机械制造第2章讲解
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第2章 机械制造技术基础(2—2)
o
体现的是工 件中心线
工件与V型块的接 触为：两条母线
●定位基准的选择实际上是定位基面的选择。
●根据是否被加工，定位基面可分精基面（光面） 和粗基面（毛面）。
五、定位误差的分析和计算
1. 定位误差的定义及产生的原因
用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中会遇
到如下情况： ● 工序基准与定位基准不重合 ● 基准位置误差
导致工件的工序基 准偏离理想位置而 产生定位误差。
定位误差：工件在夹具（或机床）上定位不准确（工 序基准偏离理想位）而引起的加工误差。
定位误差值的大小d ：工序基准沿工序尺寸方向发生 的最大位移量。
（1）基准不重合引起的定位误差
如图所示，用调整法加工C面。工序基准：B面。
B
jb
H4
C H1
H4
H1
H
H1max H1min
A
工件的工序基准与定 位基准不重合。
由于尺寸H1的误差会使工件顶面位置发生变化，从 而使工序尺寸H4产生误差。
基准不重合误差： jb
H H
（2）基准位置误差
定位副制造不准确引起的定位误差
如图所示，用调整法加工键 槽。工序基准：O点。
jy O
d
工件外圆直径尺寸有大有小，会使外圆中心位置 发生变化，从而导致工序尺寸H的变化——基准发生 位移导致工序尺寸H的加工误差。
化的元件拼装而成。
特点：灵活多变，万能 性强，制造周期短，元 件可以重复使用。
（5）随行夹具
这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。工件安 装在随行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件 由运输装置送往各机床，并在各机床上被定位和夹紧。
二、夹具的组成
体现的是工 件中心线
工件与V型块的接 触为：两条母线
●定位基准的选择实际上是定位基面的选择。
●根据是否被加工，定位基面可分精基面（光面） 和粗基面（毛面）。
五、定位误差的分析和计算
1. 定位误差的定义及产生的原因
用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中会遇
到如下情况： ● 工序基准与定位基准不重合 ● 基准位置误差
导致工件的工序基 准偏离理想位置而 产生定位误差。
定位误差：工件在夹具（或机床）上定位不准确（工 序基准偏离理想位）而引起的加工误差。
定位误差值的大小d ：工序基准沿工序尺寸方向发生 的最大位移量。
（1）基准不重合引起的定位误差
如图所示，用调整法加工C面。工序基准：B面。
B
jb
H4
C H1
H4
H1
H
H1max H1min
A
工件的工序基准与定 位基准不重合。
由于尺寸H1的误差会使工件顶面位置发生变化，从 而使工序尺寸H4产生误差。
基准不重合误差： jb
H H
（2）基准位置误差
定位副制造不准确引起的定位误差
如图所示，用调整法加工键 槽。工序基准：O点。
jy O
d
工件外圆直径尺寸有大有小，会使外圆中心位置 发生变化，从而导致工序尺寸H的变化——基准发生 位移导致工序尺寸H的加工误差。
化的元件拼装而成。
特点：灵活多变，万能 性强，制造周期短，元 件可以重复使用。
（5）随行夹具
这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。工件安 装在随行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件 由运输装置送往各机床，并在各机床上被定位和夹紧。
二、夹具的组成
机械制造技术基础课件第二章
第2章 金属切削机床
2.1 零件表面成形的方法及机床切削成形运动 2.1.1 零件表面的成形方法 各种表面的组合构成了不同的零件形状，所以 零件的切削加工归根到底是表面成形问题。 组成零件的常见表面有：内、外圆柱面和圆锥 面、平面、球面和一些成形表面（如渐开线面、 螺纹面和一些特殊的曲面等）。
2－1机器零件的组成表面
传动链包括各种传动机构，如带传动、 定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副、 蜗轮蜗杆副、滑移齿轮变速机构、离合器 变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电 的、液压的和机械的无级变速机构、数控 机床的数控系统等。上述各种机构又可以 分为具有固定传动比的“定比机构”（例 如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副 等）和可变换传动比的“换置机构”（例 如齿轮变速箱、挂轮架、各类无级变速机 构等）两类。
床、其它机床。每一大类机床中，按结构、性能、
工艺范围、布局形式和结构的不同，还可细分为若 干组，每一组又细分为若干系（系列）。
3）机床型号的编制方法 按1985年国家机械工业部颁布的《金属切 削机床型号编制方法》部颁标准（JB1838-85） 和1994年国家标准局颁布的《金属切削机床型 号编制方法》国家推荐标准（GB/T15375-94），
图2-10 卧式车床所能加工的典型表面
车床按其用途和结构的不同可分为：普通车 床、六角车床、立式车床、塔式车床、自动和半
自动车床、数控车床等等。普通车床是车床中应
用最广泛的一种，约占车床总数的60%，其中 CA6140 卧式车床为目前最为常见的型号之一。 为正确选择和合理使用机床，应了解机床的技术 性能。通常机床的技术性能包括：工艺范围、机
普通机床型号用下列方式表示。
（◎） ○ （○） ◎ ◎ （×◎）（○）（/◎）
2.1 零件表面成形的方法及机床切削成形运动 2.1.1 零件表面的成形方法 各种表面的组合构成了不同的零件形状，所以 零件的切削加工归根到底是表面成形问题。 组成零件的常见表面有：内、外圆柱面和圆锥 面、平面、球面和一些成形表面（如渐开线面、 螺纹面和一些特殊的曲面等）。
2－1机器零件的组成表面
传动链包括各种传动机构，如带传动、 定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副、 蜗轮蜗杆副、滑移齿轮变速机构、离合器 变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电 的、液压的和机械的无级变速机构、数控 机床的数控系统等。上述各种机构又可以 分为具有固定传动比的“定比机构”（例 如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副 等）和可变换传动比的“换置机构”（例 如齿轮变速箱、挂轮架、各类无级变速机 构等）两类。
床、其它机床。每一大类机床中，按结构、性能、
工艺范围、布局形式和结构的不同，还可细分为若 干组，每一组又细分为若干系（系列）。
3）机床型号的编制方法 按1985年国家机械工业部颁布的《金属切 削机床型号编制方法》部颁标准（JB1838-85） 和1994年国家标准局颁布的《金属切削机床型 号编制方法》国家推荐标准（GB/T15375-94），
图2-10 卧式车床所能加工的典型表面
车床按其用途和结构的不同可分为：普通车 床、六角车床、立式车床、塔式车床、自动和半
自动车床、数控车床等等。普通车床是车床中应
用最广泛的一种，约占车床总数的60%，其中 CA6140 卧式车床为目前最为常见的型号之一。 为正确选择和合理使用机床，应了解机床的技术 性能。通常机床的技术性能包括：工艺范围、机
普通机床型号用下列方式表示。
（◎） ○ （○） ◎ ◎ （×◎）（○）（/◎）
机械制造技术基础第2章
广义的理解则是包括生产分析、产品设计、工艺
设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管 理、市场营销、售前售后服务，以及报废后的回收处 理等整个产品生命周期内一系列相互联系的生产活动。
பைடு நூலகம்
2）经济层面
它零件结合。
2.制造系统
国际生产工程学会 （ＣＩＲＰ）１９９０年将制造系统 定义为：制造系统是制造业中形成制造生产 （简称生产 ）的 组织形式。
（3）单件生产 ——单个地生产不同的产品，很少重复。例如重型 机器制造、专用设备制造、新产品试制等。 由于大批生产的工艺特点与大量生产相似，小批生产的特点 与单件生产相似，因此生产类型按工艺的特征划分，也可分为大 批大量生产、中批生产、单件小批生产。
单件生产 生产类型
（按生产专业 化程度的不同）
单件小批生产 中批生产 大批大量生产
1）材料成形法（质量不变） ——是将原材料转化为各种形状与尺寸的零件的加工 方法。 典型工艺方法：铸造、锻造、焊接、挤压、冲压、粉 末冶金等。 2）材料去除法（质量减少） ——通过在原材料上去除多余材料的方法达到零件设 计要求的加工方法。
传统的切削加工：车、铣、刨、磨、镗削等。
典型工艺方法：
特种加工
3) 材料累积法（质量累加） ——采用材料累加的方法分层制造零件。 典型工艺：快速原型制造技术
N=Qn（1+a﹪）（1+b﹪）
Q—— 产品的年产量（生产纲领）； n—— 每台产品中该零件的数量； a、b ——零件生产备品率（%）、废品率（%）。
2.生产类型——是指企业（车间、工段、班组、工作
地）生产专业化程度的分类
划分生产类型的依据是生产纲领。而各种生产类型下又具有 不同的工艺特征，因此生产纲领是制订和修改工艺规程的重要依 据。根据工厂（车间或班组）生产专业化程度的不同，存在着三 种不同的生产类型，即大量生产、成批生产和单件生产。 （1）大量生产—— 产品的产量大，大多数工作按照一定的节拍重 复地进行某一零件某一工序的加工，例如汽车、手表、手机等的 制造。 （2）成批生产—— 一年中轮番周期地制造一种或几种不同的产品， 每种产品均有一定的数量，制造过程具有一定的重复性。 一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为生产批量。 批量的大小主要根据生产纲领、零件的大小、资金的周转、调整 费用及仓库的容量等情况来确定。按照批量的大小，成批生产又 可分为小批生产、中批生产和大批生产。
机械制造知识点总结第二章
第二章金属切削原理与刀具基本概念：1. 金属切削加工：利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层，以获得具有一定的几何精度和表面质量的机械零件的加工方法。
2. 切削运动：刀具与工件间的相对运动称为切削运动。
包括主运动和进给运动两种。
主运动：切除多余金属层所必需的最基本的运动，速度最高、功率最大，只能有一个。
进给运动：是多余材料不断投入切削，从而加工出完整表面所需要的运动。
速度较低，功率较小，是形成已加工表面的辅助运动。
3.4. 切削速度：切削加工时，刀具切削刃上选定点相对工件的主运动的速度。
5. 进给量：在工件或刀具主运动每转一转或每一行程时，刀具和工件之间在进给运动方向上的相对位移量。
6. 背吃刀量：在垂直于主运动方向和进给运动方向确定的工作平面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的接触长度。
7. 削切宽度：在主切削刃上选定点的基面内，沿过渡表面度量的切削层厚度。
8. 切削厚度：在主切削刃选定点的基面内，垂直于过渡表面度量的切削层厚度。
9. 切削层面积：在主切削刃选定点的基面内的切削层横截面积。
10. 自由切削:刀具在切削过程中，如果只有一条直线切削刃参加切削工作，称为自由切削。
11. 非自由切削：刀具在切削过程中，切削刃是曲线或者有几条切削刃都参加切削，并且同时完成整个切削过程，称为非自由切削。
切削要素切削用量切削速度进给量背吃刀量切削层几何参数切削宽度切削厚度切削面积12.直角切削（正交切削）：刀具主切削刃的刃倾角等于零时的切削，此时，主切削刃与切削速度方向成直角。
13.斜角切削：刀具主切削刃的刃倾角不等于零时的切削，此时主切削刃与切削速度方向不成直角。
直角切削和非直角切削都属于自由切削。
14.切削平面：通过切削刃上选定点，切于工件过渡表面的平面。
包含有刀刃在该点的切线以及合成切削运动向量。
15.基面：通过切削刃上选定点，垂直于该点合成切削运动向量的平面。
16.刀具的工作角度：以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考面所确定的刀具角度称为刀具的切削角度。
机械制造技术基础(第二章)
机械制造技术基础
(第二章 机械制造中的加工方法)
主讲: 肖新华
天津工业大学机械电子学院
2.1 概述
机械零件的结构形状千变万化。零件结构形式的 不同，使之有很多的加工方法，根据加工过程中零 件质量的变化情况，零件的制造过程可分为Δm<0，
Δm=0和Δm>0三种形式，不同的类型有不同的工艺
方法。
一. Δm<0的制造过程
外圆表面的磨削
1.中心磨削
(1)纵磨
(2)横磨
(3)复合磨
2.无心磨削
纵磨特点：工件或砂轮需作轴向进给。磨削深度小、磨削接触面积 小，散热较好，容易得到较高的精度和表面质量，因而应用广泛。 但由于走刀次数多，生产效率低，适用于单件小批生产中磨削较长 的外圆表面。
横磨
横磨特点：砂轮宽度大于磨削宽度。工件不需作轴
弹性式 ：由300～320HBS的弹簧丝制成，可研孔 径d为1～4mm的小孔 。用于研一般精度的小孔或母
线为曲线的小孔 。
研磨孔视频
2.4.6 珩磨孔
珩磨孔是利用安装于珩磨头圆周上的油石，采用特定结构 推动油石径向扩张，直至与工件接触，并保持一定的压力，以 较低的切削速度对孔进行精加工。加工过程中，油石不断作径 向进给运动，珩磨头作旋转和沿孔轴心方向的直线运动，从而 实现对孔的低速切削，显著提高孔的尺寸精度和形状精度，降 低表面粗糙度值。 采用珩磨加工孔时，加工精度可达IT7～IT6，孔的圆度和 圆柱度误差可控制在5～3m，表面粗糙度Ra为0.025～0.2m， 加工质量好，切削效率高。 珩磨视频
2.3外圆表面加工
1.车削
2.磨削
3.光整加工
2.3外圆表面加工
车削加工
钳工和机械加工
(第二章 机械制造中的加工方法)
主讲: 肖新华
天津工业大学机械电子学院
2.1 概述
机械零件的结构形状千变万化。零件结构形式的 不同，使之有很多的加工方法，根据加工过程中零 件质量的变化情况，零件的制造过程可分为Δm<0，
Δm=0和Δm>0三种形式，不同的类型有不同的工艺
方法。
一. Δm<0的制造过程
外圆表面的磨削
1.中心磨削
(1)纵磨
(2)横磨
(3)复合磨
2.无心磨削
纵磨特点：工件或砂轮需作轴向进给。磨削深度小、磨削接触面积 小，散热较好，容易得到较高的精度和表面质量，因而应用广泛。 但由于走刀次数多，生产效率低，适用于单件小批生产中磨削较长 的外圆表面。
横磨
横磨特点：砂轮宽度大于磨削宽度。工件不需作轴
弹性式 ：由300～320HBS的弹簧丝制成，可研孔 径d为1～4mm的小孔 。用于研一般精度的小孔或母
线为曲线的小孔 。
研磨孔视频
2.4.6 珩磨孔
珩磨孔是利用安装于珩磨头圆周上的油石，采用特定结构 推动油石径向扩张，直至与工件接触，并保持一定的压力，以 较低的切削速度对孔进行精加工。加工过程中，油石不断作径 向进给运动，珩磨头作旋转和沿孔轴心方向的直线运动，从而 实现对孔的低速切削，显著提高孔的尺寸精度和形状精度，降 低表面粗糙度值。 采用珩磨加工孔时，加工精度可达IT7～IT6，孔的圆度和 圆柱度误差可控制在5～3m，表面粗糙度Ra为0.025～0.2m， 加工质量好，切削效率高。 珩磨视频
2.3外圆表面加工
1.车削
2.磨削
3.光整加工
2.3外圆表面加工
车削加工
钳工和机械加工
new机械制造技术基础(第2章)
① 镗孔时，由于镗刀安装在镗杆上深入内孔进行切削，所以镗刀是
在半封闭状态下进行工作的。
② 由于镗刀后刀面与工件内孔表面摩擦较大，且镗杆悬臂外伸，刚 性较差，容易振动。 ③ 镗孔工艺范围广，需要加工不同直径的孔时，只需调整镗刀径向 尺寸即可，不需更换刀具，相对定尺寸刀具加工孔更具有优势。
④ 镗孔加工应用微调镗刀、定径镗刀和专用夹具或镗模，可精确地
3.相切法
4.展成法
2.2.4 零件表面的形成运动
为 了 获得 所 需的 工 件 表 面形 状 ，必 须 使刀具按上述4种方 法 之 一完 成 一定 的 运 动 ，这 种 运动 称 为 表 面成 形 运动 。 完 成 切削 加 工的 成 形 运 动又 称 切削 运 动 。 切削 运 动可 分 为 主 运动 和 进给 运 动。
（2）横磨
横磨也就是横向进给磨削，又称切入磨削。采用横磨法磨削外
圆表面时，砂轮宽度大于磨削宽度。工件不需作轴向进给，砂轮
相对工件连续或断续地作径向进给fr。其中砂轮旋转为主运动。
（3）复合磨法 对于刚性较好的长轴外圆表面，可以先用横 磨法分段粗磨外圆表面的全长，相邻各段留5～ 15mm重合区域，最后用纵磨法进行精磨，此法 即为复合磨法。
外圆表面
2.3.1 外圆表面的车削 车削是外圆表面的主要加工方法。车削时，工件装夹
在车床主轴上作回转运动，刀具沿一定轨迹作直线或曲线 运动，刀尖相对工件运动的同时切除一定的工件材料，从 而形成相应的工件表面。 工件旋转, 形成主运动，刀具沿轴线的运动为进给运动. 刀具沿平行旋转轴线运动时, 就形成内、外园柱面. 刀具沿 与轴线相交的斜线运动, 就形成锥面. 还可以加工螺纹。
孔
刚性差，容易产生弯曲变形和振动。
② 被加工孔的尺寸往往直接取决于刀具的尺寸，
在半封闭状态下进行工作的。
② 由于镗刀后刀面与工件内孔表面摩擦较大，且镗杆悬臂外伸，刚 性较差，容易振动。 ③ 镗孔工艺范围广，需要加工不同直径的孔时，只需调整镗刀径向 尺寸即可，不需更换刀具，相对定尺寸刀具加工孔更具有优势。
④ 镗孔加工应用微调镗刀、定径镗刀和专用夹具或镗模，可精确地
3.相切法
4.展成法
2.2.4 零件表面的形成运动
为 了 获得 所 需的 工 件 表 面形 状 ，必 须 使刀具按上述4种方 法 之 一完 成 一定 的 运 动 ，这 种 运动 称 为 表 面成 形 运动 。 完 成 切削 加 工的 成 形 运 动又 称 切削 运 动 。 切削 运 动可 分 为 主 运动 和 进给 运 动。
（2）横磨
横磨也就是横向进给磨削，又称切入磨削。采用横磨法磨削外
圆表面时，砂轮宽度大于磨削宽度。工件不需作轴向进给，砂轮
相对工件连续或断续地作径向进给fr。其中砂轮旋转为主运动。
（3）复合磨法 对于刚性较好的长轴外圆表面，可以先用横 磨法分段粗磨外圆表面的全长，相邻各段留5～ 15mm重合区域，最后用纵磨法进行精磨，此法 即为复合磨法。
外圆表面
2.3.1 外圆表面的车削 车削是外圆表面的主要加工方法。车削时，工件装夹
在车床主轴上作回转运动，刀具沿一定轨迹作直线或曲线 运动，刀尖相对工件运动的同时切除一定的工件材料，从 而形成相应的工件表面。 工件旋转, 形成主运动，刀具沿轴线的运动为进给运动. 刀具沿平行旋转轴线运动时, 就形成内、外园柱面. 刀具沿 与轴线相交的斜线运动, 就形成锥面. 还可以加工螺纹。
孔
刚性差，容易产生弯曲变形和振动。
② 被加工孔的尺寸往往直接取决于刀具的尺寸，
机械制造技术基础 第2章
积屑瘤对切削加工的影响:
(1)实际γo ↗ (2) ap ↗ (3)Ra ↗ (4)影响刀具耐用度
防止产生积屑瘤的措施:
(1)低速或高速切削 (2)加强润滑 (3) ↗γo以减小刀屑接触区压力 (4) ↗材料硬度(如热处理), ↘加工硬化倾向
2.1.2切屑的类型
⑴带状切屑经过塑性变形过程形成的切屑,外形呈带状.切削塑
方便又直观。 上述是根据纯剪切观点提出的，但切削过 程是复杂的，既有剪切、又有前刀面Aγ 对切屑 的挤压和摩擦作用，不能反映全部的变形实质。
（例如 Λh =1时，而实际情况是有变形的）
（3）剪切面与剪切角
合力最小原理
最小能量原理
图2.7 切屑上受力分析
2.1.1.4 前刀面上的挤压摩擦与积屑瘤
（1）刀-屑接触区的摩擦特性
①自然热电偶法 ②人工热电偶法 P43图2.30 P44图2.31
2.3.3影响切削温度的因素 ⑴切削用量的影响 *
• 切削用量ap、f和vc对切削温度的影响关系:
• 切削用量ap 、 f和vc对切削温度的影响规律: 切削用量ap 、 f和vc增大，切削温度增加。其中切削速度 vc对切削温度影响最大，进给量f次之，切削深度ap影响 最小,即对切削温度的影响: • 由此可见，在金属切除率相同的条件下，为了减少切削 温度影响，防止刀具迅速磨损，保持刀具耐用度，增大 切削深度ap或进给量f比增大切削速度vc更有利。
vc >f >ap ( 与Fr相反)。
⑵刀具几何参 数影响 ①前角γo γo ↗ ，切 削变形和摩 擦↘ ，因此 产生的热量 少，切削温 度↘ 。 但 γo ↗ 至 18o 左右，由 于楔角减少 使刀具散热 变差，切削 温度略有↗ 。
机械制造技术基础课件最新版第二章第2节
由于标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大(从外缘处的大约+30°逐渐 减小到钻芯处的大约-30°)、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差(横刃前 角约为-60°)等结构问题,生产中,为了提高钻孔的精度和效率,常将标准麻花钻按 特定方式刃磨成 “群钻” 使用。群钻的基本特征为:三尖七刃锐当先,月牙弧槽 分两边,一侧外刃开屑槽,横刃磨得低窄尖。
(5)螺纹刀具
螺纹可用切削法和滚压 法进行加工。螺纹加工可在车床 上车削完成(外螺纹),也可用手动 或在钻床上用丝锥进行加工(内 螺纹)。
图2-23 常用切削法加工螺纹的螺纹刀具 a)平体螺纹梳刀 b)棱体螺纹梳刀 c)圆体螺纹梳刀 d)板牙 e)丝锥
第二节 刀具的结构
(6)齿轮刀具 齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具,按刀具的工作原理,齿轮刀具分为 成形齿轮刀具和展成齿轮刀具。常用的成形齿轮刀具有盘形齿轮铣刀 和指形齿 轮铣刀等。常用的展成齿轮刀具有插齿刀、滚刀和剃齿刀等。
第二节 刀具的结构
5)铰刀 铰刀是精加工刀具,加工精度可达IT7~IT6,加工表面粗糙度Ra值可达 1.6~0.4μm。下图所示是几种常用铰刀,其中图a、b所示为手用铰刀,图c、d所示 为机用铰刀,图所示为两把一套的锥度铰刀。
图2-18 几种常用的铰刀
第二节 刀具的结大类。
第二节 刀具的结构
图2-13 麻花钻的结构
图2-14 中型标准群钻
第二节 刀具的结构
2)中心钻 中心钻 用于加工轴类工件的中心孔。钻孔时,先打中心孔,也有利于钻头 的导向,可防止钻偏。 3)深孔钻 深孔钻是专门用于钻削深孔(长径比≥5)的钻头。为解决深孔加工中的断 屑、排屑、冷却润滑和导向等问题,人们先后开发了外排屑深孔钻、内排屑深孔 钻、喷吸钻和套料钻等多种深孔钻。
(5)螺纹刀具
螺纹可用切削法和滚压 法进行加工。螺纹加工可在车床 上车削完成(外螺纹),也可用手动 或在钻床上用丝锥进行加工(内 螺纹)。
图2-23 常用切削法加工螺纹的螺纹刀具 a)平体螺纹梳刀 b)棱体螺纹梳刀 c)圆体螺纹梳刀 d)板牙 e)丝锥
第二节 刀具的结构
(6)齿轮刀具 齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具,按刀具的工作原理,齿轮刀具分为 成形齿轮刀具和展成齿轮刀具。常用的成形齿轮刀具有盘形齿轮铣刀 和指形齿 轮铣刀等。常用的展成齿轮刀具有插齿刀、滚刀和剃齿刀等。
第二节 刀具的结构
5)铰刀 铰刀是精加工刀具,加工精度可达IT7~IT6,加工表面粗糙度Ra值可达 1.6~0.4μm。下图所示是几种常用铰刀,其中图a、b所示为手用铰刀,图c、d所示 为机用铰刀,图所示为两把一套的锥度铰刀。
图2-18 几种常用的铰刀
第二节 刀具的结大类。
第二节 刀具的结构
图2-13 麻花钻的结构
图2-14 中型标准群钻
第二节 刀具的结构
2)中心钻 中心钻 用于加工轴类工件的中心孔。钻孔时,先打中心孔,也有利于钻头 的导向,可防止钻偏。 3)深孔钻 深孔钻是专门用于钻削深孔(长径比≥5)的钻头。为解决深孔加工中的断 屑、排屑、冷却润滑和导向等问题,人们先后开发了外排屑深孔钻、内排屑深孔 钻、喷吸钻和套料钻等多种深孔钻。
机械制造技术课件第二章金属切削基本原理
机械制造技术课件第二章金属切削基本原理一、教学内容二、教学目标1. 理解金属切削的基本概念，掌握金属切削过程的基本原理。
2. 了解金属切削刀具的材料、结构及其对切削加工的影响。
3. 掌握切削力、切削热及切削温度的计算方法，分析其对加工质量的影响。
三、教学难点与重点教学难点：金属切削过程中的物理现象及其对加工质量的影响。
教学重点：金属切削基本概念、刀具结构及其对切削加工的影响、切削力的计算。
四、教具与学具准备1. 教具：金属切削刀具实物、切削加工视频、PPT课件。
2. 学具：笔记本、教材、计算器。
五、教学过程1. 导入：通过展示金属切削加工视频，让学生了解金属切削的实际应用，激发学习兴趣。
时间：5分钟2. 知识讲解：（1）讲解金属切削的基本概念，如切削、切削速度、进给量等。
（2）介绍金属切削刀具的材料、结构及其对切削加工的影响。
（3）分析金属切削过程中的物理现象，如切削力、切削热等。
（4）讲解切削力、切削热及切削温度的计算方法。
时间：30分钟3. 例题讲解：选择一道具有代表性的例题，详细讲解切削力的计算过程。
时间：15分钟4. 随堂练习：出一道与例题相似的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。
时间：10分钟5. 课堂小结：时间：5分钟六、板书设计1. 金属切削基本概念2. 金属切削刀具的材料及结构3. 金属切削过程中的物理现象4. 切削力、切削热及切削温度的计算5. 课堂练习题及答案七、作业设计1. 作业题目：（1）简述金属切削的基本概念。
（2）列举金属切削刀具的常见材料，并说明其特点。
2. 答案：（1）金属切削是指利用切削工具将工件上的材料去除，使其达到一定尺寸和表面质量的过程。
（3）切削力的计算公式：F = ap f cos(λ) K其中，ap为切削深度，f为进给量，λ为刀具前角，K为工件材料系数。
带入数据计算得：F ≈ 300N八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式，使学生掌握了金属切削基本原理。
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的工作角度为：
oe o
Ps
vf
Po Pr
vf
Ps
Pn
vf
Pr
Pp Pf
Pr
（a）正交平面参考系
（b）法平面参考系 （c）假定工作平面和背 平面参考系
（2）正交平面参考系中的标注角度
如右图所示： 在基面中测量的刀具角度有主偏角 r 、 副偏角 r和刀尖角εr三种。 在正交平面中测 量的刀具角度有前角 γo、后角αo和楔角βo 三种。
已加工表面：工件上
过渡表面
待加工表面
已加工表面
已被切去多余金属的表面。
过渡表面：是由待加
工表面向已加工表面过渡
的表面，也是切削过程中
不断变化的表面。
（2）工件表面的形成方法
工件的表面形状千变万化，但大都是由几种 常见的表面组合而成的。这些表面包括圆柱面、 圆锥面、回转双曲面、平面、螺旋面和成形曲面 等，如下图所示 。
车外圆
ap
dw
dm 2
钻孔
ap
dm 2
主运动是直线运动时：a p H w H m
任务二 金属切削刀具
一、刀具的组成
车刀由刀柄和切削部分组成，如下图所示。刀
柄是指刀具的夹持部分；切削部分是指刀具上直接
参加切削工作的部分。
刀具切削部分包括
刀柄
“三面、二线、一点”。 其中，“三面”包括前刀 切削部分
2．进给速度vf、进给量f和每齿进给量fz
进给速度：是指刀具上选定点相对于工件进 给运动的瞬时速度，单位是mm/s或mm/min。
进给量：当主运动是回转运动时，进给量是指 每回转一周工件或刀具沿进给方向的相对位移量， 单位是mm/r；当主运动是直线往复运动时，进给 量是指每一往复行程工件和刀具沿进给方向的相对 位移量，单位是mm/行程。
在切削平面内 测量的刀具角度只有 刃倾角λs。
3．刀具的工作角度
刀具的工作角度是指在刀具工作参考系中定 义和测量的刀具角度 。
工作参考系中的坐标平面和刀具几何角度的 符号应在标注角度参考系中相应符号的基础上加 注下标“e”。
（1）进给运动对刀具工作角度的影响
① 横向进给运动的影响
如右图所示， 横向进给时，在 刀具工作角度参 考系内，刀具工 作前角和工作后 角分别为：
项目二 金属切削基础知识
项目学习要点
• 切削运动和切削用量 • 金属切削刀具 • 切削层参数和切削方式 • 综合实训 • 项目小结
任务一 切削运动和切削用量
一、切削运动和工件表面
1．切削运动
切削运动是指切削过程中刀具与工件之间存 在的相对运动。
根据运动作用的不同，切削运动分为主运动 和进给运动。
刀具工作参考系：是指刀具在切削状态下的 实际参考系，即按合成切削运动方向（主运动和进 给运动的合成）和实际安装情况来定义的刀具参考 系。
2．刀具的标注角度
刀具的标注角度又称静止角度，是指在刀具 标注角度参考系内确定的刀具几何角度。
（1）刀具标注角度的坐标平面与参考系
① 刀具标注角度的坐标平面 刀具标注角度的坐标平面由测量坐标平面和参
（1）切削过程中工件的表面
金属切削过程是指在机床上通过刀具与工件的 相对运动，利用刀具从工件上切下多余金属层，形 成切屑和已加工表面的过程。
在切削过程中，由于工件表面的多余金属不断 地被刀具切下，因此，被加工工件上有三个依次变 化着的表面，即待加工表面、已加工表面和过渡表 面。
如右图所示： 待加工表面：工件上待切除的表面。
（a）圆柱面
（b）圆锥面 （c）回转双曲面
（d）平面
（e）螺旋面
（f）成形曲面
如下图所示表面都可以看成是由一母线导线
母线
导线
母线 导线
（a）
（b） 导线
（c）
导线 母线
（d）
母线
（e）
常用的工件表面的形成方法有轨迹法、 成形法、展成法、相切法等，如下图所示。
二、切削用量
面、主后刀面和副后刀面；副切削刃 “二线”包括主切削刃和 副后刀面
副切削刃；“一点”是指
前刀面
主切削刃
主后刀面
刀尖
刀尖。
二、刀具角度
1．刀具的角度参考系
刀具的角度参考系分为刀具标注角度参考系 （又称为静止参考系）和刀具工作参考系两种。
刀具标注角度参考系：是指在假设运动条件 和假定的刀具安装条件下，刀具设计、制造、刃磨 和测量时用于定义刀具几何参数的参考系。
（1）主运动
主运动是指使工件与刀具产生相对运动以进 行切削的最基本运动，如下图所示。
（2）进给运动
进给运动是指配合主运动使刀具能够持续切除
工件上多余的金属，以便形成工件表面所需的运动，
如下图所示。
vc
主运动
vf
进给运动
主运动
vc vf
进给运动
外圆车削的切削运动
刨削的切削运动
2．工件的表面及其形成方法
考坐标平面组成。 测量坐标平面：主要包括正交平面、法平面、
假定工作平面和背平面四种坐标平面。
参考坐标平面：主要包括基面和切削平面两
种坐标平面，如下图所示。
假定主运动方向
假定主运动方向 切削平面
切削平面
基面
基面
γo ao γo
横车
假定进给运动方向 （f≈0）
ao 纵车
② 刀具标注角度参考系
上述参考平面和测量平面可以组成正交平面 参考系、法平面参考系、假定工作平面和背平面 参考系三个坐标平面参考系，如下图所示。
切削用量又称为切削用量三要素，是指切削 加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量的总称。
1．切削速度vc
切削速度是指切削刃上选定点相对于工件主运 动的瞬时速度，单位是m/s或m/min。
若主运动为旋转运动，切削速度可按下式计算： nd
vc 1000 若主运动为直线运动（如刨削、插削等），则 切削速度为刀具相对于工件的直线运动速度。
每齿进给量：是指多齿刀具（如铣刀、铰刀、 拉刀等）每转过或移动一个齿相对工件在进给运 动方向上的位移，单位是mm/z。
三者的关系为：v f nf nfz z
3．背吃刀量ap
背吃刀量是指在垂直于主运动和进给运动方 向上测得的工件已加工表面和待加工表面间的距 离，单位是mm。
主运动是回转运动时：
oe o oe o tan v f f
vc d
O
Pr
② 纵向进给运动的影响
如左图所示，纵向
进给时， 在假定工作平
面内测量的刀具工作前
角、工作后角分别为：
fe f f
fe f f
αoe
在正tan交平f 面vvcf内 ，fd刀具