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1、重庆市工业高级技工学校教案（理论）第 一 章 金属切削的基本知识 第一节 金属切削的基本原理授课时数1授课方法讲授教具课件授课班级08数高合授课时间教学目的1、 了解切削运动的概念。2、 掌握切削用量的三要素。教学重点切削运动和切削用量的概念教学难点切削用量的概念课后记第1章 金属切削的基本知识1-1 金属切削的基本原理一、 零件表面的形成和切削运动1、 切削运动（1）、主运动（）：在切削过程中的主要运动。注：它是速度最高，消耗功率最多的运动；且只有一个。（2）、进给运动（f）：使新的切削层不断投入切削的运动。它分为吃刀运动和走刀运动，可以是一个、二个或多个。（3）切削速度（c）：c=+f（矢
2、量和）当f很小时，常以作为切削速度c。2、 切削过程中的三个表面（1）、已加工表面：已切除多余金属后形成的新表面。（2）、加工表面：刀刃正在切削的表面。（3）、待加工表面：即将被切去的表面。二、 切削用量：表示切削运动的参数。l 三要素：切削速度、进给量和切削速度。l 作用：提高生产效率、提高加工质量、及经济性有作密切的关系。l 选择的方法：在4-4中介绍。1、 切削速度：用表示（1）、刀具切削刃上的某一点相对于加工表面上该点在主运动方向上的瞬时速度，即主运动的线速度。（2）、单位为m/s，m/min。（3）、公式：A、当主运动为旋转运动时 Dn=- （m/min） 1000n-工件或刀具每分
3、钟转速（m/min）。D- 工件待加工表面直径或刀具的最大直径。（mm）B、当主运动是往复直线运动时 2Lnr=- （m/min） 1000L- 往复直线运动的行程长度（mm）nr - 主运动每分钟的往复次数（str/min）注：切削刃上各点的切削速度是不相同的，一般应取最大的切削速度。2、 进给量f：进给方向的位移量（mm/r，mm/str双行程）3、 背吃刀量（吃刀深度ap）：已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。(1)、单位：mm （2）、公式： dw -dmA、车外圆： ap=- （mm） 2dw-待加工表面的直径dm-已加工表面的直径B、钻孔： ap=dm/2（mm）dm-钻孔的直径
4、或钻头直径。重庆市工业高级技工学校教案（理论）第2节 刀具材料授课时数3授课方法讲授教具课件授课班级08数高合授课时间教学目的1、了解刀具的工作条件，掌握刀具材料应具备的性能2、了解刀具材料的种类3、了解碳素工具钢及合金工具钢、高速钢、硬质合金的特点教学重点刀具材料应具备的性能及其各种刀具材料的特点教学难点刀具材料应具备的性能，各种刀具材料的特点课后记可以做刀具材料特点的不同比较，加深学生的学习印象。1-2刀具材料一、 刀具的工作条件二、 刀具材料应具备的性能1、 足够的硬度2、 良好的耐磨性3、 足够的强度和韧性4、 高耐热性5、 导热系数大6、 较好的工艺性能。三、 常用刀具材料的种类可分
5、为金属材料和非金属材料也可分为工具钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料（见表3-1）四、 高速钢高速钢是高速工具钢的简称，又称锋钢、白钢。性能特点：工艺性能好，具有较高的硬度、强度、耐磨性和韧性，切削速度可达30m/min其分类：普通高速钢和高性能高速钢。（一）、普通高速钢1、W18Cr4V2、W6Mo5Cr4V23、W14Cr4MnRE（二）、高性能高速钢五、硬质合金（一）硬质合金的组成与特点1、钨钴类硬质合金（WC-Co）代号为YG（如YG8：指含钴量为8%）WC为基体，硬度的主要来源；Co为粘结相，是韧性、塑性的主要来源。2、钨钛钴类硬质合金（WC-TiC-Co），代号为YT（如YT15为含Ti
6、C为15%）3、钨钛钽（铌）钴类硬质合金（WC-TiC-TaC（NbC）-Co），代号为YW。（二）、硬质合金的选用加工脆性材料选用YG，粗加工，切削用量大，选取钴量高的如YG8，YG10；精加工选取钴量低的如YG3。加工塑性材料选用YT，粗加工，切削用量大，选取TiC低的如YT5；精加工选取TiC高的如YT15。加工难加工材料选用YW重庆市工业高级技工学校教案（理论）第3节 刀具切削部分的组成及刀具的几何角度 授课时数4授课方法讲授教具课件授课班级08数高合授课时间教学目的1、 了解刀具切削部分的组成。2、 了解测量刀具角度的坐标参考系。3、 掌握车刀的几何角度。教学重点车刀的几何角度教学难
7、点具角度的坐标参考系。课后记1-3 刀具切削部分的组成及刀具的几何角度一、 车刀切削部分的组成它是一个几何体，是由几个面和多条由面相交而成的切削刃、刀尖组成的1、 前刀面Ar：切屑流经的刀面2、 主后刀面Aa：与加工表面相对的刀面3、 副后刀面Aa：与已加工面相对的刀面4、 主切削刃S：前刀面与主后刀面相交的部分，担负主要切削工作。5、 副切削刃S：前刀面与副后刀面相交的部位，协同主切削刃完成金属的切除工作。6、 刀尖（过渡刃）：主、副切削刃连接处的一小段切削刃。外圆车刀有三面两刃一刀尖；450车刀有四面三刃和两个刀尖。 二、 测量刀具角度的坐标参考系l 分为标注参考系（静态参考系）和工作参考
8、系（动态参考系）。l 标注参考系下定义的角度称为刀具的标注角度。l 工作参考系下定义的角度称为刀具的工作角度。l 从实质上讲，刀具的标注角度是在假定条件下的工作角度。l 确定标注角度的坐标系有：正交平面坐标系、法平面坐标系、进给与背平面坐标系等，但大都有是采用正交平面标注坐标系。外圆车刀的标注角度的定义：1、 标注参考系的假定条件（1）、假定运动条件：不考虑进给运动的影响，主运动矢量代替合成运动矢量。（2）、假定安装条件：规定刀具的刃磨和安装基准面垂直于切削速度方向，同时，规定刀杆的轴线与进给运动方向垂直。2、 刀具标注角度的参考系（1）、参考平面A、基面Pr：垂直于主运动方向的平面。（与刀体
9、底面平行的平面）B、切削平面Ps：通过切削刃上某一选定点，切于工件加工表面的平面为切削平 面 。（过切削刃S与切削速度的平面）C、正交平面Po：通过主切削刃上某一选定点，并垂直于主切削刃在基面上的投影的平面。D、法平面Pn：通过主切削刃上某一选定点，并垂直于主切削刃的平面。E、进给平面Pf（横向平面）：通过主切削刃上某一选定点，垂直于基面Pr，又平行于假定进给运动方向的平面。（主运动方向与进给运动方向所组成的平面）F、背平面Pp（纵向平面）：通过主切削刃上某一选定点，垂直于基面Pr，又垂直于进给平面Pf的平面。（2）、参考系A、正交平面坐标参考系：PrPs-Po组成B、法平面参考系：PrPs-
10、Po组成C、进给与背平面参考系：PrPf-Pp组成注：如果选定点在副切削刃上时，坐标平面右上角色应加上符号“”,并在名称前冠以“副切削刃”。三、 车刀的几何角度-刀具的标注角度1、 前角o：在正交平面中，测量的前刀面与基面间的夹角。在正交平面，Ar与Ps的夹角小于900，o为正，大于900，o为负。2、后角ao：在正交平面中，测量的后刀面与切削平面间的夹角。在正交平面，Aa与Pr的夹角小于900，o为正，大于900，o为负。一般选301203、主偏角kr：在基面中，主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。一般为4509004、副偏角kr：在基面中，主切削刃在基面上的投影与反进给方向的夹角。5、
11、刃倾角s：在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。刀尖为切削刃的最高点时s为正，刀尖为切削刃的最低点时s为负。（一般取-50+100）6、楔角o：在正交平面内，Ar与Aa的夹角。o+o+ao=9007、刀尖角r：主切削刃与副切削刃在基面内的投影的夹角。Kr+ kr+r=1800四、 刀具几何形状的图示方法通常均采用简单画法，即取刀具在基面的投影为主视图，背平面或进给平面为侧视图，切削平面为向视图，并同时作出主、副切削刃的正交平面图。角度标注数量按“一面二角分析法”重庆市工业高级技工学校教案（理论）第4节 金属切削的几个常用概念授课时数6授课方法讲授教具课件授课班级08数高合授课时间教学目的1
12、、了解切屑的种类2、了解切屑变形区的划分3、掌握切屑的变形规律4、了解切削热和温度5、了解切削液6、熟悉刀具磨损和耐用度教学重点切屑的变形规律、加工硬化、切削热和温度、刀具磨损和耐用度教学难点切屑的变形规律、切削热和温度、刀具磨损和耐用度课后记1-4切屑变形一、金属切削过程中变形区的划分第一变形区：在刀具的挤压的情况下产生的变形，对塑性材料而言，主要是沿剪切面的滑移变形。第二变形区：是切屑在流出过程中与前刀面之间产生的挤压，摩擦变形。第三变形区：是靠近切削刃处已加工面表层内产生的变形。二、金属切削过程的变形规律第一变形区的剪切滑移变形第二变形区的挤压变形第三变形是已加工表面的变形三、积屑瘤1、
13、概念：加工塑性金属时，从切屑和工件上脱落下来的金属粘结（冷焊）并层积在前刀面上的楔块。2、形成：切屑“滞留”现象。3、积屑瘤对加工的影响有利方面：（1）保护刀具 （2）增加实际前角有弊方面：（3）增大切削厚度；（4）增大已加工表面粗糙值4、各种因素对积屑瘤的影响（1）工件材料的影响：加工塑材易产生积屑瘤，加工脆性材料无积屑瘤产生。（2）切削速度的影响：中等速度（1520m/min），切削温度约300左右，摩擦因数最大，易产生积屑瘤。（3）刀具前角的影响：小前角易产生积屑瘤。（4）刀具表面粗糙度的影响：减小表面粗糙度，可减少积屑瘤。（5）切削液的影响：切削液减小了切屑与刀具前刀面的摩擦，不易产生积屑瘤。五、 切削热和切削温度（一）切削热的来源和传出来源：Q来=Q弹+Q塑+Q前摩+Q后摩传出：Q出=Q屑+Q工+Q刀+Q介传出的比例见表3-1（二）、切削区温度的分布和测定1、切削区的温度：是指切屑、工件与刀具接触表面上的平均温度。2、切削区温度的分布：见图3-183、切削区温度的测定：（1）、人工电偶法（2）、自然电偶法（三）、影响切削温度的因素1、切削用量（1）V增加一倍，温度提高2030%；（2）、ap增加一倍，温度提高58%；（3）、f提高一倍，温度提高10%左右。2、刀具几何角度（1）、提高，温度下降，但不宜过大，否则散热慢。（2
