机械加工项目二电子教案

知识目标：(1)、了解金属切削过程的基本知识，如切削运动、工件表面及切削用量。

(2)、熟悉车刀组成、刀具标注角度、常用刀具材料。

教学(3)、熟悉切削变形、切削力、切削温度、刀具耐用度四大基本规律。

目标

(4)、掌握车刀的标注角度、掌握刀具几何参数及切削用量的合理选择。方法的方法。

能力目标：掌握金属切削加工的基础知识

素质目标：具有较扎实的基本功和良好的职业素养，具有较强的独立工作能力和创新精神

教学

切削运动、切削用量的概念，车刀标注角度、四大基本规律及应用

重点

教学

车刀角度标注、刀具几何参数及切削用量的选择

难点

教学

实物演示；教学板书；录像插件；电子课件。

手段

教学

8

学时

教学内容与教学过程设计注释

项目二金属切削加工的基础知识

任务一切削运动和切削要素

"壬务分析n

金属切削机床进行切削加工时，除了需要一定种类和型号的切削刀具外，机床还

要提供毛坯与刀具间所必需的相对运动，来完成零件的加工。那么，机床能提供哪些

类型的切削运动，又如何区分这些运动，这些运动的参数又如何选择呢？本任务将带

您探索这些问题的答案。

明确任务。

I知识准备』

一'有关切削运动的定义

1.主运动

运动是指由机床或人力提供的主要运动，使刀具和工件之间产生相对运动，从而

使刀具前面接近工件。

2.进给运动

进给运动是不断地将多余金属层投入切削，使之变成切屑，并得到具有所需几何

特征的已加工表面运动。

3.辅助运动

机床上除表面成形运动以外的所有运动都是辅助运动

二'工件上的加工表面的介绍

1,待加工表面

工件上有待切削的表面称为待加工表面。

2.已加工表面

工件上经刀具切削后产生的表面称为已加工表面。

3.过度表面

由刀具切削刃在工件上形成的表面，即连接待加工表面和已加工表面之间的表

面，称为过渡表面。

三、切削要素的介绍

1.切削用量

切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。

2.切削层横截面要素

切削层是指刀具与工件相对移动一个进给量时，从工件待加工表面上切除的金属

层。切削层的轴向剖面称为切削层横截面。

任务二切削液

"壬务分析U

什么是切削液？使用切削液对切削加工有何影响？有些切削加工过程需要浇注

切削液，有些不需要浇注切削液，又是为什么？切削液该如何选择？通过本任务的学

习，将带您找到这些问题的答案。

（知识准备H

一、切削液的作用

1.润滑作用

金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用。

2.冷却作用

切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（砂轮）、切屑和工件间的对

流与汽化作用。

3.清洗作用实物演示间隙和

配合。

在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用

4.防锈作用

在金属切削过程中，工件要与环境介质、切削液组分分解或氧化变质而产生的油

泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。

二、切削液的种类

1.水溶液

水溶液是由水加入一定量的添加剂制成的。其冷却作用、清洗作用较强，润滑作

用和防锈能力较差，主要用于磨削。

2.乳化液

乳化液是仅以矿物油作为基础油的水溶性切削液。乳化液既能起冷却作用，又能

起润滑作用。

3.切削油

切削油的主要成分是矿物油，少数采用植物油或复合油。

三、切削液的加注方法

1.浇注法

使用方便、应用广泛，但冷却效果较差，切削液消耗量较大。

2.喷雾法

将切削液经雾化后，喷到切削区域，雾状液体在高温的切削区域很快就被汽化，

因而冷却效果显著，切削液消耗量较少。

3.高压法

将切削液经高压泵压出，浇注到切削区域，当加工深孔或较难加工材料时，用此

法较好。

四、切削液的选用原则

切削液能很好地改善机械切削加工效果，但是在实际生产过程中，还必须依据工

件材料、刀具材料、加工要求、加工方法等因素综合考虑，正确选择和使用切削液。

任务三金属切削刀具

"壬务分析n

刀具是切削加工中不可缺少的重要工具，无论是普通机床还是先进的数控机床都

必须依靠刀具才能完成切削加工。刀具切削部分性能的好坏取决于构成刀具切削部分

学生完成任务。

的材料、切削部分的几何参数、刀具结构的选择和设计是否合理。

1知识准备』

一、刀具材料的介绍

1.刀具材料应具备的性能

在金属切削加工过程中，刀具切削部分是在较大的切削压力、较高的切削温度及

剧烈摩擦条件下工作的。在切削余量不均匀或切削断续的表面时，刀具受到很大的冲

击与振动，切削温度也在不断变化。

1）较高的硬度。

2）较高的耐磨性。

3）足够的强度与韧性。

4）高的耐热性与化学稳定性。

5）良好的导热性和耐热冲击性。

6）良好的工艺性能和经济性。

2.常用刀具材料的种类和用途

金属切削加工过程中常用刀具材料主要有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬

质合金等，其类型、牌号和应用场合如表2-2所示。

明确任务。

卜料类型

常用牌号应用场合

碳素工具钢T8、T9、T10、T12用于低速、尺寸小的手动刀具如丝锥、板牙、1居条、锂刀簿

合金工具钢9SiCr、CrWMnx9Mn2V用于手动或刃形较复杂的低速万具，如丝锥、板;于、拉刀等

W18Cr4Vx

高速钢

W6Mo5Cr4V2v用于各种刃形较复杂的刀具，.如麻花钻、拉刀、iE刀、铳刀笔

W9Mo3Cr4V

硬质合金YG5、YT15、YW1用于高温、高速下切削的刀具如车刀、铳刀等

表2-2常用刀具材料的类型、牌号和应用场合

二、刀具的几何形状的介绍

1.刀具切削部分的组成

(1)前刀面

(2)主后刀面

(3)副后刀面

结合例题讲解标

(4)主切削刀

准公差数值计

(5)副切削刀具A-A-。

(6)刀尖

2.辅助平面

(1)基面。

(2)切削平面。

(3)正交平面。

(4)假定工作平面。

(5)背平面。

3.刀具的几何角度

刀具的切削性能、锋利程度及强度主要是由刀具的几何角度来决定的。

三、常用刀具的种类和用途

1.车刀

车刀是金属切削中应用最为广泛的一种刀具。

2.铳刀

铳刀的种类很多，结构不一，应用范围很广，铳刀按其用途可分为加工平面用铳

刀、加工沟槽用铳刀和加工成形面用铳刀三大类。

3.孔加工刀具

(1)麻花钻

麻花钻是钻削加工中使用最多、应用最广泛的刀具。。

(2)较刀

钱刀是一种尺寸精度较高的多刃刀具，有6〜12条刀齿，其由工作部分和柄部

组成。其工作部分由引导锥、切削部分和校准部分所组成。

(3)锋刀

锋刀是锋孔的专用刀具，链刀按不同结构可分为单刃锋刀和双刃锋刀。

教师讲解基本偏

差数值。

4.刨刀

常用刨刀有平面刨刀、成形刨刀、角度偏刀、宽刃刨刀及内孔刨刀等。

5.砂轮

砂轮是由细小而坚硬的磨粒通过结合剂粘接而成，磨粒之间遍布气隙。磨粒以其

裸露在表面部分的棱角作为切削刃，气隙则在磨削过程中起容纳切屑、切削液和

散逸磨削热的作用。

任务四刀具寿命及其影响因素

I任务分析』

在生产实践中，操作者很难用一个恒定的刀具控制车刀重磨。常常都是根据车刀

切削过程中所产生的异常现象来判断车刀的磨损情况(见图2-23),以确定车刀是否

应该重磨，这种方式只是取决于操作者经验的丰富程度。通过本任务内容的学习，可

找到更方便、直观的标志来判断适时重磨车刀。

知道公差带代号

的组成。

图2-23磨损后的刀具

K知识准备》

一、刀具磨损的形式

1.后面磨损

如图2-24(a)所示，在切削脆性金属或以较低的切削速度、较小的切削层厚度

(hD<0.1mm)切削塑性金属时，前面上的压力和摩擦力不大，磨损主要发生在后

面上。后面磨损后，在刀刃附近形成后角接近于0°的小棱面，用高度VB表示。

(”主后面磨损(S前力百城损(C)前、后面磨损

图2-24刀具磨损形式

2.前面磨损

如图2-24(b)所示，在以较高的切削速度和较大的切削厚度(hD>0.5mm)

切削塑性金属时，切屑对前面的压力大、摩擦剧烈、温度高，磨损主要发生在前面上。

磨损后在前面上切削刃口附近出现月牙洼，用月牙洼的深度KT表示。

3.前、后面磨损

二、刀具磨损原因

一是刀具前面所接触的切屑和后面所接触的工件都是新生表面，不存在氧化层或

其他污染；二是刀具的摩擦是在高温、高压作用下进行的。

三、刀具磨损的过程

刀具磨损的过程如图2-25所示，一般可分为以下三个阶段。

1.初期磨损阶段(AB段)

由于刃磨后的刀具表面微观形状高低不平，后面与加工表面的实际接触面积很

小，故磨损较快。

2.正常磨损阶段(BC段)

由于刀具上微观不平的表层被迅速磨去，表面光洁，摩擦力减小，故磨损较慢。

四、刀具磨钝标准

刀具磨损量的大小将直接影响切削力和切削温度，并使工件的加工精度和表面质

量降低。因此，操作者可根据观察切屑的颜色和形状的变化、工件表面粗糙度的变化

教师讲解国家标

及加工过程中所发生的不正常声响等来判断刀具是否已磨钝。

准推荐选用的尺

五、刀具耐用度寸公差带。

1.刀具磨损限度

在大多数情况下，后面都有磨损，而且测量也较容易，故通常以后面磨损

的宽度VB作为刀具磨损限度。

2.刀具耐用度

刀具耐用度是指两次刃磨之间实际进行切削的时间，以T(min)表示。在

实际生产中，不可能经常测量VB的高度，而是通过确定刀具耐用度，作为衡量

刀具磨损限度的标准。刀具耐用度的数值应规定得合理。

3.刀具寿命

刀具寿命与刀具耐用度之间的关系为

t=nT

式中，n为刀具刃磨次数。

4.影响刀具耐用度的因素

主要有工件材料、刀具材料、刀具几何角度、切削用量及是否使用切削液等因素。

任务五车刀的刃磨

工任务分析1

教师讲解一般公

根据加工要求，选择刀具后，怎样才能获得正确的刀具几何角度？另外，在切削差的概念。

过程中，刀具会因切削刃磨损而失去切削能力，怎样才能使得刀具恢复切削能力？

1知识准备』

一、砂轮的选择的介绍

1.氧化铝砂轮

氧化铝砂轮又称刚玉砂轮，多呈白色，其磨粒韧性好，比较锋利，硬度较低（指

磨粒在磨削抗力作用下容易从砂轮上脱落），自锐性好，适用于高速钢和碳素工具钢

刀具的刃磨和硬质合金车刀刀柄部分的刃磨。

2.碳化硅砂轮

碳化硅砂轮多呈绿色，其磨粒的硬度高、刃口锋利，但脆性大，适用于硬质合金

车刀的刃磨。

二、车刀刃磨的步骤和方法

刃磨车刀的方法有机械刃磨与手工刃磨两种。目前在中小型企业中，还是以手工

刃磨为主。

1.粗磨后刀面

先磨去刀杆底部和后刀面上的焊渣，随后在刀片后刀面、副后刀面下面的刀杆部

分分别磨出一个比后角、副后角大约2。的后角（见图2-28）,以便刃磨刀片处的后

角。当砂轮刚磨到硬质合