机械制造基础第十章金属切削加工基础知识.pptx
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机械加工的方法许多：车、钻、铣、刨和磨等多 种，但它们在切削运动、切削刀具、切削过程的物理 实质等方面都有着共同的现象和规律。
二、切削运动与切削要素
1、零件表面的形成 零件表面的组成有： 基本表面平面、外、内圆面； 成形面：沟、槽、螺纹及齿面等
金属切削基础知识录像
1、零件表面的形成
2、切削运动
常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3等硬质合金涂层刀 具寿命可比原来提高1～3倍，高速钢涂层后寿命提高2～ 10倍，世界各国对涂层刀具运用很广泛。处于领先地位的 瑞典，在车削中使用涂层硬质合金刀片已达70%～80%。
3）新型刀具材料
（2）陶瓷刀具材料 按化学成分可分为Al2O3基和Si3N4基两类。 陶瓷刀具硬度高而耐磨，允许切削速度达成12.5m/s，
力、摩擦、冲击和很高的温度，刀具切削部分的 材料应具备以下性能：
(1)高的硬度 一般刀具材料的硬度应在60HRC以上。
1）对刀具材料的基本要求
(2)足够的强度和韧性 又称坚韧性，以承受切削中的冲击力和振动，减少刀具脆性断裂和
崩刃。 (3)耐磨性好
即抵抗磨损的能力，使刀具使用耐久。 (4)高的耐热性
段，如粗加工时的选择原则：“先定ap ,次选f , 最后定υc”
4、切削层参数
1）切削层公称横截面积AD 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mm2。 2）切削层公称宽度bD ； 3）切削层公称厚度hD
三、切削刀具
刀具组成＝切削部分＋夹持部分 1、刀具材料(指切削部分)
1）对刀具材料的基本要求 切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压
3、切削用量
2）进给量f(mm/r) 指(车)刀具相对于工件旋转一转,在进
给方向的位移量。单位为：mm/r或mm/str。
3、切削用量
3）背吃力量ap(mm) 指工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直
距离，单位为：mm。
aP＝
Dd 2
式中：d 为已加工表面的直径(mm)。
生产中为提高效率一般对工件分粗、精加工阶
刀具寿命比硬质合金高几十至三百倍，宜精细加工。 立方氮化硼(CBN)的显微硬度达8000～9000HV，仅次于 天然金刚石（10000HV），耐磨性很好，其耐热性达 1500℃，且与铁族材料亲和作用小。
2、刀具角度
刀具的种类相当繁多，但其切削部分的结构要素和几何角度有着 许多共同的特征。
各种刀具就一个刀齿而言，都相当于车刀的刀头。
2、切削运动 1）三个表面 在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表面，
即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。 （1）待加工表面 工件上即将切去切屑的表面。 （2）已加工表面 工件上已切去切屑的表面。 （3）过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面，
即已Baidu Nhomakorabea工表面和待加工表面之间的过渡表面。
2、切削运动
等。主要用于制造刃具、模具、量具等工 具。
2）常用刀具材料
（3）高速钢 高速钢是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢。 其常用牌号有:W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等,广泛用于制造
形状复杂的高速切削工具,如：麻花 钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。 （4）硬质合金
根据GB/2075-1998规定，按被加工材料分了三个大 （类）组；分别用字母P、M、K表示(这些字母完全是
切削运动的形式有：旋转或直线的。 实际的切削运动是一个合成切削运动。
2、切削运动
3、切削用量
一般，切削用量包括：
切削速度、进给量和背吃刀量。
常称为切削三要素。
1）切削速度 υｃ(以车削为例) 切削速度υｃ(m/s) 是主运动的线速度。
νc=
Dn
1000 60 m/s
式中：
D—为工件待加工表面的直径 (mm)； n—为转速(r/min)。 车削时指 工件待加工表面最大直径处线速 度
习惯性，本身无其他含义)。
3）新型刀具材料
（1）涂层刀具材料 是指通过气相沉积或其他技术方法，在硬质合金或高
速钢的基体上涂覆一薄层高硬耐磨的难熔金属或非金属化 合物而构成的。
如在硬质合金表面上涂厚4～9μm的涂层时，表面硬度 可达2500～4200HV，是实现刀具要求“面硬而心韧”的有 效方法之一。
2、切削运动
切削运动：刀具与工件之间的相对运动。 切削运动又分主运动和进给运动，其中：
1）主运动 由机床或人力提供的主要运动，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。 2）进给运动
是使待加工表面不断地或连续地投入切削并得出所需 几何特性的已加工表面的运动。
2、切削运动
切削过程中主运动只有一个；进给运动 可以有一个或几个。
耐热性度可达1200～1450℃，其效率比硬质合金提高了 1～4倍，可制成刀片。
用于半精和精加工高硬度、强度钢及冷硬铸铁等，缺 点抗弯强度低，冲击韧性差。
3）新型刀具材料
（3）超硬刀具材料 它包括人造聚晶金刚石和立方氮化硼等人造聚晶金刚
石刀具，硬度极高(5000HV以上),耐磨性极好，可切削硬 的材料而长时间保持尺寸的稳定。
机械制造基础 第十章 金属切削加工基础知识
主讲：仝勖峰 西安电子科技大学
本章内容
金属切削加工的工作原理及特点，切削运 动和切削要素；
切削刀具基础知识； 金属切削过程中的物理现象。
一、切削加工
切削:利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。 切削加工=钳工+机械加工
机械加工—利用机械力对各种工件进行加工的方 法。
是指刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨性等。 (5)工艺性能要好
为了便于刀具本身的制造，刀具材料还应具有一定的工艺性能,如: 切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。
2）常用刀具材料
（1）碳素工具钢 T10钢(WC=1%)制手用钢锯条、简单冷作
模; T12钢用于制作铰刀、锉刀、量具等
（2）合金工具钢 常用牌号如9SiCr、Cr12、CrMn、GCr15
2、刀具角度
车刀切削部分的组成 车刀切削部分有：“三面两刃一尖”。 1）前刀面（简称前面） 指刀具上切屑流经的表面。 2）主后刀面（简称后面） 是与工件上过渡表面相对的表面。 3）副后刀面（简称副后面） 是与工件已加工表面相对的表面。
2、刀具角度
车刀切削部分的组成 车刀切削部分有：“三面两刃一尖”。 4）主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。 5）副切削刃 前刀面与副后刀面的交线。 6）刀尖 指主、副切削刃汇交的部位，它可以是圆弧，或是
二、切削运动与切削要素
1、零件表面的形成 零件表面的组成有： 基本表面平面、外、内圆面； 成形面：沟、槽、螺纹及齿面等
金属切削基础知识录像
1、零件表面的形成
2、切削运动
常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3等硬质合金涂层刀 具寿命可比原来提高1～3倍，高速钢涂层后寿命提高2～ 10倍，世界各国对涂层刀具运用很广泛。处于领先地位的 瑞典，在车削中使用涂层硬质合金刀片已达70%～80%。
3）新型刀具材料
（2）陶瓷刀具材料 按化学成分可分为Al2O3基和Si3N4基两类。 陶瓷刀具硬度高而耐磨，允许切削速度达成12.5m/s，
力、摩擦、冲击和很高的温度，刀具切削部分的 材料应具备以下性能：
(1)高的硬度 一般刀具材料的硬度应在60HRC以上。
1）对刀具材料的基本要求
(2)足够的强度和韧性 又称坚韧性，以承受切削中的冲击力和振动，减少刀具脆性断裂和
崩刃。 (3)耐磨性好
即抵抗磨损的能力，使刀具使用耐久。 (4)高的耐热性
段，如粗加工时的选择原则：“先定ap ,次选f , 最后定υc”
4、切削层参数
1）切削层公称横截面积AD 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mm2。 2）切削层公称宽度bD ； 3）切削层公称厚度hD
三、切削刀具
刀具组成＝切削部分＋夹持部分 1、刀具材料(指切削部分)
1）对刀具材料的基本要求 切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压
3、切削用量
2）进给量f(mm/r) 指(车)刀具相对于工件旋转一转,在进
给方向的位移量。单位为：mm/r或mm/str。
3、切削用量
3）背吃力量ap(mm) 指工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直
距离，单位为：mm。
aP＝
Dd 2
式中：d 为已加工表面的直径(mm)。
生产中为提高效率一般对工件分粗、精加工阶
刀具寿命比硬质合金高几十至三百倍，宜精细加工。 立方氮化硼(CBN)的显微硬度达8000～9000HV，仅次于 天然金刚石（10000HV），耐磨性很好，其耐热性达 1500℃，且与铁族材料亲和作用小。
2、刀具角度
刀具的种类相当繁多，但其切削部分的结构要素和几何角度有着 许多共同的特征。
各种刀具就一个刀齿而言，都相当于车刀的刀头。
2、切削运动 1）三个表面 在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表面，
即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。 （1）待加工表面 工件上即将切去切屑的表面。 （2）已加工表面 工件上已切去切屑的表面。 （3）过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面，
即已Baidu Nhomakorabea工表面和待加工表面之间的过渡表面。
2、切削运动
等。主要用于制造刃具、模具、量具等工 具。
2）常用刀具材料
（3）高速钢 高速钢是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢。 其常用牌号有:W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等,广泛用于制造
形状复杂的高速切削工具,如：麻花 钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。 （4）硬质合金
根据GB/2075-1998规定，按被加工材料分了三个大 （类）组；分别用字母P、M、K表示(这些字母完全是
切削运动的形式有：旋转或直线的。 实际的切削运动是一个合成切削运动。
2、切削运动
3、切削用量
一般，切削用量包括：
切削速度、进给量和背吃刀量。
常称为切削三要素。
1）切削速度 υｃ(以车削为例) 切削速度υｃ(m/s) 是主运动的线速度。
νc=
Dn
1000 60 m/s
式中：
D—为工件待加工表面的直径 (mm)； n—为转速(r/min)。 车削时指 工件待加工表面最大直径处线速 度
习惯性，本身无其他含义)。
3）新型刀具材料
（1）涂层刀具材料 是指通过气相沉积或其他技术方法，在硬质合金或高
速钢的基体上涂覆一薄层高硬耐磨的难熔金属或非金属化 合物而构成的。
如在硬质合金表面上涂厚4～9μm的涂层时，表面硬度 可达2500～4200HV，是实现刀具要求“面硬而心韧”的有 效方法之一。
2、切削运动
切削运动：刀具与工件之间的相对运动。 切削运动又分主运动和进给运动，其中：
1）主运动 由机床或人力提供的主要运动，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。 2）进给运动
是使待加工表面不断地或连续地投入切削并得出所需 几何特性的已加工表面的运动。
2、切削运动
切削过程中主运动只有一个；进给运动 可以有一个或几个。
耐热性度可达1200～1450℃，其效率比硬质合金提高了 1～4倍，可制成刀片。
用于半精和精加工高硬度、强度钢及冷硬铸铁等，缺 点抗弯强度低，冲击韧性差。
3）新型刀具材料
（3）超硬刀具材料 它包括人造聚晶金刚石和立方氮化硼等人造聚晶金刚
石刀具，硬度极高(5000HV以上),耐磨性极好，可切削硬 的材料而长时间保持尺寸的稳定。
机械制造基础 第十章 金属切削加工基础知识
主讲：仝勖峰 西安电子科技大学
本章内容
金属切削加工的工作原理及特点，切削运 动和切削要素；
切削刀具基础知识； 金属切削过程中的物理现象。
一、切削加工
切削:利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。 切削加工=钳工+机械加工
机械加工—利用机械力对各种工件进行加工的方 法。
是指刀具在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨性等。 (5)工艺性能要好
为了便于刀具本身的制造，刀具材料还应具有一定的工艺性能,如: 切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。
2）常用刀具材料
（1）碳素工具钢 T10钢(WC=1%)制手用钢锯条、简单冷作
模; T12钢用于制作铰刀、锉刀、量具等
（2）合金工具钢 常用牌号如9SiCr、Cr12、CrMn、GCr15
2、刀具角度
车刀切削部分的组成 车刀切削部分有：“三面两刃一尖”。 1）前刀面（简称前面） 指刀具上切屑流经的表面。 2）主后刀面（简称后面） 是与工件上过渡表面相对的表面。 3）副后刀面（简称副后面） 是与工件已加工表面相对的表面。
2、刀具角度
车刀切削部分的组成 车刀切削部分有：“三面两刃一尖”。 4）主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。 5）副切削刃 前刀面与副后刀面的交线。 6）刀尖 指主、副切削刃汇交的部位，它可以是圆弧，或是