绪论
【内容提要】
本章主要介绍本课程的基本内容、性质、特点和学习本课程的基本要求。
【目的要求】
1、明确本课程的基本内容和性质；
2、了解本课程的特点；
3、掌握学习本课程的基本要求。
【本章内容】
一、本课程的内容
《金属切学原理与刀具》这门课，原理讨论的是金属切削加工过程中的主要物理现象的变化规律，以及对规律的控制及应用；刀具是要我们学习常用金属切削刀具的选择、使用以及常用非标准刀具的设计，如成形车刀、成形铣刀和拉刀等。
二、本课程的性质
根据所学专业的教学计划基本课程的教学大纲的规定，本课程是一门专业基础课，为培养与机制方面有关的应用型人才服务，为本专业的其他专业课如《金属切削机床》、《机械制造工艺学》及《机械加工技术》等提供必要的基础知识。
我国自1949年以来各高等工科院校相继进行了金属切削原理与刀具方面的科学研究。可见在工科院校与机制有关的专业中本课程占有重要的地位，因此一直列为考试课，在我校的数控、机制、机电等专业自然也是考试课。
三、本课程的特点
（1）涉及知识面广
本课程是一门专业课。在学习这门专业课之前，应先掌握《画法几何》、《机械制图》、《金属工艺学》、《机械设计》等基本理论及《公差配合与技术测量》等基础知识。
（2）实验理论多
许多公式都是在不同的实验条件下得出的。如切削力的实验指数公式和单位切削力公式，虽都是计算切削力，但实验条件不同，则得出的结论也不同。因此说专业课中没有绝对的理论，或许有些还要做近似处理。
（3）实践性强
学习理论就是为实践服务，但经过实践又可以提高理论水平。如果学习了不会用，
那就是“纸上谈兵”，因此，一定要做到理论与实践相结合。
四、学习本课程的要求
1、具有正确图示和选择刀具合理几何参数的能力。
2、基本掌握切削过程中的主要物理现象的变化规律和应用及控制方法，具有解决实际生产问题的能力。
3、具有根据具体要求选择使用常用刀具，以及设计一般非标准刀具的能力。
4、要求课上认真听讲，抓住重点，做好笔记，课下复习，辅导与自学相结合。
第一章刀具材料
【内容提要】
本章主要介绍刀具材料应具备的性能，以及常用刀具材料中高速钢和硬质合金材料的特性及应用场合；简单介绍了其他刀具材料的性能及应用。
【目的要求】
1、明确刀具材料应具备的性能；
2、掌握常用刀具材料中高速钢和硬质合金的性能及应用场合；会根据具体加工工艺情况选择不同牌号的刀具材料。
3、了解其他刀具材料的性能。
【本章内容】
概述
刀具材料是指刀具上参与切削的那部分材料。刀具的切削部分不但要求具有一定的几何形状，而且还要求有相应的刀具材料。目前广泛应用的刀具材料由高速钢和硬质合金。随着生产率的不断提高和难加工材料的日益广泛应用，超硬刀具材料也不断涌现如陶瓷、立方氮化硼以及金刚石（人造）等。
时间刀具材料切削速度
1900年以前碳工钢低
1900年左右高速钢提高六倍
在以后的相继几十年里，据统计，每十年切削速度能提高一倍，耐用度可提高两倍。
高速钢一般允许切削速度为25～30m/min；硬质合金允许的切削速度为100m/min.
要提高切削加工的生产率，就需要提高切削速度和刀具耐用度，那末就要求提供切削性能更好的刀具材料，以便进一步提高切削加工生产率及加工质量。
由于切削过程中会产生切削抗力、切削热、冲击和振动，那么刀具材料具有哪些性能才能满足要求呢?
§1-1 刀具材料应具备的性能
一、硬度和耐磨性
刀具材料的硬度一定要大于工件材料的硬度，一般常温硬度超过60HRC以上。高速钢在63～66HRC 以上，硬质合金在74～81.5HRC左右，人造金刚石10000HV。
一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。因为均匀分布的细化碳化物数量越多，颗粒越小，耐磨性就越高。
二、强度和韧性
在切削过程中，刀具承受很大的压力，只有抗弯强度好，切削用量才不会发生变化。粗加工余量不均，切削力发生变化，对刀具有冲击和震动，如果韧性不好，常会出现崩刃或折断。
硬度和韧性是一对不可解决的矛盾，如高速钢的韧性好，而硬质合金的硬度高，在下一节中我们会讲到。
三、耐热性
耐热性是指在高温下刀具材料保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。用红硬性表示。高温下硬度越高，则红硬性越好。
碳素工具钢的红硬性200～250℃，高速钢不超过650℃，硬质合金约800～1000℃。
四、良好的工艺性
工艺性良好热处理性能好---淬透性
焊接性能好----易焊接
锻造性能好----如麻花，先拧后锻磨削性能好----易刃磨
总之，刀具应具备的性能主要就这四个方面，当然还有经济性、切削性能的可预测性等要求，这里不作为讲述内容。
§1-2 常用刀具材料
目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷等。
一、碳素工具钢
碳素工具钢是一种含C量较高的优质钢（含C一般为0.65～1.35%）。
1、常用牌号
T7A、T8A……T13A 其中 T 碳， A 高级优质碳素工具钢
2、主要性能
淬火后硬度较高，可达HRC61～65；红硬性为200℃～250℃，价格低廉，不耐高温，切削速度因此而不能提高，允许切削速度V C≤10m/min,只能制作低速手用刀具，如板牙、锯条、锉等；优点：易刃磨，可获得锋利的刀刃。
二、合金工具钢
在碳素工具钢中加入一定量的铬（Cr）、钨（W）、锰（Mn）等合金元素，能够提高材料的耐热性、耐磨性和韧性，同时还可以减少热处理时的变形。
1、主要牌号
9SiCr：9表示平均含C量为0.90%，Si、Cr平均含量均小于1.5%；
CrWMn：平均含C量大于1.0%，Cr、W、Mn平均含量均小于1.5%。
2、主要性能
淬火后的硬度可达HRC61～65，红硬性为300℃～400℃，允许切削速度Vc=10～15m/min,制作低速、形状比较复杂、要求淬火后变形小的刀具。如板牙、拉刀、手用铰刀（孔的精加工）等。
三、高速钢
高速钢是一种高合金工具钢，钢中含有W、Mo、Cr、V等合金元素，这些合金元素的含量较高，主要改变以往工具钢的性能。
(一)高速钢的性能：
1、具有高的强度和韧性；
2、良好的耐磨性，63～66HRC (加入V元素的作用)；
3、红硬性为600℃（加入W元素的作用）；
4、允许切削速度Vc=25～30m/min；
高速钢经过适当热处理，可获得良好的切削性能。用高速钢制成的刀具，在切削时显得比一般低合金工具钢刀具更加锋利，因此又俗称锋钢。高速钢区别于其他一般工
具钢的主要特性是它具有良好的热硬性（红硬性），当切削温度高达600℃左右时硬度仍无明显下降，能以比合金工具钢更高的切削速度进行切削，高速钢由此而得名。
5、具有良好的制造工艺性；
高速钢能锻造，易刃磨，能制造形状复杂的及大型成形刀具，如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具、整体铣刀盘等都用高速钢。高速钢的焊接、韧性、热处理性能好。
6、可获得锋利的刀刃（锋钢之称）；
7、加工范围较大：铸铁、有色金属、钢（指正火状态下，淬火状态不能加工）
（二）高速钢的分类
高速钢按用途来分可分为普通高速钢和高性能高速钢。
1、普通高速钢：工艺性好，可满足一般工程材料的切削加工。又可分为
钨系高速钢：W18Cr4V（最常用，刃磨性好）
钼系高速钢：W6Mo5Cr4V2
2、高性能高速钢
通过调整基本化学成分和添加其他合金元素，，使其性能比普通高速钢提高一步，可用于切削高强度钢，高温合金、钛合金等难加工材料。分类：
高碳高速钢：95W18Cr4V(含C量为0.95%)
高钒高速钢：W6Mo5Cr4V3(提高耐磨性)
钴高速钢：W6Mo5Cr4V2Co8
铝高速钢：W6Mo5Cr4V2Al
四、硬质合金
指有高硬度、高熔点的碳化物，用金属粘结剂，经过高压成形，在500℃的高温下烧结而成的材料为硬质合金。
组成：硬质相（TiC或WC）+粘结相（Co、Ni、Mo等，其中Co比较常用）
（一）主要性能
1、常温硬度74～81.5HRC，红硬性为800℃～1000℃，耐磨性优良。
2、允许切削速度Vc=100m/min以上，最高不能超过200m/min.
硬质合金刀具的切削速度比高速钢提高4～7倍，刀具寿命可提高5～80倍。有的金属材料如奥氏体耐热钢和不锈钢等用高速钢无法切削加工，若用含WC 的硬质合金就可以切削加工，硬质合金还可加工硬度在HRC50左右的硬质材料。
3、脆性较大，怕冲击和振动。容易出现崩刃，因此注意加工条件。
4、制造工艺性差。由于硬度太高，不能进行机械加工，因而硬质合金经常制成一定规格的刀片，焊在刀体上使用。如硬质合金端铣刀（非整体式的）
5、加工范围较广。脆性材料、钢材、有色金属等均可加工。
（二）分类
硬质合金分为
钨钴类硬质合金（YG ） 钨钴钛类硬质合金（YT ）
添加稀有金属硬质合金（YA 、YW ）
碳化钛基硬质合金（YN ）
前二者应
用较广
1、钨钴钛类硬质合金YG
（1）组成：WC+Co
（2）常用牌号：YG3、YG6、YG8（3、6、8、代表Co 含量占3%、6%、8%）
当Co 的含量较多时，WC 的含量较小时，则硬度较低，韧性和强度提高，硬度下降，耐磨性降低；反之，韧性和强度下降，硬度提高，耐磨性、耐热性提高。
（3）应用： YG3（精加工） YG6（半精加工） YG8（粗加工）
Co 的含量↑ 韧性↑ 强度↑ HRC ↓ 耐磨性↓
Co 的含量↓ 韧性↓ 强度↓ HRC ↑ 耐磨性↑ 脆性↑
主要用于加工铸铁、青铜等脆性材料，不适合加工钢料，因为在640℃时发生严重粘结，使刀具磨损，耐用度下降。
为了适应各种加工情况的需要，在含Co 量相同的情况下，按WC 粉末的不同粒度分为粗晶粒（YG3C ）、细晶粒（YG3X ）、中间晶粒（YG3）。一般硬质合金为中间晶粒。
2、钨钴钛类硬质合金（YT ）
（1）组成：硬质相（WC+TiC ）+粘结相（Co ）
（2）常用牌号：YT5、YT14、YT15、YT30（数字表示TiC的百分含量）
（3）应用：
YT5（粗加工） YT14、YT15（半精加工） YT30（精加工）
TiC含量↑硬度↑耐磨性↑脆性↑韧性↓
TiC含量↓硬度↓耐磨性↓脆性↓韧性↑
主要用于加工钢材及有色金属，一般不用与加工含Ti的材料,如1Cr15Ni9Ti,Ti 与Ti的亲合力较大，使刀具磨损较快。
3、添加稀有金属硬质合金
钨钽（铌）钴类硬质合金（YA）和钨钛钽（铌）钴类硬质合金（YW），是在钨钴钛类硬质合金（YT）中加入TaC(NbC),可提高其抗弯强度、疲劳强度和冲击韧性，提高和金的高温硬度和高温强度，提高抗氧化能力和耐磨性。这类合金可以用于加工铸铁及有色金属，也可用于加工钢材，因此常成为通用硬质合金，他们主要用于加工难加工材料。
4、碳化钛基硬质合金（YN）
这种合金有很高的耐磨性，有较高的耐热性和抗氧化能力，化学稳定性好，与工件材料的亲合力小，抗粘结能力较强。主要用于钢材、铸铁的精加工、半精加工和粗加工。
（三）涂层硬质合金的选用
涂层硬质合金是采用韧性较好的基体（如硬质合金刀片或高速钢等），通过化学气相沉积和真空溅射等方法，对硬质合金表面涂层厚度为5～12μm的涂层材料以提高刀具的抗磨损能力。
涂层材料为TiC、TiN、Al2O3等。适合于各种钢材、铸铁的半精加工和精加工，也适合于负荷较小的精加工。
§1-2 其他刀具材料
1、陶瓷材料
主要是以氧化铝（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）等为主要成分，经压制成型后烧结而成的刀具材料。陶瓷的硬度高，化学性能稳定，耐氧化，所以被广泛用于高速切削加工中。但由于其强度低，韧性差，长期以来主要用于精加工。近几年来采用先进的工艺，使其抗弯强度、抗冲击性能有很大的提高，应用范围在日益扩大。除适于一般的精加工和半精加工外，还可用于冲击负荷下的粗加工。
陶瓷刀具和传统硬质合金刀具相比，具有以下优点：
1）可加工硬度高达HRC65的高硬度难加工材料；
2）可用于扒荒粗车及铣、刨等大冲击间断切削；
3）耐用度提高几倍至几十倍；
4）切削效率提高3～10倍，可实现以车、铣代磨。
2、立方氮化硼
它是70年代才发展起来的一种人工合成的新型刀具材料。它是立方氮化硼在高温、高压下加入催化剂转变而成的。其硬度很高，可达8000～9000HV,仅次于金刚石，并具有很好的热稳定性，可承受1000℃以上的切削温度，它的最大的优点是在高温1200℃～1300℃时也不会与铁族金属起反应。因此既能胜任淬火钢、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其他难加工材料的高速切削。
3、金刚石
分为人造和天然两种，是目前已知最硬的，硬度约为HV10000,故其耐磨性好，不足之处是抗弯强度和韧性差，对铁的亲和作用大，故金刚石刀具不能加工黑色金属，在800℃时，金刚石中的碳与铁族金属发生扩散反应，刀具急剧磨损。
金刚石价格昂贵，刃磨困难，应用较少。
主要用作磨具及磨料，有时用于修整砂轮。
课后作业：课后习题——第一章（1）、（2）、（3）、（4）、(5)、(6)
第二章刀具基本定义
【内容提要】
本章主要介绍切削运动及形成的表面、刀具几何角度、机动时间、金属切除率的基本概念；明确切削用量要素和切削层参数；常用刀具静止和工作状态下的特点及应用知识。
【目的要求】
1、明确基本概念，会画刀具图，能看懂刀具图；
2、会根据加工具体情况判断刀具静止和工作状态下的几何角度、切削用量以及切削层参数；
3、试根据加工具体情况正确选择和确定刀具几何角度、切削用量以及切削层参数。
【本章内容】
第一次课
§2-1 切削运动及形成表面
一、切削运动
金属切削运动，是指刀具从工件表面上切除多余的金属层，并形成合乎要求的表面（即合乎精度、形状、表面质量上的要求）的运动。
切削时，通常切削运动按其所起的作用可分为两种:主运动和进给运动。如图。
1、主运动：指切削过程中速度最高、消耗功率最多的运动。
比如：车削外圆时工件旋转运动，刨削平面时刀具直线往复运动。主运动有刀具或工件来完成，其形式可以是旋转运动或直线运动，但每种切削加工方法的主运动只有一个。
主运动的速度即为切削速度，用V c 表示，单位是m/min 或m/s 。值得注意的是以后一提到切削速度就知道是主运动的速度。
2、进给运动：是新的金属层不断投入切削的运动。
表示方法：（1）进给速度f v （mm/min 或mm/s ）
（2）进给量f (单位mm/r)表示。
在生产实际中，有时将进给运动称为走刀运动，进给量称为走刀量。
进给运动的速度和消耗的功率都要比主运动小得多。
比如：车削外圆时车刀的纵向连续直线进给运动；刨削平面时工件的间歇直线进给运动。
进给运动形式可以是直线运动、旋转运动或两者的组合，也可以是连续的或是断续的。有工件或刀具来完成进给运动，但进给运动可能不止一个。
3、合成切削运动
进行切削时，主运动与进给运动同时进行。对于刀具切削刃上的一点来说都是做的合成切削运动。假如A 点，相对于工件有一个旋转运动，同时又相对工件作了一个直线运动，那么A 点的合成切削运动速度用V e 表示，即
V e =V c +V f （是矢量相加，而不是大小相加）
由于c v =πw d n /1000,切削刃上各点速度c v 不等，由此可推出合成切削速度e v 在各点上的大小和方向也不相等。
对于外圆车刀来讲，直径d 大的地方合成速度也e v 大。
二、工件上的几个表面
1、 待加工表面：即将被切除的表面；
2、 加工表面：切削刃正在切削的表面；
3、 已加工表面：切削后形成的新表面。
切屑：在刀刃的作用下离开工件母体的金属或者说被切下的金属。
（本节掌握：主运动、进给运动和合成切削运动的概念）
§2-2 刀具切削部分几何角度
同学们想一想，为什么要以外圆车刀为例？
切削刀具的种类繁多，形状各异。但从切削部分的几何特征上看，却具有共性。外圆车刀切削部分的基本形态可作为其他各类刀具的切削部分的基本形态。因此外圆车刀可以看是其他各类刀具的演变，都是在这个基本形态上演变出各自的特点，所以本节以外车刀切削部分为例，给出刀具几何参数方面的有关定义。
一、外圆车刀切削部分的组成
车刀由刀杆和刀头组成，也就是导体和切削部分。刀体用于安装切削部分用于进行金属切削加工。切削部分的组成：
1、前刀面A r :切屑流经的刀面。
2、后刀面A α：与加工表面相对的刀面。
3、副后刀面Aαˊ:与已加工表面相对的刀面。
4、主切削刃S：前后刀面的交线。负担主要的切削工作。也称主刀刃。
5、副切削刃Sˊ:前面与副后刀面的交线。只参加少量的切削，形成已加工表面。
也称副刀刃。
6、刀尖：主副刀刃的交点。它可以是一个点、直线或圆弧。
由此可看出：外圆车刀切削部分的特点是“321”；即3面2刃1尖。而切断刀切削部分的特点是“432”。即4面3刃2尖。
二、刀具标注角度坐标系
刀具要从工件上切下金属，就必须是它具备一定的切削角度，也正是由于这些角度才决定了刀具切削部分各表面的空间位置。为了确定切削部分各刀面在空间的位置，要人为的建立基准坐标系。要建立坐标系，首先应建立坐标平面。以这些坐标平面为基准，建立坐标系，平面称为基准坐标平面。
基准坐标平面基面P r二者以切削速度V c为依据
切削平面P s
※※在建立基准坐标平面以前，首先要做两点假设：
（1）假设主运动方向垂直于车刀刀杆底面；
（2）假定进给运动方向平行于车刀刀杆底面。
有了这两点假设，我们就好定义基准坐标平面了。
（1）基面P r：过切削刃上的选定点，垂直于切
削速度方向的平面。
特点：V c相切于外圆，则P r∥刀杆底面。
进给方向在P r内。
（2）切削平面P s：过切削刃上的选定点，包括切削刃或切于切削刃（曲面刃）且垂直于基面P r的平面。
特点：P s⊥刀杆底面，V c方向在P s内。P s⊥P r。V f不垂直于P s。
▼▼考虑问题：分析切断刀的基面P r和切削平面P s。
为了能清楚的表达切削部分的空间几何角度，人为的建立起空间坐标系。
主剖面系最常用
空间坐标系法剖面系较常用
进给、切深剖面系较常用
最大前角、最小后角剖面系少用
下面先学习主剖面参考系
（一）主剖面参考系（P r-P s-P o）
主剖面参考系包括基面P r、切削平面P s：基准坐标平面
主剖面P o：测量平面
P r和P s的概念已讲过，这里主要讲主剖面P o：
（1）概念：过切削刃上选定点，同时垂直于基面P r和切削平面P s的平面，或者说垂直于切削刃在基面P r上的投影。
（2）特点：P o⊥P s⊥P r P o包含切削速度V c的方向。
通过以上分析我们知道，用坐标平面和测量平面与刀具各刀面间形成相应的角度，从而可以确定各刀面在空间的位置。例：前刀面A r的位置是由前刀面A r和基面P r在主剖面P o内形成的角度确定；后刀面Aα由后刀面Aα与切削平面在主剖面P o内形成的角度确定。
（本次课还需掌握外圆车刀切削部分的组成；掌握主剖面参考系中基面、切削平面以及主剖面的概念及特点。）
课后作业：课后习题——第二章：（1）、（2）、（3）
第二次课
（二）主剖面参考系中表达的角度
在主剖面系中，刀具的标注角度有六个：кr、кrˊ、γo 、αo 、αoˊ和λs 。下面我们逐一讨论。
1）在基面P r内度量的角度（俯视图，让刀具投影到基面上）
主偏角кr：在基面P r内，切削刃与进给运动方向间的夹角；
副偏角кrˊ：在基面P r内，副切削刃与进给运动反方向间的夹角；
刀尖角εr：εr=180o-（кr + кrˊ），是函数角；
2）在主剖面P o内度量的角度（O-O 剖面P o内）
前角γo：在主剖面P o内，前面与基面P r之间的夹角；
前角γo的正负的判定：前面高于基面P r时为负；前面低于基面P r时为正；前面与基面P r重合时为零。
后角αo：在主剖面P o内，后面与切削平面P s间的夹角；
楔角βo：在主剖面P o内，前、后面间的夹角。βo=90o-(γo+αo)；是一个函数角；
3）在副剖面P oˊ内度量的角度（Oˊ-Oˊ剖面P oˊ内）
副后角αoˊ：在剖面P oˊ内，副后面与副切削平面P sˊ间的夹角;
副前角γoˊ：在剖面P oˊ内，基面P r与前面间的夹角;
▼▼补充说明：副切削刃同主切削刃一样，也可以建立副切削平面P sˊ、副基面P rˊ、副剖面P oˊ，此时是在副切削刃上找一任意选定点。
4）在切削平面P s内度量的角度（刀具在切削平面P s内投影）
刀具在切削平面P s内投影，就相当于在车刀的后面有一个平面，这个平面与切削平面P s平行，然后将车刀投影在这个平面内。
刃倾角λs：在切削平面P s内，切削刃与基面P r间的夹角；
刃倾角λs正负的判定：以刀尖点为基准点
刀尖点是刀刃的最高点，则刃倾角λ
为正；
刀尖点是刀刃的最低点，则刃倾角λs为负；
刀刃与基面重合或平行，则刃倾角λs为零；
以上四点，分别阐述了在主剖面系中四个平面即基面P r、主剖面P o、副剖面P oˊ、切削平面P s内要度量的角度。由于主刀刃与副刀刃在一个前面上，当前角γo和刃倾角λs确定时，副前角γoˊ也就确定了，因此它是函数角，不做标注。
对于一把外圆车刀，在主剖面系中要表达的有：
在基面P r内——主偏角кr、副偏角кrˊ
6个独立的角度在主剖面P o内——前角γo、后角αo
（做标注）在副剖面P oˊ内——副后角αoˊ
在切削平面P s内——刃倾角λs
2个函数角在基面P r内——刀尖角εr
（不做标注）在主剖面P o内——楔角βo
▼▼思考题
主刀刃、前面、后面和副后面的空间位置由哪几个角度表达出来？
主刀刃——主偏角кr和刃倾角λs；
前面——前角γo；
后面——主偏角кr和后角αo；
副后角——副偏角кrˊ和副后角αoˊ。
（掌握：六个独立的几何角度的定义。）
（三）法剖面参考系（P r-P s-P n）
法剖面参考系辅助刀具的设计、制造和切削性能分析。
1、法剖面P n：指过主切削刃上选定点与主切削刃相垂直的平面。特点：P n⊥主切削刃。
2、法剖面参考系中度量的角度：
（1）在基面P r内度量的角度主偏角кr、副偏角кrˊ，在切削平面P s内度量的角度刃倾角λs与主剖面系完全相同。
（2）在法剖面P n内度量的角度：在主切削刃上选定点，作出法剖面
：前面与基面Pr间的夹角，其正负判别方法与前角γo相同。
法前角γ
法后角αn：主后面与切削平面P s间的夹角。
※※法剖面P n与主剖面P o间的夹角为刃倾角λs ，当λs=0时，法剖面P n与主剖面P o 重合。
（四）进给、切深剖面参考系（P r - P s - P f - P p）
进给、切深剖面参考系（P r-P s-P f-P p）辅助刀具的设计、制造和刃磨。
1、进给剖面P f：指过主切削刃上选定点，垂直与基面并平行于假定进给运动方向的平面。特点：P f⊥P r，P f∥假定进给运动方向。
2、切深剖面P p:指过主刀刃上选定点，并垂直与基面P r和进给剖面P f的平面。特点：P p⊥P r⊥P f。
3、进给、切深剖面参考系中度量的角度：
（1）在基面P r内度量的角度主偏角кr、副偏角кrˊ，在切削平面P s内度量的角度刃倾角λs与主剖面系完全相同。
（２）在进给剖面P f内度量的角度
进给前角γｆ：前面与基面P r间的夹角，其正负判别方法与前角γo相同。
进给后角αｆ：主后面与切削平面P s间的夹角。
（３）在切深剖面P p内度量的角度
切深前角γｐ：前面与基面P r间的夹角，其正负判别方法与前角γo相同。
切深后角αｐ：主后面与切削平面P s间的夹角。
（要求：理解法剖面系和进给、切深剖面系中的角度、平面定义。）
※※小结：
主剖面参考系中表达的角度有六个：кr、кrˊ、γo 、αo 、αoˊ和λs
法剖面参考系中度量的角度有六个：кr、кrˊ、γn 、αn、αnˊ和λs
进给、切深剖面参考系中度量的角度有七个：кr、кrˊ、γｆ、αｆ、γｐ、αｐ和λs 课后作业：课后习题——第二章（5）、（6）
第三次课
四、刀具工作角度
上面讲到的刀具标注角度，是在忽略进给运动的影响，而且刀具又按特定条件安装的情况下给出的。刀具在工作状态下的切削角度，即刀具的工作角度，应该考虑包括进给运动在内的合成切削运动和刀具的实际安装情况。
下面来学习两个概念
1）工作基面P re：过切削刃上选定点，垂直于合成切削运动V e方向的平面。特点：P re⊥V e
2）工作切削平面P se：过切削刃上选定点，包含切削刃并垂直于工作基面P re的平面。特点：合成运动速度V e在工作切削平面P se内，P re⊥P se 。
（一）进给运动对刀具几何角度的影响：
c f F-F(P f )
1、横向进给
在进给剖面内，(也是在主剖面内)
工作进给前角γfe
工作进给后角αfe
P re 与P r 在P f 内的夹角。μf 从图中我们可看出，工作基面与工作切削平面相对与基面和切削平面均转过角度μf ，从而改变了刀具的工作角度，在实际工作中起作用的是工作进给前角γfe 和工作进给后角αfe 。
工作进给前角γfe =γoe =γf +μf (增大)
工作进给后角αfe =αoe =αf -μf （减小）
如果让工件旋转一周，那末进给量为f ，则以f 和πd w 分别为直角边可以得到一个三角形，其有一夹角为μf ，则
tan f w f d
μπ
=
▼▼分析：当采用自动进给切断时，
1）进给量一定，工件直径不断减小，甚至为零，那么μf （μo ）不断增大，结果αfe =αf -μf 有可能为负值；可以说在直径很小时，并非是切断，而是后刀面的挤断。
2）为避免αfe =αf -μf <0，对切断刀的后角应采用较大值，并在切断终了时，采用减小进给量的办法。
2、纵向进给
前面我们学习了切断刀的横向进给情况，外圆车刀不同于切断刀，它进行纵向进给，下面我们以外圆车刀为例来分析一下纵向进给时对刀具几何角度的影响。
首先画出进给剖面F-F ，分析切削速度V c 和合成切削速度V e ，找到各面P r 、P re 、P s 和P se ，得到相应的γf 、αf 、αfe 、γfe 、μf 等，那末在进给剖面F-F 内，由图可得
工作进给前角γfe =γf +μf (增大)
工作进给后角αfe =αf -μf （减小）
如果让工件旋转一周，那末进给量为f ，则以f 和πd w 分别为直角边可以得到一个三角形，其有一夹角为μf ，则
tan f w f
d μπ=
如果我们想知道主剖面O-O 内刀具工作角度的大小，该如何去换算他呢？
作主剖面O-O ，首先得基面P r 和切削平面P s ，然后过B 点做主刀刃的平行线，得C 点。这样工件转过一周πd w ，在主剖面O-O 内刀尖进给AC ，那么P re 、P se 面相应找到，也就相应有γoe 、γo 、αoe 、αo 、μo 角，由图可知：
工作前角γoe =γo +μo (增大)
工作后角αoe =αo -μo （减小）
一般外圆车刀的μo 值较小，μo ≈30′～40′，可忽略不计。但车削螺纹时，尤其是大导程或多头螺纹时，μo 的值很大，不能忽略。
（二）刀具安装位置对刀具工作的影响
1、刀具安装高、低的影响
在安装刀具时，刀尖有可能高于工件中心，有可能低于工件中心。首先来看高于中心时的情况。设刀具λs=0，以外圆车刀为例，AB 、AC 都投影在刀杆底面上。
在切深剖面P p 内，工作基面P re 与基面P r 间的夹角为θp ，为计算方便做小三角形。在这里有几点假设：
（1）刀尖高于工件中心值——h (mm);
（2）不计进给运动速度的大小——V f =0；
（3）λs=0
所以有 由图可知工作切深前角
γ
pe =γp +θp (增大)
在切深剖面P p 内工作切深后角αpe =αp -θp （减小）
在主剖面O-O 内工作前角γoe =γo +θo (增大)
工作后角αoe =αo -θo （减小）
▼▼对于刀具刀尖位置低于工件中心时的情况，作为思考题留给大家，下次课提问。
2、刀杆轴线安装不垂直与进给运动方向的影响
在基面内，若刀杆轴线在安装时，不垂直与进给运动方向，刀杆轴线的垂线与进给运动方向的夹角为，使刀具工作主、副偏角发生变化。如图。
（1）车外圆时（2）加工锥面时
к
=кr +G кre=кr-G
кreˊ=кrˊ-G кreˊ=кrˊ+G
注：在标注角度时，认为刀杆轴线与进给运动方向垂直。
课后作业：课后习题——第二章（4）、（7）
第四次课
复习一次课内容：
刀具标注角度：不计进给运动，刀尖和工件轴线等高；
刀具工作角度：考虑包括进给运动在内的合成切削运动和刀具的实际安装情况，即刀尖高于或低于工件中心的情况。
（1）横向进给对刀具工作角度的影响（切断刀）
在进给剖面内，也是在主剖面内
=γoe =γf+μf (增大)
工作进给前角γ
工作进给后角αfe =αoe =αf-μf（减小）
（2）纵向进给对刀具工作角度的影响（外圆车刀；设刀具λs=0）
=γf+μf (增大)
在进给剖面F-F内工作进给前角γ
工作进给后角αfe =αf-μf（减小）
在主剖面O-O内工作前角γoe =γo+μo (增大)
工作后角αoe =αo-μo（减小）
（3）在安装刀具时，刀尖高于工件中心（外圆车刀；设刀具λs=0）
在切深剖面P p内工作切深前角γpe =γp+θp (增大)
工作切深后角αpe =αp-θp（减小）
在主剖面O-O内工作前角γoe =γo+θo (增大)
工作后角αoe =αo-θo（减小）
（4）在安装刀具时，刀尖低于工件中心（外圆车刀；设刀具λs=0）
在切深剖面P
内工作切深前角γpe =γp-θp (减小)
工作切深后角αpe =αp+θp（增大）
在主剖面O-O内工作前角γoe =γo-θo (减小)
工作后角αoe =αo+θo（增大）
（5）车右旋螺纹时
左刀刃工作前角γfeL = μf
工作后角αfeL = αfL-μf
右刀刃工作前角γfeR= -μf
工作后角αfeR=αfR+μf
思考：车左旋螺纹时，工作角度有何影响？
§2-3 切削用量与切削方式
一、切削要素
切削要素分为两大类：切削用量要素和切削层横截面要素。
（一）切削用量要素
切削用量是用于表示主运动、进给运动和切入量参数的数量，指切削速度V c、进给量f和切削深度a p这三个要素。三者要根据不同的工件材料、加工性质和刀具材料来选
择，主要用于调整机床，编制工艺路线。
1、切削速度V c
切削速度V c ——指刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动的速度。
V c =πd w n /1000（mm/min ）
式中d —完成主运动的刀具或工件的最大直径（mm ）；
n __主运动的转速（r/min 或r/s ）
例：外圆车刀车削外圆时，工件的旋转速度；
刨刀刨削平面时，刨刀的直线运动速度；
钻床上钻孔时，麻花钻的旋转运动速度；等等。
2、进给量f
进给量是指工件或刀具的主运动每转一转（或每一行程时），刀具切削刃相对于工件在进给运动方向的移动量。
例如：车削时的进给量是指工件每转一转，切削刃沿进给方向的移动量。（mm/r ） 进给速度V f ：指切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。
V f = nf (mm/min 或mm/s)
3、切削深度a p
切削深度a p 是指在基面P r 上，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸。
车削时：a p =（d w -d m ）/2 （实质为半径之差）（工件表面之间的垂直距离）
式中d w ——工件待加工表面直径；
d m ——工件已加工表面直径；
（二）切削层横截面要素（在基面中度量）
切削层指切削刃移动一个进给量所切除的这一层金属。
切削层的形状与尺寸直接影响切削变形、刀具切削部分所承受的负载和切削的形状和尺寸。
1、切削厚度h D
指在基面内垂直于加工表面度量的切削层尺寸。sin D r h f κ=
切削刃为圆弧刃时，h D 处处不等。
2、切削宽度b D
指在基面内沿着加工表面度量的切削层尺寸。/sin D p r b a κ=
公开课教案金属切削基础与刀具无锡机电高等职业技术学校 公开课教案 授课教师第3章金属切削基础与刀具授课章节 名称 3.2 车刀开课范围授课授课授课课多媒体教学 2 时间班级 类型时 1(熟练掌握常用车刀的种类 2(熟练掌握车刀的组成教学目标 3(熟练掌握车刀几何角度的选择 4(熟练掌握车刀切削用量的选择 1(常用车刀的种类教学重点 2(车刀几何角度的选择 教学难点车刀几何角度的选择 07级学生为五年制高职二年级的学生～没有接受过车工实训～因此对 机械加工中的一些现象缺乏感性认识～这对于正确理解课程知识有一定的难学情处理度,06级学生接受过车工实训～因此对机械加工中的一些现象缺乏感性认识。 选用教材北京理工大学出版社～王泓主编的《机械制造基础》 讲授这部分知识之前应先让学生感性认识一下在车床上加工各种表面教材内容的加工过程以及对刀具不同角度的选择所产生的结果,可通过PPT,。提高处理说明学生学习兴趣。 课外作业 P162 第8、9题 教学后记
- 1 - 无锡机电高等职业技术学校教学教学手段教学内容程序与方法复习 1、切屑的类型, 导入 2、刀具材料应具备的性能, ,约5分3、切削液应具备的基本性能, 钟, 4、常用切削液的种类, 车刀是车削加工使用的刀具～可用于各类车床。车刀的种类很多、用途也很广。 第3章金属切削基础与刀具讲授 新课 3.2 车刀 80’ 3.2.1车刀的种类与用途 1(常用车刀的种类 车刀是车削加工使用的刀具～可用于各类车床。车刀的种类很多。 1,按结构分有整体式车刀、焊接式车刀、机夹重磨式车刀和可 转位式车刀等～如图1、图2所示。 a)整体式 b,焊接式 c)机夹重磨式 d)可转位式 图 1 车刀的种类 (a)可转位外圆车刀 (b) 可转位切断刀 (c)可转位螺纹车刀
《金属切削原理与刀具》试题（1） 一、填空题（每题2分，共20分） 1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有工具钢、高速钢、硬质合金钢；非金属材料有金刚石、立方氮化硼等。 2．刀具的几何角度中，常用的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角 和副后角六个。 3．切削用量要素包括切削深度、进给量、进给速度三个。 4．由于工件材料和切削条件的不同，所以切屑类型有带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑四种。 5．刀具的磨损有正常磨损和非正常磨损两种。其中正常磨损有前面磨损、后面磨损 和前面和后面同时磨损三种。 6．工具钢刀具切削温度超过200度时，金相组织发生变化，硬度明显下降，失去切削能力而使刀具磨损称为相变磨损。 7．加工脆性材料时，刀具切削力集中在刀尖附近，宜取较小的前角和较小的后角。 8．刀具切削部分材料的性能，必须具有高的硬度、良好的强度和韧性、良好的耐磨性和良好的工艺性及经济性。 9．防止积削瘤形成，切削速度可采用低速或高速。 10．写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢T8A 、T10A 、T12A ；合金工具钢9SiCr 、CrWMn ；高速工具钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。 二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错）（每题1分，共20分）
1．钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属及非金属。 （√） 2．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关 ( √ ）3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。 （√） 4．刀具磨钝标准VB表中，高速钢刀具的VB值均大于硬质合金刀具的VB 值，所以高速钢刀具是耐磨损的。 （×） 5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内 容 。 （ √ ）6．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。 （√） 7．切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成
矩形花键拉刀及成形车刀设计说明书 目录 1.前言 (1) 2.绪论 (2) 3.刀具设计 3.1圆孔式拉刀的设计过程 (3) 3.2 矩形花键铣刀的设计 (8) 4．小结 (15) 5．致谢 (15) 6．参考文献 (15)
1、前言 大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。 我的课程设计课题目是矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计。在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补，使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。 由于本人水平有限,设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的程度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高今后设计设计的质量，希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至. 2、绪论 2.1刀具的发展 随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广.刀具的发展在一定程度上决定着生产率,中国加入WTO后,各行各业面临的竞争越来越激烈,一个企业要有竞争力,其生产工具必须具有一定的先进性.中国作为一个农业大国,其在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小与复杂程度,都离不开刀具. 目前，在金属切削技术领域中，我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距，但这种
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Ⅰ，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400mm） 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：P4 2. 加工精度、粗糙度：P5（经济精度的概念）
金属切削原理及工具 实验指导书 湖南工业大学机械工程学院
实验一 车刀几何角度的测量 一、实验目的及要求: 1. 研究车刀(直头外园车刀、弯头车刀和切断刀等)的构造。 2. 根据刀具几何角度的定义，使用车刀量角仪，按主剖现参考系和法剖面参考系测量车刀的0γ、0α、s λ、r k 、 n γ、n α等角。 3. 根据测量结果绘制车刀的角度标注图及其与工件的相关位置。 二、实验所用的设备及工具 1. 车刀量角仪。 2. 直头外园车刀、弯头车刀、切断刀、900外园车刀、螺纹车刀。 三、仪器的构造与说明： 车刀量角仪的构造如图所示 车刀的几何角度是在车刀的各辅助平面内测量的,而车刀上除法剖面以外的所有剖面均垂直于车刀的基面，因此，以工作台上平面作为车刀的基面，以大指针的量刀板平面代表各剖面，当工作台转到不同位置时，即能测出车刀各剖面内角度(包括切削平面内角度)。 测量基面内角度时，大指针量刀板代表走刀方向。 将副量角器上的小指针指着测出的刃倾角入S s 的值，这时大指针量刀板所在的平面即为车刀的法剖面，因此能测出车刀法剖面内角度。 四、车刀几何角度的测量方法和步骤 将车刀置于如图所示的矩形工作台面上，侧面紧靠定位块，测量车刀主、副切削刀上角度的顺序依次是: r k →s λ→0γ→0α→→' r k →' s λ →' 0γ→' 0α l 、主偏角r k 的测量 大小指针对零，以顺时针方向旋转矩形工作台，同时推动车刀沿刀台侧面(紧贴)前进，使主切副刃与量刀板正面密合，这时量刀板面为切削平面，则矩形工作台指针2a 指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角r k 。 2、刃倾角s λ的测量
目录 1 前言 (1) 2 径向成形车刀的廓形设计 (1) 2.1径向成形车刀廓形设计的必要性 (1) 3 圆孔拉刀的设计 (1) 3.1圆孔拉刀各参数的选择 (1) 3.2设计计算过程 (1) 4 总结 (1)
矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计 （题目、小3号黑体、居中） 1 前言（1级、2级标题：小4号黑体；行距：1.5倍，段前0.5行，段后0.5行） ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（正文小4号宋体，段首缩进2个汉字，行距：1.5倍） 2 径向成形车刀的廓形设计 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（正文小4号宋体，段首缩进2个汉字，行距：1.5倍） 2.1径向成形车刀廓形设计的必要性 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（正文小4号宋体，段首缩进2个汉字，行距：1.5倍） 3 圆孔拉刀的设计 3.1圆孔拉刀各参数的选择 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 3.2设计计算过程 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 4 总结 参考文献 致谢
格式具体说明： 要求：1. 用Word编辑；2. A4纸，正文1.5倍间距； 3. 页面设置：上：3cm；下: 2.0cm。 左：2.5cm；右：2.5cm 页眉：2.0cm[内容：“中北大学课程设计说明书”（5号黑体）] 页脚：1.5cm 4. 插入页码： 位置：页面底端（页脚） 对齐方式：外侧 如有插图、表格，按“图1、图2……表1、表2……”格式编辑，图题5号字，在图下方居中，表题也为5号字，在表格上方居中。 引言：简要说明该课程设计的目的、意义，涉及的相关课程及相关知识点理论基础和分析、研究设想、研究方法和实验设计、预期结果和意义等。应言简意赅，不要与摘要雷同，不要成为摘要的注释。 各章节正文： 1.问题、论点的提出、背景； 2.问题、案例的分析，方法、工具选用、理论综述；设计、计算过程、步骤的描述等； 3.问题的解决思路，策略、建议、实施的方法，创新观点、方法等；总结 技术的总结，不是思想汇报，要具体，针对具体题目在设计、计算、绘
二、机械加工工艺过程 机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程，其 原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。由于制造技术的不断发展，现在所说的加工方法除切削和磨削外，还包括其他加工方法，如电加工、超声加工、电子束加工、离子束加工、激光束加工，以及化学加工等几乎所有的加工方法。 三、机械加工工艺规程 是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。 四、机械加工工艺过程的组成 图4－2 工艺过程、工序、安装、工位、工步、走刀之间的关系 五、回顾如下几个概念以方便本章的学习 1、工序 一个或一组工人，在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，称为工序。 工序是组成工艺过程的基本单元。 划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续以及操作者和加工对象是否改变，共四个要素。在加工过程中，只要有其中一个要素发生变化，即换了一个工序。 2、安装 在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完成的那部分工序内容称 由机械产品的生产过程引出机械加工工艺过程的概念，再到机械加工工艺规程。 正确理解工序、安装、工位、工步、走刀的概念； 理解要点：三定一连续（四要素）
§4－1－2 机械加工工艺规程的格式 卡片形式，我国未作统一的规定，但各机械制造厂使用表格的基本内容是相同的。机械加工工艺规程的详细程度与生产类型、零件的设计精度和工艺过程的自动化程度有关。对应形式见表4－1。具体格式见图4－3、4－4及4－5。 表4－1 机械加工工艺规程格式特点对比 生产类型详细程度备注 机械加工工艺过程卡片单件小批（普通 加工方法） 简单 对于数控工序， 则需作出详细规 定，填写数控加 工工序卡、刀具 卡等必要的与编 程有关的工艺文 件，以利于编程。 机械加工工艺卡 片 中批生产较详细 机械加工工序卡 片 大批大量 （单件小批中技 术要求高的关键 零件的关键工 序） 详细（＋调整卡、 检验卡） 图4－3 机械加工工艺过程卡 知道机械加工 工艺规程的特 点和应用场合 单件小批（普 通加工方法）
河南理工大学万方科技学院 金属切削原理与刀具设计 实验报告 班级 学号 姓名 机械与动力工程学院 机械制造实验室
注意事项 为了实验的顺利进行，确保学生人身安全和国家财产安全，特提出以下注意事项： (1)上实验课前必须按指导书作好预习及准备工作。 (2)除了必要的书籍和文具外，其他物品不得带入实验室。 (3)进入实验室后,应保持室内安静和整洁。不准打闹、乱扔纸屑和随地吐 痰。 (4)凡与本次实验无关的仪器设备，均不得使用或触摸。 (5)做实验时应按指导细心操作。如仪器发生故障，应立即报告指导老师， 不得自行拆修或安装软件。 (6)爱护国家财产，实验完毕应将实验仪器整理好，如损坏仪器，按有关规 定处理。 实验结束后，需在三日内上交实验报告，如有特殊情况，需向老师说明原因！ 机械与动力工程学院 机械制造实验室
实验1切削力测量 1.1实验目的和要求： (1)了解切削测力仪的工作原理及测力方法。 (2)掌握切削深度、进给量对车削力的影响规律。 (3)掌握有关软件的应用。 1.2实验内容 (1)测力仪标定。 (2)切削速度、进给量一定的情况下，测量不同的切削深度下车削力的大小。 (3)切削速度、切削深度一定的情况下，测量不同的进给量下车削力的大小。 1.3实验设备、仪器和试件 CA6140车床一台 Kistler测力仪一台 计算机系统（数据分析软件）一台 1.4实验数据处理 初始条件： D=mm n=rpm ν=m/min a p=mm 1实验数据记录 记录ν、a p一定的条件下，不同的测得的切削力(如下图)。 表1.1:ν、a p一定的条件下，f对切削力的影响 序号f F x(N)F y(N)F z(N) 1 2 3 4 5 1
金属切削加工刀具材料的选择 金属切削加工刀具分为：车刀、铣刀、刨刀、钻头等。下面我们就针对这些做出说明。 （一）车刀 车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。 车刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面，刀尖角成。车刀的切削部分和柄部(即装夹部分)的结合方式主要有整体式、焊接式、机械夹固式和焊接-机械夹固式。机械夹固式车刀可以避免硬质合金刀片在高温焊接时产生应力和裂纹，并且刀柄可多次使用。机械夹固式车刀一般是用螺钉和压板将刀片夹紧，装可转位刀片的机械夹固式车刀。刀刃用钝后可以转位继续使用，而且停车换刀时间短，因此取得了迅速发展。车刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前面、后面和副后面等组成。它的几何形状由前角γo、后角αo、主偏角κr、刃倾角γ S、副偏角κ惤和刀尖圆弧半径rε所决定。车刀几何参数的选择受多种因素影响，必须根据具体情况选取。前角γo根据工件材料的成分和强度来选取，切削强度较高的材料时，应取较小的值。例如，硬质合金车刀在切削普通碳素钢时前角取10°～15°；在切削铬锰钢或淬火钢时取-2°～-10°。一般情况下后角取6°～10°。主偏角κr根据工艺系统的刚性条件而定,
一般取30°～75°,刚性差时取较大的值，在车阶梯轴时，由于切削方式的需要取大于或等于90°。刀尖圆弧半径rε和副偏角κ惤一般按加工表面粗糙度的要求而选取。刃倾角γ S则根据所要求的排屑方向和刀刃强度确定。车刀前面的型式主要根据工件材料和刀具材料的性质而定。最简单的是平面型，正前角的平面型适用于高速钢车刀和精加工用的硬质合金车刀，负前角的平面型适用于加工高强度钢和粗切铸钢件的硬质合金车刀。带倒棱的平面型是在正前角平面上磨有负倒棱以提高切削刃强度，适用于加工铸铁和一般钢件的硬质合金车刀。对于要求断屑的车刀，可用带负倒棱的圆弧面型，或在平面型的前面上磨出断屑台。 车刀分类：按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。车刀按用途可分为外圆、台肩、端面、切槽、切断、螺纹和成形车刀等。还有专供自动线和数字控制机床用的车刀。车刀按材质可分为.高碳钢、高速钢、非铸铁合金刀具、烧结碳化刀具、陶瓷车刀、钻石刀具、氮化硼刀具等。 高碳钢车刀是由含碳量0.8%~1.5%之间的一种碳钢，经过淬火硬化后使用，因切削中的摩擦四很容易回火软化。 高速钢为一种钢基合金俗名白车刀，含碳量0.7~0.85%之碳钢中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速钢材料中含有18%钨、4%铬以及4%钒的高速钢。高速钢车刀切削中产生的摩擦热可高达至600℃，适合转速1000rpm以下及螺纹之车削。
目录 一.圆孑L拉刀设计任务书 (2) 1 ?设计题目 (2) 二.设计过程 (3) (1) 拉刀材料 (3) (2) 拉削方式 (3) (3) 几何参数 (3) (4) 校准齿直径 (3) (5) 拉削余量 (3) (6) 齿升量 (3) (7) 容屑槽 (3) (8) 分层式拉刀粗切齿、过度齿和精切齿均采用三角形分屑槽 (4) (9) 前柄部形状和尺寸 (4) (10) 校验拉刀强度与拉床载荷 (4) (11) 齿数及每齿直径 (5) (12) 拉刀及其他部分 (6) (13) 计算和校验拉刀总长 (6) (14) ............................................................................................................................................... 制定技术条件. (7) 三.技术条件 (7) 四.课程设计小结 (8) 五.参考文献 (9)
.圆孔拉刀设计任务书 1 ?设计题目 已知条件： 1、要加工的工件零件图如图所示。 2、工件材料：HT200 零件尺寸参数表 工件材料组织状态D d L 参数HT200200 ±.160。0.03060要求： 1、设计刀具工作图一份; 2、课程设计说明书一份。 0.030 工件直径0长度60mm材料HT20Q工作如上图所示； 零件图
拉床为L6140型不良状态的旧拉床，采用10液压乳化液，拉削后孔的扩张量为0.01mm 设计步骤如下： (1) 拉刀材料：由于工件材料为HT200，且热处理状态为，那么刀具材料选择 W18Cr4V。 (2) 拉削方式：分层式 (3) 几何参数：由《金属切削机床与刀具课程设计指导书》表 4.2，选择前角 0 =5°,精切齿与校准齿前刀面倒棱bi=0.5?1.0mm 01=-5 ° ; 由《金属切削机床与刀具课程设计指导书》表 4.3，选择粗切齿后角 0=3°,倒棱宽1三0.2mm精切齿后角0=2°,倒棱宽1=0.3mm 校准齿后角0 =1°，倒棱宽1=0.6mm (4) 校准齿直径(以角标x表示校准齿的参数) d 0X=d mmax 式中一扩张量，取=0.01mm 贝U d ox =60.030-0.0仁60.020mm； (5) 拉削余量：按表4.1计算。当预制孔采用钻削加工时，A的初值为 A 0.005d m 0.1,1 1.07mm 采用59钻头，最小孔径为d wmin 59,拉削余量为 A d ox d wmin 1.02mm (6) 齿升量。按表4.8取粗切齿齿升量为f 0.040mm。 (7) 容屑槽。 ①计算齿距。按表4.8粗切齿与过渡齿齿距为 p (1.3~1.6) 60 10.06 ~ 12.41mm，取11mm 取精切齿与校准齿齿距(用角标j表示精切齿的参数)
《金属切削原理与刀具》课程教案
《金属切削原理与刀具》课程授课教案 课次一：绪论 0.1 机械制造过程分析 机械是由零件、组件、部件等组成的,因而一台机器的制造过程包含了从零件,部件加工到整机装配的全过程。这一过程可以用图4-1所示的系统图来表示。
图4-1 机械制造过程的构成 首先，从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件。它们都是由毛坯进过相应的机械加工工艺过程变为合格零件的，在这一过程中要根据零件的设计信息制订每一个零件的适当的加工方法。加工成在形状、尺寸、表面质量等各方面都符合加工使用要求的合格零件。 其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件。部件是由若干组件、套件和零件在一个基准上装配而成的。部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能。这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的。部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。 最后在一个基准零部件上把各个部件、零件装配成一个完整的机器。我们把零件和部件装配最终机械产品的过程为总装过程。总装过程是依据总装工艺文件进行的。在产品总装后，还要经过检验、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品。 0.2 机械加工工艺系统与金属切削加工 从机械制造的整个过程来看，机器的最基本组成单元为零件，也就是首先要制造出
合格的零件，然后组装成部件，再由零、部件装配成机器。因此，制造出符合要求的各种零件是机械加工的主要目的，而机械加工中绝大部分材料是金属材料，故机械加工主要是对各种金属进行切削加工。 零件的表面通常是几种简单表面如平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等的组合，而零件的表面是通过各种加工方法得到的，其中在金属切削机床上利用工件和刀具彼此间协调的相对运动切除被加工零件多余的材料，获得符合要求的尺寸精度和表面质量的这种加工方法称为金属切削加工。与其他金属加工方法相比具有如下特点： 1. 2. 3. 因此金属切削加工常作为零件的最终加工方法，它需要用金属切削刀具直接对零件进行加工，它们之间要有确定的相对运动和承受很大的切削力，必须在金属切削机床上进行加工，零件和刀具需通过机床夹具和刀架与机床可靠的联接，带动它们做相对的运动，实现切削加工，这种由金属切削机床、刀具、夹具和工件（被加工零件的总称）构成的机械加工封闭系统称为机械加工工艺系统（如图4-2所示），其中金属切削机床是加工机械零件的工作机械，起支承和提供动力作用；刀具起直接对零件进行切削加工作用；夹具用来对零件定位和夹紧，使之有正确的加工位置。本章就围绕机械加工工艺系统四个组成部分进行分析，阐述机械零件加工的整个过程。 图4-2 0.3 我国切削加工技术发展概况 切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法。它加工的零件能获得较高的尺寸精度与表面质量，是机械制造业中最基本的加工方法，在国民经济中占有重要地位。 我国古代切削加工方面有着光辉的成就。公元前二千多年青铜器时代已出现了金属切削的萌芽。当时青铜刀、锯、锉等已经类似于现代的刀具。春秋中晚期，有一部现存最早的工程技术著作《考工记》上面介绍了木工、金工等三十个专业技术知识。书中指出：“材美工巧”是制成良器的必要条件。“材美”是指用优良的材料，“工巧”则是指采用合理的制造工艺。由大量出土文物与文献推测，最迟在8世纪（唐代）我国已有了原始的车床。 公元1668年（明代）加工2m直径的天文仪器铜环，其外径、内孔、平面及刻度的精度与表面粗糙度均已达到相当高的水平。 近代历史中，由于封建制度的腐败和帝国主义的侵略，我国机械工业非常落后。 新中国成立以来，我国切削加工技术得到飞速的发展。50年代起广泛使用了硬质合金，推广高速切削、强力切削、多刀多刃切削，兴起了改革刀具的热潮。80年代后，在改革开放的新阶段，机械行业从引进国外的先进技术中得到了进一步发展，在与国际学术组织、专家学者的交流活动中，促进了我国切削技术水平的进一步提高，并正在努力
《刀具》练习题 基本定义 一.单选题 1.磨削时的主运动是( ) A.砂轮旋转运动B工件旋转运动C砂轮直线运动D工件直线运动 2.如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM,平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量(切削深度)应为( ) 3.随着进给量增大,切削宽度会( ) A.随之增大 B.随之减小C与其无关D无规则变化 4.与工件已加工表面相对的刀具表面是( ) A.前面B后面C基面D副后面 5.基面通过切削刃上选定点并垂直于( ) A.刀杆轴线B工件轴线C主运动方向D进给运动方向 6.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( ) A.与切削刃相切B与切削刃垂直C与后面相切D与前面垂直 7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 9外圆车削时,如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心,则刀具的工作前角与标注前角相比会( ) A增大B减小C不变D不定 10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时,其工作后角( ) A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定 二填空题: 1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为_______________. 2外圆磨削时,工件的旋转运动为_______________运动 3在普通车削时,切削用量有_____________________个要素 4沿_____________________方向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度. 6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面,它们是_________,___________和正交平面7主偏角是指在基面投影上主刀刃与______________的夹角 8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹角,在___________面内测量 9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心,那么其工作前角会___________________ 10刀具的标注角度是在假定安装条件和______________条件下确定的. 三判断题:判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号内画”√”,错误的画”×” 1在外圆车削加工时,背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.() 2主运动即主要由工件旋转产生的运动.( ) 3齿轮加工时的进给运动为齿轮坯的啮合转动.( ) 4主运动.进给运动和切削深度合称为切削量的三要素.( ) 5进给量越大,则切削厚度越大.( ) 6工件转速越高,则进给量越大( )
. 四川建筑职业技术学院2004年秋期期末考试 《金属切削原理及刀具》试卷（A 卷） 一、 填空题：在下列各题的空格中填上正确的文字及其有关符号（每题4分，共60分） 1．车削的主运动是______________，钻削的主运动是 ______________；磨削的主运动是______________。 2．标柱刀具静态角度的静态坐标系包括：（1）____________，（2）____________，测量平面有（1）_________，（2）_________，（3）_________，（4）_________。 3．刀具的前角γo 是在_________平面内测量的_________与_________之间的夹角。 4．表示切削变形程度的方法有：（1）___________________________，（2）__________________，（3） __________________。 5．切屑的类型有以下四种：（1）__________________，（2）__________________，（3）__________________，（4）__________________。 6．工件加工表面质量的指标包括：（1）_________________ （2）__________________，（3）__________________。 7．切削热的产生是切削过程中______________________转换而成的，切削温度是__________和__________综合结果。 8．刀具磨损的主要原因有：__________、__________、 __________、__________等。 9．影响刀具磨损的切削量中，影响最大的是__________，影响最小的是__________，所以选择切削用量时应首先选择尽可能大的__________________。 10．切削液的种类有（1）________切削液，其主要作用是_______，（2）________切削液，其主要作用是_______。 11．刀具材料要求具备的性能有：（1）_______、（2）_______、（3）_______、（4）_______、（5）_______、（6）_______等。 12．硬质合金刀具有以下几类：（1）_______、（2）_______、（3）_______、（4）_______。 13．砂轮的性能参数包括：（1）_______、（2）_______、 （3）_______、（4）_______、（5）_______和（6）_______。 14．磨削过程包括三个阶段：（1）_______阶段、（2）_______阶段和（3）_______阶段。 15．圆周铣削的铣削方式有_______铣和_______铣。端面铣的铣削方式有 班级 姓名 学号
第一章：刀具几何角度及切削要素 1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少 答：切削速度 机动时间 材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义 答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面 切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面 正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面 前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角 后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。 刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。 1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同在什么情况下， γo= γn 答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。 刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。不同点是：法平面参考系中min /32.601000240801000m dn v c =??== ππmin /12064032.605.0410*******mm fv a Q c p =???==
定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。 只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn 1-4假定进给工作平面pf，背平面pp，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的在什么情况下γf= γo，γp= γo 答：假定工作平面Pf：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面 背平面Pp：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。 假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面Pf中测量的侧前角和侧后角，背平面Pp中测量的背前角和背后角。 当刀具的主偏角为90度时，γf= γo，当刀具的主偏角为0度时γp= γo 1-6 poe系平面poe，pse，pre及工作角度γoe，αoe，κre，λse如何定义答：工作基面pre：过切削刃上选定点，垂直于合成切削速度的平面。 工作切削表面pse：过切削刃上选定点，和切削刃相切并垂直于工作基面的平面。 工作正交表面poe：过切削刃上选定点，同时垂直于工作基面和工作切削表面的平面。 γoe，αoe：在工作正交表面中测量的前刀面和工作基面的夹角为γoe，后刀面和工作切削表面的夹角为αoe。 κre：在工作基面中测量的切削刃和进给运动方向的夹角。λse：在工作 切削表面中测量的切削刃和工作基面的夹角。
序言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
目录 0.序言 (1) 1.可转位车刀设计 (3) 2.圆孔拉刀设计 (10) 3.结语 (15) 4参考文献 (16)
一可转位车刀设计 设计题目: 已知：工件材料Y12，使用机床CA6140，加工后dm=22，Ra3.2，需精车完成，加工余量自定，设计装T刀片95°偏头外圆车刀。 设计步骤： 1.1 选择刀片夹固结构： 考虑到加工在CA6140普通车床上进行，属于连续切削，采用杠杆式刀片夹固结构。 1.2选择刀片材料：（硬质合金牌号） 由原始条件给定：被加工工件材料为Y12，连续切削，完成精车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT30。 1.3选择车刀合理角度： 根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度。 （1）前角＝15°，（2）后角＝8°，（3）主偏角＝95°; （4）刃倾角＝-3°， 后角α。的实际数值以及副后角在计算刀槽角度时，经校验后确定。 1.4选择切削用量：
根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为， 精车： p a ＝0.5 mm ，f ＝1mm/r ，v ＝60m/min 1.5选择刀片型号和尺寸： （1）选择刀片有无中心固定孔 由于刀片夹固结构已选定为杠杆式，因此应选用有中心固定孔的刀片。 （2）选择刀片形状 按选定的主偏角＝95°，选用三角形刀片 （3）选择刀片精度等级 选用U 级。 （4）选择刀片内切圆直径d （或刀片边长L ） 根据已选定的 p a 、 r K 、s λ，可求出刀刃的实际参加工作Lse 。为： p se r s 0.5 0.804 sin cos sin95cos(3)a L K = = =??λ L>1.5L se =1.026 （5）选择刀片厚度S 根据 p a ，f ，利用诺模图，得S ≥4..73 （6）选择刀尖圆弧半径 r ε ：根据 p a ，f ，利用诺模图，得连续切削 r ε =1.6 （7）选择刀片断屑槽型式和尺寸 根据条件，选择A 型。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便可确定。 确定刀片型号：TNUM220416-A ，尺寸为：
教学课程：绪论 教学目的： 1.了解课程的性质和内容 2.了解机械制造技术的发展现状 3.了解先进制造技术及其发展方向 4.了解课程的目的和要求 教学重点： 1.了解课程的性质和内容 2.了解课程的目的和要求 教学过程： 讲授新课： 一、本课程的性质和内容 本课程所讲的机械制造技术主要是指机械冷加工技术和机械装配技术。 内容包括： （1）掌握金属切削过程的基本规律和机械加工的基本知识。合理选择机械加工方法与机床、刀具、夹具及切削加工参数，并初步具备制订机械加工工艺规程的能力。 （2）掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识。初步具备分析和解决现场工艺问题的能力。 二、机械制造技术的发展现状 我国的制造业得到长足发展，但还存在阶段性的差距。 1.数控机床在我国机械制造领域的普及率不高。 2.国产先进数控设备的市场占有率较低。
3.数控刀具、数控检测系统等数控机床的配套设备不能适应技术发展的需要。 4.机械制造行业的制造精度、生产效率、整体效益等都不能满足市场经济发展的要求。 三、先进制造技术的及其发展方向 先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应用于制造的全过程以实现优质、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。 先进制造技术的主要发展趋势 （1）制造技术向自动化、集成化和智能化的方向发展（CNC)机床、加工中心（MC)、柔性制造系统（FMS）以及计算机集成制造系统（CIMS）等自动化制造设备或系统的发展适应了多品种、小批量的生产方式，它们将进一步向柔性化、对市场快速响应以及智能化的方向发展，敏捷制造设备将会问世，以机器人为基础的可重组加工或装配系统将诞生，智能制造单元也可望在生产中发挥作用。加速产品开发过程的CAD／CAM一体化技术、快速成形（RP）技术、并行工程（CE）和虚拟制造（VM）将会得到广泛的应用。 （2）制造技术向高精度方向发展 21世纪的超精密加工将向分子级、原子级精度推进，采用一般的精密加工也可以稳定地获得亚微米级的精度。精密成形技术与磨削加工相结合，有可能覆盖大部分零件的加工。以微细加工为主要手段的微型机电系统技术将广泛应用于生物医学、航空航天、军事、农业、家庭等领域，而成为下世纪最重要的先进制造技术前沿之一。
第一章金属切削原理 一、单项选择题 1.切削铸铁工件时，刀具的磨损部位主要发生在（） A.前刀面 B.后刀面 C.前、后刀面 D.前面三种情况都可能 2.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是( ) A.主偏角 B.前角 C.副偏角 D.刃倾角 3.粗车碳钢工件时，刀具的磨损部位主要发生在( ) A.前刀面 B.后刀面 C.前、后刀面 D.前面三种情况都可能 4.钻削时，切削热传出途径中所占比例最大的是( ) A.刀具 B.工件 C.切屑 D.空气介质 5.车削时切削热传出途径中所占比例最大的是( ) A.刀具 B.工件 C.切屑 D.空气介质 6.对铸铁材料进行粗车，宜选用的刀具材料是( ) A.YT15(P10) B.YT5(P30) C.YG3X(K01) D.YG8(K20) 7.下列刀具材料中，强度和韧性最好的是( ) A.高速钢 B.YG类硬质合金 C.YT类硬质合金 D.立方氮化硼 8.任何一种机床必定有，且通常只有一个( ) A.主运动 B.进给运动 C.简单成形运动 D.复合成形运动 9.ISO标准规定刀具的磨钝标准是控制( ) A.沿工件径向刀具的磨损量 B.后刀面上平均磨损带的宽度VB C.前刀面月牙洼的深度KT D.前刀面月牙洼的宽度 10.一般当工件的强度、硬度、塑性越高时，刀具耐用度( ) A.不变 B.有时高，有时低 C.越高 D.越低 11.下列刀具材料中，适宜制造形状复杂的机用刀具的材料是: A.碳素工具钢 B.人造金刚石 C.高速钢 D.硬质合金 12.精车碳钢工件时，刀具的磨损部位主要发生在( ) A.前刀面 B.后刀面 C.前、后刀面 D.前面三种情况都可能 13.滚切或插削钢质齿轮时，一般( ) A.不用切削液 B.用极压切削油 C.用水溶液 D.用低浓度乳化液 14.磨削加工时一般采用低浓度的乳化液，这主要是因为( ) A.润滑作用强 B.冷却、清洗作用强 C.防锈作用好 D.成本低 15.对下述材料进行相应热处理时，可改善其切削加工性的是( ) A.对高碳钢进行球化退火处理 B.对中碳钢的淬火处理 C.对中碳钢进行渗碳处理 D.对低碳钢进行时效处理 16.在机床——工件——夹具——刀具所组成的工艺系统刚性不足时，下列哪个力是造成振动的主要因素？（） A.主切削力 B.背向力 C.进给力 D.三者的影响程度相同 17.生产中用来衡量工件材料切削加工性所采用的基准是( ) A.切削退火状态下的45钢，切削速度为60m/min时的刀具耐用度 B.切削正火状态下的45钢，刀具工作60min时的磨损量
？ 1 绪论 刀具的发展 切削加工是现代制造业应用最广泛的加工技术之一。据统计，国外切削加工在整个制造加工中所占比例约为80％～85％，而在国内这一比例则高达90％。 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(NC)、加工中心(MC)和柔性制造系统(FMC)，都必须依靠刀具才能完成切削加工。刀具的发展对提高生产率和加工质量具有直接影响。材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔l0年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500～600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m／min，使切削加工生产率在不到100年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。设计目的 金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培养学生综合运用所学知识和理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。 通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到： (1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法； · (2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难； (3) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件。
2 成形车刀设计 被加工零件如图1.所示，工件材料为：青铜；硬度HBS115 ；强度σb = 360Mpa 。 棱体成形车刀的结构尺寸 棱体成形车刀多采用燕尾结构，夹固可靠，能承受较大切削力。主要结构尺寸有：刀体总宽度0L 、刀体高度H 、刀体厚度B 及燕尾尺寸M 等。 图1 （1） 刀体总宽度0L ，如图1所示c L L 0，