第一章金属切削基本知识-精选
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
《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
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
机修钳工工艺学第四版教学课件第一章金属切削基础知识
2. 影响切削力的因素
主要因素有： （1）工件材料 工件材料的强度、硬度越高，切削力就越大。 （2）切削用量 切削用量中对切削力影响最大的是背吃刀量， 其次 是进给量，切削速度对切削力影响较小。
（3）刀具角度 刀具几何角度中对切削力影响最大的是前角、主偏 角和刃倾角。 （4）切削液 合理选择切削液可以减小塑性变形和刀具与工件间 的摩擦，使切削力减小。
如有“啪啪”响声，则表示其中有水分。
4. 机械杂质
在油溶性切削液中取样100ml，用100目铜丝网将其过
滤，检查铜丝网上有无杂质。
§1-5 钳工常用的刀具材料
一、刀具切削部分材料应具备的性能
1. 硬度和耐磨性
刀具材料硬度必须高于被加工件材料硬度才能进行正 常的切削。硬度是刀具材料应具备的最基本特性。
式中 υf——车削时进给速度，mm/min； n——工件或刀具的转速，r/min； ƒ——进给量，mm/r。
3. 背吃刀量
背吃刀量是指在通过切削刃基点并垂直于工作平面的 方向上测量的两平面间的距离（通常所指的工件已加工 表面和待加工表面间的垂直距离）。车削外圆时为：
式中 ap——背吃刀量，mm； dw——待加工表面直径，mm； dm——已加工表面直径，mm。
5. 导热性
刀具材料应具有良好的导热性，以便切削时产生的热 量能迅速散发。
6. 抗粘接性
防止工件与刀具间在高温、高压下互相吸附产生粘接。
7. 良好的工艺性和经济性
刀具材料应便于制造而且制造成本低廉。
二、钳工常用的刀具材料
1. 粗加工时切削液的选用
粗加工时，切削用量较大，产生大量的切削热。这时 主要是要求降低切削温度，应选用冷却为主的切削液， 如3%～5%乳化液。硬质合金刀具耐热性较好，一般不用 切削液。
电子课件-《金属切削原理与刀具(第五版)》-B01-3509 第一章
v πdn 1000
式中 n——工件或刀具转速，r/min ； d——工件或刀具选定点的旋转直径（通常取最大直
径），mm。
第一章 金属切削加工的基本知识
（2）当主运动为往复直线运动时（如刨削加工），其 平均速度按下式计算：
v 2Lnr 1000
移动
车外圆
2
移动
转动
铣平面
第一章 金属切削加工的基本知识
序号 工件运动
刀具运动
示例
3
移动
直线往复运动
刨平面（牛头刨床）
4 直线往复运动
移动
刨平面（龙门刨床）
5
不动
转动并移动
钻孔
第一章 金属切削加工的基本知识
二、切削运动的种类
1．主运动
主运动是切除工件上多余金属的必备运动，是机床的主 要运动。
2．进给运动
第一章 金属切削加工的基本知识
第一节 切削运动 第二节 切削要素
第一章 金属切削加工的基本知识
第一节 切削运动 一、切削运动的主要形式
切削加工时，刀具与工件的相对运动称为切削运动。 切削运动的形式主要有五种，见下表。
第一章 金属切削加工的基本知识
切削运动的主要形式
序号 工件运动 刀具运动
示例
1
转动
第一章 金属切削加工的基本知识
（2）用进给速度vf来衡量进给运动的大小。进给速度vf是 单位时间内刀具或工件沿进给方向移动的距离。单位mm/min。
车外圆时：
vf nf
式中：n ——工件转速，r/min； f ——进给量，mm/r。
第一章 金属切削加工的基本知识
3．切削速度υ
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。
机械制造技术基础 知识点
第一章金属切削基本知识目录第一节切削加工的运动的分析与切削要素一、切削运动二、切削加工过程中的工件表面三、切削要素第二节金属切削刀具一、刀具的构成二、刀具切削部分的基本定义三、刀具角度四、刀具角度的换算五、刀具角度标注实例六、刀具工作角度七、 刀具材料1、刀具材料的基本要求2、常用刀具材料第三节切削过程中的物理现象一、金属切削层的切削变形二、影响切削变形的主要因素三、切削力和切削功率四、切削热和切削温度五、刀具磨损及刀具寿命金属切削加工的目的： 使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量达到设计与使用要求。
金属切削加工必须具备的两个基本条件： 切削运动和刀具。
工件表面的成形方法工件表面的成形原理：任何表面都可以看成是一条线（母线）沿着另一条线（导线）的运动轨迹。
注意 ：1、平面、直线形成的表面和圆柱面的导线、母线可以互换，有些表面如圆锥面、螺旋面等不能互换。
2、有些表面发生线完全相同，只因母线的原始位置不同，可以形成不同的表面。
3、同一表面母线和导线不同，可以有不同的成形方法。
4、根据这些工件表面的成形原理，人们发明了车、铣、钻、镗、磨等机床。
工件表面的成形方法发生线的成形方法2、轨迹法3、展成法4、相切法工件表面的成形运动表面成形运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。
图2-1-6工件的旋转运动产生母线，刀具的直线运动产生导线。
图2-1-7工件的旋转运动产生导线，刀具的纵向进给和横向进给的合成的直线运动产生母线。
第一节 切削运动与切削要素一、切削运动1．主运动2．进给运动3．合成切削运动1．主运动主运动：刀具与工件之间主要的相对运动，它使工件材料由被切削层转变为切屑，形成工件的新表面。
(1)主运动方向 切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。
(2)切削速度v c切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
2．进给运动进给运动：刀具与工件之间附加的相对运动，它使工件被切削层不断投入切削，形成已加工表面。
金属切削基础ppt课件
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，
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。
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。
机械制造基础复习资料(答案)
第一章金属切削的基本知识1．切削三要素概念与计算。
切削用量：是指切削速度、进给量和切削深度三者的总称，这三者又称切削用量三要素。
①切削速度v：在切削加工中，刀刃上选定点相对于工件的主运动v = πdn / 1000 ( m / min )式中 d --- 完成主运动的刀具或工件的最大直径（mm） n --- 主运动的转速（r / min）②进给量f：工件或刀具的主运动每转或每双行程时，工件和刀具在进给运动中的相对位移量。
vf = n * f （mm / min）③切削深度ap：等于工件已加工表面与待加工表面间的垂直距。
⑴对于外圆车削 ap = （dw - dm) / 2 (mm)⑵对于钻孔 ap = dm / 2 (mm)式中 dw --- 工件加工前直径(mm)；dm --- 工件加工后直径(mm)。
2．①高硬度②高耐热性③足够的强度和韧性④高耐磨性⑤良好的工艺性顾其它。
3．刀具的标注角度定义，作用。
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）⑴前角γ0：在正交平面内测量的，前刀面与基面的夹角。
前角的作用：前角↑切屑变形↓切削力↓刃口强度↓前刀面磨损↓导热体积↓⑵后角α0：在正交平面内测量的，后刀面与切削面的夹角。
后角的作用：后角↑后刀面与加工表面间的摩擦↓后刀面磨损↓刃口强度↓导热体积↓⑶主偏角Kr：在基面内测量的，主切削刃与进给方向的夹角。
主偏角的作用：主偏角↑切削刃工作长度↓刀尖强度↓导热体积↓径向分力↓⑷副偏角Kr’：在基面内测量的，副切削刃与进给反方向的夹角。
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↑⑸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作用：①影响排屑方向：λS ＞0 °排向待加工表面；λS =0 °前刀面上卷曲λS ＜0 °排向已加工表面；②影响切入切出的稳定性③影响背向分力大小刀具角度的选择原则：1）粗加工塑性材料时，选择大前角γ0，小后角α0，小主偏角Kr，较小或负的刃倾角λs；加工脆性材料时可适当减小前角γ0；加工高硬度难加工材料时，采用负前角(γ0<0°)。
金属切削加工及刀具的基本知识
22
2、硬质合金 、
金属碳化物(WC、TiC、TaC、 NbC等)＋金属粘结剂 、 金属碳化物 、 、 等＋ (Co、Ni等) 高压成形后，高温烧结而成。 、 等 高压成形后，高温烧结而成。 硬度、耐热性、耐磨性很高， 硬度、耐热性、耐磨性很高， 切削速度远高于高速钢 抗弯强度低、脆性大， 抗弯强度低、脆性大，抗冲击 振动性能差
23
YG 类
YT类 类 加工长切屑的 黑色金属
WC+ TiC+ Co
YW 类 钢材、 钢材、铸铁 有色金属非金属
WC+ TiC+ TaC+ Co
分 类
短切屑黑色金属 有色金属非金属
WC+ Co
24
涂层刀具
在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆 在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上， 一层耐磨性高的难熔化金属化合物。 一层耐磨性高的难熔化金属化合物。常用的涂层材 料有TiC、TiN和Al2O3等。 料有 、 和 在高速钢基体上刀具涂层多为TiN，常用物理气 ， 在高速钢基体上刀具涂层多为 相沉积法(PVD法)涂覆。 涂覆。 相沉积法 法 涂覆 硬质合金的涂层是TiC、TiN和Al2O3，一般采用 硬质合金的涂层是 、 和 化学气相沉积法(CVD法)。 化学气相沉积法 法。
机械制造（ ）（基础） ）（基础 机械制造（1）（基础） 机械制造技术基础》 《机械制造技术基础》
第一章 金属切削加工及刀具 基本知识
1
内容提要
1. 概述 2. 切削运动 3. 刀具几何参数 4. 切削用量三要素 5. 常用刀具材料
2
1. 概述
制造： 制造：原材料 产品
不同的加工方法
3
金属切削加工： 金属切削加工： 利用切削工具从工件毛坯上切去多余的材料， 利用切削工具从工件毛坯上切去多余的材料，将 毛坯加工成具有一定尺寸、形状、 毛坯加工成具有一定尺寸、形状、精度和表面质 量粗糙度的零件。 量粗糙度的零件。 研究对象： 研究对象： 机床、夹具、 机床、夹具、刀具和工件组成的金属切削加工 工艺系统
机械制造基础
进给运动是指使新的金屑层不断投入切削过程，使其在所需方向上使切 削得以继续下去的运动。进给运动可由一个或多个运动组成。一般情况下，进 给运动的速度较低、消耗功率较小，是形成已加工表面的辅助运动。进给运动 可以是连续的，也可以是间歇的。
机械制造基础
第一章 金属切削过程
刨、钻、铣削时的切削运动如下图所示：
mm
式中 dm — 已加工表面直径（mm）。
dw — 待加工表面直径（mm）。
机械制造基础
第一章 金属切削过程
二、刀具切削部分的基本定义 1. 刀具切削部分的构造要素
虽然用于切削加工的刀具种类繁多，但刀具切削部分的组成却有共同点。 车刀的切削部分可看作是各种刀具切削部分最基本的形态。刀具切削部分的 构造要素如下图所示。
为了在设计、制造、刃磨和测量刀具的过程中，能够正确、统一地确定刀 具角度，ISO制订了一套刀具标注角度参考系。
（1）确定刀具标注角度参考系的假定工作条件 假定运动条件：假定的进给速度很小，即可用主运动向量Vc近似代替合成 运动向量Ve。 假定安装条件：假定标注角度参考系的诸平面平行或垂直与刀具的安装定 位平面或轴线。 刀具的标注角度参考平面就是在以上假定条件下确定的。
vc
π dn 1000
m/s或m/min
式中 d — 工件或刀具上某一点的回转直径（mm) n — 工件或刀具的转速（r/s 或r/min）
机械制造基础
第一章 金属切削过程
（2）进给速度、进给量、每齿进给量
进给速度是单位时间内，刀具相对于工件在进给方向上的位移量，记作vf， 单位为mm/s或mm／min。
机械制造基础
其它切削加工的切削运动及工件表面
第一章 金属切削过程
金属切削过程与刀具的基本知识
0
γ
0
′
α0′
A
κ
κ r′
r
f
A向
ε
r
λ
s
图2-50 车刀的主要角度
42
5) 刃倾角λ
s
在切削平面中测量，主切削刃与基面的夹角。
υ
c
刀尖为切削刃最高点时为 正，反之为负。
刃倾角可控制切屑流出方 向和刀头强度。
刃倾角一般 –50 ～ 50 主切削刃
刃倾角λ
s
基面投影线
43
1.1.2刀具角度
20
1.1.2刀具角度
刀具切削部分的组成
(3)副后刀面：刀具上与工件已加工表面相对的表面。 (4)主切削刃:前刀面与主后刀面的交线，它完成主要的切削 工作。
21
1.1.2刀具角度
刀具切削部分的组成
(5)副切削刃:前刀面与副后刀面的交线，它配合主切削刃
完成切削工作，并最终形成已加工表面。
(6)刀尖:连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，它可以是 小的直线段或圆弧．
正交平面 Po 前刀面 A 基面 Pr 切削平面 Ps 主切削刃 副切削刃 主后刀面
正交平面参考系
32
3.其它刀具标注参考系
（1）法平面pn与法平面参考系
1)法平面 刃的平面 通过切削刃上选定点并垂直于切削
2)法平面参考系 pr 、 ps 、pn 组成的参考系。 （图1-4） 刀具角度标注见图1-5。
1.1.2刀具角度 1)前角γ 0
基面投影线
υ
c
前刀面投影线
前角γ
0
37
1.1.2刀具角度
刀具标注角度
1）前角γo 在正交平面内测量， 是前刀面与基面的夹角 。前刀面在基面之下γo 定为正值；前刀面在基 面之上时γo定为负值。 γo 影 响 切 削 难 易 程 度 。增大前角可使刀具锋 利，切削轻快。但前角 过大，刀刃和刀尖强度 下降，刀具导热体积减 小，影响刀具寿命。
- 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)。
②进给量f
2020/4/10
进给量是指单位时间内刀具和工 件在进给运动方向上相对位移。
当主运动是回转运动时，进给量 指工件或刀具每回转一周，两者沿进 给方向的相对位移量，单位为mm/r；
2020/4/10
铣平面
2020/4/10
铣成形面
2020/4/10
二、切削运动和切削用量
1. 切削运动
切削加工中刀 具和工件之间的相 对运动即切削运动。
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
2020/4/10
(1) 主运动
2020/4/10
由机床或人力提供的刀具与 工件之间主要的相对运动, 它使刀具切削刃及其邻近的 刀具表面切入工件材料，使 被切削层转变为切屑, 从而 形成工件的新表面。 在切削运动中，主运动 (primary motion)速度 最高、耗功最大。 主运动只有一个。
2020/4/10
第二节 刀具切削部分的几何参数
一、 切削刀具结构
由工作部分和非工作部分构成。
车刀的工作部分比较简单， 只由切削部分构成，非工作部分 就是车刀的柄部(或刀杆)。
不论刀具结构如何复杂，就其单刀齿切 削部分，都可以看成由外圆车刀的切削部分 演变而来，本节以外圆车刀为例来介绍其几 何参数。
2020/4/10
1．刀具静止参考系
刀具静止参考系或标注角度参考系：在设计、制 造、刃磨和测量时，用于定义刀具几何参数的参 考系。 在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。
静止参考系中最常用的是正交平面参考系。
2020/4/10
2.正交平面参考系
(1)基面pr
(2)切削平面ps
(3)正交平面po
第一章金属切削基本知识切削加工: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。
切削加工的重要性:切削加工能获得较高的精度 和表面质量，对被加工材料、工件几何形状及生 产批量具有广泛的适应性，在机械制造业中占有 十分重要的地位。
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。
垂直于正在加 工的表面（过渡表 面）度量的切削层 参数。
③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。
上述公式中可看出 hD、bD均与主偏角有 关，但切削层公称横截面积AD只与hD、bD 或f、ap有关。
当主运动是直线运动时，进给量 指刀具或工件每往复直线运动一次， 两者沿进给方向的相对位移量，单位 为mm/str或mm/单行程；
对于多齿的旋转刀具(如铣刀、切
齿刀)，常用每齿进给量 fz，单位为
mm/z或mm/齿。它与进给量f的关系为 f=zfz 进给速度为Vf=fn=zfzn
③背吃刀量ap
2020/4/10
（1）待加工表面
工件上待切除 的表面。
（2）已加工表面 （3）过渡表面
工件上已加工 好的表面。
工件上切削刃正 在切削的表面。
2020/4/10
3、切削用量
①切削速度Vc
2020/4/10
切削用量三要素包括切 削速度、进给量、背吃 刀量。
切削速度是单位时 间内刀具和工件在主运 动方向上的相对位移。
主运动为旋转运动 （车削、铣削）， Vc为 最大线速度，
2020/4/10
第一节 切削运动及切削要素
• 一、零件表面的形成 ➢基本表面：外圆面、内圆面
（孔）、平面 ➢成形面：螺纹、齿轮的齿形
、各种沟槽
2020/4/10
2020/4/10
车外圆面
2020/4/10
车成形面
2020/4/10
车床上镗孔
2020/4/10
磨外圆面
2020/4/10
钻孔
背吃刀量是指 在基面上垂直于 进给运动方向测 量的切削层最大 尺寸,工件上待加 工表面与已加工 表面之间的垂直 距离，外圆车削:
ap＝(dw-dm)/2
（2）切削层参数
①切削层公称厚度hD
②切削层公称宽度bD
2020/4/10
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。
2020/4/10
（一）刀具切削部分的基本定义
1.刀 面
（1)前刀面 切屑流过的刀面。 （2)主后刀面 与工件正在被切削加工的表面
（过渡表面）相对的刀面。 （3)副后刀面 与工件已切削加工的表面相对
的刀面。
2020/4/10
2020/4/10
2.刀刃
（1）主切削刃 前刀面与主后刀面在空间的交线。
通过切削刃上选定 点，同时与基面和切削 平面垂直的平面。
2020/4/10
由以下三个在空间 相互垂直的参考平 面构成。
通过切削刃上选定 点，垂直于该点切 削速度方向的平面。 通常平行于车刀的 安装面（底面）。
2020/4/10
主运动和进给运动 合成的运动称为合 成切削运动。
2020/4/10
各种切削加工的切削运动
2、切削加工过程中的工件表面
➢切削刃相对于工件的运动过程,
就是表面形成过程。
➢有两个要素，一是切削刃, 二
是切削运动。
➢不同的切削运动的组合,即可
形成各种工件表面。
2020/4/10
车削加工过程中工件上有三个不断变 化着的表面。
（2） 进给运动
刀具与工件之间附加 的相对运动, 它配合主运 动依次地或连续不断地切 除切屑, 从而形成具有所 需几何特性的已加工表面。
进给运动可由刀具完 成(如车削)，也可由工件完 成(如铣削)，可以是间歇的 (如刨削）, 也可以是连续 的（如车削）。
进给运动可以是1个或 多个
（3）合成切削运动
（2）副切削刃 前刀面与副后刀面在空间的交线。
3．刀尖
三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃 二条刀刃汇交的一小段切削刃。
在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性， 一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。
2020/4/10
（二）定义刀具角度的参考系
• 刀具角度是刀具设计、制造、刃磨和测量 时所使用的几何参数，它们是确定刀具切削 部分几何形状（各表面空间位置）的重要参 数。 • 参考系定义：用于定义和规定刀具角度的 各基准坐标面。 • 参考系包括：刀具静止参考系和刀具工作 参考系。