學期授課計劃（封面）2013學年度第學期課程名稱課程性質任課教師授課班級專業教材名稱教材版本依據大綱名稱本課程重點與難點授課計劃編寫說明本學期計劃學時數按校歷規定計算共學時教學周審閱意見（簽章）周課時授課安排講課教研組長實訓測驗專業主任習題課教務主任復習課機動分管校長合計學期授課計劃（內頁）課次周次授課章節及內容摘要課時作業說明課題制造技術與社會發展課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：對目前制造技術與零件這一基本要素大概了解過程與方法目標：通過觀察幻燈中制造技術與社會發展的關系，了解加工制造業的重要性情感與價值觀目標：培養學生對于制造業的興趣教學重點制造技術與社會發展教學難點制造業的作用教學媒體黑板，電腦大屏幕教學方法頭腦風暴法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：國家的大部分財富來自哪里？學生分組討論了解制造業的重要性其他教學活動其他教學活動一、提問：什么是加工制造業？二、制造業推動人類進步的作用體現在哪里？三、制造業對社會的經濟發展的意義體現在什么地方？四、中國制造業和發達國家的差距體現在哪里？五、制造業的基礎是什么？解讀零件和產品的區別學生搜索身邊認為是制造業的內容。學生指出典型的制造業改變世界的案例。學生指出制造業的弊端學會區別制造業和服務業評價與小結課后任務課后反思：課題金屬切削加工基本定義課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：1.了解切削運動的主次運動及形成表面2.刀具切削時工作面的角度過程與方法目標：通過教師在黑板上舉例不同切削過程，學生掌握主運動和進給運動的區別。情感與價值觀目標：培養學生對機床加工過程中現象的興趣教學重點切削運動教學難點刀具幾何角度教學媒體黑板，刀具實體教學方法舉例法，展示法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：什么是金屬切削加工？回答：使用具有一定幾何形狀的刀具，切入工件一定深度，使刀具和工件之間產生相對運動來實現的。學生回答問題分辨切削與成型加工其他教學活動其他教學活動一、切削運動：1、切削運動分類：車削、銑削、鉆削、鏜削、刨削、磨削、齒輪、鉗工2.切削加工特點及應用：工件精度高、生產率高、適應性好但凡要求具有一定幾何尺寸精和表面粗糙度的零件。3.切削運動：n-主運動：切下切屑時所必須的基本運動、最主要的運動f-進給運動：被切削的金屬層不斷投入切削、以便切除工件表面上全部余量的運動。4.各種切削過程的舉例：5.切削三要素：切削用量是切削加工中切削速度、進給量和背吃刀量（切削深度）的總稱。切削速度υc：切削加工時，切削刃上選定點相對于工件的主運動的速度。單位為m/s或m/min。主運動是旋轉時，最大切削運動是：進給量f：是指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。當主運動是回轉運動時，進給量指工件或刀具每回轉一周，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mm/r；當主運動是直線運動時，進給量指刀具或工件每往復直線運動一次，兩者沿進給方向的相對位移量，單位為mm/str或mm/單行程；對于多齒的旋轉刀具（如銑刀、切齒刀），常用每齒進給量fz，單位為mm/z或mm/齒。它與進給量f的關系為f=zfz進給速度υf：指切削刃上選定點相對工件進給運動的瞬間時速度，單位為mm/s或m/min。車削時進給運動速度為：υf=nf背吃刀量（切削深度）ap：在基面上，垂直于進給運動方向測量的切削層最大尺寸（已加工表面與待加工表面間的垂直距離）。外圓車削的背吃刀量：ap＝（dw-dm）/2合成切削運動：由主運動和進給運動合成的運動。合成切削速度υe：切削刃上選定點相對于工件的合成運動的瞬時速度。υe＝υc+υf評價與小結課后任務課后反思：課題刀具切削部分的幾何角度課型理論教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：了解車刀切削部分及刀具的靜止角度過程與方法目標：通過對車刀的各個面分析，學生學會刀具各面的作用并理解前后角的作用。情感與價值觀目標：對車刀有一個形象的概念，便于日后的操作認識。教學重點車刀的組成，刀具角度教學難點車刀的各種靜止角度教學媒體刀具實體、多媒體教學方法展示法，舉例法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：切削加工過程中，刀具起著非常重要的作用。那么刀具又有哪些部分來組成呢？其他教學活動其他教學活動新課教學：一、刀具切削部分：外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又稱刀頭）組成可用一句話總結：“三面兩刃一尖”。前面（前刀面）Aγ：刀具上切屑流過的表面。主后面（后面）Aα：與工件過渡表面相對的表面。副后面Aα’：與已加工表面相對的表面。主切削刃S：前刀面與主后刀面的交線。它完成主要的切削工作。副切削刃S’：前刀面與副后刀面的交線。它配合主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。刀尖（過渡刃）：主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃。它可以是小的直線段，折線段，或圓弧。二、正交平面參考系：由以下三個在空間相互垂直的參考平面構成。切削平面PS：包含有切削刃選定點的切線與切削速度向量的平面?；鍼r：通過切削刃選定點且垂直于切削速度向量的平面。正交平面Po：是過切削刃選定點，并垂直于切削平面PS與基面Pr的平面。三、刀具靜止角度的基本定義：前角γo：在正交平面內測量的前刀面與基面之間的夾角。前角表示前刀面的傾斜程度，有正、負和零值之分，其符號規定如圖所示。后角αo：在正交平面內測量的主后刀面與切削平面之間的夾角。后角表示主后刀面的傾斜程度，一般為正值。主偏角κr：在基面內測量的主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角。主偏角一般為正值。刃傾角λs：在切削平面內測量的主切削刃與基面之間的夾角。當主切削刃呈水平時，λs=0；刀尖為主切削刃最低點時，λs＜0；刀尖為主切削刃上最高點是，λs＞0。

副偏角κr’：在基面內測量的副切削刃在基面上的投影與進給運動反方向的夾角。副偏角一般為正值。副后角αo’：在正交平面內測量的副后刀面與切削平面的夾角。在正交平面參考系中，需要6個獨立角度κr、γo、αo、λs、κr’和αo’確定一把刀具切削部分的幾何形狀。評價與小結課后任務課后反思：課題刀具的合理選擇課型理論教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：掌握刀具幾何參數的合理選擇方法過程與方法目標：通過教師對前后角增大、減小的舉例，學生掌握角度變化對切削過程產生的影響。情感與價值觀目標：培養一定的空間想象能力，學會觀察刀具。教學重點前后角對切削加工過程的影響教學難點不同材料切削如何選擇前后角教學媒體黑板、多媒體教學方法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：在明確了刀具的角度后，就要想在具體的使用過程中，怎樣才能合理的選擇？其他教學活動其他教學活動一、刀具的幾何參數合理選擇：指在保證加工質量的前提下，選擇能提高切削效率，降低生產成本，獲得最高刀具耐用度的刀具幾何參數。1.刀具幾何參數內容：刀具幾何角度（前角、后角、主偏角）刀面形式（平面、帶倒棱）切削刃形狀（直線型、圓弧型）2.選擇示范：1）前角和前刀面的選擇在選擇刀具前角時，首先保證刀刃鋒利，同時要兼顧刀刃的強度和耐用度。刀具材料強度和韌性大的材料可以選擇大的前角，而脆性刀具甚至取負的前角。B．工件材料加工鋼件等塑性材料時，切屑沿前刀面流出時，與前刀面接觸長度較長，壓力、摩擦較大，為減小變形與摩擦，采用大的前角。加工脆性材料時，切屑為顆粒崩碎狀，與刀具接觸長度較短，切削力主要集中在切削刃附近，受沖擊時容易產生崩刃，因此刀具前角相對塑性材料取得小些，以提高刀具強度。C.加工條件粗加工時，一般選擇較小的前角（切削量較大，要保證安全）精加工的時候，一般取較大的前角，以減少工件變形與表面粗糙度。（切削量較小，減少摩擦）評價與小結課后任務課后反思：課題主偏角、副偏角的選擇課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：掌握主偏角、副偏角的合理選擇過程與方法目標：通過教師板書、講解，學生理解主副偏角的定義并能初步掌握合理選擇角度。情感與價值觀目標：在刀具實體上學會觀察并判斷各種角度教學重點主偏角、副偏角改變產生的影響教學難點車刀若不對準中心線會產生的影響教學媒體黑板、多媒體、車刀實體教學方法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：主偏角、副偏角主要起什么作用呢？其他教學活動其他教學活動一、主偏角的選擇原則：主要根據加工條件和工藝系統剛性來選擇主偏角的選擇1）根據工藝系統剛性選?。汗に囅到y剛性較好時（工件長徑比lw/dw<6），應選取較小的主偏角；當工藝系統剛度不足時（工件長徑比lw/dw=6-12），或帶有沖擊性的切削應選取較大的主偏角。2）根據工件材料選?。寒斍邢鲝姸群陀捕容^高的材料時，應選取較小的主偏角。3）根據加工條件選取：粗加工時，應選取較大的主偏角；單件小批生產或加工帶臺階和倒角的工件時，常選取通用性較好的車刀κr＝45°，以提高生產率。副偏角的選擇原則是：在不影響摩擦和振動的條件下，應選取較小的副偏角。副偏角的選擇1）根據工件材料選取當切削強度和硬度較高的材料或斷續切削時，應選較小的副偏角；刀尖強度增大，散熱面積增大，提高刀具耐用度。當切削塑性和韌性較大的材料時，應選較大的副偏角；2）根據加工條件選取粗加工時，應選取較大的副偏角；精加工時，應選取較小的副偏角。將可降低殘留物面積的高度，提高理論表面粗糙度值。3）根據工藝系統剛性選取工藝系統剛性較好時，應選取較小的副偏角；副偏角太小會使刀具副后刀面與工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振動。當工藝系統剛度不足時，應選取較大的副偏角。評價與小結課后任務課后反思：課題切削三要素和切削層參數課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：了解切削三要素的內容，掌握計算方法和彼此關系過程與方法目標：通過視頻，學生了解切削過程，并能對切削三要素的形成過程進行掌握。通過教師的演示、舉例，學生能夠掌握各自的計算方法。情感與價值觀目標：培養學生對微觀切削過程的興趣教學重點切削三要素教學難點切削層參數教學媒體黑板、ppt、多媒體視頻教學方法觀察法、舉例演示法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入其他教學活動其他教學活動切削三要素αp、f、Vc1.切削深度αp：已加工表面與待加工表面間垂直距離2.進給量f：工件每旋轉一周，車刀沿進給方向前進的距離3.切削速度Vc：切屑相對刀具上某一點移動的速度Vc∝n,Vc∝dVc=∏dn/1000例一d=20mmn=1500r/min求Vc解：Vc=∏dn/1000=3.14*20*1500/1000=94.2(m/min)在實際加工中已知切削速度，然后求轉速n的大小。例二、已知Vc=180m/mind=30mm求：n=?解：由Vc=∏dn/1000n=1000Vc/∏d=1000*180/(3.14*30)=1910r/min說明：碳鋼f=0.18時Vc=260-290m/min切削層參數切削層：是指在切削過程中，由刀具在切削部分的一個單一動作（或指切削部分切過工件的一個單程，或指只產生一圈過渡表面的動作）所切除的工件材料層切削層。切削層參數：是指切削層的截面尺寸，它決定刀具所承受的負荷和切屑的尺寸大小，一般在基面內度量和觀察切削層公稱厚度hD：垂直于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數。（簡稱切削厚度）hD=fsinκr切削層公稱寬度bD：平行于正在加工的表面（過渡表面）度量的切削層參數。（簡稱切削寬度）bD=ap/sinκr切削層公稱橫截面積AD：在切削層參數平面內度量的橫截面積。（簡稱切削面積）AD=hDbD=apf上述公式中可看出：hD、bD均與主偏角有關，但切削層公稱橫截面積AD只與hD、bD或f、ap有關。評價與小結課后任務-練習：鋁件由Ф30一刀車至Ф26選取Vc=300m/min求：n=?αp=？解：αp=（30-26）/2=2mmn=1000Vc/∏d=1000*300/(3.14*30)=3185r/min課后反思：課題刀具材料的基本要求課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：理解刀具材料應當具備哪些要求過程與方法目標：通過教師的舉例、對比，學生理解較普通材料而言，刀具應當具備的特性。情感與價值觀目標：對刀具的性能產生好奇與興趣，為車間實訓時愛護刀具打下情感基礎。教學重點刀具應當具備的性能教學難點耐熱性和導熱性在刀具上體現教學媒體黑板、ppt教學方法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：在切削過程中，會產生哪些現象呢？回答：切削力、切削熱、沖擊和振動提問：刀具面對這些現象，應該具有怎樣的性能呢？其他教學活動其他教學活動新課教學：刀具材料一般是指刀具切削部分的材料在切削過程中，刀具擔負著切除工件上多余金屬以形成已加工表面的任務。刀具的切削性能好壞，取決于刀具切削部分的材料、幾何參數以及結構的合理性等。刀具材料對刀具壽命、加工生產效率、加工質量以及加工成本都有很大影響，因此必須合理選擇。刀具材料的發展受著工件材料發展的促進和影響。刀具材料應具備的性能1. 高的硬度和耐磨性2. 足夠的強度和韌性3. 高的耐熱性（熱穩定性）4. 良好的物理特性5. 良好的工藝性6. 經濟性高的硬度和耐磨性：硬度是刀具材料應具備的基本特性。刀具要從工件上切下切屑，其硬度必須比工件材料的硬度大。切削金屬所用刀具的切削刃的硬度，刀具材料常溫硬度一般要求大于60HRC。耐磨性是材料抵抗磨損的能力。一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。組織中硬質點（碳化物、氮化物等）的硬度越高，數量越多，顆粒越小，分布越均勻，則耐磨性越高。但刀具材料的耐磨性實際上不僅取決于它的硬度，而且也和它的化學成分、強度、顯微組織及摩擦區的溫度有關。足夠的強度和韌性：為承受切削負荷、振動和沖擊，刀具材料必須具備足夠的強度和韌性。高的耐熱性（熱穩定性）：耐熱性是衡量刀具材料切削性能的主要標志。它是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性的性能。刀具材料的高溫硬度愈高，則刀具的切削性能愈好，允許的切削速度也愈高。除高溫硬度外，刀具材料還應具有在高溫下抗氧化的能力以及良好的抗粘結和抗擴散能力，即刀具材料應具有良好的化學穩定性。良好的物理特性：刀具材料應具備良好的導熱性、大的熱容量以及優良的熱沖擊性能。良好的工藝性能：為便于刀具制造，要求刀具材料具有良好的工藝性能，如鍛造性能、熱處理性能、高溫塑性變形性能、磨削加工性能等等。經濟性：經濟性是刀具材料的重要指標之一。刀具材料的發展應結合本國資源。有的刀具（如超硬材料刀具）雖然單件成本很貴，但因其使用壽命很長，分攤到每個零件的成本不一定很高。因此在選用時要考慮經濟效果。此外，在切削加工自動化和柔性制造系統中，也要求刀具的切削性能比較穩定和可靠，有一定的可預測性和高度的可靠性。評價與小結課后任務課后反思：課題刀具材料課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：掌握高速鋼和硬質合金的分類及各自的優勢過程與方法目標：通過觀察表格，大家分組討論，學生掌握各種刀具材料的分類。情感與價值觀目標：培養學生對刀具的興趣，為日后操作機床打下情感基礎。教學重點硬質合金中合金元素的作用教學難點各種不同材料的應用場合教學媒體黑板、ppt、多媒體視頻教學方法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：在常規切削中，有哪些刀具種類？材料中添加了什么元素才能讓刀具具有超凡的性能？其他教學活動其他教學活動一、常用刀具材料工具鋼：包括碳素工具鋼（如T10A、T12A）、合金工具鋼（如9SiCr、CrWMn）高速鋼硬質合：有鎢鈷類硬質合金、鎢鈦鈷類硬質合金和鎢鈦鉭（鈮）類硬質合金。陶瓷超硬刀具材料：金剛石及立方氮化硼等。碳素工具鋼和合金工具鋼因耐熱性低而常用于手工工具。陶瓷、金剛石及立方氮化硼目前僅用于超硬工件的加工。目前最常用的是高速鋼和硬質合金。二、高速鋼它是一種加入較多鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金鋼。1）高速鋼的分類按用途可分為：通用高速鋼和高性能高速鋼。按制造工藝可分為：熔煉高速鋼、粉末冶金高速鋼和表面涂層高速鋼。按基本化學成份可分為：鎢系和鎢鉬系。2）粉末冶金高速鋼粉末冶金高速鋼是用高壓氬氣或純氮氣霧化熔融的高速鋼鋼水而得到細小的高速鋼粉末，然后再熱壓鍛軋制成。三、硬質合金硬質合金是由高硬度和高熔點的金屬碳化物（碳化鎢WC、碳化鈦TiC、碳化鉭TaC、碳化鈮NbC等）和金屬粘結劑（Co、Mo、Ni等）用粉末冶金工藝制成。1）硬質合金分類：P類，用于加工長切屑（塑性）黑色金屬。相當我國YT類硬質合金；K類，用于加工短切屑（脆性）黑色金屬、有色金屬和非金屬材料。相當于我國的YG類；M類，可加工長切屑和短切屑黑色金屬和有色金屬。相當于我國的YW類。K類：鎢鈷類硬質合金代號為YG。這類合金是由WC和Co組成。2）硬質合金的選用YG類硬質合金主要用于加工鑄鐵、有色金屬及非金屬材料。YT類硬質合金適于加工鋼料。YW類硬質合金則主要用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料。硬質合金中含鈷量增多（WC、TiC含量減少）時，其抗彎強度和沖擊韌度增高（硬度及耐熱性降低），適合于粗加工。含鈷量減少（WC、Tic含量增加）時，其硬度、耐磨性及耐熱性增加（強度及韌性降低），適合于作精加工用。在加工含鈦的不銹鋼（如1Cr18Ni9Ti）和鈦合金時，不宜采用YT類硬質合金。評價與小結課后任務課后反思：課題特殊刀具材料課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：理解四種特殊刀具材料的優缺點過程與方法目標：通過列表舉例不同材料的性能，學生理解各自的優缺點情感與價值觀目標：所有的刀具并非完美，希望學生明白實物的兩面性教學重點刀具的優點及性能的排名次序教學難點造成刀具性能優勢的原因教學媒體ppt，黑板教學方法講解教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：除了常見的刀具，例如高速鋼等刀具，還有什么其他的特殊刀具？他們的性能有怎樣的特點？其他教學活動其他教學活動一、陶瓷刀具材料以氧化鋁或以氮化硅為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結而成的一種刀具材料。優點：硬度高，耐磨性、耐高溫性能好，有良好的化學穩定性和抗氧化性，與金屬的親合力小、抗粘結和抗擴散能力強；缺點：脆性大、抗彎強度低，沖擊韌性差，易崩刃，所以使用范圍受到限制；可用于鋼、鑄鐵類零件的車削、銑削加工。二、金剛石刀具材料碳的同素異形體，在高溫、高壓下由石墨轉化而成，是目前人工制造出的最堅硬物質。優點：由于硬度極高，其顯微硬度達到10000HV，耐磨性好，切削刃口鋒利，刃部表面摩擦系數較小，不易產生粘結或積屑瘤。缺點：熱穩定性差，切削溫度超過700～800℃時，就會完全失去其硬度；強度低，脆性大，對振動敏感，只宜微量切削，與鐵有強烈的化學親合力，不能用于加工鋼材?？捎糜诩庸び操|合金、陶瓷等硬度達65～70HRC的材料；也可用于加工高硬度的非金屬材料，如玻璃等；還可加工有色金屬，如鋁硅合金材料以及復合難加工材料的精加工或超精加工。三、立方氮化硼立方氮化硼（CBN）是一種人工合成的新型刀具材料，它由六方氮化硼在高溫、高壓下加入催化劑轉化而成。特點：它有很高的硬度（其顯微硬度為8000～9000HV）及耐磨性，熱穩定性好，化學惰性大，與鐵系金屬在1300℃時不易起化學反應，導熱性好，摩擦系數低?？捎糜诟邷睾辖稹⒗溆茶T鐵、淬硬鋼等難加工材料的加工。評價與小結課后任務課后反思：課題金屬切削基本規律課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：理解金屬切削所發生的過程及各種切屑形態形成的過程過程與方法目標：通過觀察圖片，分析各種切屑形態，掌握積屑瘤的特點情感與價值觀目標：培養學生學會觀察，比較和總結現象后的規律教學重點四種切屑形態及積屑瘤的特點和影響教學難點三個變形區的形成過程教學媒體PPT，黑板教學方法舉例法，頭腦風暴法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：金屬材料在被切削時，內部有什么樣的變化呢？其他教學活動其他教學活動金屬切削過程的變形一、變形區的劃分第Ⅰ變形區：即剪切變形區，從OA線開始發生塑性變形到OM線晶粒的剪切滑移基本完成，金屬剪切滑移，成為切屑。第Ⅱ變形區：靠近前刀面處，切屑排出時受前刀面擠壓與摩擦，產生纖維化。第Ⅲ變形區：已加工面受到后刀面擠壓與摩擦，產生變形。二、兩個摩擦區粘結區：高溫高壓使切屑底層軟化，粘嵌在前刀面高低不平的凹坑中，形成長度為lfi的粘接區。切屑的粘接層與上層金屬之間產生相對滑移，其間的摩擦屬于內摩擦?；瑒訁^：切屑在脫離前刀面之前，與前刀面只在一些突出點接觸，切屑與前刀面之間的摩擦屬于外摩擦。三、積屑瘤在切削速度不高而又能形成連續性切削的情況下，加工一般鋼料或其它塑性材料時，常常在前刀面切削處粘著一塊剖面有時呈三角狀的硬塊。它的硬度很高，通常是工件材料的2～3倍，在處于比較穩定的狀態時，能夠代替刀刃進行切削。這塊冷焊在前刀面上的金屬稱為積屑瘤或刀瘤。四、積屑瘤積屑瘤是如何產生？積屑瘤對切削過程的影響？防止積屑瘤的辦法？影響切削變形的主要因素？工件材料刀具角度切削用量切屑類型評價與小結課后任務課后反思：課題切削力課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：理解切削過程產生的力和各分力產生的影響過程與方法目標：通過畫圖逐個分解切削力，學生掌握個方向上產生的分力情感與價值觀目標：學生使用多個途徑去理解事物，養成多角度思考的習慣教學重點影響切削力的因素教學難點刀具產生的三個方向分力各自的作用教學媒體黑板，多媒體教學方法分析法，畫圖舉例法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：在切削過程中，又有鐵屑產生，會有發熱，會有變形，還會有振動，那么產生振動的原因是什么呢？其他教學活動其他教學活動金屬切削時，刀具切除工件上的多余金屬所需要的力，稱為切削力。一、切削力的來源：克服工件材料彈性變形的力?？朔ぜ牧纤苄宰冃蔚牧??？朔丁肌⒌丁そ佑|面之間的摩擦力。二、切削合力及其分解作用在刀具上的切削合力Ｆ可分解為常用的相互垂直的三個分力：Fc（Fz）—主切削力或切削力，是切削合力在主運動方向上的投影，其方向垂直于基面。Fc是計算切削功率的主要力，也是設計機床零件和計算刀具強度的重要依據。Fp（Ｆy）—背向力或切深抗力，它在基面內并與進給方向垂直。Fp使工件產生彎曲變形并可能引起振動。Ff（Ｆx）—進給抗力或進給力，它在基面內并與進給方向平行。Ff是設計進給機構和計算進給功率的依據。三、影響切削力因素1.切削用量背吃刀量ap和進給量ｆ：ａp和ｆ增加時，切削面積增加，切削力增加；ap增加時變形系數不變，切削力按正比關系增加；ｆ增加時變形系數減小，因此，切削力不按正比關系增加；ｆ對切削力的影響比ap的影響小。切削速度：切削速度對切削力的影響規律與對切屑變形的影響基本相同。切削塑性金屬時，在積屑瘤區，由于積屑瘤現象使刀具實際前角增大，切屑變形減小，切削力減小。在無積屑瘤時，隨υ的增加，切削力減小。切削脆性金屬時，υ增加，切削力略有減小。2.工件材料工件材料的強度、硬度越高，雖然切屑變形略有減小，但總的切削力還是增大的。工件材料的化學成分不同，如含碳量多少，是否含有合金元素等，切削力不同。熱處理狀態不同，切削力也不同。材料硬化指數不同，切削力也不同。如不銹鋼硬化指數大，切削力大；銅、鋁、鑄鐵及脆性材料硬化指數小，切削力就小。3.刀具幾何參數的影響前角：前角對切削力影響較大。當切削塑性金屬時，切削力隨前角增加而減小。加工脆性金屬時前角對切削力影響不明顯。主偏角：主偏角κr對主切削力影響不大，對吃刀抗力和進給抗力影響顯著（κr↑—Fp↓，Ff↑）刃傾角：刃傾角λs對主切削力影響不大，對吃刀抗力和進給抗力影響顯著（λs↑—Fp↓，Ff↑）刀尖圓弧半徑rε：對主切削力影響不大，對吃刀抗力和進給抗力影響顯著（rε↑—Fp↑，Ff↓）；負倒棱對切削力的影響：在鋒利的切削刃上磨出負倒棱，可以提高刃口強度，從而提高刀具使用壽命。負倒棱導致切削變形增加，切削力增大。4.其他因素影響刀具材料：與工件材料之間的親和性影響其間的摩擦，而影響切削力；通常按立方氮化硼，陶瓷，涂層硬質合金，高速鋼的順序切削力依次增大。切削液：有潤滑作用，使切削力降低；后刀面磨損：使切削力增大，對吃刀抗力Fp的影響最為顯著。評價與小結課后任務課后反思：課題切削熱課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：了解切削熱的產生和傳出，理解切削溫度在刀具上的分布情況，掌握影響切削溫度的主要因素。過程與方法目標：通過觀察各種圖片，觀看切削視頻，學生歸納總結出切削溫度在刀具上的分布情況。情感與價值觀目標：培養學生學會觀察，歸納總結的能力與習慣。教學重點影響切削溫度的主要原因教學難點溫度在刀具的分布情況教學媒體多媒體，黑板教學方法頭腦風暴法，歸納總結法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：在切削過程中，我們來看一下熱成像過程，大家來看看有什么現象？其他教學活動其他教學活動一、切削熱的來源及傳出切削熱來源：來源于三個變形區，即切屑的變形功和前、后刀面的摩擦功。切削熱量Q：切削過程中消耗的功率98～99%轉換為熱能，Q＝FCυc切削熱的傳散：切削熱主要由切屑、工件、刀具以及周圍介質傳出。二、切削溫度測定及分布什么是切削溫度：指前刀面與切屑接觸區內的平均溫度。它由切削熱的產生和傳出的平衡條件所決定，產生的熱越多，傳出的熱越慢，切削溫度越高，反之，切削溫度越低。切削溫度的測量：自然熱電偶法、人工熱電偶法。三、影響切削溫度的主要因素1.切削用量：切削速度對切削溫度影響最大，進給量f對切削溫度的影響次之，背吃刀量ap對切削溫度的影響最小。2.刀具幾何參數前角：前角對切削溫度的影響主要是依據其對變形和摩擦的影響。前角增大，變形減小，切削溫度降低。但當γ0大于18°～20°時，雖然變形小產生熱量少，但散熱條件惡化，故切削溫度不但不降低，反而有可能升高。3.主偏角：主偏角對切削溫度的影響主要是依據其對切削刃工作長度和刀尖角變化的影響。當主偏角減小時，bD增加，而hD減小，同時刀尖角εr增大，總的散熱條件改善，故切削溫度減小。4.工件材料工件材料對切削溫度的影響取決于其強度、硬度、導熱性等。合金鋼強度高，比普通鋼消耗功率大，而且導熱系數小，散熱性差，故切削溫度高。切削脆性材料時由于形成崩碎切屑，變形與摩擦都小，故切削溫度低。5.切削液切削液熱導率、比熱容、流量越大，溫度越低6.刀具磨損刀具磨損較嚴重時，刀具刃口變鈍，切屑變形增大，同時后刀面與工件之間摩擦增大，二者均使切削熱增加，切削溫度升高。刀具磨損是影響切削溫度的主要因素。掌握了切削溫度的變化規律，就可以控制刀具的磨損和已加工表面的質量。切削溫度對工件、刀具和切削過程的影響高切削溫度是刀具磨損的主要原因它將限制生產率的提高切削溫度還會使加工精度降低使已加工表面產生殘余應力以及其它缺陷評價與小結課后任務課后反思：課題刀具磨損課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：了解刀具磨損的形態，掌握刀具磨損的原因過程與方法目標：通過觀察PPT中圖片上刀具的磨損位置，學生掌握可能發生在刀具損傷的位置。情感與價值觀目標：學生學會觀察并會愛護使用刀具教學重點掌握刀具磨損的原因教學難點影響刀具壽命的原因教學媒體Ppt，刀具實體教學方法舉例法，圖片展示法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：大家看這些受傷的刀具，猜測一下它們被破壞的原因？其他教學活動其他教學活動刀具磨損：刀具在切削金屬，切下切屑的同時，其本身也將發生鈍化，而失去切削能力，稱刀具的磨損。一、刀具磨損形式刀具的磨損可分為：正常磨損（刀具逐漸磨蝕）和非正常磨損（刀具隨機破損）正常磨損呈現為三種形態：前刀面磨損、后刀面磨損、邊界磨損或（前后刀面磨損）二、刀具磨損的主要原因刀具磨損的原因有以下幾種：磨粒磨損（或稱機械擦傷磨損、硬質點磨損）、粘結磨損、擴散磨損、相變磨損、化學磨損、熱電磨損。由于工件、刀具材料和切削條件變化很大，刀具磨損形式也各不相同，故其磨損原因很復雜。但從對溫度的依賴程度來看，刀具正常磨損的原因主要是機械磨損和熱、化學磨損。前者是由工件材料中硬質點的刻劃作用引起的磨損，后者則是由粘結、擴散、腐蝕等引起的磨損。不同條件下刀具磨損的主要原因不同的刀具材料、工件材料及切削條件下，磨損原因和磨損強度是不同的。硬質合金刀具加工鋼料時，在不同的切削速度（切削溫度）下各類磨損所占比重是不同的：在低速（低溫）區以硬質點磨損和粘結磨損為主；在高速（高溫）區以擴散磨損和化學磨損為主。刀具的磨損是一個復雜的過程，磨損原因之間相互作用，如熱電磨損促使擴散磨損加劇，擴散磨損又促使粘結、硬質點磨損加劇。歸根結底，刀具磨損與溫度有至關重要的聯系。三、刀具磨損的過程分三個階段：初期磨損階段、正常磨損階段和急劇磨損階段刀具磨鈍標準刀具磨損到一定的限度，不能繼續使用，這個磨損限度稱為磨鈍標準。國際標準ISO統一規定以1/2背吃刀量處后刀面磨損帶寬度VB作為刀具的磨鈍標準。自動化生產中的精加工刀具常以工件徑向上刀具磨損量NB做為衡量刀具的磨鈍標準，稱為刀具徑向磨損量。由于加工條件不同，所定的磨鈍標準也有變化。精加工的磨鈍標準取小值，而粗加則取較大值。磨鈍標準的具體數值可參考有關手冊，一般為0.3～0.6mm。四、刀具耐用度（刀具壽命）刀具耐用度是指刀具刃磨后開始切削，一直到磨損量達到刀具的磨鈍標準所經過的總的切削時間，用T（min）表示。對于某一切削加工，當工件、刀具材料和刀具幾何形狀選定之后，切削用量是影響刀具耐用度的主要因素。因為切削溫度對刀具磨損影響很復雜，目前要用理論分析方法導出切削用量與刀具耐用度之間的數學關系，與實際情況不盡符合，所以還是進行刀具耐用度實驗來建立它們之間的實驗關系式。五、影響刀具耐用度的因素1.切削用量的影響切削速度是影響刀具耐用度的最主要因素。提高切削速度，耐用度就降低。切削速度對切削溫度影響最大，因而對刀具磨損影響最大切削時，增加進給量f和背吃刀量ap，刀具耐用度也要減小。切削速度υc對刀具耐用度影響最大，進給量f次之，背吃刀量ap最小2.刀具幾何參數的影響前角：前角增大，切削溫度降低，刀具耐用度提高，但前角過大，刀具強度降低，散熱差，刀具耐用度反而降低。存在一個最佳值。主偏角、副偏角：減小時，提高刀具耐用度。刀尖圓弧半徑：增大時，提高刀具耐用度。工件材料強度、硬度、韌性越高，刀具耐用度越低。3.刀具材料合理的刀具耐用度確定原則一般有兩種確定刀具耐用度的方法：最高生產率耐用度TP和最低加工成本刀具耐用度Tc評價與小結課后任務課后反思：課題工件材料的切削加工性課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：理解什么叫切削加工性，掌握切屑加工性的指標過程與方法目標：通過教師舉例不同材料的切削加工性，學生掌握不同性能的材料對切削加工性的影響。情感與價值觀目標：培養學生對各種常見材料的興趣，并能在實訓環節探索切削效果教學重點常見材料的切削加工性教學難點改善切削加工性的途徑教學媒體黑板，多媒體教學方法講解法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入其他教學活動其他教學活動一、切削加工性的指標切削加工性既是相對的，那么衡量切削加工性的指標就不是唯一的。一般把切削加工性的衡量指標歸納為以下幾個方面：以加工質量衡量切削加工性；以刀具耐用度衡量切削加工性；以單位切削力衡量切削加工性；以斷屑性能衡量切削加工性。 以加工質量衡量切削加工性1.常用于零件的精加工。如：表面粗糙度、已加工表面變質層的深度、殘余應力和硬化程度來衡量其切削加工性等。2.以單位切削力衡量切削加工性在機床動力不足或機床—夾具—刀具—工件系統剛性不足時，常用這種衡量指標。3.以斷屑性能衡量切削加工性在對工件材料斷屑性能要求很高的機床應采用這種衡量指標。如：自動機床、組合機床及自動線上進行切削加工。4.以刀具耐用度衡量切削加工性以刀具耐用度來衡量切削加工性，是比較通用的，這其中包括：保證相同的刀具耐用度的前提下，考察切削這種工件材料所允許的切削速度的高低；在保證相同的切削條件下，看切削這種工件材料時刀具耐用度數值的大??；在相同的切削條件下，看保證切削這種工件材料時達到刀具磨鈍標準時所切除的金屬體積的多少。最常用的衡量切削加工性的指標5.在保證相同刀具耐用度的前提下，切削這種工件材料所允許的切削速度，以υT表示。它的含義是：當刀具耐用度為T（min或s）時，切削該種工件材料所允許的切削速度值。υT越高，則工件材料的切削加工性越好。一般情況下可取T=60min；對于一些難切削材料，可取T=30min或T=15min；對于機夾可轉位刀具，T可以取得更小一些。如果取T=60min，則υT可寫作υ60材料的相對加工性6.所謂相對加工性是以45鋼（HB170～229，σb=0.637GPa）的υ60作為基準，記作υo60，其它材料的υ60與υo60之比值，記作是Kr。 Kr=υ60/υo60Kr>1，說明該材料的加工性比45號鋼好；Kr<1，說明該材料的加工性比45號鋼差。二、影響工件材料切削加工性的因素影響工件材料切削加工性的主要因素1. 工件材料的物理力學性能2. 工件材料的化學成分3. 工件材料的金相組織4. 加工條件工件材料的硬度對切削加工性的影響工件材料的塑性與韌性對切削加工性的影響工件材料的強度對切削加工性的影響工件材料的導熱系數對切削加工性的影響化學成分對切削加工性的影響金屬組織對切削加工性的影響三、改善材料切削加工性的措施1. 調整化學成分2. 材料加工前進行合適的熱處理3. 選加工性好的材料狀態4. 其它評價與小結課后任務課后反思：課題切削液課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：了解切削液的種類，各組成成分對切削過程的作用過程與方法目標：通過對比有無添加切削液對切削過程的影響，學生全面了解其對切削過程帶來的影響。情感與價值觀目標：培養學生對事物的對比分析能力教學重點切削液具有的典型作用教學難點切削液中的添加劑及作用教學媒體多媒體，黑板教學方法頭腦風暴法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：大家觀察一下這兩個切削過程，看看添加切削液的切削過程和沒有添加切削液的切削過程有什么不同？其他教學活動其他教學活動一、切削液的作用冷卻作用：使切削熱傳導、對流和汽化，從而降低切削區溫度。潤滑作用（邊界潤滑原理）：切削液滲透到刀具與切屑、工件表面之間形成潤滑膜，它具有物理吸附和化學吸附作用。洗滌和排屑作用：沖走細屑或磨粒。防銹作用：在切削液中添加防銹劑，起防銹作用。二、切削液的添加劑添加劑是一些化學物質，它的添加對于改善切削液的性能有重要作用。添加劑主要分為油性添加劑、極壓添加劑、表面活性添加劑、其它添加劑。切削液的分類非水溶性（油溶性）和水溶性兩大類非水溶性切削液：主要有切削油和極壓切削油（混合油）兩種。切削油：有各種礦物油（如機械油、輕柴油、煤油等）、動植物油（如豆油、豬油等）。主要起潤滑作用，用于普通精車，螺紋加工等。極壓切削油：在礦物油中加入油性、極壓添加劑配制的混合油。主要起高溫潤滑作用，用途廣泛。三、水溶性切削液：主要有水溶液和乳化液兩種。水溶液：主要成分為水并加入防銹劑。也可以加入一定量的表面活性劑和油性添加劑，而使其有一定的潤滑性能。乳化液：由礦物油、乳化劑及其它添加劑配制的乳化油和95%～98%的水稀釋而成的乳白色切削液。這一類切削液有良好的冷卻性能，清洗作用也很好。離子型切削液：水溶性切削液中的一種新型切削液，其母液是由陰離子型、非離子型表面活性劑和無機鹽配制而成。它在水溶液中能離解成各種強度的離子。切削時，由于強烈摩擦所產生的靜電荷，可由這些離子反應迅速消除，降低切削溫度，提高刀具耐用度。四、切削液的選用粗加工精加工難加工材料的切削磨削加工五、切削液的使用方法評價與小結課后任務課后反思：課題已加工表面質量課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：過程與方法目標：情感與價值觀目標：教學重點教學難點教學媒體教學方法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：大家看看圖中三種工件，你怎樣來判斷他們的加工質量好壞？其他教學活動其他教學活動一、概念：已加工表面質量，也可稱為表面完整性。它包含兩方面的內容：1. 表面幾何學方面主要是指零件最外層表面的幾何形狀，通常用表面粗糙度表示。2. 表面層材質的變化（表面物理力學性能的變化）零件加工后在一定深度的表面層內出現變質層，在此表面層內晶粒組織發生嚴重畸變，金屬的力學、物理及化學性質均發生變化。零件表面層材質的特性可以用多種形式表達，如塑性變形、硬度變化、微觀裂紋、殘余應力、晶粒變化、熱損傷區以及化學性能及電磁特性的變化等。二、表面粗糙度表面粗糙度產生的原因幾何因素所產生的粗糙度它主要決定于殘留面積的高度由于切削過程不穩定因素所產生的粗糙度積屑瘤鱗刺切削變形刀具的邊界磨損刀刃與工件相對位置變動等。三、影響表面粗糙度的因素1.切削用量的影響切削速度υc切削深度對表面粗糙度影響進給量對表面粗糙度影響2.刀具幾何參數影響前角γo后角αo主偏角kr、副偏角kr’、刀尖圓弧半徑rε3.刀具材料的影響主要決定于刀具材料與加工材料間的摩擦系數、親和程度、材料的耐磨性和可刃磨性。刀具材料不同時，由于與工件材料的親和力不同，因而產生積屑瘤的難易程度不同。凡是刀具材料與工件材料間摩擦系數大，粘結情況嚴重的，工件加工表面粗糙度就較大。當切削碳鋼時，在其它條件相同的情況下，依照用高速鋼刀具、硬質合金刀具、陶瓷刀具或碳化鐵基硬質合金刀具的順序工件加工表面粗糙度依次有所減小。4.工件方面塑性材料：工件材料塑性愈好，金屬塑性變形愈大，加工表面愈粗糙。故對中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調質處理。脆性材料：加工脆性材料時，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點，使表面粗糙。5.切削液影響采用高效切削液，可以減小工件材料的變形和摩擦，而且是抑制積屑瘤和鱗刺的產生，減小表面粗糙度的有效措施；但隨著切削速度的提高，其效果將隨之減小。四、表面層加工硬化定義：機械加工時，工件表面層金屬受到切削力的作用產生強烈的塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產生剪切滑移，晶粒被拉長、纖維化甚至碎化，從而使表面層的強度和硬度增加，這種現象稱為加工硬化，又稱冷作硬化和強化。五、影響加工硬化的主要因素刀具切削用量工件材料六、表面層殘余應力定義：機械加工中工件表面層組織發生變化時，在表面層及其與基體材料的交界處會產生互相平衡的彈性力。這種應力即為表面層的殘余應力。殘余應力主要是因為在表面層金屬和基體金屬之間發生不均勻體積變化引起的。七、產生原因機械應力引起的體積變化（冷態塑性變形引起的應力）熱應力引起的體積變化（熱態塑性變形引起的殘余應力）相變引起的體積變化（金相組織變化引起的殘余應力）評價與小結課后任務課后反思：課題刀具合理幾何參數的選擇課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：理解什么叫合理選用幾何參數，哪些稱為刀具參數。過程與方法目標：通過舉例說明，學生分組討論得出結論并能理解參數情感與價值觀目標：培養學生以小見大的思維，刀具參數一旦有變，會影響整個切削過程。教學重點不同情況下，選擇前角，后角的原則教學難點刀面形式，刃傾角教學媒體多媒體，黑板教學方法舉例說明法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：通過前面的課程，我們了解了切削過程，那么刀具在整個切削過程中是非常重要的，刀的角度輕微變化，就會造成不同的切削后果。其他教學活動其他教學活動一、合理選擇刀具幾何參數的原則合理選擇刀具幾何參數的原則是在保證加工質量的前提下，盡可能地使刀具耐用度高、生產效率高和生產成本低。二、刀具合理幾何參數的主要決定條件：工件材料；刀具材料及刀具類型；具體工藝條件（如切削用量、工藝系統剛性及機床功率等）。三、確定參數時的一般原則1. 參考刀具材料和結構，如高速鋼、硬質合金；整體、焊接、機夾、可轉位等；2. 參考工件的實際情況，如材料的物理機械性能、毛坯情況（鑄、鍛件等）、形狀、材質等；3. 了解具體加工條件，如機床、夾具情況，系統剛度、粗或精加工、自動線等；4. 注意幾何參數之間的關系如選擇前角，應同時考慮卷屑曹的形狀、是否倒棱、刃傾角的正負等；5. 處理好刀具鋒利與強度、耐磨性的關系即在保證刀具足夠強度和耐磨性的前提下，力求刀具鋒利；在提高鋒利的同時，設法強化刀尖和刃區等。四、前刀面的功用與選擇前刀面型式平面型、曲面型和帶倒棱型三種。1. 平面型前刀面：制造容易，重磨方便，刀具廓形精度高。2. 曲面型前刀面：起卷刃作用，并有助于斷屑和排屑。故主要用于粗加工塑性金屬刀具和孔加工刀具。如絲錐、鉆頭。3. 帶倒棱型前刀面：是提高刀具強度和刀具耐用度的有效措施。五、前角的功用前角影響切削過程中的變形和摩擦，同時又影響刀具的強度。前角γo對切削的難易程度有很大影響。增大前角能使刀刃變得鋒利，使切削更為輕快，并減小切削力和切削熱。但前角過大，刀刃和刀尖的強度下降，刀具導熱體積減少，影響刀具使用壽命。前角的大小對表面粗糙度、排屑和斷屑等也有一定影響。因此，在一定的切削條件下，存在著一個刀具耐用度最大的前角值，這個前角稱為合理前角γopt。六、前角的選用原則前角的選用原則：在刀具強度許可條件下，盡可能選用大的前角。合理的前角主要取決于工件材料、刀具材料和加工條件。根據刀具材料選擇前角刀具材料的強度及韌性較高時可選擇較大的前角。根據工件材料選擇前角加工塑性材料（如鋼）時，應選較大的前角；加工脆性材料（如鑄鐵）時，應選較小的前角。切削鋼料時，切屑變形很大，切屑與前刀面的接觸長度較長，刀屑之間的壓力和摩擦力都很大，為了減小切屑的變形和摩擦，宜選較大的前角。切削灰鑄鐵時，塑性變形較小，切屑呈崩碎狀，它與前刀面的接觸長度較短，與前刀面的摩擦不大，切削力集中在切削刃附近。為了保護切削刃不致損壞，宜選較小的前角。工件材料的強度或硬度較小時，切削力不大，刀具不易崩刃，對刀具強固的要求較低，為了使切削刃鋒利，宜選較大前角。當材料的強度或硬度較高時，切削力較大，切削溫度也較高，為了增加切削刃的強度和散熱體積，宜取較小前角。根據加工條件選擇前角粗加工：特別是斷續切削時，切削力和沖擊一般都比較大，工件表面硬度也可能很高，為使切削刃有足夠強度，宜取較小前角；精加工：對切削刃強度要求較低，為使刀刃鋒利，降低切削力，以減小工件變形和減小表面粗糙度，宜取較大前角。工藝系統：剛性較差或機床電動機功率不足時，宜取較大的前角；在自動機床上加工時，為使刀具切削性能穩定，宜取小一些的前角。七、后角的功用與選擇后角的主要功用：后角αo的主要功用是減小后刀面與工件間的摩擦和后刀面的磨損；其大小對刀具耐用度和加工表面質量都有很大影響；后角同時又影響刀具的強度。后角的選擇刀具后角主要依據切削厚度（或按粗、精加工）選擇。在摩擦不嚴重的情況下，選取較小后角。精加工時切削厚度小，主要是后刀面磨損，為了使刀尖鋒利應取較大后角，αo＝8°～12°；粗加工時，切削厚度大，切削力大、切削溫度高，應取較小的后角，以增大刀尖的強度，改善散熱條件，αo＝6°～8°。工件材料的強度、硬度高時，宜選小的后角；材料的韌性大時宜選大的后角；加工脆性材料時宜選小的后角。工藝系統剛性差時為防止振動，宜選小的后角，可增加阻尼，甚至磨出消振棱。對各種有尺寸精度要求的刀具，為了限制重磨后刀具尺寸的變化，宜選擇較小的后角。主偏角、副偏角的功用與選擇主偏角、副偏角以及刀尖形狀的共同點是影響刀尖強度、散熱面積、熱容量以及刀具耐用度和已加工表面質量。八、主偏角的功用主偏角減小時，刀尖角增大，使刀尖強度提高，散熱體積增大，刀具耐用度提高。主偏角減小時，切削寬度增大，切削厚度減小，切削刃工作長度增大，單位切削刃負荷減小，有利于提高刀具的耐用度。主偏角減小時，使Fp分力增大，易引起振動，使工件彎曲變形，降低加工精度。主偏角影響切屑形狀、流出方向和斷屑性能。主偏角影響加工表面的殘留高度。主偏角選擇合理的主偏角的大小決定于工藝系統的剛度，當剛度允許時，則主偏角宜取小一些。工件材料的強度、硬度高時，選用較小的主偏角可以增大刀尖強度、散熱體積及單位切削負荷。硬質合金刀具粗加工和半精加工時應選擇較大的主偏角，有利于減小振動和斷屑。工藝系統剛性好時，宜選取較小的主偏角，以提高刀具耐用度；剛度不足，如加工細長軸時，宜取較大的主偏角，取κr≥90°，以減小徑向力。選擇主偏角時，還應考慮工件的形狀及加工條件。九、副偏角的功用及選擇副偏角的功用與主偏角基本相同，選擇副偏角時應考慮以下因素：已加工表面粗糙度值小時，應選擇小的副偏角，有時磨出修光刃。工藝系統剛性較差時，副偏角不宜選擇太小，以不致引起振動為原則。切斷刀、切槽刀考慮結構強度，一般取1°～3°。十、刃傾角的功用及選擇刃傾角的功用：控制切屑流出方向；影響刀頭強度及斷續切削時切削刃上受沖擊的位置；影響切削刃的鋒利程度斜角切削時，由于切屑在前刀面上流向的改變，使實際起作用的前角增大。影響切削分力的大小刃傾角的選擇刃傾角λs選用原則：主要根據刀具強度、流屑方向和加工條件而定。粗加工時，為提高刀具強度，λs取負值；精加工時，為不使切屑劃傷已加工表面，λs常取正值或0；加工高強度鋼、高錳鋼及淬硬鋼時，取較大的負刃傾角；加工斷續表面、余量不均表面，或在沖擊震動的切削條件下，取副刃傾角。評價與小結課后任務課后反思：課題車刀課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：了解切削加工中典型刀具—車刀的分類、特點過程與方法目標：通過觀察圖片、對比，學生了解不同種類車刀的優勢情感與價值觀目標：學生利用課上所學能與實訓車間相聯系，學會關聯學習，學以致用。教學重點車刀所加工范圍、種類及優勢教學難點車刀的刃磨教學媒體黑板，多媒體教學方法講解法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問:觀察下面的切削視頻，大家看看我們常用的車刀形態上有什么不同？其他教學活動其他教學活動車刀分類：按其用途不同分類：外圓車刀、端面車刀、切斷車刀、螺紋車刀、內孔車刀按結構分類：整體式、焊接式、機夾式、可轉位式1.焊接式車刀這種車刀是將一定形狀的硬質合金刀片，用黃銅、紫銅或其它焊料，纖焊在普通結構鋼刀桿上而制成的。優點：結構簡單、緊湊，剛性好、抗振、制造容易，靈活性大，幾何參數根據需要即時隨意刃磨，使用方便。缺點：刀片易崩裂（主要原因是由于焊接和刃磨時引起的）、刀片刀桿材料得不到充分利用、刀桿尺寸大時不便于刃磨等。這種車刀是使用最廣的一種車刀。它的硬質合金刀片已經標準化，由專業廠家生產車刀刀柄截面形狀尺寸普通車刀外形尺寸主要是高度、寬度和長度。刀柄形狀有矩形、正方形和圓形。一般選用矩形。刀柄的長度一般為高度的6倍。2.機夾車刀機夾車刀指用機械方法定位、夾緊刀片，通過刀片體外刃磨與安裝傾斜后，綜合形成刀具角度的車刀。優點：避免焊接的缺陷，刀柄能多次使用，刀具幾何參數設計選用靈活等。選用特點：首先是根據刀具的結構來合理選擇重磨刀面；其次是刀片進行體外刃磨的角度需按刀片安裝與重磨結構進行計算。常用于切斷車刀、切槽車刀、螺紋車刀、大型車刀和金剛石車刀等。這種結構的車刀在使用過程中仍需刃磨，還不能完全避免由于刃磨而可能引起的裂紋。機夾式車刀夾緊結構形式3.可轉位車刀直接夾固硬質合金刀片的結構可以避免焊接裂紋的產生。為了進一步消除刃磨或重磨時內應力可能引起的裂紋，人們又創造了機夾式（即機械夾固式）可轉位的不重磨車刀。刀刀片的每一條邊都可作為切削刃。一個切削刃用鈍后，可以轉動刀片改用另一個新的切削刃工作，直到刀片上所有切削刃均已用鈍，刀片就報廢回收。更換新刀片后，車刀又可繼續工作?？赊D位車刀優點：1. 可轉位刀片在制造時已經磨好，使用時不必再重磨，也不需焊接，刀片材料能較好地保持原有力學性能、切削性能、硬度和抗彎強度。2. 減少了刃磨、換刀、調刀所需的輔助時間，提高了生產效率。3. 可使用涂層刀片，提高刀具耐用度。4. 刀桿長期使用，節省大量鋼材。5. 有利于標準化設計和大量生產，保證質量。6. 可以工業生產的方式，提供現成的、先進的、合理的刀具幾何參數。評價與小結課后任務課后反思：課題孔加工刀具課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：掌握不同孔加工方法及相應的機床類型，了解麻花鉆的結構特點及鉆削參數。過程與方法目標：通過觀察視頻中麻花鉆、中心鉆、鏜刀的加工過程，學生掌握不同鉆削加工的方式。情感與價值觀目標：做成一件事情不只有一個方式，鉆削有不同的方式，人生也會有不同的方式。教學重點麻花鉆的使用及參數教學難點麻花鉆的缺陷教學媒體教學方法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：大家說說典型的孔加工方法有哪些？其他教學活動其他教學活動一、麻花鉆的組成：工作部分（刀體）、頸部和柄部等三部分組成。工作部分又分為切削和導向兩部分。工作部分結構：主切削刃、副切削刃、橫刃、前刀面、后刀面、容屑槽、鉆心等。二、麻花鉆的結構參數直徑d：指切削部分測量的兩刃帶間的距離。直徑倒錐：為了減少麻花鉆與孔壁的摩擦，導向部分上做有兩條窄的刃帶，其外徑由鉆尖向柄部逐漸減少，每100mm長度縮小0.03～0.12mm。鉆芯直徑do：是兩刃溝底相切圓的直徑。為了增加麻花鉆鉆削時的強度和剛度，鉆心直徑應沿軸線方向從鉆尖向柄部逐漸增大，每100mm長度增大1.4～2.0mm螺旋角ω：指鉆頭外圓柱與螺旋槽表面的交線（螺旋線）上任意點的切線和鉆頭軸線之間的夾角。三、螺旋角變化的規律及作用鉆頭外徑處的螺旋角最大，越靠近中心螺旋角越小。螺旋角的大小不僅影響排屑情況，而且它也就是鉆頭的軸向前角。ω增大，則前角也增大，軸向力和扭矩減小，切削輕快。但若螺旋角過大，則切削刃強度削弱。標準麻花鉆的螺旋角ω=25°～32°，大直徑取大值。專用麻花鉆的螺旋角可根據加工材料性質選定。鉆頭螺旋槽的方向，一般為右旋；特殊用途的（如自動機用麻花鉆）為左旋。四、麻花鉆的幾何角度麻花鉆與車刀的比較：刀頭的基本形態是普通車刀鉆頭角度參考系：基本參考系與以前的定義一樣。五、標準麻花鉆存在的缺點：1. 前角沿主刃變化很大（+30°到-30°），各點的切削條件不同；2. 橫刃前角為負值（約-54°～-60°），而寬度bψ又較大，切削時擠壓工件嚴重，軸向力大；3. 主刀刃長，切屑寬，卷屑和排屑困難，且各點的切削速度及方向差異很大；4. 棱邊處副后角為零；5. 主、副刀刃交界的外圓處，刀尖角εr小，散熱條件差，且此處的切削速度最大，磨損快、影響鉆頭的耐用度。麻花鉆常見的修磨方法修磨橫刃：十字形修磨、內直刃形修磨。修磨主切削刃：磨出內凹圓弧刃、磨出雙（多）重頂頂角、磨出分屑槽。修磨前面：倒棱、磨出卷屑槽、磨出大的前角及刃傾角。修磨后刀面：修磨后面修磨刃帶評價與小結課后任務課后反思：課題銑削與銑刀課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：掌握順銑、逆銑的特點，了解銑刀的結構特點和安裝方式。過程與方法目標：通過文字、視頻，學生了解不同種類銑刀的運動方式及安裝形式。情感與價值觀目標：培養學生觀察事物、探索發現的能力。教學重點順銑、逆銑的區別教學難點順銑、逆銑時刀齒切入、切出工件的順序教學媒體黑板、多媒體教學方法頭腦風暴法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：常見的銑刀是怎樣加工工件的？其他教學活動其他教學活動一、銑刀的種類和用途按用途分有：加工平面用的，如圓柱平面銑刀、端銑刀等。加工溝槽用的，如立銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀等。加工成形表面用的，如凸半圓和凹半圓銑刀按刀齒齒背形式和重磨方式分有：尖齒銑刀和鏟齒銑刀。按刀齒數目分有：粗齒銑刀和細齒銑刀。二、銑削用量背吃刀量ap：指平行于銑刀軸線方向的切削層尺寸。側吃刀量ae：指垂直于銑刀軸線方向的切削層尺寸。銑削速度υc：銑刀旋轉時的切削速度。進給量f：銑刀每轉一轉與工件的相對位移量（mm）切削層參數銑削時的切削層為銑刀相鄰兩個刀齒在工件上形成的過渡表面之間的金屬層。切削層公稱厚度hD：指銑刀相鄰刀齒主切削刃的運動軌跡間的垂直距離。切削層公稱寬度bD：指銑刀主切削刃與工件切削層的接觸長度。平均總切削層公稱截面積ADav：簡稱平均總切削面積，指銑刀同時參與切削的各個刀齒的切削層公稱截面積之和。銑削時，切削厚度是變化的，而螺旋圓柱形銑刀的切削寬度也是隨時變化的，此外銑刀同時工作的齒數也是在變化，所以切削總面積是變化的。三、逆銑法銑刀旋轉切入工件的方向與工件的進給方向相反。特點：刀齒的切削厚度從hD=0至hDmax.。當hD=0時，刀齒在工件表面上擠壓和摩擦，刀齒較易磨損。工件表面受到較大的擠壓應力，冷硬現象嚴重，更加劇刀齒磨損，并影響已加工表面質量。逆銑時刀齒作用于工件上的垂直進給力FfN朝上有挑起工件的趨勢，這就要求工件裝夾緊固。但是逆銑時刀齒是從切削層內部開始工作的，當工件表面有硬皮時，對刀齒沒有直接影響；同時作用于工件上的進給力Ff與其進給方向相反，使銑床工作臺進給機構中的絲杠螺母始終保持良好的右側面接觸，因此進給速度比較平穩。四、順銑法銑刀旋轉切入工件的方向與工件的進給方向相同。特點：順銑時，刀齒的切削厚度從hDmax到hD=0。容易切下切削層，刀齒磨損較少，已加工表面質量較高。順銑法可提高刀具耐用度2～3倍。作用于工件上的進給力Ff與其進給方向相同，力Ff有可能使工作臺連同絲杠一起沿進給方向移動，導致絲杠與螺母之間的間隙轉移到另一側面上去，引起進給速度時快時慢，影響工件表面粗糙度，有時甚至會因進給量突然增加很多而損壞銑刀刀齒。因此，采用順銑法加工時，要求銑床的進給機構具有消除絲杠螺母間隙的裝置。用順銑法加工時，要求工件表面沒有硬皮，否則銑刀很易磨損。評價與小結課后任務課后反思：課題拉削及拉刀課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：了解拉刀的拉削特點、結構形式。理解齒升量、齒距等參數。過程與方法目標：通過觀看拉刀拉削花鍵槽的過程，學生分析得出拉刀的拉削特點和拉削圖形。情感與價值觀目標：培養分析、判斷的能力。教學重點拉削結構及各部分的作用教學難點拉刀的各種參數教學媒體黑板，多媒體教學方法頭腦風暴法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：觀察齒輪花鍵內孔，它是怎么被加工出來的呢？其他教學活動其他教學活動一、拉刀的類型拉刀種類很多，通常從兩方面來分類按加工表面部位不同，可分為內拉刀和外拉刀。按照結構的不同，可分為整體式拉刀、焊接式拉刀、裝配式拉刀和鑲齒式拉刀。按使用方法不同，可分為拉刀、推刀和旋轉拉刀。二、拉刀的工作特點1. 拉削速度低，一般為υ＝2～8m/min，拉削平穩，且切削厚度很簿，因此拉削精度可達IT7～9，表面粗糙度達Ra3.2～0.5μm。2. 同時工作的刀齒多，切削刃長，一次行程完成粗、精加工，生產率高。3. 每一刀齒工作行程中只切削一次，刀具磨損慢，刀具壽命長。4. 拉削時只有主運動，拉床結構簡單，操作方便。5. 加工范圍廣，可拉削各種形狀的通孔和外表面。6. 拉刀的設計制造復雜，價格昂貴，較適合于大批量生產中應用。三、拉刀的組成（以圓孔拉刀為例來說明）1. 圓孔拉刀由非工作部分與工作部分組成。2. 前柄（頭部）l1—與拉床夾頭連接，傳遞運動和拉力。3. 頸部l2—頭部和過渡錐連接部分。4. 過渡錐部l3—使拉刀容易進入工件孔中，起對準中心的作用。5. 前導部l4—起導向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可檢查拉削前孔徑是否太小，以免拉刀第一刀齒負荷太大而損壞。6. 切削部l5—切除全部的加工余量，由粗切齒、過渡齒、精切齒和校準齒組成。7. 后導部l6—保持拉刀最后幾個刀齒的正確位置，防止拉刀即將離開工件時，工件下垂而損壞已加工表面。8. 尾部l7—防止長而重的拉刀自重下垂，影響加工質量和損壞刀齒。四、刀齒主要幾何參數齒升量fz：前、后兩刀齒半徑或高度之差。齒距p：相鄰兩刀齒之間的軸向距離。確定齒距的大小時，應考慮拉削的平穩性及足夠的容屑空間。前角γo：后角αo刃帶寬度ba1：容屑槽等五、拉削方式又稱拉削圖形，它決定拉削時每個刀齒切下的切削層的橫截面形狀、切削順序和切削位置。它與切削力的大小、刀齒的負荷、加工表面質量、拉刀耐用度、拉削生產率及拉刀長度等都有密切關系。拉削方式不同，拉刀設計方法也不同，這是拉刀設計中的一個重要環節。拉削方式可分為三大類：分層拉削方式、分塊拉削方式和綜合拉削方式評價與小結課后任務課后反思：課題齒輪刀具課型理論課教學對象課時安排教學目標知識與技能目標：了解各種齒輪的嚙合方式，掌握齒輪加工的工藝路線，理解齒輪加工的原理。過程與方法目標：通過觀察圖片，學生分析齒輪的外形特征，掌握展成法切削的定義。情感與價值觀目標：培養學生組員之間溝通、分析的能力。教學重點展成法加工教學難點不同齒輪加工的優缺點教學媒體黑板，多媒體教學方法頭腦風暴法教學內容、過程與方法教學內容教師活動學生活動教學意圖導入提問：生活中，會有很多地方用到齒輪，大家能說說它們有什么特點嗎？其他教學活動其他教學活動一、按照加工原理分類成形法齒輪刀具：用成形法加工齒輪時，刀具的齒形與被加工齒輪的齒槽形狀相同。最常用的是用盤狀模數銑刀和指狀模數銑刀展成法齒輪刀具：利用齒輪的嚙合原理加工齒輪。常用的展成法齒輪刀具：滾齒刀、插齒刀、剃齒刀等。展成法具有較高的生產效率和加工精度。齒輪加工機床絕大多數采用展成法。二、按照被加工齒輪的類型分類加工漸開線圓柱齒輪的刀具：齒輪銑刀、滾刀、插齒刀、剃齒刀等。加工蝸輪的刀具：蝸輪滾刀、飛刀、剃刀等。加工錐齒輪刀具：直齒錐齒輪刨齒、弧齒輪銑刀盤等。加工非漸開線齒形工件的刀具：擺線齒輪刀具、花鍵滾刀、鏈輪滾刀等。三、盤形齒輪銑刀：盤形齒輪銑刀實際上是一種鏟齒成形銑刀。前角為零時，刃口形狀就是所加工齒輪的漸開線形狀。特點：盤形齒輪銑刀，結構簡單，成本低廉，用不著專門的齒輪加工機床，在普通銑床上就可加工齒輪。加工精度及生產率較低。適于單件、小批生產及修配工作中加工直齒、斜齒圓柱齒輪、齒條等。盤形齒輪銑刀的分組原因：齒輪的漸開線形狀決定于基圓的大小，基因小，漸開線彎曲，基圓大，漸開線平直，基圓無窮大時，即為齒條?；鶊A直徑do與齒輪模數m、齒數Z、齒形角α等有關： do=m?z?cosα同一模數的銑刀是按被加工工件齒數范圍分號的，每一號銑刀的齒形是按該號中最少齒數的齒輪齒形確定的；用這把銑刀銑削同號中其他齒數的齒輪時齒形有誤差。四、插齒刀結構分析“產形”齒輪：直齒插齒刀的切削刃在插齒刀前端面上的投影應當是漸開線，這樣，當插齒刀沿其軸線方向往復運動時，切削刃的運動軌跡就象一個直齒漸開線齒輪的齒面，這個假想的齒輪稱為“產形”齒輪。根據齒輪嚙合的基本條件，這個產形齒輪的模數m和齒形角α應等于被加工齒輪的模數和齒形角。插齒刀及其產形齒輪的基圓直徑為 dbo＝mzocosα式中zo—插齒刀的齒數。插齒刀的每個刀齒都有三個切削刃：一個頂刃和兩個側刃。頂刃：假設把插齒刀的前刀面做成垂直于插齒刀軸線的一個平面，則刀齒的頂刃將是產形齒輪的頂圓柱面與前刀面的交線（圓?。?，其前角將為零度（即γp＝0°）；五、齒輪滾刀的工作原理齒輪滾刀一般是指加工漸開線齒輪所用的滾刀。它是按螺旋齒輪的嚙合原理加工齒輪的。滾刀的安裝滾刀的安裝角φ：加工圓柱齒輪時，為了使切削點處滾刀刀齒運動方向與被切齒輪的齒槽方向一致，滾刀軸線與被切齒輪端面之間應傾斜一個角度φ，這個角度稱為滾刀的安裝角。當滾刀與齒輪的螺旋線方向相同時，滾刀的安裝角φ=β-γzo當滾刀與齒輪的螺旋線方向相反時，滾刀的安裝角φ=β+γzo加工直齒輪時，滾刀的安裝角φ=γzo式中β－齒輪螺旋角 γzo－滾刀螺旋升角評價與小結課后任務課后反思：基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單