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1、在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第五篇第五篇 切削加工切削加工烟台大学机电汽车工程学院烟台大学机电汽车工程学院机械制造系机械制造系1在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确金属切削加工金属切削加工基本概念基本概念使用切削工具使用切削工具(包括刀具、磨具和磨料包括刀具、磨具和磨料)切除工切除工件上多余的材料，形成已加工表面的加工方法。件上多余的材料，形成已加工表面的加工方法。金属切削加工的目的金属切削加工的目的使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面
2、使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量达到设计与使用要求。质量达到设计与使用要求。两个基本条件两个基本条件切削运动，刀具。切削运动，刀具。车削、钻削、刨削、铣削、磨削及齿轮加工等。车削、钻削、刨削、铣削、磨削及齿轮加工等。金属切削加工的主要方法金属切削加工的主要方法2在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确切削加工分为：机械加工（简称切削加工分为：机械加工（简称机工机工）和）和钳工钳工。机工机工工人通过操纵机床来完成切削加工的。主要加工工人通过操纵机床来完成切削加工的。主要加工方法有车削、钻削、刨削、铣削、磨削及齿轮
3、加工等。方法有车削、钻削、刨削、铣削、磨削及齿轮加工等。钳工钳工工人通过手持工具来进行加工的。常用的加工方工人通过手持工具来进行加工的。常用的加工方法有錾、锯、锉、刮、研、钻孔、铰孔、攻丝、套扣等。法有錾、锯、锉、刮、研、钻孔、铰孔、攻丝、套扣等。比较：比较：机工的生产率高，工人的劳动强度低，但是在某些机工的生产率高，工人的劳动强度低，但是在某些场合，钳工加工是非常经济和方便的，如装配和机修中配场合，钳工加工是非常经济和方便的，如装配和机修中配件的锉修、导轨面的刮研、笨重机件上的攻丝等。件的锉修、导轨面的刮研、笨重机件上的攻丝等。3在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置
4、具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确第一章第一章 金属切削的基本知识金属切削的基本知识第二章第二章 金属切削机床的基本知识金属切削机床的基本知识第三章第三章 常用加工方法综述常用加工方法综述第四章第四章 精密加工和特种加工简介精密加工和特种加工简介第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析第六章第六章 工艺过程的基本知识工艺过程的基本知识第七章第七章 零件结构的工艺性零件结构的工艺性4在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1-1 1-1 切削运动及切削要素切削运动及切削要素1-2 1-2 刀具材料及刀具构造刀具
5、材料及刀具构造1-3 1-3 金属切削过程金属切削过程1-4 1-4 切削加工技术经济简析切削加工技术经济简析第一章第一章 金属切削的基础知识金属切削的基础知识 金属切削加工虽有多种不同的形式，但在切削运动、切削工具以金属切削加工虽有多种不同的形式，但在切削运动、切削工具以及切削过程的物理实质等方面都有着共同的现象和规律，它是学习各及切削过程的物理实质等方面都有着共同的现象和规律，它是学习各种切削加工方法的共同基础。种切削加工方法的共同基础。5在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1.零件表面的形成零件表面的形成下一页第一节
6、第一节 切削运动及切削要素切削运动及切削要素一、零件表面的形成和切削运动一、零件表面的形成和切削运动工件在切削加工过程中，通常存工件在切削加工过程中，通常存在着三个不断变化的表面：一是在着三个不断变化的表面：一是加工表面加工表面；二是；二是待加工表面待加工表面；三；三是是过渡表面过渡表面。为了切除多余的金属，刀具和工件之间必须有相对为了切除多余的金属，刀具和工件之间必须有相对运动，即运动，即切削运动切削运动。6在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确后 退零件不同表面加工时的切削运动零件不同表面加工时的切削运动7在整堂课的教学
7、中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确v主运动主运动下一页切下切屑最基本的运动，切下切屑最基本的运动，速度最高，消耗功率最大。速度最高，消耗功率最大。v进给运动进给运动使刀具与工件之间产生附加的相对运动，与主运动相配使刀具与工件之间产生附加的相对运动，与主运动相配合。使金属层不断投入切削，从而加工出完整的平面。合。使金属层不断投入切削，从而加工出完整的平面。v合成切削运动合成切削运动 主运动和进给运动合成的运动，即实际的切削运动。主运动和进给运动合成的运动，即实际的切削运动。2.切削运动切削运动8在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题
8、来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确后 退切切 削削 运运 动动9在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确切削用量包括切削用量包括三个要素，三个要素，即：即：切削速度切削速度 Vc进给量进给量 f(或进给速度或进给速度 Vf)背吃刀量背吃刀量 ap二、切削用量二、切削用量衡量切削运动量的大小。衡量切削运动量的大小。10在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确v定义定义切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速切削刃上选定点相对于工件主
9、运动的瞬时速度。也即单位时间内，工件和刀具沿着度。也即单位时间内，工件和刀具沿着主运动方向主运动方向相相对移动的距离，单位：对移动的距离，单位：m/s 或或 m/min1.切削速度切削速度Vc（m/min)v若主运动为若主运动为旋转运动旋转运动v若主运动为若主运动为往复直线运动往复直线运动（m/min)其中：其中：d工件或刀具的直径，mm n工件或刀具的转速，r/s 或 r/min其中：其中：L 往复行程长度，mm nr 主运动每秒或每分钟的往复次数，st/s 或 st/min11在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确v定义
10、定义指指刀具刀具在在进给运动方向上进给运动方向上相对工件的位移量。相对工件的位移量。v主运动是主运动是回转运动回转运动时，进给量指工件或刀具每回转一周，时，进给量指工件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为两者沿进给方向的相对位移量，单位为 mmr。v当主运动是当主运动是直线运动直线运动时，进给量指刀具或工件每往复直线时，进给量指刀具或工件每往复直线运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm双行程双行程 或或 mm单行程。单行程。v对于对于多齿的旋转刀具多齿的旋转刀具(如铣刀、切齿刀如铣刀、切齿刀)，常用每齿进给量，常用每齿进给量
11、fz，单位为单位为mmz 或或 mm齿，它与进给量齿，它与进给量f f的关系为的关系为 f=z fz，z齿数。2.进给量进给量 f 12在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确(mm/min)f fz z、f f、V Vf f之间的关系之间的关系:V Vf f=fn=fnf fz zznzn 单位为：单位为：mm/s mm/s 或或 mm/min mm/min。nn刀具或工件的转速，刀具或工件的转速，r/s r/s 或或 r/min r/minzz刀具的齿数。刀具的齿数。进给速度进给速度Vf进给运动的瞬时速度。进给运动的瞬时速
12、度。13在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确dw待加工表面直径待加工表面直径 dm已加工表面直径已加工表面直径v定义定义在通过切削刃选定点并垂直于该点主运动在通过切削刃选定点并垂直于该点主运动方向的方向的切削层尺寸切削层尺寸 ，单位为，单位为mm。v一般称为切削深度一般称为切削深度。车外圆时：车外圆时：3.背吃刀量背吃刀量 ap14在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确切削层：切削层：切削过程中，工件上正被刀具切削刃切削着的切削过程中，工件上正被刀具切削
13、刃切削着的一层金属。一层金属。返返 回回三、三、切削层参数切削层参数3.3.切削层公称厚度切削层公称厚度hD：在同一瞬间的切削层公称横截面积在同一瞬间的切削层公称横截面积与其公称宽度之比。与其公称宽度之比。2.2.切削层公称宽度切削层公称宽度bD：给定瞬间给定瞬间在切削层尺寸平面内测量的在切削层尺寸平面内测量的作用主切削刃截形上两个极限点间的距离。作用主切削刃截形上两个极限点间的距离。1.1.切削层公称横截面积切削层公称横截面积AD：给定瞬间给定瞬间在切削层尺寸平面内在切削层尺寸平面内测量的实际横截面积。测量的实际横截面积。15在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有
14、一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确车削时切削层尺寸车削时切削层尺寸后 退16在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确v切削过程中，直接完成切削工作的是刀具，它是由切削过程中，直接完成切削工作的是刀具，它是由夹持部分夹持部分和和切削部分切削部分组成。组成。v夹持部分夹持部分是用来将刀具夹持在机床上的部分，要求是用来将刀具夹持在机床上的部分，要求它能保证刀具正确的工作位置，传递所需要的运动它能保证刀具正确的工作位置，传递所需要的运动和动力，并且夹固可靠，装卸方便。和动力，并且夹固可靠，装卸方便。v切削部分切削部分是刀具上直
15、接参加切削工作的部分。是刀具上直接参加切削工作的部分。v刀具切削性能的优劣，取决于刀具切削性能的优劣，取决于切削部分的材料、角切削部分的材料、角度和结构度和结构。第二节第二节 刀具材料及刀具构造刀具材料及刀具构造17在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1.对刀具材料的基本要求对刀具材料的基本要求一、刀具材料一、刀具材料v较高的硬度较高的硬度。必须高于工件材料的硬度，常温硬度一般在必须高于工件材料的硬度，常温硬度一般在60HRC以上。以上。v足够的强度和韧度足够的强度和韧度。承受切削力、冲击和振动。承受切削力、冲击和振动。v
16、较好的耐磨性较好的耐磨性。抵抗切削过程中的磨损，维持一定的切削时间。抵抗切削过程中的磨损，维持一定的切削时间。v较高的耐热性较高的耐热性。在高温下仍能保持较高硬度，又称为红硬性或热硬性。在高温下仍能保持较高硬度，又称为红硬性或热硬性。v较好的工艺性较好的工艺性。工艺性包括锻造、轧制、焊接、切削加工、磨削加工和热处理性能等。工艺性包括锻造、轧制、焊接、切削加工、磨削加工和热处理性能等。18在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.常用的刀具材料常用的刀具材料 常用碳素工具钢、合金工具钢、高常用碳素工具钢、合金工具钢、高 速钢、
17、硬质合金、陶瓷材料等。速钢、硬质合金、陶瓷材料等。碳素工具钢碳素工具钢 含碳量较高的优质钢含碳量较高的优质钢(含碳量为含碳量为0.71.2，如如T10A等等)，淬火后硬度较高、价廉，但耐热性较差。，淬火后硬度较高、价廉，但耐热性较差。在碳素工具钢中加入少量的在碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素，等元素，形成合金工具钢形成合金工具钢(如如9SiCr等等)，可适当减少热处理变形，可适当减少热处理变形和提高耐热性。和提高耐热性。合金工具钢合金工具钢 19在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确v高速钢高速钢v高速钢是含
18、有较多钨、钼、铬、钒等元素的高速钢是含有较多钨、钼、铬、钒等元素的高合金工高合金工具钢具钢。如：。如：W18Cr4V v高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达HRC6267）和耐热性（切削温度可达和耐热性（切削温度可达550600）。）。v与碳素工具钢和合金工具钢相比，高速钢能提高切削与碳素工具钢和合金工具钢相比，高速钢能提高切削速度速度13倍，提高刀具耐用度倍，提高刀具耐用度1040倍，甚至更多。倍，甚至更多。v它可以加工从有色金属到高温合金在内的范围广泛的它可以加工从有色金属到高温合金在内的范围广泛的材料。材料。v常用于制造形状较复杂的如：麻花钻、铣刀、拉
19、刀、常用于制造形状较复杂的如：麻花钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具等。齿轮刀具和其他成形刀具等。20在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确v硬质合金硬质合金原理：原理：是以高硬度、高熔点的金属碳化物是以高硬度、高熔点的金属碳化物(WC、TiC等等)作作基体基体，以金属，以金属Co等作等作粘结剂粘结剂，用粉末冶金的方法制，用粉末冶金的方法制成的一种合金。成的一种合金。特点：特点：硬度高，耐磨性好，耐热性高，允许的切削速硬度高，耐磨性好，耐热性高，允许的切削速度比高速钢高数倍，但其强度和韧度均比高速钢低，度比高速钢高数倍，
20、但其强度和韧度均比高速钢低，工艺性也不如高速钢。工艺性也不如高速钢。应用：应用：硬质合金常制成各种型式的刀片，焊接或机械硬质合金常制成各种型式的刀片，焊接或机械夹固在车刀、刨刀、端铣刀等的刀柄夹固在车刀、刨刀、端铣刀等的刀柄(刀体刀体)上使用。上使用。21在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确硬质合金分类硬质合金分类v钨钨钴钴类类硬硬质质合合金金（K类类）：主主要要由由碳碳化化钨钨和和钴钴组组成成，常常用用牌牌号号有有K01，K20，K30等等。K类类硬硬质质合合金金的的抗抗弯弯强强度度和和冲冲击击韧韧性性较较好好，不不易易
21、崩崩刃刃，很很适适宜宜切切削削切切屑屑呈呈崩崩碎碎状状的的铸铸铁铁等等脆脆性性材材料料。K K类类硬硬质质合合金金的的刃刃磨磨性性较较好好，刃刃口口可可以以磨磨得得较较锋锋利利，故故切切削削有有色色金金属属及及合合金金的的效效果果也也较好。较好。v钨钨钛钛钴钴类类硬硬质质合合金金（P类类）：主主要要由由WCWC，TiCTiC和和CoCo组组成成，常常用用的的牌牌号号有有P01，P10，P30等等。它它里里面面加加入入了了碳碳化化钛钛后后，增增加加了了硬硬质质合合金金的的硬硬度度，耐耐热热度度，抗抗粘粘接接性性和和抗抗氧化能力。氧化能力。22在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问
22、题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确v陶瓷材料陶瓷材料v陶瓷刀具大多是以陶瓷刀具大多是以氧化铝、氮化硅氧化铝、氮化硅为主要成分，为主要成分，经压制而成，前者居多。经压制而成，前者居多。v它的硬度高、耐磨性好，耐热性高它的硬度高、耐磨性好，耐热性高。v但陶瓷材料性脆怕冲击，切削时容易崩刃。但陶瓷材料性脆怕冲击，切削时容易崩刃。v主要用于精加工。主要用于精加工。23在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3.其他新型刀具材料简介其他新型刀具材料简介（1 1）高速钢的改进）高速钢的改进 在高速钢中增添新的元素以在高
23、速钢中增添新的元素以提高高速钢的硬度和耐热提高高速钢的硬度和耐热性性。如超高速钢；各种高精度的刀具。如超高速钢；各种高精度的刀具。硬质合金的缺点是强度和韧度低，对冲击和振动敏感。硬质合金的缺点是强度和韧度低，对冲击和振动敏感。改进的方法是改进的方法是增添合金元素和细化晶粒增添合金元素和细化晶粒，既适于加工，既适于加工铸铁等脆性材料，又适于加工钢等塑性材料。铸铁等脆性材料，又适于加工钢等塑性材料。（2 2）硬质合金的改进）硬质合金的改进 24在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确(3)(3)人造金刚石人造金刚石 v人造金刚石是
24、通过合金触媒的作用，在高温高压人造金刚石是通过合金触媒的作用，在高温高压下由石墨转化而成的。下由石墨转化而成的。v人造金刚石具有极高的硬度人造金刚石具有极高的硬度（显微硬度可达显微硬度可达HV10000）和耐磨性，其摩擦系数小，切削刃可和耐磨性，其摩擦系数小，切削刃可以做得非常锋利。因此，用人造金刚石做刀具可以做得非常锋利。因此，用人造金刚石做刀具可以获得很高的加工表面质量。以获得很高的加工表面质量。v人造金刚石的热稳定性较差人造金刚石的热稳定性较差（不得超过不得超过700800），特别是它与铁元素的化学亲和力很强，特别是它与铁元素的化学亲和力很强，因此，因此，它不宜用来加工钢铁件。它不宜用来
25、加工钢铁件。25在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确(4)(4)立方氮化硼立方氮化硼 （CBNCBN）v立方氮化硼是由六方氮化硼在高温高压下加入催立方氮化硼是由六方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成的。化剂转变而成的。v立方氮化硼的硬度很高立方氮化硼的硬度很高（可达到可达到HV80009000）并有很高的热稳定性并有很高的热稳定性（可达可达13001400C），它它的最大的优点是在高温的最大的优点是在高温（12001300C）时也不时也不易与铁族金属起反应。易与铁族金属起反应。26在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问
26、题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 金属切削刀具的种类很多，其形状、结构各不相同，金属切削刀具的种类很多，其形状、结构各不相同，但是它们的基本功用都是在切削过程中，用刀刃从工件毛但是它们的基本功用都是在切削过程中，用刀刃从工件毛坯上切下多余的金属。在结构上它们都具有坯上切下多余的金属。在结构上它们都具有共同的特征共同的特征，尤其是它们的切削部分。尤其是它们的切削部分。二、刀具角度二、刀具角度1.车刀切削部分的组成车刀切削部分的组成刀具各组成部分中承担切削工作的部分。刀具各组成部分中承担切削工作的部分。下一页27在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，
27、而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确刀具的切削部分刀具的切削部分后 退28在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确前刀面前刀面：切屑流过的表面。切屑流过的表面。主后刀面主后刀面：与工件上过渡表面相对的表面。与工件上过渡表面相对的表面。副后刀面副后刀面：与工件上已加工表面相对的表面。与工件上已加工表面相对的表面。主切削刃主切削刃：前刀面与主后刀面的交线，它承担主要的切削前刀面与主后刀面的交线，它承担主要的切削工作。工作。副切削刃副切削刃：前刀面与副后刀面的交线，它协同主切削刃完前刀面与副后刀面的交线，它协同
28、主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。成切削工作，并最终形成已加工表面。29在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确刀尖刀尖：三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃三个刀面在空间的交点，也可理解为主、副切削刃二条刀刃汇交的一小段切削刃。二条刀刃汇交的一小段切削刃。在实际应用中，为增加刀在实际应用中，为增加刀尖的强度与耐磨性，一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过尖的强度与耐磨性，一般在刀尖处磨出直线或圆弧形的过渡刃。渡刃。30在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的
29、问题也很明确 当刀具切削部分参当刀具切削部分参与切削时，又把切削刃与切削时，又把切削刃分为分为工作切削刃工作切削刃和和作用作用切削刃切削刃。工作切削刃工作切削刃：刀具上拟作切削用的刃。：刀具上拟作切削用的刃。作用切削刃作用切削刃：在特定瞬间，工作切削刃上实际参与切削，并：在特定瞬间，工作切削刃上实际参与切削，并在工件上产生过渡表面和已加工表面的那段刃。在工件上产生过渡表面和已加工表面的那段刃。31在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确刀具要从工件上切下金属，必须具有一定的角度，刀具要从工件上切下金属，必须具有一定的角度，也正
30、是由于切削角度才决定了刀具切削部分各表面的空也正是由于切削角度才决定了刀具切削部分各表面的空间位置。要确定和测量刀具角度，必须引入一个间位置。要确定和测量刀具角度，必须引入一个空间坐空间坐标参考系标参考系。2.车刀切削部分的主要角度车刀切削部分的主要角度v 静止参考系静止参考系标注角度标注角度 它是刀具设计计算、绘图标注、刃磨测量角度时基准。它是刀具设计计算、绘图标注、刃磨测量角度时基准。它是在假定条件下的工作角度。它是在假定条件下的工作角度。v 动态参考系动态参考系-工作角度工作角度 它是确定刀具切削运动中角度的基准。它是确定刀具切削运动中角度的基准。32在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带
31、着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确基面基面pr：通过主切削刃上选通过主切削刃上选定点，垂直于该点假定主运定点，垂直于该点假定主运动方向的平面。动方向的平面。主切削平面主切削平面ps：通过主切削通过主切削刃上选定点，与主切削刃相刃上选定点，与主切削刃相切，且垂直于该点基面的平切，且垂直于该点基面的平面。面。副切削平面用副切削平面用p ps s表示。表示。（1 1）刀具静止参考系）刀具静止参考系正交平面正交平面po：通过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削通过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面。平面的平面。33在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题
32、来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确（2 2）车刀的主要角度）车刀的主要角度1）基面中测量的刀具角度基面中测量的刀具角度主主偏角、副偏角偏角、副偏角主偏角主偏角r：主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。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。主偏角一般为正值。副偏角副偏角r：副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹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。角。副偏角一般为正值。34在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1）主、副偏角主、副偏角作
33、用：作用：主偏角主要影响切削层截面的形状和参数，影响切削分力的变化主偏角主要影响切削层截面的形状和参数，影响切削分力的变化，并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度；副偏角还有减小副后刀面，并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度；副偏角还有减小副后刀面与已加工表面间摩擦的作用。与已加工表面间摩擦的作用。当背吃刀量和进给量一定时，当背吃刀量和进给量一定时，主偏角愈小主偏角愈小，切削层公称宽度愈大，切削层公称宽度愈大而公称厚度愈小，即而公称厚度愈小，即切下宽而薄的切下宽而薄的切屑切屑。这时，主切削刃单位长度上。这时，主切削刃单位长度上的负荷较小，并且散热条件较好，的负荷较小，并且散热条件较好，有利于刀具
34、耐用度的提高。有利于刀具耐用度的提高。35在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确主、副偏角对残留面积的影响主、副偏角对残留面积的影响当主、副偏角小时，已加工表面残当主、副偏角小时，已加工表面残留面积的高度小，因而可减小表面留面积的高度小，因而可减小表面粗糙度的值，并且刀尖强度和散热粗糙度的值，并且刀尖强度和散热条件较好，有利于提高刀具耐用度。条件较好，有利于提高刀具耐用度。但是，当主偏角减小时，背向力将但是，当主偏角减小时，背向力将增大，若加工刚度较差的工件增大，若加工刚度较差的工件(如如车细长轴车细长轴)，则容易引起工件变
35、形，则容易引起工件变形，并可能产生振动。并可能产生振动。选用：选用：主、副偏角应根据工件的刚度及加工要求选取合理的数值。主、副偏角应根据工件的刚度及加工要求选取合理的数值。一般车刀常用的主偏角有一般车刀常用的主偏角有45、60、75、90等几种；副偏角为等几种；副偏角为515，粗加工时取较大值。粗加工时取较大值。36在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2）正交平面中测量的刀具角度正交平面中测量的刀具角度前角、后角前角、后角前角前角o：在正交平面内测量的在正交平面内测量的前刀面前刀面与与基面基面间的夹角。间的夹角。根据前刀面
36、和基面的相对位置根据前刀面和基面的相对位置不同分别规定不同分别规定正前角、零度前正前角、零度前角和负前角。角和负前角。后角后角o：在正交平面内测量的在正交平面内测量的主后主后刀面与切削平面刀面与切削平面的夹角。后角的夹角。后角一般为正值。一般为正值。37在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确选用：选用：前角的大小常根据工件材料、刀具材料和加工性质来选择。当前角的大小常根据工件材料、刀具材料和加工性质来选择。当工件材料塑性大、强度和硬度低或刀具材料的强度和韧性好或精加工工件材料塑性大、强度和硬度低或刀具材料的强度和韧性好或精加
37、工时，取大的前角时，取大的前角；反之取较小的前角。；反之取较小的前角。作用：作用：当取较大的前角时，切削刃锋利，当取较大的前角时，切削刃锋利，切削轻快，即切削层材料变形小，切削力切削轻快，即切削层材料变形小，切削力也小。也小。但当前角过大时，切削刃和刀头的但当前角过大时，切削刃和刀头的强度、散热条件和受力状况变差强度、散热条件和受力状况变差，将使刀，将使刀具磨损加快，耐用度降低，甚至崩刃损坏。具磨损加快，耐用度降低，甚至崩刃损坏。若取较小的前角，虽切削刃和刀头较强固，若取较小的前角，虽切削刃和刀头较强固，散热条件和受力状况也较好，但切削刃变散热条件和受力状况也较好，但切削刃变钝，对切削加工也不
38、利。钝，对切削加工也不利。2）正交平面中测量的刀具角度正交平面中测量的刀具角度前角前角o38在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确选用：选用：后角的大小常根据加工的种类和性质来选择。例如，后角的大小常根据加工的种类和性质来选择。例如，粗加粗加工或工件材料较硬时，要求切削刃强固，后角取较小值；工或工件材料较硬时，要求切削刃强固，后角取较小值；反之，反之，精精加工时对切削刃强度要求不高，主要希望减小摩擦和已加工表面的加工时对切削刃强度要求不高，主要希望减小摩擦和已加工表面的粗糙度值，后角可取稍大的值。粗糙度值，后角可取稍大的值。
39、2）正交平面中测量的刀具角度正交平面中测量的刀具角度后角后角o作用：作用：减少刀具后刀面与工件表面间的减少刀具后刀面与工件表面间的摩擦，影响切削刃的锋利与强度。摩擦，影响切削刃的锋利与强度。后角后角大，摩擦小，切削刃锋利大，摩擦小，切削刃锋利。但后角过大，。但后角过大，将使切削刃变弱，散热条件变差，加速将使切削刃变弱，散热条件变差，加速刀具磨损。刀具磨损。反之，后角过小，虽切削刃反之，后角过小，虽切削刃强度增加，散热条件变好，但摩擦加剧。强度增加，散热条件变好，但摩擦加剧。39在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3）切削平
40、面中测量的刀具角度切削平面中测量的刀具角度刃倾角刃倾角s刃倾角有正负之分刃倾角有正负之分：v当主切削刃呈水平时，当主切削刃呈水平时，s0；v刀尖为主切刃上最高点时，刀尖为主切刃上最高点时，s0；v刀尖为主切刃上最低点时，刀尖为主切刃上最低点时，s0。刃倾角刃倾角s：主切削刃与基面间的夹角。主切削刃与基面间的夹角。40在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确作用：作用：刃倾角主要影响刀头的强度、切削刃倾角主要影响刀头的强度、切削分力和排屑方向。负的刃倾角可起到增强刀分力和排屑方向。负的刃倾角可起到增强刀头的作用，但会使背向力增大
41、，有可能引起头的作用，但会使背向力增大，有可能引起振动，而且还会使切屑排向已加工表面，可振动，而且还会使切屑排向已加工表面，可能划伤和拉毛已加工表面。能划伤和拉毛已加工表面。选用：选用：粗加工粗加工时为了增强刀头，时为了增强刀头，s常取负值常取负值；精加工时精加工时为了保护已加工表面，为了保护已加工表面，s常取正值或零度。常取正值或零度。3）切削平面中测量的刀具角度切削平面中测量的刀具角度刃倾角刃倾角s41在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确切削细长轴的银白屑切削细长轴的银白屑车刀，如图所示，精车刀，如图所示，精度可达度可
42、达1.63.2，效率，效率是一般车刀的是一般车刀的3倍。倍。特点：特点：1.主偏角为主偏角为90。背向力小，工件变形小。背向力小，工件变形小。2.大前角。切削力小。前刀面有卷屑槽，利于排屑，发大前角。切削力小。前刀面有卷屑槽，利于排屑，发热小。热小。3.主切削刃磨有倒棱，强度高。主切削刃磨有倒棱，强度高。4.刃倾角刃倾角+3，不会损伤已加工表面。，不会损伤已加工表面。实际车刀实际车刀银白屑银白屑42在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确在在工作参考系工作参考系中定义的刀具角度中定义的刀具角度考虑了考虑了合成运动合成运动和和刀
43、具安装条件刀具安装条件的影响。的影响。（3 3）刀具的工作角度）刀具的工作角度刀具安装高低对工作角度的影响刀具安装高低对工作角度的影响 车削外圆时，车刀的刀尖一般与工件轴心是等高的。车削外圆时，车刀的刀尖一般与工件轴心是等高的。如果刀尖高于或低于工件轴线，则此时的切削速度方向如果刀尖高于或低于工件轴线，则此时的切削速度方向发生变化，引起基面和切削平面的位置改变，从而使车发生变化，引起基面和切削平面的位置改变，从而使车刀的实际切削角度发生变化。刀的实际切削角度发生变化。43在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确刀杆中心线偏斜对
44、工作角度的影响刀杆中心线偏斜对工作角度的影响 当车刀刀杆的中心线与进给方向不垂直时，车刀的当车刀刀杆的中心线与进给方向不垂直时，车刀的主偏角主偏角和副偏角和副偏角将发生变化。将发生变化。44在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 车刀的结构形式有整体式、焊接式、机夹重磨式和车刀的结构形式有整体式、焊接式、机夹重磨式和机夹可转位式等。机夹可转位式等。三、刀具结构三、刀具结构1.1.机夹重磨式车刀机夹重磨式车刀用机械的方法将硬质合金用机械的方法将硬质合金刀片夹固在刀杆上的车刀。刀片夹固在刀杆上的车刀。刀片磨损后，可卸下重磨，刀片
45、磨损后，可卸下重磨，然后再安装使用。然后再安装使用。可避免焊接引起的缺陷，刀杆可多次重复使用。可避免焊接引起的缺陷，刀杆可多次重复使用。结构较复杂，刀片重磨时有可能产生应力和裂纹。结构较复杂，刀片重磨时有可能产生应力和裂纹。45在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.2.机夹可转位式车刀机夹可转位式车刀 将预先加工好的有一定几何角度将预先加工好的有一定几何角度的多角的多角硬质合金刀片硬质合金刀片，用机械的方，用机械的方法装夹在特制的刀杆上的车刀。法装夹在特制的刀杆上的车刀。由于刀具的几何角度是由刀片形状及其在刀杆槽中的由于
46、刀具的几何角度是由刀片形状及其在刀杆槽中的安装位置来确定的，故不需要刃磨。安装位置来确定的，故不需要刃磨。当一个切削刃磨钝后，只要松开刀片夹紧元件，将刀当一个切削刃磨钝后，只要松开刀片夹紧元件，将刀片转位，改用另一新切削刃，重新夹紧后即可继续切削。片转位，改用另一新切削刃，重新夹紧后即可继续切削。待全部刀刃都磨钝后，再装上新刀片又可继续使用待全部刀刃都磨钝后，再装上新刀片又可继续使用46在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确v避免了因焊接而引起的缺陷，在相同的切削条件下避免了因焊接而引起的缺陷，在相同的切削条件下刀具切削性能大为提高。刀具切削性能大为提高。v在一定条件下，卷屑、断屑稳定可靠。在一定条件下，卷屑、断屑稳定可靠。v刀片转位后，仍可保证切削刃与工件的相对位置，刀片转位后，仍可保证切削刃与工件的相对位置，减少了调刀停机时间，提高了生产效率。减少了调刀停机时间，提高了生产效率。v刀片一般不需重磨，利于涂层刀片的推广使用。刀片一般不需重磨，利于涂层刀片的推广使用。v刀片使用寿命长，可节约刀体材料及其制造费用。刀片使用寿命长，可节约刀体材料及其制造费用。机夹可转位式车刀的主要优点：机夹可转位式车刀的主要优点：返返 回回47