Abstract:Based on the comprehensive analysis on the plastic part’s structure service requirement, mounding quality and mould menu factoring cost. A corresponding injection mould of internal side core pulling was designed. By adopting the multi-direction and multi-combination core-pulling. A corresponding injection mould of internal side core pulling was designed, the working process of the mould was introduced
第三十章切削加工的基础知识
切削加工是利用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，以获得所需的形状、尺寸精度和表面粗糙度加工方法。
切削加工在工业生产中占有非常重要的地位，除了少数零件可以用铸造和锻造获得外，大部分的零件都要经过切削加工。统计表明，金属切削加工的工作量占机器制造总工作量的40％～60％。金属切削加工与其他的加工方法相比主要有如下的优点：
1、切削加工可获得相当高的尺寸精度和很小的表面粗糙度磨削外圆精度最高可高达IT5～IT7级,粗糙度Ra=0.1～0.8μm,镜面磨削的粗糙度甚至可达0.006μm,而最精密的压力铸造只能达到IT9～IT10,R=1.6～3.2μm。.
2.切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和重量的限制
目前尚未发现不能切削加工的金属材料.实际上,包括橡胶、塑料、木材这些非金属材料在内，也都可进行切削加工，这是任何其它冷热加工方法都无法做到的.金属切削加工的尺寸可小至不到0.1mm,大至几十米,重达几百吨.
金属切削加工可分为钳工和机械加工。钳工的内容在金工实习中介绍，本章只介绍机械加工的内容，机械加工是通过操纵机床对工件进行切削加工，其生产效率高，加工质量好，是现代金属加工的主要方式。
第一节切削加工的基本概念
切削运动和切削要素在切削过程中是两个经常遇到的概念，因此必须正确理解。
一、切削运动（表面成型运动）
切削加工是靠刀具和工件之间的相对运动来实现的。刀具和工件之间的相对运动叫切削运动，它包括主运动和进给运动。
1．主运动是切除工件表面多余材料的基本运动，在切削运动中通常线速度最高，所消耗的功率也最多。例如车削时工件的旋转运动；钻削时刀具的旋转运动；刨削时工件与刀具的相对往复运动等都属于主运动。
2．进给运动是使工件未被切除的多余材料不断被切除的运动，又称走刀运动。通过进给运动便可以切削出要加工的表面。进给运动的速度一般远远小于主运动的速度。例如，车削外圆时车刀的纵向移动；钻孔时钻头的轴向移动；铣平面时工件的纵向移动；牛头刨床刨削时工件的横向间歇移动等都属于进给运动。
机床除上述运动外，其它运动均称为辅助运动。如：进刀运动、退刀运动、分度运动、工作台的升降等。
二、切削要素
切削要素指切削用量和切削层几何参数。切削加工时在工件上形成三个表面：
待加工面，是工件上等待切除一层材料的表面；
已加工表面，是工件上经切削后产生的表面；
加工面，正被刀具切削的表面，它是待加工面和已加工表面之间
的过渡面。
1、切削用量
切削用量包括切削速度、进给量、与切削深度。要完成切削，这三者缺一不可，故又称为切削用量三要素。
（1）切削速度t v 指主运动的线速度，当主运动是旋转运动时，
m/min 1000Dn
v t π=
式中 t v －切削速度，m/min ；
D-工件待加工表面直径，mm ；
n-工件转速，r/min 。
（2）进给量f （又称为走刀量） 指刀具在进给运动方向上相对工件移动的距离。可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表示。例如，车削时进给量为工件每转刀具沿进给方向的位移量，单位mm/r,刨削时进给量指工件或刀具每往复一次，两者在进给方向的相对位移，单位mm/str(毫米/每往复行程)
（3）切削深度a p 指待加工表面与已加工表面的垂直距离。例如车削外圆时切削深度是待加工表面与已加工表面的半径差。
2、切削层几何参数
切削层几何参数包括切削宽度、切削厚度和切削面积。它比进给量、切削深度更能直观地反映，切削刃单位长度负荷以及切削刃工作长度的变化。如图30-2所示。
（1）切削宽度w a 沿刀具主切削刃所量得的切削层尺寸，即切削
刃参与切削工作的长度，单位为mm 。外圆纵车时：
r p
w a a κsin =
式中 r κ—刀具主切削刃和工件轴线之间的夹角。
（2）切削厚度c a 刀具或工件每移动一个进给量f 后，刀具主切削刃相邻两个位置间的垂直距离，单位为mm 。
r c f a κsin =
（3）切削面积c A 切削层的横截面面积，单位为mm 2。
p c w c a f a a A ?=?=
由以上公式可以看出，p f ,决定c A 的大小。c A 随着r κ的减小而增
大，而c a 随着r κ的减小而减小.
第二节 切削刀具
金属切削刀具主要由刀头和刀体组成，刀头承担切削任务，刀体用来夹持刀头。选择合适的刀具对切削加工极为重要，选择刀具主要考虑材料和角度两个因素。
一、刀具材料
1．对刀具材料的要求
（1）较高的硬度 其硬度应高于工件材料的硬度，常温硬度在HRC60以上。
（2）良好的耐磨性 使刀具的工作时间延长，提高生产率。
（3）足够的强度和韧性 以保证对切削抗力、冲击力与振动有足够的承受能力。
（4）高的耐热性（又称红硬性） 能在高温下维持切削所需的硬度、耐磨性、强度和韧性。
除上述基本切削性能外，还应有良好的工艺性和导热性。
2、刀具的常用材料
（1）合金工具钢有较高的热硬性，耐热温度在2200C左右，切削速度约在8～10m/min之间，但价格低廉，常用来制造形状复杂的低速刀具，如铰刀、丝锥和板牙等。
（2）高速工具钢其高温硬度、耐磨性都比合金工具钢好，耐热温度在5600C左右，其热处理后的硬度可达到HRC63～66，切削速度可达30m/min左右。由于其热处理性能好，有较高的强度和良好的刃磨性，被广泛用于制造成形车刀、铣刀、钻头和拉刀等各种机用刀具。目前应用最多的材料是W18Cr4V。
（3）硬质合金是由碳化钨、碳化钛和钴等材料用粉末冶金方法制成的合金。其硬度可达HRA89-92.5（相当于HRC70-75），能耐温度达8500～10000C，耐磨性很好。切削速度是高速钢的4-10倍，但抗弯强度仅为高速钢的1/3，怕冲击振动。通常是将硬质合金刀片固定在刀体上使用，目前硬质合金已成为主要的刀具材料之一。
根据GB2075-87，切削用的硬质合金按其排屑形式和加工对象范围。分为三类，分别以字母P、M、K表示。
P--适于加工长切屑的黑色金属，以蓝色作标志。
M--适于加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属，以黄色作标志。
K--适于加工短切屑的黑色金属、有色金属合非金属材料，以红色作标志。
P类的硬度、耐磨性较高，韧性较差。K类的韧性较高，硬度、耐磨性略低。M类的综合性能较好。表30-1列出了分组代号及应用范围，供实际工作中参考。
每个类别的分组代号中，数字愈大，耐磨性愈低，而韧性愈高，
则进给量可选得大些，而切削速度应选得小些。
随着科学技术的发展，刀具材料不断更新。出现了一些新的刀具材料，如钴高速钢，粉末冶金高速钢，钢结硬质合金。人造金刚石，立方氮化硼（CBN）等。
二、刀具的几何形状
刀具的几何形状主要指切削部分的几何形状，包括切削部分的组成、辅助平面、切削部分的几何角度等内容。下面以普通外圆车刀为例加以说明。其它刀具都可看作由车刀演化而来。
1、车刀切削部分的组成如图30－4a所示
（1）前刀面－切屑流出时首先接触的表面。为使切屑卷曲、折断，切削塑性材料时，刀具的前刀面一般磨有断屑槽，如图30-4b所示。前刀
面可为平面，也可为曲面。
（2）主后刀面切削时，刀具上与工件加工表面相对着的表面。
（3）副后刀面切削时，刀具上与工件已加工表面相对着的表面。
（4）主切削刃前刀面与主后刀面的交线，它担负着主要的切削工作。
（5）副切削刃前刀面与副后刀面的交线，它只担负少量的切削工作。
（6）刀尖主切削刃和副切削刃的交点。为增强刀尖的强度和耐磨性，刀尖常常修磨成一段很小的直线或圆弧。
由上述可知，
车刀切削部分的组成，可以简称为“三面、两刃、一尖”。此外，刀具上还常磨有过渡刃、修光刃及负倒棱。
2、辅助平面。
为确定车刀各刀面和刀刃的空间位置，度量车刀的几何角度，引入三个互相垂直的辅助平面作为基准面和测量面。
基面P 通过切削刃选定点，并垂直于该点的切削速度方向的平面。
切削平面Ps 通过切削刃上选定点，与工件加工表面相切，且垂直于该点基面的平面。
主剖面P0通过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面，该平面是为了测量刀具的几何角度。
副剖面P0` 通过副切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面。
切削刃上同一点的切削平面与基面垂直，构成了确定刀具几何角度的坐标平面系，如图30-5所示。
3、车刀切削部分的几何角度如图30-6所示
建立主剖面参考系，在主剖面0-0（P。）上测得的角度：
（1）前角
γ前刀面与基面的夹角。它反映前刀面的倾斜程度。
前角越大，刀具越锋利，切削越轻快。但前角大会降低刀头部分的强度，切削过程中，容易崩刃。因此在保证刀头强度的前提下，尽量选择大一些的前角。根据工件材料和刀具材料，通常为50～200。
（2）后角
α主后刀面与切削平面的夹角。后角的主要作用是减0
少刀具与加工表面的摩擦。但过大会降低刀头强度，散热变差。粗加工等主要考虑强度场合，取较小后角为30～60，精加工等主要考虑减小摩擦的场合，取较大的后角为60～120
（3）楔角
β前刀面与主后刀面的夹角。
在基面上测量的角度：
（4）主偏角r κ 主切削刀在基面上的投影与进给方向之间的夹
角。它决定了主切削刀的工作长度、刀尖强度和径向力。主偏角较小时，切削宽度增加，切削厚度减薄，主切削刀的工作长度增加，刀具磨损较小、耐用。但容易引越振动，增大径向力，顶弯细长工件，影响加工精度。一般300～900 最常用的是450。
（5）副偏角r κ' 副切削刃在基面上的投影与进给相反方向之间的
夹角。它可以减少副切削刃与已加工表面间的摩擦。减小副偏角，可使表面粗糙度Ra 值减小，一般50～150。
（6）刀尖角r ε 主、副切削刃在基面上投影的夹角。它反映了刀
尖的强度和散热条件。
在切削平面内测量的角度：
（7）刃倾角s λ 主切削刃与基面之间的夹角。它主要影响刀头的
强度和排屑方向，改变刀头的受力情况。粗加工时，为了提高刀头的强度常取负值；粗加工时，为了不使切屑划伤已加工面取正值，如图30-7所示。一般为-50～100。
此外，在过副切削刃上选定点的副切削面内，还有副后角0
γ'和副前角0
α'，其定义参考前角0γ和后角0α的定义。
第三节切削过程中的物理现象
在金属的切削过程中，伴随着许多物理现象，如滞流、切削力、切削热、刀具磨损等。
一、切屑
1．切屑的形成
切屑是刀具挤压工件使工件表面的一层金属产生一系列的变形而形成的。切削塑性材料时一般经过挤压滑移、挤裂、切离四个阶段形成切屑。切削脆性材料时不经过滑移阶段。
（1）挤压阶段刀具挤压工件使接触处的金属产生弹性变形。
（2）滑移阶段刀具挤压工件并使金属内部的应力达到材料的屈服极限，发生塑性变形。
（3）挤裂阶段刀具挤压工件并使金属内部的应力达到材料的强度极限，产生裂痕而被挤裂。
（4）切离阶段被挤裂的金属脱离工件而形成切屑。
2．切屑的种类如图30-8所示
（1）带状切屑切削较软的塑性材料时，采用高的切削速度和小的进给量时得到，或采用低的切削速度和，而车刀的前角较大时形成带状切屑。
（2）节状切屑在粗加工较硬的钢材时，采用大的进给量和高的切削速度，而刀具的前角较小时形成节状切屑。
（3）粒状切屑在加工脆性材料时形成粒状切屑。
不同的切屑对工件和刀具的影响也不同，带状切屑的形成过程较平稳，工件的表面质量较好，但易刮伤工件；粒状切屑是断续产生的，会使刀具产生振动，降低工件的表面质量，刀尖的冲击较大，容易损
坏刀刃。
二、积屑瘤
切削塑性材料时，常在切削刃上粘附着一小块很硬的金属，其组织性能与刀具、工件材料均不相同，这块金属称为积屑瘤。在切削过程中，前刀面、刀刃和切屑形成一个小楔形区，这里压力大、温度高。切屑从刀具前刀面流出时切屑底层受前刀面摩擦，使流动速度降低，这层金属称为滞流层。当摩擦阻力大到一定值，就会使切屑底层金属的一小部分粘结到刀具前刀面的切削刃处，形成了积屑瘤。硬度约为工件硬度的1.5-2.5倍，粘附在切削刃上保护了切削刃，并增大了前角。在粗加工时，这是有利的。但由于积屑瘤不稳定，时隐时现，时小时大，并容易粘到工件表面上，引起振动，使工件表面粗糙度加大。因此，精加工时，应避免产生积屑瘤。切削速度对积屑瘤影响较大，当切削速度达到某一值附近，积屑瘤最大，切削速度进一步提高，积屑瘤则随之减小。因此，为避免积屑瘤的产生，可以采用较高或较底的切削速度；使刀面的粗糙度较小或加切削液以减小摩擦系数；增大前角，降低进给量以减小切削厚度等措施。
三、加工硬化
由于刀具的切削刃有一定的刃口圆弧半径ρ（约为0.012～0.032mm如图30-10所示，结果使工件的已加工面受到刀具的刃口圆弧的推压和后刀面的挤压、摩擦作用，产生强烈的塑性变形，导致表面的硬化。一般硬化层的硬度可达原工件的1-2倍，深度在0.02-0.03mm。这种再切削材料时，经过加工的表面硬度增加塑性下降的现象称加工硬化。
表面的加工硬化，常引起工件表面产生细小的裂纹，使工件疲劳
强度下降，表面粗糙度增加，使下道工序的加工增加困难。因此，常采取增大刀具的前角，提高切削速度，使用切削液等措施，减少加工硬化。
四、切削力
切削时所产生的刀具与工件之相互作用的力叫切削力。
1、切削力的来源
切削时，被刀具挤压的金属层及切屑由于变形而产生抗力，该抗力以正压力nr F 的形式作用于刀具前刀面，是切削力的主要部分。组成
切削力的其他部分包括切屑和前刀面的摩擦力fr F ；加工表面对后面的
正压力na F 和摩擦力fa F ；已加工表面对副后刀面的正压力na
F '和摩擦力fa
F '。在这三对力中，正压力均来源自工件及切屑的弹、塑性变形，摩擦力则来自工件与刀具工件的相对运动。如图30-11所示。三对力的合力即为总切削力r F ，简称为切削力。总切削力作用于刀具上的部位
和方向如图30-12所示。
2、切削分力
为了设计计算中需要及便于测量，将总切削力r F ，分解成三个相
互垂直的分力f F 、p F 、c F 。
（1）走力抗力f F 其方向与进给方向相反。车削外圆时为轴向分
力。它是机床给进机构强度设计的原始数据。
（2）吃力抗力p F 其方向与吃刀方向相反。车削外圆时，为径向
分力。其反作用力有将工件顶弯的趋势，对细长轴工件将影响工件的加工精度。增大主偏角，可以减少径向力。
（3）主切削力c F 它垂直于基面，与切削速度方向一致。是最大
的分力。c F 所消耗的功率约占机床总功率的90%以上，是计算机床主
传动系统零件强度、刚度，夹具夹紧力的主要依据。
由于刀具角度、切削用量的不同，
F和p F相对于c F的比值在一定
f
范围内变化。
F=（0.15～0.7）c F；f F=（0.1～0.6）c F
p
五、切削热
切削时所消耗的功几乎全部转化为热能。切削热的主要来源有：（1）内摩擦热在切削过程中，工件（在切削区）和切屑的弹、塑性变形产生的热。
（2）外摩擦热切屑与刀具前面、加工表面与刀具后面、已加工表面与刀具副后面之间摩擦所产生的热。
切削热使工艺系统的温度升高。使刀具硬度降低，造成刀具很快摩损；还可能改变工件的金相组织；使工件膨胀变形，影响测量及加工精度，对大尺寸，薄壁及细长工件影响更大。
可见，减少切削热降低切削温度对加工精度是十分重要的。一般来说，所有减小切削力的办法均可减少切削热，但冷却润滑重有效。采用充分合理的冷却润滑，除可减少摩擦而减少切削热外，还可带走大量的切削热，从而使工艺系统温度明显降低。
六、刀具耐用度
刀具使用一段时间后就会变钝，必须重新刃磨后才能使用。我们把两次刃磨之间的实际切削时间称刀具的耐用度，单为是分钟。观察磨损刀具，根据刀具磨损部位的不同可分为后刀面磨损、前刀面磨损和前后刀面磨损，
刀具的磨损是不可避免的。在初级磨损阶段，刀具后面的不平处被很快磨平，粗糙度减小。此后便进入了缓慢的正常磨损程度。刀具后
面磨损到一定程度，切削刃钝化严重，切削温度较快地升高，使工件表面粗糙增大并出现振动，于是开始了急剧磨损阶段，如图30-14所示。影响刀具耐用度的因素很多，如刀具材料、刀具角度、切削用量和冷却润滑情况等。其中以切削速度影响最大。在实际生产中一般根据生产经验人为地规定各种刀具的耐用度即刀具的使用时间，保证最低生产成本的耐用度。
第四节工件材料的切削加工性
工件材料的切削加工性是指工件材料在切削加工时的难易程度。这是材料工艺性能的一个重要方面。它对保证加工质量提高劳动生产率有很大影响。如果某种材料被切削加工时，允许的切削速度高，刀具耐用度高，加工质量容易保证，切削力小，易断削，则我们说这种材料的切削加工性好，反之则差。事实上，没有那种材料能同时满足上述各项指标。因此，在科研和生产中，常常只取Vt或Kr来衡量切削加工性的好坏。
1、Vt
Vt的含义是：当刀具的耐用度为t分钟时，切削某种材料所允许的切削速度。显然，Vt越高，材料的切削加工性越好。
一般材料常用V60来衡量切削加工性，难加工材料也有用V30
或V15来衡量的，其中下标“60”、“30”、“15”即指耐用度t.
2、Kr
用Vt衡量时不易看出材料切削加工性的相对程度，此时可用相对加工性Kr来衡量。Kr的定义是：如果以σb=736MPa的45号钢V60作基准，计作（V60）j，则其他材料的V60同（V60）j的比值即称为相
对加工性，记作Kr。
Kr=V60/（V60）j
材料的可切削性并非一成不变的，根据生产批量的大小，在不影响工件使用性能的前提下，可通过适当调整材料的化学成分或适当的热处理来改善材料的加工性，实际生产中经常采用后者。
金属切削加工工艺守则 文件编号：CY/QG03-19-2003 编制： 审核： 标准化： 会签： 批准： 常州液压成套设备厂有限公司 二００三年一月
金属切削加工工艺守则 一、总则 1、主题内容与适用范围 本标准规定了各种切削加工应共同遵守的基本规则。适用于本企业的切削加工。 2、引用标准 GB4863 机械制造工艺基本术语 ZB/J 38001 切削加工通用技术条件。 3、加工前的准备 3.1操作者接到加工任务后，首先要检查加工所需要的产品图样、工艺规程和有关技术资料是否齐全。 3.2要看懂、看清工艺规程、产品图样及其技术要求，有疑问之处应找有关人员问清后再进行加工。 3.3按产品图样或(和)工艺规程复核工件毛坯或半成品是否符合要求，发现问题应及时向有关人员反映，待问题解决后才能进行加工。 3.4按工艺规程要求准备好加工所需的全部工艺装备，发现问题及时处理，对新夹具、模具等，要先熟悉使用要求和操作方法。 3.5加工所用的工艺装备应放在规定的位置，不得乱放，更不能放在机床的导轨上。 3.6工艺装备不得随意拆卸和更改。 3.7检查加工所用的机床设备，准备好所需的各种附件，加工前机床要按规定进行润滑和空运转。
4、刀具与工件的装夹 4.1刀具的装夹 4.1.1在装夹各种刀具前，一定要把刀柄、刀杆、导套等擦拭干净。 4.1.2刀具装夹后，应用对刀装置或试切等检查其正确性。 4.2工件的装夹 4.2.1在机床工作台上按装夹具时，首先要擦净其定位基面，并要找正其与刀具的相对位置。 4.2.2工件装夹前应将其定位面、夹紧面、垫铁和夹具的定位、夹紧面擦拭干净，并不得有毛刺。 4.2.3按工艺规程中规定的定位基准装夹，若工艺规程中未规定装夹方式，操作者可以自行选择定位基准和装夹方法，选择定位基准应按以下原则： (一)尽可能使定位基准与设计基准重合； (二)尽可能使各加工面采用同一定位基准； (三)粗加工定位基准应尽量选择不加工或余量较小的平整表面，而且只能使用一次； (四)精加工工序定位基准应是已加工表面； (五)选择的定位基准必须使工件定位、夹紧方便，加工时稳定可靠。 4.2.4对无专用夹具的工件，装夹时应按以下原则进行找正： (一)对划线工件应按划线进行找正 (二)对不划线工件，在本工序后需继续加工的表面，找正精度，应保证下道工序有足够的加工余量； (三)对在本工序加工到成品尺寸的表面，其找正精度应小于尺寸公差和位置
机械加工工艺基础知识点 0总体要求 掌握常用量具的正确使用、维护及保养，了解机械零件几何精度的国家标准，理解极限与配合、形状和位置公差的含义及标注方法；金属切削和刀具的一般知识、常用夹具知识；能正确选用常用金属材料，了解一般机械加工的工艺路线与热处理工序。 一、机械零件的精度 1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准。理解配合制、公差等级及配合种类。掌握极限尺寸、偏差、公差的简单计算和配合性质的判断。 1.1基本术语：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、（尺寸）公差、标准公差及等级（20个公差等级，IT01精度最高；IT18最低）、公差带位置（基本偏差，了解孔、轴各28个基本偏差代号）。 1.2配合制： （1）基孔制、基轴制；配合制选用；会区分孔、轴基本偏差代号。 （2）了解配合制的选用方法。 （3）配合类型：间隙、过渡、过盈配合 （4）会根据给定的孔、轴配合制或尺寸公差带，判断配合类型。 1.3公差与配合的标注 （1）零件尺寸标注 （2）配合尺寸标注 2.了解形状、位置公差、表面粗糙度的基本概念。理解形位公差及公差带。 2.1几何公差概念： 1）形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。 2）位置公差：位置度、同心度、同轴度。作用：控制形状、位置、方向误差。3）方向公差：平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、面轮廓度。 4）跳动公差：圆跳动、全跳动。
2.2几何公差带： 1）几何公差带 2）几何公差形状 3）识读 3.正确选择和熟练使用常用通用量具（如钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺等）及专用量具（如螺纹规、平面样板等），并能对零件进行准确测量。 3.1常用量具： （1）种类：钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺。（2）识读：刻度，示值大小判断。 （3）调整与使用及注意事项：校对零点，测量力控制。 3.2专用量具： （1）种类：螺纹规、平面角度样板。 （2）调整与使用及注意事项 3.3量具的保养 （1）使用前擦拭干净 （2）精密量具不能量毛坯或运动着的工伯 （3）用力适度，不测高温工件 （4）摆放，不能当工具使用 （5）干量具清理 （6）量具使用后，擦洗干净涂清洁防锈油并放入专用的量具盒内。 二、金属材料及热处理 1.理解强度、塑性、硬度的概念。 2.了解工程用金属材料的分类，能正确识读常用金属材料的牌号。 2.1金属材料分类及牌号的识读： 2.1.1黑色金属： （1）定义：通常把以铁及以铁碳为主的合金（钢铁）称为黑色金属。
《金属切削加工基础》复习题 一、选择题 1．在车外圆时，工件的回转运动属于C 主运动，刀具沿工件轴线的纵向移动属于B 进给运动。 2．车外圆时，车刀随四方刀架逆时针转动θ角后，工作主偏角κr将 A 增大，工作副偏角κr’将A减小。 3．积屑瘤发生在第C Ⅱ变形区，加工硬化发生在第C Ⅲ变形区。4．在加工条件相同时，用A 陶瓷刀具刀具产生的切削力最小。 5．下列哪种切屑屑形不属于可接受的屑形A 带状切削。 6. 生产中常用的切削液，水溶性的切削液以C冷却为主，油溶性切 削液以C润滑为主。 7．加工塑性材料、软材料时前角A 大些；加工脆性材料、硬材料时前角A小些。 8 ．高速钢刀具切削温度超过550~600时工具材料发生金相变化，使 刀具迅速磨损，这种现象称为A 相变磨损磨损。 9．不能用于加工碳钢的是C PCD刀具。 10．主偏角、副偏角、刀尖角，三个角之和等于 B 180° 二、填空题 1．切削用量三要素切削速度Vc、进给量f、背吃刀量a p （切削深度）。2．刀具材料种类繁多，当前使用的刀具材料分4类：工具钢，硬质合金，陶瓷，超硬刀具材料。一般机加工使用最多的是高速钢和硬质合金。
3．切削力由于大小与方向都不易确定，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，将合力F分解为3个分力：切削力F c（主切削力F z），背向力F p（切深抗力F y），进给力F f（进给抗力F x）。 4．切削液的作用有冷却作用、润滑作用、排屑和洗涤作用、防锈作用。5．在切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角应大些，主偏角应大些。 6．外圆车削时，在刀具4个标注角度中，对切削温度影响较大的角度是γ和K r。 三、判断题 1. 车外圆时，切削刃上各点的切削速度相同。（×） 2．工件材料相对加工性指标Kr越小，材料的切削加工性越好，材料越容易加工。（×） 3．水溶性切削液以冷却为主，常用于精加工和复杂刀具加工中。（×） 4．高速切削时，切削液对表面粗糙度影响不明显。（√） 5．背向力F p（切深抗力F y）不消耗功率。（√） 6．刀具的寿命等于刀具的耐用度（耐用度指一次刃磨到下一次刃磨的切削时间）。（×） 7. 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。 (√ ) 8. 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。（√） 9. 切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了
国内外先进切削加工理论 1 引言 20世纪80年代以来，随着全球化市场竞争日趋激烈，为争取技术优势，各国纷纷开展先进制造技术的研究与开发。伴随着信息技术的不断发展，先进制造技术一方面发展了以数控机床为基础的自动化加工技术，另一方面发展了各种新的加工方法和加工工艺，比较典型的有(超)高速切削、干切削、硬切削、(超)精密切削技术等。微机械(或微型装置)是另一个新型研究领域，其加工技术的开发具有巨大的产业化应用前景。虚拟切削加工技术是在计算机上借助虚拟现实、立体建模和仿真技术，检验产品的设计合理性和可加工性，对产品的加工过程进行模拟与仿真，预测产品的加工质量、制造周期、使用性能等，以便及时修改设计，缩短产品的研制周期，获得最佳产品质量、最低生产成本和最短开发周期。本文主要综述(超)高速切削、干切削、硬切削、(超)精密切削、虚拟切削加工技术的主要研究内容及其关键技术。 2 高速切削加工技术 提高切削速度一直是切削加工领域十分关注并为之不懈努力的重要目标。虽然目前国内外专家尚未对高速切削的切削速度的界定达成共识，但通常认为高速切削的切削速度比常规切削速度高5~10倍以上。 高速切削加工技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC 控制系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件与软件技术综合应用的基础上发展起来的。因此，高速切削加工是一个复杂的系统工程，高速切削加工技术体系(见图1)是机床、刀具、工件、加工工艺、切削过程监控、切削机理等诸多方面的有机集成。 高速切削加工具有以下特点：①切削力随着切削速度的提高而下降；②切削产生的热量绝大部分被切屑带走；③加工表面质量提高；④在高速切削范围内机床的激振频率远离工艺系统的固有频率范围。以上特点有利于提高生产效率；有利于改善工件的加工精度和表面质量；有利于减少模具加工中的手工抛光；有利于减小工件变形；有利于使用小直径刀具；有利于加工薄壁零件和脆性材料；有利于加工较大零部件；可替代其它加工工艺(如磨削)，获得显著的经济效益。但是，随着切削速度的提高，刀具寿命会下降。 目前，航空制造业(尤其是大型整体铝合金薄壁飞机结构件的加工)、模具制造业、汽车制造业等行业均已积极采用高速切削加工技术。在实际生产应用中，应根据具体加工情况合理选用高速机床和加工工艺，不同的生产领域和加工对象对高速机床的性能要求和适用的工艺方法是有区别的。适于高速切削加工的
第一章切削加工基础知识 一、本章的教学目的与要求 本章主要介绍了机械加工基础知识。重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》(金属工艺学冷加工部分)、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。 二、授课主要内容 1切削运动和切削要素 主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数 2切削刀具和切削过程 主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度 3磨具和磨料切削 主要学习磨具和磨削原理 4材料的切削加工性 主要学习衡量材料切削加工性能的指标、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法 5机械加工工艺过程基本概念 主要学习工艺过程的基本概念、工件的安装和夹具、基准及其选择原则、工件在夹具中的定位
6机械加工质量的概念 主要学习机械加工精度、机械加工表面质量 三、重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学） 让学生重点掌握切削运动及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加工性、机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量等概念。四、要外语词汇 主运动：primary motion 进给运动：feed movement 车刀：turning tools 刀具材料：cutting tools materials 切削过程：cutting process 磨具：abrasive grinding tools 表面质量：machining quality of machined surfaces 五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等） 主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物 六、复习思考题 1.试说明下列加工方法的主运动和进给运动： a.车端面； b.在钻床上钻孔； c.在铣床上铣平面； d.在牛头刨床上刨平面； e.在平面磨床上磨平面。 2.试说明车削时的切削用量三要素，并简述粗、精加工时切削用量的选择原则。 3.车外圆时，已知工件转速n=320 r/min，车刀进给速度v f=64 mm/min，其它条件如题图1-1所示，试求切削速度v c、进给量f、背吃刀量a p、切削层公称横截面积A D、切削层公称宽度b D和厚度h D。 4.弯头车刀刀头的几何形状如题图1-2所示，试分别说明车外圆、车端面(由外向 中心进给) 时的主切削刃、刀尖、前角γ 0、主后角a o 、主偏角k r和副偏角' r k。
第二节金属切削加工的基础知识 教学目标： 1.熟悉切削加工的概念、分类、特点及应用。 2.理解切削运动的概念及其分类。 3.掌握切削用量的概念及其应用。 教学重点：切削运动的概念及其应用。 教学难点：切削用量的选择方法及依据。 教学过程： 一、复习与导入 上节课我们学习了金属材料，介绍了碳素钢、合金钢等材料，不同金属材料的性能差别很大；那么这些金属如何进行加工呢？围绕着这个问题，这节课我们来学习金属切削加工的基础知识。 二、新课讲授 1.切削加工概述 金属切削加工就是利用刀具和工件之间的相对（切削）运动，从毛坯或半 成品上切去多余的金属材料，从而获得具有一定加工质量的零件的过程。 （1）切削加工的分类 金属切削加工方式很多，一般可分为车削加工、铣削加工、钻削加工、镗 削加工、刨削加工、磨削加工、齿轮加工及钳工等。 （2）切削加工的特点及应用 工件精度高、生产率高及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表 面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来完成。 2.切削运动和切削用量 （1）切削运动 切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的相对运动, 1
2 即切削运动，切削运动按其所起的作用可分为主运动和进给运动 。 ① 主运动 由机床或人力提供的运动，它是刀具与工件之间产生主要的相对运动。在切 削运动中，主运动的速度最高，消耗功率最大。如车削时，主运动是工件的回转 运动，如下图所示。 车削运动和工件上的表面 ② 进给运动 使被切金属层不断地投入切削的运动称为进给运动，是刀具与工件间产生的 附加相对运动。如车削外圆时，进给运动是刀具的纵向运动；车削端面时，进给 运动是刀具的横向运动。 主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动；主运动可以由工件 完成，也可以由刀具完成；主运动和进给运动可以同时进行，也可以间歇进行； 主运动通常只有一个，而进给运动可以有一个或几个。 （2）切削用量 切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削用 量包括切削速度、进给量、背吃刀量三个要素。 ① 切削速度v c 在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度， 它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离,单位为m/min 或 m/s 。 主运动为旋转运动时,切削速度v c 计算公式为: )/min /(1000s m m n d v c 或??=π
切削加工通用工艺守则 1 范围 本守则规定了多种切削应共同遵守的基本规则，适用于本公司的切削加工。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB 3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d” JB/T 9168.1－1998 切削加工通用工艺守则总则 3 加工前的准备 3.1 操作者接到加工任务后，首先要检查加工所需的产品图样、工艺规程和有关技术资料是否齐全。 3.2 要看懂、看清工艺规程，产品图样及其技术要求,有疑问之处应找有关技术人员问清后再进行加工。 3.3 按产品图样或（和）工艺规程复核工件毛坯或半成品是否符合要求，发现问题应及时向有关人员反映，待问题解决后才能进行加工。 3.4 按工艺规程要求准备好加工所需的全部工艺装备，发现问题及时处理。对新夹具、模具等，要先熟悉其使用要求和操作方法。 3.5 加工所使用的工艺装备应放在规定的位置，不得乱放，更不能放在机床导轨上。 3.6 工艺装备不得随意拆卸和更改。 3.7 检查加工所用的机床设备，准备好所需的各种附件，加工前机床要按规定进行润滑和空运转。 4 刀具与工件的装夹 4.1 刀具的装夹 4.1.1 在装夹各种刀具前，一定要把刀柄、刀杆、导套等擦拭干净。 4.1.2 刀具装夹后，应用对刀装置或试切等检查其正确性。 4.2 工件的装夹 4.2.1 在机床工作台上安装夹具时，首先要擦净其定位基面，并要找正其与刀具的相对位置。 4.2.2 工件装夹前应将其定位面、夹紧面、垫铁和夹具的定位、夹紧面擦拭干净，并不得有毛刺。4.2.3 按工艺规程中规定的定位基准装夹，若工艺规程中未规定装夹方式，操作者可自行选择定位基准和装夹方法。选择定位基准应按以下原则： a)尽可能使定位基准与设计基准重合； b)尽可能使各加工面采用同一定位基准； c)粗加工定位基准应尽量选择不加工或加工余量比较小的平整表面，而且只能使用一次； d)精加工工序定位基准应是已加工表面； e)选择的定位基准必须使工件定位夹紧方便，加工时稳定可靠。 4.2.4 对无专用夹具的工件，装夹时应按以下原则进行找正:
第14章切削加工的基础知识 切削加工是利用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，以获得所需的形状、尺寸精度和表面粗糙度加工方法。 切削加工在工业生产中占有非常重要的地位，除了少数零件可以用铸造和锻造获得外，大部分的零件都要经过切削加工。统计表明，金属切削加工的工作量占机器制造总工作量的40％～60％。金属切削加工与其他的加工方法相比主要有如下的优点： 1、切削加工可获得相当高的尺寸精度和很小的表面粗糙度磨削外圆精度最高可高达IT5～IT7级,粗糙度Ra=0.1～0.8μm,镜面磨削的粗糙度甚至可达0.006μm,而最精密的压力铸造只能达到IT9～IT10,R=1.6～3.2μm。. 2.切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和重量的限制 目前尚未发现不能切削加工的金属材料.实际上,包括橡胶、塑料、木材这些非金属材料在内，也都可进行切削加工，这是任何其它冷热加工方法都无法做到的.金属切削加工的尺寸可小至不到0.1mm,大至几十米,重达几百吨. 金属切削加工可分为钳工和机械加工。钳工的内容在金工实习中介绍，本章只介绍机械加工的内容，机械加工是通过操纵机床对工件进行切削加工，其生产效率高，加工质量好，是现代金属加工的主要方式。 第一节切削加工的基本概念 切削运动和切削要素在切削过程中是两个经常遇到的概念，因此
必须正确理解。 一、切削运动（表面成型运动） 切削加工是靠刀具和工件之间的相对运动来实现的。刀具和工件之间的相对运动叫切削运动，它包括主运动和进给运动。 1．主运动是切除工件表面多余材料的基本运动，在切削运动中通常线速度最高，所消耗的功率也最多。例如车削时工件的旋转运动；钻削时刀具的旋转运动；刨削时工件与刀具的相对往复运动等都属于主运动。 2．进给运动是使工件未被切除的多余材料不断被切除的运动，又称走刀运动。通过进给运动便可以切削出要加工的表面。进给运动的速度一般远远小于主运动的速度。例如，车削外圆时车刀的纵向移动；钻孔时钻头的轴向移动；铣平面时工件的纵向移动；牛头刨床刨削时工件的横向间歇移动等都属于进给运动。 机床除上述运动外，其它运动均称为辅助运动。如：进刀运动、退刀运动、分度运动、工作台的升降等。 二、切削要素 切削要素指切削用量和切削层几何参数。切削加工时在工件上形成三个表面： 待加工面，是工件上等待切除一层材料的表面； 已加工表面，是工件上经切削后产生的表面； 加工面，正被刀具切削的表面，它是待加工面和已加工表面之间的过渡面。 1、切削用量 切削用量包括切削速度、进给量、与切削深度。要完成切削，这
塑料的切削加工方法(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
塑料制件一般采用直接成型的方法生产，但有些塑件直接成型困难或对其精度要求高时，必须进行切削加工。塑件的切削加工一般采用加工金属的设备。由于塑料的性能和金属相差较大，且塑料品种繁多，其种类不同性能也有较大差异，所以塑件的切削加工有它自身的特点。 2塑料的性能对切削加工的影响 热性能 和金属相比，塑料的热容量小，导热性差(其导热系数只有金属的千分之三或更小)，热膨胀系数大(比金属大～20倍)。故在切削过程中因摩擦而产生的热量主要传给刀具。即使少量热量传给塑件，因难以传入塑件内部，极易产生局部过热，引起塑件变色、熔融、甚至燃烧。而且温度过高，塑件的弹性变形加剧，影响塑件的表面质量和尺寸精度，严重时引起工件弹跳，甚至造成事故。因此，加工中常采用冷却剂(一般用压缩空气)降低温度。 弹性模量 塑料的弹性模量只有金属的1/10～1/16,切削加工时，若刀具和夹具对它施加压力过大，会引起较大的弹性变形，影响塑件的加工精度，严重时会造成加工困难。因此在切削加工时，刀具的参数要合理，刃口要锋利，切削用量应适当，以减小切削力。夹紧力不可过大。 塑料切屑的特点 在高速切削时，被切下来的塑料碎屑呈胶熔状态，遇冷即硬化。在加工过程中，碎屑极易粘附在刀具上，从而改变刀具的角度，增大切削深度，影响塑件的加工精度，因此应及时除去切屑。此外塑料制件在切削加工过程中，会产生大量切屑粉尘，必须采取有效的通风除尘措施，使空气中的粉尘含量符合国家规定的标准。 3 刀具材料的选择 刀具的材料主要有高速钢、硬质合金、金刚石等。切削一般的塑料
金属加工《金属切削基础知识》练习题 一.判断题(本大题共33小题) 1.金属切削加工是用切削刀具将坯料或工件上多余材料切除，以获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的方法。（） 2.主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。任何切削过程，通常只有一个主运动，最多不超过两个主运动。（） 3.钻削加工时，钻头旋转是主运动，钻头的轴向移动是进给运动。（） 4.进给运动可以有一个或几个，运动形式有平移的、旋转的，有连续的、间歇的。（） 5.从几何学角度看，各种形状机械零件的表面都是由圆柱面、圆锥面、平面和各种成形面组成。（） 6.切削加工时，主运动通常是速度较低，消耗功率较小的运动。（） 7.切削速度是指切削加工时，刀具切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度。车削加工的主运动为旋转运动，切削速度为最大线速度。（） 8.车削时，工件每转一转刀具沿进给方向移动的距离为切削速度。（） 9.车削时，待加工表面与已加工表面的垂直距离称为进给量。（） 10.切削加工时，切削热传入刀具使刀头温度升高，刀头温度称为切削温度。（） 11.刀具两次刃磨之间实际切削的时间称为刀具寿命。（） 12.有经验的操作者常根据切削过程中切屑变色发毛、切削力突然增大、振动与噪声以及表面粗糙度值显著增大等异常现象，来判断刀具是否已磨钝。（） 13.对低碳钢进行退火，对高碳钢进行正火，可改善切削加工性。（） 14.硫、硅、铅、铝元素能改善切削加工性，常用来制造易切削钢。（） 15.当切削余量太大时,可分几次切削,第一次进给应尽量将背吃刀量取小些。（） 16.车削加工时形成待加工表面、已加工表面、未加工表面三种表面。（） 17.车削加工时，切削用量三个基本参数是切削速度、进给量和背吃刀量。（） 18.金属切削时，刀具与工件之间的相对运动包括主运动和进给运动。（） 19.车刀切削部分三面是指前刀面、后刀面和副刀面。（） 20.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、陶瓷和超硬材料等。（） 21.切削过程中的物理现象包括切削力、切削热、切削变形和积屑瘤等。（） 22.金属切削过程中的各种物理现象是由于金属变形和摩擦引起的。（） 23.根据切削材料和切削条件不同，常见的切屑种类有带状切屑、节状切屑、崩碎切屑三种。（） 24.切削过程中所消耗的功绝大部分转变为热，称为切削热。切削热通过切屑、工件、刀具以及机床传散。（） 25.切削过程中，刀具两次刃磨之间实际切削的时间，称为刀具耐用度。（） 26.刀具耐用度与刀具重磨次数的乘积称为刀具寿命。（） 27.V T称为一定刀具耐用度下的切削速度，材料的切削加工性越好，则V T越低。（） 28.在钢中添加适量的硫、铅等元素，可减小切削力、易断屑，提高刀具的耐用度和工件的表面质量。（） 29.切削用量选得越大，生产效率越高。（） 30.从提高生产率或降低成本的观点看，刀具耐用度越高越好。（） 31.粗加工时允许产生一些积屑瘤，精加工时应避免产生积屑瘤。（） 32.车削加工时，工件的旋转运动是主运动，车刀的纵向、横向移动为进给运动。（） 33.为确定车刀切削部分空间位置，设想三个辅助平面，通过切削刃上选定点，垂直于切削速度方向的平面，称为基面。（） 二.单选题(本大题共25小题) 1.成形面是以曲线为母线、以圆或（）为运动轨迹所形成的表面。 A、椭圆 B、折线 C、直线 2.车削时，车刀的纵向或横向移动是（）。 A、主运动 B、进给运动 3.车刀切削部分由三面、两刃、一尖组成。两刃是指副切削刃、（）。 A、前切削刃 B、后切削刃 C、主切削刃 4.车削中设想的三个辅助平面，即主切削平面、基面、正交平面是相互（）。 A、垂直的 B、平行的 C、倾斜的 5.当切削速度确定后，增大进给量会使切削力增大，表面粗糙度Ra值（）。 A、变小 B、变大 C、不变6.车刀上过切削刃选定点垂直于假定的主运动方向的辅助平面是（）。 A、主切削平面 B、正交平面 C、基面 7.以车刀为例，刀具上切屑流过的表面称为（）。 A、前刀面 B、主后面 C、副后面 8.主切削刃与基面间的夹角称为（）。 A、前角 B、后角 C、主偏角 D、刃倾角 9.主后面与主切削平面的夹角称为后角，粗中工时后角一般取6o～8o；精加工时后角可取（）。 A、12o～14o B、10o～12o C、8o～10o D、6o～8o E、4o～6o 10.强力切削时，外圆车刀的主偏角选用（）。 A、45o B、55o C、65o D、75o E、85o 11.机械制造中应用最广的刀具材料是高速钢和（）。 A、合金工具钢 B、硬质合金 C、陶瓷 12.刀具材料要求有高的硬度，通常要求硬度在（）以上。 A、50 HRC B、60 HRC C、70HRC 13.高速钢的热硬性可达（）。 A、500～550℃ B、550～600℃ C、600～650℃ D、650～700℃ 14.热硬性可达1300℃的刀具材料是（）。 A、硬质合金 B、陶瓷 C、立方碳化硼 D、人造金刚石 15.切削力是设计、计算机床动力，夹具、刀具强度等的依据，其大小约占总切削力的（）以上。 A、60% B、70% C、80% D、90% 16.硬质合金车刀耐用度大致为（）。 A、60～90 min B、90～180 min C、180～360 min D、360～720 min 17.切削用量对切削温度的影响中，影响最大的是（）。 A、切削速度 B、进给量 C、背吃刀量 18.工件材料的强度和硬度越高，切削力就（）。 A、越大 B、越小 C、一般不变 19.当刀具前角增大时，切屑容易从前刀面流出，且变形小，因此（）。 A、增大切削力 B、降低切削力 C、切削力不变 20.合理选择切削液，可减小刀具的塑性变形和刀具与工件间摩擦，使切削力（）。 A、增大 B、减小 C、不变 21.当工件的强度、硬度、塑性越好时，刀具寿命（）。 A、越高 B、越低 C、不变 22.衡量材料最常用的切削加工性指标是相对加工性（）。 A、一定刀具耐用度下的切削速度 B、切削力的大小 C、已加工表面质量 D、切屑控制或断屑的难易 23.相对加工性K T是衡量材料切削加工性的常用的指标，当材料加工性比45钢好时，K T（）。 A、>1 B、=1 C、<1 24.刃倾角一般在（）选取。 A、-10o～-5o B、-5o～+10o C、+10o～+20o 25.精加工时，刃倾角常取（）。 A、正值，切屑引向待加工表面一侧 B、负值，切屑推向已加工表面 C、零，切屑沿垂直于主切削刃方向流出
《机械制造工艺基础》课程标准 一、课程的性质与任务 本课程是机械加工制造技术专业学生必修的专业基础课程，是研究机械制造工艺方法和工艺过程的课程。、其任务是使学生对机械制造工艺过程建立一个完整的概念。其中包括毛坯制造工艺（俗称热加工工艺）、零件切削加工工艺（俗称冷加工工艺）和机械加工二艺规程制订三部分。通过本课程学习，学生能对机械制造和各种金属切削机床有一个整体认识，具备良好的专业素养，为后续的专门化学习打好专业基础，增强工作的适应性，在一专的基础上发展多能。 二、课程教学目标 通过本门课的学习，使学生了解机械制造各种工艺方法的基础知识，对机械制造工艺过程建立一个完整的概念，增强工作的适应性，在一专的基础上发展多能。 （一）知识目标 1．了解机械加工的工艺知识； 2．了解机械加工设备的主要结构、性能和加工范围； 3．掌握零件加工工艺路线制订知识； 4．掌握金属切削加工的基本原理及一般机械加工方法。 （二）能力目标 1．初步具备根据加工零件合理选择机床和工艺装备的能力； 2．初步具备典型零件加工工艺编制和实施的能力； 3．培养学生独立思考问题的能力。 （三）职业情感与素养目标 1．培养学生创新意识和严谨求实的态度； 2．培养学生从事机械加工工作岗位的职业素养。 三、参考学时 150学时。 四、课程学分 8学分。 五、课程内容和要求
(一)教学方法 1．本在教学过程巾建议按项目和理实一体化组织教学，以现场教学为，主充分利用实物展示、切削加工等手段辅助教学，提高教学效率； 2．在教学中应注重培养学生认真负责的工作态度和合作能力，促进良好职业素养的形成； 3．现场条件不足的学校建议尽量采用多媒体等教学手段，通过录像、模型、挂图、课件动态模拟等教学资源来展现项目的学习内容。 （二）评价方法 教师在学生学习过程中主要起引导作用，要求学生按项目独立或小组合作完成学习任务。在参观和做实验的过程中尽量结合企业对员工的要求来规范学生的行为，使学生提前进入工作的角色。学生的成绩由平时成绩、阶段测试成绩和期末考试成绩相结合而形成，强调过程考评的重要性，使其懂得付出与回报的关系，并提高自信心。成绩参考比例：成绩=平时( 400-/0)+阶段测试(200-/0)+期末考试(40%)。
金属切削加工基础知识 一.填空题 1、切削运动可分为两种，即和。 2、零件的技术要求一般包括、、、度。 3、刀具材料必须具备的性能 有、、、、。 4.利用机械力对工件进行加工称为加工。通过手持工具对工件进行加工称为加工。 5.机械零件的表面形状按形体可归纳为三种基本表面，这三种基本表面可组合成各种类型的零件。三种基本表面是、和成形表面 6.车削加工时，应选择合理的，适当的，一定的背吃刀量。这是切削加工过程中不可缺少的切削用量三要素。 7.切削加工刀具中，常见的刀具材料如：高速钢、硬质合金等属于 刀具材料，陶瓷、人造聚晶金刚石等属于刀具材料。 8.车刀切削外圆时，主、副偏角越大，残留面积越，刃倾角越大，刀尖强度越。 9. 车刀切削部分组成的三个面：；二个刃：。 二、判断题 1．切削运动中，主运动通常只有一个，进给运动的数目可以有一个或几个。 （） 2．车削外圆时，进给运动是刀具的横向运动。（） 3．当切削刃安装高于工件的中心时，其实际工作前角会变小。（） 4．在基面内测量的角度是刃倾角。（） 5．在主切削平面内测量的角度是主偏角。（） 6．刃倾角的正负影响切屑的排出方向。当刃倾角为正时，切屑流向已加工表面。（） 7．一般来说, 刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。（） 8．背吃刀量对刀具寿命影响最大，进给量次之，切削速度最小。（） 9．低碳钢硬度低，切削加工性最好，中碳钢次之，高碳钢最难切削。（）三、单项选择题 1．车削时，主运动是＿。
A. 工件的回转运动 B. 工件的直线运动 C. 刀具的回转运动 D. 刀具的直线运动 2．牛头刨床刨削时，主运动是＿。 A. 工件的回转运动 B. 工件的往复直线运动 C. 刀具的回转运动 D. 刀具的往复直线运动 3．在基面内测量的角度是＿。 A.前角 B.后角 C.主偏角 D.刃倾角 4．在主切削平面内测量的角度是＿。 A.前角 B.后角 C.主偏角 D.刃倾角 5．当切削刃安装高于工件中心时，其实际工作前角会＿。 A.变大 B.变小 C.不变 6．刃倾角的正负影响切屑的排出方向。当刃倾角为正时，切屑流向＿。 A.已加工表面 B.待加工表面 C.切削表面 7．加工细长轴时，为减小Fy力，车刀主偏角应取＿。 A.450 B.750 C.900 D.都可以 8．在切削铸铁等脆性材料时，得到切屑类型是＿。 A.带状切屑 B.节状切屑 C.粒状切屑 D.崩碎切屑 9．在切削用量三要素中，影响切削力的主要因素是＿。 A.Vc B.f C.ap 10.刀具材料要求有高的硬度，通常要求硬度在以上。 A．50HRC；B．60HRC；C．70HRC 11、切削用量对刀具耐用度影响最大的是（A ）。 A切削速度； B 切削深度； C 进给量。 12、切削用量选择的一般原则，应首先选择的是： （ C ） A切削速度；B 进给量；C背吃刀量。 四、多选题 1、车削加工中的切削用量包括：( ) ①主轴每分钟转数，②切削层公称宽度；③背吃刀量(切削深度)④进给量； ⑤切削层公称厚度；⑥切削速度。 2、对刀具前角的作用和大小，正确的说法有：( ) ①控制切屑流动方向；②使刀刃锋利，减少切屑变形；③影响刀尖强度及散
技师学院 机械安装与维修系金属切削刀具基本知识郝赫（编）
金属切削刀具基本知识 1 金属切削的基本要素 1.1 机械制造过程概述 机器是由零件、组件、部件等组成的，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1所示的系统图来表示。 首先，从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件，它们都是由毛坯经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零件上装配而成的，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成最终机械产品的过程称为总装过程，总装过程是依据总装工艺文件进行的，在产品总装后，还要经过检测、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品，如一辆汽车就是经过这样的机械制造过程而生产出来的。 图1 机械制造过程的构成
1.2机械加工工艺系统 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切削加工方法得到的，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，获得在形状、尺寸和表面质量都符合要求的这种加工方法称为金属切削加工。 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，通常需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进行可靠的联接，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、夹具和工件构成的机械加工封闭系统称为机械加工工艺系统（如图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；机床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2 机械加工工艺系统的构成 1.3主要切削加工工艺简介
1 切削加工基本知识 1.1 概述 切削加工是利用切削工具从毛坯或半成品上切除掉多余的材料，以获得形状、尺寸以及表面粗糙度等各方面都符合图纸要求的机械零件。切削加工是机械制造过程中的重要环节，零件的加工，特别是精度和表面质量要求较高的零件都必须经过切削加工。 切削加工分为机械加工和钳工。机械加工是由工人操作机床对工件进行切削加工，钳工一般由工人手持工具对工件进行切削加工。 零件的加工制造一般是在常温状态下进行的，不需要加热，故称为冷加工。切削加工是冷加工的主要方式，冲压加工和特种加工也属于冷加工。 1. 2切削运动分析及切削用量 1.2.1零件典型表面的种类及形成 零件都是由一个表面（如球面）或多个不同性质的典型表面组成的。因此，我们可以将各种各样的零件简化为数量有限的几个不同性质的典型表面的组合。绝大多数的零件由以下两大类表面组成： 1.2.1.1基本表面 （1）回转体表面是以直线为母线，以圆为运动轨迹，且母线与回转轴线在同一平面内（互相平行或相交）作旋转运动所形成的表面，如内、外圆柱面，内、外圆锥面。若母线为折线或曲线，则形成回转体成形表面。这类表面一般在车床、钻床、镗床、磨床等机床上加工。 （2）平面是以直线为母线，以另一直线为轨迹作平移运动时所形成的表面。若母线为折线或曲线，则形成纵向成形表面，如燕尾槽、齿条。这类表面一般在铣床、刨床、插床和磨床等机床上完成。 1.2.1.2型面 这是以曲线为母线，运动轨迹也为曲线或圆，作旋转或平移时所形成的表面，如各种造型模具的型腔、气轮机叶片。这类表面一般在数控铣床、加工中心、电火花机床等机床上完成的。 1.2.2切削运动 切削加工是靠切削运动实现的。所谓切削运动是指刀具与工件之间的相对运动。切削运动按其在切削加工中的作用，可分为主运动和进给运动。 1.2.1.1主运动主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促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。在切削加工中主运动必须有，但只能有一个。其特点是速度最高、消耗动力最大。例如：车削时工件的旋转、铣削时铣刀的旋转。 1.2.1.2进给运动进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具和
第一章 金属切削加工基础知识 一、填空题 1、切削运动包括 ________________ 运动与 _______________ 运动。 ____ 运动消耗功率最 大 2、切削三要素有 ______________ 、 _______________ 与 ________________ 。 3、切屑的种类有 ____________ 、 ____________ 、 _____________ 与 _____________ 。 4、切削力由于大小与方向都不易确定，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，将合力 F 分解为 3 个分力： ___________ 、 ____________ 与 ___________。 5、在切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角应大些 ____________ ，主 偏角应 _________ 。 6、指出什么加工表面 7、在车外圆时， 工件的回转运动属于 _____ ，刀具沿工件轴线的纵向移动属于 _________ 8、影响切削力的因素有 _____________ 、 ___________ 与 ____________ 。 9、车细长轴时，长采用 90 度 ________ 车刀，以减少弯曲振动与变形。 10、零件的加工质量包括 ____________ 与 ___________ 。 二、选择题 A 、 第Ⅰ变形区 B 、 第Ⅱ变形区 C 、 第Ⅲ变形区 D 、 第Ⅳ变形区 2、在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（ ）。 3、切屑类型不但与工件材料有关，而且受切削条件的影响。如在形成挤裂切屑的条件下， 若 加大前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到（ ）。 A 、 带状切屑 B 、 单元切屑 C 、 崩碎切屑 D 、 挤裂切屑 4、切屑与前刀面粘结区的摩擦是（ ）变形的重要成因。 A 、 第Ⅰ变形区 B 、 第Ⅱ变形区 C 、 第Ⅲ变形区 D 、 第Ⅳ变形区 5、切削用量中对切削力影响最大的是（ ）。 A 、 切削速度 B 、 背吃刀量 C 、 进给量 D 、 切削余量 6、精车外圆时采用大主偏角车刀的主要目的是降低（ ）。 A 、 主切削力 F c B 、 背向力 F p C 、 进给力 F f D 、 切削合力 F 7、切削用量三要素对切削温度的影响程度由大到小的顺序是（ ）。 8、积屑瘤是在（ ）切削塑性材料条件下的一个重要物理现象。 1、金属切削过程中，切屑的形成主要是（ ）的材料剪切滑移变形的结果。 A 、 前角 B 、 后角 C 、 主偏角 D 、 刃倾角 A 、 v c a p f B 、
重庆航天职业技术学院 《机械零件切削加工》 课程设计报告 专业 班级 学号___ __________ 姓名___ _ ________ 指导教师 起止日期 2011/10-2011/12 机电信息工程系
《机械零件切削加工》课程设计任务书 设计题目：阶梯轴、盘套零件机械加工工艺设计 设计的原始数据： ①零件图：2张……………………………………………………………. ②年产量：10000件………………………………………........................... ③废品率： 1.5% 备品率1%....................................................... ④生产条件：工种齐全，设备完好…………………………………………. ⑤工作制：单班制（每天8小时﹚...................................................... ……项目一：阶梯轴 项目二：盘套
项目一：阶梯轴加工工艺设计 一、零件工艺行分析 1、零件结构工艺行分析 1 2）阶梯轴切削加工成形方法 车削、磨削、铣削。 2、零件技术要求分析 1) 二毛坯的选择 毛坯制造的基本方法
阶梯轴材料制造方法：锻造三、表面积终加工方法 1、φ24+0.021 0φ28+0.021 φ32±0.05主要表面终加工方法：精车 2、端面、台阶面、槽等次要表面终加工方法：半精车 四、主要表面加工路线 主要表面φ24+0.021 0φ28+0.021 φ32±0.05加工路线：粗车—半精车—精车 1、定位原理 1）六点定位基本原理 一个刚体在空间有六个自由度，要使工件的位置固定不变，就应限制这六个自由度，每限制一个自由度，工件就与夹具上的一个点相接触，所以限制六个自由度就有六个点接触。以六点限制工件六个自由度的方法称为六点定位规则或六点定位原理 A面三点限制：沿Z X、Y 三个自由度 B面两点限制：沿y Z 个自由度 C面一点限制：X 六点定位的类型、原理