XXXX工業(yè)等就款案

教研室：機(jī)制工藝授課教師:

課程名稱機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)課次1

主要教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配

課程介紹15

第一章緒論

§1機(jī)械制造及其企業(yè)結(jié)構(gòu)

15

§2制造技術(shù)發(fā)展概況40

第二章金屬切削原理

§1金屬切削加工基本知識(shí)

20

切削運(yùn)動(dòng)與切削要素

了解現(xiàn)在制造技術(shù)的重要性及發(fā)展趨勢(shì)

教學(xué)目的

掌握切削運(yùn)動(dòng)的基本概念

教學(xué)重點(diǎn)了解制造技術(shù)的重要性及發(fā)展?fàn)顩r掌握切削參數(shù)的定義

教學(xué)難點(diǎn)各種切削運(yùn)動(dòng)和切削要素

教學(xué)方法

CAI軟件，投影等

使用教具

擬留作業(yè)思考題1、2

授課總結(jié)

第一章緒論

第一節(jié)機(jī)械制造及其企業(yè)結(jié)構(gòu)

一、機(jī)械制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與任務(wù)

機(jī)械制造是各種機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表制造過程的總稱。機(jī)械制造

技術(shù)是研究這些機(jī)械產(chǎn)品的加工原理、工藝過程和方法以及相應(yīng)設(shè)備的一門工程

技術(shù)。機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)和支柱，是向其它各部門提供工具、儀器和

各種機(jī)械設(shè)備的技術(shù)裝備部。

機(jī)械制造業(yè)發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平重要標(biāo)志之

1LO

我國機(jī)械工業(yè)的主要任務(wù)是為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的發(fā)展提供所需的各類先

進(jìn)、高效、節(jié)能的新型機(jī)電裝備；并努力提高質(zhì)量，保證交貨期，積極降低成本，

將我國機(jī)械加工工業(yè)提高到新的水平。

二、機(jī)械制造企業(yè)的組成

1.機(jī)械加工工藝系統(tǒng)

機(jī)械加工工藝系統(tǒng)是制造企業(yè)中處于最底層的一個(gè)個(gè)加工單元，往往由機(jī)

床、刀具、夾具和工件四要素組成。

機(jī)械加工工藝系統(tǒng)是各個(gè)生產(chǎn)車間生產(chǎn)過程中的一個(gè)主要組成部分，其整體

目標(biāo)是要求在不同的生產(chǎn)條件下，通過自身的定位裝夾機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝

置以及能量供給等機(jī)構(gòu)，按不同的工藝要求直接將毛坯或原材料加工成形，并保

證質(zhì)量、滿足產(chǎn)量和低成本地完成機(jī)械加工任務(wù)。

現(xiàn)代加工工藝系統(tǒng)一般是由計(jì)算機(jī)控制的先進(jìn)自動(dòng)化加工系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)已成

為現(xiàn)代加工工藝系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。

2.機(jī)械制造系統(tǒng)

機(jī)械制造系統(tǒng)是將毛坯、刀具、夾具、量具和其它輔助物料作為原材料輸入，

經(jīng)過存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，最后輸出機(jī)械加工的成品或半成品的系統(tǒng)。

機(jī)械制造系統(tǒng)既可以是一臺(tái)單獨(dú)的加工設(shè)備，如各種機(jī)床、焊接機(jī)、數(shù)控線

切割機(jī)，也可以是包括多臺(tái)加工設(shè)備、工具和輔助系統(tǒng)（如搬運(yùn)設(shè)備、工業(yè)機(jī)器

人、自動(dòng)檢測(cè)機(jī)等）組成的工段或制造單元。一個(gè)傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)通常可以概括

地分成三個(gè)組成部分：

（1）機(jī)床（2）工具（3）制造過程

機(jī)械加工工藝系統(tǒng)是機(jī)械制造系統(tǒng)的一部分。

3.生產(chǎn)系統(tǒng)

如果以整個(gè)機(jī)械制造企業(yè)為分析研究對(duì)象，要實(shí)現(xiàn)企業(yè)最有效地生產(chǎn)和經(jīng)

營，不僅要考慮原材料、毛坯制造、機(jī)械加工、試車、油漆、裝配、包裝、運(yùn)輸

和保管等各種要素，而且還必須考慮技術(shù)情報(bào)、經(jīng)營管理、勞動(dòng)力調(diào)配、資源和

能源的利用、環(huán)境保護(hù)、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)、經(jīng)濟(jì)政策、社會(huì)問題等要素，這就構(gòu)成了一

個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)系統(tǒng)是物質(zhì)流、能量流和信息流的集合，可分為三個(gè)階

段，即決策控制階段、研究開發(fā)階段以及產(chǎn)品制造階段。

第二節(jié)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展概況

一、機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)

1.機(jī)械制造是一個(gè)系統(tǒng)工程

2.設(shè)計(jì)與工藝一體化

3.精密加工是機(jī)械制造的前沿和關(guān)鍵

精密加工和超精密加工技術(shù)是衡量現(xiàn)代制造技術(shù)水平的重要指標(biāo)之一，代表

了機(jī)械制造技術(shù)在精度方面的極限。

二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展概況

機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)歷史悠久的產(chǎn)業(yè)，它自18世紀(jì)初工業(yè)革命形成以來，經(jīng)

歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展過程。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使機(jī)械

制造這個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)煥發(fā)了新的活力，增加了新的內(nèi)涵，使機(jī)械制造業(yè)無論在加工

自動(dòng)化方面，還是在生產(chǎn)組織、制造精度、制造工藝方法方面都發(fā)生了令人矚目

的變化。這就是現(xiàn)代制造技術(shù)。

近幾年來，數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)換刀各種加工中心機(jī)床已成為當(dāng)今機(jī)床的發(fā)展趨

勢(shì)。

在機(jī)床數(shù)控化過程中，機(jī)械部件的成本在機(jī)床系統(tǒng)中所占的比重不斷下降，

模塊化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)控軟件，使用戶可以很方便地達(dá)到加工目的。同時(shí)，

機(jī)床結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本變化。

隨著加工設(shè)備的不斷完善，機(jī)械加工工藝也在不斷地變革，從而導(dǎo)致機(jī)械制

造精度不斷提高。

近年來新材料不斷出現(xiàn)，材料的品種猛增，其強(qiáng)度、硬度、耐熱性等不斷提

高。新材料的迅猛發(fā)展對(duì)機(jī)械加工提出新的挑戰(zhàn)。一方面迫使普通機(jī)械加工方法

要改變刀具材料、改進(jìn)所用設(shè)備；另一方面對(duì)于高強(qiáng)度材料、特硬、特脆和其它

特殊性能材料的加工，要求應(yīng)用更多的物理、化學(xué)、材料科學(xué)的現(xiàn)代知識(shí)來開發(fā)

新的制造技術(shù)。

由此出現(xiàn)了很多特種加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、電

子束加工、離子束加工以及激光加工等。這些加工方法，突破了傳統(tǒng)的金屬切削

方法，使機(jī)械制造工業(yè)出現(xiàn)了新的面貌。

第二章金屬切削原理

第一節(jié)金屬切削加工基本知識(shí)

一、切削運(yùn)動(dòng)與切削要素

（一）切削運(yùn)動(dòng)

在切削加工時(shí)，按工件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)所起的作用來分，切削運(yùn)動(dòng)可分為主

運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

1.主運(yùn)動(dòng)

刀具與工件之間最主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它消耗功率最多，速度最高。主運(yùn)動(dòng)只

有且必須有一個(gè)。

主運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（如車削、鏤削中主軸的運(yùn)動(dòng)），也可以是直線運(yùn)動(dòng)

（如刨削、拉削中的刀具運(yùn)動(dòng)）。

2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

刀具與工件之間產(chǎn)生的附加相對(duì)運(yùn)動(dòng)，配合主運(yùn)動(dòng)，不斷將多余的金屬投入

切削以保持切削連續(xù)進(jìn)行或反復(fù)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)。一般而言，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度較低，消

耗功率較少。

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可由刀具完成（如車削、鉆削），也可由工件完成（如銃削）；進(jìn)給

運(yùn)

動(dòng)不限于一個(gè)（如滾齒），個(gè)別情況也可以沒有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（如拉削）。

3.工件上的表面

切削時(shí)工件上形成三個(gè)不斷變化著的表面：

（1）已加工表面

（2）待加工表面

（3）過渡表面

（二）切削用量

切削用量是切削加工過程中切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量（切削深度）的

總稱。它是用于調(diào)整機(jī)床、計(jì)算切削力、切削功率、核算工序成本等所必需的參

數(shù)。

1.切削速度

2.進(jìn)給量

3.背吃刀量（切削深度）

XXXX工業(yè)專忱我案

教研室：機(jī)制工藝授課教師:

課程名稱機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)課次2

主要教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配

第二章金屬切削原理

15

§1金屬切削加工基本知識(shí)

二、刀具切削部分基本定義

1.刀具切削部分的組成15

2.刀具的標(biāo)注角度參考系40

3.刀具的標(biāo)注角度

4.刀具的工作角度

三、刀具材料

1.對(duì)刀具材料的基本要求20

2.常用的刀具材料及應(yīng)用

掌握刀具標(biāo)注角度參考系及刀具的標(biāo)注角度定義、刀具材料的

教學(xué)目的

基本性能要求和常用的刀具材料的種類；了解刀具的工作角度

教學(xué)重點(diǎn)刀具的標(biāo)注角度刀具材料應(yīng)具備的基本性能和常用的種類

教學(xué)難點(diǎn)刀具標(biāo)注角度參考系及刀具的標(biāo)注角度

教學(xué)方法

CAI軟件，投影等

使用教具

擬留作業(yè)習(xí)題3、4、5

授課總結(jié)

第二章金屬切削原理

第一節(jié)金屬切削加工基本知識(shí)

二、刀具切削部分基本定義

金屬切削刀具的種類很多，結(jié)構(gòu)、性能各不相同，但就其單個(gè)刀齒而言，可

以看成是由外圓車刀的切削部分演變而來的，下面以外圓車刀為例，介紹刀具切

削部分的基本定義。

（一）刀具切削部分的組成

刀具切削部分由刀面、切削刃構(gòu)成。

1.前面（前刀面）4刀具上切屑流過的表面。

2.后面（后刀面）Aa與工件上過渡表面相對(duì)的表面。

3.副后面（副后刀面）A'a與已加工表面相對(duì)的表面。

4.主切削刃S前刀面與后刀面的交線。它承擔(dān)主要切削任務(wù)。

5.副切削刃S切削刃上除主切削刃以外刀刃，它承擔(dān)部分切削任務(wù)。

6.刀尖主、副切削刃匯交的一，J、子殳切削刃。

（二）刀具的標(biāo)注角度參考系

標(biāo)注角度參考系或靜止參考系：在刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨、測(cè)量時(shí)用于定義

刀具幾何參數(shù)的參考系稱為。

在該參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。

建立刀具標(biāo)注角度參考系時(shí)不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響，且假定車刀刀尖與工件

中心等高，車刀刀桿中心線垂直于工件軸線。

刀具標(biāo)注角度參考系由下列參考平面所構(gòu)成：

1.基面P,過切削刃選定點(diǎn)垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面，車刀的基面

可理解為平行刀具底面的平面。

2.切削平面以過切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。

3.正交平面p0與正交平面參考系過切削刃選定點(diǎn)同時(shí)垂直于切削平面

與基面的平面稱為正交平面。

pr、Ps、0。組成一個(gè)正交的正交平面參考系。

4.法平面

5.假定工作平面自、背平面自

二、刀具切削部分基本定義

(三)刀具的標(biāo)注角度

在上述三種不同的刀具標(biāo)注角度參考系內(nèi)，均可定義相應(yīng)的刀具角度，但

一般以采用正交平面參考系兼用法平面參考系較多。

1、正交平面參考系內(nèi)的標(biāo)注角度

(1)前前人正交平面中測(cè)量的前面與基面間的夾角。

(2)后角a。正交平面中測(cè)量的后面與切削平面間的夾角。

(3)主偏南(基面中測(cè)量的主切削平面與假定工作平面間夾角。

(4)刃傾角切削平面中測(cè)量的切削刃與基面間的夾角。

\R

便

、卻嬉

p-pg)口唾R向(A)I隆A

%§向外-

-+<r

上述四角就能確定車刀主切削刃及其前、后面的方位。

其中八、2s兩角可確定前面的方位，a。、（兩角確定后面的方位，K,、

上兩角可確定主切削刃的方位。

同時(shí)副切削刃及其相關(guān)的前、后面在空間的定向也需要4個(gè)角度，即副刃前

角Y。、副后角a；副偏角Kc副刃傾角入。它們的定義與主切削刃四角類似。

常用的刀具派生角度有：前刀面與后刀面之間的夾角稱為楔角￡。；主、副

切削刃在基面上投影的夾角稱為刀尖角￡r。

刀具角度正負(fù)規(guī)定：前面與基面平行時(shí)前角為零；前面與切削平面間夾角小

于90°時(shí)，前角為正；大于90時(shí)，前角為負(fù)。后面與基面夾角小于90°時(shí)，后

角為正；大于90°時(shí)后角為負(fù)。

切削刃與基面（車刀底平面）平行時(shí)，刀傾角為零；刀尖相對(duì)車刀以底平面

處于最高點(diǎn)時(shí)，刀傾角為正；處于最低點(diǎn)時(shí)，刀傾角為負(fù)。

主偏角、副偏角只有正值。派生角度只有正值。

2、其它參考坐標(biāo)系內(nèi)的標(biāo)注角度

（四）刀具的工作角度

刀具標(biāo)注角度都是在假定運(yùn)動(dòng)條件和假定安裝條件下定義的，如果考慮合成

運(yùn)動(dòng)和實(shí)際安裝情況，則刀具的參考系將發(fā)生變化，刀具角度也發(fā)生了變化。

按照刀具工作中的實(shí)際情況，在刀具工作角度參考系中確定的角度稱為刀具

工作角度。

多數(shù)情況下，不必進(jìn)行工作角度的計(jì)算，只有在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和刀具安裝對(duì)工作

角度產(chǎn)生較大影響時(shí)，需考慮工作角度。

1.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響

2.刀具安裝高低對(duì)工作角度的影響

3.刀桿中心線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)對(duì)工作角度的影響

（五）切削層參數(shù)

切削層是由切削部分以一個(gè)單一動(dòng)作所切除的工件材料層。

將通過切削刃基點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)方向的平面稱為切削層尺寸平面，此

平面是切削層參數(shù)的測(cè)量平面。

1.切削層公稱橫截面積0

2.切削層公稱寬D

3.切削層公稱厚度

若車刀刀尖為主，副切削刃的實(shí)際交點(diǎn)，且3=0°,"0：則切削層公

稱橫截面積為平行四邊形。

切削層各有關(guān)參數(shù)間的關(guān)系為

九二fs\v\Krby—a°/sinKR4=九仇=a

三、刀具材料

刀具材料一般是指刀具切削部分的材料。

它的性能是影響加工表面質(zhì)量、切削效果、刀具壽命和加工成本的重要因素。

（-）刀具應(yīng)具備的性能

金屬切削過程中，刀具切削部分承受很大切削刀和劇烈摩擦，并產(chǎn)生很高的

切削溫度；在斷續(xù)切削工作時(shí)，刀具將受到?jīng)_擊和產(chǎn)生振動(dòng)，引起切削溫度的波

動(dòng)。為此，刀具材料應(yīng)具各下列基本性能：

1.硬度和耐磨性

2.強(qiáng)度和韌性

3.熱硬性

4.工藝性與經(jīng)濟(jì)性

（二）常用刀具材料

常用刀具材料分為：工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼），硬

質(zhì)合金，超硬刀具材料（包括陶瓷，金剛石及立方氮化硼等）

1、高速鋼

高速鋼特別適用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的成形刀具，孔加工刀具例如各類銃刀、

拉刀、齒輪刀具、螺紋刀具等；由于高速鋼硬度，耐磨性，耐熱性不及硬質(zhì)合金，

因此只適于制造中、低速切削的各種刀具。

高速鋼按其性能分成兩大類：普通高速鋼和高性能高速鋼。

2、硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金大量應(yīng)用在剛性好，刃形簡(jiǎn)單的高速切削刀具上，隨著技術(shù)的進(jìn)

步，復(fù)雜刀具也在逐步擴(kuò)大其應(yīng)用。

常用硬質(zhì)合金的牌號(hào)，成分及性能見表2—2。

鴇鉆類硬質(zhì)合金是由WC和Co燒結(jié)而成，代號(hào)為YG,一般適用于加工鑄鐵

和有色金屬等脆性材料。

鴇鈦牯類硬質(zhì)合金是以WC為基體，添加TiC,用Co作粘結(jié)劑燒結(jié)而成，代

號(hào)為YT,一般適用于高速加工鋼料。

添加鋰（銀）類硬質(zhì)合金是在以上兩種硬度合金中添加少量其它碳化物（如

TaC或NbC）而派生出的一類硬質(zhì)合金，代號(hào)為YW,既適用加工脆性材料，又適

用于加工塑性材料。常用牌號(hào)YW1、YW20

3、涂層刀具材料

硬質(zhì)合金或高速鋼刀具通過化學(xué)或物理方法在其上表面涂覆一層耐磨性好

的難熔金屬化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，而又不降低其韌性。

對(duì)刀具表面涂覆的方法有兩種：

化學(xué)氣相沉積法（CVD法），適用于硬質(zhì)合金刀具；

物理氣相沉積法（PVD法），適用于高速鋼刀具。

涂層材料可分為TiC涂層、TiN涂層、TiC與TiN涂層、AI2O3涂層等。

4、其它刀具材料

（1）陶瓷刀具：是以氧化鋁（AI2O3）或以氮化硅（SisND為基體，再添加

少量金屬，在高溫下燒結(jié)而成的一種刀具材料。

一般適用于高速下精細(xì)加工硬材料。

一些新型復(fù)合陶瓷刀也可用于半精加工或粗加工難加工的材料或間斷切削。

陶瓷材料被認(rèn)為是提高生產(chǎn)率的最有希望的刀具材料之一。

（2）人造金剛石：它是碳的同素異形體，是目前最硬的刀具材料，顯微硬

度達(dá)10000HVo

它有極高的硬度和耐磨性，與金屬摩擦系數(shù)很小，切削刃極鋒利，能切下極

簿切屑，有很好的導(dǎo)熱性，較低的熱膨脹系數(shù)，但它的耐熱溫度較低，在700?

800℃時(shí)易脫碳，失去硬度，抗彎強(qiáng)度低，對(duì)振動(dòng)敏感，與鐵有很強(qiáng)的化學(xué)親合

力，不宜加工鋼材，主要用于有色金屬及非金屬的精加工，超精加工以及作磨具、

磨料用。

（3）立方氮化硼：是由立方氮化硼（白石墨）在高溫高壓下轉(zhuǎn)化而成的，

其硬度僅次于金剛石，耐熱溫度可達(dá)1400℃,有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，較好的可

磨性，抗彎強(qiáng)度與韌性略低于硬質(zhì)合金。一般用于高硬度，難加工材料的半精加

工和精加工。

XXXX工業(yè)名相條案

教研室：機(jī)制工藝授課教師:

課程名稱機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)課次3

主要教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配

實(shí)驗(yàn)一車刀角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)

教學(xué)目的熟悉和掌握刀具角度的定義和測(cè)量方法

教學(xué)重點(diǎn)刀具的標(biāo)注角度的測(cè)量方法

教學(xué)難點(diǎn)刀具標(biāo)注角度參考系的確定

教學(xué)方法

使用教具

擬留作業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

授課總結(jié)

XXXX工業(yè)名相我案

教研室：機(jī)制工藝授課教師:

課程名稱機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)課次4

主要教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配

§2金屬切削原理及應(yīng)用

一、切削變形

1.切屑形成及種類、特點(diǎn)

2.積屑瘤及對(duì)加工的影響40

3.已加工表面加工硬化

4.影響切削變形的因素

教學(xué)光盤

二、切削力

25

1.來源及分解2.切削力的計(jì)算3.影響切削力的主要因素

三、切削溫度與切削液

1.切削熱的產(chǎn)生和傳散2.切削溫度及測(cè)量25

3.影響切削溫度的因素4.切削液的選用

握切削變形過程中伴隨的各種物理現(xiàn)象的成因、特點(diǎn)、對(duì)切削

教學(xué)目的

加工過程的影響。

教學(xué)重點(diǎn)加工過程中各種物理現(xiàn)象對(duì)加工過程的影響及控制方法

教學(xué)難點(diǎn)

教學(xué)方法

CAI教學(xué)軟件、投影等

使用教具

擬留作業(yè)習(xí)題8、10、11

授課總結(jié)

第二節(jié)金屬切削原理及其應(yīng)用

金屬的切削過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，在這一過程中形成切屑、產(chǎn)生切削力、

切削熱與切削溫度，刀具磨損等許多現(xiàn)象，研究這些現(xiàn)象及變化規(guī)律，對(duì)于合理

使用與設(shè)計(jì)刀具，夾具和機(jī)床，保證加工質(zhì)量，減少能量消耗，提高生產(chǎn)率和促

進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展都有很重要的意義。

一、切削變形

（一）切削變形特點(diǎn)和切屑的種類

如圖所示，金屬壓縮實(shí)驗(yàn)，當(dāng)金屬試件受擠壓時(shí)，在其內(nèi)部產(chǎn)生主應(yīng)力的同

時(shí)，還將在與作用力大致成45°方向的斜截面產(chǎn)生最大切應(yīng)力，在切應(yīng)力達(dá)到

屈服強(qiáng)度時(shí)將在此方向剪切滑移。

金屬刀具切削時(shí)相當(dāng)于局部壓縮金屬的壓塊，使金屬沿一個(gè)最大剪應(yīng)力方向

產(chǎn)生滑移。

如圖所示當(dāng)切屑層達(dá)到切削刃OA（0A代表始滑移面）處時(shí)，切應(yīng)力達(dá)到材

料屈服強(qiáng)度，產(chǎn)生剪切滑移，切削層移到0M面上，剪切滑移終止，并離開切削

刃后形成了切屑，然后沿前面流出。

始滑移面0A與終滑移面0M之間的變形區(qū)稱為第一變形區(qū)，寬度很窄（約

0.02?0.2mm）,故常用0M剪切面亦稱滑移面來表示，它與切削速度的夾角稱為

剪切角?。

當(dāng)切屑沿前面流出時(shí)，由于受到前面擠壓和摩擦作用，在前面摩擦阻力的作

用下，靠近前面的切屑底層金屬再次產(chǎn)生剪切變形。使切屑底層薄的一層金屬流

動(dòng)滯緩，流動(dòng)滯緩的一層金屬稱為滯流層，這一區(qū)域又稱為第二變形區(qū)。

工件已加工表面受到鈍圓弧切削刃的擠壓和后面的摩擦，使已加工表面內(nèi)產(chǎn)

生嚴(yán)重變形，已加工表面與后面的接觸區(qū)稱為第三變形區(qū)。

這三個(gè)變形區(qū)不是獨(dú)立的，而是有著緊密的聯(lián)系和相互影響。

根據(jù)被切的金屬剪切滑移后形成切屑的外形不同，可將切屑分成以下四種

類型。

1.帶狀切屑

2.節(jié)狀切屑（擠裂切屑）

3.粒狀切屑（單元切屑）

4.崩碎切屑

切屑的形態(tài)隨切削條件的不同可互相轉(zhuǎn)化。

（二）切削變形程度的表示方法

（三）刀具前面上的摩擦與積屑瘤

切屑流經(jīng)刀具前面時(shí)，在高壓力的作用下產(chǎn)生劇烈的摩擦并產(chǎn)生很高的溫

度，刀屑接觸區(qū)可分成粘結(jié)區(qū)和滑動(dòng)區(qū)兩部分。

粘結(jié)區(qū)的摩擦為內(nèi)摩擦，切削時(shí)由于高壓和高溫作用，切屑底部流速要比切

屑的上層緩慢，從而在切屑底部形成了一個(gè)滯流層，內(nèi)摩擦就是滯流層與其上層

金屬在切屑內(nèi)部的摩擦，這部分的切向力等于被切材料的剪切屈服點(diǎn)，它不同于

金屬接觸面滑動(dòng)摩擦。

滑動(dòng)區(qū)的摩擦為外摩擦，即滑動(dòng)摩擦，摩擦力的大小與摩擦系數(shù)和法向正壓

力有關(guān)，而與接觸面積大小無關(guān)。在粘結(jié)區(qū)內(nèi)，切應(yīng)力是常數(shù)，且等于材料的剪

切屈服強(qiáng)度，在滑動(dòng)區(qū)內(nèi)則隨著距離切削刃越遠(yuǎn)而逐漸減小，在整個(gè)接觸區(qū)內(nèi)平

均正應(yīng)力亦隨著距切削刃越遠(yuǎn)而減小。在刀屑間的兩種摩擦中，力的大小一般占

總摩擦力的85%左右，所以研究前面摩擦中應(yīng)以內(nèi)摩擦為主。

由于刀屑接觸面的粘結(jié)摩擦及滯流作用，在中速或較低的切削速度切削塑性

金屬材料時(shí)，經(jīng)常在刀具前面粘結(jié)一些工件材料，形成一個(gè)硬度很高的楔塊，這

楔塊稱為積屑瘤。

從實(shí)驗(yàn)得知，積屑瘤的金相組織與工件母材料相比未發(fā)生相變，它是受了強(qiáng)

烈塑性變形的被切材料的堆積物，劇烈的加工硬化使之硬度大幅提高。它是逐漸

形成的，經(jīng)過一個(gè)生成、長(zhǎng)大、脫落的周期性過程。

積屑瘤的存在可代替刀刃切削，并對(duì)切削刃有一定的保護(hù)作用；同時(shí)增大了

實(shí)際工作前角，減小了切削變形。但由它堆積的鈍圓弧刃口造成擠壓和過切現(xiàn)象，

使加工精度降低，積屑瘤脫落后粘附在已加工表面上惡化表面粗糙度，所以，在

精加工時(shí)應(yīng)避免積屑瘤產(chǎn)生。

影響積屑瘤的主要因素有工件材料，切削層、刀具前角及切削液等，工件

材料塑性越大，刀屑間摩擦系數(shù)和接觸長(zhǎng)度越大，容易生成積屑瘤。

切削速度對(duì)切屑瘤影響很大，切削速度很低時(shí)，由于摩擦系數(shù)較小，很少

產(chǎn)生積屑瘤。在切削速度"0=20m/min左右，切削溫度約為300℃時(shí)，最易產(chǎn)生

積屑瘤，且高度最大。切削速度是通過平均溫度和平均摩擦系數(shù)影響積屑瘤的。

減小進(jìn)給量，增大刀具前角，提高刃磨質(zhì)量，合理選用切削液，使摩擦和

粘結(jié)減少，均可達(dá)到抑制積屑瘤的作用。

（四）已加工表面變形和加工硬化

任何刀具的切削刃都很難磨得絕對(duì)鋒利，當(dāng)在鈍圓弧切削刃和其鄰近的狹小

后面的切削擠壓摩擦下，切屑晶體向下滑動(dòng)繞過刃口形成已加工表面。使已加工

表面層的金屬晶粒發(fā)生扭曲擠緊，破碎等，構(gòu)成了已加工表面上的變形區(qū)。

已加工表面經(jīng)過嚴(yán)重塑性變形而使表面原硬度增高，這種現(xiàn)象稱為加工硬化

（冷硬）。

金屬材料經(jīng)硬化后在表面上會(huì)出現(xiàn)細(xì)微裂紋和殘余應(yīng)力，從而降低了加工質(zhì)

量和材料的疲勞強(qiáng)度，增加下道工序加工困難，加速刀具磨損，所以在切削時(shí)應(yīng)

設(shè)法避免或減輕加工硬化現(xiàn)象。

（五）影響切削變形的因素

切削變形的程度主要決定于剪切南和摩擦系數(shù)大小。

影響切削變形的主要因素有工件材料，前角，切削用量。

工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，刀屑間正壓力則增大，平均正應(yīng)力會(huì)增加，因

此，摩擦系數(shù)下降，剪切角增大，切削變形減小。而切削塑性較高的材料，則變

形較大。

刀具前角越大，切削刃越鋒利，使剪切角增大，變形系數(shù)減小，因此，切削

變形減小。

切削速度對(duì)切削變形的影響，切削速度是通過切削溫度和積屑瘤影響切屑變

形的。切削速度在3?20m/min范圍內(nèi)提高，積屑瘤高度隨著增加，刀具實(shí)際前

角增大，故變形系數(shù)減小。當(dāng)20m/min左右時(shí)，積屑瘤高度最高，J值最小。

在20?40m/minn范圍內(nèi)提高，積屑瘤逐漸消失，刀具實(shí)際剪切角減小，J增大。

當(dāng)＞40m/min時(shí)，由于切削溫度逐漸升高，變形系數(shù)J減小。切削鑄鐵等脆性金

屬時(shí)，一般不產(chǎn)生積屑瘤，隨著切削速度的增大，變形系數(shù)則緩慢地減小。

進(jìn)給量增大，使切削厚度增加，正壓力增大，平均正應(yīng)力增大，因此，口下

降，剪切角。增大，使自減小。同時(shí)，由于各切削層的變形和應(yīng)力分布不均勻，

近前發(fā)面處的金屬變形和應(yīng)力大，離前刀面越遠(yuǎn)的金屬層變形和應(yīng)力越小。切削

厚度增加，近前刀面處發(fā)生劇烈變形層增加不多，切削平均變形減小，使變形系

數(shù)變小。

二、切削力

（一）切削力的來源和分解

切削過程中，刀具施加于工件使工件材料產(chǎn)生變形，并使多余材料變?yōu)榍行?/p>

所需的力稱為切削力

而工件低抗變形施加于刀具稱為切削抗力，在分析切削力以及切削機(jī)理時(shí)，

切削力與切削抗力意義相同。

刀具切削工件時(shí)，由于切屑與工件內(nèi)部產(chǎn)生彈性，塑性變形抗力，切屑與工件對(duì)

刀具產(chǎn)生摩擦阻力，形成刀具對(duì)工件作用一個(gè)合力F,由于其大小，方向不易確

定。

因此，為了便于測(cè)量、計(jì)算及研究，通常將合力廠分解成三個(gè)分力。

（二）工作功率

（三）計(jì)算切削力的經(jīng)驗(yàn)公式

（四）單位切削力和單位切削功率

（五）影響切削力的主栗因素

1.工件材料的影響，工件材料的硬度和強(qiáng)度越高，雖然切削變形會(huì)減小，

但由于剪切屈服強(qiáng)度增高，產(chǎn)生的切削力會(huì)越大；工件材料強(qiáng)度相同時(shí)，塑性和

韌性越高，切削變形越大，切削與刀具間摩擦增加，切削力會(huì)越大。切削鑄鐵時(shí)

變形小，摩擦小，故產(chǎn)生的切削力小。

2.切削用量的影響進(jìn)給量、背吃刀量增大，二者都會(huì)使切削力增大，而實(shí)

際上背吃刀量對(duì)切削力的影響栗比進(jìn)給量大。其主要原因在于，a,增大一倍時(shí)，

切削厚度為不變，而切削寬度仇則增大一倍，切削刃上的切削負(fù)荷也隨之增大

一倍，即變形力和摩擦成倍增加，最終導(dǎo)致了切削力以成倍增加；尸增大一倍時(shí)，

切削寬度仇不變，只是切削厚度小增大一倍，平均變形減小，故切削力增加不

到一■倍。

切削速度對(duì)切削力的影響：切削塑性金屬時(shí)，在40m/min時(shí)，由于積屑瘤的

產(chǎn)生與消失，使刀具前角增大或減小，引起變形系數(shù)的變化，導(dǎo)致了切削力的變

化；當(dāng)乂Om/min,切削溫度升高，使平均摩擦系數(shù)下降，切削力也隨之下降。切

削灰鑄鐵等脆性材料時(shí)，塑性變形很小，且刀屑間的摩擦也很小，因此，“。對(duì)

影響不大。

3.刀具幾何參數(shù)的影響前角對(duì)暴影響較大。前角增大，切削變形減小，故切削

力減小。主偏角對(duì)進(jìn)給力6和背向力，影響較大，當(dāng)仁增大時(shí)6增大而Fp則

減小。刃傾角對(duì)背切削力田影響較大，因?yàn)樯嫌烧迪蜇?fù)值變化時(shí)，會(huì)使頂向

工件軸線的背向力增大。

此外刀尖圓弧半徑，刀具磨損程度等因素對(duì)切削力也有一定的影響。

三、切削溫度與切削液

由它引起的切削溫度的升高會(huì)影響刀具磨損和耐用度，同時(shí)抑制了切削速度

的提高，還將導(dǎo)致工件、機(jī)床，刀具和夾具的熱變形，降低零件的加工精度和表

面質(zhì)量。

(-)切削熱的產(chǎn)生和傳散

提高切削速度，由摩擦生成的熱量增多，但切屑帶走的熱量也增加，在刀具

中熱量減少，在工件中熱量更少，所以高速切削時(shí)，切屑溫度很高，在工件和刀

具中溫度較低，這有利于加工順利進(jìn)行。

(二)切削區(qū)溫度分布和切削溫度的測(cè)量

切削區(qū)溫度一般是指切屑，工件和刀具按觸表面上的平均溫度，在正交平面

內(nèi)刀具、工件和切屑中溫度分布規(guī)律如圖2—19所示。

刀具與切屑接觸面摩擦大，不易散熱，產(chǎn)生的溫度值最高；切屑帶走熱量最

多，它的平均溫度高于刀具、工件上的平均溫度。

切削溫度測(cè)量方法很多，目前以利用物體的熱電效應(yīng)來進(jìn)行溫度測(cè)量的熱電

偶法應(yīng)用較多，其測(cè)量簡(jiǎn)單方便。

(三)影響切削溫度的因素

切削溫度的高低決定于產(chǎn)生熱量多少和傳散熱量快慢兩方面因素。切削時(shí)影

響產(chǎn)生熱量和傳散熱量的因素有：切削用量、工件材料的性能，刀具幾何參數(shù)和

冷卻條件等。

切削用量對(duì)切削溫度的影響，當(dāng)“八和五增加時(shí)，由于切削變形功和摩

擦功增大，所以切削溫度升高。其中切削速度影響最大，當(dāng)“。增加一倍時(shí)，由于

摩擦生熱增多，切削溫度約增加32%,進(jìn)給量尸的影響次之，當(dāng)尸增加一倍，切

削溫度約增加18%,因?yàn)槭黾忧邢髯冃卧黾虞^少，并且改善了散熱條件，故熱

量增加不多。背吃刀量a.影響最小，a。增加一倍時(shí)，切削溫度約增加7%,這是

因?yàn)樵黾邮骨邢鲗挾仍黾樱龃罅藷崃康膫魃⒚娣e。

工件材料主要是通過硬度、強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)影響切削溫度。

刀具幾何參數(shù)中影響切削溫度最明顯的因素是前角兒和主偏角仁，其次是

刀尖圓弧半徑人。前角兒增大，切削變形和摩擦產(chǎn)生的熱較少，故切削溫度下

降，但人過大散熱變差，使切削溫度升高。主偏角*r減少，切削變形摩擦增

加，但3減小切削寬度增大，改善了散熱條件，由于散熱起主要作用，故切削

溫度下降。增大刀尖圓弧半徑能增大散熱面積，降低切削溫度。

刀具磨損后，刀具后面與已加工表面摩擦加大，切削刃變鈍，使刃區(qū)前方對(duì)

切屑的擠壓作用增大，切屑變形增大，會(huì)使切削溫度升高。在加工時(shí)，使用切削

液也是降低切削溫度的重要措施。

(四)切削液的選用

在切削過程中，合理使用切削液能有效減少切削刃，降低切削溫度，從而能

延長(zhǎng)刀具壽命，改善已加工表面質(zhì)量和精度。

1.切削液的作用

冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用等。

2.切削液的種類及選用

(1)水溶液一般常用于粗加工和普通磨削加工中。

(2)乳化液一般材料的粗加工常用乳化液，難加工材料的切削，常使用

極壓乳化液。

(3)切削油一般材料的精加工常使用切削油，如普通精車、螺紋精加工

等。

XXXX工業(yè)名相我案

教研室：機(jī)制工藝授課教師:

課程名稱機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)課次5

主要教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配

實(shí)驗(yàn)2

切削變形實(shí)驗(yàn)

觀察切削變形的過程，以及所出現(xiàn)的現(xiàn)象；掌握測(cè)量切削

變形和計(jì)算變形系數(shù)的基本方法；研究切削速度、刀具前角和

教學(xué)目的

走刀量等因素對(duì)切削變形的影響規(guī)律。

教學(xué)重點(diǎn)觀察切削變形的過程以及所出現(xiàn)的現(xiàn)象和各因素對(duì)其影響

教學(xué)難點(diǎn)各因素對(duì)切削變形的影響及規(guī)律

教學(xué)方法

使用教具

擬留作業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

授課總結(jié)

XXXX工業(yè)等覺我案

教研室：機(jī)制工藝授課教師：

課程名稱機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)課次6

主要教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配

實(shí)驗(yàn)3

切削力的測(cè)量

教學(xué)目的通過實(shí)驗(yàn)了解切削過程中影響切削力的因素及測(cè)量方法

教學(xué)重點(diǎn)切削力的影響因素與測(cè)量方法

教學(xué)難點(diǎn)切削力的影響因素

教學(xué)方法

使用教具

擬留作業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

授課總結(jié)

XXXX工業(yè)名就我案

教研室：機(jī)制工藝授課教師：XXXX

課程名稱機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)課次7

主要教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配

§2金屬切削原理及應(yīng)用

四、刀具磨損與刀具耐用度

1.刀具磨損的形式30

2.刀具磨損的原因

3.刀具磨損過程和磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

4.刀具耐用度的定義

20

5.影響刀具耐用度的因素和合理的耐用度

五、刀具幾何參數(shù)和切削用量的合理選擇

1.刀具幾何參數(shù)的合理選擇

2.切削用量的合理選擇30

示例分析

掌握刀具磨損的形式、原因，刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的概念和影響刀具

教學(xué)目的

耐用度的各種因素，學(xué)會(huì)分析如何選擇刀具角度

教學(xué)重點(diǎn)刀具磨損原因及形式；刀具耐用度的定義及影響因素

教學(xué)難點(diǎn)切削用量合理選擇

教學(xué)方法

CAI軟件、投影等

使用教具

擬留作業(yè)習(xí)題13、14、16

授課總結(jié)

第二章金屬切削原理

四、刀具磨損與耐用度

（一）刀具磨損的形成

切削過程中，刀具在高溫和高壓條件下，受到工件、切屑的劇烈摩擦，，刀

具在前、后面接觸區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生磨損。這種現(xiàn)象稱為刀具磨損。隨切削時(shí)間增加磨

損逐漸擴(kuò)大。主要磨損形式有：前面磨損、后面磨損。

在高速和較大的切削厚度切削塑性金屬時(shí)，易產(chǎn)生月牙洼磨損。在低速和較

切削厚度切削塑性金屬及切削脆性金屬時(shí)，后刀面上的磨損明顯痕跡。在中等切

削用量切削塑性金屬的情況下，易產(chǎn)生前面和后面的同時(shí)磨損。

（二）刀具磨損的原因

磨粒磨損（機(jī)械磨損、硬質(zhì)點(diǎn)磨損）、相變磨損、粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、氧

化磨損。

不同的刀具材料在不同的使用條件造成磨損的主要原因不同。

（=.）刀具磨損過程和刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

刀具磨損過程的三個(gè)階段：初期磨損階段、正常磨損階段、急劇磨損階段。

（四）刀具耐用度定義

刀具耐用度系指刀具刃磨后開始切削，至磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的總切削時(shí)

間。

刀具的耐用度高，說明切削性能好。

（五）影響刀具耐用度的因素

1.切削用量的影響切削用量增加時(shí)，刀具磨損加劇，刀具耐用度降低。

切削速度對(duì)耐磨度的影響最大，進(jìn)給量次之，背吃刀量影響最小。這與三者

對(duì)切削溫度的影響規(guī)律是相同的，實(shí)質(zhì)上切削用量對(duì)刀具磨損和刀具耐磨度的影

響是通過切削溫度起作用的。

2.工件材料的影響工件材料的強(qiáng)度、硬度、塑性等指標(biāo)數(shù)值越高，導(dǎo)熱

性越低，則加工時(shí)切削溫度越高，刀具耐用度就會(huì)越低。

3.刀具材料的影響刀具材料是影響刀具壽命的重要因素，合理選擇刀具

材料，采用涂層刀具材料和使用新型刀具材料是提高刀具壽命的有效途徑。

4.刀具幾何參數(shù)對(duì)刀具耐用度影響較大的是前角和主偏角。增大前角，

切削溫度降低刀具耐用度提高，但前角太小，刀具強(qiáng)度則弱散熱不好，導(dǎo)致刀具

耐磨度降低。必須選擇與最高刀具耐用度對(duì)應(yīng)的前角角度。減小主偏角、副偏角

和增大刀尖圓弧半徑，可改善散熱條件，提高刀具強(qiáng)度和降低切削溫度，從而提

高刀具的耐用度。

(六)刀具耐用度合理確定

刀具耐用度對(duì)切削加工的生產(chǎn)率和成本都有直接的影響，不能定的太高或

太低，如果定的太高，勢(shì)必要選擇較小的切削用量，從而增加切削加工的時(shí)間，

導(dǎo)致生產(chǎn)率的下降。如果定的太低，雖然可以采取較大的切削用量，但會(huì)使換刀、

磨刀或調(diào)整機(jī)床所用時(shí)間增加過多，生產(chǎn)率也會(huì)下降。

通常確定刀具耐用度的方法有兩種。一是最高生產(chǎn)耐用度；二是最低生產(chǎn)

成本耐用度。

確定各種刀具耐用度時(shí)，可以按下列準(zhǔn)則考慮：

(1)簡(jiǎn)單刀具的制造成本低，故它的耐用度較復(fù)雜刀具的低。

(2)可轉(zhuǎn)位刀具切削刃轉(zhuǎn)位迅速，更換簡(jiǎn)單，刀具耐用度可選低一些。

(3)精加工刀具切削負(fù)荷小耐用度選的可高一些。

(4)自動(dòng)加工數(shù)控刀具應(yīng)選較高耐用度。

五、刀具幾何參數(shù)與切削用量的合理選擇

(一)刀具幾何參數(shù)的合理選擇

刀具的幾何參數(shù)包括刀具角度、刀面結(jié)構(gòu)和形狀、切削刃的形式等。

1.前角的選擇

前角是刀具上最重要的角度之一，增大前角，切削刃鋒利，切削變形小，切

削力小，切削輕快，切削溫度低，刀具磨損小和加工表面質(zhì)量高，但過大前角刀

頭強(qiáng)度降低，切削溫度高，刀具磨損加劇，刀具耐用度低。

從正反兩方面考慮，前角有一個(gè)最佳數(shù)值。

選擇前角的原則是保證加工質(zhì)量和足夠的刀具耐磨度的前提，應(yīng)盡量選取大

的前角，具體選擇時(shí)要考慮的因素有：

(1)根據(jù)工件材料選擇：加工塑性金屬材料前角較大；加工脆性材料時(shí)前

角較小。材料的強(qiáng)度、硬度越高，前角越小；材料的塑性越大，前角越大。

(2)根據(jù)刀具材料選擇，高速鋼刀具抗彎強(qiáng)度好，抗沖擊韌性高，可選較

大前角；硬度合金材料抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，故前角較小。陶瓷刀具材料前角應(yīng)

更小。

(3)根據(jù)加工要求選擇。粗加工時(shí)選擇較小前角，精加工時(shí)前角應(yīng)大些，

加工成型表面的刀具，前角應(yīng)小些以減少刀具的刃形誤差。

2.前刀面的選擇

生產(chǎn)中常用的幾種前刀面形狀有：

(1)正前角平面型

(2)正前角平面帶倒棱形型

(3)曲面型

(4)負(fù)前角型

3.后角的選擇

增大后角，可減少后面與切削表面間摩擦，減小切削刃鈍圓弧半徑，可提高

表面質(zhì)量。但同時(shí)使刀具強(qiáng)度降低，散熱條件變差。

選擇后角的原則是在不產(chǎn)生較大摩擦的條件下，應(yīng)適當(dāng)減小后角。

(1)根據(jù)加工精度選擇精加工時(shí)為保證加工質(zhì)量，后痢取較大8~

12°,粗加工時(shí)，要提高刀具強(qiáng)度，后角應(yīng)取較小6?8°o

(2)根據(jù)加工材料加工塑性材料，已加工表面的彈性恢復(fù)大，后角應(yīng)

取大值。加工脆性材料后角取小值。

4.主、副偏角的選擇

減小主、副偏角，刀頭強(qiáng)度增高，散熱條件好，加工表面粗糙度小，但背向

力增大，易使工件或刀桿發(fā)生變形，引起工藝系統(tǒng)振動(dòng)。減小主偏角使得切削厚

度和切屑厚度減小而導(dǎo)致斷屑效果差。

因此，在加工工藝系統(tǒng)剛性滿足的條件下，應(yīng)選較小主偏角；加工高強(qiáng)度、

高硬度材料時(shí)為提高刀具強(qiáng)度壽命，應(yīng)選較小主偏角，在出現(xiàn)帶狀切屑時(shí)，應(yīng)考

慮加大主偏角。

副偏角大小主要影響已加工表面粗糙度，選擇的原則是，在不影響摩擦和振

動(dòng)的條件下應(yīng)選擇較小副偏角。

5.刃傾角的選擇

刃傾角可控制切屑流向：當(dāng)＞0°時(shí)，切屑流向待加工表面；＜0°時(shí)切屑流

向已加工表面；=0°切屑沿主剖面方向流出。

增大可增加實(shí)際工作前角和刃口鋒利程度，可提高加工質(zhì)量。選用負(fù)刃傾南，

可提高刀具強(qiáng)度，改變刀刃受力方向，提高刀刃抗沖擊能力，但過大負(fù)刃傾角會(huì)

使背向力增大。

一般鋼、鑄鐵精加工時(shí)選擇0?+5°,粗加工時(shí)05°o在加工高硬質(zhì)、

高強(qiáng)度金屬，加工斷續(xù)表面或有沖擊載荷時(shí)取負(fù)刃傾角一5°--15°o

(二)切削用量的合理選擇

在確定了刀具幾何參數(shù)后，還需選定切削用量參數(shù)才能進(jìn)行切削加工。

目前許多工廠是通過切削用量手冊(cè)，實(shí)踐總結(jié)或工藝實(shí)驗(yàn)來選擇切削用量。

制定切削用量時(shí)應(yīng)考慮加工余量，刀具耐用度、機(jī)床功率、表面粗糙度、刀具刀

片的剛度和強(qiáng)度等因素。

1.粗車切削用量的選擇

對(duì)于粗加工，在保證刀具一定耐用度前提下，要盡可能提高在單位時(shí)間內(nèi)的

金屬切除量，提高切削用量都能提高金屬切削量，但是考慮到切削用量對(duì)刀具耐

用度的影響程度，所以，在選擇粗加工切削用量時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用大的背吃刀，其

次選較大的進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具耐用度選定一個(gè)合理的切削速度，這樣選擇可

減少切削時(shí)間，提高生產(chǎn)率。背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量和加工系統(tǒng)的剛性確定。

2.精加工切削用量的選擇

選擇精加工或半精工切削用量的原則是在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧必要

的生產(chǎn)率。進(jìn)給量根據(jù)工件表面粗糙度的要求來確定。精加工時(shí)切削速度的切削

速度應(yīng)避開積屑瘤區(qū)，一般硬質(zhì)合車刀采用高速切削。

XXXX工業(yè)李就我案

教研室：機(jī)制工藝授課教師：XXXX

課程名稱機(jī)械加工基礎(chǔ)課次8

主要教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配

第三章金屬切削常用刀具

綜述

35

§1車刀

1.車刀的種類和用途

2.硬質(zhì)合金焊接車刀

3.機(jī)夾車刀

4.可轉(zhuǎn)位車刀

5.成形車刀

§2孔加工刀具

55

1.孔加工刀具的種類和用途

2.麻花鉆的特點(diǎn)

掌握常用車刀的類型，特點(diǎn)，應(yīng)用

教學(xué)目的

了解麻花鉆的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)常用車刀的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；常用孔加工刀具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選用

教學(xué)難點(diǎn)麻花鉆的角度變化

教學(xué)方法

CAI教學(xué)軟件、投影等

使用教具

擬留作業(yè)習(xí)題1、2、3

授課總結(jié)

第三章金屬切削常用刀具

第一節(jié)車刀

一、車刀種類和用途

車刀是應(yīng)用最廣的一種單刃刀具。也是學(xué)習(xí)、分析各類刀具的基礎(chǔ)。

車刀用于各種車床上，加工外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋、車槽等。

車刀按結(jié)構(gòu)可分為整體車刀、焊接車刀、機(jī)夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成型車

刀。其中可轉(zhuǎn)位車刀的應(yīng)用日益廣泛，在車刀中所占比例逐漸增加。

二、硬質(zhì)合金焊接車刀

所謂焊接式車刀，就是在碳鋼刀桿上按刀具幾何角度的要求開出刀槽，用

焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)，并按所選擇的幾何參數(shù)刃磨后使用的車

刀。

三、機(jī)夾車刀

機(jī)夾車刀是采用普通刀片，用機(jī)械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的

車刀。此類刀具有如下特點(diǎn)：

(1)刀片不經(jīng)過高溫焊接，避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、產(chǎn)生

裂紋等缺陷，提高了刀具的耐用度。

(2)由于刀具耐用度提高，使用時(shí)間較長(zhǎng)，換刀時(shí)間縮短，提高了生產(chǎn)

效率。

(3)刀桿可重復(fù)使用，既節(jié)省了鋼材又提高了刀片的利用率，刀片由制

造廠家回收再制，提高了經(jīng)濟(jì)效益，降低了刀具成本。

(4)刀片重磨后，尺寸會(huì)逐漸變小，為了恢復(fù)刀片的工作位置，往往在

車刀結(jié)構(gòu)上設(shè)有刀片的調(diào)整機(jī)構(gòu)，以增加刀片的重磨次數(shù)。

(5)壓緊刀片所用的壓板端部，可以起斷屑器作用。

四、可轉(zhuǎn)位車刀

可轉(zhuǎn)位車刀是使用可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位

換成相鄰的新切削刃，即可繼續(xù)工作，直到刀片上所有切削刃均已用鈍，刀

片才報(bào)廢回收。更換新刀片后，車刀又可繼續(xù)工作。

1.可轉(zhuǎn)位刀具的優(yōu)點(diǎn)

與焊接車刀相比，可轉(zhuǎn)位車刀具有

下述優(yōu)點(diǎn)：_

(1)刀具壽命高由于刀片避免了由夾父*

焊接和刃磨高溫引起的缺陷，刀具幾何

參數(shù)完全由刀片和刀桿槽保證，切削性7<

能穩(wěn)定，從而提高了刀具壽命。弋

⑵生產(chǎn)效率高由于機(jī)床操作工\

人不再磨刀，可大大減少停機(jī)換刀等輔

助時(shí)間。桿

(3)有利于推廣新技術(shù)、新工藝可轉(zhuǎn)位刀有利于推廣使用涂層、陶瓷

等新型刀具材料。

(4)有利于降低刀具成本由于刀桿使用壽命長(zhǎng)，大大減少了刀桿的消

耗和庫存量，簡(jiǎn)化了刀具的管理工作，降低了刀具成本。

2.可轉(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊特點(diǎn)與要求

(1)定位精度高刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片后，刀尖位置的變化應(yīng)在工件

精度允許的范圍內(nèi)。

(2)刀片夾緊可靠應(yīng)保證刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合，經(jīng)得起

沖擊和振動(dòng)，但夾緊力也不宜過大，應(yīng)力分布應(yīng)均勻，以免壓碎刀片。

(3)排屑流暢刀片前面上最好無障礙，保證切屑排出流暢，并容易觀

察。

(4)使用方便轉(zhuǎn)換刀刃和更換新刀片方便、迅速。對(duì)小尺寸刀具結(jié)構(gòu)

栗緊湊。在滿足以上要求時(shí)，盡可能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和使用方便。

五、成形車刀

成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用刀具，其刃形是根據(jù)工件廓形

設(shè)計(jì)的，可用在各類車床上加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)體的成形表面。

用成形車刀加工零件時(shí)可一次形成零件表面，操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高，加工

后能達(dá)到公差等級(jí)IT8?IT10、粗糙度為10?5Hm,并能保證較高的互換性。

但成形車刀制造較復(fù)雜、成本較高，刀刃工作長(zhǎng)度較寬，故易引起振動(dòng)。

成形車刀主要用在加工批量較大的中、小尺寸帶成形表面的零件。

第二節(jié)孔加工刀具

一、孔加工刀具的種類和用途

孔加工刀具按其用途可分為兩大類：

一類是鉆頭，它主要用于在實(shí)心材料上鉆孔(有時(shí)也用于擴(kuò)孔)。根據(jù)鉆頭

構(gòu)造及用途不同，又可分為麻花鉆、扁鉆、中心鉆及深孔鉆等；

另一類是對(duì)已有孔進(jìn)行再加工的刀具，如擴(kuò)孔鉆、較刀及錢刀等。

(一)麻花鉆

麻花鉆是一種形狀復(fù)雜的孔加工刀具，它的應(yīng)用較為廣泛。常用來鉆精度

較低和表面較粗糙的孔。用高速鋼鉆頭加工的孔精度可達(dá)IT11-IT13,表面

粗糙度可達(dá)6.3?25;用硬質(zhì)合金鉆頭加工時(shí)則分別可達(dá)IT10-IT11和3.2?

12.50

(二)中心鉆

中心鉆用于加工中心孔。有三種形式：中心鉆、無護(hù)錐60°復(fù)合中心鉆及

帶護(hù)錐60°復(fù)合中心鉆。

中心鉆在結(jié)構(gòu)上與麻花鉆類似。為節(jié)約刀具材料，復(fù)合中心鉆常制成雙端

的。鉆溝一般制成直的。復(fù)合中心鉆工作部分由鉆孔部分和鉤孔部組成。鉆

孔部與麻花鉆同樣，有倒錐度及鉆尖幾何參數(shù)。惚孔部制成60°錐度，保護(hù)

錐制成120°錐度。

復(fù)合中心鉆工作部分的外圓須經(jīng)斜向鏟磨，才能保證惚孔部和鉤孔部與鉆

孔部的過渡部分具有后角。

(三)深孔鉆

一般深徑比（孔深與孔徑比）為5-10的孔即為深孔。加工深徑比較大的深

孔可用深孔鉆。深孔鉆的結(jié)構(gòu)有多種形式，常用的主要有外排屑深孔鉆、內(nèi)

排屑深孔鉆、噴吸鉆等等。

（四）擴(kuò)孔鉆

擴(kuò)孔鉆用于已有孔的擴(kuò)大，一般加工精度可達(dá)IT10-IT11,表面粗糙度可

達(dá)3.2?12.5,通常作為孔的半精加工刀具。

擴(kuò)孔鉆的類型主要有兩種，即整體錐柄擴(kuò)孔鉆和套式擴(kuò)孔鉆。

（五）惚鉆

銘鉆用于加工各種埋頭螺釘沉頭座、錐孔、凸臺(tái)面等。

（六）鏈刀

鐐刀用來擴(kuò)孔及用于孔的的粗、精加工。鐐刀能修正鉆孔、擴(kuò)孔等上一工

序所造成的孔軸線歪曲、偏斜等缺陷，故特別適用于要求孔距很準(zhǔn)的孔系加

Xo錢刀可加工不同直徑的孔，錢孔可在車床、錢床、鉆床、錢床上進(jìn)行。

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用方式，錢刀可分為單刃4堂刀、多刃錢刀和浮動(dòng)錢刀等。

這里只簡(jiǎn)單介紹幾種單刃鐐刀。為了保證錢孔時(shí)的加工質(zhì)量，錢刀應(yīng)滿足下

列要求：

（1）錢刀和錢刀桿要有足夠的剛度；

（2）錢刀在錢刀桿上既夾持牢固，又裝卸方便，便于調(diào)整；

（3）要有可靠的斷屑和排屑措施。

（七）較刀

較刀用于中小孔的半精加工和精加工，也常用于磨孔或研孔的預(yù)加工。較

刀的齒數(shù)多、導(dǎo)向性好、剛性好、加工余量小、工作平穩(wěn)一般加工精度可達(dá)

IT6-IT8,表面粗糙度可達(dá)1.6?0.4。

1.較刀的基本結(jié)構(gòu)

鐵刀分為手用鐵刀和機(jī)用鐵刀兩類，其基本結(jié)構(gòu)