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1、吉林大学教案3课程名称：机械制造技术基础授课教师*所在单位机械学院机械制造系课程类别课堂理论教学授课时间0506学年2学期2周授课内容第二章 切削过程及其控制第一节 金属切削刀具基础授课对象机械类专业本科生教学内容提要时间分配及备注第一节 金属切削刀具基础一、切削加工的基本概念（一）切削运动与切削中的工件表面主运动是使刀具和工件产生主要相对运动以进行切削的运动；主运动的速度称为切削速度，用表示。进给运动是使切削能持续进行以形成所需工件表面的运动；进给运动的速度称为进给速度，用表示。主运动和进给运动合成后的运动，称为合成切削运动。外圆车削时，合成切削运动速度的大小和方向由下式确定 ve=vc+v
2、f （2-1）在切削过程中，工件上有以下三个变化着的表面。待加工表面 工件上即将被切除的表面。已加工表面 切去材料后形成的新的工件表面。过渡表面 加工时主切削刃正在切削的表面，它处于已加工表面和待加工表面之间。 图2-1 外圆车削的切削运动与加工表面（二）切削用量切削速度、进给量（或进给速度）和背吃刀量三者称为切削用量三要素。1切削速度(m/s或m/min)主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定 （2-2）2进给量工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量。对于铣刀、铰刀、拉刀等多齿刀具，还规定每刀齿进给量。进给速度、进给量和每齿进给量之间的关系为10分钟10
3、分钟教学内容提要时间分配及备注 （2-3）3背吃刀量(mm)刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称为背吃刀量。外圆车削的背吃刀量就是工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离。图2-2 切削层参数 （2-4）（三）切削层参数切削刃在一次走刀中从工件上切下的一层材料称为切削层。切削层的截面尺寸参数称为切削层参数。切削层参数通常在与主运动方向相垂直的平面内观察和度量。1 切削层公称厚度 垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为切削层公称厚度（以下简称为切削厚度）。车外圆时（图2-2），如车刀主切削刃为直线 （2-5）2 切削层公称宽度沿过渡表面度量的切削层尺寸称为切削层公称
4、宽度（以下简称为切削宽度）。如车刀主切削刃为直线 （2-6）3 切削层公称横截面积切削层在切削层尺寸度量平面内的横截面积称为切削层公称横截面积（以下简称为切削面积）。对于车削 （2-7）二、刀具角度外圆车刀是最基本、最典型的刀具，车刀的切削部分与其它各种刀具刀齿上的切削部分是基本相同的。下面以外圆车刀为例，给出刀具几何参数方面的有关定义。（一）刀具切削部分的构造外圆车刀的切削部分由六个基本结构要素构造而成，它们各自的定义如下：前刀面 切屑沿其流出的刀具表面。主后刀面 与工件上过渡表面相对的刀具表面。10分钟5分钟教学内容提要时间分配及备注副后刀面 与工件上已加工表面相对的刀具表面。主切削刃 前
5、刀面与主后刀面的交线，它承担主要切削工作，也称为主刀刃。副切削刃 前刀面与副后刀面的交线，它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面，也称为副刀刃。刀尖 连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃，它是一段小的圆弧或是一段直线。图2-3 外圆车刀的切削部分（二）刀具的标注角度1刀具标注角度的参考系组成刀具标注角度参考系的各参考平面定义如下：（1）基面pr 通过主切削刃上某一指定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面。（2）切削平面ps 通过主切削刃上某一指定点，与主切削刃相切并垂直于该点基面的平面。（3）正交平面po 通过主切削刃上某一指定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面。根据定义可知，上述三
6、个参考平面是互相垂直的，由它们组成的刀具标注角度参考系称为正交平面参考系，如图2-4所示。 图2-4 正交平面参考系2刀具的标注角度在刀具标注角度参考系中测得的角度称为刀具的标注角度。标注角度应标注在刀具的设计图中，用于刀具制造、刃磨和测量。在正交平面参考系中，刀具的主要标注角度有五个，其定义如下（图2-5）：（1）前角 在正交平面内测量的前刀面和基面间的夹角。前刀面在基面之下时前角为正值，前刀面在基面之上时前角为负值。（2）后角 在正交平面内测量的主后刀面与切削平面的夹角，一般为正值。（3）主偏角 在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。（4）副偏角 在基面内测量的副切削刃
7、在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。（5）刃倾角 在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。在主切削刃上，刀尖为最高点时刃倾角为正值，刀尖为最低点时刃倾角为负值。要完全确定车刀切削部分所有表面的空间位置，还需标注副后角，副后角确定副后刀面的空间位置。15分钟25分钟教学内容提要时间分配及备注图2-5 车刀在正交平面参考系中的标注角度3刀具的工作角度（1）进给运动对工作角度的影响 图2-6所示为切断刀工作时的情况，按合成切削速度的方向确定的工作基面和工作切削平面分别为pre和pse。工作前角和工作后角为图2-6 横向进给运动对工作角度的影响当进给量增大时，值增大；工件切削直径越小，值越大。过
8、大的值有可能使变为负值，后刀面将与工件相碰，这是不允许的。因此，切断刀应选用较大的标注后角，进给量的取值也不宜过大。15分钟教学内容提要时间分配及备注刀具沿纵向进给且进给量的取值较大时（例如车螺纹），进给运动对工作角度的影响也不可忽视。图2-7所示为用螺纹车刀的左刃车削螺纹表面的情况，考虑纵向进给的影响后，按合成速度（ve=vc+vf）的方向确定的工作基面和工作切削平面为pre和pse。图中螺纹车刀左侧刀刃上A点在正交平面内的工作前角，它大于标注前角；工作后角，它小于标注后角，其中角为 图2-7 纵向进给运动对工作角度的影响教学目的及要求1.理解：进给运动对刀具工作角度的影响；2.掌握：切削运动、切削层参数、切削用量等基本概念；刀具切削部分的构造和刀具角度的定义。教学重点与难点重点与难点：刀具角度参考系及刀具角度的定义。教学手段CAI（动画）、板书（即兴讲解）、投影仪结合参考资料机械制造技术基础 于骏一、邹青主编，机械工业出版社，2004年金属切削原理 周泽华主编，上海科学技术出版社，1998课后小结课后根据课堂教学效果总结
