第四章切削基本理论的应用

金属切削原理与刀具的应用1. 金属切削原理金属切削是通过机床上的刀具对金属工件进行切削、铣削、车削、钻孔等加工过程。

在金属切削过程中，刀具与工件之间的相对运动产生切削力，使刀具将工件上的金属材料去除，从而实现对工件的加工。

以下是金属切削的基本原理：1.切削速度：切削速度是指刀具切削工件的速度。

切削速度的选择应根据工件材料、刀具材质和切削类型等因素来确定。

高速切削可以提高生产效率，但也会对刀具和工件产生一定的热影响。

2.进给量：进给量是指刀具在单位时间内前进的距离。

进给量的选择取决于工件表面的粗糙度要求、切削力和刀具的耐久度等因素。

3.切削深度：切削深度是指刀具切削时的最大切削量。

切削深度的选择应根据工件材料的硬度、刀具的尺寸和工艺要求来确定。

4.切削力：切削力是指刀具对工件施加的力。

切削力的大小受到切削参数、刀具材质和刀具几何形状的影响。

2. 刀具的应用刀具是金属切削过程中起到切削作用的工具。

不同的工件和切削任务需要选择合适的刀具来进行加工。

以下是常见的刀具及其应用：1.钻头：钻头用于钻孔加工，适用于加工圆孔和柱形孔。

常见的钻头有直柄钻头和 Morse 锥柄钻头两种。

2.车刀：车刀用于车削加工，常用于加工圆柱形工件的外轮廓。

车刀有内刀和外刀之分，可以用于精细车削和粗车削等不同工艺要求。

3.铣刀：铣刀用于铣削加工，可以用于多种铣削操作，如平面铣削、立体铣削、开槽铣削等。

铣刀可分为立铣刀、面铣刀和球形铣刀等。

4.刨刀：刨刀用于刨削加工，可以进行铺刨、面刨和纵切削等操作。

刨刀可根据切削刃的数量和类型来分类，如单刃刨刀、多刃刨刀和筷子刨刀等。

5.刀片：刀片用于各种切削加工，如割断、倒角、切割等。

刀片的种类繁多，根据刀片的应用需求和加工材料的类型来选择合适的刀片。

3. 刀具材料选择刀具材料选择是决定刀具性能的关键，不同的刀具材料有着不同的加工性能和适用范围。

以下是常见的刀具材料及其特点：1.高速钢（HSS）：高速钢具有良好的耐磨性和耐热性，适用于中等切削速度和较硬的工件材料。

金属切削原理的应用1. 引言金属切削是一种常见的加工方法，广泛应用于制造业中。

本文将介绍金属切削的基本原理及其在工程领域中的应用。

2. 金属切削的基本原理金属切削是通过切削工具与工件之间的相对运动，在切削力作用下，将工件上的金属材料剥离、断裂，从而进行加工的一种方法。

其基本原理包括以下几个关键要素：2.1. 切削工具切削工具通常由硬质合金等耐磨材料制成，具有尖锐的切削边缘。

常见的切削工具有刀具、钻头、铣刀等。

2.2. 切削速度切削速度是指切削工具与工件接触面上的相对运动速度。

切削速度的选择需要考虑材料的硬度、切削工具的材料等因素。

2.3. 切削力切削力是指切削过程中作用在切削工具上的力，通常由切向力和径向力组成。

切削力的大小会影响切削过程中的工件变形和切削工具的磨损情况。

2.4. 切削液切削液是常用的辅助材料，用于冷却和润滑切削区域，减少切削工具和工件的摩擦，提高切削效率。

3. 金属切削的应用金属切削广泛应用于制造业中的各个领域，下面将分别介绍金属切削在机械加工、航空航天以及汽车制造等领域的具体应用。

3.1. 机械加工在机械加工领域中，金属切削常用于制造零件的精密加工。

通过金属切削可以实现零件的形状加工、孔加工、螺纹加工等。

3.2. 航空航天航空航天是对材料、工艺等要求非常高的领域，而金属切削正是满足这些高要求的一种可行方式。

在航空航天领域，金属切削应用于制造飞机零部件、火箭发动机等。

3.3. 汽车制造汽车制造过程中需要大量的零部件加工，金属切削可以满足对零部件精度、质量的要求。

金属切削在汽车制造中应用广泛，包括发动机零部件、车身零部件等。

4. 金属切削的优势和挑战金属切削作为一种常用的加工方法，具有以下优势：•可以实现高精度加工，满足不同领域对零部件精度的要求；•可以加工各种金属材料，具有较广的适用性；•可以进行批量生产，提高生产效率。

然而，金属切削也面临一些挑战：•切削工具的磨损和损伤会影响加工精度和质量；•切削过程中产生的高温和切屑可能对工件造成损害。

金属切削原理基础知识解析金属切削是一种常见的加工方法，广泛应用于制造业中。

了解金属切削的基础原理对于合理选择切削工艺和工具，提高加工效率和质量非常重要。

本文将解析金属切削的基础知识，包括切削原理、切削力、毛坯形状与切削刃的几何形状以及金属切削中常用的切削材料。

1. 切削原理金属切削是指通过刀具对金属工件进行机械加工，从而使工件形状发生改变的过程。

在切削过程中，刀具通过对工件施加切削力，使工具切削刃与工件产生相对运动，将工件上的金属层削除或形成所需形状。

2. 切削力切削力是指切削过程中刀具作用在工件上的力。

切削力的大小与材料的物理性质、切削刃的几何形状、切削速度等因素有关。

通常，切削力可分为切削力、切向力和法向力。

切削力的准确计算可以帮助选择合适的刀具、预测工具寿命以及优化切削工艺。

3. 毛坯形状与切削刃的几何形状切削和加工形状的选择取决于所需产品的要求。

毛坯形状的设计决定了切削刃的几何形状。

常见的切削刃形状包括直角切削刃、圆弧切削刃和锥形切削刃。

不同形状的切削刃适用于不同的切削操作，可以获得不同的切削效果。

4. 切削材料在金属切削过程中，刀具与工件之间会产生高温、高压和强大的切削力。

因此，切削工具需要具备较高的硬度、耐磨性和热稳定性。

常用的切削材料包括高速钢（HSS）、硬质合金和陶瓷等。

每种材料都有其适用的加工范围和特点，根据加工要求和具体情况选择合适的切削材料可以提高加工效率和工具寿命。

综上所述，金属切削是一种重要的加工方法，对于提高加工效率和产品质量至关重要。

了解金属切削的基础知识，包括切削原理、切削力、毛坯形状与切削刃的几何形状以及切削材料，可以帮助选择合适的切削工艺和工具，提高加工效率和质量。

在实际应用中，根据具体的加工要求和材料性质选择合适的刀具和切削参数，可以更好地发挥金属切削的功能。

金属切削原理的基本原理与应用探析金属切削是指在机械加工过程中，通过刀具对金属材料进行切削加工的一种方法。

切削加工是现代工业生产中非常重要的一环，广泛应用于制造业的各个领域，如汽车制造、航空航天、机械制造等。

本文将探析金属切削原理的基本原理和应用。

一、金属切削原理的基本原理1. 切削力与材料性质的关系切削力是刀具和工件之间产生的力，它直接影响到切削加工的效率和质量。

切削力与金属材料的性质有密切关系，例如硬度、韧性和塑性等特性。

一般来说，材料硬度越高，切削力越大。

2. 切削热的生成与影响在切削过程中，由于刃口与工件接触产生摩擦，会产生大量的切削热。

切削热的大小和分布对切削加工有着重要影响。

过高的切削热可能导致刀具磨损加剧、工件变形，甚至热裂纹的产生。

因此，有效控制切削热对于提高切削加工质量至关重要。

3. 切削液的作用切削液在切削过程中起到冷却、润滑和防腐的作用。

通过降低切削热，它可以有效地控制切削加工过程中的温度，减少工件表面的热变形，提高切削加工质量和效率。

4. 切削刃部分的结构与刀具磨损切削刃是切削工具的重要部分，其结构设计直接影响到切削加工的效果。

一般来说，切削刃的设计要使切削力分布均匀，降低切削热和切削力，延长切削工具的寿命。

此外，选择合适的材料和硬度对切削刃的寿命也有很大影响。

二、金属切削的应用探析1. 汽车制造汽车制造是金属切削应用的重要领域之一。

在汽车制造中，金属切削广泛应用于发动机、底盘、车身等零部件的加工。

通过金属切削，可以精确加工出复杂形状的零部件，提高汽车的质量和性能。

2. 航空航天工业航空航天工业对金属切削的要求更为严格。

在航空航天工业中，金属切削应用于航空发动机、机翼、航天器等部件的加工。

金属切削技术的发展和应用，推动了航空航天工业的进步和发展。

3. 机械制造金属切削在机械制造领域中扮演着重要角色。

在机械制造中，金属切削应用于制造各种机床、工具以及零部件等。

通过金属切削技术，可以提高机械制造的精度和效率，满足不同行业和领域的生产需求。

现代切削理论（技术）授课内容第一章概论1、切削技术的发展史2、切削刀具基本知识3、现代切削应用领域第二章现代切削基础理论1、金属切削原理2、切削力—热耦合3、断屑机理与切屑形态的三维描述第三章现代刀具设计原理1、主切削刃形成原理2、三维槽型的建模3、HSK刀柄工作原理4、刀具结构有限元分析第四章现代刀具材料应用基础1、硬质合金2、超硬材料3、表面涂层（PVD/CVD）第五章高速切削技术1、高速切削概述2、高速切削基础理论3、高速切削相关技术第六章先进切削工艺技术1、最小容量润滑（MQL）2、低温切削3、干式切削第七章难加工材料的可切削性1、工件材料的可切削性2、工件材料分类及影响可切削性因素3、几种难加工材料的可切削性分析第一章概论1、切削加工是用切削工具，把坯料或工件上多余的材料层切去，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。

2、任何切削加工都必须具备三个基本条件：切削工具、工件和切削运动。

3、现代刀具3个关键技术：1、几何结构2、基体材质3、表面涂层4、现代切削刀具（数控刀具）的应用及组成：现代切削刀具主要应用于机械制造业中的数控机床（NC）、加工中心（MC）、柔性制造系统（FMS），它由硬质合金可转位刀片（carbide inserts,或其他超硬刀片）与刀盘(body)、刀柄（holder) 组成一个刀具系统单元，实现对金属的切削加工。

5、刀片槽型的作用：刀片上的断屑槽使切屑能按预先设定的方式，进行卷曲、流动和折断，实现对切屑的有效控制。

第二章现代切削基础理论1、金属切削的变形过程金属切削层的变形可用金属切削过程中的滑移线和流线示意图来表示。

流线表示被切削金属的某一点在切削过程中流动的轨迹，可大致划分为三个变形区：（1）、第一变形区金属的剪切变形从OA线开始发生塑性变形，到OM线晶粒的剪切滑移基本完成（剪切滑移面）。

这个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而复杂，金属的被切削层就在此处与工件本体材料与离，是切的过程，使被切削工件的切削层转变成切屑。

金属切削的原理和应用1. 前言金属切削是一种常见的金属加工方式，广泛应用于制造业领域。

本文将从金属切削的原理和应用两个方面进行介绍。

2. 原理金属切削的原理是通过将刀具与工件之间相对运动，在工件表面切削出所需形状。

金属切削过程中主要包括以下几个要素：•刀具：刀具是进行金属切削的关键工具，可以根据切削材料的不同选择不同种类的刀具。

常见的刀具有平头刀、圆头刀、金属锯等。

•工件：工件是需要进行切削加工的金属材料，可以是铁、铜、铝等金属。

•切削速度：切削速度是指单位时间内切削刃通过工件表面的长度。

切削速度的选择需要考虑切削材料的硬度、刀具的耐磨性等因素。

•进给量：进给量是指切削刃在切削过程中每次进给到工件表面的量。

进给量的选择需要考虑切削材料的硬度、刀具的耐磨性等因素。

•切削力：切削力是切削过程中作用在刀具上的力，由切削材料的硬度、切削速度、刀具的材质等因素影响。

3. 应用金属切削广泛应用于制造业领域，以下是几个常见的应用场景：3.1 汽车制造金属切削在汽车制造中起着重要的作用。

汽车零部件的加工过程中，金属切削是一个关键部分，例如轮毂、车架等核心零部件的加工都需要通过金属切削来完成。

3.2 机械制造机械制造是金属切削的另一个重要领域。

在机械制造过程中，金属切削常用来加工各种类型的零部件，如轴、套、齿轮等。

金属切削可以实现精确的加工要求，能够提高机械制造产品的质量。

3.3 航空航天航空航天领域也广泛应用金属切削技术。

航空航天产品对材料要求较高，需要采用高精度的金属切削技术来加工各种复杂形状的零部件，如飞机轴承、发动机零件等。

3.4 制造设备金属切削还广泛应用于制造设备的生产中。

制造设备的加工过程中，金属切削技术可以实现对各种材料的精确加工，如钣金加工、零件加工等。

4. 总结金属切削是一种常见的金属加工方式，通过刀具与工件之间的相对运动，切削出所需形状。

金属切削在汽车制造、机械制造、航空航天和制造设备等领域都有广泛的应用。

刀具习题第一章刀具几何角度及切削要素第一节一、填空题1、切削运动，按其功用可分为和，其中消耗功率最大。

2、主运动、进给运动与合成运动的关系式为__ ___________。

3、计算车削工件的内轮廓的切削速度时，d应选择_ ___表面的直径值。

4、车削时的切削速度计算式是________ 。

5、圆柱铣削时的切削速度计算式是 _______ 。

6、切削用量三要素是指__ __________、____________和____________。

7、在切削过程中，工件上形成三个表面：二、选择题1、切削过程中，工件与刀具的相对运动按其所起的作用可分为。

A、主运动和进给运动；B、主运动和辅助运动；C、辅助运动和进给运动2、切削用量三要素有进给量、被吃刀量和（）。

A、切削厚度；B、切削速度；C、进给速度三、判断题1、在切削加工中，进给运动只能有一个。

( )2、削时间的公式中，A与a p 是相等的。

（）四、名词解释1、金属切削加工2、切削速度v c3、进给量f4、切削时间五、计算题1、如图，切断棒料d=60mm平均切削速度Vc=60m/min，则主轴转速n是多少（2、如图，割断直径d=100mm棒料，选用n=300r/min，f=r，其割断机动时间约为多少3、车削直径80mm，长200mm棒料外圆，若使用主偏角κr=45°ap=4mm, f=r, n=240r/min，试计算切削速度v c、机动时间t m、材料切除率Q为多少第二节一、填空题1、常用的辅助平面有____ ______、_______ ___、和__________，它们可别与基面和切削平面组成相应的参考系。

2、刀具切削部分由___ ______、_ ________构成。

3、一把直头外圆车刀的刀头由_ _________、 ___ _______、 _____ _____、 __ ________ 、__ _______ 、__ __________组成。

切削基本知识产品的制造, 需经各种加工过程. 加工的切削方式有多种, 刀具切削, 熔化切削, 放电加工, 线切割, 磨削以及雷射, 电子束, 超声波等等方法, 但最主要的是利用有锋刀口的切削刀具, 它可以从原料上除去不要部分, 而使工作物成为所需形状与尺寸.一.切削原理刀具是利用尖劈作用作成的, 如斧头, 钳子, 錾子, 刀子, 因此尖劈是切削最基本的作用, 而金属切削加工是利用基硬度比工作物材料高, 但具有适当尖劈作用之锋利刀具, 借着切削力使刀具与工作物产生相对运动, 以达到切除工件表面材料的一种动作.一般切削方式可分为三种, 一. 刀具不动而工作物运动. 二. 工件不动而刀具运动. 三. 是工件与刀具同时运动. 总之是使二者能产生相对运动为目的.产生运动有旋转运动, 如车床, 钻床, 锯床有直线运动, 如刨床, 扦床, 拉床等.二.切削刀具的基本角度r为刀具后斜角, 前角α为刀具与工件之间隙角, 后角β为刀尖角δ为切削角其中r的角度对切削阴力, 光洁度和切削量有很大的影响, 一般原则, 材料强度, 硬度较小时可取较大的斜角, 反之斜角可取小些, 甚至其斜角可为0.影响切削速度因素, 1. 工件切削性质, 硬度, 强度, 刀具材料, 刀具切削角度, 冷却剂, 进刀量, 机床精度及加工精度要求. 在决定切削速度时应注意几以下几点:1.工件材料, 硬度大的比硬度小易产生高温高热, 因此, 在切削硬度大的材料时选用较低切削速度.2.刀具材料, 合金刀具比高速钢刀具耐热性好, 可采用较高速度切削.3.切削加工量, 加工量大, 阻力大, 产生热量大,切削速度固小,加工量小可采用较高切削速度.4.冷却剂: 使用冷却剂时, 切削速度可加大.5.机床性能, 重型机械相对徽型机械可选用较大的切削速度, 机械精度高, 刚性好也可采用较高的切削速度.除此之外, 工件的形状及精度要求必须考虑.三、切削速度切削速度是指单位时间内刀具所移劝的距离, 也就是刀具与工作物相对的线速度, 也就是每分钟所排出切屑的长度. 切削速度快则加工生产速度快, 但因刀具与材料磨擦所产生的热量多, 形成高温会使刀具钝化, 造成刀具寿命短.切削速度计算公式 (米): (旋转式)V=πＤＮ １０００公尺/分钟 V. 切削速度N. 为刀具或工件的转速D. 在车床上为工件之直径在车床上为钻头直径在铣床上为铣刀直径在磨床上为砂轮直径往复式V=(L*N) / 1000３５L. 行程长度N. 每分钟往复次数3/5有效行程四、切削润滑剂及冷却剂冷却润滑之目的是带走由切削产生之热量及减少刀具与工件之间的磨擦阻力并清洁工件.在粗加工时, 主要起降温作用, 在精加工时, 切削热量小, 主要起润滑作用,还可以清除铁屑 以免产生积屑.润滑冷却剂的功用:1. 减小切屑, 刀具及工件之磨擦阻力2. 降低刀具及工件的温度3. 清除切屑4. 增加工件表面光洁度5. 减少切削动的消耗6. 避免积屑形成7. 增加刀具使用寿命润滑冷却剂须具备之条件 1. 良好热传导性 2. 对机器正常润滑无损害 3. 经久耐用, 不易蒸发 4. 易于准备及使用 5. 不影响工作人员身体健康 6. 不腐蚀机床 7.价格不贵润滑冷却剂种类一. 水剂, 为水与油混剂, 称乳化油二. 油剂, 一般用柴油, 煤油, 但高温下产生湮雾三. 气体, 为高压空气, 但热导性不良, 细徽切屑飞扬, 造成环境污染, 故不如水, 油剂. 五、刀具1.高碳工具钢, 这种钢价较便宜,淬火方法简单,又容易得到较高硬度, 但有许多缺点, 如硬化深度浅, 对回火的软化扺抗力小, 红硬性差, 切削耐久性差, 目前已逐渐淘汰.2.高速度钢, 又称锋钢, 因其含有铬, 钨, 钒, 钴, 钼等元素, 具有良好硬化性, 在高速切削时所产生高温(约550℃)状况下仍保持原有硬度及锐利刀锋高速钢有下列三种:一. 钨系高速钢因其含钨量高18%左右, 二. 钴系高速钢. 三. 钼系高速钢3.碳化物刀具, 又称合金刀具,其主要成份是钨, 其余为碳, 钴, 钛, 钽等, 铁成份基本没有, 其制造方法为粉未治金. 它是有很高的硬度, 但有很好的红硬性, 在1200度高温下仍能维持其锐利刀锋, 但其脆性大, 不能承受冲击力.4.钻石, 为目前刀具中最硬之材料, 适宜于高硬度高速切削, 因其硬, 脆, 故夹持必须坚固,常作修整砂轮及加工特硬的金属材料, 钻石分二种:一, 为人造金钢石, 价格较便宜.二天然钻石, 其质量好, 但稀少, 价贵特贵, 所以较少使用于切削刀具.。

金属切削原理及其应用领域分析金属切削是一种常见的金属加工方法，广泛应用于制造业中的各个领域。

本文将对金属切削原理及其在不同应用领域的分析进行讨论。

金属切削原理指的是通过旋转的刀具与固定的工件之间的相对运动，以切削刀具对工件进行切割、切割、切削和切割的过程。

金属切削可分为两大类：手动切削和机械切削。

手动切削是指人工使用手动工具进行切削操作，如锉刀、锯等。

机械切削是指使用机床等设备进行切削操作，常见的机械切削方式包括车削、铣削、钻孔、刨削等。

金属切削原理基于力的作用，通过施加切削力来削除工件上的材料。

刀具上的刃部与工件接触后，由于刃部的硬度较高，开始切削工件。

切削过程中，刀具的刃部将折断工件上的金属表层，形成切屑，同时切削力也会导致材料的塑性变形和弹性变形，形成切削加工曲线。

金属切削主要应用于制造业中的各个领域，包括航空航天、汽车制造、机械制造等。

以下将分别介绍金属切削在这些领域中的应用。

在航空航天领域，金属切削广泛用于飞机制造中的零部件加工。

航空零部件通常需要具备高精度和高可靠性，金属切削能够提供高精度的加工效果，使得零部件能够更好地适应飞机的运行环境。

在汽车制造领域，金属切削主要用于发动机和底盘的加工。

发动机是汽车的核心部件之一，需要具备高精度和高可靠性，金属切削技术能够提供满足这些要求的零部件加工。

底盘加工涉及到汽车悬挂系统和转向系统等部件，金属切削用于加工这些部件，使得汽车能够具备良好的操控性和安全性。

在机械制造领域，金属切削被广泛应用于各种机械设备的制造和加工。

例如，传统的机床制造需要使用金属切削来进行加工，从而提供精确的零部件来组装机床。

此外，金属切削还应用于模具制造、压力容器加工等领域，为各行各业提供所需的零部件和设备。

金属切削的应用领域还包括船舶制造、电子设备制造等。

船舶制造中，金属切削技术用于加工船体结构和推进系统等部件。

电子设备制造中，金属切削用于加工电子设备外壳和连接器等零部件。