机械制造基础教案

PAGEPAGE10教学计划：理论（56学时）实训（8学时)总计(64学时）第一章：机械制造技术概论（4学时)教学重点：机械加工工艺过程及其组成第二章:金属切削的基本知识（20学时)2.1工件（1学时）2。2工件的基准与定位（2学时）2.3金属切削刀具(4学时)课内实训一：刀具角度刃磨及测量(4学时）2。4金属切削机床(2学时）2。5金属切削过程中的基本规律(4学时）2.6金属切削过程基本规律的应用（3学时)教学重点:刀具相关知识以及金属切削规律第三章：机械加工方法与装备（10学时）课内实训参观工厂(2学时）3。1车削加工（2学时)3.2铣削加工(2学时）3。3钻削、铰削与镗削加工(2学时）3。4磨削加工1学时3.5齿形加工1学时教学重点：各种加工方法的用途以及方法第四章：机械加工工艺规程设计（12学时）4。1制订机械加工工艺规程的步骤和方法(2学时）4。2零件图的审查(1学时)4。3毛坯的确定（1学时）4。4定位基准的选择（2学时）4。5工艺路线的拟订（2学时)4。6确定加工余量（1学时）4。7工序尺寸及其公差的确定(1学时）4。8工艺过程经济分析（1学时）4.9计算机辅助工艺规程设计（1学时）教学重点：工艺路线的拟定第五章典型零件的加工（6学时）5。1轴类零件的加工（2学时）5。2盘、套类零件工艺设计（1学时）5.3箱体零件加工工艺（1学时）课内实训简单零件的工艺规程设计（2学时）教学重点：加工路线的设计第6章机床夹具及其设计方法（4学时)6。1机床夹具概述（0。5学时)6.2车床夹具(0.5学时）6。3铣床夹具（0.5学时）6.4钻床夹具（0。5学时）6.5镗床夹具（0.5学时）6。6专用夹具设计方法（0。5学时）6.7专用夹具设计实例（0。5学时）6.8组合夹具简介（0.5学时）教学重点：各种夹具的设计特点第七章：机械加工质量分析与控制（6学时）7。1机械加工质量概述（0.5学时)7。2工艺系统的几何误差对加工精度的影响（1学时)7。3工艺系统受力变形对加工精度的影响（1学时）7。4工艺系统热变形对加工精度的影响（0.5学时）7。5工艺残余应力对加工精度的影响(0.5学时）7。6加工误差统计分析法(0.5学时)7。7保证加工精度的工艺措施（1学时）7。8机械加工表面质量的影响因素及其控制(1学时）教学重点:如何保证加工精度第八章机械装配工艺基础(2学时)8。1概述(0.5学时)8。2保证装配精度的工艺方法（1学时)8。3装配工艺规程的制定（0。5学时）教学重点:如何保证装配精度课程名称机械制造技术基础课程类型学科基础课课程学时64授课专业机械工程类开课学时58（未含实验6)本章学时2章节名称第1章诸论目的与要求了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用了解我国机械制造业面临的机遇和挑战

了解本课程的主要内容、学习目的及要求教学内容1、制造与制造系统

2、机械制造工业在国民经济中的地位与作用

3、我国机械制造业面临的机遇和挑战

4、本课程的主要内容和先进制造技术

5、学习目的及要求

6、学习方法重点与难点本章重点：了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用、我国机械制造业面临的机遇和挑战和本课程的主要学习内容，端正学习态度。教学手段理论教学与实验教学相结合，与课程设计、生产实习等实践教学相结合。课后记了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用以及我国机械制造业面临的机遇和挑战,端正学习态度,对学好本门课程非常有好处。课后习题

第1章机械制造技术概论教学目标：通过本章学习,使学生对机械制造有一个整体概念，掌握机械加工工艺过程的其本知识。教学重点：机械加工工艺过程及其组成教学难点：机械加工工艺过程及其组成教学方法：讲授法教学时数：4学时教学内容:1.1制造与制造技术1。1。1制造业的产生和发展制造业是将可用资源与能源通过制造过程转化为可供人们使用或利用的工业品或生活消费品。1。1。2制造系统1。制造系统的定义和内涵制造系统的基本定义—-制造过程及其所涉及的硬件包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置以及有关的软件，再加上制造理论、制造技术（制造工艺和方法)和制造信息等就组成了具有特定功能的有机整体.-—-机械加工系统是一个典型的制造系统.2.制造系统的构成及功能3。制造系统的物料流、信息流和能量流1。1.3制造过程1、生产过程根据产品设计信息将制造资源（原材料、劳动力、能源）转化为有形产品或财富的过程-—生产过程2。生产系统1.1。4制造技术制造技术--以制造一定质量的产品为目标,研究如何以最少的消耗、最低的成本和最高的效率进行产品制造的综合性技术，是完成的，制造活动所施行的一切手段的总和。广义理解制造技术，狭义理解制造技术。1。2机械制程过程概述1。2.1概述（导入）机械产品的制造是一个包含产品开发、设计、生产、检验、经营和售后服务等多个环节和过程的系统工程。其中的核心是产品的生产制造,它是将产品设计的信息转化为产品的关键，直接影响产品质量.工艺过程-—在制造过程中，零件毛坯的制造、零件的加工、产品的装配等直接改变原材料(毛坯）的形状、尺寸、相对位置和性能的过程。1.2。2机械零件制造工艺方法与分类根据工件加工后，在质量上有无变化及变化方向(增加或减少）可将制造工艺方法分为：(1)变形加工法（△m=0)常用的变形加工法有：铸造、锻压、冲压、粉末冶金、注塑成形等.（2)去除加工法（△m<0)材料去除法是目前机械零件的主要制造方法。（3）结合加工法(△m〉0）1.2.3机械加工工艺过程及其组成1.工艺过程的概念工艺过程——凡是直接改变生产对象的形状、尺寸、表面质量、物理机械性能以及决定零件相互位置关系等,使其成为成品或半成品的过程。包括：零件加工工艺过程和装配工艺过程工艺规程：把合理的工艺过程以技术文件的形式规定下来，作为指导生产的依据,即工艺规程。2、工艺过程及其组成每个零件的机械加工工艺过程都是由若干个基本单元组成,该组成单元称作工序。每一工序又分若干步骤即工步、安装、工位和走刀.

（1）工序指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地,对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程.工作地、工人、工件与连续作业构成了工序的四个要素，若其中任一要素发生变更，则构成了另一道工序.

一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工零件的结构复杂程度、加工精度要求及生产类型所决定的,如图2-1所示的阶梯轴。（2）安装工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。如第2、3及5工序中，须经过两次安装才能完成其工序的全部内容.(3)工位当采用多工位夹具或多轴(多工位）机床时,使工件在一次安装中先后经过若干个不同位置顺次进行加工.则工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位.如果一个工序只有一次安装,该安装又只有一个工位，则工序内容就是安装内容,同时也是工位内容.(4）工步在工件被加工表面（或装配时的连接表面）、加工（或装配)工具和切削用量都不变的情况下,所连续完成的那一部分工序内容.在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步。采用复合工步可以提高生产效率。（5）走刀每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。1.2。4机械装配工艺过程机械装配过程是指将组成机器的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合格机械产品的过程。机械装配工作包括：组装、部装、总装、调试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。1.2。5机械制造生产类型及其工艺特点1.生产纲领企业根据市场要求和自身能力决定生产计划。在计划期内应当生产的产品数量称为生产纲领.计划期通常为一年，零件的年生产纲领N按下式计算:N=Qn（1+α+β）式中Q-产品年产量（件/年）；n-每台产品中该零件数量(件/台）;α—备品率（％)；β—废品率（％).2。生产类型生产类型--是指企业(或车间）生产专业化程度的分类。主要根据产品的生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其他特征，生产类型一般可分成：单件小批量生产、中批量生产和大批大量生产.本次课总结：本次课主要讲述了机械制造的定义以及工艺规程的特点，同学们重点掌握什么是工序、工步、安装、工位和走刀。课程名称机械制造技术基础课程类型学科基础课课程学时64授课专业机械工程类开课学时58（未含实验6）本章学时10章节名称第3章切削过程及控制目的与要求了解和掌握金属切削变形的基本规律

掌握切削力的计算方法

了解刀具磨损的机理、合理选择刀具耐用度

掌握合理选择刀具几何参数与切削用量的方法教学内容1、金属切削变形过程

2、切削力的计算

3、刀具磨损和刀具耐用度

4、工件材料的切削加工性

5、切削液的合理选用

6、刀具的几何参数与切削用量的合理选择

7、磨削过程及磨削机理重点与难点本章重点：金属切削变形的基本规律及应用（金属切削变形过程、切削力的计算、刀具耐用度的合理选择、改善工件材料的切削加工性和切削用量的合理选择)

难点：金属切削变形的基本规律的分析和应用教学手段理论教学与实验教学相结合，与课程设计、生产实习等实践教学相结合.课后记研究、掌握并能灵活应用金属切削基本理论,对有效控制切削过程、保证加工精度和表面质量，提高切削效率、降低生产成本，合理改进、设计刀具几何参数,减轻工人的劳动强度等有重要的指导意义。课后习题思考题三与习题三第二章金属切削的基本知识教学目标：通过本节学习，使学生对基准与定位有一个充分的理解,掌握基准的概念和分类，理解定位的原理和方法,学会运用所学知识进行不同情况的工件定位分析。教学重点:六点定位原理、定位情况分析教学难点：六点定位原理、定位情况分析教学方法：讲授法多媒体教学法教学时数：3教学内容：2.1工件2.2工件的基准与定位2。2。1基准的概念与分类1。基准工件是个几何形体，它由一些几何元素（如点、线、面）所构成。工件上任何一个点、线、面的位置总是要用它与另外一些点、线、面的相互关系（如尺寸距离、平行度、垂直度、同轴度等)来确定。将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。2。基准的分类按照其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。（1)设计基准在设计图样上所采用的基准称为设计基准.（2)工艺基准工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准1）工序基准工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加工的表面加工后位置尺寸和位置关系的基准。工序基准的选择应主要考虑如下两个方面的问题：①尽可能用设计基准作工序基准.当采用设计基准为工序基准有困难时,可另选工序基准,但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。②所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查.2)定位基准定位基准是加工中用作定位的基准.定位基准可进一步分为粗基准、精基准和附加基准。①粗基准使用未经机械加工的表面作定位基准，称为粗基准。②精基准使用已经机械加工的表面作定位基准,称为精基准。③附加基准仅仅是为了机械加工工艺需要设计的定位基准，称为附加基准。例如,轴类零件常用的顶尖孔，某些箱体零件加工所用的工艺孔，支架类零件用到的工艺凸台等都属于附加基准.3）测量基准零件测量时所采用的基准，称为测量基准.4)装配基准装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。装配基准一般与零件的主要设计基准相一致.3.基准分析（1）基准是客观存在的.(2)基准要确切（3）基准均有方向性(4）基准不仅涉及尺寸关系还涉及表面间的位置关系。2.2。2工件的定位1。工件定位的基本原理（1）定位基准的基本概念（2)自由度的概念(3)六点定位原理-—用合理布置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定的定位原理。4）工件定位中的几种情况1）完全定位工件的6个自由度被合理布置的6个支承钉完全限制了的定位称为完全定位。2）不完全定位工件被限制的自由度少于6个，但能满足加工要求的定位，称为不完全定位。过定位两个或两个以上的定位支承点重复限制同一个自由度的现象，称为过定位（超定位或重复定位）欠定位根据工件技术要求应该限制和自由度没有被完全制的定位,称为欠定位。欠定位是不允许出现的，因为其不能保证工件的加工要求。3。常用定位元件及其选用工件的定位是通过工件上的定位表面与夹具上的定位元件的配合或接触而实现的。（1）对定位元件的要求:1）足够的精度2)足够的强度和刚度3）良好的耐磨性4)良好的工艺性5)便于清除切屑(3）常用定位元件的选用1）工件以平面定位常用定位元件机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式,如箱体、机座、支架、圆盘、板状类零件。1、主要支承――限制工件的自由度、起定位作用的支承.(1)固定支承――主要有支承钉和支承板两种支承钉：平头支承钉:用于支承精基准面球头支承钉:用于支承粗基准面网纹顶面支承钉:用在工件以粗基准定位且要求较大摩擦力的表面定位支承板：平面型支承板：侧面和顶面定位带斜槽型支承板：适于作底面定位准面(2）可调支承――用于在工件过程中，支承钉高度需要调整的场合。(3）自位支承（浮动支承)――在工件定位过程中能自动调整位置的支承。其作用相当于一个固定支承，限制一个自由度，适应于工件以毛坯定位或刚性不足的场合。2、辅助支承辅助支承不作定位元件，不限制自由度，只用以增加工件在加工过程中的刚度和稳定性。2)工件以圆孔定位时的定位元件（1)定位销（2）心轴主要用于在车、铣、磨、齿轮加工等机床上加工套筒或盘类零件。过盈配合心轴，限制工件四个自由度；制造简单，定心精度高，无需另设夹紧装置,但装卸工件不便，且易损伤工件定位孔。间隙配合心轴，限制工件五个自由度（心轴外圆部分限制四个自由度,轴肩面限制一个自由度）；装卸工件方便，但定心精度不高，为了减小工件因间隙造成的倾斜,常以孔的端面联合定位。小锥锥度心轴，装夹工件时,通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度.心轴在机床上的装夹方式有：两顶尖装夹、一夹一顶、莫氏锥柄装夹。3)工件以外圆柱面定位时的定位元件（1）V型块V形块定位,工件的定位基准始终在V形块两定位面的对称中心平面内,对中性能好。一个短V形块限制两个自由度；两个短V形块组合或一个长V形块限制四个自由度；浮动式V形块只限制一个自由度。（2）定位套为了限制工件的轴向自由度，常与端面联合定位。当工件端面作为主要定位基准时,应控制套的长度，以免夹紧时工件产生不允许的变形。定位套结构简单,容易制造，但定位精度不高，只适用于精定位基面。（3）半圆套主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。4。定位误差分析计算在加工零件时必须根据工件的加工技术要求，限制工件的自由度,也即定位。但仅仅做到这一点还不够.还要分析定位精度够不够，这需要通过工件的定位误差计算来判断.如果工件定位误差不大于工件加工精度中规定的公差值的1/3—1/5.一般认为该定位方案能满足本工序加工精度的要求.(1)定位误差的概念所谓定位误差,是指工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差.因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。定位误差的组成(来源）:1）基准不重合误差——由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差,即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量,以△B表示。2)基准位移误差—-定位基准相对于其理想位置的最大变动量称为基准位移误差.用△Y表示定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差,只有在采用调整法加工时才会产生,在试切法加工中不会产生.(2）定位误差的计算公式：一般情况下，定位误差由基准不重合误差和基准位移误差。但不是在任何情况下两种误差都存在。当工序基准和定位基准重合时△B＝0，当定位基准无变动时，△Y＝0。定位误差可表示为：△D＝△B±△YA：当△B≠0△Y＝0时，△D＝△B当△B＝0△Y≠0时,△D＝△YB：当△B≠0△Y≠0时，且工序基准不在定位基面上时，△D＝△B＋△YC:当△B≠0△Y≠0时，且工序基准在定位基面上时△D＝△B±△Y,若基准位移和基准不重合引起的加工尺寸变化方向相同时，取“＋”号，反之取“－"号。（3）几种典型表面的定位误差计算1)工件以平面定位时的定位误差计算（通常认为△Y＝0,只计算△B即可.）2)工件以内孔在心轴（或圆柱销）上定位时的定位误差计算。3）工件以外圆柱面定位时定位误差的计算2。2.3工件的夹紧1。夹紧装置的组成和基本要求（1）夹紧装置的组成工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成有：1)动力装置:产生夹紧动力的装置。2)夹紧元件:直接用于夹紧工件的元件.3)中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构.在有些夹具中，夹紧元件往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，统称为夹紧机构。（2)对夹紧装置的要求1）夹紧过程可靠.应保证夹紧不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。2）夹紧力要适当.既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。3)结构工艺性好。结构应尽量简单，便于制造，便于维修.4)使用性好。操作安全、省力.2。夹紧力的确定夹紧力的确定就是确定夹紧力的大小、方向和作用点。作用点的选择（1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件形成的支承面内。（2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位。（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，使夹紧稳固可靠。作用方向的选择(1)夹紧力的作用方向应垂直于工件的主要定位基面.（2）夹紧力的作用方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件的夹紧变形.（3）夹紧力作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向一致，这样可以减小夹紧力。夹紧力的估算2.2。4典型夹紧机构1．斜楔夹紧机构2．螺旋夹紧机构3．偏心夹紧机构4．定心夹紧机构5．铰链夹紧机构6．联动夹紧机构在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度,大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动,真空吸附等多种形式。1．气动夹紧装置气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双向作用两种,最多的是双作用固定式气缸.2．液压夹紧装置液压夹紧装置的结构和工作原理基本与气动夹紧装置相同,所不同的是它所用的工作介质是压力油。与气压夹紧装置相比,液压夹紧具有以下优点：①传动力大，夹具结构相对比较小;②油液不可压缩,夹紧可靠，工作平稳Z③噪声小.它的不足之处是需设置专门的液压系统，应用范围受限制.本次课总结：本次课主要讲述了基准分为设计基准和工艺基准两大类。六点定位原理——用合理布置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定的定位原理。定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，定位误差的计算夹紧力的确定就是确定夹紧力的大小、方向和作用点，典型夹紧机构等问题.作业：1。。基准分为那些种类？2。常见的定位方式有哪些？3。定位误差有哪些方面？4夹紧力的大小、方向、作用点如何确定？5加紧机构有那些种？第二章金属切削的基本知识教学目标：了解刀具的种类、几何结构参数以及刀具材料的种类性能,掌握刀具的角度和刀具材料的选用。教学重点：刀具的角度和刀具材料的选用教学难点：刀具的角度和刀具材料的选用教学方法：演示法，多媒体教学法教学时数:4教学内容：2.3金属切削刀具2。3.1刀具的类型金属切削刀具是机械加工工艺系统的重要组成部分,它直接参与切削过程。根据用途和加工方法的不同，刀具主要分为如下类型：1.切刀类：如车刀、铣刀、刨刀、插刀、镗刀、拉刀、滚刀、成形刀.2。孔加工用刀具：如麻花钻、扩孔钻、锪钻、深孔钻、绞刀、镗刀.3.螺纹刀具：如丝锥、板牙、螺纹车刀、螺纹梳刀。4。齿轮刀具：如齿轮滚刀、插齿刀、花键滚刀.5。磨具类：如砂轮、砂带、抛光轮.6。特种加工刀具：如水刀.2。3。2刀具的结构及几何参数1。刀具切削部分的组成刀具切削部分的结构要素如图所示,其定义如下:(1）前刀面切屑流过的表面,以Aγ表示。（2）主后刀面与工件上过渡表面相对的表面，以Aα表示.（3）副后刀面与工件上已加工表面相对的表面,以Aα'表示.（4）主切削刃前刀面与主后刀面的交线,记为S。它承担主要的切削工作。(5）副切削刃前刀面与副后刀面的交线，记为S′。它协同主切削刃完成切削工作,并最终形成已加工表面。(6）刀尖主切削刃和副切削刃的汇交处相当少的一部分切削刃.2.刀具的几何参数（1）刀具静止角度参考系静止角度参考系的主要作用：定义、设计、制造、刃磨和测量刀具之用.在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。两个假设条件：1、不考虑进给运动，即用主运动向量近似代替切削刃与工件之间的相对运动的合成速度向量。2、刀具的刃磨和安装基准面垂直或平行于参考系平面，同时设定刀杆中心线与进给运动方向垂直.基面pr通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面.通常平行于车刀的安装面切削平面ps通过切削刃上选定点,垂直基面并与主切削刃相切平面。上述坐标面和不同的测量平面组合构成不同的标注参考系.1）正交平面静止参考系正交平面po通过切削刃上选定点,同时与基面和切削平面垂直的平面A主偏角κr：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正值。B。前角γo:在主剖面P0内测量的前刀面与基面之间的夹角。前角表示前刀面的倾斜程度，有正、负和零值之分,其符号规定如图所示。C.后角αo：在主剖面P0内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。后角表示主后刀面的倾斜程度,一般为正值。D.刃倾角λs:在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。当主切削刃呈水平时，λs=0；刀尖为主切削刃最低点时，λs<0;刀尖为主切削刃上最高点是，λs>0E。副偏角κr':在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。F。副后角κr,：过副切削刃上选定点,在副正交平面中测量的副后刀面与副切削平面之间的夹角.派生角度：楔角：（βO):正交平面中测量的前、后刀面之间的夹角刀尖角(εγ)基面中测量的主、副切削刃之间的夹角2)其它静止参考系A．法平面参考系法剖面（Pn）：过切削刃选定点与切削刃相垂直的平面。B．假定工工作平面、背平面静止参考系假定工作平面(Pf）通过切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向并垂直于基面的平面。背平面(Pp）：通过切削刃上选定点,垂直于假定工作平面和基面的平面。（2）工作参考系及几何参数。上述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动,不考虑进给运动，即在假定运动条件确定的参考系。但刀具在实际使用过程中，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确切反映切削加工的真实情况.只有用合成切削方向ve来确定参考系，才符合切削加工的实际刀具工作角度参考系与刀具标注角度参考系的唯一区别是：1）进给运动对刀具工作角度的影响2)刀具安装位置对工作角度的影响A。刀具装高或低的影响B。刀杆轴线不垂直进给运动的影响.2。3。3刀具的材料及选用1.刀具材料应具备的性能1）高的硬度和耐磨性。2)足够的强度和韧性.3）高的耐热性（耐热性指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能，也包括刀具材料在高温下抗氧化、粘结、扩散的性能）。（红硬性）4）良好的工艺性能。5）合理的经济性。2.常用刀具材料的种类和特性1）高速钢高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢.特点:1。强度高，抗弯强度为一般硬质合金的2~3倍；2.韧性也高，比硬质合金高几十倍。3。硬度在63HRC以上,且有较好的耐热性，在切削温度达到500~650°C时，尚能进行切削。4。可加工性好，热处理变形较小。应用:目前常用于制造各种复杂刀具(如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）.高速钢刀具可以加工从有色金属到高温合金的各种材料2）硬质合金硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)粉末和金属粘结剂（如Co、Ni、Mo等)经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。我国常用的硬质合金牌号及其应用范围①钨钴类硬质合金(YG）它由碳化钨和钴构成.其硬度为89～91。5HRA，耐热性为800～900℃，主要用于加工铸铁、有色金属及其合金,以及非金属材料和含钛的不锈钢等工件材料.常用的牌号有YG3、YG6、YG8等，G后面的数字为Co的百分含量。硬质合金中含钴量越多，韧性越好，适合于粗加工，含钴量少者用于精加工。②钨钛钴类硬质合金(YT）它是由碳化钨、碳化钛和钴构成，其硬度为89.5～92。5HRA，耐热性为900~1000℃.常用的牌号有YT5、YT14、YT15、YT30，T后面的数字为TiC的百分含量。当TiC的含量较多、Co的含量较少时，硬度和耐磨性提高，但抗弯强度有所下降。主要用于加工塑性材料，但它不适合加工含Ti元素的不锈钢,因为两者的Ti元素亲和作用较强，会发生严重的粘结,使刀具磨损加剧。③钨钽（铌）钴类硬质合金（YA）它是由碳化钨、碳化钽（碳化铌）和钴构成，有较高的常温硬度和耐磨性,同时能细化晶粒，也可提高高温硬度、高温强度和抗氧化能力.常用的牌号有YA6，适合于对冷硬铸铁、有色金属及其合金进行半精加工，也可对高锰钢、淬火钢等材料进行精加工和半精加工.④钨钛钽(铌）钴类硬质合金YW）它是由碳化钨、碳化钛、钴以及加入少量碳化钽或碳化铌构成.其抗弯强度、韧性、抗氧化能力、耐热性和高温硬度都有很大的提高。是一种既能加工钢材，又能加工铸铁、有色金属及其合金，通用性能好的刀具材料，常用的牌号有YW1、YW2。⑤碳化钛基硬质合金(YN）它是由碳化钛、镍和钼构成。它的硬度高(92。5HRA），具有较高的抗氧化能力、较高的耐磨性、耐热性(1100℃～1300℃)和抗月牙洼磨损能力。主要用于碳钢、合金钢、工具钢、淬火钢等连续切削的精加工，常用的牌号有YN10。3）新型刀具材料1)涂层刀具材料2）陶瓷刀具材料3）超硬刀具材料。本次课总结：金属切削刀具是机械加工工艺系统的重要组成部分，刀具的结构及几何参数、刀具的材料及选用、硬质合金的种类和性质。作业：硬质合金的种类和性质课内实训一：刀具角度刃磨及测量(4学时）一：实训目的和要求1、了解刀具刃磨的安全操作规程2、掌握刀具刃磨的基本内容3、掌握刀具角度测量的基本方法二：实训设备及器件普通车刀、万能角度尺、直尺、圆规、砂轮机三：课时安排4学时四：实验（实训)步骤及要求1。开机前砂轮机进行全面细致的检查,包括电源、砂轮安装等确认无误后方可操作。2.砂轮机通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、有无异常现象。3。认识刀具4。正确测量刀具角度，绘制刀具角度图形,并对所得结果进行检查。五：[实验(实训）分析与总结]通过本次实训的学习,同学们应该学会刃磨普通车刀的基本要素、学会分辨刀具的各个表面、能够测量刀具的各个角度,并且能够用图形表达刀具的各个角度六:［评分标准]1.能够识别刀具的各个角度(30分）2。能够刃磨出刀具的基本角度（30分）3。能够测绘刀具的各个角度（40分)第二章金属切削的基本知识教学目标：掌握机床的组成、机床的分类，了解机床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理教学重点：机床的组成、机床的分类教学难点:床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理教学方法:多媒体教学法教学时数:2教学内容：2。4金属切削机床机床是现代机械制造业中最重要的加工设备，它所担负的加工工作量,约占机械制造总工作量的40%～60%,机床的技术性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。因此，机床工业的发展和机床技术水平的提高,必然对国民经济的发展起着重大推动作用。

2。4。1机床的组成1）支承及定位部分：用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，并使刀具和工件保持正确的相对位置。如床身、底座、立柱等（基础件）2)动力部分：为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分，如电机、液压马达等。3）传动部分:包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件4）控制部分：用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统,有些机床局部采用液压或气动控制系统。数控机床则是数控系统.5）工作部件:包括①与主运动和进给运动的有关执行部件，如主轴及主轴箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件；②与工件和刀具有关的部件或装置,如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等；③与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等.6）其它系统及装置:包括冷却系统、润滑系统、排屑装置、自动测量装置。2。4。2机床的分类和型号编制方法1。机床的分类机床主要是按加工性质和所用刀具进行分类。除了按上述基体分法外，还可以按其它特征进行分类。按照机床的通用程度可分为:通用机床、专门化机床、专用机床。按机床的质量和尺寸的不同可分为：仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。按自动化程度可分为：手动、机动、半自动、自动机床.按机床加工精度的不同可分为：普通精度级、精密级和超精密级。按机床主要工作部件的多少，可分为单轴、多轴机床或单刀、多刀机床.1.机床型号编制方法注：①有“（)"的代号或数字，当无内容时,不表示，若有内容,则不带扩号；②有“○"符号者，为大写的汉语拼音字母；③有“△"符号者，为阿拉伯数字；④有“△"符号者，为大写的汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有之.（1)机床的类别代号用大写的汉语拼音字母代表机床的类别。例如,用”C"表示"车床"，读”车"。有的机床(如磨床）又由若干分类组成,分类代号用阿拉伯数字表示，置于类别代号之前，但第1分类不予表示（2)机床的特性代号机床的特性代号，包括通用特性和结构特性,也用汉语拼音字母表示。当某类机床，除有普通型式外，还有如表2—13中所列的各种通用特性时，则应在类别代号之后加上相应的通用特性代号，如CM6132型号中"M”表示”精密”之意，是精密普通车床。3)机床的组和型别代号每一类机床分为若干组，每组又分为若干型。用两位数字作为组和型别代号，位于类别和特性代号之后，第一位数字表示组别，第二位数字表示型别。4）主参数表示机床规格和加工能力的主要参数，用两位十进制数并以折算值表示.如车床的主参数是工件的最大回转直径，其毫米数除以10,即为主参数值。有时候，型号中除主参数外还需表明第二主参数（亦用折算值)，以"×"号分开。5)机床重大改进的序号性能和结构经过重大改进的机床，应在原机床型号后面以英文字母A、B、C、D…表示是第几次改进的序号,例如Y7132A和Z3040A都表明是第一次重大改进。此外，多轴机床的主轴数目,要以阿拉伯数字表示在型号后面,并用”·”分开，例如C2140·6是加工最大棒料直径为40mm的卧式六轴自动车床的型号表示方法。机床型号举例2。4。3机床的传动系统与传动原理1、机床传动系统的组成为实现加工中所需的运动，机床必须具备三个基本部分：（1）执行件指执行机床运动的部件，其作用是带动工件或刀具完成旋转或直线运动,并具备一定的运动速度与精度。如主轴、刀架、工作台等。（2)动力源指为执行件提供运动和动力的装置。（3）传动装置指传递运动和动力的装置,其作用是将动力源的运动传递给执行件或完成执行件间的运动传递,并使之保持确定的运动关系.通过运动传递，传动装置还可实现运动性质、方向和速度的变换,一般又以变速为主。2。机床的传动联系和传动链传动装置需要由一系列的传动件组成，传动件之间的连接也就构成传动联系,最终实现所需运动。这种由传动件构成的传动联系称为传动链。传动机构：围绕一个机床运动，构成传动联系的一系列传动件。传动链中常有两类传动机构:传动比与传动方向均不变的定比传动机构，如定比齿轮副、蜗轮蜗杆副、丝杠螺母副等；传动比与传动方向随加工要求变换的换置机构,如滑移齿轮变速机构、离合器变速机构及挂轮机构等。传动链可分为内、外联系传动链两种.(1）外联系传动链指联系动力源和执行件的传动链，一般实现简单运动。它只使得执行件获得一定的速度和动力，且不要求与动力源间保持严格运动关系.因此,其传动精度不影响表面形状的成型.（2)内联系传动链指联系执行件间的传动链（一般实现复合运动)。执行件之间需保持严格的运动关系，传动比不变，其传动精度将直接影响零件表面形成的精度。因此，内联系传动链中不允许有传动比不定或由摩擦传动的传动件（如带传动等）.卧式车床的车螺纹传动链便是内联系传动链，它联系主轴与刀架间运动关系，若传动比不准，将直接导致所加工螺纹的螺距误差。3。传动原理图和传动系统图机床上所有的传动关系构成机床的传动部分，称为传动系统。传动原理图：用一些简单的符号来表明机床传动联系的示意图。传动系统图:机床传动系统图是由规定的图形符号代表真实机床传动系统中各传动件而绘成的机床各传动链的综合简图。读图时可注意下列问题：（1)实现机床运动共有几条传动链;(2）对传动链逐条认识；（3）每条传动链均采用“抓两头、连中间”的方法进行分析。“抓两头”是指确认传动链的首末件；“连中间"则是通过:①所具有的变速组数，②各变速组性质及所获运动级数,③传动链的变速级数等步骤加以联系；本次课总结：机床的组成、机床的分类，机床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理作业：C2140·6代表什么含义?第二章金属切削的基本知识教学目标：了解金属切削过程中的基本规律、掌握切屑的类型及控制、刀具的磨损和耐用度、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切削力的来源,了解切削合力及其分解，切削功率教学重点：积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切屑的类型、刀具磨损和耐用度教学难点:积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切削合力及其分解教学方法：多媒体教学法教学时数:4教学内容：2.5金属切削过程中的基本规律金属切削过程是一个复杂的过程,在这个过程中产生一系列现象，如形成切屑，产生切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等，研究这些现象和规律，对于合理使用和设计刀具、机床、夹具，保证加工质量,提高生产效率有很重要的意义。2.5。1切削变形1。切屑形成的过程和切屑的种类金属切削过程与金属受压缩（拉伸）过程比较:塑性金属受压缩时，随着外力的增加,金属先后产a压缩b切削生弹性变形、塑性变形，并使金属晶格产生滑移,而后断裂.金属的切削过程与金属的挤压过程很相似。金属材料受到刀具的作用以后,开始产生弹性变形；随着刀具继续切入，金属内部的应力、应变继续加大，当达到材料的屈服点时，开始产生塑性变形，并使金属晶格产生滑移；刀具再继续前进,应力进而达到材料的断裂强度,便会产生挤裂.切屑形成过程及变形区的划分大量的实验和理论分析证明,塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。切削层的金属变形大致划分为三个变形区：第一变形区（剪切滑移）、第二变形区(纤维化)、第三变形区（纤维化与加工硬化）.切屑的形成及变形特点A、第一变形区（近切削刃处切削层内产生的塑性变形区)金属的剪切滑移变形在下图中,切削层上各点移动至AC线均开始滑移、离开AE线终止滑移，在沿切削宽度范围内,称AC是始滑移面，AE是终滑移面。AC、AE之间为第-变形区.由于切屑形成时应变速度很快、时间极短,故AC、AE面相距很近，一般约为0。02一0。2mm，所以常用AB滑移面来表示第-变形区，AB面亦称为剪切面。剪切面AB与切削速度Vc之间的夹角称为剪切角。作用力Fr与切削速度Vc之间的夹角ω称为作用角。第一变形区就是形成切屑的变形区，其变形特点是切削层产生剪切滑移变形。B、第二变形区(与前刀面接触的切屑层产生的变形区)内金属的挤压磨擦变形经过第一变形区后,形成的切屑要沿前刀面方向排出，还必须克服刀具前刀面对切屑挤压而产生的摩擦力。此时将产生挤压摩擦变形。应该指出,第一变形区与第二变形区是相互关联的.前刀面上的摩擦力大时，切屑排出不顺,挤压变形加剧，以致第一变形区的剪切滑移变形增大。C、第三变形区（近切削刃处已加工表面内产生的变形区）金属的挤压磨擦变形已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压摩擦，造成纤维化和加工硬化。2.5。2切屑的类型及控制一、切屑的类型及其分类由于工件材料不同，切削过程中的变形程度也就不同,因而产生的切屑种类也就多种多样，如下图示。图中从左至右前三者为切削塑性材料的切屑，最后一种为切削脆性材料的切屑.切屑的类型是由应力—应变特性和塑性变形程度决定的。1.带状切屑它的内表面光滑,外表面毛茸.加工塑性金属材料（如碳素钢、合金钢、铜和铝合金），当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡,切削力波动较小,已加工表面粗糙度较小。2。节状切屑（挤裂切屑）

这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形,内表面有时有裂纹。这种切屑大多在切削黄铜或切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。切削过程不太平稳，工件已加工表面粗糙度较大。3。粒状切屑（单元切屑）如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑,如图c所示.切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑.切削力波动大,切削振动大，切削过程不平稳，工件表面粗糙度大,生产中应避免出现此种切屑。以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中,带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑,有时得到挤裂切屑,单元切屑则很少见。切屑的形态是可以随切削条件而转化的，掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸,以达到卷屑和断屑的目的.4。崩碎切屑这是属于脆性材料（如铸铁、黄铜等）的切屑.这种切屑的形状是不规则的，加工表面是凸凹不平的.从切削过程来看，切屑在破裂前变形很小,和塑性材料的切屑形成机理也不同.它的脆断主要是由于材料所受应力超过了它的抗拉极限。加工脆硬材料，如高硅铸铁、白口铁等，特别是当切削厚度较大时常得到这种切屑。由于它的切削过程很不平稳，容易破坏刀具，也有损于机床，已加工表面又粗糙,因此在生产中应力求避免。其方法是减小切削厚度,使切屑成针状或片状;同时适当提高切削速度，以增加工件材料的塑性.注意：由于切削过程是一个非常复杂的物理过程，切削变形除了产生滑移变形外，还有挤压、摩擦等作用，而ε值主要从剪切变形考虑;而∧h主要从塑性压缩方面分析。所以,ε与∧h都只能近似地表示切削变形程度。3．积屑瘤的形成及其对切削过程的影响在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时,常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤（或刀瘤)。它的硬度很高,通常是工件材料的2-3倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替刀刃进行切削。积屑瘤是如何形成的？

1)切屑对前刀面接触处的摩擦，使前刀面十分洁净.2）当两者的接触面达到一定温度同时压力又较高时，会产生粘结现象，即一般所谓的“冷焊"。切屑从粘在刀面的底层上流过,形成“内摩擦”.3)如果温度与压力适当，底层上面的金属因内摩擦而变形，也会发生加工硬化,而被阻滞在底层，粘成一体.4）这样粘结层就逐步长大，直到该处的温度与压力不足以造成粘附为止.形成积屑瘤的条件：主要决定于切削温度。此外,接触面间的压力、粗糙程度、粘结强度等因素都与形成积屑瘤的条件有关。1)一般说来，塑性材料的加工硬化倾向愈强，愈易产生积屑瘤;2）温度与压力太低，不会产生积屑瘤;反之,温度太高，产生弱化作用，也不会产生积屑瘤.3)走刀量保持一定时，积屑瘤高度与切削速度有密切关系。积屑瘤对切削过程的影响：1)实际前角增大2）使加工表面粗糙度增大3）对刀具寿命的影响4、防止积屑瘤的主要方法1）降低切削速度，使温度较低,粘结现象不易发生；2)采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度；3）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；4)增加刀具前角,以减小切屑与前刀面接触区的压力；5)适当提高工件材料硬度,减小加工硬化倾向.5．影响切削变形的主要因素1）前角:增大前角γ0，使剪切角增大，变形系数∧h减小，因此,切削变形减小。生产实践表明：采用大前角刀具切削,刀刃锋利、切入金属容易,切屑与前刀面接触长度减短、流屑阻力小,因此，切削变形小、切削省力。2）切削速度：切削速度Vc是通过积屑瘤使剪切角改变和通过切削温度使摩擦系数μ变化而影响切削变形的。3）进给量:进给量f增大，使变形系数∧h减小。4）工件材料：工件材料硬度、强度提高，切削变形减少。2．5．3切削力1、切削力的来源，切削合力及其分解,切削功率（一）切削力的来源和分解

金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力,称为切削力.切削力来源于三个方面：1．克服被加工材料对弹性变形的抗力；2．克服被加工材料对塑性变形的抗力；3．克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力。上述各力的总和形成作用在刀具上的合力Fr（国标为F）。为了实际应用，Fr可分解为相互垂直的Fx(国标为Ff）、Fy(国标为Fp）和Fz（国标为Fc)三个分力.在车削时：Fz——主切削力或切向力。它切于过渡表面并与基面垂直。Fz是计算车刀强度，设计机床零件,确定机床功率所必需的.Fx--进给抗力、轴向力或走刀力。它是处于基面内并与工件轴线平行与走刀方向相反的力。Fx是设计进给(走刀)机构，计算车刀进给功率所必需的。Fy—-切深抗力、或背向力、径向力、吃刀力。它是处于基面内并与工件轴线垂直的力。Fy用来确定与工件加工精度有关的工件挠度,计算机床零件和车刀强度。它与工件在切削过程中产生的振动有关。2。切削力和切削功率的计算（1）指数形式的切削力经验公式（2)用切削层单位面积切削力计算切削力（单位切削力）(3）用切削层单位面积切削力计算工作功率（单位切削功率)3.影响切削力的因素实践证明，切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料刀具磨损状态和切削液等.（1）、工件材料1)硬度或强度提高，剪切屈服强度τs增大，切削力增大.

2)塑性或韧性提高，切屑不易折断，切屑与前刀面摩擦增大，切削力增大.（2）、切削用量1）背吃刀量（切削深度）ap、进给量增大，切削层面积增大，变形抗力和摩擦力增大，切削力增大。由于背吃刀量ap对切削力的影响比进给量对切削力的影响大(通常XFz=1，YFz=0。75-0.9），所以在实践中,当需切除一定量的金属层时，为了提高生产率，采用大进给切削比大切深切削较省力又省功率。2）切削速度vca）加工塑性金属时,切削速度Vc对切削力的影响规律如同对切削变形影响一样，它们都是通过积屑瘤与摩擦的作用造成的.b）切削脆性金属时，因为变形和摩擦均较小，故切削速度Vc改变时切削力变化不大.（3）、刀具几何角度1）前角：前角增大,变形减小，切削力减小。2）主偏角:主偏角Kr在30—60度范围内增大，由切削厚度hD的影响起主要作用,使主切削力Fz减小;主偏角Kr在60—90度范围内增大，刀尖处圆弧和副前角的影响更为突出，故主切削力Fz增大。

一般地，Kr=60—75度,所以主偏角Kr增大,主切削力Fz增大。实践应用：在车削轴类零件，尤其是细长轴，为了减小切深抗力Fy的作用，往往采用较大的主偏角κr〉60°的车刀切削。3)刃倾角λs:λs对Fz影响较小，但对Fx、Fy影响较大.λs由正向负转变,则Fx减小、Fy增大.实践应用,从切削力观点分析，切削时不宜选用过大的负刃倾角λs。特别是在工艺系统刚度较差的情况下，往往因负刃倾角λs增大了切深抗力Fy的作用而产生振动.(4)、其它因素1）刀具棱面：应选较小宽度，使Fy减小。

2）刀具圆弧半径：增大,切削变形、摩擦增大，切削力增大。3)刀具磨损：后刀面磨损增大,刀变钝，与工件挤压、摩擦增大,切削力增大。2.5。3切削热与切削温度及其影响因素切削热与切削温度是切削过程中产生的又一重要物理现象.切削时做的功,可转化为等量的热。切削热除少量散逸在周围介质中外，其余均传入刀具、切屑和工件中，并使它们温度升高，引起工件变形、加速刀具磨损.因此，研究切削热与切削温度具有重要的实用意义。1。切削热的产生和传导（1)切削热的产生.切削热是由切削功转变而来的.如下图所示，其中包括：剪切区变形功形成的热QP、切屑与前刀面摩擦功形成的热Qrf、已加工表面与后刀面摩擦功形成的热Qαf,因此，切削时共有三个发热区域,即剪切面、切屑与前刀面接触区、后刀面与已加工表面接触区，如图示,三个发热区与三个变形区相对应。所以，切削热的来源就是切屑变形功和前、后刀面的摩擦功。实验表明：产生总的切削热Q，分别传入切屑、刀具、工件和周围介质

，分别占50％—80%、40％—10％、9％—3％和1％左右.切削塑性金属时切削热主要由剪切区变形热和前刀面摩擦热形成；切削脆性金属时则后刀面摩擦热占的比例较多。2.切削温度的分布1）剪切区内,沿剪切面方向上各点温度几乎相同，而在垂直于剪切面方向上的温度梯度很大。由此可以推想在剪切面上各点的应力和应变的变化不大，而且剪切区内的剪切滑移变形很强烈,产生的热量十分集中.2)前刀面和后刀面上的最高温度点都不在切削刃上,而是在离切削刃有一定距离的地方.这是摩擦热沿前、后刀面逐渐增加的缘故。3)在靠近前刀面的切屑底层上,温度梯度很大，这说明前刀面上的摩擦热集中在切屑底层，对切屑底层金属的剪切强度会有很大的影响。因此，切削温度上升会使前刀面上的摩擦系数下降.4）刀面的接触长度较小,因此工件加工表面上温度的升降是在极短的时间内完成的。刀具通过时加工表面受到一次热冲击。3。影响切削温度的主要因素（1）、工件材料的影响工件材料的强度（包括硬度）和导热系数对切削温度的影响是很大的。（2）、切削用量的影响切削用量是影响切削温度的主要因素。通过测温实验可以找出切削用量对切削温度的影响规律。1)切削速度vc对切削温度θ的影响最大，其指数在0。3～0.5之间。但随着进给量f的增大,切削速度vc对切削温度的影响程度减小。2)进给量f对切削温度θ的影响比切削速度vc小，其指数在0。15~0.3之间。3）背吃刀量ap对切削温度θ的影响很小，其指数在0。05~0.1之间。切削速度对切削温度影响最大,随切削速度的提高，切削温度迅速上升。进给量对切削温度影响次之，而背吃力量ap变化时,散热面积和产生的热量亦作相应变化，故ap对切削温度的影响很小。（3）刀具几何参数的影响切削温度θ随前角γo的增大而降低。但前角大于18°～20°后，对切削温度的影响减小，这是因为楔角变小而使散热体积减小的缘故.主偏角Κr减小时，使切削宽度hD增大，切削厚度hD减小，因此,切削变形和摩擦增大，切削温度升高。但当切削宽度hD增大后,散热条件改善.由于散热起主要作用，故随着主偏角kr减少，切削温度下降。负倒棱bγ1在（0-2）f范围内变化，刀尖圆弧半径re在0-1。5mm范围内变化,基本上不影响切削温度。4、刀具磨损的影响在后刀面的磨损值达到一定数值后，对切削温度的影响增大；切削速度愈高,影响就愈显著。合金钢的强度大,导热系数小，所以切削合金钢时刀具磨损对切削温度的影响，就比切碳素钢时大。5、切削液的影响切削液对切削温度的影响，与切削液的导热性能、比热、流量、浇注方式以及本身的温度有很大的关系。从导热性能来看，油类切削液不如乳化液，乳化液不如水基切削液。四、切削温度对工件、刀具和切削过程的影响(1）切削温度对工件材料强度和切削力的影响(2）对刀具材料的影响(3)对工件尺寸精度的影响(4）利用切削温度自动控制切削速度或进给量(5）利用切削温度与切削力控制刀具磨损2。5。4刀具的磨损和耐用度切削金属时,刀具一方面切下切屑,另一方面刀具本身也要发生损坏.刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损,属正常磨损；后者包括脆性破损（如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等）和塑性破损两种，属非正常磨损。1。刀具磨损的形式：刀具正常磨损的形式有以下几种：1。前刀面磨损

2。后刀面磨损

3.边界磨损（前、后刀面同时磨损)2.刀具磨损的原因（1)磨粒磨损

（2）粘结磨损（3）扩散磨损（4）相变磨损（5）氧化磨损刀具磨损是由机械摩擦和热效应两方面因素作用造成的。1）在低、中速范围内磨粒磨损和粘结磨损是刀具磨损的主要原因.通常拉削、铰孔和攻丝加工时的刀具磨损主要属于这类磨损。2)在中等以上切削速度加工时,热效应使高速钢刀具产生相变磨损、使硬质合金刀具产生粘结、扩散和氧化磨损。3。刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命（1)．初期磨损阶段（2）.正常磨损阶段（3)。剧烈磨损阶段刀具磨钝标准刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准.规定后刀面上均匀磨损区的高度VB值作为刀具的磨钝标准。4。刀具的耐用度5。影响刀具耐用度Ｔ的因素a、工件材料（1）硬度或强度提高,使切削温度提高，刀具磨损加大，刀具耐用度Ｔ下降.(2）工件材料的延伸率越大或导热系数越小，切削温度越高，刀具耐用度Ｔ下降。b、切削用量Vc影响最大、进给量f其次，ap影响最小。

c、刀具几何角度（1）前角对刀具耐用度的影响呈“驼峰形”。（2)主偏角Κr减小时，使切削宽度bD增大，散热条件改善,故切削温度下降，刀具耐用度Ｔ提高.d、刀具材料刀具材料的高温硬度越高、越耐磨，刀具耐用度Ｔ越高.加工材料的延伸率越大或导热系数越小,均能使切削温度升高因而使刀具耐用度T降低.本次课总结：金属切削过程中的基本规律、切屑的类型及控制、刀具的磨损和耐用度、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切削力的来源，切削合力及其分解，切削功率作业:1.简述积屑瘤的形成及其对切削过程的影响。2。切屑的类型有哪些？3。刀具耐用度定义。4。切削力的来源有哪些？第二章金属切削的基本知识教学目标：掌握如何控制切屑、合理选择切削液、合理选择刀具几何参数和切削用量,了解改善材料的切削加工性的途径.教学重点：如何控制切屑、合理选择刀具几何参数和切削用量教学难点：合理选择刀具几何参数和切削用量教学方法:演示法，多媒体教学法教学时数:3学时教学内容:2.6金属切削过程基本规律的应用2.6。1切屑的控制切屑控制就是控制切屑的类型、流向、卷曲和折断。切屑的控制对切削过程的正常、顺利、安全进行具有重要意义.1。切屑的卷曲和屑形切屑的种类有:带状、螺旋性、弧形、C形、6字形。2.切屑的流向的折断。(1)切屑的流向（2)切屑的折断当切削厚度越大，切屑卷曲半径越小，切屑材料的极限应变值越小，切屑越易折断。3。断屑措施（1)磨制断屑槽(2）改变切削用量.（3）改变刀具几何角度.主要通过增大主偏角Kr使切屑厚度hDh增大，使切屑容易折断.还可以改变刃倾角λs正、负值，控制切屑流向以过到断屑效果。2.6。2工件材料的切削加工性能的改善工件材料的切削加工性：是指工件材料被切削成合格零件的难易程度.其研究的目的是为了寻找改善材料切削加工性的途径。1、评定工件材料的切削加工性的主要指标（1）刀具耐用度指标:在相同的条件下切削某种材料时，若刀具耐用度较长或在相同的耐用度下的切削速度较大,则该材料的切削加工性较好,，反之其切削加工性较差。（2）切削力、切削温度指标在相同的切削条件下，凡切削力大、切削温度高的材料加工性差。反之则加工性好。如铜、铝加工性比钢好；正火45钢比淬火45钢好。（3）加工表面质量指标：精加工时常以此做为切削加工性指标，粗糙度值越小,加工性越好。（4)断屑难易程度指标。凡切屑容易控制或容易断屑的的材料，其切削加工性好。反之则较差。2、常用材料切削加工性及其改善措施1）调整化学成分如在钢中加入少量的硫、硒、铅、磷等，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950～1000°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.2。6.3、切削液的合理使用1、切削液的作用(1）冷却作用:(2）润滑作用（边界润滑原理）：（3)洗涤和防锈作用：2、常用切削液的种类及其选用（1）水基切削液1)水溶液：常用的有电解水溶液和表面活性水溶液。2)乳化液：乳化剂（蓖麻油、油酸或松脂）加水配置而成。浓度低的乳化液含水多，主要起冷却作用，适于粗加工和磨削；浓度高的乳化液含水少，主要起润滑作用，适于精加工。3)电解水溶液：在水中加入各种电解质（如Na2CO3、亚硝酸钠）,能渗透到表面油膜内部起冷却作用。主要用于磨削、钻孔和粗车等.4）表面活性水溶液:在水中加入皂类、硫化蓖麻油等表面活性物质,用以提高水溶液的润滑作用。常用于精车、精铣和铰孔等。（2）油基切削液1）切削油：主要起润滑作用,冷却性能差。10号、20号机油:用于普通车削、攻丝;轻柴油:用于自动机床上；煤油:用于精加工有色金属、普通孔或深孔精加工，铸铁的精加工;豆油、菜油、蓖麻油等：用于螺纹加工；极压切削油和极压乳化液：在切削液中添加了硫、氯、磷极压添加剂后,能在高温下显著提高冷却和润滑效果。2)固体润滑剂：用二硫化钼、硬脂酸和石蜡制成蜡棒,涂在刀具表面,可减小摩擦,起润化作用。3。切削液的使用方法(1）浇注法（2）喷雾冷却法(3）高压内冷却法2。6。4、刀具几何参数的合理选择刀具的切削性能主要由刀具材料的性能和刀具的几何参数两方面决定.刀具几何参数主要包括：刀具角度、刀刃的刃形、刃口形状、前刀面与后刀面型式等。1。前角γo选择前角的功用：前角影响切削过程中的变形和摩擦，同时又影响刀具的强度。前角的选用原则:在刀具强度许可条件下，尽可能选用大的前角。2。前刀面的功用与选择前刀面：有平面型、曲面型和带倒棱型三种。平面型前刀面：制造容易，重磨方便，刀具廓形精度高.曲面型前刀面：起卷刃作用，并有助于断屑和排屑.故主要用于粗加工塑性金属刀具和孔加工刀具。如丝锥、钻头。带倒棱型前刀面：是提高刀具强度和刀具耐用度的有效措施。3、后角、后刀面的功用与选择后角的功用:后角αo的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦和后刀面的磨损，其大小对刀具耐用度和加工表面质量都有很大影响。后角同时又影响刀具的强度。后角的选用原则：粗加工以确保刀具强度为主，可在4o-6o范围内选取;精加工以加工表面质量为主，可在αo=8o—12o一般,切削厚度越大，刀具后角越小；工件材料越软，塑性越大，后角越大。工艺系统刚性较差时，应适当减小后角（切削时起支承作用，增加系统刚性并起消振作用）;尺寸精度要求较高的刀具，后角宜取小值。4、主偏角、副偏角的功用与选择主偏角κr：的大小影响切削条件（切削宽度和切削厚度的比例)和刀具寿命.在工艺系统刚性很好时，减小主偏角可提高刀具耐用度、减小已加工表面粗糙度，所以κr宜取小值；在工件刚性较差时，为避免工件的变形和振动，应选用较大的主偏角。副偏角κr'：影响加工表面粗糙度和刀具强度。其作用是可减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，防止切削振动.κr'的大小主要根据表面粗糙度的要求选取。通常在不产生摩擦和振动条件下,应选较小的κr’。5、刃倾角的功用与选择刃倾角λs主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。刃倾角λs选用原则:主要根据刀具强度、流屑方向和加工条件而定。粗加工时,为提高刀具强度，λs取负值；精加工时，为不使切屑划伤已加工表面，λs常取正值或0。2。6。5切削用量的合理选择及提高切削用量的途径

切削用量选择原则：能达到零件的质量要求(主要指表面粗糙度和加工精度)并在工艺系统强度和刚性允许下及充分利用机床功率和发挥刀具切削性能的前提下选取一组最大的切削用量。一、制订切削用量时考虑的因素1、切削加工生产率

2、机床功率3、刀具寿命（刀具的耐用度T)4、加工表面粗糙度二、切削用量制定的步骤1、背吃刀量ap的选择

：根据加工余量多少而定。除留给下道工序的余量外，其余的粗车余量尽可能一次切除，以使走刀次数最小;当粗车余量太大或加工的工艺系统刚性较差时，则加工余量分两次或数次走刀后切除。

2。进给量f的选择：

粗加工时：（1）根据加工系统的刚性确定。如刚性好,进给量可选大些，反之应小些。（2）根据是卷屑还是断屑确定.若为断屑，进给量可选大些，若为卷屑,则进给量应选小些.（3）根据切削过程是断续还是连续确定。断续切削因有冲击,考虑刀具的强度,进给量应选小些，连续切削进给量可适当大些。精加工时：选择精加工进给量时，主要考虑工件表面粗糙度的要求.Ra越小进给量也相应越小。3.切削速度Vc的确定

：按刀具的耐用度T所允许的切削速度VT来计算。除了用计算方法外，生产中经常按实践经验和有关手册资料选取切削速度。4、提高切削用量的途径

1。采用切削性能更好的新型刀具材料；2。在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性；3。改善冷却润滑条件；4.改进刀具结构，提高刀具制造质量。本次课总结：切屑的控制、工件材料的切削加工性能的改善、刀具几何参数的合理选择、切削液的合理使用、切削用量的合理选择及提高切削用量的途径作业：1。常用切削液的种类有哪些?2。切削用量的选择原则。3.断屑措施有哪些？课内实训二:参观工厂（4学时）一:实训目的和要求1、了解各种机床的安全操作规程2、了解工厂生产的基本内容3、了解工厂生产的基本方法4、了解工厂生产用到的生产设备类型二：实训设备及器件各种机床三:课时安排2学时四:实验（实训)步骤及要求1.认真学习车间的安全规定2。按厂方要求跟随有关人员进行厂内参观五：[实验（实训）分析与总结］通过本次参观,同学们应该对工厂生产的过程有一个大概的了解，了解各种机器的生产范围.六:作业每人写一篇参观感想(1000字以上).第三章：机械加工方法与装备教学要求:通过本章学习，使学生能够掌握常用加工方法的基本特点，掌握传动系统分析的方法，会合理选择机床、刀具、及其工艺参数，完成相应表面的加工。教学重点：常用加工方法的特点，机床及刀具的选择和应用,车床的传动系统分析。教学难点:常用加工方法的特点，机床及刀具的选择和应用,车床的传动系统分析。教学方法：多媒体教学法演示法教学时数：2学时教学内容：3.1车削加工3。1。1车削概述车削加工是机械加工方法中应用最广泛的方法之一，主要用于回转体零件上回转面的加工，如各轴类、盘套类零件上的内外圆柱面、圆锥面、台阶面及各种成形回转面等。采用特殊的装置或技术后,利用车削还可以加工非圆零件表面，如凸轮、端面螺纹等；借助于标准或专用夹具，在车床上还可完成非回转零件上的回转表面的加工.车削加工的主要工艺类型车削加工时，以主轴带动工件的旋转做主运动，以刀具的直线运动为进给运动.车削螺纹表面时,需要机床实现复合运动──螺旋运动。车削加工是在由车床、车刀、车床夹具和工件共同构成的车削工艺系统中完成的。因此，车削一般可以为粗车、半精车、精车等。如在普通精度的卧式车床上，加工外圆柱表面，可达IT7～IT6级精度，表面粗糙度达Ra1.6～0.8μm；在精密和高精密机床上,利用合适的工具及合理的工艺参数,还可完成对高精度零件（如计算机硬盘的盘基)的超精加工.（车削加工)3.1。2、车床车床是完成车削加工必备的加工设备。它为车削加工提供特定的位置（刀具、工件相对位置）环境及所需运动及动力.由于大多数机械零件上都具有回转面，加之机床较广的通用性，所以,车床的应用极为广泛，在金属切削机床中占有比重最大，约为机床总数的20％～35％。图3—6CA6140型普通车床的传动系统（1）主运动传动链CA6140型车床主运动传动链的首末端件分别为电动机和主轴。主运动传动路线表达式为：主运动传动链可使主轴获得正转转速24级和反转转速12级.主轴转速可按下列运动平衡式计算：车床主轴反转通常不用于切削，而是用于车螺纹时,在不断开主轴和刀架间传动链的情况下，切完一刀后迅速使车刀沿螺纹线退至起始位置,节省辅助时间3。1.3、车刀1、车刀种类及结构类型按刀片与刀体的连接结构，车刀有整体式、焊接式、机夹式和可转位式之分。图3—7常用车刀及其应用1——切断到；2-90°左偏刀；3-90°右偏刀；4-弯头车刀；5-直头车刀;6—成形车刀;7—宽刃槽车刀；8-外螺纹车刀;9—端面车刀；10-内螺纹车刀；11-内槽车刀;12—通孔车刀；13—盲孔车刀2、车刀的刃磨与安装（1)车刀的刃磨白色氧化铝砂轮用于高速钢,绿色碳化硅砂轮用于硬质合金。磨削步骤:1）粗磨:主后刀面、副后刀面、前刀面和断屑槽.2）精磨：精磨上述各面和刀尖圆角.磨高速钢时经常浸水冷却,防止退火。磨硬质合金时，不得将发热的车刀浸水冷却，否则会碎裂。(2）车刀的安装注意事项：1）车刀刀尖应和车床主轴轴线等高。2）刀杆应与车床轴线垂直。3）车刀应尽量伸出短一些,一般不超过刀杆厚度的2倍。4）刀杆下面的垫片应平整,并与刀架平齐，一般不超过2-3片.5）车刀要安装牢固,一般用两个螺钉交替拧紧。。6）车刀安装好后，检查车刀在工件的加工极限位置时有无干涉的可能。3.1。4车削加工基础1。工件的装夹（1)三爪卡盘装夹工件（2）四爪卡盘(3）双顶尖装夹工件(4）卡盘和顶尖装夹工件（5)花盘与弯板（7）中心架与跟刀架2。粗车、精车与镜面车粗车目的：尽快从毛坯上切去大部分余量,使工件接近要求的形状和尺寸.（生产效率)应给精车和半精车留有合适的余量,一般为1-2mm;切削用量：优先选取较大的背吃刀量，其次适当加大进给量,而采用中等或中等偏低的切削速度；精车目的：保证加工精度和表面粗糙度的要求。（生产效率其次)精车是指直接用车削方法获得IT6~IT7级公差,Ra为1.6～0。04μm的外圆加工方法.精车时为保证表面粗糙度值，一般采用下列措施：1)适当减小副偏角或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积2）适当加工前角使刀具更为锋利。3)用油石仔细打磨车刀的前后刀面，可有效的减小工件表面的Ra值.4)选用小切深和进给量,采用较高的切削速度。镜面车是用车削方法获得工件尺寸公差≤1μm数量级,Ra≤0。04μm的外圆加工方法.3.1.5车削加工方法加工范围有：车外圆及台阶、车端面、镗孔、车锥面、车螺纹、车成形面、切槽和切断等。本次课总结:本次课讲述了车削加工的主要工艺类型、车削加工的工艺基础以及车刀种类及结构类型作业：常见的车刀种类主要有哪些？第三章：机械加工方法与装备教学目标：了解铣削加工的工艺类型、铣床的种类及主要附件、熟悉铣刀的主要类型以及使用范围。教学重点:铣床的种类、铣刀的主要类型以及使用范围教学难点：铣刀的主要类型以及使用范围教学方法:多媒体教学法、演示法教学时数:2教学内容：3.2铣削加工3.2。1铣削加工概述铣削加工：利用铣刀的旋转和工件移动来完成零件切削加工的方法。铣削加工在机械零件切削和工具生产中占相当大比重，铣床约占机床总数的25%，仅次于车床。铣削加工的范围:可以加工各种零件的平面、台阶面、沟槽、成形表面、型腔表面、螺旋表面等。铣削加工可以对工件进行粗加工和半精加工,加工精度可达IT7~IT9段，精铣表面粗糙度达Ra3.2~1。6um。图3—13铣削加工应用范围（a）、（b)、（c)铣平面(d)、（e）铣沟槽(f）铣台阶（h）切断(i)、（j）铣角度槽（k）、（l）铣键槽（m）铣齿形（n）铣螺旋槽（o）铣曲面(p)铣立体曲面（q）球头铣刀铣削运动：铣削加工中，铣刀的旋转为主运动，有机床主电机提供n（r/m