教案---车刀

课题： 车 刀

知识与能力 1、了解车刀的材料，知道常用车刀的材料种类等。

2、知道车刀的形成，了解车刀的角度设置的作用与意义。

3、掌握车刀角度的设置的意义。

过程与方法

1、通过制作的视频的放映，让学生知道车刀的形成过程，了解车刀的基本知识。

2、通过制作的车刀角度的视频放映，让学生理解车刀角度的基本意义。

3、采用课件的展示功能，全方位展示车刀角度的基本意义。

情感态度与价值观

1、通过视频的放映，让学生理解车刀形成的过程中，培养学生科学思维的思辨性。

2、通过课件的展示，让学生了解知识的同时，能得到人文关怀的知识的理解。

重点 1、车刀的形成2、车刀的角度

难点 1、车刀的角度的设置意义

2、对车刀材料的基本意义的理解

课型 新授

课时 2

教学用具 75度车刀1把，自制课件一个，自制视频2个

学生用具 75度车刀35把（每人1把）

教学过程

一、检查学生上一个时段学习状况，预习情势。

问：车床的使用在机械加工中应该是什么一个位置？

答：在各类机械加工中，车床的使用应该占到机械加工中一半以上的比例。

问：CA6140，这个符号表示一个什么含义？

答、CA6140是一种车床的一种，是在原C620基础上加以改进而来，C代表车床， A代表改进型号，6代表卧式， 1代表基本型 40代表最大旋转直径，是机械设备制造企业的所需设备之一。

问：CA6140普通卧式车床由哪些部分组成？

答：（1）主轴箱。（2）床鞍和刀架部件。（3）尾座。（4）进给箱。（5）溜板箱。（6）床身。

问：CA6140车床的主要附件有哪些？

答、1、三爪卡盘（用于圆柱形工件），四爪卡盘（不规则工件）2、活顶尖（用于固定加工件）3、中心架（稳定加工件）4、跟刀架

二、新课教学

（一）、引入

插入视频播放，让学生复习巩固上一个时段的学习效果。【1分钟】

“复杂的机器，大都是由各种轴类、套类、盘类、齿轮类和箱类零件等装配而成。这些不同种类的零件是由不同工种的工人分别加工而成的，但是，绝大多数还离不开金属切削加工，切削加工的范围很广，主要包括车外圆、车端面、切断、切槽、车孔、铰孔、车圆锥、车成形面、滚花和车各种螺丝等。如果在车床上装上一些附件和夹具，还可以进行镗削、磨削、研磨和抛光等加工。因此，车削加工在机械制造工业中的地位十分重要的。”

（二）、认识刀具

1、播放视频，让学生知道车床加工中使用的刀具，建立一个初步的基本印象。

应该是根据不同的加工要求，设置刀具，对刀具的选材、角度的设置，粗精车刀具的分开使用等。

2、通过课件的展示功能，让学生明白（1）由刀具的使用功能的命名方法得到的基本名称。

例如，外圆刀、切断刀、端面刀、螺纹刀等。

（2）、由刀具的基本构成命名方法得到的基本名称。

例如，整体式车刀、焊接车刀、机夹式车刀、可转位车刀、成型车刀。

（3）、因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可区分为右手车刀、左手车刀、左侧车刀、右侧车刀、内孔车刀、外圆车刀、内螺纹车刀、外螺纹车刀等。

（三）车刀的材料

1、在车床加工中对车刀材料的要求

（1）、高的硬度和耐磨性

（2）、足够的强度和韧性

（3）、良好的耐热性和导热性

（4）、一定的抗黏结性

（5）、良好的化学稳定性

（6）、良好的工艺性和经济性

2、常用刀具材料的种类与用途

第一类、碳素工具钢，

（1）、构成 含碳量在0.7-1.35％之间的铁碳合金，经过淬火和低温回火以后，性能表现为常温下可达HRC60-63，但高于200℃时，失去原来的硬度。

（2）、用途，手动工具，例如，制造锉刀、受用铰刀等。

（3）、常用牌号有T10（碳10）、T10A、T12、T12A等。

第二类、低合金工具钢，

（1）、构成 是在碳素工具钢的基础上，加入少量的合金元素而得到的钢种，

（2）、性能 硬度达到HRC61-65，耐热温度达到300℃。主要用于制造机用铰刀、拉刀等低速运行刀具。

（3）、牌号9SiCr（9硅铬）、CrWMn（铬钨锰）等

第三类、高速钢（锋钢、白条钢）

（1）、构成

（2）、性能 硬度可以达到HRC62-65，耐热温度可以达到550-650℃，切削速度可以使碳素工具钢的2-4倍。主要是用来制造钻头、铣刀、齿轮加工刀具等

（3）、牌号 W18Cr4V（钨18铬4钒，简称为“1841”）、W6MoCr4V2（钨6钼5铬4钒2，简称为“6542”）

（3）、用途 制造钻头、铣刀、齿轮刀具等

第四类、硬质合金

（1）、构成 是由碳化钨、碳化钛和钴等粉末压制成型以后在烧结而成。

（2）、性能 硬度达到HRA86-93（相当于HRC69-81），耐人温度达到850-1000℃。耐磨、耐高温、使用寿命长，是目前主要使用的材料之一。

（3）、牌号

A、钨钴类（YG），YG3（钨钴3，数字越大说明含钴的量越大）、YG6、YG8 用途 用于加工铸铁、青铜等脆性材料。

B、钨钴钛类（YT），YT5（钨钴钛5，数字越大说明含碳化钛的量越大）、YT15、YT30；

用途 用于加工碳钢、合金钢等韧性材料。

第五类、陶瓷

（1）、构成 主要成分是三氧化二铝

（2）、性能 硬度达到HRA86-96（相当于HRC69-83），耐热温度达到1200℃，

（3）、用途 主要用于精加工

第六类、其他材料简介

（1）、新型硬质合金

新型硬质合金是在上述两类硬质合金的基础上，添加某些碳化物而使其性能得以提高的。

如在YG类中添加碳化钽（TaC）、碳化铌（NbC），可提高硬度和耐磨性，同时还可提高合金的高温硬度、高温强度、抗氧化能力，而韧性不变，如YG6A、YG8N、YG8P3等

如在YT类中添加合金，可提高抗弯强度、冲击韧性、耐热性、耐磨性及高温强度、抗氧化能力等。

应用：既可加工钢料，又可加工铸铁和有色金属，被称为通用合金或万能硬质合金。

常用牌号有：YW1、YW2、YW3

（2）、涂层刀具材料

硬质合金或高速钢刀具通过化学或物理方法在其上表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，而又不降低其韧性。

对刀具表面涂覆的方法有两种：

化学气相沉积法（ＣＶＤ法），适用于硬质合金刀具；

物理气相沉积法（ＰＶＤ法），适用于高速钢刀具。

涂层材料可分为 TiC 涂层、TiN 涂层、TiC 与 TiN 涂层、Al2O3涂层等。 TiC 的韧性和耐磨性好；

TiN 的抗氧化、抗粘结性好；

Al2O3 的耐热性好。

使用时可根据不同的需要选择涂层材料。

（3）、立方氮化硼

这是人工合成的超硬刀具材料，由立方氮化硼（白石墨）在高温高压下转化而成的，其硬度可达 7300～9000HV，仅次于金刚石的硬度，热稳定性好，耐热温度可达 1300～1500℃高温，有很高的化学稳定性，与铁族材料亲和力小。有较好的可磨性，抗弯强度与韧性略低于硬质合金。但强度低，焊接性差。一般用于高硬度（如淬火钢、冷硬铸铁、高温合金）和一些难加工材料的半精加工和精加工。刀具材料的选用应对使用性能、工艺性能、价格等因素进行综合考虑，做到合理选用。例如，车削加工 45 钢自由锻齿轮毛坯时，由于工件表面不规则且有氧化皮，切削时冲击力大，选用韧性好的 K 类（钨钴类）就比 P 类（钨钴钛类）有利。又如车削较短钢料螺纹时，按理要用YT，但由于车刀在工件切入处要受冲击，容易蹦刃，所以一般采用 YG比较有利。虽然它的热硬性不如 YT，但工件短，散热容易，热硬性就不是主要矛盾了。

（4）、人造金刚石

它是碳的同素异形体，分人造和天然两种，做切削刀具的材料，大多数是人造金刚石，其硬度极高，是目前最硬的刀具材料，显微硬度可达10000HV（硬质合金仅为 1300～1800 HV）。其耐磨性是硬质合金的 80～120倍，与金属摩擦系数很小，切削刃极锋利，能切下极薄切屑。有很好的导热性，较低的热膨胀系数。但它的耐热温度较低，在 700～800℃时易脱碳，失去硬度，韧性差，抗弯强度低,对振动敏感，对铁族材料化学亲和力大。因此一般不宜加工钢材等黑色金属，主要用于玻璃纤维塑料、硬橡胶、石墨、陶瓷、非金属等及硬质合金等有色金属等材料的高速精加工、超精加工以及作磨具、磨料用。

（四）、刀具的基本构成

（一）、车刀刀具各部分结构

它主要由以下各部分组成：

1、前刀面A 它是刀具上切屑流过的表面。

2、主后刀面A 切削时，与工件上过渡表面相对的表面。

3、副后刀面/A 切削时与工件上已加工表面相对的表面。

4、主切削刃 前刀面与主后刀面相交的空间交线。

5、副切削刃 它是前刀面与副后刀面相交的空间交线。

6、刀尖 车刀的前面、主后刀面与副后刀面，三面汇交的一个点。也可理解为主、副切削刃相交的一个刃部位。为了提高刀尖的强度和耐用度往往把刀尖刃磨成圆弧形和直线形的过渡刃。

俗称“三面两刃一刀尖”

插入车刀具形成的动画，这是自制的一部分，效果很好，但是不是十分具有美观效果，一定具备使用效果。具体的描述由一个坯料，通过多次切割的形式，逐步得到一个外圆车刀的实际发生过程。其中包含刀具的角度。

1、车削过程中工件上形成的三个表面即已加工表面、待加工表面与过度表面。

（五）、车刀的角度

车削过程中工件上形成的三个表面即已加工表面、待加工表面与过度表面。

三、课堂练习

1、观察手中的车刀，每一个部分的形成。

2、观察大型车刀模型，了解各个基本平面的空间位置关系。 名称 定义 角度名称 定义

基面rp 通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度的方向的平面。 前角0 前刀面与基面之间的夹角

切削平面sp 通过切削平面上一个选定点，与切削刃相切，并且垂直于该点基面的平面。 后角0 后面与切削平面之间的夹角。

主剖面0p 通过切削刃的一个选定点，同时垂直于基面与切削平面的平面。 楔角0 前面与后面之间的夹角，它是个派生角。 它与前角、后角有如下的关系：)(900000

法剖面 通过切削刃上的选定点与主切削刃或其切线相垂直的平面。 主偏角r 主切削刃与进给方向之间的夹角

进给剖面 通过切削刃的一个选定点，基面相垂直，并且平行于进给方向的平面。 副偏角/r 主切削刃与进给方向相反的方向之间的夹角

切深剖面 通过切削刃上一个选定点，同时垂直于基面和进给剖面平面。（红字部分本节课不涉及） 刃倾角s 主切削刃与基面之间的夹角