金属工艺学下学期课件下册第一章
合集下载
金属工艺学完整ppt课件
（4）工艺方法的综合比较
精选课件
3
产品制造的过程
精选课件
4
课程性质、任务和学习要求
1. 课程性质
2.
技术基础课
2. 学习任务和要求
1）掌握常用金属材料的主要性能；
2）掌握零件的加工工艺知识；
3）培养工艺分析的基本能力。
精选课件
5
第一篇 金属材料导论
工业生产中所使用的材料主要包括金属材料、无机 非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。
一、铸造性能
金属在铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力称为 铸造性能。铸造性能包括流动性、吸气性、收缩性和偏析等。在 金属材料中灰铸铁和青铜的铸造性能较好。
二、
金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度称为锻造性能。锻造 性能的好坏主要同金属的塑性和变形抗力有关。塑性越好，变形 抗力越小，金属的锻造性能越好。
σb=F b/A 0
弹性极限σe：
材料在外力作用下，保持弹性变形的最大应力。
σe=F e/A 0
精选课件
12
中、高碳钢和其他脆 性金属材料无明显屈服 现象，国家标准以产生 0.2%塑性变形的应力 来表示屈服强度，即：
σ0.2=F0.2/A0
精选课件
13
屈服强度和抗拉强度在设计机械和选择、 评定金属材料时有重要意义 。 机械零件多
最常用的合金，有以铁为基础的铁碳合金； 有以铜或铝为基础的铜合金和铝合金。
精选课件
7
第一章 金属材料的主要性能
教学重点：金属材料的力学性能 教学难点：б-ε曲线特点
精选课件
8
第一节 金属材料的力学性能
力学性能是指金属材料在受外力作用时 所反映出来的性能。力学性能指标，是 选择、使用金属材料的重要依据。
金属工艺学课件(PPT172页).pptx
一、强度 strength
概念：强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形） 和断裂 的能力。通过拉伸试验测得大小。
强度判据：屈服点 （屈服强度）、 抗拉强度
9
10
11
说明： 试样按GB6397—86制取，
d0
分长试样L0=10d0来自FF短试样 L0=5d0
L0
拉断前试样
Lk L0 100%
L0
LK
◆抗拉强度
概念：试样拉断前所承受的最大拉应力。用符号：b表示
b
Fb A0
MPa
补充：bb 表示抗弯强度
注：s 、 b 是设计与选材的重要依据
另：e 表示弹性极限。在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力。
13
补充资料： GB/T228—2002《金属材料 室温拉伸试
验方法》 规定：断后伸长率 A 表示； 断面收缩率 Z 表示； 屈服强度 Re 表示； 抗拉强度 Rm 表示；
4、不宜测量薄件、成品件。因压痕大。
16
二、洛氏硬度 Rockwell Hardness
原理是用120°的金刚石圆锥或尺寸很小的淬火钢球作为压 头，在一定的压力作用下，压入材料表面，在指示盘上显示出 硬度值大小。 常用的是用符号 HRC 表示。没有单位。
注：GB/T230—91规定 有九种表示硬度方法，常见的有A、B、 C三种，如HRA、HRB、HRC、HRD、HRE等，因施加压力 和压头材料不同而出现了不同的标尺A、B、C、D、E等
料。
★现在新材料----纳米材料、智能材料 ★世界四大材料： 钢铁、木材、塑料、水泥
(如生产一根“轴”)
3
★ 材料按物质结构不同分：
金属材料、非金属材料（有机高分子材料和陶瓷 料)、复合材料
概念：强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形） 和断裂 的能力。通过拉伸试验测得大小。
强度判据：屈服点 （屈服强度）、 抗拉强度
9
10
11
说明： 试样按GB6397—86制取，
d0
分长试样L0=10d0来自FF短试样 L0=5d0
L0
拉断前试样
Lk L0 100%
L0
LK
◆抗拉强度
概念：试样拉断前所承受的最大拉应力。用符号：b表示
b
Fb A0
MPa
补充：bb 表示抗弯强度
注：s 、 b 是设计与选材的重要依据
另：e 表示弹性极限。在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力。
13
补充资料： GB/T228—2002《金属材料 室温拉伸试
验方法》 规定：断后伸长率 A 表示； 断面收缩率 Z 表示； 屈服强度 Re 表示； 抗拉强度 Rm 表示；
4、不宜测量薄件、成品件。因压痕大。
16
二、洛氏硬度 Rockwell Hardness
原理是用120°的金刚石圆锥或尺寸很小的淬火钢球作为压 头，在一定的压力作用下，压入材料表面，在指示盘上显示出 硬度值大小。 常用的是用符号 HRC 表示。没有单位。
注：GB/T230—91规定 有九种表示硬度方法，常见的有A、B、 C三种，如HRA、HRB、HRC、HRD、HRE等，因施加压力 和压头材料不同而出现了不同的标尺A、B、C、D、E等
料。
★现在新材料----纳米材料、智能材料 ★世界四大材料： 钢铁、木材、塑料、水泥
(如生产一根“轴”)
3
★ 材料按物质结构不同分：
金属材料、非金属材料（有机高分子材料和陶瓷 料)、复合材料
金属工艺学第一章金属材料性能ppt课件.ppt
拉伸试验
强度：材料在外力作用下抵抗永久变形和 断裂的能力。
塑性：材料在外力作用下产生永久变形而 不破坏的能力。
硬度
硬度：金属材料抵抗其他更硬物体压入表面的 能力，衡量材料的软硬程度。
硬度试验方法很多，机械工业普遍采用 压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、 洛氏硬度、维氏硬度等。
布氏硬度是用单位压痕面积的力作 为布氏硬度值的计量，符号HBS、HBW
洛氏硬度是用压痕深度作为洛氏 硬度值的计量即，符号HR
维氏硬度也是以单位压痕面积的力作为 硬度值计量。试验力较小，压头是锥面夹角 为136°的金刚石正四棱锥体，维氏硬度用符 号HV表示。
冲击韧性和疲劳强度
冲击韧性：冲击载荷下材料抵抗变形和断 裂的能力。
疲劳强度：金属材料在无数次重复或交变 载荷作用下而不致引起断裂的 最大应力。
使用性能：金属材料在使用过程中所表现出来 的性能。
（物理性能、化学性能、力学性能） 工艺性能：金属材料在各种加工过程中所表现
出来的性能。 （铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削性能）
1. 金属材料的力学性能
力学性能：指金属材料在外力（载荷）作用下 所表现出的抵抗变形和破坏的能力。
强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。 外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。 载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等。
2.金属材料物理性能和化学性能
物理性能：密度、熔点、导热性、导电 性金属材料的工艺性能（略）
工艺性能：铸造性能、锻造性能、 焊接性能、切削加工性能
《金属工艺学》课件
金属工艺学分类
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学下册第一章
高速钢和硬质合金性能比较
• 高速钢是含W、Cr、V等合金元素较多的合金 工具钢。它的硬度、耐磨性和耐热性低于硬 质合金，但强度和韧性却高于硬质合金，工 艺性能较硬质合金好，而且价格比较便宜。 广泛地应用于制造形状较为复杂的各种刀具。
• 硬质合金是以高硬度、高熔点的金属碳化物 （WC、TiC）作基体，以金属Co等作粘结剂， 用粉末冶金的方法制成的一种合金。其硬度高， 耐磨性好，耐高温，允许的切削速度比高速钢 高数倍，但强度、韧性和工艺性不如高速钢。 常制成各种形式的刀片。
总结：常用机床的主运动与进给运动：
车削
铣削
刨削
平面磨削
主运动：工件旋转
刀具旋转 滑枕带刀具往
砂轮旋转运动
复直线移动
进给运动：刀具运动 工件移动 工件间歇移动
工作台移动
砂轮移动
切削运动有旋转的、直线的、曲线的、连续的和间歇的等运动形式。
工件加工表面
以车削为例，工件在车削过程中有三个不断变化着的表面 o 待加工表面 —即将被切除金属层的表面 o 已加工表面 —已经切去一部分金属而形成
第一章 切削加工的基本知识 本章的主要内容： 一、切削运动及切削要素（零件典型表面、切削用量、切削层几个
参数） 二、刀具及刀具材料（刀具材料、刀具标注角度、工作角度、刀具
磨损、刀具耐用度等） 三、金属切削过程中的各种物理现象（切屑形成、积屑瘤 、切削
力、切削功率，切削热、切削温度） 四、围绕切削加工的主要经济指标（产品质量、生产率、 经济
ap
dwdm(mm) 2
dw：待加工表面 dm：已加工表面
在切削层尺寸平面中，垂直于进给方向测量的切削层 尺寸。
三、切削层的几何参 数：
切削层：工件上 被刀具切削刃切除 的那一层材料，它 是在垂直于含切
金属工艺学课件(-49页)
2.铸件的热裂
热裂是在铸件凝固末期高温下形成 的，裂纹表面与空气接触而被氧化 ，呈氧化色。热裂的形成与两方面 因素有关:
铸件的凝固方式，呈糊状凝固方式 最易产生热裂。
凝固时期受到阻碍
2. 铸造应力 Casting Stress
铸造应力: 铸件的固态收缩受到阻碍 而引起的应力称为铸造应力。分为 : 热阻碍和机械阻碍，由热阻碍引 起的应力为热应力，由机械阻碍引 起的应力为机械应力。
5.气孔和非金属夹杂物
(1) 气孔
(2) 非金属夹杂 物
影响金属与铸型之间的热交换条件 ，改变金属液的流动时间；
影响金属液在铸型中的水动力学条 件，改变金属液的流动速度。
2.合金的收缩性
The Contraction of
⑴ A收l缩lo的y概s念: 合金从液态冷却到常温
的过程中，尺寸和体积缩小的现象称为 收缩。
The Conception of the Contraction
它是考虑铸型及工艺因素影响的熔融 金属的流动性。
流动性不好时, 易产生冷隔、浇不到 、气孔、夹杂、缩孔、热裂等。
合金的流动性好坏用浇注螺旋型流动 试样的长度来衡量。
⑵ 改善充型能力的措施
合金性质properties of alloys.同类金属 的结晶温度范围越小, 结晶时固液両相 区越窄, 对内部液体的流动阻力越小, 流 动性越好。
金属单工击艺此学处课编件(辑PP母T版49标页题) 样式
单击此处编辑母版副标题样式
二、 教学方式 讲课为主，自学为辅 作业讨论课 投影、录像 作业、测验 三、 几个问题 教学计划安排: 教学资料: 教材、作业、参考书
第一章 铸造 Foundry 概述 Summarization
金属工艺学(全套课件512P)
Wc> 0.60%
Ws,Wp ≤ 0.020%
18
第一章 钢铁材料及热处理
第二节 铁碳合金及其状态图
1.2 碳钢的分类、编号、性能和用途 （2）编号
碳素结构钢：以钢材厚度（或直径）不大于 16mm钢的屈服强度数值表示。
Q+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法
Q---钢的屈服强度； A,B,C,D---质量等级； F---沸腾钢； Z---镇静钢；b---半镇静钢；TZ---特殊镇静钢。
19
第一章 钢铁材料及热处理
第二节 铁碳合金及其状态图
沸腾钢（F）为脱氧不完全的钢。 浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出），钢 锭凝固后，蜂窝气泡分布在钢锭中，在轧制过程中这种 气泡空腔会被粘合起来。这类钢的特点是钢中含硅量很 低，通常注成不带保温帽的上小下大的钢锭。
金属工艺学
绪论
• 金属工艺学:
研究金属材料性质及其加工工艺为 主的综合性技术基础课程。 • 主要研究内容：
– 各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系； – 金属机件的加工工艺过程和结构工艺性； – 常用金属材料性能对加工工艺的影响；
– 工艺方法的综合比较等.
2
绪论
在机械制造中需要了解以下内容：
条件。
11
第一章 钢铁材料及热处理
抗其他更硬的物体压入其内的能力。
表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变 形或破断的能力。
布氏硬度
HBS或HBW
洛氏硬度
HRC、HRB、HRA
12
第一章 钢铁材料及热处理
第一节 金属及合金的性能
1.4 冲击韧性：材料抵抗冲击载荷的能力。
金属工艺学PPT(职教版第2版郁兆昌主编)
例题： 现有一圆形截面标准试 样d 0 20mm,经拉伸试验后得： FS 20KN , 试求该试样的屈服极限 ？
Fe e MPa Ao
Company Logo
探究二
Company Logo
探究三
屈服点：
Company Logo
探究四
Company Logo
巩固练习
填空： 材料受外力作用后导致其内部之间的相互作用力称 为（ 内力 ）其大小和外力（相同 ）方向（ 相反 ） 单位面积上的内力称为（应力）。 名词解释： 弹性极限：
Company
LOGO
金属工艺学
崔江涛
绪论 绪论
概念
金属工艺 学是一门 以机械制 造工艺为 主的基础 课。
目的
获得机械工程 材料，金属冷 （热）加工的 基础知识，初 步具有金属加 工的操作技能
方法
分组讨论， 合作探究。 建议意见！ 逐步完善！
Company Logo
准备试件
调整试验机
实验 过程
检查与试车
进行测量记 录
取下试件和记 录纸
装夹试件
进行试验。
Company Logo
探究四
OE； ES； S； SB； BK； K；
弹性变形阶段 微塑性应变阶段 屈服点 塑性变形阶段 缩颈阶段 断裂
Company Logo
巩固练习
Company Logo
一般机械制造过程
Company Logo
本课程的教学目标
（1）了解常用工程机械材料的类别用途，初步具有 正确使用常用金属材料的能力。 （2）了解金属的常用热处理，主要冷、热加工方法 的基本原理，工艺特点和应用范围，金属毛坯和 零件的常用加工方法，初步具有选用热处理、使 用毛坯和确定机械加工工艺路线的能力。 （3）了解机械产品制造过程、加工设备及工艺过程。 （4）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术、 新设备与其发展趋势。
Fe e MPa Ao
Company Logo
探究二
Company Logo
探究三
屈服点：
Company Logo
探究四
Company Logo
巩固练习
填空： 材料受外力作用后导致其内部之间的相互作用力称 为（ 内力 ）其大小和外力（相同 ）方向（ 相反 ） 单位面积上的内力称为（应力）。 名词解释： 弹性极限：
Company
LOGO
金属工艺学
崔江涛
绪论 绪论
概念
金属工艺 学是一门 以机械制 造工艺为 主的基础 课。
目的
获得机械工程 材料，金属冷 （热）加工的 基础知识，初 步具有金属加 工的操作技能
方法
分组讨论， 合作探究。 建议意见！ 逐步完善！
Company Logo
准备试件
调整试验机
实验 过程
检查与试车
进行测量记 录
取下试件和记 录纸
装夹试件
进行试验。
Company Logo
探究四
OE； ES； S； SB； BK； K；
弹性变形阶段 微塑性应变阶段 屈服点 塑性变形阶段 缩颈阶段 断裂
Company Logo
巩固练习
Company Logo
一般机械制造过程
Company Logo
本课程的教学目标
（1）了解常用工程机械材料的类别用途，初步具有 正确使用常用金属材料的能力。 （2）了解金属的常用热处理，主要冷、热加工方法 的基本原理，工艺特点和应用范围，金属毛坯和 零件的常用加工方法，初步具有选用热处理、使 用毛坯和确定机械加工工艺路线的能力。 （3）了解机械产品制造过程、加工设备及工艺过程。 （4）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术、 新设备与其发展趋势。
【精品课件】金属工艺学(下册)
（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， 耐热性度可达1200～1450oC，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）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（不宜加工铁族金 属，为什么？）。
精车选M10；半精车用M20；粗车时可用M30。
3）K类（红色） 相当于旧牌号TG类硬质合金。 适宜加工短切屑的金属或非金属材料，如淬硬钢、 铸铁、铜铝合金、塑料等，其代号有K01、K10、K20、 K30、K40等，数字大，耐磨性降而韧性大。如车削时： 精车选K01；半精车K10、K20；粗车用K30。 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。
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 1500oC，且与铁族材料亲和作用小。
适于加工高硬、难切材料。 注意刀具材料的使用性能，工艺性能和价格不同，各种 切削加工条件对刀具要求也各异，应综合考虑，合理地 选用刀具材料。
（二）刀具角度参考系
刀具角度是确定车刀各部分几何形状的重要参数，用
于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面称为参考系。
参考系有两类：
一类称为刀具静止参考系，又称标注参考系，
它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，用此定义 的刀具角度称刀具标注角度；
精车选M10；半精车用M20；粗车时可用M30。
3）K类（红色） 相当于旧牌号TG类硬质合金。 适宜加工短切屑的金属或非金属材料，如淬硬钢、 铸铁、铜铝合金、塑料等，其代号有K01、K10、K20、 K30、K40等，数字大，耐磨性降而韧性大。如车削时： 精车选K01；半精车K10、K20；粗车用K30。 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。
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 1500oC，且与铁族材料亲和作用小。
适于加工高硬、难切材料。 注意刀具材料的使用性能，工艺性能和价格不同，各种 切削加工条件对刀具要求也各异，应综合考虑，合理地 选用刀具材料。
（二）刀具角度参考系
刀具角度是确定车刀各部分几何形状的重要参数，用
于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面称为参考系。
参考系有两类：
一类称为刀具静止参考系，又称标注参考系，
它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，用此定义 的刀具角度称刀具标注角度；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 背吃刀量和进给量一定时，主偏角愈小，切削层公称宽 度愈大而公 称厚度愈小，即切下宽而薄的切屑。
第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 主、副偏角小时，已加 工表面残留面积的高度hc亦 小，因而可减小表面粗糙度 的值，并且刀尖强度和散热 条件较好，有利于提高刀具 寿命。
第一章
机械加工基础知识
1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量
1.主运动和切削速度 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
vc 1000
vc 2 Lnr
1000
dn
m/s或m/min
主运动为往复直线运动(如刨削、插削等)，以其平均速度为切削速度
m/s或m/min
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 1.切削力的构成与分解 总切削力F一般常分解为3个互 相垂直的分力 切削力Fc 总切削力F在主运动方向 上的分力 进给力Ff 总切削F在进给运动方向 上的分力 背向力Fp 总切削力F在垂直于工作 平面方向上的分力 3个切削分力与总切削力F有如下关 系： 2 2 2
第一章
机械加工基础知识
1.1 切削运动及切削要素
一、零件表面的形成 表面加工方法
第一章机械加工基础知识来自1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量
主运动(图中Ⅰ) 切削运动
(cutting motions)
进给运动(图中Ⅱ) 切削速度VC
切削用量
(cutting conditions)
进给量f (或进给速度Vf) 背吃刀量ap
积屑瘤的形成与脱落
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
二、积屑瘤 2.积屑瘤对切削加工的影响 粗加工时可利用积屑瘤；精加工时应尽量避免积屑瘤产生
3.积屑瘤的控制 影响积屑瘤形成的主要因素有：工件材料的力学性能、 切削速度和冷却润滑条件等。 避免和减小积屑瘤的方法是：①加工时控制切削速度， 避开产生积屑瘤的切削速度区；②增加刀具前角以减小切削 变形，降低切屑接触区压力；③使用润滑性能良好的切削液 ，减小摩擦；④用适当的热处理方法提高工件材料的硬度， 降低塑性，减小加工硬化倾向。
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
第一章
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (1)刀具静止参考系
Fc kc AD kc bD hD kc a p f
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 3.切削功率 切削功率Pm可用下式计算
Pm 10 Fc vc
3
kW
机床电动机的功率PE可用下式计算
PE Pm / m
kW
第一章
机械加工基础知识
第一章
机械加工基础知识
1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量 2.进给运动和进给量
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。 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)。
第一章
机械加工基础知识
第一章
一、切削刀具
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
第一章
一、切削刀具
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
1.车刀切削部分的组成 车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
第一章
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
一 、切屑的形成及其类型 2.切屑的种类
带状切屑
挤裂切屑
崩碎切屑
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
二、积屑瘤 在一定范围的切削速度下切削塑性金属形成带状切屑时 ，常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬 的金属楔块，这就是积屑瘤(the built-up edge)，或称刀瘤 1.积屑瘤的形成
1.车刀切削部分的组成
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
第一章
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
第一章
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
硬质合金(carbides)
第一章
二、刀具材料 3.新型刀具材料
涂层(coated) 刀具材料 • 通过气相沉积或其 它技术方法，在硬 质合金或高速钢的 基 体上涂覆一薄层 高硬度、高耐磨性 的难熔金属或非金 属化合物而构成的 刀具材料
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
陶瓷刀具材料 • 按化学成分可分为 Al 2O3基和Si3N4基 两类。具有很高的 硬度、耐热性和耐 磨性，能以更高的 速度，并可切削难 加工的高硬度材料。 缺点：抗弯强度低， 性脆、抗冲击韧度 差
Ф3～Ф16mm硬质合金玻璃钻 车削软橡胶用的外圆车刀
第一章
二、刀具材料 1.刀具材料应具备的性能
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
较高的硬度和耐磨性 足够的强度和韧度 较高的耐热性 良好的工艺性和经济性
第一章
二、刀具材料 2.常用的刀具材料
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
常用刀具材料基本性能
三、切削层参数 切削层的尺寸和形状，通常在切削层尺寸平面中测量。
第一章
三、切削层参数
1.切削层公称横截面积AD
机械加工基础知识
1.1 切削运动及切削要素
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 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。 3.切削层公称厚度hD 同一瞬间切削层公称横截面积与 其公称宽度之比，单位为mm。
第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (2)车刀的主要角度 车刀设计、制造、刃磨 及测量时，必须考虑的主要角 度，如图所示。 1)主偏角kr在基面中测量的主 切削平面与假定工作平面间的 夹角。 2)副偏角k’r在基面中测量的 副切削平面与假定工作平面间 的夹角。
切削用量三要素 切削要素 切削层参数(parameters of undeformed chip)
第一章
机械加工基础知识
1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量 1.主运动和切削速度
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。
车刀安装偏斜对主偏角和副偏角的影响
第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 3.刀具结构 车刀在结构上可分为整体式车刀、焊接式车刀、机夹重 磨式车刀和机夹可转位式车刀
机 夹 重 磨 式 车 刀
机夹重磨式车刀
第一章
一、切削刀具 4.多齿刀具
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
1.1 切削运动及切削要素
二、切削运动及切削用量 3.背吃刀量 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，以aP表示，单位为 mm 。车外圆时，aP可用下式 计算，即
ap
dw dm 2
mm
第一章
机械加工基础知识
1.1 切削运动及切削要素
F Fc Ff Fp
第一章
机械加工基础知识
1.3 切削过程及控制
三、切削力和切削功率 2.切削力的估算 车削外圆时，计算Fc的经验公式如下：
Fc C Fc a
x Fc p
f
y Fc
K Fc
N
经验公式中的系数和指数，可从“切削用量手册”中查出 生产中，常用切削层单位面积切削力Kc来估算切削力Fc的 大小。因为Kc是切削力Fc与切削层公称横截面积AD之比，所 以
第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (3)刀具的工作角度 在工作参考系中定义的刀具角度
刀具安装位置对工作角度的影响
第一章
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
一、切削刀具 2.车刀切削部分的主要角度 (3)刀具的工作角度 车刀刀柄的纵向轴线与进给方向不垂直时，将会引起主 偏角和副偏角的变化
第一章
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成
第一章
一、切削刀具
1.车刀切削部分的组成
机械加工基础知识
1.2 切削刀具及其材料
车刀(turning tools)切削部 分由下列要素组成