联系⽣产实践，才能更好体会，加深理解。
可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采⽤多媒体、⽹络等现代教学⼿段学习，以取得良好的教学效果。
为学好本章内容，可参阅邓⽂英主编《⾦属⼯艺学》第4版、傅⽔根主编《机械制造⼯艺基础》(⾦属⼯艺学冷加⼯部分)、李爱菊等主编《现代⼯程材料成形与制造⼯艺基础》下册及相关机械制造⽅⾯的教材和期刊。
⼆、授课主要内容1切削运动和切削要素主要学习零件表⾯的形成、切削运动、切削⽤量、切削层参数2切削⼑具和切削过程主要学习切削⼑具材料、车⼑、刨⼑、镗⼑、⿇花钻、铣⼑的结构及⼑具⼏何⾓度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削⼒、切削热和切削温度、⼑具磨损和⼑具耐⽤度3磨具和磨料切削主要学习磨具和磨削原理4材料的切削加⼯性主要学习衡量材料切削加⼯性能的指标、常⽤材料的切削加⼯性、改善材料切削加⼯性的⽅法5机械加⼯⼯艺过程基本概念主要学习⼯艺过程的基本概念、⼯件的安装和夹具、基准及其选择原则、⼯件在夹具中的定位6机械加⼯质量的概念主要学习机械加⼯精度、机械加⼯表⾯质量三、重点、难点及对学⽣的要求（掌握、熟悉、了解、⾃学）让学⽣重点掌握切削运动及切削⽤量概念、切削⼑具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加⼯性、机械加⼯⼯艺过程基本概念；机械加⼯质量等概念。
四、要外语词汇主运动：primary motion进给运动：feed movement车⼑：turning tools⼑具材料：cutting tools materials切削过程：cutting process磨具：abrasive grinding tools表⾯质量：machining quality of machined surfaces五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、⽰数等）主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物六、复习思考题1.试说明下列加⼯⽅法的主运动和进给运动：a.车端⾯；b.在钻床上钻孔；c.在铣床上铣平⾯；d.在⽜头刨床上刨平⾯；e.在平⾯磨床上磨平⾯。
切削加工基本知识
切削加工基本知识第一节概述一、切削加工切削加工是用工具去除毛坯上多余的材料，以获得具有所需要的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度的零件的加工方法。
切削加工通常分为机械加工（简称机加工）和钳工两大类。
机械加工是通过操纵机床对工件进行的切削加工，如车、铣、刨、磨、镗、钻、拉、插及齿形加工等。
由于现代机械产品的精度和性能要求越来越高，对零件的加工质量也提出了更高的要求。
目前除少数零件采用精铸、精锻或粉末冶金直接获得外，绝大部分零件都需经过切削加工才能保证其精度。
因此，掌握切削加工的基本规律，正确地组织生产，对于实现优质、高产、低耗有着十分重要的意义。
钳工一般是指手持工具进行的装配、维修或切削加工，如划线、錾、锯、锉、刮研、攻螺纹和套螺纹等。
虽然钳工使用的工具简单，操作灵活，加工方法多种多样，但生产率低，劳动强度大，因而只有在装配和维修时，才比较经济和方便。
随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，钳工工具和操作方法也在不断改进和发展。
要实现切削过程，必须具备以下3个条件：（1）工件与刀具之间要有相对切削运动；（2）刀具材料必须具有一定的切削性能；（3）刀具必须具有合理的切削角度。
二、切削运动和切削用量（一）切削运动切削加工是靠刀具和工件之间作一定的相对运动来实现的，这个相对运动称为切削运动，它包括主运动和进给运动。
1．主运动形成机床切削速度或消耗主要动力的运动叫主运动。
没有这个运动，切削加工就无法进行。
它可以是旋转运动，也可以是往复直线运动，如车削时工件的旋转，钻、铣、磨削时刀具的旋转，刨削时（牛头刨）刨刀的往复直线运动等都是主运动。
2．进给运动使工件多余的材料不断投入切削的运动叫进给运动。
没有这个运动，就不能进行连续切削。
它可以是直线运动、旋转运动或两者的组合，如车削和钻削时刀具的移动，铣、刨（牛头刨）时工件的移动，磨外圆时工件的旋转和轴向移动等。
无论那种切削加工，都必须有主运动和进给运动，但主运动只有一个，而进给运动可以有多个。
金属切削加工的基本知识.doc
第1章 金属切削加工的基本知识本章要点本章介绍机械加工中的金属切削基本理论、基本知识及其应用，主要内容如下：1）金属切削加工的基本知识和术语。
如切削运动、切削用量、切削层等。
2）金属切削刀具切削部分的几何角度。
它包括刀具组成、正交平面静止参考系、刀具工作角度等内容。
3）金属切削刀具的材料。
它包括常用刀具材料的性能、常用高速钢和硬质合金刀具材料的的实际应用等内容。
4)金属切削过程的基本规律及切削过程的控制 包括切削变形、切削力、切削热、刀具磨损等物理现象的成因，切削过程中各物理现象的控制。
5)金属切削条件的合理选择。
如切削过程中刀具几何参数的合理选择、切削用量的合理选择、切削液的合理选择等内容。
学习目的：了解和掌握金属切削加工中的基本理论和基本知识，达到能合理选择各种金属切削加工参数以及能对金属切削过程进行控制的要求。
§1.1 切削运动与切削要素§1.1.1切削运动金属切削加工就是用金属切削刀具切除工件上多余的金属材料，使其形状、尺寸精度及表面质量达到预定要求的一种机械加工方法。
在金属切削加工过程中，为切除多余的金属，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动被称为切削运动。
按照切削运动在切削加工中的所起的作用不同，可把其分为主运动和进给运动两种。
1．主运动主运动是由机床提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件并切除切削层。
主运动的特点是切削加工中速度最高，消耗功率最大的运动。
通常主运动只有一个，它可由工件完成，也可由刀具完成。
图1-1所示的车削时工件的旋转运动、钻削和铣削时刀具的旋转运动、磨削时砂轮的旋转运动、刨削时工件或刀具的往复运动等都是主运动。
２．进给运动由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可不断地或连续地切除多余金属，并得出具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动的特点是切削加工中速度较低，消耗功率较小。
第1-金属切削加工的基础知识
➢ 天然金刚石是自然界最硬的材料，耐磨性极好，刃口 锋利，切削刃的钝圆半径可达0.01μm，刀具寿命可达 数百小时。因价格昂贵，主要用于高速、精密加工。 ➢ 聚晶金刚石（PCD）由金刚石微粉在高温高压下聚合 而成，硬度比天然金刚石略低，价格便宜，焊接方便， 可磨削性好，已成为金刚石刀具主要材料。 ➢ 金刚石刀具不适于加工钢及铸铁。 ➢ 聚晶立方氮化硼（PCBN）由单晶立方氮化硼微粉在 高温高压下聚合而成。硬度很高，耐热性达1200℃，化 学惰性很好，在1000℃的温度下不与铁、镍和钴等金属 发生化学反应。主要用于加工淬硬工具钢、冷硬铸铁、 耐热合金等。用于高精度铣削时可以代替磨削加工。
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刀具材料对比
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刀具材料对比
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1.2.2 刀具的几何形状
以外圆车刀为例，分析刀具几何形状。 1.车刀切削部分的构造 切削部分由3面-2刃-1尖组成。
（1）前刀面(前面 ) ：切屑流出所经过 的表面。
（2）主后刀面(主后面) ：与工件上过渡 表面相对的表面。
切削运动
主运动
是切下切屑所需要 的最基本的运动， 对切削起主要作用， 消耗机床的功率 95%以上。机床 主运动只有1个。 Ⅰ——主运动
进给运动
使工件不断投入切 削，从而加工出完 整表面所需的运动。 消耗机床的功率 5%以下。机床的 进给运动可以有一 个或几个。 Ⅱ——进给运动
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1.1.3 工件上的几个表面
进给速度 V f —nf指 n单z f 位z 时
间的进给量。 进给量与进给速度 之间的 关系为：
(mm/s)
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切削用量
3．切削深度 a p（mm）
金属工艺学第一章 金属切削基础知识
主要的影响因素
切削速度 （切中碳钢） <5m/min不产生 5~50m/min形成
控 制 措 降低塑性 施
(正火、调质)
>100 m/min不形成 选用低速或高速
冷却润滑条件
300~500oC最易产 生 >500oC趋于消失
选用切削液
第三节 金属切削过程
三、切削力与切削功率
1、切削力的构成与分解
切削力的来源
热处理变形 不需要
用途
各种刀片
1200
（12~14）
高硬度钢材 精加工
人造金刚石
HV10000 (硬质合金为 HV1300~1800)
700~800
不宜加工钢铁材 料
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具角度
各种刀具的切削部分形状
第二节 刀具材料及刀具构造
二、刀具角度
1、车刀切削部分的组成
三面
两刃 一尖
（2）作用 ①冷却 ②润滑
第三节 金属切削过程
五、刀具磨损和刀具耐用度
1、刀具磨损形式
（1）前刀面磨损 （2）后刀面磨损 (通常以后刀面磨损值VB表示刀具磨损程度) （3）前后刀面同时磨损
2、刀具磨损过程：
前面磨损、后面磨损、前后面同时磨损 。 刀具磨损过程： 初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段
刀尖高低对刀具工作角度的影响
车刀刀杆安装偏斜对刀具角度的影响
② 进给运动的影响
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具结构
刀具的结构形式很多，有整体式、焊接式、机夹 不重磨式等。
目前一般整体式的多为高速钢车刀，其结构简单， 制造、使用都方便。而对于贵重刀具材料，如硬质合 金等，可采用焊接式或机夹不重磨式。焊接式车刀结 构简单、紧凑、刚性好，可磨出各种所需角度，应用 广泛。
第一章_金属切削加工的基础讲解
①刀具标注角度参考系种类
根据ISO3002/1-1997标准推荐，刀具标注角度参考系有：
• 正交平面参考系 • 法平面参考系 • 假定工作平面参考系三种。
②正交平面参考系
正交平面参考系由以下三个平面组成：
基面 Pr ：
通过切削刃选定点与主运 动方向垂直的平面。基面与刀 具底面平行。
vf n f naz z
z为多齿刀具的齿数
3、背吃刀量（切削深度）ap
背吃刀量ap是指主刀刃工作长度（在基面上的投影）沿垂直于进 给运动方向上的投影值。
对于外圆车削，背吃刀量ap等于工件已加工表面和待加工表面之
间的垂直距离,单位为mm 。即：
ap
dw
dm 2
式中: dw－待加工表面直径 dm－已加工表面直径
min 或m /
s)
式中:L一往复运动行程长度(mm) nr一主运动每（秒）分钟的往复次数(往复次数/S或往复次数/min)。
2、进给量f
进给量是刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或 工件每转或每行程的位移量来表述或度量。
•车削时进给量的单位是mm/r，即工件每转一圈,刀具沿进给运动方向
刀具几何角度参考系有两类： 刀具标注角度参考系 刀具工作角度参考系。
（1）刀具标注角度参考系
刀具标注角度参考系是刀具设计时标注、刃磨和测量角度的基 准。为了使参考系中的坐标平面与刃磨、测量基准面一致，特别规 定了如下假设条件。
假设运动条件: 用主运动向量vc近似地代替相对运动合成速度向量ve(即vf=0)。
弹性变形和振动。 (??)
（2）在主切削刃正交平面 (主剖面)内(O-O)测量的角度
切削加工基础知识讲义
第一章切削加工基础知识一.什么叫切削加工?切削加工是用切削工具从毛坯上切去多余的部分,获得几何形状尺寸和表面粗糙度等方面符合零件图纸要求的加工过程.二.切削加工分为钳工和机械加工两部分.1.钳工一般是工人手持工具进行的切削加工,其主要内容有:划线,錾削,锯削,锉削,刮削,钻孔和铰孔,攻丝和套丝,装配修理等.2.机械加工是工人操作机床进行切削加工.a.车,钻,镗,刨,铣,拉等.b.磨,珩,研磨,超精加工等.三.切削运动和切削要素1.在机床上加工各种表面,刀具与工件之间必须要有适当的相对运动,即所谓的切削运动.2.切削运动:a.主运动---是切下金属所需要的基本运动.c.进给运动---是刀具能继续切下金属所需的运动.3.切削运动三要素：切削速度v、进给量f、切削深度a p.a. 切削速度v：在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离。
V=πdn/1000 其中V –速度m/mind—工件直径mmn—工件或刀具的转速查r/minb.进给量f：在主运动一个循环或单位时间内，刀具和工件之间沿进给运动方向相对移动的距离。
如车削的f为工件每转一转，车刀沿进给方向移动的距离。
C．切削深度a p：对于车削和刨削来说，切削深度为工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离。
1页四. 加工精度和表面粗糙度(一) 加工精度: 我们把尺寸精度，形状精度和位置精度统称为加工精度。
1.尺寸精度我们通常所说的尺寸公差就是尺寸精度。
精度越高，则公差越小。
《公差与配合》国家标准（GB159~1840-79）将确定尺寸精度的标准等级分为20级，分别用IT01、IT0、IT1、IT2……IT18表示。
IT01的公差值最小，精度最高。
零件的精度越高，加工的工艺过程越复杂，加工的成本也越高。
2.形状精度形状精度是指零件上的线、面要素的实际形状相对理想形状零件上的线、面要素的几何形状不可能做的绝对准确,只能控制在一定的范围内，即用形状公差来控制。
金属切削加工的基础知识
7
1.1.3 切削要素
l 切削用量三要素：
切削速度vc:主运动的线速度(m/min)
进给量：刀具相对工件沿进给方向移动的距离 背间吃的刀距量离（。切削深度）ap(mm):已加工表面与待加工表面
补充定义：在垂直于进给运动方向上测量的主切削刃 切入工件的深度。
l 切削层尺寸平面要素：
a)轨迹法
b)成形法
整理课件
c)相切法
d)展成法
3
1.1.2 切削运动
l 概念：用以切除多余金属的刀具与工件间的相对运动 l 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。 进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多个。 其它运动：吃刀运动
副偏角的作用：副偏角↑ 副后面与工件已加工表面摩擦↓
刀尖强度↓ 表面粗糙度↑
进给运动
刀具副偏角的选用：一般为5~20° 正交平面
整理课件
特殊要求可采用Kr‘=0 °的修光刃
15
5. 刃倾角λS： 在切削平面内测量的，主切削刃与基面的夹角。
刃倾角的标注：
刃倾角的作用：
主运动
（1）影响排屑方向： λS ＞0 ° 排向待加工表面 ；
（2）辅助平面：
切削平面Ps：过切削刃上一点，与加工表面相切的平面。 基面Pr：过切削刃上同一点，与切削速度相垂直的平面。 正交平面Po（主剖面）：过切削刃上同一点，与切削平
面和基面相垂直的平面。
12 整理课件
l 刀具标角度的定义
l 刀具的标注角度是指静止状态下，在工程图上标注的 刀具角度。（下面以车刀为例介绍刀具的标注角度）
λS ＜0 ° 排向已加工表面；
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第一章切削加工基础知识一、本章的教学目的与要求本章主要介绍了机械加工基础知识。
重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。
掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。
学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。
可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。
为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》(金属工艺学冷加工部分)、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。
二、授课主要内容1切削运动和切削要素主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数2切削刀具和切削过程主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度3磨具和磨料切削主要学习磨具和磨削原理4材料的切削加工性主要学习衡量材料切削加工性能的指标、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法5机械加工工艺过程基本概念主要学习工艺过程的基本概念、工件的安装和夹具、基准及其选择原则、工件在夹具中的定位6机械加工质量的概念主要学习机械加工精度、机械加工表面质量三、重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）让学生重点掌握切削运动及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加工性、机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量等概念。
四、要外语词汇主运动：primary motion进给运动：feed movement车刀：turning tools刀具材料：cutting tools materials切削过程：cutting process磨具：abrasive grinding tools表面质量：machining quality of machined surfaces五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物六、复习思考题1.试说明下列加工方法的主运动和进给运动：a.车端面；b.在钻床上钻孔；c.在铣床上铣平面；d.在牛头刨床上刨平面；e.在平面磨床上磨平面。
2.试说明车削时的切削用量三要素，并简述粗、精加工时切削用量的选择原则。
3.车外圆时，已知工件转速n=320 r/min，车刀进给速度v f=64 mm/min，其它条件如题图1-1所示，试求切削速度v c、进给量f、背吃刀量a p、切削层公称横截面积A D、切削层公称宽度b D 和厚度hD。
4.弯头车刀刀头的几何形状如题图1-2所示，试分别说明车外圆、车端面(由外向中心进给) 时的主切削刃、刀尖、前角γ0、主后角ao、主偏角k r和副偏角'rk。
题图1-1 题图1-25.简述车刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用及选择原则。
6.机夹可转位式车刀有哪些优点?7.刀具切削部分材料应具备哪些基本性能?常用的刀具材料有哪些?8.高速钢和硬质合金在性能上的主要区别是什么?各适合做哪些刀具?9.切屑是如何形成的?常见的有哪几种?10.积屑瘤是如何形成的?它对切削加工有哪些影响?生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么?11.设用γ0=15°, ao=8°,k r=75°, 'rk=10°,s =0°的硬质合金车刀，在C6132型卧式车床上车削45钢(正火，187HBS)轴件的外圆，切削用量为v c=100 mm/min、f=0.3 mm/r、a p=4 mm，试用切削层单位面积切削力k c计算切削力F c和切削功率P m。
若机床传动效率η=0.75，机床主电动机功率P E=4.5 kW，试问电动机功率是否足够?12.切削热对切削加工有什么影响?13.背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样?如何运用这一规律指导生产实践?14.切削液的主要作用是什么?常根据哪些主要因素选用切削液?15.刀具的磨损形式有哪几种?在刀具磨损过程中一般分为几个磨损阶段?刀具寿命的含义和作用是什么?16.试分析砂轮磨削金属与刀具切削金属的过程及原理有何异同?原因何在?17.如何评价材料切削加工性的好坏?最常用的衡量指标?如何改善材料切削加工性?18.什么是生产过程、工艺过程、工序和安装?19.生产类型有哪几种? 汽车、电视机、金属切削机床、大型轧钢机的生产各属于哪种生产类型? 各有何特征?20.机械加工中，工件的安装方法有哪几类? 各适用于什么场合?21.什么是夹具? 按其用途不同，夹具分为哪几类? 各适用于什么场合?22.何谓基准?根据作用的不同，基准分为哪几种?23.何谓粗基准和精基准? 试述粗、精基准的选择原则各是什么?24.试选择如题图1-3所示三个零件的粗、精基准。
其中题图1-3a是齿轮，m=2,Z=37，毛坯为热轧棒料；题图1-3b是液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出；题图1-3c是飞轮，毛坯为铸件。
均为批量生产。
图中除了标有不加工符号的表面外，均为加工表面。
25.何谓工件的六点定位原理?加工时，工件是否都要完全定位?26.什么是加工精度?包括哪些内容?27.机械加工表面质量的含义是什么?它与表面粗糙度有何区别?图样上常标注哪一项?题图1-3七、参考教材（资料）1 孙大涌主编. 先进制造技术. 北京：机械工业出版社，20002 李伟光主编. 现代制造技术. 北京：机械工业出版社，20013 机械工程手册编辑委员会. 机械工程手册：机械制造工艺及设备卷(二) 第2版. 北京：机械工业出版社，19974 邓文英主编. 金属工艺学第4版. 北京：高等教育出版社，20005 吴桓文主编. 工程材料及机械制造基础(Ⅲ)机械加工工艺基础. 北京：高等教育出版社，19906 卢秉恒主编. 机械制造技术基础. 北京：机械工业出版社，19997 张世昌，李旦等. 机械制造技术基础. 北京：高等教育出版社，20018 傅水根主编. 机械制造工艺基础(金属工艺学冷加工部分). 北京：清华大学出版社，19989 李爱菊，王守成等. 现代工程材料成形与制造工艺基础(下册). 北京：机械工业出版社，200110 贾青云，李冬妮等. 现代汽车制造技术之机械加工：世界汽车技术发展跟踪研究(一). 汽车工艺与材料，2002，(4)11苗赫濯，齐龙浩等. 新型陶瓷刀具在机械工程中的应用. 机械工程学报，2002，38(2)第一章机械加工基础知识切削加工是使用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)，在工具和工件的相对运动中，把工件上多余的材料层切除，使工件获得规定的几何参数(尺寸、形状、位置)和表面质量的加工方法。
第一节切削运动及切削要素一、零件表面的形成1.基本表面：外圆面、内圆面(孔)、平面2.成形面：螺纹、齿轮的齿形等这些表面可分别用图1-1所示的相应加工方法来获得。
图1-1 零件不同表面加工时的切削运动二、切削运动切削运动(cutting motions)：在切削加工中，刀具和工件间必须有一定的相对运动。
切削运动可以是旋转运动或直线运动，也可以是连续的或间歇的 切削运动包括主运动(图中Ⅰ)和进给运动(图中Ⅱ)。
主运动(primary motion)是使刀具和工件之间产生相对运动，促使刀具接近工件而实现切削的运动。
如图1-2所示工件的旋转运动。
主运动速度最高，消耗功率最大。
主运动只有一个。
进给运动(feed movement)使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动，即可连续地切除余量，如图1-2所示车刀的移动。
进给运动可以是1个或多个图1-2 切削运动和加工表面三、切削用量切削用量(cutting conditions)包括切削速度v c 、进给量f (或进给速度v f )和背吃刀量a P ；三要素。
1.切削速度切削刃上选定点相对工件主运动的瞬时速度称为切削速度(cutting speed)，以v c 表示，单位为m/s 或m/min 。
若主运动为旋转运动(如车削、铣削等)，切削速度一般为其最大线速度。
1000dnv c π=m/s 或m/min式中：d —工件(或刀具)的直径，mm ；n —工件(或刀具)的转速，r/s 或r/min 。
若主运动为往复直线运动(如刨削、插削等)，则常以其平均速度为切削速度，即： 10002rc Ln v =m/s 或m/min 式中：L —往复行程长度，mm ；n r ——主运动每秒或每分钟的往复次数，str/s 或str/min 。
2.进给量刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量 (feed rate)。
用单齿刀具(如车刀、刨刀等)加工时，进给量常用刀具或工件每转或每行程刀具在进给运动方向上相对工件的位移量来度量，称为每转进给量或每行程进给量，以f 表示，单位为mm/r 或mm/str 。
用多齿刀具(如铣刀、钻头等)加工时，进给运动的瞬时速度称进给速度，以v f 表示，单位为mm/s 或mm/min 。
刀具每转或每行程中每齿相对工作进给运动方向上的位移量，称每齿进给量，以f z 表示，单位为mm/z 。
f z 、f 、v f 之间有如下关系：zn f fn v z f == mm/s 或mm/min 式中：n —刀具或工件转速，r/s 或r/min ；z —刀具的齿数。
3.背吃刀量在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸，称为背吃刀量(back engagement of the cutting edge)，以a P 表示，单位为mm 。
如图1-2所示，车外圆时，a P 可用下式计算，即 2mw p d d a -=mm 式中：d w 、d m —工件待加工和已加工表面直径，mm 。
工件上由主切削刃形成的那部分表面是过渡表面。
四、切削层参数切削层是指切削过程中，由刀具切削部分的一个单一动作(如车削时工件转一圈，车刀主切削刃移动一段距离)所切除的工件材料层。
它决定了切屑的尺寸及刀具切削部分的载荷。
切削层的尺寸和形状，通常是在切削层尺寸平面中测量的，如图1-3所示。
(1) 切削层公称横截面积A D 在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积， 单位为mm 2。
(2) 切削层公称宽度b D 在给定瞬间，作用于主切削刃截形上两个极限点间的距离，在切削层尺寸平面中测量，单位为mm 。