切削三要素对表面粗糙度的影响参赛教学设计2

编案时间：适用班级：0903、0904课时：2课时教学课题：影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施教学目标：掌握影响切削加工表面粗糙度的因素及改善表面粗糙度的方法；磨削加工表面粗糙度的因素及改善表面粗糙度的方法；教学重点：掌握影响切削加工表面粗糙度的因素及改善表面粗糙度的方法；教学难点：表面粗糙度的计算；教具仪器：多媒体第3章机械加工质量控制第一节影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施3.1影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施3.1.1切削加工表面粗糙度切削加工表面粗糙度主要取决于切削残留面积的高度，并与切削表面塑性变形及积屑瘤的产生有关。

影响切削残留面积高度的因素图4.47示出了车削加工残留面积的高度。

图a为使用直线刀刃切削的情况，其切削残留面积高度为：(4-34) 图b为使用圆弧刀刃切削的情况，其切削残余面积的高度为：(4-35)图4-60 残留面积高度Rmax从上面两式可知，影响切削残留面积高度的因素主要包括：刀尖圆弧半径、主偏角、副偏角及进给量f等。

影响切削表面塑性变形和积屑瘤的因素图4-61示出了加工塑性材料时切削速度对表面粗糙度的影响。

切削速度v处于20～50m/min 时，表面粗糙度值最大，这是由于此时容易产生积屑瘤或鳞刺。

积屑瘤已在3.4节中介绍，鳞刺是指切削加工表面在切削速度方向产生的鱼鳞片状的毛刺。

在切削低碳钢、中碳钢、铬钢、不锈钢、铝合金、紫铜等塑性金属时，无论是车、刨、钻、插、滚齿、插齿和螺纹加工工序中都可能产生鳞刺。

积屑瘤和鳞刺均使表面粗糙度值加大。

当切削速度超100m/min时，表面粗糙度值下降，并趋于稳定。

在实际切削时，选择低速宽刀精切和高速精切，往往可以得到较小的表面粗糙度值。

图4-61 切削45钢时切削速度与粗糙度关系一般说，材料韧性越大或塑性变形趋势越大，被加工表面粗糙度就越大。

切削脆性材料比切削塑性材料容易达到表面粗糙度的要求。

对于同样的材料，金相组织越是粗大，切削加工后的表面粗糙度值也越大。

表面粗糙度课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解表面粗糙度的概念，掌握其定义、单位及测量方法。

2. 学生能掌握表面粗糙度对机械零件性能的影响，如摩擦、磨损、密封等。

3. 学生能了解表面粗糙度的国家标准及其在工程中的应用。

技能目标：1. 学生能运用测量工具（如表面粗糙度计）进行实际测量，并正确读取、记录数据。

2. 学生能根据测量数据，分析表面粗糙度对机械零件性能的影响，提出改进措施。

3. 学生能运用所学知识，解决实际工程问题，如选择合适的加工方法以改善表面粗糙度。

情感态度价值观目标：1. 学生能认识到表面粗糙度在机械加工中的重要性，增强质量意识。

2. 学生在小组讨论、合作中，培养团队精神和沟通能力。

3. 学生通过学习表面粗糙度知识，激发对机械制造的兴趣，提高学习积极性。

课程性质：本课程为机械制造技术基础课程，旨在帮助学生掌握表面粗糙度相关知识，提高实际操作能力。

学生特点：学生为高二年级机械制造专业，具备一定的机械基础知识和动手能力，对实际操作感兴趣。

教学要求：结合学生特点，课程要求理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够达到课程目标，为后续专业课程打下坚实基础。

二、教学内容1. 表面粗糙度基本概念：包括表面粗糙度的定义、形成原因及评价参数（如Ra、Rz等）。

教材章节：第二章第二节2. 表面粗糙度的测量方法及仪器：介绍表面粗糙度计的原理、操作方法及注意事项。

教材章节：第二章第三节3. 表面粗糙度对机械零件性能的影响：分析表面粗糙度与摩擦、磨损、密封等方面的关系。

教材章节：第二章第四节4. 表面粗糙度的国家标准及工程应用：介绍我国表面粗糙度的国家标准，以及在机械加工、装配等领域的应用。

教材章节：第二章第五节5. 表面粗糙度的控制与改进措施：讨论不同加工方法对表面粗糙度的影响，并提出相应的改进措施。

教材章节：第二章第六节教学进度安排：第一课时：表面粗糙度基本概念、测量方法及仪器第二课时：表面粗糙度对机械零件性能的影响第三课时：表面粗糙度的国家标准及工程应用第四课时：表面粗糙度的控制与改进措施教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，使学生能够系统地掌握表面粗糙度相关知识。

刀具及切削用量对加工表面粗糙度的影响华菱超硬在提供高速切削和难加工材料切削方面的刀具解决方案时，对于“以车代磨”方案设计积累的关于提高加工表面光洁度经验，现从刀具材质、刀具的几何参数、切削用量（切削参数）等因素分析加工表面粗糙度，分享如下，抛砖引玉。

一，粗糙度的定义：经机械加工后的零件表面，不可能是绝对平整和光滑的，实际上存在着一定程度宏观和微观几何形状误差，一般用粗糙度值来表示，所以表面粗糙度是反映微观几何形状误差的一个指标，表面粗糙度值即微小的峰谷高低程度及其间距状况。

以前，加工表面粗糙度被称为表面光洁度，其表示方式和数值换算如下表：表面粗糙度作为表面质量的一项重要衡量指标，不仅直接决定了机械产品的外观精美程度，而且对机器的装配质量以及零件的使用寿命都有着很大的影响。

二、刀具对表面粗糙度的影响（1）刀具几何参数刀具几何参数中对表面粗糙度影响较大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圆弧半径re。

当主、副偏角小时，已加工表面残留面积的高度亦小，因而可减小表面粗糙度；副偏角越小，表面粗糙度越低，但减小副偏角容易引起震动，故减小副偏角，要根据机床的刚性而定。

刀尖圆弧半径re对表面粗糙度的影响：在刚度允许的情况下re增大时，表面粗糙度将降低，增大re是降低表面粗糙度的好方法。

因此减少主偏角Kr、副偏角Kr’以及增大刀尖圆弧半径r，均可减小残留面积的高度，从而降低表面租糙度。

以解决难加工材料切削和高速切削问题知名的华菱超硬刀具，“对于刀尖圆弧角的选择建议依据加工工件的刚性和粗糙度要求选择，如果刚性好，尽量选择大的圆弧角，不但可提高加工效率，亦可提高加工表面光洁度；但镗孔时或者切削细长轴或薄壁零件时因为系统刚性差，常选用较小的刀尖圆弧半径”，其刀具工程师做刀具选型方案时如是说。

具体的刀尖圆弧角与粗糙度值参见后文（走刀量、刀尖圆弧角、加工表面粗糙度三者的关系）。

（2）刀具材料当刀具材料与被加工材料金属分子亲和力大时，被加工材料容易与刀具粘结而生成积屑瘤和鳞刺，因此凡是粘结严重的，摩擦严重的，表面粗糙度就大，反之就小。

课题：切削三要素对表面粗糙度的影响（说课稿）教学内容：科学出版社《数控加工工艺基础》第二章第三节切削要素适用年级：数控专业二年级年级（下期）课型：新授课计划用时：90分钟总体设计思路：本次课将采用实验验证法，通过让学生在做中探索、分析、解决实际问题。

从而达到培养学生的分析问题，解决问题的能力，另一方面还能培养学生的安全意识，全程分理论和实作验证两部分进行。

》设计理念：以突出对学生学习方法和衍生实践技能的培养，体现“做中学、做中教”的职业教育特点，让学生养成动手动脑的习惯。

一、专业分析数控加工业是一个国家的基础行业，近些年来，世界制造加工业中心逐渐向中国转移，这使得我国的数控加工产业获得了飞速的发展，至此人才的需求急剧增加。

数控加工过程就是获得零件的形状，尺寸和表面质量，而这些东西就需要合理选择切削三要素来保证，其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本对于一个企业来讲至关重要，所以说学生掌握了切削三要素的合理选择就掌握了在今后工作当中的主动性。

，二、教材分析：本课程是数控加工专业的核心课程之一，是一门综合性很强的课程，主要培养学生数控加工的能力，重视实践能力培养，突出职业技术教育特色，根据数控类专业毕业生从事职业的实际需求，合理确定学生应具备的能力结构与知识结构，加强实践性教育内容，以满足企业对技能型人才的需求。

从而为毕业后从事数控专业工作做好知识与能力的准备。

本节内容在教材中理论性太强，过于抽象学生不容易理解和掌握，因此在设计本节课时，我做了如下处理:基本理论讲解后让学生在实践验证中去理解合理选择三要素对工件粗糙度的影响。

【知识与能力目标】>知识目标：1、让学生正确理解切削三要素的概念及合理选用的原则。

2、让学生掌握切削用量计算公式能力目标：让学生能根据本节课所学内容，在实践加工过程中合理的选择三要素。

【情感、态度、价值观目标】培养学生具有良好的社会责任感与团队合作精神；具有良好的职业道德与操守。

切削工艺参数对铣削表面粗糙度的影响及优化概述：在金属加工中，铣削是一种常见的切削加工方法，用于加工各种复杂形状的零件。

铣削表面粗糙度是衡量加工质量的重要指标之一，对于提高零件的功能性和耐久性至关重要。

本文将探讨切削工艺参数对铣削表面粗糙度的影响，并提出优化方案。

1. 切削工艺参数对表面粗糙度的影响1.1 切削速度切削速度是指铣刀在单位时间内切削材料的线速度。

增加切削速度可以提高金属材料的切削效率，但过高的切削速度会导致刀具磨损加剧，形成较大的切削力，从而使铣削表面粗糙度增加。

1.2 进给速度进给速度是指铣刀在切削过程中，每刀具齿与工件接触一次时向前移动的距离。

过大或过小的进给速度都会影响表面粗糙度。

过大的进给速度会导致切削过程中碎屑堆积，增加表面的毛刺，导致表面粗糙度增加。

而过小的进给速度则会造成过度切削，形成较大的切削力，同样会使表面粗糙度增加。

1.3 切削深度切削深度是指切削刀具与工件接触时切削部分的最大厚度。

增加切削深度可以提高加工效率，但过大的切削深度会导致切削力增加，刀具磨损严重，从而增加表面粗糙度。

2. 优化切削工艺参数的方法2.1 切削速度的优化通过实验方法确定最适合的切削速度，一般根据材料的硬度、韧性和机械特性来选择。

较硬材料可采用较高的切削速度，较软材料则应选择较低的切削速度。

同时，及时更换磨损严重的刀具也是保持切削速度的关键。

2.2 进给速度的优化进给速度的优化主要目标是控制金属屑的去向和形态，以减少毛刺和表面质量降低。

实践证明，选择适当的进给速度可以达到较好的切削效果。

一般而言，较硬材料可选择较大的进给速度，较软材料则应选择较小的进给速度。

2.3 切削深度的优化切削深度的优化是保证表面质量和加工效率的重要因素。

根据材料硬度、切削轴向力等参数来确定最佳切削深度。

一般而言，较硬材料可选择较浅的切削深度，较软材料则可以选择较大的切削深度。

3. 其他影响表面粗糙度的因素除了切削工艺参数之外，还有一些其他因素也会影响铣削表面的粗糙度。

切削速度与表面粗糙度关系引言：在机械加工过程中，切削速度是一个重要的参数，它直接影响到加工表面的质量和粗糙度。

切削速度的选择对于提高加工效率、降低成本以及改善产品质量具有重要意义。

本文将探讨切削速度与表面粗糙度之间的关系，并分析其影响因素。

一、切削速度对表面粗糙度的影响切削速度是指在单位时间内切削刀具相对于工件的线速度。

切削速度的变化会直接影响到切削刀具与工件之间的摩擦情况，从而影响到加工表面的粗糙度。

一般来说，切削速度越高，加工表面的粗糙度越低；反之，切削速度越低，加工表面的粗糙度越高。

二、切削速度与切削力的关系切削速度的增加会使切削力增加，而切削力的大小直接影响到加工表面的质量。

当切削速度过高时，切削力增大，易导致切削刀具与工件之间的磨损加剧，从而影响到加工表面的粗糙度。

因此，在选择切削速度时，需要综合考虑切削力的大小，以确保加工表面的质量。

三、切削速度与切削温度的关系切削速度的增加会使切削温度升高，而切削温度的高低也会对加工表面的粗糙度产生影响。

当切削温度过高时，易导致工件表面产生热变形和热裂纹，从而影响到加工表面的质量。

因此，在选择切削速度时，需要兼顾切削温度的控制，以确保加工表面的粗糙度达到要求。

四、切削速度与切削液的关系切削液在机械加工中起着冷却、润滑和清洁的作用，对于控制切削温度、减小切削力以及改善加工表面的质量具有重要意义。

切削速度的增加会使切削液的使用效果降低，从而影响到加工表面的粗糙度。

因此，在选择切削速度时，需要根据具体情况合理选择切削液的类型和使用方式，以最大程度地提高加工表面的质量。

五、其他影响切削速度与表面粗糙度的因素除了切削速度外，还有一些其他因素也会对加工表面的粗糙度产生影响，如切削刀具的材料和几何形状、切削深度、进给量等。

这些因素与切削速度之间存在着复杂的相互关系，需要综合考虑，进行合理的调整，以达到最佳的加工效果。

结论：切削速度是影响加工表面粗糙度的重要因素之一。

切削三要素对切削热的影响实验报告
首先，切削三要素包括进给速度、切削速度和切削深度，它们都会对切削热产生影响。

以下是一份关于切削三要素对切削热影响的实验报告的大致框架：
1. 引言
- 介绍切削三要素（进给速度、切削速度和切削深度）的概念
- 强调切削热的重要性及其对切削过程和刀具寿命的影响
2. 实验目的
- 探究不同切削三要素对切削热的影响
3. 实验方法
- 切削试件和刀具的选择
- 设定不同的切削速度、进给速度和切削深度组合
- 收集切削过程中产生的热量数据
4. 实验结果与分析
- 将不同切削速度、进给速度和切削深度组合下的热量数据进行对比分析
- 描述实验结果的趋势和规律
5. 结论
- 总结切削三要素对切削热的影响
- 确定最佳的切削参数组合以控制切削热
6. 讨论与建议
- 分析实验可能存在的误差和不足之处
- 提出进一步研究和改进的建议
7. 参考文献
- 引用实验所参考的文献和资料
请注意，以上仅为一个实验报告的基本框架，具体的实验内容和数据分析需要根据实际情况进行设计和撰写。

《机械制造工艺基础》教学案的设计第四章第一节切削三要素对表面粗糙度的影响设计人：廖建平学习目标及重、难点师生备注知识目标：1、让学生正确理解切削三要素的概念及合理选用的原则。

(难点)2、让学生掌握切削用量计算公式（重点）技能目标：让学生能根据本节课所学内容，在实践加工过程中合理的选择三要素。

（难点）情感价值观目标：培养学生具有良好的社会责任感与团队合作精神；具有良好的职业道德与操守。

分层目标设计基本目标：能对一般的加工零件简单的进行三要素的合理选择。

能力拔高目标：能根据本节课的所学对加工中出现三要素的问题能及时处理。

学习工具：教材、计算器、机械加工手册、粗糙度对比块我会自学：1. 切削用量三要素________、____________、________。

2. 在切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最大的是_________、对切削力影响最大的是________。

3.选择切削用量的步骤是：先定________，在选________，最后确定________，必要时需要校验机床的功率是否允许。

4．为了改善切削性能，常将刀尖做成________或________。

师生备注我会提问：1、要进行车削加工，选好刀具后，我们需要做的是什么？2、主轴转速调至多少？如何进刀？每次进多少？3、零件的表面粗糙度达不到要求是什么原因呢？我能参与：1、请将前面学习过程中的问题提出来和同学老师一起交流：____________________________________________________________；____________________________________________________________；师生备注我能解决：1、在计算三要素的过程中公式的套用是这么计算的_______________？2、粗糙度的对比块是这么使用的，应该注意哪些问题？3、加工过程中三要素的把握，通过什么方法选择出合理的数值？我会总结：1、总结在加工中出现了那些粗糙度值2、总结粗糙度和哪些加工因素有关系3、零件粗加工的目的是______________。