第一章切削加工基础知识
一、本章的教学目的与要求
本章主要介绍了机械加工基础知识。重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》(金属工艺学冷加工部分)、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。
二、授课主要内容
1切削运动和切削要素
主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数
2切削刀具和切削过程
主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度
3磨具和磨料切削
主要学习磨具和磨削原理
4材料的切削加工性
主要学习衡量材料切削加工性能的指标、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法
5机械加工工艺过程基本概念
主要学习工艺过程的基本概念、工件的安装和夹具、基准及其选择原则、工件在夹具中的定位
6机械加工质量的概念
主要学习机械加工精度、机械加工表面质量
三、重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）
让学生重点掌握切削运动及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加工性、机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量等概念。四、要外语词汇
主运动：primary motion
进给运动：feed movement
车刀：turning tools
刀具材料：cutting tools materials
切削过程：cutting process
磨具：abrasive grinding tools
表面质量：machining quality of machined surfaces
五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）
主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物
六、复习思考题
1.试说明下列加工方法的主运动和进给运动：
a.车端面；
b.在钻床上钻孔；
c.在铣床上铣平面；
d.在牛头刨床上刨平面；
e.在平面磨床上磨平面。
2.试说明车削时的切削用量三要素，并简述粗、精加工时切削用量的选择原则。
3.车外圆时，已知工件转速n=320 r/min，车刀进给速度v f=64 mm/min，其它条件如题图1-1所示，试求切削速度v c、进给量f、背吃刀量a p、切削层公称横截面积A D、切削层公称宽度b D和厚度h D。
4.弯头车刀刀头的几何形状如题图1-2所示，试分别说明车外圆、车端面(由外向
中心进给) 时的主切削刃、刀尖、前角γ
0、主后角a
o
、主偏角k r和副偏角'
r
k。
题图1-1
题图1-2
5.简述车刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用及选择原则。
6.机夹可转位式车刀有哪些优点?
7.刀具切削部分材料应具备哪些基本性能?常用的刀具材料有哪些?
8.高速钢和硬质合金在性能上的主要区别是什么?各适合做哪些刀具?
9.切屑是如何形成的?常见的有哪几种?
10.积屑瘤是如何形成的?它对切削加工有哪些影响?生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么?
11.设用γ
0=15°, a
o
=8°,k r=75°, '
r
k=10°,s =0°的硬质合金车刀，在C6132
型卧式车床上车削45钢(正火，187HBS)轴件的外圆，切削用量为v c=100 mm/min、f=0.3 mm/r、a p=4 mm，试用切削层单位面积切削力k c计算切削力F c 和切削功率P m。若机床传动效率η=0.75，机床主电动机功率P E=4.5 kW，试问电动机功率是否足够?
12.切削热对切削加工有什么影响?
13.背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样?如何运用这一规律指导生产实践?
14.切削液的主要作用是什么?常根据哪些主要因素选用切削液?
15.刀具的磨损形式有哪几种?在刀具磨损过程中一般分为几个磨损阶段?刀具寿命的含义和作用是什么?
16.试分析砂轮磨削金属与刀具切削金属的过程及原理有何异同?原因何在?
17.如何评价材料切削加工性的好坏?最常用的衡量指标?如何改善材料切削加工性?
18.什么是生产过程、工艺过程、工序和安装?
19.生产类型有哪几种? 汽车、电视机、金属切削机床、大型轧钢机的生产各属于哪种生产类型? 各有何特征?
20.机械加工中，工件的安装方法有哪几类? 各适用于什么场合?
21.什么是夹具? 按其用途不同，夹具分为哪几类? 各适用于什么场合?
22.何谓基准?根据作用的不同，基准分为哪几种?
23.何谓粗基准和精基准? 试述粗、精基准的选择原则各是什么?
24.试选择如题图1-3所示三个零件的粗、精基准。其中题图1-3a是齿轮，
m=2,Z=37，毛坯为热轧棒料；题图1-3b是液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出；题图1-3c是飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了标有不加工符号的表面外，均为加工表面。
25.何谓工件的六点定位原理?加工时，工件是否都要完全定位?
26.什么是加工精度?包括哪些内容?
27.机械加工表面质量的含义是什么?它与表面粗糙度有何区别?图样上常标注哪一项?
题图1-3
七、参考教材（资料）
1 孙大涌主编. 先进制造技术. 北京：机械工业出版社，2000
2 李伟光主编. 现代制造技术. 北京：机械工业出版社，2001
3 机械工程手册编辑委员会. 机械工程手册：机械制造工艺及设备卷(二) 第2
版. 北京：机械工业出版社，1997
4 邓文英主编. 金属工艺学第4版. 北京：高等教育出版社，2000
5 吴桓文主编. 工程材料及机械制造基础(Ⅲ)机械加工工艺基础. 北京：高等
教育出版社，1990
6 卢秉恒主编. 机械制造技术基础. 北京：机械工业出版社，1999
7 张世昌，李旦等. 机械制造技术基础. 北京：高等教育出版社，2001
8 傅水根主编. 机械制造工艺基础(金属工艺学冷加工部分). 北京：清华大学出版社，1998
9 李爱菊，王守成等. 现代工程材料成形与制造工艺基础(下册). 北京：机械工业出版社，2001
10 贾青云，李冬妮等. 现代汽车制造技术之机械加工：世界汽车技术发展跟踪
研究(一). 汽车工艺与材料，2002，(4)
11苗赫濯，齐龙浩等. 新型陶瓷刀具在机械工程中的应用. 机械工程学报，2002，38(2)
第一章机械加工基础知识
切削加工是使用切削工具(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。
第一节切削运动及切削要素
一、零件表面的形成
1.基本表面：外圆面、内圆面(孔)、平面
2.成形面：螺纹、齿轮的齿形等
这些表面可分别用图1-1所示的相应加工方法来获得。
图1-1 零件不同表面加工时的切削运动
二、切削运动
切削运动(cutting motions)：在切削加工中，刀具和工件间必须有一定的相对运动。
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
切削运动包括主运动(图中Ⅰ)和进给运动(图中Ⅱ)。
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。如图1-2所示工件的旋转运动。主运动速度最高，消耗功率最大。主运动只有一个。
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，如图1-2所示车刀的移动。进给运动可以是1个或多个
图1-2 切削运动和加工表面
三、切削用量
切削用量(cutting conditions)包括切削速度v c 、进给量f (或进给速度v f )和背吃刀量a P ；三要素。
1.切削速度
切削刃上选定点相对工件主运动的瞬时速度称为切削速度(cutting speed)，以v c 表示，单位为m/s 或m/min 。
若主运动为旋转运动(如车削、铣削等)，切削速度一般为其最大线速度。 1000
dn
v c π=
m/s 或m/min
式中：d —工件(或刀具)的直径，mm ；n —工件(或刀具)的转速，r/s 或r/min 。
若主运动为往复直线运动(如刨削、插削等)，则常以其平均速度为切削速度，即：
1000
2r
c Ln v =
m/s 或m/min 式中：L —往复行程长度，mm ；n r ——主运动每秒或每分钟的往复次数，str/s 或str/min 。
2.进给量
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)。 用单齿刀具(如车刀、刨刀等)加工时，进给量常用刀具或工件每转或每行程刀具在进给运动方向上相对工件的位移量来度量，称为每转进给量或每行程进给
量，以f 表示，单位为mm/r 或mm/str 。
用多齿刀具(如铣刀、钻头等)加工时，进给运动的瞬时速度称进给速度，以v f 表示，单位为mm/s 或mm/min 。刀具每转或每行程中每齿相对工作进给运动方向上的位移量，称每齿进给量，以f z 表示，单位为mm/z 。 f z 、f 、v f 之间有如下关系：
zn f fn v z f == mm/s 或mm/min 式中：n —刀具或工件转速，r/s 或r/min ；z —刀具的齿数。
3.背吃刀量
在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(back engagement of the cutting edge)，以a P 表示，单位为mm 。如图1-2所示，车外圆时，a P 可用下式计算，即
2
m
w p d d a -=
mm 式中：d w 、d m —工件待加工和已加工表面直径，mm 。
工件上由主切削刃形成的那部分表面是过渡表面。
四、切削层参数
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。它决定了切屑的尺寸及刀具切削部分的载荷。
切削层的尺寸和形状，通常是在切削层尺寸平面中测量的，如图1-3所示。
(1) 切削层公称横截面积A D 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mm 2。
(2) 切削层公称宽度b D 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 。
(3) 切削层公称厚度h D 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 。由定义可知
D D D h b A =mm 2
因A D 不包括残留面积，而且在各种加工方法中A D 与进给量和背吃刀量的关系不同，所以A D 不等于f 和a P 的积。只有在车削加工中，当残留面积很小时才能 近似地认为它们相等，即
p D fa A mm 2
《金属切削加工基础》复习题 一、选择题 1．在车外圆时，工件的回转运动属于C 主运动，刀具沿工件轴线的纵向移动属于B 进给运动。 2．车外圆时，车刀随四方刀架逆时针转动θ角后，工作主偏角κr将 A 增大，工作副偏角κr’将A减小。 3．积屑瘤发生在第C Ⅱ变形区，加工硬化发生在第C Ⅲ变形区。4．在加工条件相同时，用A 陶瓷刀具刀具产生的切削力最小。 5．下列哪种切屑屑形不属于可接受的屑形A 带状切削。 6. 生产中常用的切削液，水溶性的切削液以C冷却为主，油溶性切 削液以C润滑为主。 7．加工塑性材料、软材料时前角A 大些；加工脆性材料、硬材料时前角A小些。 8 ．高速钢刀具切削温度超过550~600时工具材料发生金相变化，使 刀具迅速磨损，这种现象称为A 相变磨损磨损。 9．不能用于加工碳钢的是C PCD刀具。 10．主偏角、副偏角、刀尖角，三个角之和等于 B 180° 二、填空题 1．切削用量三要素切削速度Vc、进给量f、背吃刀量a p （切削深度）。2．刀具材料种类繁多，当前使用的刀具材料分4类：工具钢，硬质合金，陶瓷，超硬刀具材料。一般机加工使用最多的是高速钢和硬质合金。
3．切削力由于大小与方向都不易确定，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，将合力F分解为3个分力：切削力F c（主切削力F z），背向力F p（切深抗力F y），进给力F f（进给抗力F x）。 4．切削液的作用有冷却作用、润滑作用、排屑和洗涤作用、防锈作用。5．在切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角应大些，主偏角应大些。 6．外圆车削时，在刀具4个标注角度中，对切削温度影响较大的角度是γ和K r。 三、判断题 1. 车外圆时，切削刃上各点的切削速度相同。（×） 2．工件材料相对加工性指标Kr越小，材料的切削加工性越好，材料越容易加工。（×） 3．水溶性切削液以冷却为主，常用于精加工和复杂刀具加工中。（×） 4．高速切削时，切削液对表面粗糙度影响不明显。（√） 5．背向力F p（切深抗力F y）不消耗功率。（√） 6．刀具的寿命等于刀具的耐用度（耐用度指一次刃磨到下一次刃磨的切削时间）。（×） 7. 钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于 加工脆性材料，有色金属及非金属。 (√ ) 8. 刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。（√） 9. 切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了
第二节金属切削加工的基础知识 教学目标： 1.熟悉切削加工的概念、分类、特点及应用。 2.理解切削运动的概念及其分类。 3.掌握切削用量的概念及其应用。 教学重点：切削运动的概念及其应用。 教学难点：切削用量的选择方法及依据。 教学过程： 一、复习与导入 上节课我们学习了金属材料，介绍了碳素钢、合金钢等材料，不同金属材料的性能差别很大；那么这些金属如何进行加工呢？围绕着这个问题，这节课我们来学习金属切削加工的基础知识。 二、新课讲授 1.切削加工概述 金属切削加工就是利用刀具和工件之间的相对（切削）运动，从毛坯或半 成品上切去多余的金属材料，从而获得具有一定加工质量的零件的过程。 （1）切削加工的分类 金属切削加工方式很多，一般可分为车削加工、铣削加工、钻削加工、镗 削加工、刨削加工、磨削加工、齿轮加工及钳工等。 （2）切削加工的特点及应用 工件精度高、生产率高及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表 面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来完成。 2.切削运动和切削用量 （1）切削运动 切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的相对运动, 1
2 即切削运动，切削运动按其所起的作用可分为主运动和进给运动 。 ① 主运动 由机床或人力提供的运动，它是刀具与工件之间产生主要的相对运动。在切 削运动中，主运动的速度最高，消耗功率最大。如车削时，主运动是工件的回转 运动，如下图所示。 车削运动和工件上的表面 ② 进给运动 使被切金属层不断地投入切削的运动称为进给运动，是刀具与工件间产生的 附加相对运动。如车削外圆时，进给运动是刀具的纵向运动；车削端面时，进给 运动是刀具的横向运动。 主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动；主运动可以由工件 完成，也可以由刀具完成；主运动和进给运动可以同时进行，也可以间歇进行； 主运动通常只有一个，而进给运动可以有一个或几个。 （2）切削用量 切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削用 量包括切削速度、进给量、背吃刀量三个要素。 ① 切削速度v c 在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度， 它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离,单位为m/min 或 m/s 。 主运动为旋转运动时,切削速度v c 计算公式为: )/min /(1000s m m n d v c 或??=π
第一章切削加工基础知识 一、本章的教学目的与要求 本章主要介绍了机械加工基础知识。重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》(金属工艺学冷加工部分)、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。 二、授课主要内容 1切削运动和切削要素 主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数 2切削刀具和切削过程 主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度 3磨具和磨料切削 主要学习磨具和磨削原理 4材料的切削加工性 主要学习衡量材料切削加工性能的指标、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法 5机械加工工艺过程基本概念 主要学习工艺过程的基本概念、工件的安装和夹具、基准及其选择原则、工件在夹具中的定位
6机械加工质量的概念 主要学习机械加工精度、机械加工表面质量 三、重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学） 让学生重点掌握切削运动及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加工性、机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量等概念。四、要外语词汇 主运动：primary motion 进给运动：feed movement 车刀：turning tools 刀具材料：cutting tools materials 切削过程：cutting process 磨具：abrasive grinding tools 表面质量：machining quality of machined surfaces 五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等） 主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物 六、复习思考题 1.试说明下列加工方法的主运动和进给运动： a.车端面； b.在钻床上钻孔； c.在铣床上铣平面； d.在牛头刨床上刨平面； e.在平面磨床上磨平面。 2.试说明车削时的切削用量三要素，并简述粗、精加工时切削用量的选择原则。 3.车外圆时，已知工件转速n=320 r/min，车刀进给速度v f=64 mm/min，其它条件如题图1-1所示，试求切削速度v c、进给量f、背吃刀量a p、切削层公称横截面积A D、切削层公称宽度b D和厚度h D。 4.弯头车刀刀头的几何形状如题图1-2所示，试分别说明车外圆、车端面(由外向 中心进给) 时的主切削刃、刀尖、前角γ 0、主后角a o 、主偏角k r和副偏角' r k。
金属切削加工基础知识 一.填空题 1、切削运动可分为两种，即和。 2、零件的技术要求一般包括、、、度。 3、刀具材料必须具备的性能 有、、、、。 4.利用机械力对工件进行加工称为加工。通过手持工具对工件进行加工称为加工。 5.机械零件的表面形状按形体可归纳为三种基本表面，这三种基本表面可组合成各种类型的零件。三种基本表面是、和成形表面 6.车削加工时，应选择合理的，适当的，一定的背吃刀量。这是切削加工过程中不可缺少的切削用量三要素。 7.切削加工刀具中，常见的刀具材料如：高速钢、硬质合金等属于 刀具材料，陶瓷、人造聚晶金刚石等属于刀具材料。 8.车刀切削外圆时，主、副偏角越大，残留面积越，刃倾角越大，刀尖强度越。 9. 车刀切削部分组成的三个面：；二个刃：。 二、判断题 1．切削运动中，主运动通常只有一个，进给运动的数目可以有一个或几个。 （） 2．车削外圆时，进给运动是刀具的横向运动。（） 3．当切削刃安装高于工件的中心时，其实际工作前角会变小。（） 4．在基面内测量的角度是刃倾角。（） 5．在主切削平面内测量的角度是主偏角。（） 6．刃倾角的正负影响切屑的排出方向。当刃倾角为正时，切屑流向已加工表面。（） 7．一般来说, 刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。（） 8．背吃刀量对刀具寿命影响最大，进给量次之，切削速度最小。（） 9．低碳钢硬度低，切削加工性最好，中碳钢次之，高碳钢最难切削。（）三、单项选择题 1．车削时，主运动是＿。
A. 工件的回转运动 B. 工件的直线运动 C. 刀具的回转运动 D. 刀具的直线运动 2．牛头刨床刨削时，主运动是＿。 A. 工件的回转运动 B. 工件的往复直线运动 C. 刀具的回转运动 D. 刀具的往复直线运动 3．在基面内测量的角度是＿。 A.前角 B.后角 C.主偏角 D.刃倾角 4．在主切削平面内测量的角度是＿。 A.前角 B.后角 C.主偏角 D.刃倾角 5．当切削刃安装高于工件中心时，其实际工作前角会＿。 A.变大 B.变小 C.不变 6．刃倾角的正负影响切屑的排出方向。当刃倾角为正时，切屑流向＿。 A.已加工表面 B.待加工表面 C.切削表面 7．加工细长轴时，为减小Fy力，车刀主偏角应取＿。 A.450 B.750 C.900 D.都可以 8．在切削铸铁等脆性材料时，得到切屑类型是＿。 A.带状切屑 B.节状切屑 C.粒状切屑 D.崩碎切屑 9．在切削用量三要素中，影响切削力的主要因素是＿。 A.Vc B.f C.ap 10.刀具材料要求有高的硬度，通常要求硬度在以上。 A．50HRC；B．60HRC；C．70HRC 11、切削用量对刀具耐用度影响最大的是（A ）。 A切削速度； B 切削深度； C 进给量。 12、切削用量选择的一般原则，应首先选择的是： （ C ） A切削速度；B 进给量；C背吃刀量。 四、多选题 1、车削加工中的切削用量包括：( ) ①主轴每分钟转数，②切削层公称宽度；③背吃刀量(切削深度)④进给量； ⑤切削层公称厚度；⑥切削速度。 2、对刀具前角的作用和大小，正确的说法有：( ) ①控制切屑流动方向；②使刀刃锋利，减少切屑变形；③影响刀尖强度及散
第14章切削加工的基础知识 切削加工是利用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，以获得所需的形状、尺寸精度和表面粗糙度加工方法。 切削加工在工业生产中占有非常重要的地位，除了少数零件可以用铸造和锻造获得外，大部分的零件都要经过切削加工。统计表明，金属切削加工的工作量占机器制造总工作量的40％～60％。金属切削加工与其他的加工方法相比主要有如下的优点： 1、切削加工可获得相当高的尺寸精度和很小的表面粗糙度磨削外圆精度最高可高达IT5～IT7级,粗糙度Ra=0.1～0.8μm,镜面磨削的粗糙度甚至可达0.006μm,而最精密的压力铸造只能达到IT9～IT10,R=1.6～3.2μm。. 2.切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和重量的限制 目前尚未发现不能切削加工的金属材料.实际上,包括橡胶、塑料、木材这些非金属材料在内，也都可进行切削加工，这是任何其它冷热加工方法都无法做到的.金属切削加工的尺寸可小至不到0.1mm,大至几十米,重达几百吨. 金属切削加工可分为钳工和机械加工。钳工的内容在金工实习中介绍，本章只介绍机械加工的内容，机械加工是通过操纵机床对工件进行切削加工，其生产效率高，加工质量好，是现代金属加工的主要方式。 第一节切削加工的基本概念 切削运动和切削要素在切削过程中是两个经常遇到的概念，因此
必须正确理解。 一、切削运动（表面成型运动） 切削加工是靠刀具和工件之间的相对运动来实现的。刀具和工件之间的相对运动叫切削运动，它包括主运动和进给运动。 1．主运动是切除工件表面多余材料的基本运动，在切削运动中通常线速度最高，所消耗的功率也最多。例如车削时工件的旋转运动；钻削时刀具的旋转运动；刨削时工件与刀具的相对往复运动等都属于主运动。 2．进给运动是使工件未被切除的多余材料不断被切除的运动，又称走刀运动。通过进给运动便可以切削出要加工的表面。进给运动的速度一般远远小于主运动的速度。例如，车削外圆时车刀的纵向移动；钻孔时钻头的轴向移动；铣平面时工件的纵向移动；牛头刨床刨削时工件的横向间歇移动等都属于进给运动。 机床除上述运动外，其它运动均称为辅助运动。如：进刀运动、退刀运动、分度运动、工作台的升降等。 二、切削要素 切削要素指切削用量和切削层几何参数。切削加工时在工件上形成三个表面： 待加工面，是工件上等待切除一层材料的表面； 已加工表面，是工件上经切削后产生的表面； 加工面，正被刀具切削的表面，它是待加工面和已加工表面之间的过渡面。 1、切削用量 切削用量包括切削速度、进给量、与切削深度。要完成切削，这
金属加工《金属切削基础知识》练习题 一.判断题(本大题共33小题) 1.金属切削加工是用切削刀具将坯料或工件上多余材料切除，以获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的方法。（） 2.主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。任何切削过程，通常只有一个主运动，最多不超过两个主运动。（） 3.钻削加工时，钻头旋转是主运动，钻头的轴向移动是进给运动。（） 4.进给运动可以有一个或几个，运动形式有平移的、旋转的，有连续的、间歇的。（） 5.从几何学角度看，各种形状机械零件的表面都是由圆柱面、圆锥面、平面和各种成形面组成。（） 6.切削加工时，主运动通常是速度较低，消耗功率较小的运动。（） 7.切削速度是指切削加工时，刀具切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度。车削加工的主运动为旋转运动，切削速度为最大线速度。（） 8.车削时，工件每转一转刀具沿进给方向移动的距离为切削速度。（） 9.车削时，待加工表面与已加工表面的垂直距离称为进给量。（） 10.切削加工时，切削热传入刀具使刀头温度升高，刀头温度称为切削温度。（） 11.刀具两次刃磨之间实际切削的时间称为刀具寿命。（） 12.有经验的操作者常根据切削过程中切屑变色发毛、切削力突然增大、振动与噪声以及表面粗糙度值显著增大等异常现象，来判断刀具是否已磨钝。（） 13.对低碳钢进行退火，对高碳钢进行正火，可改善切削加工性。（） 14.硫、硅、铅、铝元素能改善切削加工性，常用来制造易切削钢。（） 15.当切削余量太大时,可分几次切削,第一次进给应尽量将背吃刀量取小些。（） 16.车削加工时形成待加工表面、已加工表面、未加工表面三种表面。（） 17.车削加工时，切削用量三个基本参数是切削速度、进给量和背吃刀量。（） 18.金属切削时，刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。（） 19.车刀切削部分三面是指前刀面、后刀面和副刀面。（） 20.常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等。（） 21.切削过程中的物理现象包括切削力、切削热、切削变形和积屑瘤等。（） 22.金属切削过程中的各种物理现象是由于金属变形和摩擦引起的。（） 23.根据切削材料和切削条件不同，常见的切屑种类有带状切屑、节状切屑、崩碎切屑三种。（） 24.切削过程中所消耗的功绝大部分转变为热，称为切削热。切削热通过切屑、工件、刀具以及机床传散。（） 25.切削过程中，刀具两次刃磨之间实际切削的时间，称为刀具耐用度。（） 26.刀具耐用度与刀具重磨次数的乘积称为刀具寿命。（） 27.V T称为一定刀具耐用度下的切削速度，材料的切削加工性越好，则V T越低。（） 28.在钢中添加适量的硫、铅等元素，可减小切削力、易断屑，提高刀具的耐用度和工件的表面质量。（） 29.切削用量选得越大，生产效率越高。（） 30.从提高生产率或降低成本的观点看，刀具耐用度越高越好。（） 31.粗加工时允许产生一些积屑瘤，精加工时应避免产生积屑瘤。（） 32.车削加工时，工件的旋转运动是主运动，车刀的纵向、横向移动为进给运动。（） 33.为确定车刀切削部分空间位置，设想三个辅助平面，通过切削刃上选定点，垂直于切削速度方向的平面，称为基面。（） 二.单选题(本大题共25小题) 1.成形面是以曲线为母线、以圆或（）为运动轨迹所形成的表面。 A、椭圆 B、折线 C、直线 2.车削时，车刀的纵向或横向移动是（）。 A、主运动 B、进给运动 3.车刀切削部分由三面、两刃、一尖组成。两刃是指副切削刃、（）。 A、前切削刃 B、后切削刃 C、主切削刃 4.车削中设想的三个辅助平面，即主切削平面、基面、正交平面是相互（）。 A、垂直的 B、平行的 C、倾斜的 5.当切削速度确定后，增大进给量会使切削力增大，表面粗糙度Ra值（）。 A、变小 B、变大 C、不变6.车刀上过切削刃选定点垂直于假定的主运动方向的辅助平面是（）。 A、主切削平面 B、正交平面 C、基面 7.以车刀为例，刀具上切屑流过的表面称为（）。 A、前刀面 B、主后面 C、副后面 8.主切削刃与基面间的夹角称为（）。 A、前角 B、后角 C、主偏角 D、刃倾角 9.主后面与主切削平面的夹角称为后角，粗中工时后角一般取6o～8o；精加工时后角可取（）。 A、12o～14o B、10o～12o C、8o～10o D、6o～8o E、4o～6o 10.强力切削时，外圆车刀的主偏角选用（）。 A、45o B、55o C、65o D、75o E、85o 11.机械制造中应用最广的刀具材料是高速钢和（）。 A、合金工具钢 B、硬质合金 C、陶瓷 12.刀具材料要求有高的硬度，通常要求硬度在（）以上。 A、50 HRC B、60 HRC C、70HRC 13.高速钢的热硬性可达（）。 A、500～550℃ B、550～600℃ C、600～650℃ D、650～700℃ 14.热硬性可达1300℃的刀具材料是（）。 A、硬质合金 B、陶瓷 C、立方碳化硼 D、人造金刚石 15.切削力是设计、计算机床动力，夹具、刀具强度等的依据，其大小约占总切削力的（）以上。 A、60% B、70% C、80% D、90% 16.硬质合金车刀耐用度大致为（）。 A、60～90 min B、90～180 min C、180～360 min D、360～720 min 17.切削用量对切削温度的影响中，影响最大的是（）。 A、切削速度 B、进给量 C、背吃刀量 18.工件材料的强度和硬度越高，切削力就（）。 A、越大 B、越小 C、一般不变 19.当刀具前角增大时，切屑容易从前刀面流出，且变形小，因此（）。 A、增大切削力 B、降低切削力 C、切削力不变 20.合理选择切削液，可减小刀具的塑性变形和刀具与工件间摩擦，使切削力（）。 A、增大 B、减小 C、不变 21.当工件的强度、硬度、塑性越好时，刀具寿命（）。 A、越高 B、越低 C、不变 22.衡量材料最常用的切削加工性指标是相对加工性（）。 A、一定刀具耐用度下的切削速度 B、切削力的大小 C、已加工表面质量 D、切屑控制或断屑的难易 23.相对加工性K T是衡量材料切削加工性的常用的指标，当材料加工性比45钢好时，K T（）。 A、>1 B、=1 C、<1 24.刃倾角一般在（）选取。 A、-10o～-5o B、-5o～+10o C、+10o～+20o 25.精加工时，刃倾角常取（）。 A、正值，切屑引向待加工表面一侧 B、负值，切屑推向已加工表面 C、零，切屑沿垂直于主切削刃方向流出
金属切削加工基础复习
第七章 金属切削加工基础 本章重点有三个： ①刀具几何角度的标注； ②六点定位原理； ③机床的机械传动。 金属切削加工：利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。 金属切削加工： 钳工：手持工具、划线、錾、锯、锉、刮、钻孔┅┅ 机械加工：操作机械、车、钳、铣 、刨、磨、镗┅┅ 7.1 刀具的几何形状及刀具材料 一、刀具的几何形状 因各种切削加工方法所用的刀具的切削部分几何形状很相似，以外圆车刀为例研究刀具的几何形状。 1．刀具的标注角度 * 在设计和制造刀具时，图样上标注的角度、刃磨刀具时测量的角度称为刀具的标注角度或静止角度。 （1）外圆车刀的标注角度。 ①外圆车刀切削部分的组成：三面、两刃、一尖。 前面 主后面 副后面 主切削刃 副切削刃 刀尖 ②确定外圆车刀几何角度的坐标平面（辅助平面） a ．基面P r b ．主切削平面P s c ．正交平面P o （主剖面） ③外圆车刀的标注角度 a ． 在正交平面上测量： 前角0 01550-V 后角 001260 -α b ．在基面上测量： 主偏角 γκ40o —90o 副偏角 γκ5o—15o c ．在主切削平面上测量：刃倾角 S λ-5o—+5o ④外圆车刀角度的作用 a ．前角r °：影响切削刃的锋利程度。0V ↑刀刃锋利。0V 刀刃钝。但0V 不能过大，否则削
弱刀头的强度。 b ．后角0α：减小主后面与工件过渡表面间的磨擦，并配合前角调整切削刃的锋利与强固。 选择后角的原则是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，取小值。 c 主偏角kr 副偏角kr ： 主偏角影响切削层截面的形状和几何参数，影响切削分力的变化，并和副偏角一起影响已加工表面粗糙度，副偏角还有减小副切削刃和副后面与已加工表面磨擦的作用。 如上图所示，当a p 和f 一定时，kr 愈小，切下薄而宽的切屑。主切削刃单位长度上的负荷较轻，且散热条件较好，有利于刀具耐用度的提高。 Kr 小，切深抗力将增大，工件的刚性不好（如细长轴），就可能产生弯曲变形，并引起振动。 总之，主、副偏角的选择原则应为在不产生振动的条件下，取小值。 d 刃倾角λS ：主要影响刀头的强度，切削分力和排屑方向。 二、刀具材料 1．对刀具材料的性能要求： （1）较高的硬度。 （2）良好的耐磨性。 （3）良好的耐热性。 （4）足够的强度和韧性。 （5）良好的工艺性。 7.2 金属切削过程及其伴生的物理观象 一、切削过程及切屑种类。 1． 金属切削过程。 四个阶段 弹性变形——塑性变形——挤裂——切离 三个变形区 2．切屑种类： （a ）带状切屑、(b)节状切屑、(c)粒状切屑、(d)崩碎切屑 二、切削力及切削功率。 1． 切削力的产生及切削分力。 影响因素 工件材料的塑性 刀具几何角度(前角) 切削用量
技师学院 机械安装与维修系金属切削刀具基本知识郝赫（编）
金属切削刀具基本知识 1 金属切削的基本要素 1.1 机械制造过程概述 机器是由零件、组件、部件等组成的，一台机器的制造过程包含了从零件、部件加工到整机装配的全过程，这一过程可以用图1所示的系统图来表示。 首先，从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件，它们都是由毛坯经过相应的机械加工工艺过程变为合格零件的，在这一过程中要根据零件的设计信息制订每一个零件的适当加工方法，加工成在形状、尺寸、表面质量等各方面都符合加工使用要求的合格零件。 其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件，部件是由若干组件、套件和零件在一个基准零件上装配而成的，部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能，这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的，部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。 最后，在一个基准零部件上把各个部件、零件装配成一个完整的机器，我们把零件和部件装配成最终机械产品的过程称为总装过程，总装过程是依据总装工艺文件进行的，在产品总装后，还要经过检测、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品，如一辆汽车就是经过这样的机械制造过程而生产出来的。 图1 机械制造过程的构成
1.2机械加工工艺系统 从机械制造的整个过程来看，机器的最基本组成单元为零件，也就是首先要制造出合格的零件，然后组装成部件，再由零、部件装配成机器，因此，制造出符合要求的各种零件是机械加工的主要目的，而机械加工中绝大部分材料是金属材料，故机械加工主要是对各种金属进行切削加工。 零件的表面通常是几种简单表面如平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等的组合，而零件的表面是通过各种切削加工方法得到的，其中在金属切削机床上利用工件和刀具彼此间协调的相对运动切除被加工零件多余的材料，获得在形状、尺寸和表面质量都符合要求的这种加工方法称为金属切削加工。 金属切削加工常作为零件的最终加工方法，它需要用金属切削刀具直接对零件进行加工，它们之间要有确定的相对运动和承受很大的切削力，通常需在金属切削机床上进行加工，零件和刀具需通过机床夹具和刀架与机床进行可靠的联接，带动它们做相对的运动，实现切削加工，这种由金属切削机床、刀具、夹具和工件构成的机械加工封闭系统称为机械加工工艺系统（如图2所示），其中金属切削机床是加工机械零件的工作机械，起支承和提供动力作用；刀具起直接对零件进行切削加工作用；机床夹具用来对零件定位和夹紧，使之有正确的加工位置。本章就围绕机械加工工艺系统四个组成部分进行分析，阐述机械零件加工的整个过程。 图2 机械加工工艺系统的构成 1.3主要切削加工工艺简介
第一章 金属切削加工基础知识 一、填空题 1、切削运动包括 ________________ 运动与 _______________ 运动。 ____ 运动消耗功率最 大 2、切削三要素有 ______________ 、 _______________ 与 ________________ 。 3、切屑的种类有 ____________ 、 ____________ 、 _____________ 与 _____________ 。 4、切削力由于大小与方向都不易确定，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，将合力 F 分解为 3 个分力： ___________ 、 ____________ 与 ___________。 5、在切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角应大些 ____________ ，主 偏角应 _________ 。 6、指出什么加工表面 7、在车外圆时， 工件的回转运动属于 _____ ，刀具沿工件轴线的纵向移动属于 _________ 8、影响切削力的因素有 _____________ 、 ___________ 与 ____________ 。 9、车细长轴时，长采用 90 度 ________ 车刀，以减少弯曲振动与变形。 10、零件的加工质量包括 ____________ 与 ___________ 。 二、选择题 A 、 第Ⅰ变形区 B 、 第Ⅱ变形区 C 、 第Ⅲ变形区 D 、 第Ⅳ变形区 2、在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（ ）。 3、切屑类型不但与工件材料有关，而且受切削条件的影响。如在形成挤裂切屑的条件下， 若 加大前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到（ ）。 A 、 带状切屑 B 、 单元切屑 C 、 崩碎切屑 D 、 挤裂切屑 4、切屑与前刀面粘结区的摩擦是（ ）变形的重要成因。 A 、 第Ⅰ变形区 B 、 第Ⅱ变形区 C 、 第Ⅲ变形区 D 、 第Ⅳ变形区 5、切削用量中对切削力影响最大的是（ ）。 A 、 切削速度 B 、 背吃刀量 C 、 进给量 D 、 切削余量 6、精车外圆时采用大主偏角车刀的主要目的是降低（ ）。 A 、 主切削力 F c B 、 背向力 F p C 、 进给力 F f D 、 切削合力 F 7、切削用量三要素对切削温度的影响程度由大到小的顺序是（ ）。 8、积屑瘤是在（ ）切削塑性材料条件下的一个重要物理现象。 1、金属切削过程中，切屑的形成主要是（ ）的材料剪切滑移变形的结果。 A 、 前角 B 、 后角 C 、 主偏角 D 、 刃倾角 A 、 v c a p f B 、
1 切削加工基本知识 1.1 概述 切削加工是利用切削工具从毛坯或半成品上切除掉多余的材料，以获得形状、尺寸以及表面粗糙度等各方面都符合图纸要求的机械零件。切削加工是机械制造过程中的重要环节，零件的加工，特别是精度和表面质量要求较高的零件都必须经过切削加工。 切削加工分为机械加工和钳工。机械加工是由工人操作机床对工件进行切削加工，钳工一般由工人手持工具对工件进行切削加工。 零件的加工制造一般是在常温状态下进行的，不需要加热，故称为冷加工。切削加工是冷加工的主要方式，冲压加工和特种加工也属于冷加工。 1. 2切削运动分析及切削用量 1.2.1零件典型表面的种类及形成 零件都是由一个表面（如球面）或多个不同性质的典型表面组成的。因此，我们可以将各种各样的零件简化为数量有限的几个不同性质的典型表面的组合。绝大多数的零件由以下两大类表面组成： 1.2.1.1基本表面 （1）回转体表面是以直线为母线，以圆为运动轨迹，且母线与回转轴线在同一平面内（互相平行或相交）作旋转运动所形成的表面，如内、外圆柱面，内、外圆锥面。若母线为折线或曲线，则形成回转体成形表面。这类表面一般在车床、钻床、镗床、磨床等机床上加工。 （2）平面是以直线为母线，以另一直线为轨迹作平移运动时所形成的表面。若母线为折线或曲线，则形成纵向成形表面，如燕尾槽、齿条。这类表面一般在铣床、刨床、插床和磨床等机床上完成。 1.2.1.2型面 这是以曲线为母线，运动轨迹也为曲线或圆，作旋转或平移时所形成的表面，如各种造型模具的型腔、气轮机叶片。这类表面一般在数控铣床、加工中心、电火花机床等机床上完成的。 1.2.2切削运动 切削加工是靠切削运动实现的。所谓切削运动是指刀具与工件之间的相对运动。切削运动按其在切削加工中的作用，可分为主运动和进给运动。 1.2.1.1主运动主运动是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。在切削加工中主运动必须有，但只能有一个。其特点是速度最高、消耗动力最大。例如：车削时工件的旋转、铣削时铣刀的旋转。 1.2.1.2进给运动进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具和
Abstract:Based on the comprehensive analysis on the plastic part’s structure service requirement, mounding quality and mould menu factoring cost. A corresponding injection mould of internal side core pulling was designed. By adopting the multi-direction and multi-combination core-pulling. A corresponding injection mould of internal side core pulling was designed, the working process of the mould was introduced 第三十章切削加工的基础知识 切削加工是利用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，以获得所需的形状、尺寸精度和表面粗糙度加工方法。 切削加工在工业生产中占有非常重要的地位，除了少数零件可以用铸造和锻造获得外，大部分的零件都要经过切削加工。统计表明，金属切削加工的工作量占机器制造总工作量的40％～60％。金属切削加工与其他的加工方法相比主要有如下的优点： 1、切削加工可获得相当高的尺寸精度和很小的表面粗糙度磨削外圆精度最高可高达IT5～IT7级,粗糙度Ra=0.1～0.8μm,镜面磨削的粗糙度甚至可达0.006μm,而最精密的压力铸造只能达到IT9～IT10,R=1.6～3.2μm。. 2.切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和重量的限制 目前尚未发现不能切削加工的金属材料.实际上,包括橡胶、塑料、木材这些非金属材料在内，也都可进行切削加工，这是任何其它冷热加工方法都无法做到的.金属切削加工的尺寸可小至不到0.1mm,大至几十米,重达几百吨. 金属切削加工可分为钳工和机械加工。钳工的内容在金工实习中介绍，本章只介绍机械加工的内容，机械加工是通过操纵机床对工件进行切削加工，其生产效率高，加工质量好，是现代金属加工的主要方式。
金属切削加工的基础知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第二节金属切削加工的基础知识 教学目标： 1.熟悉切削加工的概念、分类、特点及应用。 2.理解切削运动的概念及其分类。 3.掌握切削用量的概念及其应用。 教学重点：切削运动的概念及其应用。 教学难点：切削用量的选择方法及依据。 教学过程： 一、复习与导入 上节课我们学习了金属材料，介绍了碳素钢、合金钢等材料，不同金属材料的性能差别很大；那么这些金属如何进行加工呢围绕着这个问题，这节课我们来学习金属切削加工的基础知识。 二、新课讲授 1.切削加工概述 金属切削加工就是利用刀具和工件之间的相对（切削）运动，从毛坯或半成品上切去多余的金属材料，从而获得具有一定加工质量的零件的过程。 （1）切削加工的分类 金属切削加工方式很多，一般可分为车削加工、铣削加工、钻削加工、镗削加工、刨削加工、磨削加工、齿轮加工及钳工等。 （2）切削加工的特点及应用 工件精度高、生产率高及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来完成。 2.切削运动和切削用量 （1）切削运动
切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的相对运动,即切削运动，切削运动按其所起的作用可分为主运动和进给运动。 ①主运动 由机床或人力提供的运动，它是刀具与工件之间产生主要的相对运动。在切削运动中，主运动的速度最高，消耗功率最大。如车削时，主运动是工件的回转运动，如下图所示。 车削运动和工件上的表面 ②进给运动 使被切金属层不断地投入切削的运动称为进给运动，是刀具与工件间产生的附加相对运动。如车削外圆时，进给运动是刀具的纵向运动；车削端面时，进给运动是刀具的横向运动。 主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动；主运动可以由工件完成，也可以由刀具完成；主运动和进给运动可以同时进行，也可以间歇进行；主运动通常只有一个，而进给运动可以有一个或几个。 （2）切削用量 切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削用 量包括切削速度、进给量、背吃刀量三个要素。 ①切削速度v c 在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度，它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离,单位为m/min或m/s。 主运动为旋转运动时,切削速度v c计算公式为: