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金属切削原理与刀具教案一、教学目标1.了解金属切削的基本概念，掌握金属切削的原理。
2.掌握刀具的种类、结构及切削性能，学会选择合适的刀具进行金属切削。
3.了解金属切削过程中的切削力、切削温度、表面质量等影响因素，掌握切削参数的合理选择。
4.培养学生的动手能力，提高金属切削操作技能。
二、教学内容1.金属切削的基本概念（1）金属切削的定义（2）金属切削的分类2.金属切削原理（1）切削层（2）切削力（3）切削温度（4）表面质量3.刀具的种类、结构及切削性能（1）车刀（2）铣刀（3）钻头（4）铰刀4.切削参数的选择（1）切削速度（2）进给量（3）切削深度5.金属切削操作技能训练三、教学重点与难点1.教学重点：金属切削原理、刀具的种类及切削性能、切削参数的选择。
2.教学难点：切削力、切削温度的计算及影响因素，切削参数的合理选择。
四、教学方法1.理论教学：讲解金属切削的基本概念、原理及刀具的种类、结构等。
2.实践教学：通过金属切削实验，让学生动手操作，提高操作技能。
3.案例分析：分析金属切削过程中出现的问题，引导学生学会解决实际问题的方法。
五、教学安排1.理论教学：共6学时，分2次进行。
2.实践教学：共6学时，分2次进行。
3.案例分析：共2学时，分1次进行。
六、教学评价1.理论考试：占总评成绩的40%。
2.实践操作：占总评成绩的40%。
3.平时表现：占总评成绩的20%。
七、教学资源1.教材：《金属切削原理与刀具》。
2.辅助资料：金属切削相关学术论文、实验指导书。
3.设备：车床、铣床、钻床、铰床等。
4.软件：金属切削仿真软件。
八、教学进度安排1.第1周：金属切削的基本概念、分类。
2.第2周：金属切削原理。
3.第3周：刀具的种类、结构及切削性能。
4.第4周：切削参数的选择。
5.第5周：金属切削操作技能训练（1）。
6.第6周：金属切削操作技能训练（2）。
7.第7周：案例分析。
8.第8周：复习、考试。
九、教学总结本课程通过理论教学、实践教学和案例分析相结合的方式，使学生掌握金属切削原理、刀具的种类及切削性能、切削参数的选择等知识，培养学生的动手能力，提高金属切削操作技能。
金属切削原理的基本概述金属切削是一种常见的金属加工技术，广泛应用于制造业和机械加工领域。
金属切削的原理是通过切削工具对金属材料施加力量，以去除材料表面的金属层，实现工件的加工和成形。
金属切削原理可以分为以下几个方面：1. 切削力：在金属切削过程中，切削工具施加力量以去除金属材料。
切削力是指切削工具对工件施加的力的大小和方向。
切削力的大小取决于刀具的几何形状、切削速度、切削深度、切削角度等因素。
在金属切削中，通常会产生切向力（与切削方向垂直的力）和径向力（指向工件中心的力）。
2. 切削削角：切削削角是切削刀具与工件表面之间的夹角。
切削削角的大小和形状会影响切削力的大小、切削刃的寿命和切削表面的质量。
常见的切削削角有前角、主削角、副削角等。
3. 切削速度：切削速度是指切削工具和工件相对运动的线速度。
切削速度的选择会影响切削力、切削表面的质量和刀具的寿命。
过低的切削速度可能导致刀具与工件之间产生太多的摩擦热，使刀具磨损加快；而过高的切削速度则可能导致工件表面粗糙、切削力过大。
4. 切削深度：切削深度是指切削工具将金属材料削除的深度。
切削深度的选择取决于工件的要求和切削工具的强度。
过大的切削深度可能导致切削力过大，增加切削工具的磨损和变形的风险；而过小的切削深度则可能导致加工效率低。
5. 切削热效应：切削过程中，因为摩擦和形变，切削区域会产生热量。
切削热效应可能对切削工具和工件产生不良影响，如切削刃磨损、加工表面质量下降等。
因此，在金属切削过程中，需要采取适当的切削冷却液和润滑剂等措施来降低切削热效应。
总结起来，金属切削原理是通过切削工具施加力量，削除金属材料表面的方法。
切削力、切削削角、切削速度、切削深度和切削热效应是决定切削过程中刀具寿命、工件表面质量和加工效率的重要因素。
掌握金属切削原理，对于提高金属加工的质量和效率具有重要意义。
金属切削的基本原理金属切削的基本原理1. 引言金属切削作为一种重要的制造工艺，在现代工业中得到广泛应用。
了解金属切削的基本原理对于提高生产效率和产品质量至关重要。
本文将深入探讨金属切削的原理和相关概念。
2. 金属切削的定义和概述金属切削是指通过工具在金属材料上切削形成所需形状的制造过程。
这种切削通过将刀具与金属工件相对移动来去除材料，从而实现目标形状。
金属切削常用于车削、铣削、钻削等加工过程中。
3. 切削过程的基本元素金属切削包括以下基本元素：3.1 切削工具切削过程中使用的工具通常由坚固的材料制成，如高速钢、硬质合金等。
切削工具的类型和几何形状根据切削操作的需求而变化，比如刀片、铣刀、钻头等。
3.2 金属工件金属工件是经过切削加工的目标。
它可以是圆柱形、平面形或复杂形状的。
不同材料的切削特性也会影响切削过程的选择和参数设定。
3.3 切削速度切削速度是指工具切削过程中与工件接触部分的相对速度。
合适的切削速度可以提高加工效率和工件表面质量，但过高的切削速度可能导致工具磨损和加工表面粗糙度增加。
3.4 进给速度进给速度是指工具与工件相对运动的速度。
适当的进给速度可以控制切削过程中材料的去除率，同时避免过度磨损和切削力过大。
3.5 切削深度切削深度是指工具进入工件的深度，即每次切削过程中所移除的金属厚度。
切削深度的选择应根据工件的要求、切削力和工具稳定性等因素考虑。
4. 金属切削的力学原理金属切削的力学原理主要涉及三个力：切削力、切向力和主动力。
4.1 切削力切削力是指在金属切削过程中作用在切削工具上的力。
它由切削材料的去除、摩擦和变形引起。
切削力的大小和方向取决于切削工艺参数、切削材料和刀具等。
4.2 切向力切向力是指垂直于切削方向的力。
它使工件保持在切削位置，并防止工件偏离切削方向。
切向力的大小和方向直接影响切削的稳定性和表面质量。
4.3 主动力主动力是指在金属切削过程中将工具向工件施加的力。
它与切削深度和切削速度等直接相关。
1刀具切削部分的基本定义。
1.1刀具切削部分的组成车刀切削部分——“三面两刃一尖”1 前面：前面是刀具上切屑流过的表面，又称前刀面。
2 主后面：主后面是刀具上与过渡表面相对的表面。
3 副后面：副后面是刀具上与工件已加工表面相对的表面。
4 主切削刃：主切削刃是前刀面与主后刀面的交线。
5 副切削刃：副切削刃是前刀面与副后刀面的交线。
6 刀尖：刀尖指的是主切削刃与副切削刃连接处的那一小部分切削刃。
可见国标《金属切削基本术语》 ( GB/T12204-90 )1.2确定刀具角度的参考系刀具静止参考系（标注参考系）：不考虑进给运动，并在特定的安装条件下的参考系。
刀具工作参考系（动态参考系）：是确定刀具在切削运动中有效工作角度的基准。
考虑了进给运动及安装情况的影响。
组成刀具静止参考系的参考平面有：1 基面Ｐr基面是通过主切削刃上某一选定点，垂直于该点主运动方向的平面。
车刀的基面平行于刀具底平面。
2 切削平面Ps切削平面是通过主切削刃上某一选定点，与主切削刃相切且垂直于基面的平面。
3 正交平面Po它是通过切削刃上的选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。
因此，它必须垂直于切削刃在基面上的投影。
4 法平面Pn它是通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。
5 假定工作平面Pf通过切削刃选定点并垂直于基面，而且平行或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般说来其方位要平行于假定的进给运动方向。
6 背平面Pp通过切削刃选定点并垂直于基面和假定工作平面的平面。
三种静止参考系：正交平面参考系 Pr－Ps－Po：由基面、切削平面和正交平面组成。
.法平面参考系 Pr－Ps－Pn：由基面、切削平面和法平面组成。
背平面 -假定工作平面参考系Pr－Pp－Pf：由基面、背平面和假定工作平面组成。
1.3刀具的标注角度1 正交平面参考系内的刀具角度1)主偏角kr：在基面 Pr上，主切削平面(即主切削刃选定点处的切削平面)与假定工作平面之间的夹角，它总是正值。
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。
金属切削的基本概念问题用金属切削刀具从工作上切除多余的(或预留的)金属, 从而获得在形状上、尺寸精度及表面质量上都合乎预定要求的加工。
＿称为金属切削加工。
在切削加工过程中，刀具同工件之间必须有相对的切削运动，它由金属切削机床来完成。
机床、夹具、刀具和工件，构成金属切削加工的工艺系统，切削过程的各种现象、规律及其本质，都要在这个工艺系统的运动状态中去考察研究。
一、车削中的运动和加工表面车削加工是一种常见的典型的切削加工方法。
如图所示，普通外圆车削加工中的切削运动是由两种运动单元组合成的，其一是工件的回转运动，它是切除多余金属以形成加工表面的基本运动；其二是车刀的(纵向或横向)进给运动，它保证了切削工作的连续进行。
在切削运动作用下，工件上的切削层不断地被车刀切削并转变为切屑，从而加工出所需要的工件新表面。
在这一表面形成的过程中，碳硫分析仪工件上有三个不断变化着的表面：待加工表面：即将被切去金属层的表面；加工表面：切削刃正在切削的表面；已加工表面：已经切去多余金属而形成的新表面。
这些定义也适用于其他切削加工。
二、切削运动单元及其组合概念各种切削加工的切削运动，都是由一些简单的运动单元组合而成的。
直线运动和回转运动，是切削加工的两个基本运动单元。
不同数目的运动单元，按照不同大小的比值、不同的相对位置和方向进行组合，即构成各种切削加工的运动。
例如：一个直线运动刨削、拉削等；一个回转运动圆盘拉刀加工；一个回转运动和一个直线运动组合碳硫分析仪车削、镗孔、铣削、钻削、铰孔、车螺纹、攻丝等，它是目前应用最广泛的一种组合形式；式中：d——工件直径dw或刀具(砂轮)直径do(mm)：n——工件或刀具(砂轮)的转速(r/min)。
对于旋转体工件或旋转类刀具，在转速一定时，由于切削刃上各点的回转半径不同，因而切削速度不同。
在计算时，应以最大的切削速度为准。
如外圆车削时计算待加工表面上的速度，钻削时计算钻头外径处的速度。
这是因为从刀具方面考虑，速度大的地方，发热多，磨损快，应当予以注意。
【复习提问】
1、钳工的特点以及应用场合。
2、在机械生产过程中，钳工主要担负的任务及其分类。
3、安全文明生产注意事项。
【导入新课】
机械零件的制造方法有很多，如铸造、锻造、焊接、冲压、挤压、电加工、电化学加工、切削加工等。
但凡尺寸精度、形状和位置精度以及表面质量要求较高的零件，目前仍主要采用切削加工的方法制造。
【讲授新课】
第一章金属切削基础知识
§1-1金属切削的基本概念
金属切削是利用刀具除工作上多余的金属材料，以获得符合要求的零件的加工方法。
常见的金属切削方法如图所示。
一、切削运动
切削加工时，刀具和工件之间的相对运动叫做切削运动。
按其功用切削运动可分为主运动和进给运动两种形式。
1. 主运动。
将切屑切下所需的基本运动叫做主运动。
2. 进给运动（走刀运动）。
为保持切削的进行，以逐渐切削出整个工件表面所需的运动，称为进给运动。
进给运动一般速度较低，消耗的功率较小。
在切削运动中，主运动只有一个，它可以是旋转运动，也可以是直线运动。
进给运动可由一个或多个运动组成，可以是连续的，也可以是间断的。
3. 切削加工时工件表面
在切削过程中，工件通常形成三个不断变化的表面。
（1）待加工表面工件上即将被切削的表面。
（2）已加工表面工件上经刀具切削后形成的表面。
（3）过渡表面工件上被切削刃正在切削的表面。
它总是处在待加工表面与已加工表面之间。
二、切削用量
切削用量是指切削过程中切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称，也称为切削用量三要素。
它是衡量切削运动大小的参数。
那么我们来以车削外圆为例来说明一下这三个要素。
）
1.切削速度（
c
切削速度是指刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，单位为m/min(米/分)。
切削外圆时的切削速度为
c v =1000
n d w
式中 w d ── 工件待加工表面直径mm;
n ── 工件转速，r/min(转/分)。
2.进给量（ f ）
工件或刀具每转或往复一次或刀具每转过一齿时，工件与刀具在进给运动方向上的相对位移，单位为mm/r 。
⒊背吃刀量（p a ）
背吃刀量是指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm 。
车削外圆时背吃刀量的计算式为：
p a = （w d - m d ）/2
式中 w d ── 工件待加工表面直径，mm;
m d ── 工件已加工表面直径，mm 。
三、切削用量的选择
选择切削用量就是要选择切前用量三要素的最佳组合，使 三者的乘积值最大，，以充分发挥机床和刀具的效能，提高劳动生产率。
1、背吃刀量的选择
粗加工时，除留出的精加工余量外，剩余的加工余量尽可能一次切完。
如果余量太大，可分几次切去，但第一次走刀应尽量将 取大些。
精加工时，背吃刀量要根据加工精度和表面粗糙度的要求来选择。
（粗加工时，p a 大；精加工时，p a 小）
2、进给量的选择
在切削用量三要素中进给量的大小对表面粗糙度的影响最大，因此，粗加工时， 可取大些；精加工时， 可取小些。
各种切削加工的进给量可根据进给量表选择确定。
（粗加工时，f 可取大些；精加工时，f 可取小些）
3、切削速度的选择
切削速度应根据工件尺寸精度、表面粗糙度、刀具寿命的不同来选择，具体可通过计算、查表或根据经验加以确定。
【工厂提示】
选择切削用量的基本原则是：在机床、工件、刀具和工艺系统刚性允许的前提下，首先选择大的背吃刀量，其次选择大的进给量，最后选择大的切削速度。
【巩固新课】
1、切削运动的概念及类型。
2、切削用量和选择切削用量的基本原则。
【布置作业】
1、习题册。
