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第6章 金属切削的基础知识

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第6章 切削摩擦学

第6章 切削摩擦学
分类油性添加剂动植物油脂肪酸及其皂脂肪醇酯类酮类胺类等化合物极压添加剂硫磷氯碘等有机化合物如氯化石蜡二烷基二硫代磷酸锌等防锈添加剂水溶性亚硝酸钠磷酸三钠磷酸氢二钠苯甲酸钠苯甲酸胺三乙醇胺等非水溶性石油磺酸钡石油磺酸钠环烷酸锌等防霉添加剂苯酚五氯酚硫柳汞等化合物抗泡沫添加剂二甲基硅油助溶添加剂乙醇正丁醇苯二甲酸酯乙二醉醚等乳化剂表面活性剂阴离子型石油磺酸钠油酸钠皂松香酸钠皂高碳酸钠皂磺化蓖麻油油酸三乙醇胺等非离子型平平加聚氧乙烯脂肪醇醚司本山梨糖醇油酸酯吐温聚氧乙烯山梨糖醇油酸酯乳化稳定剂乙二醇乙醇正丁醇二乙二醇单正丁基醚二甘醇高碳醇苯乙醇胺三乙醇胺四
刀－屑界面上法应力和切应力的分布
• 刀－屑的摩擦力等于前后区摩擦力之和
s L F f s awl1 a w l ( x)dx s
1
•刀－屑平均摩擦系数
s L s l1 ( x)dx s l
1
av
Ff Fn

( x)dx
0
L
返回
第四节 切削液
刀－屑界面上法应力和切应力的分布
在Ⅱ区里,刀－屑接触属峰点型接
触, 实际接触面积 Ar
力 Ff 2 s ， s
Fn 2
2

Ff 2 Fn 2
s s s =常数
Fn 2
μ2是常数，在Ⅱ区
,摩擦
里，刀－屑的摩擦 服从古典法则。由 于I区Ar1=Aa1，Ⅱ区 的冷焊面积比I区的 小，因而摩擦力比I 区的小。但μ2比μ1 大,这是因为载荷 （法应力）分布不 均匀，Ⅱ区的σs比I 区的σ（x）小的缘 故。
OA称为紧密型接触区，简称I区或前区
AB区称为峰点型接触区，简称Ⅱ区或后区
返回
三.固体金属表面的氧化膜和吸附膜

金属切削加工的基本知识

金属切削加工的基本知识
（2）进给速度vf和进给量f
进给速度vf是单位时间内刀具对工件沿进给方
向的相对位移，单位是mm/s或mm/min。
进给量f是工件或刀具每回转一周时两者沿进
给运动方向的相对位移，单位是mm/r。
二者关系：
vf=f×n
切 削 用 量 三 要 素
（3）背吃刀量 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离，单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算： ap=（dw-dm）/2 mm 对于钻孔工作 ap=dm/2 mm 上两式中 dm——已加工表面直径（mm） dw—— 待加工表面直径（mm）
（3）金刚石
是目前人工制造出的最硬的物质，分天然和人造两种。
特点：
耐磨性好，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、
高耐磨的材料；
其热稳定性差， 强度低、脆性大、对振动敏感，只宜微量切削； 与铁有极强的化学亲合力，不适于加工黑金属。
（4）立方氮化硼
由软的立方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。
切 削 层 横 截 面 要 素
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的 截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的 负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 1. 切削厚度 ac (λs= 0)
ac＝ f sinκr
2. 切削宽度 aw
aw＝ ap/sinκr
3. 切削层面积 Ac ( κr = 0)
特点：Leabharlann 有很高的硬度及耐磨性； 热稳定性好，可用来加工高温合金； 化学惰性大，可用与加工淬硬钢及冷硬铸铁； 有良好的导热性、较低的摩擦系数。
第二节 金属切削过程中的基本规律
一、切削变形
1.变形区的划分

机械加工与装配作业指导书

机械加工与装配作业指导书

机械加工与装配作业指导书第1章机械加工基础知识 (4)1.1 金属切削原理 (4)1.1.1 金属切削概述 (4)1.1.2 切削用量 (4)1.1.3 切削力 (4)1.1.4 刀具材料与结构 (4)1.2 机械加工工艺规程 (4)1.2.1 工艺规程概述 (4)1.2.2 工艺路线的制定 (5)1.2.3 工序内容的制定 (5)1.2.4 切削参数的确定 (5)1.3 机械加工精度与表面质量 (5)1.3.1 机械加工精度 (5)1.3.2 表面质量 (5)1.3.3 提高加工精度和表面质量的方法 (5)1.3.4 加工误差及其控制 (5)第2章常用机械加工方法 (5)2.1 车削加工 (5)2.2 铣削加工 (5)2.3 钻削加工 (6)2.4 镗削加工 (6)第3章数控加工技术 (6)3.1 数控编程基础 (6)3.1.1 数控编程基本概念 (6)3.1.2 编程语言 (6)3.1.3 编程步骤 (6)3.2 数控车削加工 (6)3.2.1 基本原理 (7)3.2.2 工艺参数 (7)3.2.3 编程方法 (7)3.3 数控铣削加工 (7)3.3.1 基本原理 (7)3.3.2 工艺参数 (7)3.3.3 编程方法 (7)第4章特种加工技术 (7)4.1 电火花加工 (7)4.1.1 概述 (7)4.1.2 电火花加工设备 (7)4.1.3 电火花加工工艺 (8)4.1.4 电火花加工应用 (8)4.2 激光加工 (8)4.2.2 激光加工设备 (8)4.2.3 激光加工工艺 (8)4.2.4 激光加工应用 (8)4.3 电子束加工 (8)4.3.1 概述 (8)4.3.2 电子束加工设备 (8)4.3.3 电子束加工工艺 (9)4.3.4 电子束加工应用 (9)第5章零件加工工艺分析 (9)5.1 零件结构工艺性分析 (9)5.1.1 零件结构特点 (9)5.1.2 零件材料 (9)5.1.3 零件加工难度及质量要求 (9)5.2 零件加工工艺路线设计 (9)5.2.1 工艺流程规划 (9)5.2.2 工艺参数设定 (10)5.3 工艺参数选择与计算 (10)5.3.1 切削速度 (10)5.3.2 进给量 (10)5.3.3 切削深度 (10)5.3.4 磨削用量 (10)第6章机械装配基础知识 (11)6.1 装配精度与工艺 (11)6.1.1 装配精度的定义与分类 (11)6.1.2 影响应装配精度的因素 (11)6.1.3 提高装配精度的措施 (11)6.2 装配方法与工具 (11)6.2.1 装配方法的分类与选用 (11)6.2.2 常用装配工具及设备 (12)6.3 装配前的准备工作 (12)6.3.1 零部件检查 (12)6.3.2 装配前的准备工作 (12)6.3.3 装配前的技术准备 (12)第7章常见机械装配工艺 (12)7.1 螺纹连接装配 (12)7.1.1 螺纹连接概述 (12)7.1.2 螺纹连接装配工艺 (13)7.2 键、销连接装配 (13)7.2.1 键、销连接概述 (13)7.2.2 键、销连接装配工艺 (13)7.3 过盈连接装配 (13)7.3.1 过盈连接概述 (13)7.3.2 过盈连接装配工艺 (13)7.4.1 滚动轴承概述 (14)7.4.2 滚动轴承装配工艺 (14)第8章装配质量控制与检验 (14)8.1 装配质量控制措施 (14)8.1.1 建立完善的质量管理体系，保证装配过程遵循相关标准和规范。

金属切削机床的基本知识

金属切削机床的基本知识

V np mm / s 60
多头螺杆的头数为K，则 V knp 60
mm / s
特点：传动平稳、传动精度较高，振动、噪声小，但 传动效率低。
21
2.常用的变速机构
1．用来改变机床转速的机构——常用的变速机构： 一是滑移齿轮变速机构，二是离合器式齿轮变速机 构 。见课件
传动链 是用来表示传动件从首端向末端传递动力的 状态，它是由若干传动副按一定方法依次组合起来 的。传动链的表示形式如下
因为，
n2=1/60, K=1,Z2=40,
所以，
n1=(n2*Z2)/K=(1/60)*40/1
=40/60=2/3 即当工件转30°时，手柄的转速（2/3）*360=240°
若工件被分成36份时，计算手柄每次转速n1。
19
4 ）齿轮齿条传动：主动：齿轮 n1 ,;z1从动：齿条
齿条齿距
， m:齿轮齿条模数
1
5)按照万能性程度，机床可分为：
①通用机床 工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式
车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。
②专门化机床 工艺范围较窄，它是为加工某种零件或某种工序而专门设计和
制造的，如铲齿车床、丝杠铣床等。
③专用机床 工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造
的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床。 6)按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀
机床等。
2
通用金属切削机床型号编制方法
（1）机床的类别代号
车床 钻床 镗床 磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床
代号 C Z T M 2M 3M Y
S
读音 车 钻 镗 磨 二磨 三磨 牙 丝

金属切削原理PPT课件

金属切削原理PPT课件
在切削加工中，也有用进给速度 来表示进 给运动的。所谓进给速度是刀刃选定点相对于工 件的进给运动的速度，其单位为mm／s。若进给 运动为直线运动，则进给速度在刀刃上各点是相 同的。
３. 背吃刀量 对外圆车削（图１－１） 和平面刨削（图１－２）而言，背吃刀量等于已 加工表面与待加工表面间的垂直距离；其中外圆 车削的背吃刀量：
总之，任何切削加工方法都必须有一个主运 动，可以有一个或几个进给运动。主运动和进给 运动可以由工件或刀具分别完成，也可以由刀具 单独完成（例如在钻床上钻孔或铰孔）。
二 工件上的加工表面
在切削过程中，通常工件上存在三个表面， 以图１－１的外圆车削和图１－２的平面刨削为 例，它们是：
１．待加工表面 它是工件上即将被切去的
三 切削用量
所谓切削用量是指切削速度，进给量和背吃 刀量三者的总称。它们分别定义如下：
１. 切削速度v 它是切削加工时，刀刃上选
定点相对于工件的主运动的速度．刀刃上各点的 切削速度可能是不同的。
当主运动为旋转运动时，刀具或工件最大直 径处的切削速度由下式确定：
式中 d——完成主运动的刀具或工件的最大直径 （mm）；
（一）刀具在正交平面参考系中的标注角度
刀具标注角度的内容包括两个方面：一是确
定刀具上刀刃位置的角度；二是确定前刀面与后 面位置的角度。以外圆车刀为例（图１－９）， 确定车刀主切削刃位置的角度有二：
主偏角 它是在基面上，主切切削忍与 基面的夹角。当刀尖在主切削刃上为最低的点时， 为负值；反之，当刀尖在主切削刃上为最高的点 时， 为正值。必须指出，这个规定是根据ＩＳ Ｏ标注，同过去某些书上关于正负号的规定恰好 相反。
实际上，除了由上述切削平面和基面组成的 参考平面系以外，还应该有一个平面作为标注和 测量刀具前，后刀面角度用的 “测量平面”。通 常根据刃磨和测量的需要与方便，可以选用不同 的平面作为测量平面。在刀刃上同一选定点测量 其角度时，如果测量平面选得不同，刀具角度的 大小也就不同。

6-1金属切削机床的基础知识

6-1金属切削机床的基础知识

又移动。
2012年2月17日星期五
第一章
5、丝杆螺母传动副
丝杆螺母传动可以改变运动方式： 若丝杆主动（即丝杆转动，四杠沿丝杆轴线不移动），可将 丝杆的转动变为螺母的直线移动； 若螺母主动（即螺母沿螺母轴线不移动），则可以将螺母的 转动变为丝杆的直线移动； 若丝杆不动，则螺母可在丝杆上又转动又移动； 若螺母不动，则丝杆可在螺母中又转动又移动。
第六章 金属切削机床的基础知识
本章主要讨论常用切削机床的结构、传 动原理及应用范围。
2012年2月17日星期五
第一章
6.1 金属切削机床的分类及编号
2012年2月17日星期五
第一章
例1、 CQ6140 、 机床基本参数的 1/10 机床型别代号，普通车床型 机床组别代号，普通车床组 机床特性（轻型机床） 机床类别（车床类）
本节主要讲述传动副、传动比、换向机床、 变速机床。
2012年2月17日星期五
第一章
1、传动副及传动比
所谓传动副，即为构件彼此直接接 触的可动连接。常见的机械传动副有带 传动副、齿轮传动副、蜗杆蜗轮传动副、 齿轮齿条传动副、丝杆螺母传动副。
2012年2月17日星期五
第一章
1、带传动副
利用胶带与带轮之间的摩擦作用将主动带轮的转动 传到另一从动带轮上的传动称带传动。通常有平胶带、 三角胶带。 若不记相对滑动的影响， n1πd1=n2πd2 传动比为： i= d1/d2=n2/n1 带传动副中，带轮转速与直径成反比。带传动副 的传动比为主动带轮直径与从动带轮直径之比。
变速机构
2012年2月17日星期五
第一章
2、离合器变速机构
2012年2月17日星期五
第一章
3、齿轮变速机构

金属切削的基本定义

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。

金属切削加工基本知识


第一章金属切削及机床的基本知识
基本内容： 主要介绍刀具几何角度及工作角度、切削变形
与积屑瘤、切削力、切削热、切削温度、刀具磨 损与刀具耐用度、切削液及刀具几何参数的合理 选择、机床的基本知识等。 2.基本要求：
刀具几何角度和积屑瘤的成因、作用及控制措施 影响切削力、切削热、切削温度、刀具磨损的因 素； 合理选择刀具材料、几何参数、切削液等。
部分表面。
3.切削用量 切削用量是切削速度、进给量(或进给速度)和背吃刀量 的总称。
1）切削速度（Vc）是指在切削加工时，切削刃上选定 点相对于工件的主运动瞬时线速度。
Vc=πDn/1000
2）进给量（f）是指工件（或刀具）每回转一周时，刀 具（或工件）在进给运动方向上的相对位移量。
3）背吃刀量（ap）指待加工表面和已加工表面之间的 垂直距离。
度达10000HV，耐磨性是硬质合金的60～80 倍；切削刃锋利，能实现超精密微量加工和 镜面加工；很高的导热性。 （3）缺点：耐热性差，强度低，脆性大，对振动 很敏感。 （4）适用范围：用于高速条件下精细加工有色金 属及其合金和非金属材料。
3）立方氮化硼刀具
（1）概念：立方氮化硼（简称CBN）是由六方氮化 硼为原料在高温、高压下合成。
A、刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。 一般刀具硬度越高，耐磨性越好。 刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物等）越多，
颗粒越小，分布越均匀，则刀具耐磨性越好。 B、刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标志，
通常用高温下保持高硬度的性能来衡量，也称热硬性。 刀具材料高温硬度越高，则耐热性越好，在高温抗塑性
γoe = γo + µ αoe = αo - µ
2)纵向进给运动对工作角度的影响

机械制造工艺学基础

机械制造工艺学基础概述刀具切削部分的几何参数1.1金属切削的基础知识刀具材料金属的切削过程磨削机理车削外圆1.2外圆表面加工磨削外圆外圆表面的光整加工外圆表面的加工方法选择钻孔扩孔铰孔1.3内孔表面加工镗孔拉孔珩磨磨孔研磨第一章孔的精密加工滚压机械加工内孔表面的加工方法选择金刚镗原理与方法平面的车削加工平面的铣削加工平面的刨削和拉削加工1.4平面加工平面磨削平面的精密加工平面刮研平面研磨平面抛光平面的加工方案沟槽的车削加工1.5沟槽加工沟槽的铣削加工沟槽的刨削和插削加工特形面的车削1.6特形面加工特形面的铣削螺纹的车削普通螺纹的加工攻螺纹和套螺纹梯形螺纹的车削1.7 螺纹加工传动螺纹的加工梯形螺纹的铣削梯形螺纹的精加工螺纹的加工方案概述第一章机械加工铣齿原理与方法滚齿插齿剃齿1.8齿轮加工齿面精加工珩齿磨齿常用齿轮齿形加工方法的工艺特点及应用齿轮齿面加工方案一机床夹具的作用二机床夹具的分类2.1概述三机床夹具的组成一六点定位原理完全定位二定位方式不完全定位欠定位2.2机床夹具重复定位的定位原理和定位元件工件以平面定位及其定位元件三定位元件工件以内孔定位及其定位元件工件以外圆柱面定位及其定位元件1 基准不重合误差2.3定位误差1）平面定位的分析与计算一定位误差产生的原因2）用圆柱销，定第二章 2 基准位移误差位心轴定位机床夹具3）用定位套定位基础知识4）用V形块定位二定位误差的计算（1）动力装置1 夹紧装置的组成一夹紧装置的（2）夹紧机构组成及基本要求 2 夹紧装置的基本要求1 夹紧力的方向选择2.4机床夹具二夹紧力的确定 2 夹紧力的作用点选择的夹紧装置 3 夹紧力的大小1 斜楔夹紧机构2 螺旋夹紧机构3 偏心夹紧机构三典型夹紧机构刚性定心夹紧机构4定心夹紧机构弹性斜定心夹紧机构2.5典型机床一车床夹具专用夹具实例二钻床夹具三铣床夹具生产技术准备过程毛坯制造过程生产过程零件的加工过程生产过程和工艺过程产品的装配过程产品的辅助劳动过程工艺过程3.1基本概念工序安装机械加工工艺过程的组成工位工步走刀生产纲领生产纲领与生产类型单件生产小批生产第三章生产类型成批生产中批生产机械加工大量生产大批生产工艺规程的制定工艺规程的内容机械加工工艺过程卡片作用与格式机械加工工艺卡片3.2机械加工工艺规程的编制机械加工工序卡片技术上的先进性制定工艺规程的原则经济上的合理性有良好的劳动条件产品的装配图和零件图产品验收的质量标准产品的生产纲领需要的原始资料毛坯资料现场设备和工艺装备国内外生产技术的发展情况有关的工艺手册及图册制定工艺规程的步骤1.分析研究产品的装配图和零件图2.按零件批量大小确定生产类型4.拟定工艺路线3.确定毛坯的种类和尺寸，画出毛坯的草图，作出材料预算5.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差6.确定各工序的设备，刀具，夹具，量具和辅助工具7.确定切削用量和工时定额8.确定各主要工序的技术要求及检验方法9.填写工艺文件零件的结构工艺性分析各加工表面的尺寸精度主要加工表面的形状精度零件的技术要求分析主要加工表面间的相互位置精度各表面的表面粗糙度及表面质量方面的要求热处理及其他要求，如动平衡，配重等3.3零件的铸件———时效结构工艺性分析毛坯的锻件———正火及毛坯的选择类型及型材特点型材焊接件———时效毛坯的选择零件对材料的要求毛坯生产纲领的大小选择的零件结构形状和尺寸大小原则现有生产条件第三章1设计基准机械加工工序基准工艺规程一基准的2工艺基准定位基准的制定概念与分类测量基准装配基准1作为基准的点，线，面在工件上不一定存在（如球心，轴心线，中心平面等），通常由3基准的分析某些具体表面来体现，这些表面称为基面2各表面间的位置精度（如平行度，垂直度）也有基准关系基准重合原则基准统一原则3.4定位基准 1 精基准的选择自为基准原则的选择互为基准原则1如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作粗基准二定位基准2如果必须首先保证工件某重要表面的的选择余量均匀，应选择该表面作粗基准2 粗基准的选择3作为粗基准的表面，应面积大，平整，光洁，没有浇口，冒口，坡口或飞边等缺陷，以便定位和夹紧可靠。

金属切削教案课程

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。

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压制烧结成 形，只能磨 削加工，不 需热处理， 脆性略大于 硬质合金
多用于车刀， 适宜精加工 连续切削
表1-1常用刀具材料的主要性能及用途
立方 碳化 硼 （ CB N）
FD、LBNY
7300～ 7400HV
0.57 ～ 0.81
1200 ～ 1500
高温高压烧结 成形，硬度高 于陶瓷，极脆， 可用金刚石砂 轮磨削，不需 热处
理
图
R
R R T T R T T
T
钻 扩 铰 镗
T
拉
挤
R
R
T
内圆磨 无心磨
R
T/ R
行星式内圆磨
典型表面加工方法
表 平面加工方法
工 件 刀 具 主运动 进给运动 主运动 进给运动
表
面
成
形
原
理 图
T
T
刨 插
T
R
周铣 端铣 平磨 端面平磨
R
T
车
T
拉
典型表面加工方法
表 螺纹加工方法
工 件 刀 具 主运动 进给运动 主运动 进给运动
b）铝高速钢 是我国独创的钢种，加入了少量的铝 不但提高了钢的耐热性和耐磨性，而且还能防止含碳量高 引起的强度、韧性下降。但由于含钒量较多，其磨削加工 性较差，过热敏感性强，氧化脱碳倾向较大，使用时要严 格掌握热处理工艺。常用牌号有W6Mo5Cr4V2Al（简称501） 和W10Mo4Cr4V3Al（简称5F6）
刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精 度、已加工表面质量和加工成本等，所以正确选择刀具材 料是设计和选用刀具的重要内容之一。 1.刀具材料应具备的性能 金属切削时，刀具切削部分直接和工件及切屑相接触， 承受着很大的切削压力和冲击，并受到工件及切屑的剧烈 摩擦，产生很高的切削温度。即刀具切削部分是在高温、 高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。因此，刀具切削部 分材料应具备以下基本性能。
2.测量副偏角
• 方法同上，此时 转动刀具工作台， 使车刀的副切削 刃与扇形刻度盘 上的大指针平面 相接触，此时再 观察刀架旋转底 盘下指针所指刻 度即为需要测量 的副偏角角度。
原理
• 由于外圆车刀进给方向与刀具轴线垂直， 在量角台上即垂直于零度线，故可以把主 平面上平行于平台平面的直线作为走刀方 向，其与主（副）刀刃在基面的投影有一 夹角，即为主（副）偏角。注意，端面车 刀和切槽刀的进给方向与刀具轴线平行。
料。常用牌号有YG3、YG6和YG8等，其中数字表示含Co的
百分比，其余为含WC的百分比。钴在硬质合金中起粘结作 用，含Co愈多的硬质合金韧性愈好，所以YG8适于粗加工
和断续切削，YG6适于半精加工，YG3适于精加工和连续切
削。
② 钨钛钴类硬质合金 由WC、TiC和Co组成，代号为YT。此类硬质合金的硬 度、耐磨性和耐热性（900～1000℃）均比YG类合金高，
表1-1常用刀具材料的主要性能及用途
高速 钢
W9Mo3Cr 4V、 W6Mo5Cr V2
63～69 （82～ 87）
3.43 ～ 4.41
550～ 600
可冷热加工 成形，刃磨 性能好，热 处理变形小
用于机动复 杂的中速刀 具，如钻头、 铣刀、齿轮 刀具等 用于机动简 单的高速切 削刀具，如 车刀、刨刀、 铣刀刀片
② 高性能高速钢 高性能高速钢是在普通高速钢的基础上，用调整其基 本化学成分和添加一些其它合金元素（如钒、钴、铅、硅、 铌等）的办法，着重提高其耐热性和耐磨性而衍生出来的。 它主要用来加工不锈钢、耐热钢、高温合金和超高强度钢 等难加工材料。主要有以下几种： a） 钴高速钢 钴高速钢是在高速钢中加入钴，常用牌 号是W2Mo9Cr4Co8（简称M42），具有良好的综合性能， 允许的切削速度较高，有一定的韧性，可磨削性好，可用 于切削高温合金、不锈钢等难加工材料。
① 普通高速钢 普通高速钢指用来加工一般工程材料的高速钢，常用 的牌号有： a） W18Cr4V（简称W18） 属钨系高速钢，具有较好 的切削性能，是我国最常用的一种高速钢。 b） W6Mo5Cr4V2（简称M2） 属钼系高速钢，碳化物 分布均匀性、韧性和高温塑性均超过W18Cr4V，但其磨削 性能较差，我国目前主要用于热轧刀具，如麻花钻等。 c） W9Mo3Cr4V（简称W9） 是一种含钨量较多，含 钼量较少的钨钼系高速钢。其碳化物不均匀性介于W18和 M2之间，但抗弯强度和冲击韧度高于M2。具有较好的硬度 和韧性，其热塑性也很好，可用于制造各种刀具（如锯条、 钻头、拉刀、铣刀、齿轮刀具等）。
2 常用刀具材料 刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和 超硬材料等五大类。常用刀具材料的主要性能及用途见表 1-1 硬度 抗弯强
种类
常用牌 号 T8A、 T10A T12A HRC （HRA ） 60～64 （ 81 ～ 83） （ W G Pa） 2.45 ～ 2.75 度 热硬性 （°C） 200～ 250
但抗弯强度和冲击韧度降低。主要适于加工切屑呈带状的
钢料等韧性材料。常用牌号有YT30、YT15和YT5等，数字 表示含TiC的百分比。故YT30适于对钢料的精加工和连续
• 测量前，先使量角仪对零，即底座刻度盘 上的小指针指向0；同时扇形刻度盘上的指 针及右侧刻度盘上的指针均指向0，此时， 刀具（杆）的中心线应与扇形刻度盘及指 针垂直 。
1.测量主偏角
• 将刀具放在刀具工作台上， 刀具侧面紧贴定位块侧面， 位置可调整，转动工作台， 使刀具的主切削刃与垂直 扇形刻度盘上的指针平面 贴紧，此时观察刀具安装 转盘左下方的指针所指底 座圆形刻度盘的刻度即为 所需测量的主偏角角度。
切削用量三要素

切削速度 进给量

背吃刀量
切削层参数
金属切削刀具的基本概念
刀具切削部分的构造
其他刀具可看作是车刀的演变和组合
刀具的标注角度
刀具的工作角度
刀具安装高低对工作角度的影响
刀具角度测量
图示为回转工作台式量角台。圆盘形 底盘3在零度线左右方向各有100刻度， 用于测量车刀的主偏角和副偏角，通 过底盘指针读出角度值； 工作台1可绕底盘中心在零刻线左右 100范围内转动；定位块可在平台上 平行滑动，作为车刀的基准；
的切削速度比高速钢提高4～7倍，刀具寿命高5～8倍，是 目前切削加工中用量仅次于高速钢的主要刀具材料。但它
的抗弯强度和韧性均较低，性脆，怕冲击和振动，工艺性
也不如高速钢。因此，硬质合金常制成各种形状的刀片焊 接或夹固在车刀、刨刀、端铣刀等的刀体上使用。
我国目前常用的硬质合金主要有以下三类：
① 钨钴类硬质合金 由WC和Co组成，代号为YG。常温硬度为89～91HRA， 耐热性达800～900℃，适用于加工切屑呈崩碎状的脆性材
第6章 金属切削的基础知识
第一节 金属切削刀具基础
切削运动与切削用量
切削运动

为了切除多余的金属，刀具和工件之间必须有相对运 动，即切削运动。切削运动可分为主运动和进给运动。
切削中 的工件 表面

切削运动

主运动 进给运动 合成切削运动
待加工表面 已加工表面 过渡表面

工件表面

测量片2，有主平面（大平面）、底 平面、侧平面三个成正交的平面组成， 在测量过程中，根据不同的测量要求 可分别用以代表主剖面、基面、切削 平面等。
2
1
3
大扇形刻度盘上有正负45的刻度，用 于测量前角、后角、刃倾角，通过测 量片2的指针指出角度值；立柱上制 有螺纹，旋转升降螺母可调整测量片 相对车刀的上下位置。小扇形刻度盘 用于测量法向角度。
（4）导热性好
W (m K ) ]表示。 刀具材料的导热性用热导率[单位为 热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量就容易传散 出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。
（5） 具有良好的工艺性和经济性 既要求刀具材料本身的可切削性能、耐磨性能、热处 理性能、焊接性能等要好，且又要资源丰富，价格低廉。
测量刃倾角
• 旋转测量片， 即旋转底平面 （基面）使其 与主刀刃重合。 如图所示，测 量片指针所指 刻度值为刃倾 角。
原理
• 确定主切削平面：主切削平面是过主刀刃 与主加工表面相切的平面，在测量车刀的 主偏角时，主刀刃与主平面重合，就使主 平面可以近似地看作主切削平面（只有当 λs =0时，与主加工表面相切的平面才包含 主刀刃），当测量片指针指零时底平面可 作为基面。这样就形成了在主切削平面内， 基面与主刀刃的夹角，即刃倾角。
用于加工高 硬度、高强 度材料（特 别是铁族材 料）
人造 金刚 石
10000H V
0.42 ～ 1.0
700～ 800
硬 度 高 于 CBN， 用 于 有 色 金 极脆 属的高精度、 低粗糙度切 削，也用于 非金属精密 加工，不切 削铁族金属
表1-1常用刀具材料的主要性能及用途
（1） 高速钢 高速钢是一种含钨（W）、钼（MO）、铬（Cr）、钒 （V）等合金元素较多的高合金工具钢。由于合金元素与 碳原子的结合力很强，使钢在550～600℃时仍能保持高硬 度，从而使切削速度比碳素工具钢和合金工具钢成倍提高， 故得名“高速钢”，又名“风钢”或“锋钢”。 高速钢刀具制造工艺简单，容易磨出锋利的刃口，广 泛用于制造切削速度较高、形状复杂的刀具，如钻头、丝 锥、成形刀具、拉刀及齿轮刀具等。 高速钢按化学成分可分为钨系、钼系（含MO2%以上）； 按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢。
（2） 硬质合金
硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC、 NbC、TaC等）作硬质相，用钴、钼或镍等作粘结相，研制 成粉末，按一定比例混合，压制成型，在高温高压下烧结 而成。 硬质合金的常温硬度很高（89～93HRA，相当于78～
82HRC）。耐熔性好，热硬性可达800～1000℃以上，允许