金屬切削原理與刀具教學課件

金屬切削原理與刀具金屬切削原理與道具模塊1234MODULES567課程認識金屬切削加工認知車銷加工及車刀應用銑削加工及銑刀加工孔加工及刀鋸應用磨削加工及砂輪應用其他刀具簡介及應用模塊一：課程認識模塊一：課程認識任務一：任務描述完成如圖1-1所示零件加工，確定所采用的刀具、切削參數(shù)及切削條件圖1-1短軸模塊一：課程認識任務一：模塊一：課程認識機械產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造離不開機床、刀具、檢測量具或量儀等工藝裝備，而金屬切削加工理論是解決金屬切削過程中一般問題的理論基礎，工藝文件是指導生產(chǎn)不口缺少的技術(shù)文件。通過學習該課程解決以下問題一、金屬切削加工原理二、各類刀具的結(jié)構(gòu)特點、設計和應用任務一：重難點重點：難點：零件生產(chǎn)加工過程中所使用的刀具及參數(shù)、量具、機床設備、切削用量刀具角度及切削要素、刀具材料、金屬切削加工過程中的切削變形、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損與耐用度、切削基本理論的應用、常用刀具的選用及其正確使用、切削用量及其選用模塊一：課程認識金屬切削加工原理與各類刀具的結(jié)構(gòu)特點、設計和應用等任務一：任務實施學生分組模塊一：課程認識班級組號授課教師組長學號組員姓名學號姓名學號任務一：任務實施完成任務工單模塊一：課程認識任務工作單組號：________姓名：________學號：________檢索號：

1152—1引導問題：（1）談談你對該課程的認識。（2）學好該課程，分析其對以后工作的支撐作用。（3）簡述如何做到低碳環(huán)保。任務一：任務實施完成任務工單模塊一：課程認識任務工作單組號：________姓名：________學號：________檢索號：

1152-2引導問題：（1）完成如圖2-1所示零件的加工，應具備哪些方面的知識？（2）完成如圖2-1所示零件的加工，應該完成哪些準備工作？任務一：任務實施合作探究模塊一：課程認識任務工作單組號：________姓名：________學號：________檢索號：

1153-1引導問題：（1）小組討論，教師參與，確定任務工作單1152-1和1152-2的最優(yōu)答案，并檢討自己存在的不足。（2）每組推薦一個小組長，進行匯報。根據(jù)匯報情況，再次檢討自己存在的不足。任務一：評價反饋任務工作單組號：________姓名：________學號：________檢索號：

116-1班級組名日期

年月日評價指標評價內(nèi)容分數(shù)/分分數(shù)評定信息收集能力能有效利用網(wǎng)絡、圖書資源查找有用的相關(guān)信息等，能將查到的信息有效的傳遞到學習中10感知課堂能力能否在學習中獲得滿足感、課堂生活的認同感10參與態(tài)度，溝通能力積極主動與教師、同學交流，相互尊重、理解、平等；與教師、同學之間是否能夠保持多項、豐富、適宜的信息交流15能處理好合作學習和獨立思考的關(guān)系，做到有效學習；能提出有意義的問題或能發(fā)表個人見解15自我評價表任務一：班級組名日期

年月日評價指標評價內(nèi)容分數(shù)/分分數(shù)評定對本課程的認識510辯證思維能力能否發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題、創(chuàng)新問題10自我反思按時保質(zhì)地完成任務；較好的掌握知識點；具有較為全面、嚴謹?shù)乃季S能力，并能條理清楚、清晰地表達成文25自評分數(shù)總結(jié)提煉本課程主要培養(yǎng)能力本課程主要培養(yǎng)知識點對將來工作的支持續(xù)表任務一：模塊一：課程認識任務工作單被評價人信息：組號：________姓名：________學號：________檢索號：

116-2小組內(nèi)互評驗收表驗收人組長組名日期

年月日組內(nèi)驗收成員任務要求課程定位的認識；完成給定零件加工任務應具備的知識和能力儲備分析；完成給定零件加工應該做的工作準備；任務完成過程中，至少包含5份文獻檢索目錄清單文檔驗收清單被評價人完成的1152-1任務工作單被評價人完成的1152-2任務工作單文獻檢索目錄清單驗收評分評分標準分數(shù)/分得分能正確表達課程的定位，缺一處扣一分25描述完成給定零件價工任務應具備的知識能力儲備分析，缺一處扣一分25描述完成給定零件價工任務應具備的工作準備，缺一處扣一分25文獻檢索目錄清單，至少五份，缺一份扣一分25評價分數(shù)總體效果定性評價任務一：模塊一：課程認識任務工作單被評組號：________檢索號：

116-3小組間互評表（聽取各小組長匯報，同學打分）班級評價小組日期

年月日評價指標評價內(nèi)容分數(shù)/分分數(shù)評定匯報表述表述準確15語言流暢10準確反映改組完成任務情況15內(nèi)容正確度所表述內(nèi)容正確30闡述表達到位30互評分數(shù)任務一：任務工作單組號：________姓名：________學號：________檢索號：

116-4任務完成情況評價表任務名稱課程性質(zhì)與任務理解總得分評價依據(jù)學生完成任務后的任務工作單序號任務內(nèi)容及要求配分/分評分標準評分標準教師評價結(jié)論得分1課程定位描述正確10缺一個要點扣一分語言流暢10酌情扣分2描述完成給定零件價工任務應具備的知識能力儲備分析應具備的知識分析10缺一個要點扣一分應具備的能力分析10缺一個要點扣一分任務一：任務名稱課程性質(zhì)與任務理解總得分評價依據(jù)學生完成任務后的任務工作單序號任務內(nèi)容及要求配分/分評分標準評分標準教師評價結(jié)論得分3描述完成給定零件價工任務應具備的工作準備，缺一處扣一分涉及那幾個方面的準備15缺一個要點扣2分缺一個要點扣2分每個工作準備作用15缺一個要點扣2分缺一個要點扣2分4文獻檢索目錄清單，至少五份數(shù)量10缺一個要點扣2分缺一個要點扣一分參考主要內(nèi)容要點10酌情賦分缺一個要點扣一分續(xù)表任務一：任務名稱課程性質(zhì)與任務理解總得分評價依據(jù)學生完成任務后的任務工作單序號任務內(nèi)容及要求配分/分評分標準評分標準教師評價結(jié)論得分5素質(zhì)素養(yǎng)評價溝通交流能力10酌情賦分、但違反課堂紀律，不聽從組長、教師安排，不得分團隊合作課堂紀律合作探學自主研學續(xù)表任務二：本課程是機械制造類專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，是學習機床夾具、金屬切削機床、機械加工工藝等主干專業(yè)課程的基礎支撐，同時又要以前面所學“機械制圖”“金屬材料與熱加工基礎”“公差配合與技術(shù)測量”等為基礎模塊一：課程認識任務要求：（1）明確刀具及其切削用量的選擇（2）按照零件工程圖樣確定刀具結(jié)構(gòu)、刀具幾何參數(shù)和選擇刀具材料時，必須看懂零件工程圖樣上的尺寸精度、表面粗糙度等技術(shù)要求任務實施：完成任務表單模塊二：金屬切削加工認識模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務描述任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識圖2-1短軸模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解項目一：刀具的基本術(shù)語理解切削運動任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識用車刀車削外圓是金屬切削加工中常見的加工方法，現(xiàn)以它為例來分析工件與刀具之間的切削運動。如圖2-2所示車削外員時，工件旋轉(zhuǎn)，車刀連續(xù)縱向直線進給，于是形成工件的外圓柱表面。在其他各種切削加工方法中，刀具或工件同樣必須完成一定的切削運動。通常切削運動按其所起作用可分為以下兩種。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識1.主運動主運動是切削時最主要、消耗功率最多的運動，它是工件與刀具之間產(chǎn)生的相對運動，如車削外圓時的工件旋轉(zhuǎn)運動即主運動。其他切削加工方法中的主運動也同樣是由工件或由刀具來完成的，其形式可以是旋轉(zhuǎn)運動或直線運動，但各種切削加工方法中的主運動通常只有一個。2.進給運動進給運動是刀具與工件之間產(chǎn)生的附加運動，以保證切削連續(xù)地進行，例如車削外員時車刀的縱向連續(xù)直線進給運動。其他切削加工方法中也是由工件或刀具來完成進給運動的，但進給運動可能不止一個。它的運動形式可以是直線運動、旋轉(zhuǎn)運動或兩者的組合，但無論是哪種形式的進給運動，其消耗的功率都比主運動要小。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識總之，任何切削加工方法都必須有一個主運動，可以有一個或幾個進給運動。主運動和進給運動可以由工件或刀具分別完成，也可以由刀具單獨完成(例如在鉆床上鉆孔或鉸孔)。在切削運動的作用下，工件上的切削層不斷地被刀具切削并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，從而加工出所需要的工件新表面。在這一表面形成的過程中。工件上有三個不斷變化著的表面，如圖2-2所示。（1）待加工表面:即將被切去金屬層的表面;（2）過渡表面(加工表面):切削刃正在切削的表面；（3）已加工表面：已經(jīng)切去多余金屬而形成的新表面。這些定義也適用于其他切削加工方法。不同形狀的切削刃與不同的切削運動組合，即可形成各種工件表面，如圖2-3所示。圖2-3各種切削運動與加工表面模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解項目一：刀具的基本術(shù)語理解切削速度任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識切削速度是主運動的線速度v，是指切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度單位為m/min。當主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，切削速度由下式確定：式中:d——工件直徑或刀具(砂輪)直徑，單位為mm;n——工件或刀具(砂輪)的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。對于旋轉(zhuǎn)體類工件或旋轉(zhuǎn)類刀具，在轉(zhuǎn)速一定時，由于切削刃上各點的回轉(zhuǎn)半徑不同，因而切削速度不同。在計算時，應以最大的切削速度為準。這是因為從刀具方面考慮，速度大的地方發(fā)熱多、磨損快，應當予以注意。項目一：刀具的基本術(shù)語理解進給速度vf、進給量f、每進齒量fz模塊二：金屬切削加工認識進給速度vf是刀刃上選定點相對于工件的進給運動的速度，其單位為mm/min。進給量f是工件或刀具的主運動每一轉(zhuǎn)或每一行程時，工件和刀具兩者在進給運動方向上的相對位移量，其單位是mm/r。每齒進給量f是多刃切削刀具(如銑、鉸、拉)在切削工件時，有個同時進行切削，多刃切削刀具在每轉(zhuǎn)過一齒角時，工件和刀具的相對位移量，單位是mm/z。進給速度vf與進給量f的關(guān)系進給速度vf與每齒進給量fz的關(guān)系項目一：刀具的基本術(shù)語理解背吃刀量ap（又稱切削深度）模塊二：金屬切削加工認識它是一個與主切削刃和工件切削表面接觸長度有關(guān)的量，在包含主運動vc和進給運動vf方向的平面的垂直方向上測量所得。對車削外圓而言，包含主運動方向和進給運動方向的平面，是與工件主運動旋轉(zhuǎn)軸線平行的平面，過刀刃上任意點的該平面的垂直方向距離即與工件軸線垂直相交的一段距離，因而車削外圓的切削深度等于工件上已加工表面與待加工表面的垂直距離，即式中:dm——已加工表面直徑，單位為mm；dw——工件待加工表面直徑，單位為mm。項目一：刀具的基本術(shù)語理解切削層參數(shù)、切削時間與材料切除率任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識切削加工時刀具切過工件的一個單程所切除的工件材料層。圖2-2中工件旋轉(zhuǎn)周的時間內(nèi)，刀具正好從位置I移到位置I，切下I與I之間的工件材料層，四邊形ABCD稱為切削層的公稱橫截面積。切削層實際橫截面積是四邊形ABCE，AED為殘留在已加工表面上的橫截面積，它直接影響已加工表面的表面粗糙度切削層形狀、尺寸直接影響著工件切削過程的變形、刀具承受的負荷以及刀具的磨損。為簡化計算，切削層形狀、尺寸規(guī)定在刀具基面(即水平面)中度量，即在切削層公稱橫截面中度量。切削層尺寸是指在刀具基面中度量的切削層厚度與寬度，它與切削用量ap、f的大小有關(guān)。切削層橫截面及其厚度、寬度的定義與符號如下。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識切削公稱厚度h0切削公稱厚度簡稱切削厚度，是指切削層兩相鄰過渡表面之間的垂直距離，如圖2-2所示(AB與CD間的垂直線)，單位為mm。2.切削公稱寬度bD切削公稱寬度簡稱切削寬度，是指在平行于過渡表面而度量的切削層尺寸，如圖2-2所示(AB或CD的長)，單位為mm。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識3.切削層橫截面積AD切削層橫截面積簡稱切削層橫截面積，它是指在切削層尺寸平面里度量的橫截面積AD=hDbD=apf（2-7）分析以式(2-5)~式(2-7)可知:切削厚度與切削寬度隨主偏角大小變化。當κr=90°時，hD=f，bD=ap，只與切削用量ap、f有關(guān)，不受主偏角的影響。但切削層橫截面的形狀與主偏角、刀尖圓弧半徑大小有關(guān)，隨主偏角的減小，切削厚度將減小，而切削寬度將增大4.切削時間tm(機動時間)tm是指切削時直接改變工件尺寸、形狀等工藝過程所需的時間，單位為min。它是項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識5.材料切除率Q材料切除率是單位時間內(nèi)所切除材料的體積，是衡量切削效率高低的另一個指標，單位為mm3/min。Q=1000apfvc（2-12）項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識切削方式1.自由切削與非自由切削2.正交切削(直角切削)與非正交切削(斜角切削)項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務一：切削加工要素認知模塊二：金屬切削加工認識合成切削運動與合成速度合成切削運動是指主運動和進給運動合成的運動。切削刃選定點相對工件合成切削運動的瞬時速度稱為合成切削速度vc，等于主運動切削速度vc與進給運動速度vf的矢量和，如圖2-6所示項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識任務描述要完成如圖2-1（下頁）

所示零件加工，分析所采用的刀具應具備的切削能力，分析組成刀具的基本要素，描述刀具切削部分的幾何形狀，分析在假設條件下刀具切削部分的幾何參數(shù)。如果刀具以0.2mm/r的進給量車削外圓，計算刀具工角度;如果在實際加工之前由于刀具的安裝誤差，使刀尖低于工件中心線1.5mm，計算刀具的工作角度重難點重點：難點：刀具幾何參數(shù)的正確表達和工作角度的計算模塊一：課程認識刀具的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)的定義項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識如圖2-7所示，車刀由切削部分（刀頭）和夾持部分（刀柄）兩大部分組成。刀頭用于切削，刀柄用于裝夾。刀具切削部分由刀具、切削刃構(gòu)成。刀面用字母4與下角標組成的符號來標記，切削刃用宇母S標記，副切削刃及其相關(guān)的刀面在標記升級用右上角加一撇以示區(qū)別。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識1.刀面一般車刀的切削部分由三刀面組成。(1）前刀面：刀具上切屑流過的表面，用A表示。(2）主后刀面：與工件上過渡表面相對的表面，簡稱后刀面，用表示。(3）副后刀面：與工件上已加工表面相對的表面，簡稱副后面，用表示。2.切削刃(1）主切削刃：前刀面與后刀面的匯交邊緣線，承擔主要切削工作，用S表示(2）副切削刀：前刀面與副后刀面的匯交邊緣線，其靠近刀尖處起微量切削作用，具有修光性質(zhì)，用S'表示。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識3.刀尖主切削刃和副切削刃匯交的一小段切削刃稱為刀尖，通常以圓弧或短直線出現(xiàn)，以提高刀具的耐用度。由于切削刀不可能刃磨得很鋒利，總有一些刃口圓弧，如刀楔的放大部分〔見圖2-8(a)〕。刀口的鋒利程度用在主切削刃上法剖面pn-pn中鈍圓半徑rn來表示，一般工具鋼刀具rn為0.01~0.02mm，硬質(zhì)合金刀具rn為0.02~0.04mm。為了提高刃口強度，以滿足不同加工要求，在前、后刀面上均可磨出倒樓面A?1、Aα1，如圖2-8（a）所示。b?1是前刀面Aα1的倒棱寬度，bα1是后刀面Aα1的倒棱寬度。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識為了改善刀尖的切削性能，常將刀尖做成修圓刀尖或倒角刀尖，如圖2-8(b）所示，其參數(shù)有：刀尖圓弧半徑rε（它是在基面上測量的刀尖倒圓的公稱半徑)、倒角刀尖長度bε、刀尖倒角偏角κr1

。不同類型的刀具，其刀面、切削刀數(shù)量不同，但組成刀具的最基本單元是兩個刀面匯交形成的一個切削刃，簡稱兩面一刀。任何復雜的刀具都可將其分為一個基本單元進行分析。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識刀具角度參考系刃具幾何角度是確定刀具切削部分兒何形快和切削性能的重要參數(shù)．它是由刀面、切削刃及假定參考坐標平面間的夾角所構(gòu)成的。用來確定刀具幾何角度的參考系有兩類：一類稱為刀具靜止參考系，是刀具在設計時標注、刃磨和測量時的基準．用此定義的刀具角度稱為刀具標注角度（也稱為靜止角度);另一類稱為刀具工作參考系，是確定刀其切削工作時角度的基，用此定義的刀具角度稱為刀具工作角度。建立刀具標注角度參考系時不考慮進給運動的影響，且假定車刀刀尖與工件中心等高，車刀刀桿中心線重直于工件軸線安裝。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識確定刀具標注角度的參考系有正交平面參考系、法平面參考系、假定工作平面與背平面參號系等，如圖2-9所示。其中最常用的是用正交平面參考系表示刀具標注角度。下面以普通外圓車刀為例說明刀具標注角度參考系及刀具標注角度的定義。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識1.正交平面參者系（見圖2-9（a））（1）基面（Pr）。過切削刃選定點平行或垂直于刀具上安裝面（軸線）的平面，車刀的基面可理解為平行于刀具底面的平面，如圖2-10所示?；娲怪庇谇邢魉俣葀c方向（2）切削平面（Ps）。過切削刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面，用Ps表示。（3）正交平面（Po）。過切削刃選定點同時垂直于切削平面與基面的平面，又稱主剖面，用Po表示。2.法平面參考系（見圖2-9(a））法平面參考系由基面Pr、切削平面P?s和法平面P?n。組成（非正交參考系)。法平面P?n是指過切削刃上某選定點與切削刃垂直的平面。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識

3.假定工作平面參考系（見圖2-9（b））假定工作平面參考系由基面Pr、Pf、Pp三個平面組。其中，假定進給平面（假定工作平面〉Pf指過切削刃上選定某點，平行于假定講給運動方向并垂直于基面Pr的平面。假定背平面（切深平面）Pp是指過切削刃上某選定點，垂直于假定工作平面Pf和基面Pr的平面。需要指出的是，以上刀具各標注角度參考系均適用于選定點在主切削刃上，如果切削刀選定點選在副切削刃上，則所定義的副切削刃標注角度參考系的參考平面應在相應的符號右上角加一撇以示區(qū)別。并在各參考平面名稱之前冠以“副”，如副切削平面P’s、副正交平面P’o等。任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識1、角度定義刀具幾何角度是表達刀具切削部分各表面在空間方位的參數(shù)、要表達刀具切削部分各表面在空間的方位，按照立體幾何知識，一把普通的外圓車刀有三個刀面．它就需要六個角度來確定其空間的位置，即必須依托于前面所聞述的坐標系。刀具角度定義如表2-1所示項目一：刀具的基本術(shù)語理解刀具角度任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識2.刀具角度正負的規(guī)定刀具角度正負的規(guī)定，如圖2-13所示。（1）前角正、負值規(guī)定：在正交平面中，當前刀面與切削平面的夾角小于90°時為正；大于90°時為負；前刀面與基面平行時為0°（2）后角正、負值規(guī)定：在正交平面中，當后刀面與基面的夾角小于90時為正；大于90°時為負；當后刀面與切削平面平行時，后角為0°。實際使用中，后角不能小于0°（3）刃傾角正、負值規(guī)定：當切削刃與基面（車刀底平面）平行時．刃傾角為0°；當?shù)都庀鄬嚨兜灼矫嫣幱谧罡唿c時，刃傾角為正（前角為正)：當?shù)都庀鄬嚨兜灼矫嫣幨肿畹忘c時；刃傾角為負（前角為負)。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識3.車刀切削部分兒何形狀的圖示方法繪制刀具的方法有兩種：第一種是投影作圖法，它嚴格按投影關(guān)系米繪制兒何形狀．是認識和分析刀具切削部分幾何形狀的重要方法，但是該方法繪制煩瑣。一般比較少用；第二種是簡單西法，該方法繪制時，視圖間大致符合投影關(guān)系，但角度與尺寸必須按比例繪制．如圖2-14所示．這是一種常用的刀具繪制方法。（1）主視圖：通常采用刀具在基面（Pr）中的投影作為主視圖，同時必須標注進給運動方向，以確定或判斷主切削刃和副切前刃，如圖2-14所示。（2）向視圖：通常取刀具在切削平面（Ps）中的投影作為向視圖，此處要注意放置位置。（3）剖面圖：包括正交平面（Po）和副正交平面(p’o）項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識4、常見車刀幾何角度的繪制1）90°外圓車刀的繪制(1）結(jié)構(gòu)分析。所謂90°外圓車刀是指該車刀主偏角為90°.主要用于縱向進給車削外圓，尤其適用于剛性較差的細長抽類零件的車削加工。該車刀共有3個刀面，即前刀面、后刀面、制后刀面；所需標注獨立角度有6個，即前刀面控制角為前角、刃傾角，后刀面控制角為后角、主偏角．副后刀面控制角為副后角、副偏角。2）繪制方法、繪制方法與步驟如下①先畫出刀具在基面中的投影，取主偏角為90°，并標注進給運動方向，以明確表明后刀面與副后刀面、主切削刃與副切削刃的位置，標注主偏角90°和h副偏角角度。②再畫出切削平面（向視圖）中主切削刃的投影，注意放置位置，標注出刃傾角。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識③最后面出正交平面內(nèi)的前、后角及副正交平面內(nèi)的副后角。④標注相應角度數(shù)值（此處用符號表示），如圖2-15所示項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識1.刀具工作參考系和工作角度刀具在工作時的實際角度稱為刀具的工作角度。在工作參考系中。假定參考平面的定義類似于靜止參考系，只不過工作基面、工作切削平面等的方位發(fā)生了變化，進而造成工作角度與標注角度的不同。刀具工作角度的定義與標注角度類似，它也是刀面、刀刃與工作參考系平面之間的夾角。刀具工作角度的符號是在標注角度的基礎上再加一個下角標字母e。項目一：刀具的基本術(shù)語理解刀具的工作角度任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識（1）工作基面（Pre）：通過切削刃上的選定點垂直于合成切削速度方向的平面。（2）工作切削平面（Pse)：通過切前刃上的選定點與切前刃相切，且垂直于工作基面的平面.（3）工作正交平面（Poe）：通過切削刃上的選定點，同時垂直于工作基面和工作切削平面的平面。刀具工作角度的標注分別是λoe、αoe

、κre

、λse、κ’re、α’oe、?fe、?pe、αfe、αpe

等。項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識刀具工作角度的影響因素1）刀具安裝誤差對工作角度的影啊及計算2）進給運動對工作角度的影響及計算項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務二：刀具幾何參數(shù)定義了解模塊二：金屬切削加工認識項目一：刀具的基本術(shù)語理解任務實施項目二：金屬切削加工變形分析任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識任務描述車削如圖2-1所示Φ630-0.05mm短軸外圓時，在CKS6116車床(功率為7.5kW)上加工，某工人在以切削速度15m/min、進給量0.2mm/r加工直徑為Φ60mm的某中碳鋼工件后，發(fā)現(xiàn)在刀具前刀面上主切削刃附近“長出”了一個硬度很高的楔塊，如圖2-19所示，并且工件已加工表面也變得比較粗糙。解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并提出解決措施重難點重點：難點：切削變形的有效控制影響切削變形的因素項目二：金屬切削加工變形分析任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識1.了解金屬的滑移線和流動軌述2.了解金屬切削時的三個變形區(qū)3.了解切屑的形成和種類了解積屑瘤的，包括成因、對切削加工的影響以及影響的主要因素和控制措施。在刨床上切削鋼類工件．只要將刨下來的切屑量一量。就會發(fā)現(xiàn)它的長度減短、厚度增厚；同時切屑呈卷曲狀，一面光滑，另一面則毛松松地裂開，這說明金屬在切削過程中實際上并不是真正簡單地切下米的。而是在刀刃的切割和前刀面的推擠作用下，經(jīng)過一系列復雜的變形過程，使被切削層成為切屑而離開工件的。任務實施模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析圖2-20表示了金屬的滑移線和流動軌述，其中橫向線是金屬流動軌迷線，縱向線是金屬的剪切滑移線。金屬切削過程中的切削變形區(qū)根據(jù)其變形機理的不同可以劃分為三個變形區(qū)。圖2-21所示為切屑根部金相照片．圖2-22所示為滑移與晶粒拉長圖模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析切削時的三個變形區(qū)(1)第I變形區(qū)。靠近切削刃處，首先被切削金屬層在刀具的作用下產(chǎn)生彈性變形，進而產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域，稱為第I變形區(qū)，如圖2-23所示。在該區(qū)域內(nèi)，塑性材料在刀具作用下產(chǎn)生剪切滑移變形(塑性變形)，使切削層轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?。由于加工材料性質(zhì)和加工條件的不同，滑移變形程度有很大的差異，這將產(chǎn)生不同種類的切眉在第I變形區(qū)，切削層的變形最大，它對切削力和切削熱的影響也最大。(2)第Ⅱ變形區(qū)。與前刀面接觸的切屑底層內(nèi)產(chǎn)生變形的一薄層金屬區(qū)域，稱為第Ⅱ變形區(qū)，如圖2-23所示。切屑形成后，在前刀面的推擠和摩擦力的作用下，必將發(fā)生進一步的變形，這就是第I變形區(qū)的變形。這種變形主要集中在和前刀面摩擦的切屑底層，模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析它是切屑與前刀面的摩擦區(qū)，它對切削力、切削熱和積屑瘤的形成與消失及刀具的磨損有著直接的影響。(3)第Ⅲ變形區(qū)靠近切削刃處，已加工面表層內(nèi)產(chǎn)生變形的一薄層金屬區(qū)域稱為Ⅲ亞變形區(qū)，如圖2-23所示。在第Ⅲ變形區(qū)內(nèi)，由于受到刀刃鈍圓半徑、刀具后刀面對加工表面以及副后刀面對已加工表面的推擠和摩擦作用，這兩個表面均產(chǎn)生了變形。第Ⅲ變形區(qū)主要影響刀具后刀面和副后刀面的磨損，導致已加工表面的纖維化、加工硬化和殘余應力，從而影響工件已加工表面的質(zhì)量。模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析項目二：金屬切削加工變形分析任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識2.切屑的形成和種類切削塑性金屬材料(如鋼等)時，被切削金屬層一般經(jīng)過彈性變形、塑性變形滑移)、擠裂和切離四個階段形成切屑:切削脆性材料(如鑄鐵等)時，被切削金屬層一般經(jīng)過彈性變形、擠裂和切離三個階段形成切屑。圖2-24、圖2-25所示示在創(chuàng)床上加工這兩種不同材料時的切削過程。項目二：金屬切削加工變形分析模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析模塊二：金屬切削加工認識在切削過程中，由于工件材料的塑性和塑性變形(滑移)的程度不同，將會產(chǎn)生不同形狀的切屑。圖2-26所示為不同的切諧屑類型。項目二：金屬切削加工變形分析模塊二：金屬切削加工認識在加工脆性材料時，會產(chǎn)生崩碎切屑。圖2-27所示為不同屑形的照片，表2-2說明了不同切屑的類型及形成條件。切屑形態(tài)特點這種切屑連綿不斷，底面光滑，另一面呈毛茸狀，無明顯裂紋。一般加工塑性材料(如軟鋼、銅、鋁等)，在切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時，常形成這種切屑節(jié)狀切屑又稱擠裂切屑。這種切屑的底面光滑，有時出現(xiàn)裂紋，而外表面呈明顯的鋸齒狀。節(jié)狀切屑大多是在加工塑性較低的金屬材料(如黃銅)且切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時產(chǎn)生:特別是當工藝系統(tǒng)剛性不足、加工碳素鋼材料時，也容易產(chǎn)生這種切屑。產(chǎn)生節(jié)狀切屑時，切削過程不太穩(wěn)定，切削力波動較大，已加工表面質(zhì)量較低單元切屑又稱粒狀切屑。當采用小前角或負前角，以較低的切削速度和大的切削厚度切削塑性金屬時，會產(chǎn)生這種切屑。產(chǎn)生單元切屑時，切削過程不平穩(wěn)，切削力波動較大，已加工表面質(zhì)量較差當切削脆性金屬(鑄鐵、鑄造黃銅等)時，由于材料的塑性很小，抗拉強度很低，在切削時切削層內(nèi)靠近切削刃和前刀面的局部金屬未經(jīng)明顯的塑性變形就被擠裂，形成不規(guī)則形狀的碎?；蛩槠行肌９ぜ牧显酱嘤?、刀具前角越小、切削厚度越大，越容易產(chǎn)生崩碎切屑。產(chǎn)生崩碎切屑時，切削力波動大，加工質(zhì)量較差，表面凸凹不平，刀具容易損壞帶狀切屑節(jié)狀切屑單元切屑崩碎切屑積屑瘤一般情況下在用中等切削速度切削一般鋼料或其他塑性金屬材料時，常在前刀面接近刀刃處黏接一塊硬度很高(為工件材料硬度的2~3.5倍)的形金屬塊，這種楔形金屬塊稱為積屑瘤，如圖2-19所示。1.積屑瘤的成因積屑瘤是主要發(fā)生在第二變形區(qū)的物理現(xiàn)象。積屑瘤的成因一般認為是切屑在前刀面上黏接(冷焊)造成的。在切削過程中，由于切屑底面與前刀面間產(chǎn)生的擠壓和劇烈摩擦，切屑底層的金屬流動速度低于上層流動速度，形成“滯流層”，在“滯流層”內(nèi)近切削刃處的溫度和壓力很低，切屑底層塑性變形小，摩擦因數(shù)小，黏接不容易產(chǎn)生，不易任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析項目二：金屬切削加工變形分析任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識形成積屑瘤;在高溫時，切屑底層材料被軟化，剪切屈服強度σ0.2下降，使摩擦因數(shù)減小，積屑瘤也不容易產(chǎn)生:當壓力和溫度達到一定時，切屑底層材料中剪應力超過材料的剪切服強度，使“滯流層”中的流速為零的切屑層被剪切斷裂黏接在前刀面上，黏接金屬層經(jīng)劇烈塑性變形后硬度提高，它可替代切削刃繼續(xù)剪切較軟的金屬層，依次層層堆積，高度逐漸增大而形成積屑瘤。積屑瘤形成后不斷增大，達到一定高度后受外力或振動作用而局部破裂脫落，被切屑或已加工表面帶走，故極不穩(wěn)定。積屑瘤的形成、增大、脫落的過程在切削過程中周期性地不斷出現(xiàn)。2.積屑瘤對切削加工的影響如圖2-28所示，當?shù)毒咔暗睹嫔铣霈F(xiàn)了積屑瘤后，會使實際工作前角增大、切削厚度增大。模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析增大前角:積屑瘤粘附在前刀面上，增大了刀具的實際前角。當積屑瘤最高時，刀具有30°左右的前角，因而可減少切削變形，降低切削力。增大切削厚度:積屑瘤前端伸出于切削刃外，伸出量為Δ，使切削厚度增大ΔhD，因而影響了加工精度。增大已加工表面粗糙度:積屑瘤粘附在切削刃上，使實際切削刃呈一不規(guī)則的曲線，導致在已加工表面上沿著主運動方向刻劃出一些深淺和寬窄不同的縱向溝紋:積屑瘤的形成、增大和脫落是一個具有一定周期的動態(tài)過程(每秒鐘幾十至幾百次)使切削厚度不斷變化，由此可能引起振動:積屑瘤脫落后，一部分粘附于切屑任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析底部而被排出，一部分留在已加工表面上形成鱗片狀毛刺。（4）影響刀具耐用度:積屑瘤包圍著切削刃，同時覆蓋著一部分前刀面，具有代替刀刃切削及保護刀刃、減小前刀面磨損的作用，從而減少了刀具磨損。但在積屑瘤不穩(wěn)定的情況下使用硬質(zhì)合金刀具時，積屑瘤的破裂可能使硬質(zhì)合金刀具顆粒剝落使刀具麻損加劇。任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析3.影響積屑瘤的主要因素及控制措施工件材料的塑性切削速度。進給量。刀具前角。前刀面的粗糙度切削液任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析任務一：切削變形認知模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析在實際生產(chǎn)中，如果工件材料分別為鑄鐵、碳鋼、合金鋼等，在進行金屬切削加工時，分析它們的變形有什么不同，并能有效地在生產(chǎn)實際中加以應用，能解決加工不同金屬材料的工件時所產(chǎn)生的切削變形對加工精度的影響問題。任務二：常用加工材料的切削變形分析及應用模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析任務描述重難點重點：加工不同金屬材料時切削加工變形的特點難點：加工不同金屬材料時切削變形的有效控制工件材料切削加工性評定的主要指標1.加工材料的性能指標2.相對加工性指標3.刀具耐用度指標切削加工性的影響因素材料的物理力學性能、化學成分、金相組織是影響材料切削加工性的主要因素1.材料的物理學性能2.化學成分3.金相組織任務二：常用加工材料的切削變形分析及應用模塊二：金屬切削加工認識項目二：金屬切削加工變形分析完成切削加工如圖2-1所示短軸零件外圓表面時，進行切削力和切削功率的計算，并確定金屬切削機床電動機的功率。任務一：切削力認知模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析任務描述重難點重點：加工不同金屬材料時切削力的特點難點：加工不同金屬材料時切削力的特點切削力的來源在切削過程中，由于刀具切削工件而產(chǎn)生的工件和刀具之間的相互作用力叫切削力。切削力產(chǎn)生的直接原因是切削過程中的變形和摩擦。前刀面的彈性、塑性變形抗力和摩擦力，后刀面的變形抗力和摩擦力，它們的總的合力F即為切削力，如圖2-31所示。任務一：切削力認知模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析切削力的合力及其分解為了便于分析切削力的作用和測量、計算切削力的大小，通常將合力F按主運動速度方向、切深方向、進給方向的空間直角坐標軸、y、x分解成三個分力，如圖2-32所示。切削力Fe(主切削力Fz)——在主運動方向上的分力;背向力Fp(切深抗力Fy)——在垂直于假定工作平面上的分力;進給力Ff(進給抗力Fx)在進給運動方向上的分力。三個分力與合力的關(guān)系如下式中:Fb一一切削力在垂直于主運動方向的平面上的分力，屬于中間分力。一般情況下，就車削加工而言，F(xiàn)c最大，F(xiàn)p次之，F(xiàn)c最小。各切削分力的作用見表2-5.任務一：切削力認知項目三：切削力分析任務一：切削力認知模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析切削力實驗指數(shù)公式模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析切削力及功率的計算切削力的計算可由經(jīng)驗公式(2-40)計算得到，但是比較麻煩，在實際生產(chǎn)中可查有關(guān)工藝手冊。目前國內(nèi)外許多資料中都利用單位切削力kc來計算切削力Fc和切削功率Pc，這是較為實用和簡便的方法單位切削力kc是切削單位切削層面積所產(chǎn)生的作用力，單位為N/mm2，其計算公式為任務一：切削力認知模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析式(2-24)中，實驗得到xp1，因此在不同切削條件下影響單位切削力的因素是進給量fO增大進給量，由于切削變形減小，因此單位切削力減小。表2-6所示為硬質(zhì)合金外圓車刀切削幾種常用材料的單位切削力。任務一：切削力認知模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析模塊二：金屬切削加工認識任務一：切削力認知模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析切削加工如圖2-1所示短軸零件外圓表面時，完成影響切削力的因素分析:提出有效控制切削力的措施和方法。任務二：影響切削力因素分析及應用模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析任務描述重難點重點：影響切削力的因素難點：切削力的有效控制影響切削力的主要因素1.工件材料的影響2.刀具角度的影響3.切削用量的影響4.其他因素的影響任務二：影響切削力因素分析及應用模塊二：金屬切削加工認識項目三：切削力分析切削加工如圖2-1所示短軸零件外圓表面時，解釋刀具磨損的原因，并提出有效控制刀具磨損的措施和方法。任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析任務描述重難點重點：影響刀具磨損的因素難點：刀具磨損的有效控制1.切削熱的產(chǎn)生與傳散任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析切削熱的產(chǎn)生如圖2-37所示，切削熱主要來自工件材料在切削過程中的變形(彈性變形、塑性變形)和摩擦(前刀面與切屑、后刀面與工件)，即三個變形區(qū)是切削熱的熱源切削熱的傳散切削熱由切屑、工件、刀具及周圍介質(zhì)傳導出去。切削熱產(chǎn)生與傳散的關(guān)系為Q=Q變+Q摩=Q屑+Q工+Q刀+Q介(2-28)表2-7列出了車削和鉆削時切削熱由各部分傳出的比例任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析2.切削溫度的分布由圖2-38可知，切削塑性材料時，刀具上溫度最高的地方并不是刀刃而是在前刀面上離刀刃一定距離的地方。任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析3.切削溫度對切削過程的影響不利的方面。加劇刀具磨損，降低刀具耐用度:使工件、刀具變形，影響加工精度;溫度升高，工件受熱會發(fā)生變形。例如車長軸的外圓時，工件的熱伸長使加工出的工件呈鼓形度:車中等長軸時，由于車刀可伸長0.03~0.4mm(刀具熱伸長始終大于刀具的磨損)，所以工件會產(chǎn)生錐度:工件表面產(chǎn)生殘余應力或金相組織發(fā)生變化，產(chǎn)生燒傷退火。

有利的方面。使工件材料軟化，變得容易切削:改善刀具材料脆性和韌性減少崩刃;具有較高的切削溫度，且不利于積屑瘤的生成。任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析4.影響切削溫度的主要因素（1）切削用量（2）刀具幾何角度（3）工件材料（4）刀具磨損（5）切削液任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析5.刀具磨損（1）刀具磨損形式，包括正常磨損和非正常磨損任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析5.刀具磨損（2）刀具磨損原因<1>磨粒磨損<2>冷焊磨損（粘接磨損）<3>擴散磨損<4>相變磨損<5>氧化磨損<6>熱電磨損任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析5.刀具磨損（3）磨損過程及磨鈍標準<1>刀具磨損過程<2>刀具磨鈍過程任務一：刀具磨損原因分析模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析在切削加工如圖2-1所示短軸零件外圓表面時，解釋刀具切削性能失效的原因提出有效提高刀具耐用度的措施和方法:提高已加工表面質(zhì)量的途徑和方法。任務二：耐用度影響因素及其應用模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析任務描述重難點重點：影響刀具耐用度的因素。難點：（1）影響刀具耐用度的有效舉措和方法；（2）提高工件已加工表面質(zhì)量的有效舉措和方法。生產(chǎn)中不可能經(jīng)常測量VB高度來掌握磨損程度，而是用規(guī)定的刀具使用時間作為限定刀具磨損量的標準。1.刀具耐用度的概念2.影響刀具耐用度的因素（1）切削速度vc（2）進給量f和背吃刀量ap（3）刀具幾何參數(shù)3.刀具耐用度方程式任務二：耐用度影響因素及其應用模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析任務二：耐用度影響因素及其應用模塊二：金屬切削加工認識項目四：刀具磨損及耐用度分析模塊三：車削加工及車刀應用模塊三：車削加工及車刀應用加工一批光軸，工件材料為40Cr，加工后表面粗糙度要求達到Ra3.2μm，需通過粗車、半精車兩道工序完成其外圓車削，單邊總余量為4mm，使用機床為CA6140，根據(jù)已知條件，試選擇車刀的種類。任務一：車刀的種類及應用項目一：車刀及其應用任務描述模塊三：車削加工及車刀應用重難點重點：車刀種類的認知。難點：根據(jù)具體零件的形狀及加工精度要求，選擇合適的車刀類型及加工方法。任務一：車刀的種類及應用項目一：車刀及其應用車刀的種類很多，按用途可分為外圓車刀、端面車刀、切斷刀、螺紋車刀和內(nèi)孔車刀等,如圖3-1所示按結(jié)構(gòu)又分為整體式、焊接式、機夾式、可轉(zhuǎn)位式和成形車刀等,如圖3-2所示。各種結(jié)構(gòu)的車刀類型、特點及用途見表3-1。模塊三：車削加工及車刀應用模塊三：車削加工及車刀應用模塊三：車削加工及車刀應用模塊三：車削加工及車刀應用請說明各類刀具的結(jié)構(gòu)形式，并說明他們各自的用途。任務二：車刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：車刀及其應用任務描述模塊三：車削加工及車刀應用重難點重點：車刀結(jié)構(gòu)的認知。難點：根據(jù)具體零件的形狀及加工要求和經(jīng)濟性，選擇合適的車刀類型及加工方法。任務二：車刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：車刀及其應用根據(jù)車刀結(jié)構(gòu)的不同，車刀可以分為整體式、焊接式和機夾式三種。整體式車刀一般用高速鋼制造，又稱“白鋼刀”，形狀為長條形，截面為正方形或矩形，使用時可根據(jù)需要將切削部分刃磨成各種角度和形狀。1.焊接式車刀2.機夾式車刀（1）機夾可重磨式車刀（2）機夾可轉(zhuǎn)位車刀模塊三：車削加工及車刀應用任務二：車刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：車刀及其應用模塊三：車削加工及車刀應用任務二：車刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：車刀及其應用模塊三：車削加工及車刀應用在加工任務一提到的光軸零件時，要把選定的車刀安裝在刀架上，請說明具體的安裝方法和注意事項任務三：車削方法應用項目一：車刀及其應用任務描述模塊三：車削加工及車刀應用重難點重點：車刀安裝及對刀操作難點：能根據(jù)具體的零件，進行車刀的安裝及對刀操作1.車刀安裝注意事項圖3-6所示為車刀安裝的一些常見錯誤任務三：車削方法應用項目一：車刀及其應用模塊三：車削加工及車刀應用2.常用車刀的安裝（1）45°彎頭車刀的安裝任務三：車削方法應用項目一：車刀及其應用模塊三：車削加工及車刀應用（2）90°彎頭車刀的安裝任務三：車削方法應用項目一：車刀及其應用模塊三：車削加工及車刀應用（3）切槽刀與螺紋刀具的安裝安裝切槽刀或螺紋車刀時需注意以下幾點：1）刀具的中心線必須與工件軸線垂直，以保證兩個副偏角對稱。其主切削刃必須與工件軸線平行，否則車成的槽底成錐狀。2）

用切斷刀切斷實心工件時，主切削刃必須與工件回轉(zhuǎn)中心等高，否則不能切至中心，而且易崩刃。任務三：車削方法應用項目一：車刀及其應用模塊三：車削加工及車刀應用任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用重難點重點：車刀刀片以及刀桿形式的認知。難點：根據(jù)具體的零件的形狀及加工精度要求，選擇合適的刀片類型及刀桿形式。模塊三：車削加工及車刀應用任務描述在進行該光軸零件加工時，如何選擇適合的刀具；分析說明車刀的刀片及刀桿的選擇對切削加工受力以及加工質(zhì)量的重要性。任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用焊接車刀的質(zhì)量取決于刀片的選擇、刀桿與刀槽的形狀和尺寸、焊接工藝和刃磨質(zhì)量等。硬質(zhì)合金焊接車刀刀片的選擇硬質(zhì)合金刀片除正確選擇材料的牌號以外，還應合理選擇刀片的型號。我國目前采用的硬質(zhì)合金焊接刀片分為A、B、C、D、E五種型式，A型為車刀、刀片，B型為成形刀片，C型為螺紋、切斷、切槽刀片，D型為銑刀片，E型為孔加工刀片。刀片型號由表示刀片形式的大寫字母和三個數(shù)字組成。第一個字母和第一位數(shù)字表示刀片形狀，后面兩位數(shù)字表示刀片的主要尺寸。當?shù)镀L度參數(shù)L相同，其他參數(shù)如寬度、厚度不同時，則在型號后面加A或B以示區(qū)別:當?shù)镀肿?、右向切削時，在型號后面加Z任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用

任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用2.刀槽形狀的選擇刀桿上應根據(jù)采用的刀片形狀和尺寸開出刀槽，如圖3-10所示，應在焊接強度和制造工藝允許的條件下盡可能選用焊接面少的刀槽形狀，因為焊接面多，焊接后刀片產(chǎn)生的內(nèi)應力較大，容易產(chǎn)生裂紋。任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用開口槽制造簡單，但焊接面積小，適用于A1型矩形刀片:半封閉槽焊接后刀片牢固，適用于帶圓弧的A2、A3等型刀片;封閉槽能增加焊接面積，強度高，但焊接應力大，適合于焊接面積相對較小的C1等型刀片。切口槽增大了焊接面積，提高了接合強度，適合于A1、C3等型刀片。刀槽尺寸可通過計算求得，通?？砂吹镀渲?。為了便于刃磨，要使刀片露出刀槽0.5~1mm。一般取刀槽前角?og

=

?。+5°~10°，刀片在刀槽中的安放位置如圖3-11所示，以減少刃磨前面的工作量。刀桿后角αog要比后角α。大2°~4°，以便于刃磨刀片，提高刃磨質(zhì)量。任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用焊接車刀刀桿常用中碳鋼制造，截面有矩形、方形和圓形三種。普通車床多采用矩形截面，當切削力較大時(尤其是進給力較大時)，可采用方形截面。圓形刀桿多用于內(nèi)孔車刀。矩形和正方形刀桿的截面尺寸一般可按機床中心高查表選取，見表3-2。刀桿長度可按刀桿高度H的6倍左右估算，并選用標準尺寸系列，如100mm、125mm、150mm、175mm等。切斷車刀工作部分的長度需大于工件的半徑，內(nèi)孔車刀的刀桿長度需大于工件孔深。3.車刀刀桿與刀頭形狀和尺寸任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用刀頭形狀可分為直頭和彎頭兩種，如圖3-12所示。直頭結(jié)構(gòu)簡單，制造方便彎頭通用性好，能車外圓和端面。刀頭結(jié)構(gòu)尺寸見相關(guān)手冊。任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用4.機夾可轉(zhuǎn)位車刀可轉(zhuǎn)位刀片和焊接式車刀的刀片不同，它是由硬質(zhì)合金廠壓模成形，使刀片具有供切削時選用的幾何參數(shù)(不需刃磨)，刀片為多邊形，每條邊都可作為切削刃。當一條切削刃用鈍后，松開夾緊裝置，將刀片轉(zhuǎn)位調(diào)換到另一條切削刃，夾緊后即可繼續(xù)切削，直到刀片上所有切削刃都用鈍后才需要更換刀片?？赊D(zhuǎn)位刀片按照可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的標記方法(GB/T2076-2007)，刀片的型號由代表一定意義的字母和數(shù)字代號按一定順序排列組成，共有十個號位，每個號位的含義見表3-3。任一刀片都必須標記前七個號位，后三個號位在必要時才使用。模塊三：車削加工及車刀應用任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用2)可轉(zhuǎn)位車刀刀槽角度的計算可轉(zhuǎn)位車刀的幾何角度是靠壓制成一定幾何角度的可轉(zhuǎn)位刀片，安裝在專門設計的刀桿的刀槽上而形成的。因此，可轉(zhuǎn)位車刀的幾何角度是由可轉(zhuǎn)位刀片的幾何角度和刀桿刀槽角度共同組合形成的，如圖3-13所示。刀片角度是以刀片底面為基準度量的，安裝到車刀上相當于法平面參考系角度。刀片的獨立角度有刀片法前角?m、刀片法后角αnt

、刀片刃傾角λst、刀片刀尖角ξnt。常用的刀片αnt=0°，λst=0°。刀槽角度以刀柄底面為基面度量，相當于正交平面參考系角度。刀槽的獨立角度有刀槽前角?og

、刀槽刃傾角λsg、刀槽主偏角κrg、刀槽刀尖角ξrg。通常刀槽設計成ξrg=ξrg，κrg=κr。任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用任務一：車刀刀片及刀桿選用項目二：車刀及其切削參數(shù)選用模塊三：車削加工及車刀應用目前，可轉(zhuǎn)位刀片已經(jīng)標準化，一般不再重磨，故刀片角度是固定的。而車刀的合理幾何角度則隨加工條件而變化，為了用固定的刀片獲得不同的車刀角度，主要需進行刀槽角度的設計計算。由于刀片形狀的限制，可轉(zhuǎn)位車刀基本角度的合理值不能司時得到滿足(這也是它的缺點之一)。因此，設計時必須根據(jù)具體情況，滿足其中一些主要角度，然后對其他角度進行校驗，當校驗的角度不能滿足要求時，還要進行適當?shù)恼{(diào)整，重新計算。通常先按加工條件選定車刀合理的前角?o、主偏角κr、和刃傾角λs，求出相應的刀槽角度前角?og

、主偏角κrg

、刃傾角λsg、副偏角κ’rg，然后驗算車刀的后角αo和副后角α’o

。任務二：車削參數(shù)確定項目二：車刀及其切削參數(shù)選用加工一批光軸，工件材料為40Cr，加工后表面粗糙度要求達到Ra3.2μm，需粗車、半精車兩道工序完成其外圓車削，單邊總余量4mm，使用機床為CA6140，根據(jù)已知條件，請確定車刀車削參數(shù)。模塊三：車削加工及車刀應用任務描述重難點重點：車削參數(shù)的種類及其確定方法難點：根據(jù)具體零件的形狀及加工精度要求，選擇合適的車削參數(shù)任務二：車削參數(shù)確定項目二：車刀及其切削參數(shù)選用1.選擇刀片夾緊結(jié)構(gòu)要結(jié)合機床型號的不同，以及考慮切削是連續(xù)還是斷續(xù)切削，來選擇刀片夾緊結(jié)構(gòu)。2.選擇刀片材料要根據(jù)被加工材料，以及粗車、半精等不同要求，合理選取刀片材料(硬質(zhì)合金牌號)。3.選擇車刀合理角度根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度的形成特點選取以下幾個主要角度:前角?o、后角αo、主偏角κr、刃傾角λs。而副后角α’o和副偏角κ’r的實際數(shù)值在計算刀槽角度時經(jīng)校驗后確定。模塊三：車削加工及車刀應用任務二：車削參數(shù)確定項目二：車刀及其切削參數(shù)選用4.選擇切削用量根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定粗車、半精車切削用量ap,進給量f和切削速度vc。5.選擇刀片型號和尺寸選擇刀片有無中心固定孔:要根據(jù)刀片夾緊結(jié)構(gòu)形式的不同，確定是否選用有無中心固定孔的刀片(2)選擇刀片形狀:主要根據(jù)主偏角選用刀片形狀。(3)選擇刀片精度等級:參照刀片精度等級的選擇原則(車削用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的精度等級選用，一般情況下選用U級，有特殊要求時才選用M級和G級)選用U級。模塊三：車削加工及車刀應用任務二：車削參數(shù)確定項目二：車刀及其切削參數(shù)選用(4)選擇刀片邊長內(nèi)切圓直徑d(或刀片邊長L):根據(jù)已選定的ap、κr、λs可求出刀刃的實際參加工作長度Lse:模塊三：車削加工及車刀應用則所選用的刀片長度應為L>1.5Lse(5)選擇刀片的厚度s:根據(jù)已選定的,f，查《金屬切削刀具設計簡明手冊》選擇厚度s。(6)選擇刀尖圓弧半徑r:根據(jù)已選定的已選定的ap，f，查《金屬切削具設計簡明手冊》來確定r

ξ

。(7)選擇刀片斷屑槽形式和尺寸:根據(jù)刀片斷屑槽形式和尺寸的選擇原則，以及已知的原始條件，選用斷屑槽形式。斷屑槽的尺寸在選定刀片型號和尺寸后，便可確定。任務二：車削參數(shù)確定項目二：車刀及其切削參數(shù)選用6.確定刀墊型號和尺寸為了承受切削中產(chǎn)生的高溫和保護刀體，一般在硬質(zhì)合金刀片下放置一個刀墊刀墊材料可用淬硬的高速鋼或高碳鋼，但最好用硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金刀墊型號和尺寸的選擇取決于刀片夾緊結(jié)構(gòu)及刀片的型號和尺寸。查《機械工程師簡明手冊》，選擇與刀片形狀相同的刀墊。7.計算刀槽角度刀槽角度計算步驟如下：（1）刀槽主偏角κrg（2）刀槽刃傾角λsg模塊三：車削加工及車刀應用任務二：車削參數(shù)確定項目二：車刀及其切削參數(shù)選用（3）刀槽前角?og刀槽底面可看作前刀面，則刀槽前角?og的計算公式為（4）刀槽副偏角κ’rg

模塊三：車削加工及車刀應用任務二：車削參數(shù)確定項目二：車刀及其切削參數(shù)選用（5）驗算車刀后角αo（6）驗算車刀副后角α’o模塊三：車削加工及車刀應用模塊四：銑削加工及銑刀應用模塊四：銑削加工及銑刀應用任務一：銑刀的種類及其應用項目一：銑刀及其應用圖4-1所示為某公司生產(chǎn)的滑道零件圖，材料為45鋼。請仔細分析滑道零件結(jié)構(gòu)，現(xiàn)要完成滑道零件的主要平面和鍵槽的加工，請選擇合適的銑刀類型。任務描述模塊四：銑削加工及銑刀應用任務一：銑刀的種類及其應用項目一：銑刀及其應用模塊四：銑削加工及銑刀應用重難點重點：難點：銑刀類型的選擇。銑刀的類型。任務一：銑刀的種類及其應用項目一：銑刀及其應用模塊四：銑削加工及銑刀應用1.銑削加工工藝范圍銑削是使用多齒旋轉(zhuǎn)刀具進行切削加工的一種方法，常用來加工平面(包括水平面、垂直面和斜面)、臺階面、溝槽(包括直角槽、鍵槽、V形槽、燕尾槽、T形槽、圓弧槽、螺旋槽)、切斷及成形表面等。2.常用銑刀種類及應用銑刀的種類很多，常用的有圓柱銑刀、面銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、半圓鍵槽銑刀、三面刃銑刀、模具銑刀、角度銑刀和鋸片銑刀等。通用規(guī)格的銑刀已標準化，一般由專業(yè)工具廠生產(chǎn)。按用途可分為加工平面用銑刀、加工溝槽用銑刀、加工成形面用銑刀等三大類，下面介紹幾種常用銑刀的特點及其適用范圍。任務一：銑刀的種類及其應用項目一：銑刀及其應用模塊四：銑削加工及銑刀應用(1)圓柱銑刀。圓柱銑刀主要用于臥式床上加工寬度小于銑刀長度的狹長平面它一般都是用高速鋼制成整體式:外徑較大的銑刀，也可以鑲焊螺旋形硬質(zhì)合金刀片制成鑲齒式:螺旋形切削刃分布在圓柱表面上，沒有副切削刃，螺旋形的刀齒切削時是逐漸切入和脫離工件的，所以切削過程較平穩(wěn)。根據(jù)加工要求不同，圓柱銑刀有粗(螺旋角B=40°~45°)和細齒(螺旋角B3°~35°之分，粗的容眉槽大，用F粗加工，細齒用于精加工。圓柱刀直徑有由Φ50mm、Φ63mm、Φ80mm、Φ100mm四種規(guī)格。(2)面銑刀(又稱端銑刀)。面銑刀主要用于立式銑床上加工平面，特別適合較大平面的加工。銑削時，銑刀的軸線垂直于被加工表面。面銑刀的主切削刃位于圓柱或圓錐表面，任務一：銑刀的種類及其應用項目一：銑刀及其應用模塊四：銑削加工及銑刀應用端面切削刃為副切削刃。用面銑刀加工平面時，由于同時參加切削的刀齒較多，又有副切削刃的修光作用，所以加工表面粗糙度值小，故可以用較大的切削用量，生產(chǎn)率較高，應用廣泛。小直徑的面銑刀一般用高速鋼制成整體式，大直徑的面銑刀是在刀體上裝焊接式硬質(zhì)合金刀頭，或采用機械夾固式可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片。(3)立銑刀。立銑刀相當于帶柄的小直徑圓柱銑刀，一般由3~4個刀齒組成，柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃沒有通過中心，是副切削刃，工作時不宜沿銑刀軸線方向做進給運動。它主要用于加工凹槽、臺階面以及利用靠模加工成形面。標準立鐵刀按柄部結(jié)構(gòu)有直柄、莫氏錐柄、7：24柄等類型。用立鐵刀銑槽時槽寬有擴張，故應選任務一：銑刀的種類及其應用項目一：銑刀及其應用模塊四：銑削加工及銑刀應用直徑比槽寬略小的銑刀。(4)鍵槽銑刀。它的外形與立銑刀相似，不同的是它在圓周上只有兩個螺旋刀齒其端面刀齒的刀刃延伸至中心，因為在銑兩端不通的鍵槽時，可以做適量的軸向進給它主要用來加工圓頭封閉鍵槽，使用它進行加工時，要做多次垂直進給和縱向進給才能完成鍵槽加工。銑削時，圓周切削刃僅在靠近端面的一小段長度內(nèi)發(fā)生磨損，重磨時只需刃磨端面切削刃，保證重磨后銑刀直徑不變其他槽類銑刀還有T形槽銑刀和燕尾槽銑刀等。(5)三面刃銑刀。三面刃銑刀在刀體的圓周及兩側(cè)環(huán)形端面上均有刀齒，所以稱為三面刃銑刀。它主要用在臥式銑床上加工臺階面和一端或兩端貫穿的淺溝槽。三面刃銑刀有直任務一：銑刀的種類及其應用項目一：銑刀及其應用模塊四：銑削加工及銑刀應用齒和交錯齒之分，直徑較大的常采用鑲齒結(jié)構(gòu)。三面刃銑刀的圓周切削刃為主切削刃，兩側(cè)面切削刃是副切削刃，從而改善了兩側(cè)面的切削條件，提高了切削效率，減小了表面粗糙度值。但重磨后銑刀寬度尺寸變化較大，鑲齒三面刃銑刀可解決這一問題。(6)角度銑刀。角度銑刀有單角銑刀和雙角刀，用于削帶角度的溝槽和斜面角度銑刀大端和小端直徑相差較大時，往往造成小端刀齒過密、容屑空間較小，因此常將小端面刀齒間隔地去掉，使小端的齒數(shù)減少一半，以增大容屑空間。單角銑刀圓錐切削刃為主切削刃，端面切削刃為副切削刃。雙角銑刀兩圓錐面上的切削刃均為主切削刃，它又分為對稱雙角銑刀和不對稱雙角銑刀。任務一：銑刀的種類及其應用項目一：銑刀及其應用模塊四：銑削加工及銑刀應用(7)鋸片銑刀。薄片的槽銑刀，只在圓周上有刀齒，用于銑削窄槽或切斷。它與切斷車刀類似，對刀具幾何參數(shù)的合理性要求較高。為了避免夾刀，其厚度由邊緣向中心減薄，使兩側(cè)形成副偏角。8)成形銑刀。成形銑刀是在銑床上用于加工成形表面的刀具，其刀齒廓形要根據(jù)被加工工件的廓形來確定。用成形銑刀可在通用的銑床上加工復雜形狀的表面并獲得較高的精度和表面質(zhì)量，生產(chǎn)率也較高。除此之外，還有仿形用的指狀銑刀等。任務二：銑刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：銑刀及其應用在確定銑刀類型后，需合理確定銑刀的直徑、齒數(shù)、螺旋角、集合角度等參數(shù)。任務描述模塊四：銑削加工及銑刀應用重難點重點：銑刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)。難點：銑刀的幾何角度。任務二：銑刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：銑刀及其應用銑刀的結(jié)構(gòu)要素銑刀結(jié)構(gòu)要素包括銑刀直徑、齒數(shù)和螺旋角，這些要素對銑削加工中的銑刀耐用度、工件加工質(zhì)量等都有一定的影響。1)直徑銑刀直徑在銑削加工中有重要意義。銑刀直徑大、散熱效果好，并且在安裝銑刀時需要選用直徑較粗的銑刀桿，有利于減小切削中的振動。但銑刀直徑增大，銑削力矩也相應增加，這會增大銑削功率。銑刀直徑主要依據(jù)工件的銑削寬度來選擇。對于中等銑削寬度的工件，可以選用較大模塊四：銑削加工及銑刀應用任務二：銑刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：銑刀及其應用直徑的端銑刀，這樣一次走刀就可以銑去寬度方向的余量。立銑刀直徑的選擇主要應考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機床額定功率范圍以內(nèi)。從刀具剛性的角度考慮，直徑較大的立銑刀剛性較好。如銑削內(nèi)輪廓時，立銑刀直徑應不大于最小曲率半徑。從銑削效率的角度來講，銑刀直徑選擇得合理，能節(jié)省銑削過程的機動時間。選擇銑刀直徑時要綜合考慮工件的銑削寬度、工藝系統(tǒng)的剛性以及加工效率方面的問題。2)銑刀齒數(shù)銑刀根據(jù)齒數(shù)的多少分為粗齒銑刀和細齒銑刀，如圖4-2所示。粗刀在刀體上的模塊四：銑削加工及銑刀應用任務二：銑刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：銑刀及其應用刀齒稀，刀齒強度好，同時齒槽角大，容屑空間大，排屑方便，但同時參加切削的齒數(shù)少，工作平穩(wěn)性較差，適宜在粗銑和加工塑性材料時使用:細齒銑刀的刀齒密切削中銑刀上的幾個刀齒可同時切削，減少振動，適宜半精銑、精銑和加工脆性材料時使用。模塊四：銑削加工及銑刀應用任務二：銑刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：銑刀及其應用3）螺旋角β切削刃和銑刀軸線構(gòu)成的角度稱為銑刀螺旋角。直齒銑刀的刀齒呈直線形，與銑刀軸線相平行，在切削過程中，刀齒一下子就在全部長度上同時切入工件，它的全部齒長一起跟被切削面相接觸，當切削完畢時又全部同時離開，由于這種不連續(xù)性，故形成切削過程中的嚴重沖擊，銑刀刀齒上的負荷也有著很大的變化，因而使銑床動力消耗極不均勻，引起銑床和切削產(chǎn)生振動。螺旋齒銑刀的刀齒是斜繞在刀體上的，因此在切削時，前一個刀齒尚未全部離開工件，而后一刀齒已經(jīng)開始切入。用這種銑刀切削時，產(chǎn)生的振動就顯著減少，沖擊現(xiàn)象幾乎消除，所以銑刀上有了螺旋角這個角度，同時參加切削的刀齒增加，使切削均勻穩(wěn)模塊四：銑削加工及銑刀應用任務二：銑刀的結(jié)構(gòu)認知項目一：銑刀及其應用定，改善了銑刀的工作條件。由于直齒銑刀的劣勢，所以加工平面時多采用螺旋齒圓柱銑刀。2.銑刀的幾何角度銑刀的種類、形狀雖多，但都可以歸納為圓柱銑刀和面銑刀兩種基