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机械制造类工艺知识培训讲义
2007年5月
2 / 28 一、 刀具方面
１、刀具总述：
金属切削过程的实质是刀具与工件相互作用的过程，其目的是将工件上多余金属切除，并在高效低成本的前提下，使工件满足图纸要求的形状、尺寸精度和表面质量。
切削运动：主运动（只有一个），进给运动（一个或者多个）。
工件上的三表面：待加工表面、已加工表面和过渡表面。
切削用量三要素：切削速度（v）,进给量（f）,背吃刀量（ap）。
⑴刀具的几何参数：
（以普通外圆车刀为例）结构：三面（前刀面、主后刀面、副后刀面）、二刃（主刀刃、副刀刃）、一尖（刀尖）。
前角（γ0）：它决定了切削刃的锋利程度和刃口强固程度。在粗加工时，一般选取小的，精加工时选取大的前角；
后角（α0）：增大后角，可减少刀具磨损，提高表面加工质量，在粗加工时，一般选取小的，精加工时选取大的后角；
此外还有主偏角，副偏角，刃倾角等，这是刀具中比较重要的几种角度参数。
⑵刀具的材料：
必备性能：①高的硬度及耐磨性；②足够的强度及韧性；③高的热稳定性；④良好的物理特性；⑤良好的工艺性；⑥经济性好。
硬度含义：
HB：布氏硬度，应用于铸铁； 3 / 28 HRA：洛氏硬度，应用于刀具；
HRC：洛氏硬度，应用于钢。
常用刀具材料种类：高速钢、硬质合金。
① 高速钢（高速不高速）：强度、韧性、导热性和工艺性好，特别是可以制造复杂的刀具，但硬度、耐磨性和耐热性较差，故用于低速刀具、成型刀具的制造。
② 硬质合金：由高硬、难熔的金属碳化物和金属粘结剂等经过粉末冶金制成的。与高速钢相比有以下特点：硬度高‘耐磨性好，耐热性高，但抗弯强度低，断裂韧性低，因而硬质合金刀具承受切削振动和冲击负荷的能力差。
硬质合金分类：
（P）YT类：加工长切屑（塑性）黑色金属；
（K）YG类：加工短切屑（脆性）黑色金属、有色金属和非金属材料；
（M）YW类：加工长切屑和短切屑黑色金属和有色金属。
教案
课题名称 第二章 金属切削过程§2-1金属切削刀具基础
课次 第（2）次课 课时 2
课型 理论
教学目标 了解刀具材料的性能要求以及常见刀具材料；理解切削运动与切削中的工件表面、刀具角度的概念；掌握切削用量的概念及计算方法、切削层参数的定义及计算方法。
重点、难点及解决方法 重点：切削用量的概念及计算方法、刀具的几何参数
难点：刀具的几何参数
解决方法：对于切削用量部分知识的讲授过程中，采用观看自制动画的方式来帮助学生理解；而在重点（也是难点）的刀具几何参数部分，借助多媒体比较形象的图片以及板书中几何的推导，使学生理解概念，弄清各参数之间的关系。
教学基本
内容与
教学设计 1、组织教学 学生考勤 时间分配：3分钟
2、切削运动与切削中的工件表面 时间分配：10分钟
3、切削用量的概念及计算方法 时间分配：30分钟
4、切削层参数的定义及计算方法 时间分配：10分钟
5、刀具的几何参数 时间分配：30分钟
6、刀具材料的性能要求以及常见刀具材料 时间分配：5分钟
7、本节课小结，布置思考题 时间分配：2分钟
8、布置课下预习内容 时间分配：机动
教学方法 讲授法；启发式
教学手段 多媒体教学
课外学习安排 布置思考题、预习内容
参考资料 《机械制造技术》李华主编，《机械制造技术基础》周宏甫主编
学习效果评测
课外学习
指导安排
教学后记
讲稿
教学内容 备 注
提问：什么是机械加工工艺系统？
第三章 金属切削机床与刀具
本章主要介绍以下内容：
1．金属切削机床的分类、型号和主要技术参数
2．工件表面成形方法与机床运动分析
3．车床与刀具
4．孔加工机床与刀具
5．刨床与插床
6．铣床与铣刀
7．磨床与砂轮
8．齿轮加工机床与齿轮刀具
课时分配：1，一个学时，2，一个学时，3、一个学时，4、5、6、7、8，共一个学时
重点：金属切削机床的分类、型号和主要技术参数；工件表面成形方法
难点：工件表面成形方法与机床运动分析
金属切削机床是用刀具切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”，习惯上简称为机床。机床是机械制造的基础机械，其技术水平的高低，质量的好坏，对机械产品的生产率和经济效益都有重要的影响。金属切削机床诞生到现在已经有一百多年了，随着工业化的发挥咱，机床品种越来越多，技术也越来越复杂。我国第三次工业普查的结果表明，截止到1995年底，我国机床拥有量为383.52万台，其中金属切削机床为298.39万台，已占机床总数的77.80%。
3.1 金属切削机床的分类、型号与主要技术参数
一、机床的分类
机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制定的机床型号编制方法，机床分为11大类：
车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨插床，拉床，锯床和其他机床。
在每一类机床中，又按工艺范围，布局型式和结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。
除了上述基本分类方法外，还有其它分类方法：
1.按照万能性程度，机床可分为：
①通用机床： 这类机床的工艺范围很宽，可以加工一定尺寸范围内的多种类型零件，完成多种多样的工序。如，卧式车床，万能升降台铣床，万能外圆磨床等。 ②专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，只能用于加工不同尺寸的一类或几类零件的一种（或几种）特定工序。如，丝杆车床，凸轮轴车床等。
机械制造技术
主讲人：李爱芝
# 1.切削运动：刀具和工件之间的相对运动。
1. 主运动:
直接切除工件上的切削层，以形成工件新表面的基本运动,
或使工件和刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动O
(1)速度最高，消耗的功率最多;
(2)机床的主运动必须而且只有一个。
2. 进给运动:
不断地把切削层投入切削，以逐渐切削出整个工件表面的运动O
(1) 一般速度较低，消耗功率较少；
(2) 可有一个、两个或多个，可以是连续、或间断的。
# 2.切削用量三要素
切削速度
背吃刀量:
进给量f：（进给速度）
# 3.刀具的标注角度
主剖面参考系（正交平面参考系）组成:
P-P
外圆车刀主、副切削刃上所必须标注的六个基本角度:
© 、入-确定主切削刃位置的角度;
Z° 、％ T确定前刀面与主后刀面在主剖面内位置的角度;
■、匕/ -＞是确定副切削刃位置的角度。
端面车刀
A|HJ 尖头刨刀
ki
+
在基面内度量的角度 K
r
在切削平面度量的角度 &
在正交平面度量的角度 Zo
4. (1-14)常用硬质合金的分类及其性能
(1) K (YG)类:WC—Co类硬质合金
常用牌号:①YG3、YG6、YG8；②YG3X、YG6X
应用:短切屑黑色金属(铸铁)、有色金属、非金属材料。
(2) P (YT)类:WC—TiC—Co类 常用牌号:YT30、YT15^. 丫皿※、YT5.
应用:加工长切屑(塑性)黑色金属(钢)。
(3) M (YW)类:WC—TiC—TaC (NbC) —Co类
常用的牌号:YW1. YW2O
应用:加工铸铁及有色金属,也可用于加工钢f加工淬火钢、
高强度钢、奥氏体钢和高温合金难加工材料。
# 5.切削层参数：在基面内度量的切削层的尺寸。
切削厚度hD
垂直过渡表面测量的切削层尺寸O
切削宽度bD
沿过渡表面测量的切削层尺寸。
切削面积
切削层在基面内的截面面积AD=hD' bD
