第一章金属切削过程的基本知识_机械制造技术
金属切削加工的基本知识
进给速度vf是单位时间内刀具对工件沿进给方
向的相对位移，单位是mm/s或mm/min。
进给量f是工件或刀具每回转一周时两者沿进
给运动方向的相对位移，单位是mm/r。
二者关系：
vf=f×n
切 削 用 量 三 要 素
（3）背吃刀量 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离，单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算： ap=（dw-dm）/2 mm 对于钻孔工作 ap=dm/2 mm 上两式中 dm——已加工表面直径（mm） dw—— 待加工表面直径（mm）
（3）金刚石
是目前人工制造出的最硬的物质，分天然和人造两种。
特点：
耐磨性好，可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、
高耐磨的材料；
其热稳定性差， 强度低、脆性大、对振动敏感，只宜微量切削； 与铁有极强的化学亲合力，不适于加工黑金属。
（4）立方氮化硼
由软的立方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。
切 削 层 横 截 面 要 素
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的 截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的 负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 1. 切削厚度 ac (λs= 0)
ac＝ f sinκr
2. 切削宽度 aw
aw＝ ap/sinκr
3. 切削层面积 Ac ( κr = 0)
特点：Leabharlann 有很高的硬度及耐磨性； 热稳定性好，可用来加工高温合金； 化学惰性大，可用与加工淬硬钢及冷硬铸铁； 有良好的导热性、较低的摩擦系数。
第二节 金属切削过程中的基本规律
一、切削变形
1.变形区的划分
机械制造工艺基础知识点总结
机械制造工艺基础知识点第一章金属切削加工基础知识一、切削加工基本概念1、成形运动（切削运动）是为了形成工件表面所必需的、刀具与工件之间的相对运动。
成形运动（切削运动）包括主运动和进给运动。
2、主运动是指直接切除工件上的切削层，形成已加工表面所需的最基本运动。
一般来讲，主运动是成形运动中速度最高、消耗功率最大的运动，机床的主运动只有一个。
3、进给运动是指不断地把切削层投入切削的运动，以加工出完整表面所需的运动。
进给运动可能有一个或几个，通常运动速度较低，消耗功率较小。
4、切削过程中，工件上形成三个表面1）待加工表面——将被切除的表面；2）过渡表面——正在切削的表面；3）已加工表面——切除多余金属后形成的表面。
5、切削用量三要素1）切削速度v c切削刃上选定点在主运动方向上相对于工件的瞬时速度。
2）进给量f在进给运动方向上，刀具相对于工件的位移量，称为进给量。
3）背吃刀量a p背吃刀量是在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的切削深度。
6、成形运动简图7、切削层尺寸要素(1)切削层：刀具切过工件的一个单程，或只产生一圈过渡表面的过程中所切除的工件材料层。
(2)切削层尺寸平面：通过切削刃基点并垂直于该点主运动方向的平面，称为切削层尺寸平面。
(3)切削层尺寸要素①切削厚度:指在切削层尺寸平面内，沿垂直于切削刃方向度量的切削层尺寸。
②切削宽度：指在切削层尺寸平面内，沿切削刃方向度量的切削层尺寸。
③切削面积：是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面面积。
二、刀具角度1、车刀的组成三个刀面：前面、主后面、副后面两个切削刃：主切削刃、副切削刃一个刀尖2、辅助平面1）基面：过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。
2）主切削平面：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面。
3）正交平面：通过主切削刃上的某一点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。
3、车刀的标注角度γ（1）前角在正交平面中测量，是刀具前面与基面之间的夹角。
机械制造技术考点汇总
第一章 金属切削基础1.基本知识：①工件上的加工表面：3个不断变化着的表面 (1) 待加工表面。
工件上行将被切除的表面。
(2) 已加工表面。
工件上经刀具切削后产生的新表面。
(3) 过渡表面。
工件上由切削刃正在切削着的表面，位于待加 工表面和已加工表面之间，也称作加工表面或切削表面。
②切削运动：直接完成切除加工余量任务，形成所需零件表面的运动包括主运动和进给运动（合成切削运动）主运动及进给运动：可能是连续，也可能是间歇的；可能是直线运动，也可能是回转运动；可由刀具和工件分别完成(如车削和刨削)，也可由刀具单独完成(如钻孔)，但很少由工件单独完成；可以同时进行(如车削、钻削)，也可以交替进行(如刨平面、插键槽)；③切削用量：切削用量用来定量描述主运动、进给运动和投入切削的加工余量（切削层）厚度。
切削速度：刀刃上选定点的主运动的线速度 单位：m/s 或m/min当主运动为旋转运动时，可按右式计算 切削刃上各点的切削速度是不同的进给量：主运动的每一转或每一行程，刀具和工件沿进给运动方向的相对位移量称。
znf fn v Z f ==背吃刀量：工件上已加工表面和待加工表面间的距离切削用量三要素：切削速度；进给量；背吃刀量2.金属切削刀具的几何参数①刀具切削部分的结构要素：刀具组成：夹持部分（刀柄）；切削部分（刀头） 切削部分组成：三面、两刃、一尖②切削平面切削角度分析：参考PPT1000dnv π=第二章金属切削的基本规律及其应用1.切屑的种类及其变化①分类：带状切屑；底面光滑，背面呈毛茸状挤裂切屑；底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状节状切屑；底面已不光滑，呈粒状金属块的堆砌崩碎切屑：不规则块状颗粒②影响切屑形状的因素：工件材料、切削速度、进给量、刀具角度③切屑形状对加工过程的影响：切削过程平稳性、表面质量④切屑控制：卷曲和折断2.切削层金属的变形①三个变形区②变形程度的表示：变形系数；剪切角；剪应变变形系数PS：能表示变形程度的参数：切屑形态（方便、定性）；剪切角（定量）；变形系数（纯挤压，易测）；剪应变（纯剪切，较合理，忽略挤压）③刀—屑接触区的变形与摩擦第二变形区特征:切屑底层晶粒纤维化,流速减慢,甚至滞留。
第一章 金属切削基本知识
刀具角度对加工过程的影响
1. 前角（0） ① 减小切屑的变形；
作用 ② 减小前刀面与切屑之间的摩擦力。
a .减小切削力和切削热； 所以 0 ： b .减小刀具的磨损；
c .提高工件的加工精度和表面质量。
0
0选择：
加工塑性材料和精加工—取大前角（ 0 ） 加工脆性材料和粗加工—取小前角（0 ）
前角（0）可正、可负、也可以为零。
➢ 偏挤压：金属材料一部分受挤压时 ，OB线以下金属由于母体阻碍，不 能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移
F
B
O
a）正挤压
45° M A F
BO
b）偏挤压
➢ 切削：与偏挤压情况类似。弹性变
M
形→剪切应力增大，达到屈服点→产 生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应
O F
力与滑移量继续增大，达到断裂强度
c）切削
后角（ 0）只能是正的。
精加工： 0= 80~120 粗加工： 0= 40~80 3 . 主偏角（kr）
作用：改善切削条件，提高刀具寿命。
减小kr：当ap、f 不变时，则 aw 、ac — 使切削条件得到改善，提高了刀具寿命。
dw
ap
dm
但减小kr
Fy 、
n
Fx ，加大工件的变形
挠度，使工件精度降
化学惰性
低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大
耐磨性 低 加工质量
低
较高
高 最高
最高
很高
一般精度 Ra≤0.8 Ra≤0.8 IT7-8 IT7-8
高精度 Ra=0.1-0.05
IT5-6
Ra=0.4-0.2
IT5-6 可替代磨削
低速加 加工对象 工一般
机械制造技术基础-第二版---吕明主编---习题答案
机械制造技术基础-第—版--- 吕明主编---习题答案第一章金属切削过程的基础知识一.单项选择1.进给运动通常是机床中（）Oa）切削运动中消耗功率最多的：b）切削运动中速度最高的运动；c）不断地把切削层投入切削的运动；d）使工件或刀具进入1E确加工位置的运动。
2•在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其上运动是（）o a）砂轮的回转运动，b）工件的回转运动，c）砂轮的H线运动，d）工件的直线运动。
3.在立式钻床上钻孔，其上运动和进给运动（）o町均山工件来完成：b）均由刀具来完成：c）分别由T•件和刀具來完成；d）分别由刀具和工件來完成。
4.背吃刀量作是指上刀刃与工件切削表面接触长度（）。
a）在切削平面的法线方向上测届的值；b）止交平面的法线方向上测量的值；c）在基而上的投影值:d）在上运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测届的值。
5.在背吃刀暈作和进给屋f 一定的条件卜，切削厚度与切削宽度的比值取决于（）oa）刀具询角；b）刀具后角；c）刀具上偏角；d）刀具副偏角。
6.垂直于过渡表面度鼠的切削层尺寸称为（）。
a）切削深度，b）切削氏度，c）切削厚度，d）切削宽度。
7.通过切削刃选定点，垂直于上运动方向的平而称为（九a）切削半面，b）进给平面，c）基面，d）主剖面。
&在正交平面内度量的基而与前刀而的夹角为（）oa）前角，b）后角，c）主偏角，d）刃倾角.9.刃倾角是上切削刃与（）之间的夹角。
a）切削平而，b）基面，c）上运动方向，d）进给方向11.用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加匸时，应选择刀具材料的牌号为（）oa） YT30. b） YT5, c） YG3, d） YG8.三.分析1.图1所示为在车床上车孔示意图，试在图中标岀刀具前角、后角、上角、副偏角和刃倾角。
第二章金属切削过程的基本规律及其应用3.靠询刀面处的变形区域称为_______ 变形区，这个变形区上要集中在和前刀面接触的切M底面一薄层金属内。
机械制造技术基础
机械制造技术基础主编司乃钧许小村绪论第一章金属切削加工基础知识1.1基本概念1.2切削过程1.3加工质量与检验1.4提高加工质量与生产率的途径1.5基准与装夹1.6生产过程与生产类型1.7金属切削机床的分类与型号的编制第二章车削2.1 车床2.2 车刀与工件装夹2.3 车削加工第三章钻削与镗削3.1 钻削加工3.2 扩孔与铰孔3.3 镗削加工第四章刨削、插削与拉削4.1 刨床与刨刀4.2刨削加工4.3插削4.4 拉削第五章铣削5.1 铣床与铣刀5.2铣削过程5.3铣削加工5.4先进铣削工艺简介第六章磨削与光整加工6.1磨床与砂轮6.2磨削加工6.3先进磨削工艺简介6.4光整加工第七章齿轮齿形加工7.1概述7.2圆柱齿轮齿形加工7.3圆柱齿轮精整加工7.4齿形加工方案的选择第八章机械加工工艺过程设计8.1定位基准的选择8.2机械加工工艺规程的制定8.3回转面加工方法综合分析8.4平面加工方法综合分析第九章零件的结构工艺性9.1零件结构的切削加工工艺性9.2零部件结构的装配和维修工艺性第十章特种加工技术10.1 电火花加工10.2 电解加工10.3 电解磨削10.4 超声波加工10.5 激光加工10.6 电子束加工10.7 离子束加工第十一章现代机械制造技术11.1 成组技术11.2 工业机器人11.3 数控加工技术11.4 柔性制造技术11.5 快速成形技术绪论零件的加工方法很多，一般分为热加工和冷加工两类。
热加工包括铸造、锻造、焊接和热处理等。
现代精密铸造、精密锻造和粉末冶金技术已能够使一些零件在热加工后，不需再用切削加工方法就可达到较高的质量。
但是，目前它们的应用范围不大，一般铸造、锻造、焊接只能得到形状、尺寸比较粗糙的成品或半成品。
机械中的大部分零件，特别是质量要求高的零件，还需要经过切削加工。
金属切削加工是使用切削刀具或磨具从工件上切去多余的材料，以获得几何形状、尺寸精度和表面粗糙度等都符合要求的零件的加工方法。
第一章 金属切削过程中的基本规律讲解
②增大前角 积屑瘤具有30°左右的前角。
③增大切削厚度 切削厚度增大了ΔhD。
④增大已加工表面粗糙度
原因：积屑瘤不规则的形状和非周期性的生成与脱 落、可能引起的振动、积屑瘤碎片残留在已加工表面 上。
积屑瘤
（3）影响积屑瘤的主要因素
在滑动区内的摩擦为外摩擦，该处的剪应力τy 由τs 逐渐减小到零。
正应力σγ 在刀刃处最大，离切削刃越远，前刀面上 的正应力越小，并逐渐减小到零。
刀-屑接触面上的摩擦特性
刀-屑接触面上的摩擦特性
前刀面上的摩擦系数μ是变化的，其计算公式如下：
s av
式中 τs ——工件材料的剪切屈服强度，随温度升 高而略有下降
响比较明显，前角γ0 对切削力的影响最大。
切削热的产生和传出
（1）切削热的产生 切削加工中，切削变形与摩擦所消耗的能量几乎全 部转换为热能，因此三个变形区就是三个发热源。如 下图所示。
切削热的产生和传出
（2）切削热的传出 由切屑、刀具、工件、周围介质传导出去。
车削钢料时，切削热被切屑带走约50% ~ 86%，传入 刀具的约占10% ~ 40%，传入工件的约为3% ~ 9%，传入 周围介质的约占1%。
相对滑移ε
切削层中m´n´线滑移至m˝n˝ ，瞬时位移为∆y ， 滑移量为∆s 。
cos o
sin cos( o )
增大前角γo 和剪切角φ,则
相对滑移ε减小，即切削
变形减小。
变形系数ξ
将切削时形成的切屑与切削层尺寸比较，可知切 屑的长度缩短而厚度增加。 变形系数就是切屑厚度和 切削层厚度的比值，或者是切削层长度和切屑长度的 比值。
机械制造技术基础
制造技术：就是按照人们所需要的目的，运用知识和技能，利用客观物质工具，是原材料转变为产品的技术总称。
在机械制造领域中，机械制造技术主要包括了机械设计技术，机械加工工艺技术，基础设施及其支撑技术等内容。
第一节金属切削的基本概念金属材料的切削过程是一个通过刀具与工件之间的相对切削运动，将工件上多余的金属层切除，从而得到的所需要的零件几何形状的过程。
一、切削成型运动的组成：1主运动：是切削中刀具和工件之间最主要的相对运动，是刀具切除工件的切削层，形成新的工件表面。
2进给运动：是刀具与工件间附加的相对运动，他配合主运动连续不断的切削工件，获得具有所需几何特征的已加工表面。
二、工件加工中的表面：在切削过程中，工件上形成了三个不断变化着的表面（1）待加工表面（2）已加工表面（3）过度表面三、切削层及切削用量三要素：1. 切削层：（1）切削层公称厚度A c (2) 切削层公称宽度A w（3）切削公称横截面面积A c2. 切削用量：（1）主切削速度V c（2）进给量f（3）切削深度A p第二节刀具切削部分的几何角度一、刀具切削部分的组成（1）前刀面：前刀面是指刀具上切屑流过的表面（2）后刀面：后刀面是指刀具上同前刀面相交形成主切削刃的后面（一尖二刃三面）（3）副后刀面：副后刀面是指到刀具上同前刀面相交形成副切削刃的后面二、刀具切削部分的几何角度1、测量刀具角度的参考系：（1）基面P r：基面就是通过切削刃选定点并平行或垂直与刀具在制造，刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线。
（2）切削平面P s：切削平面就是通过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。
（3）正交平面P0：正交平面是指通过切削刃选定点并同时垂直于基面的平面（4）法平面P n：法平面是指通过切削刃选定点垂直于主切削刃的平面2、刀具角度的定义：（1）前角γ0：前角是前刀面与及基面间的夹角，在正交平面P0中测量。
（2）后角α0:：后角是后刀面与切削平面间的夹角，在正交平面中测量。