金属切削机床及刀具教案

1、单元1 课程概述、机床分类、成形运动与机床传动原理授课章节：绪论；1.1机床的分类和型号；1.2工件加工表面形成方法和所需运动； 1.3传动原理目的要求：1. 了解本课程的任务和内容 2. 掌握机床的分类方法和型号编制 3. 理解工件加工表面成形方法和所需机床运动 4. 掌握机床传动链基本构成原理重点难点：1. 工件表面加工成形方法 2. 机床传动链的认识教具：教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 3课时 复习与课外作业：安排学生复习、预习；绪言一、本课程的任务和目的：金属切削机床（概论）金属切削原理 三部内容构成金属切削刀具（如何选用） 1.金属切削机床概论的教学目标（1）掌握机

2、床的类别，各类机床的用途，达到能根据零件的形状，精度要求，正确选择机床。（2）掌握机床的调整计算方法，为机床设计和机床的加工调整打下基础。（3）认识一些典型的结构，为设计和机床的维护打下基础。2.金属切削原理：（1）认识金属切削过程及各种参数的变化规律，能正确进行切削用量的合理选择。3.金属切削刀具（1）能正确画出并标注刀具角度及几何参数。选用切削原理对加工刀具的几何参数进行优化设计和选用。（2）能熟悉标准刀具的结构，正确选用标准刀具。二、金属切削加工的发展1.发展历史2.发展方向刀具的发展 机床的发展数控化 高速，高效加工三、学习要求：第一章 机床的基础知识第二节、机床的分类和型号一、机床的

3、分类按加工方法分（P3）：12类（车、钻、镗、磨、齿、螺、铣、刨、拉、等）按其他特征分：工艺范围：重量和尺寸： P3自动化程度：二、机床的技术参数和尺寸系列技术参数（P3）：表示了规格大小、工作能力大小。主参数和第二参数：系列化数值（附表，表4）其他参数：P3例：卧式车床的主要技术参数/P23三、机床的型号：要求：掌握类型；主参数；理解其他参数。GB/T15375-94是现行机床型号编制标准 类别按加工方法分类的12类组别：P225（实例对比讲解）CA6140 C 车床（类代号） A 结构特性代号 6 组代号（落地及卧式车床） 1 系代号（普通落地及卧式车床） 主参数（最大加工件回转直径400

4、mm）XKA5032A X 铣床（类代号） K 数控（通用特性代号） A （结构特性代号） 50 立式升降台铣床（组系代号） 32 工作台面宽度320mm（主参数） A 第一次重大改进（重大改进序号）第三节、机床的一般要求总体要求：经济地完成一定的机械加工工艺，同时满足经济性，人机关系和环境保护方向的要求。一、 工艺能力：工艺范围，加工精度和表面粗糙度。1. 工艺范围：P42. 加工精度、粗糙度：P5（经济精度的概念）二、 经济性：制造和使用两方面经济性三、 人机关系与环境保护第四节、机床上工件表面成形方法和所需运动一、 工件表面成形方法：1. 机械零件的基本形状表面构成表面的几种基本形状的表

5、面（图1-2）2. 基本表面的形成阐述：“表面导线发生线”表面由发生线形成可逆表面 不可逆表面 （图1-3）（从成形角度看）：机加工过程，实质就是形成零件上各个工作表面的过程。因此，切削加工就是借助于一定形状的切削刃以及切削刃与被加工表面之间按一定规律的相对运动形成所需的母线与导线。3.形成发生线的四种方法（图1-4）注意：是刀具与工件之间的相对运动（具体运动形式）（1）轨迹法：刀具与工件点接触，切削刃（接触点）沿发生线的运动形成线的轨迹。（2）成形法：接触形状发生线（3）相切法：发生线是切削点运动轨迹的包络线。一般是刀具为旋转运动（铣削、磨削）时，刀具中心同时与工件作近似发生线的相对运动。二

6、者间无需运动联系。（4）展成法：同样是包络线，但切削刃与工件之间的相对运动关系，一般由两个以上运动组合而成（按严格运动关系组合）区别：相切法与展成法二、机床的运动1、 简单成形运动与复合成形运动定义：成形运动 简单成形运动 复合成形运动 P8 图1-52、角标：简单运动的标注；复合运动的标注 P93、成形运动与加工方式的选择4、主运动，进给运动与辅助运动 （以车外圆为例） P9P10第五节、机床的传动原理一、 传动构成要素：执行件运动源传动装置使执行件获得一定的速度和运动方向 执行件之间确定的运动关系。二、传动链定义（P10）：就是保持运动联系的所有传动元件定比传动机构：换置机构：三、传动原理

7、图重点：相对运动关系。用示意图来表达传动链的情况的简图，其中“”代表定比传动机构（全部）：“菱形”代表有换置机构。图1-8四、 外联系传动链与内联系传动链1.定义：图1-8 P11/P12 （1）外联系传动链：联系运动源和执行件，是执行件获得一定速度和方向运动的传动链，称为外联系传动链。帮助理解：轨迹为圆和直线的运动，无需运动关系，只要机床的结构就可保证，所以，只需要与运动源相连可实现运动要求。（2）内联系传动链：联系符合运动内部两个运动单元，或者说联系实现复合运动内部两个单元运动的执行件的传动链。 帮助理解：运动轨迹与两个运动的大小、方向等同时有关，必须同时保证二者间的相对运动关系，才能保证

8、运动轨迹。结论：内联系传动链数目=复合运动中单元运动数目1 内联系传动链中，不能包含有带传动，传动比不确定的传动元件。单元2 机床的传动系统图与运动计算授课章节：1.4机床的传动系统与运动计算目的要求：1. 熟练识读机床的传动系统图的 2. 熟练掌握机床的传动计算根据传动系统图写出传动路线表达式， 重点难点：1. 写出传动路线表达式 2. （增加内容）齿轮和离合器机构教具：教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 2课时 复习与课外作业：安排学生复习、预习；第六节、机床的传动系统与运动计算一、 机床的传动系统1、 定义：（P12）全部成形运动和辅助运动的传动链（总和）2、 传动系统图：

9、示意图（GB446084） 附录展开图形式表示出来，如图1-9。 二、基本结构的认识（增加内容）1、 齿轮结构：齿轮与轴的联接关系周向/轴向 固定齿轮：齿轮与轴轴向和周向都固定，与轴一齐转动，且不能轴向移动，图2-6（P26）中上的39/22/30（P36）图2-8中的9/10/13。 滑移齿轮：齿轮套在平键或在花键上，与轴一齐转动，但可沿轴线移动，图2-6：轴（左边）38/43图2-8中33 空套齿轮：齿轮与轴可以相对转动（通过离合器来实现不同的运动方式），轴向可以固定，也可以相对移动。图2-6中，56/51及50图2-8 图1-9（P13），中的40齿2、 离合器：（作用）是在机器工作时，

10、能随时使两轴结合或分离的装置。分为：可控离合器和自动离合器。可控离合器：a：啮合式 b：摩擦式 手动 单向 c：液压、电磁 双向单向离合器和双向离合器的区别点：图式/作用/自动离合器：满足一定条件，接通或断开离心离合器、超越离合器、安全离合器总结：离合器和空套齿轮配合使用，实现空套齿轮运动的控制。 三、认识传动系统图1、步骤：（机床）第一步：弄清表面成形方法和所需表面成形运动。第二步：所需辅助运动第三步：各运动的执行件和动力源 转动：主轴/转轴 移动：工作台（丝杆）/凸轮第四步：逐一分析每条传动链。2、传动链的分析方法：P13“先两端，后中间”，从一端依次分析各传动轴之间的关系。（变速、换向、

11、接通、断开）3、以图1-9为例分析（挂图讲解）（1）成形运动：主轴旋转 主运动传动链 “电机1主轴”（刀具）工作台纵向进给纵向进给传动链“电机2纵向进给丝杆”工作台横向进给横向进给传动链“电机2横向进给丝杆”工作台垂直方向进给垂直进给传动链“电机2垂直进给丝杆”快进/快退传动链“电机2三个进给丝杆”（2）主运动传动链：a、传动路线表达式；P14重点：如何根据传动系统图传动路线表达式要求：在列传动路线时，变比齿轮组按变速比顺序列出。b、传动计算（3）进给运动传动链：纵向进给丝杆进给电机变速装置 横向进给丝杆 垂直进给丝杆 对照图1-9，分析传动路线写出传动路线表达式：P14-15（4）快速空行程

12、传动链（三条）关键点：空套齿轮的运动必须有离合器的啮合，这是分析清楚进给传动链的先前知识点。难点：曲回机构的分析快速行程传动链分析单元3 机床运动计算、切削要素、刀具的参照系授课章节：1.4机床的传动系统与运动计算（续）；1.5机床的精度；2.1切削用量；2.2刀具的几何参数目的要求：1. 熟练掌握根据表达式计算转速级数，最高/最低转速。 2. 掌握利用因数分解法进行挂轮的配算 3. 理解机床精度的概念。 4. 熟练掌握切削用量三要素的定义 5. 理解刀具组成和刀具角度参考系重点难点：1. 传动配算 2. 理解刀具组成和刀具角度参考系 教具：刀具模型教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安

13、排： 3课时 复习与课外作业：P19： 2， 4（1）（2）（3）（7）5（a） 6 ， 9（改题）四、机床的运动计算任务一：已经确定了传动系统图，解算执行件的速度/位移量。任务二：为了保证首尾（两个执行件）之间的运动关系，需要确定（设计）中间的传动机构。1、步骤与方法：4个步骤，P15（1）确定传动链的两端件，（2）根据传动链两端件，确定它们的计算位移。（3）根据计算位移以及相应传动链中各个顺序排列得传动副得传动比，列出运动平衡式；（4）根据运动平衡式，计算出执行件的运动速度或位移量，或者整理出换置机构的换置公式，然后按确定出机床变速机构的调整要求，或确定挂轮变速机构所需采用的配齿齿数。 2

14、、例1：根据图1-9所示传动系统，计算工作台纵向进给速度。分析：如何取级数？ 如何求最大/最小速度？3、例2：根据图1-10所示螺纹进给传动链，确定挂轮变速机构的配算齿轮。（加工螺纹导程L=9mm）解：如书P16，化简后：注意：配算齿轮时，应满足以下要求： abc15 cdb15 思考：若书中配算时，按，但不能满足后面的要求，所以必须调整，调整方式：一是增大a、b齿轮的齿数；二是将a/c齿轮进行对换。 4、传动比误差：U理：与U实不是相等：如U理=p 只能用U实=22/7代替；二者存在差异两种误差表示（都会反映到加工形状质量中去）：绝对值/相对值计算。第七节、机床的精度机床的基本任务：形成形状

15、表面，还要保证一定的精度要求。工件的精度（尺寸、形位）的影响中，机床本身精度有重要影响。一、 机床的精度包括：静态精度和工作精度1、静态精度： 几何精度、传动精度、定位精度（P1718）几何精度：基础零件工作面的几何形状精度 决定机床加工精度的运动部件的运动精度 决定机床加工精度的零部之间的相对位置精度几何精度由机床的制造，装配和保养决定。传动精度：决定了内联系传动链两端件的运动关系作业、实验：定位精度影响尺寸精度（图1-12）试切法无特别要求对于依靠机床本身的定位装置或自动化机床有很高要求2、动态精度：通常以加工零件的精度来反映：一般有经济精度和最优精度刀具几何角度及切削要素第二章 刀具几何

16、角度和切削要素第一节 切削用量一、切削层与切削表面：1.根据图1-1，指出三个表面：待加工表面；过渡表面；已加工表面。2.切削层定义：（P51），就是旋转一转或往复一次切除的工件材料层。注意：切削层实际是一圈金属层。常用横截面情形表达切削层的参数。图1-1中 ，ABCD切削层横截面积 ABCE实际横截面积 DAED残留面积二、切削用量，切削时间与材料切除率1.切削速度vc：（P6）切削速度是主运动的线速度。主运动为旋转运动时，切削刃选定点的瞬时线速度为切削速度（单位：m/min），其计算公式如下： （2-1）式中，d工件或刀具选定切削点的直径（mm）；n主运动转速（r/min）。实际使用时，更

17、多的是已知c，计算n，然后按计算结果调整机床。 2.进给量：进给运动也应当有参数来确定。进给速度vf：刀具上选定点相对于工件的进给运动时的瞬时速度，称为进给速度（单位：mm/min）。进给量f：进给量是工件或刀具每回转一周时，二者沿进给方向的相对位移量（单位：mm/r）。用进给量来表示进给运动的大小，更能反映进给运动对加工过程和结果的影响。vf = n f (mm/min)3.背吃刀量：垂直与进给速度方向测量的切削层最大尺寸也可以理解为：垂直于进给速度方向的吃刀量（接触长度）4.切削时间（P6）减小tm（提高效益）的方法：（公式1-5）5.材料切除率Q（P7）三、合成切削运动与合成切削速度当进

18、给运动与主运动比较，很小vf时，刀具和工件的相对运动速度合成切削速度ve只考虑c前面所述的情形；当进给运动速度f对相对运动速度合成切削速度ve有影响时，必须考虑按合成速度计算。第二节、刀具切削部分的基本定义一、 刀具的组成：刀柄和刀头刀头：三面二刃一尖（P7） re 刀尖修整 be（倒角长度） （倒角偏角） 前刀面主后刀面 主切削刃 副后刀面 副切削刃 刀尖二、刀具角度参考系1.为什么要建立参考坐标系？刀头组成部分的空间位置情况决定其性能；为了定义刀头部分的空间位置，需要一个参照系（平面） 2.按定义和要求的不同，分两种参考系（1）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

19、件下的参考系。（2）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。（3）实际上，刀具的静止参考系是在下列理想条件下确定的（以车削加工为例）： 刀尖与工件回转轴线等高； 刀柄纵向轴线垂直或平行进给运动方向； 刀具安装和刃磨的基准面垂直于切削平面Ps，平行于基面Pr； 不考虑进给运动对总的相对运动的影响，即假定f = 0，没有进给运动。（4）二者的应用静止参考系刀具标注角度（标准情况）工作参考系刀具工作角度（实际情况）3.介绍三种参考系（1）正交平面参考系：（三个互相垂直平面）基面 pr：（P9）也可以理解为：与切削速度c方向垂直的平面。切

20、削平面ps： （P9）也可以理解为：由切削速度c和切削刃（切线）两个方向所组成的平面正交平po 面： （P9）也可以理解为：垂直于切削刃在基面内投影的平面（2）法平面：prpspn法平面Pn：过切削刃某点与切削刃垂直的平面（图1-7）（3）假定工作平面参考系：（prpf pp组成）假定进给平面pf定义： （P9）背平面pp定义：（P9）单元4 刀具几何角度、切削层参数授课章节：2.2刀具的几何参数（续）；2.3刀具的工作坐标与工作角度；2.4切削层参数目的要求：1. 熟练掌握刀具角度的定义和图示标注。 2. 掌握刀具的工作角度的变化情况。 3. 理解切削层的概念。重点难点：1. 刀具角度的定义

21、和图示标注。 2. 刀具的工作角度的变化情况。 教具：刀具模型教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 2课时 复习与课外作业：安排学生复习、预习；三、刀具角度：用刀具的角度来表达切削部分表面的空间位置。1.正交平面参考系刀具角度定义前角在po面内度量，前面与基面间的夹角。后角在po面内度量，后面与切削平面间的夹角。主偏角在pr面内度量，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。 实际是：主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。副偏角在pr面内度量，副切削平面(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。实际是：副切削刃在基

22、面上的投影与进给方向所夹锐角。刃倾角在ps面内度量，主切削刃与基面间的夹角。同理：也有副后度关于角度的角标：角度的角标与所属参考系平面角标一致此外，派生角有：后面与切削平面间的夹角。bo和er2.其他参考系刀具角度：（P11）3.刀具正负规定。基准里时角度为正刀面投影（刀刃）相对于基准在 基准外时角度为负第五节、刀具的工作角度一、刀具的工作参考系1、刀具工作参考系相对以e为基础确定的坐标系定义：P16172、刀具工作角度：标注符号二、刀具安装对工作角度的影响1、刀柄偏斜对工作主、偏角的影响如图1-17，偏转角，则，2、切削点的高低对工作前、后角的影响。影响切削点的因素安装不正确/s的影响图1-

23、18，e不是垂直线，Pr也就不是水平面。角度变化的计算及影响结果：高于工作时： 、 低于工作时： 、 另外，d越大，变化越小； d越小，变化越大。内表面的影响相反三、进给运动对工作角度的影响1、进给运动方向类似于刀柄的偏斜2、纵向进给速度的影响考虑f则，tg=f/c =n·f/3.14·d·n=f/3.14d在Pf平面内正好：（h） （h）3、横向进给速度的影响第六节、切削层与切削方式一、 切削层参数基面内度量：1、切削层公称横截面积AD：AD=hD·bD2、厚度hD :垂直于过度表面质量的切削层尺寸。3、公称宽度bD :平行于过度表面质量的切削层尺寸。

24、关系：hD 、bD 与有关，切削层形状与，刀尖圆弧半径大小有关。二、切削方式：1、自由与非自由切削2、正交（直角）切削与斜角切削注意：斜角切削与工作的摆放无关。3、实际流屑前角单元5 刀具材料、金属切削变形授课章节：第三章 刀具材料；4.1金属切削层的变形目的要求：1. 理解刀具材料的类型和基本要求； 2. 掌握高速钢和硬质合金的常用牌号和用途。 3. 理解切削加工中的三个变形区。重点难点：1. 高速钢和硬质合金常用牌号及用途 2. 变形区的变形 教具：教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 3课时 复习与课外作业：安排学生复习、预习；第三章、刀具材料第一节、概述一、刀具材料应具备的

25、性能。二刀具材料类型4大类性能比较（用表21）三刀体材料：一般要求，优质碳素钢或合金钢。第二节 高速钢性能特点：P24一、通用型高速钢1 钨系W18Cr4V特点：P252 钼系W6M05Cr4v23 钨钼系W9M03Cr4V（特性二者之间）二、高生产率高速钢高性能增加元素含量，或添加了新元素提问：合金工具钢符号的意义？1、高碳高速钢：（合金元素的作用）2、高钒高速钢：（合金元素的作用）优缺点3、钴高速钢（M42）：适于高速切削（高温性）4、铝高速钢（501）： 三、粉末冶金高速钢生产特点和生产方式，决定了其特点。性能特征：（P26）用途：四、涂层高速钢：利用加热。使Ti离子与N反应，TiN附在

26、刀具表面上。镀膜涂层刀具的优点：高温性能、摩擦系较低。第三节 硬质合金一、组成1.构成要素：碳化物粘接相2.性能特性：合金成分：硬强度（韧性）粗细（采用细晶粒）：Tac/Nbc; 烧结工艺：二、分类、牌号与用途两种分类：按成分（YG/YT/YW/YN ）成分/按适用切削条件（K/P/M）适用切削情况1、 K类YG：钨钴类特性（符号的意义）用途：脆性材料有色金属（刀刃的可以磨得更锋利）2、 P类YT：钨钴钛类特性用途：钢件精加工：Tic高含量；粗加工；Tic低含量其YN类碳化钛苯合金特点：P293、 M类：P29（12）mm、（0.51）mm亚微细三细品粒、超细晶粒合金牌号：YG6X亚微细品粒：

27、界于而者之间YS2T TS10 YD（株）YG610 YG643(自) YH3 YM543用途：P29四、钢结硬质合金五涂层硬质合金：CVD工艺（化学气体沉积）形成金属氮化物特性：P3D由于Tic性能受限不够。采用复合涂层Tic涂层耐磨、抗氧化TiN抗粘接、降低切削温度第四节 陶瓷一.特点二种类与用途1金属陶瓷：AL2O3适于切削温度、硬度高的难加工。2非金属Si3N4特点：高速切削 抗热冲击性能较好第五节 超硬材料一.金刚石1有色金属 2.砂轮修整 3.絮品金刚石二立方氢化硼第四章 金属切削过程的基本理论及其应用第一节 金属切削层的变形一.切削变形区1.第变形区（1）剪切滑移的产生 （图：

28、P14）图31 a. b .OA-开始OM终止切屑与本体脱离。（2）剪切角：f（定义P34） 图31631c：为实际切削变形图2.第变形区：挤压与摩擦底面塑性变形“压滞层”hch。3.第变形区：挤压，摩擦。在已加工表面层产生硬化二、切屑类型4种类型：（P35）特点，产生条件：带状切屑、节状切屑和单元切屑：塑性材料，有塑性变形过程。崩脆切屑脆性材料，（无塑性变形过程）特点：变形小，切削力小，平稳。 变形大，切削力大，不平稳变形不大，切削力小，但冲击大。三、变形程度的度量1.指标：三种，相对滑移，切削厚度压缩比，剪切角各自的定义：e针对剪切变形Dh（厚度压缩比）挤压塑性变形。根据32公式：ff l

29、 Dh 变形大 f Dh 变形小2.剪切角公式： f450（bgo） go ff 使变形 m b 变形3. lh的局限性四前面上摩擦特点1.冷焊的形成，（二个区）.2.内摩擦力与内摩擦系数。mtgb=tf/sav.减小内摩擦区摩擦的方法：P38单元6 金属切削过程中的变形、切削力授课章节： 4.1金属切削层的变形； 4.2切削力目的要求：1. 掌握积屑瘤形成的原因和变化规律。 2. 掌握第三变形区的变形。 3. 掌握影响变形的因素。 4. 掌握切削力的来源和分解，理解个方向力的作用。 5. 掌握切削力的实验公式计算方法。 6. 掌握影响切削力的变化因素重点难点：1. 切削力的实验公式 2. 积

30、屑瘤的产生和变化 3. 影响切削力的因素 教具：教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 2课时 复习与课外作业：安排学生复习、预习；五、积屑瘤。1.产生现象（产生情形）2.影响作用：P38（正、反两方面）3.产生原因分析4.抑制积屑瘤的措施（P3940）图37六、已加工表面变形与加工硬化。1.加工硬化的产生（P40）2.减轻加工硬化的措施七、影响切削变形的主要因素1.工件材料：sb大，则sav也大，m，变形图39提问：s与wc的关系2.前角go3.切削速度：呈状影响。图311.4.进给量：图312八、切屑控制1.切屑形状（表41.P62）2.切屑形状的影响。从对加工方便，影响小。3.

31、切屑的流向影响方向ls.其中+lsls4.切屑的折断：折断的影响因素第二节 切削力切削力的影响：一、是设计机床、刀具、夹具的依据； 二是会影响工艺系统的刚性从而影响加工质量。一、 切削力的来源、合力和分力1. 来源：弹性和塑性变形；摩擦力2. 合力与分力根据作用方向不同，按产生的效应关系分解：（1）沿主运动方向切削力Fc（2）沿进给运动方向进给力Ff（3）垂直于进给运动方向背向力Fp各分力之间的关系：公式3-5。大致的比例：FcFfFp=1（0.40.5）（0.30.4）二、各分力的作用Fc是设计机床零件和计算主运动功率的主要依据；也是计算车刀强度的重要依据。Ff是设计进给（走刀）机构，计算车

32、刀进给功率的依据。Fp是影响加工工件精度，引起切削过程振动的主要原因。三、切削力的实验公式1.测定原理（略）2.实验公式：3-63.单位切削力：公式：公式是在标准的切削实验条件下得到的，即在固定c条件下的实验。由公式可得：f kc 考虑刀具等其他因素的影响，Fc = kc·AD·KFc= kc·f·ap ·KFc再考虑的影响：Fc = kc·f·ap ·cnFc·KFc4.单位切削功率：PC= Fc·c 例：计算切削力和功率。P48四、影响切削力的因素1.切削用量的影响（1）ap、 f的影响：a

33、p增加1倍， 切削力1倍f增加1倍， 切削力7080%上述结论的实际应用意义P47（2）c的影响：对塑性材料：呈曲线的影响，中低速时，通过积屑瘤的大小来影响切削力；高速时，对切削力影响较小。对脆性材料：影响不大。2.工件材料的影响：会引起公式中CF系数的变化，（1）强度与硬度的变化（2）塑性的影响3.刀具角度（1）前角：总起来讲，前角越大，切削力越小。图3-19。注意go>25°后的影响。（2）主偏角：综合kr对Fc的影响和对Fp的影响， 6075°为最佳。单元7 切削温度、刀具磨损和刀具寿命、材料加工性授课章节：4.4切削热和切削温度；4.5刀具磨损和刀具寿命；4.

34、6工件材料的切削加工性目的要求：1. 掌握影响切削温度的因素。 2. 掌握刀具的磨损形式，磨损原因及影响因素。 3. 刀具寿命及影响因素4. 了解材料加工性含义及评价指标。重点难点：1. 磨损的影响因素 2. 刀具寿命的合理数值 教具：教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 3课时 复习与课外作业：安排学生复习、预习；第四节 切削热和切削温度一、切削热的来源与传散温度的影响来自于两个方面，是产生热量多少和传散热好坏共同的结果。比较：车削和钻削加工的温度。 二、影响温度的因素1.切削用量：P52 c增加1倍，t32% f 增加1倍，t18% ap增加1倍，t7%控制温度的首要因素是控制

35、速度。2.工件材料三方面的因素影响：强度；硬度；热导率3.刀具几何角度（1）go的影响：图3-23，较小时，随go的加大，温度下降；在go>20°后，go增大，温度反而是上升的。（2）kr的影响：随go的减小，虽然切削热，但由于传热长度大大增加，温度下降； （3）re的影响： 4.切削液的影响；能有效的控制切削温度。第五节 刀具磨损与刀具寿命一、刀具磨损形式：1.后刀面磨损：情形如图，3-24c；三个高点，C区、VB、N区（边界磨损，由于有硬皮和裸露部分的氧化作用造成的）判别：VB、VC产生的条件：切削速度较低时加工塑性材料；加工脆性材料。前刀面磨损：情形如图，月牙洼判别：、产

36、生的条件：切削厚度大，速度较高的塑性材料。前后刀面磨损：一般情况，同时都有磨损。非正常磨损：图，一般是刀具材料选择不当或切削条件有较大变化造成的。二、磨损过程和磨损标准磨损的三个阶段：图如何判断达到了急剧磨损阶段？磨损标准磨损标准：一般以作为判断的标准。VB值的意义：根据正常的切削条件，对应VB=0.3mm时，从而能确定相应的切削时间。 三、刀具磨损的原因P6870(1) 磨粒磨损(2)粘结磨损(3)扩散磨损(4)相变磨损(5)氧化磨损注意：低温条件下的磨损形式是？高温条件下的磨损形式？ 高温时会造成刀具的磨损快速加剧，是刀具磨损的致命性的因素。因此，控制磨损的关键是控制切削温度。也就是控制切

37、削速度。四、刀具寿命1.定义：2.刀具寿命的影响因素：3.刀具寿命合理数值的确定不同的切削条件（ap 、 f 、c）对应着一个不同的T；欢聚含有，确定了刀具的寿命，在一定程度上也确定了切削条件。 （1）最高生产率耐用度TP（2）最低成本耐用度TC合理寿命在TPTC之间。4.刀具寿命的应用根据T确定相应的切削合理速度T第六节 工件材料的切削加工性一、评定材料切削加工性的主要指标1.加工材料的性能指标直接指标根据材料的物理、力学性能判断其切削加工性，但各项指标不一定一致，可能造成判断的困难。 2.刀具耐用度 一某一特定速度下，刀具耐用度的高低来衡量。实际上，如果对不同材料，规定相同的耐用度时间，则

38、相应的切削速度会不一样。常以T=60min条件下的切削速度v60的高低来判断材料切削加工性的好坏。v60越高，加工性越好。 3.相对指标4.其它指标二、常用材料切削加工性1.铸铁2.碳素钢3.合金钢4.难加工材料三、改善材料切削加工性的措施1.调整化学成分     如在不影响工件材料性能的条件下，适当调整化学成分，以改善其加工性。如在钢中加入少量的硫、硒、铅等，虽略降低钢的强度，但也同时降低钢的塑性，对加工性有利。2.材料加工前进行合适的热处理 低碳钢通过正火处理后，细化晶粒，硬度提高，塑性降低，有利于减小刀具的粘结磨损，减小积屑瘤，改善工件表面粗糙度； 高碳钢球

39、化退火后，硬度下降，可减小刀具磨损； 不锈钢以调质到HRC28为宜，硬度过低，塑性大，工件表面粗糙度差，硬度高则刀具易磨损； 白口铸铁可在9501000 °C范围内长时间退火而成可锻铸铁，切削就较容易。 3.选加工性好的材料状态 低碳钢经冷拉后，塑性大为下降，加工性好； 锻造的坯件余量不均，且有硬皮，加工性很差，改为热轧后加工性得以改善。 4.其它     采用合适的刀具材料，选择合理的刀具几何参数，合理地制订切削用量与选用切削液等。单元8 切削液、已加工表面质量授课章节：4.7切削液；4.8已加工表面质量目的要求：1. 了解切削液的作用与分类。 2.

40、理解切削液的选用。 3. 认识已加工表面质量的含义。 重点难点：1. 切削液的作用与分类 2. 表面粗糙度的影响因素 教具：教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 2课时 复习与课外作业：安排学生复习、预习；第七节 切削液一、 切削液的作用：主要作用：冷却、润滑。 其它作用：冲洗、防锈、排屑二、 常用切削液及选用1.水溶性切削液冷却作用为主（1）水溶液（2）乳化液（3）合成切削液2.油溶性切削液润滑作用（1）切削油（2）极压切削油3.固体润滑剂第八节 已加工表面质量表面质量的重要性：影响配合，零件寿命；工作性能。一、 已加工表面质量简介提问：粗糙度？ 1.加工硬化2.表面残余应力3.

41、表层微裂纹4.表层金相组织二、表面粗糙度的形成理论粗糙度+不稳定因素影响1.理论粗糙度残留面积的高低公式：4-1/4-2分析：影响因素：进给量；主、副偏角；刀尖圆弧半径2.实际粗糙度不稳定因素影响的结果（1）积屑瘤和鳞刺（2）刀具磨损（3）振动事实上，实际粗糙度远大于理论粗糙度。 单元9 已加工表面质量、切削用量和刀具几何参数的合理选择授课章节：4.8已加工表面质量（续）；4.9刀具几何参数和切削用量的合理选择目的要求：1. 理解表面粗糙度的影响因素。 2. 掌握切削用量的合理选择。 3. 掌握刀具几何参数的合理选择。重点难点：1. 表面粗糙度的影响因素。 2. 切削用量的合理选择。 3. 刀

42、具几何参数的合理选择教具：教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 3课时 复习与课外作业：12，14，22，25，37，311，318，410，412，416 三、影响表面粗糙度的因素1.切削用量（1）切削速度中低速时：分别受鳞刺、积屑瘤的影响。高速时，在其它条件配合下，能得到较小的粗糙度值。（2）进给量f由公式可知对粗糙度影响很大。但不是越小越好。 过小，造成hD太小，刀具对加工面的挤压变形增大，会使已加工表面的硬化增加。 效率2.刀具几何参数的影响（1）前角（2）后角（3）主、副偏角虽然kr 影响Rmax，但一般不宜过小。通常通过kr和re，来控制Rmax。3. 刀具材料4. 切

43、削液第九节 刀具几何参数的合理选择内容：角度，前，后刀面形式，刃口形式。合理的含义：P79一、前角的选择1.作用P792.选择原则：根据加工材料表45加工条件：粗加工，不连续精加工，稳定切削刀具材料：强度，韧性表46二、后角的选择1.作用影响后刀面与切削表面摩擦（挤压）P80图417 ao会对工件已尺寸带来影响2.选择：P80三、副后劲角与a基本相同四、主偏角1.大小对加工的正反影响。P80图4192.选择原则工件材料工艺系统刚性表面形状五、副偏角较小六:刃倾角选择1.作用：保护刀具P81 改变切屑流向。2.选择原则：大前角=负ls 是一种组合（粗加工中）七、刀尖修磨形式：三个形式1.修圆刀尖

44、：ge. R明显减小。公式（43） 有利改善散热，但也有不利的其它影响选择.P822.倒圆角刀尖3.修光刃（kr=0） be=(1.21.5)f作用：八、刃口修磨形式图4221.刃口形式的作用增加刀头部分强度，减小工艺系统的振动2.刃口修磨对刀具寿命的影响第十节 切削用量的合理选择合理的切削用量对于生产过程的影响。数据的来源资源，生产总结，必要试验。一、切削用量优化前提条件工件材料、刀具材料、机床参数、工艺系统等。二、基本原则保证高效率，低成本和加工质量。基本原则：ap f c 选择顺序粗加工中 c f ap 精加工 三、切削用量的选取方法1.背吃刀量：ap（P8384）。分两次时ap1（2/

45、33/4）ap半精加工，精加工的背吃刀量的确定往往与加工精度和表面质量要求相适应（硬化层等）2.进给量f: 粗加工：适当提高f, f对Ff的影响：表48.表49.精加工：表410注意：表面粗糙度的影响，还有其它的关系.3.切削速度：粗加工（半精加工）：根据Tvc但更多是直接查表，台表411如何确定数值？就是根据上述原则现代生产。对刀具寿命的要求降低，c f ap顺序。表412单元10 卧式车床初步授课章节：5.1车削加工概述；5.2卧式车床传动系统目的要求：1. 了解车床的工艺范围及其组成。 2. 认识卧式车床主传动框图。 3. 掌握CA6140车床的主传动链的分析与计算。重点难点：

46、1. 车床加工的工艺参数 2. CA6140车床的主传动表达式和级数计算教具：教学方式：教师课堂讲解，多媒体辅助教学学时安排： 2课时 复习与课外作业：安排学生复习、预习；第五章 车床与车刀第一节 概述概述：P21工艺对象/刀具/种类。卧式车床工艺范围及组成一.工艺范围与运动1图21 典型工序（提问：对照图讲解）2.特点P213运动：主运动、进给运动：可以是两个简单运动也可以是一个复合运动二组成（外部）图22各自功能三主要参数：表21（主参数、第二主参数）注意、最大加工直径：图24工作精度：对CA6140（经济）精车外圆的圆度：0.01mm精车外圆的圆柱度：0.01/100mm精车端面的平面度：0.025/400精车螺纹的螺距精度：0.04/100表面粗糙度：Ra: 第二节 卧式车床的传动系统一、传动原理图和传动推图1.传动链原理图根据加工要求分析，需要5条传动链主运动传动链构成：图24路线：变速齿轮（集中P26/分离P19）（螺纹）进给传动链需要将主轴刀架联系起来 图24其他进给：借用螺纹传动