金属切削原理与刀具-资料精品教育文档
金属切削原理与刀具
金属切削原理与刀具金属切削是指通过刀具对金属材料进行加工削除的过程，是金属加工领域中常见且基础的一种加工方式。
人们在制造和加工各种金属制品的过程中，常常需要通过切削来将金属材料加工成所需的形状和尺寸。
本文将深入探讨金属切削的原理以及相关的刀具类型。
一、金属切削原理金属切削的原理是利用刀具对金属工件进行力学削除材料的过程。
主要原理可以归纳为以下几点：1. 刀具与工件的相互作用力：切削过程中，刀具施加在工件上的作用力可以分为切割力、摩擦力、压力等。
切割力使刀具沿着切削方向削除金属，摩擦力影响工件表面的质量，而压力则有助于防止振动和提高切削质量。
2. 刀具与工件的接触面积：切削过程中，刀具与工件的接触面积较小，集中在切削刃上。
通过提高切削刃的硬度和耐磨性，可以减少切削面的磨损，延长刀具的使用寿命。
3. 金属切削时的切削角度：切削角度是指刀具切削刃与工件表面法线之间的夹角。
合理选择切削角度可以使切削过程更加顺利，减少切削力和切削温度。
二、常见的刀具类型不同的金属切削需求需要选择不同类型的刀具。
以下将介绍几种常见的刀具类型及其特点：1. 钻头：用于钻孔加工的刀具，主要特点是具有较高的刚性和旋转精度。
根据孔径的大小，可以选择不同类型的钻头，如常规钻头、中心钻头和孔径加工钻头等。
2. 铣刀：用于面铣、端铣、槽铣等加工的刀具，形状像一把小锯齿，可通过旋转进行切削。
铣刀可分为平面铣刀、球头铣刀、棒铣刀等多种类型，适用于不同形状和尺寸的金属切削。
3. 刀片：用于车削加工的刀具，通常由硬质合金制成，具有较高的耐磨性。
刀片形状多样，如可直线切削的刀片、可拐弯切削的刀片等，适用于不同形状和尺寸的车削加工。
4. 锯片：用于锯切金属材料的刀具，常用于金属管、金属板的切割。
根据不同的锯片规格和齿型，可以实现不同精度和效率的锯切加工。
5. 切割刀具：包括切割刀片和切割车刀等，主要用于金属材料的切割和切断。
根据切割的需求和要求，选择合适的切割刀具可以提高加工效率和切割质量。
金属切削原理及切削刀具培训教材
于橫刃前角是很大的負前角,所以鑽削的橫刃處發生嚴 重的擠壓而造成很大的軸向力.
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金屬切削原理及切削刀具培訓教材
九. 刀具的回收,包裝及保存.
CNC机床所使用的刀具基本上都是整体硬質合金刀具,刀具价格比較 貴,為了降低刀具成本,要對舊刀具進行回收和修磨,調机技術員從刀柄 上取下的各种規格舊刀.在吹淨之后, 應裝入原有包裝盒中. 單獨包 裝 (特別是鋸片銑刀) 交刀具保管員分類存放,并注明相應的規格,定期 交回貨倉,嚴禁刀具相互堆放,使刀具發生嗑碰,造成刀具提前報廢.
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3.切削深度:工件上已加工表面和待加工表面的垂直距離.
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五. 麻花鑽
麻花鑽:(鑽頭)是在實心材料上加工出孔的刀具,它是在工件內表 面半封閉空間內工作的,因而對排屑,刀具的強度,切削液等方面有特 殊要求.
標准麻花鑽切削部分的組成:
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金屬切削原理及切削刀具培訓教材
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四. 切削用量三要素及其選擇原則:
切削用量是指切削速度,進給量及切削深度,
1. 切削速度ν: 切削刃的選定點相對工件的主運動的瞬時速
度.
2. 進給量f : 在工作或刀具每回轉一周,刀具与工件之間沿進給 運動方向的相對位移. ( mm/r ) 對多刃刀具為了衡量每個刀齒的切削負荷,需計算 每齒進給量,通常用f z 表示: ( mm/z )
10金属切削原理与刀具教案
10金属切削原理与刀具教案
一、教学目标
1、了解金属切削原理和金属切削刀具。
2、掌握金属切削原理，包括切割力，耗散量，刀具磨损等。
3、掌握金属切削刀具类型，结构，用途，材质等基本知识。
4、掌握刀具精度检验，刀具磨削修磨方法以及刀具维护、保养的技巧。
二、教学内容
1、金属切削
金属切削是金属加工的一种方法，常用来制造机械零件、工具、机床和其他金属零件。
金属切削是利用非硬质工具切削金属加工的工艺，它通过切削刃的转动，在金属表面上形成磨损痕迹，从而完成加工过程，例如铣削、锉削、磨削、锯削等。
2、金属切削原理
（1）切割力
切割力是指金属切削的基本力学原理，也是金属切削中最重要的力学原理之一、金属切削受到主要两个基本力的影响，即切削力和剪切力。
（2）耗散量
切削耗散量是指金属切削过程中的能量转换。
当刀具磨削给定表面时，刀具的刃口磨损，耗散量和比热发生变化。
金属切削过程中，大部分能量
转换形式是热量，其余的转换形式有音响，微小的循环磨耗和动力等。
（3）刀具的磨损
刀具的磨损是指通过金属切削给定表面时，刀具的刃口磨损。
制造技术ch2金属切削原理与刀具1资料
第二章金属切削原理与刀具第一节金属切削加工的基本概念一、金属切削加工的基本概念1、切削运动与切削表面金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。
按切削时工件与刀具相对运动所起的作用来分（1）主运动vc主运动是切下金属所必须的最主要的运动。
通常它的速度最高，消耗机床功率最多。
（2）进给运动vf使新的金属不断投入切削的运动。
可以是连续运动，也可以是间歇运动。
（3）合成运动与合成切削速度合成运动切削表面待加工表面已加工表面过渡表面(加工表面)2、切削用量与切削层参数v c 、f 、a p 称之为切削用量三要素（1）切削速度式中d －工件或刀具上某一点的回转直径（mm ）n －工件或刀具的转速（r/s 或r/min ）min /m s /m 1000dn v c 或π=（2）进给速度vf单位时间的进给量，单位是mm/s(mm/min)进给量f: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（毫米/转）。
每一个刀齿的进给量fz，即后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。
v f =f·n=fz·z·n mm/s或mm/min（3）背吃刀量车削、刨削加工：背吃刀量ap 为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：a p =(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）（4）切削层参数a 、切削层公称厚度垂直于加工表面来度量的切削层尺寸称为切削厚度a c =fsink r a c ——切削层公称厚度(mm)f ——进给量(mm/r)k r ——车刀主偏角(0)b 、切削层公称宽度沿过渡表面度量的切削层尺寸，称为切削宽度，以a w 表示，a w =a p /sink rc 、切削层公称横截面积A =a ·a =f·a第二节刀具一、刀具角度1、刀具切削部分的组成(1)前刀面Ar：切屑流过的表面。
金属切削原理与刀具设计金属切削过程PPP文档(最全版)
图c）3-小9规相模对挤滑裂移（系小数块破碎切除）
a图）3大 -1规1 模挤已裂加（工大表块面破变碎形切除）
γ0
切图削3-： 9 与相偏对挤滑压移情系况数类似。
Ø 当γ = 0～30°，Λ 时 图3-61 切金屑属的挤卷压曲与切削比较
图切3削-1力1波动已较加大工，表切面削变过形程不0平稳，表面粗糙度不佳 h
名称
带状切屑
挤裂切屑
单元切屑
崩碎切屑
简图
形态 变形
形成 条件
影响
带状，底面光滑 ，背面呈毛茸状
剪切滑移尚未达 到断裂程度
加工塑性材料， 切削速度较高， 进给量较小， 刀具前角较大
切削过程平稳， 表面粗糙度小， 妨碍切削工作， 应设法断屑
节状，底面光滑有裂 纹，背面呈锯齿状
粒状
局部剪切应力达到断 剪切应力完全达
45° M A F
B
O
a）正挤压
45° M A F
BO
b）偏挤压
M
Ø 切削：与偏挤压情况类似。弹性变形→剪
切应力增大，达到屈服点→产生塑性变形， 沿OM线滑移→剪切应力与滑移量继续增大
O F
，达到断裂强度→切屑与母体脱离。
c）切削
图3-1 金属挤压与切削比较
3.2 金属切削过程的变形
金属切削变形过程
v断屑是对已变形的切屑再附加一次变形（常需有断屑装置， 图3-7）
图3-6 切屑的卷曲
图3-7 断屑的产生
3.3 切屑类型与变形系数
变形系数
切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本 不变。可用其表示切削层变的变形程度。
◆ 厚度变形系数
h
h ch hD
◆ 长度变形系数
《金属切削原理与刀具》教案
《金属切削原理与刀具》教案一、教学内容本节课的教学内容来自于小学《金属切削原理与刀具》教材的第三章，主要介绍金属切削的基本原理和刀具的分类及使用方法。
具体内容包括：金属切削的过程、切削力与切削功率、刀具的类型与结构、刀具的磨损与更换等。
二、教学目标1. 让学生了解金属切削的基本原理，知道切削力与切削功率的概念。
2. 使学生熟悉刀具的类型与结构，掌握刀具的磨损与更换方法。
3. 培养学生动手操作和实践能力，提高他们的技术素养。
三、教学难点与重点重点：金属切削的基本原理、刀具的类型与结构、刀具的磨损与更换。
难点：切削力与切削功率的计算、刀具的磨损规律及更换时机。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、刀具实物、切削实验装置。
学具：笔记本、课本、尺子、剪刀。
五、教学过程1. 导入：通过展示金属切削加工的视频，让学生初步了解金属切削的过程，引出本节课的主题。
2. 讲解：讲解金属切削的基本原理，介绍切削力与切削功率的概念，分析刀具的类型与结构，讲解刀具的磨损与更换方法。
3. 实践：让学生分组进行切削实验，观察刀具的磨损情况，学会正确更换刀具。
4. 讨论：分组讨论切削力与切削功率的计算方法，分享刀具磨损与更换的实践经验。
六、板书设计金属切削原理与刀具1. 金属切削过程2. 切削力与切削功率3. 刀具类型与结构4. 刀具磨损与更换七、作业设计1. 题目：计算切削力与切削功率已知条件：切削速度v = 50m/min，切削深度d = 2mm，切削宽度b = 10mm，刀具前角γ = 20°，刀具后角α = 15°，材料硬度HB = 200。
求：切削力F和切削功率P。
答案：切削力F = 150N切削功率P = 15W2. 题目：分析刀具磨损规律及更换时机要求：结合实践经验，分析刀具磨损的原因，判断何时需要更换刀具。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果如何？学生是否掌握了金属切削原理和刀具的使用方法？2. 拓展延伸：研究金属切削液的作用，探讨如何提高切削加工效率。
金属切削原理及刀具课件
刀具的磨损与破损
刀具磨损的形式与机理
刀具磨损的形式：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损
刀具磨损的机理：磨料磨损、热磨损、化学磨损、疲劳磨损
刀具磨损的影响因素：切削参数、切削材料、刀具材料、刀具结构
刀具磨损的预防措施：合理选择切削参数、选用合适的切削材料、选用高耐磨损的刀具材料、优 化刀具结构
刀具磨损的监测与控制
刀具磨损的监测方法：通过观察、测量和检验等方法对刀具磨损情况进行实时监测。
刀具磨损的控制策略：采用合理的切削参数、刀具材料和涂层技术等手段，有效控制刀具磨 损。
刀具磨损的预防措施：通过改进刀具设计、提高刀具制造质量和使用高性能刀具等方法，减 少刀具磨损的可能性。
刀具磨损的应对措施：一旦发现刀具磨损，应及时采取更换刀具、调整切削参数等措施，避 免影响加工质量和效率。
刀具的维护与保养 ：正确的使用和维 护刀具，可以延长 刀具的使用寿命， 提高加工效率。
刀具的几何参数与选择
刀具的几何参数：包括前角、后角、主偏角、副偏角等，这些参数对切削 力和切削热有重要影响。
刀具的选择：根据加工材料、加工要求、刀具材料和加工条件等因素选择 合适的刀具，以确保加工质量和效率。
刀具的刃磨：刃磨可以改变刀具的几何参数，从而调整切削力和切削热， 提高加工质量和效率。
刀具的基本知识
刀具的分类与用途
刀具的分类：根据刀具的结构可分为整体式、镶嵌式和特殊形式；根据刀具的使用范围可 分为车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
刀具的用途：刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。绝大多数的刀具是 机用的，但也有手用的，如刻刀、木工刨刀、木工铣刀等。
刀具的发展趋势：随着制造业的发展，刀具行业正朝着高效化、智能化、精细化方向发展。
《金属切削原理与刀具》
《金属切削原理与刀具》金属切削原理与刀具(刀具部分)一、引言金属切削技术是现代制造业中最常用的加工方法之一、在金属切削工艺中，刀具扮演着重要的角色。
刀具的选择和使用直接影响到加工效率和加工质量。
本文将介绍金属切削原理以及常见的几种刀具类型及其使用特点。
二、金属切削原理金属切削原理是指用刀具对金属材料进行加工时，通过切削力将金属材料分离，形成所需形状和尺寸的工件。
切削过程中，刀具与金属材料之间会发生以下几个要素：切削速度、进给量、切削深度以及刀具材料。
合理控制这些要素可以达到更好的切削效果。
三、常见刀具类型及其使用特点1.铣刀铣刀是一种常用的刀具，广泛应用于金属零件的加工中。
铣刀主要用于将工件上的金属材料进行加工，切削下去，并形成所需的形状和尺寸。
铣刀通常由数个齿刃组成，其形状和数量根据加工需求而定。
铣刀的使用特点是高效、精确，适用于复杂形状的加工。
2.钻头钻头是用于孔加工的刀具，通常用于将金属材料中心钻孔，并逐渐扩大孔径。
钻头通常具有一个中心刀尖，可用于定位，并有多个切削刃，用于切削金属材料。
钻头可分为普通钻头和铺地钻头两种类型，前者主要应用于一般孔加工，后者适用于加工更大直径的孔。
3.螺纹刀螺纹刀是一种用于螺纹加工的刀具。
螺纹刀通常具有螺纹形状的刀刃，可将其螺纹形状切削到工件上，以形成所需的螺纹。
螺纹刀可分为单齿和多齿两种类型，根据加工需求选择合适的螺纹刀。
4.镗刀镗刀是一种用于加工孔的刀具，通常用于加工较精密的孔，如配合孔、镗孔等。
镗刀具有多个切削刃，能够同时加工多个切削面。
镗刀的使用特点是能够得到高精度和表面质量好的孔加工效果。
四、刀具的选用与使用注意事项在选择刀具时，需要考虑以下几个方面：工件的材料、形状和尺寸要求、切削速度以及切削负载等。
不同的刀具具有不同的切削特性，适用于不同的切削条件。
同时，在使用刀具时，要保证刀具的良好状况，及时更换磨损严重的刀片，保证加工质量。
总之，金属切削原理与刀具是现代制造业中不可或缺的一部分。
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二、刀具角度的参考系
为了确定刀具切削部分的几何形状，即确定刀具前刀 面、后刀面及切削刃在空间的相对位置，需要用一定的 几何角度表示。刀具角度需要设定在一定的参考系中。
用来定义刀具角度的参考系有两大类：
一类是静止参考系，是用于定义刀具在设计、制造、 刃磨和测量时刀具几何参数的参考系，它由主运动方向确
定的画图、识图能力
1~1 切削运动和切削用量
一、切削运动 思考：何为金属切削加工
金属切削加工是用金属切削刀具切除工件上多余的或 预留的金属，使工件的形状、尺寸及表面质量都达到预 定要求的加工。
按作用分：切削运动可分为主运动和进给运动
v c 主运动
进给运动 v f
刀具和工件之间相对运 刀具和工件之间相对运
3刀．具副表后面刀。面A：'切削过程中与工件上已加工表面相对着的
4．主切削刃（S）：承担主要切削任务的切削刃，它是 前刀面与后刀面相交的部位。
S 5它．是副前切刀削面刃与：副配后合刀主面切相削交刃的完部成位少。量切削任务的切削刃，'
6．刀尖：是主切削刃与副切削刃交汇处相当少的一部分切 削刃，它可以是一小段直线或圆弧。
2．法平面参考系
法平面参考系由基面 、切削平面、法平面三个
平面组成。
pr p s pn
法平面：过切削刃选定点并垂直于切削刃的
平面
3．假定工作平面参考系
pr p s p f
假定工作平面：过切削刃选定点平行于假定进给运 动方向并垂直于基面的平面。
pr p s p p
三、刀具角度的基本定义
刀具在设计、制造、刀磨和测量时，用刀具 静止参考系中的角度来标明切削刃和刀面在空 间的位置，这样的角度称为刀具的静态角度或 标注角度。
p r 基面：过切削刃选定点垂直于假定主运动方向的平
面。车刀的基面平行于刀柄的安装面。
p s主切削平面：过主切削刃选定点与主切削刃相切并垂 直于基面的平面，也就是主切削刃与切削速度方向构成 的平面。对应于副切削刃的切削平面称为副切削平面。
p o 正交平面：过切削刃选定点同时垂直于基面和切削 平面的平面。
1．切削速度
切削速度指切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度， 如图1-3所示。它是衡量主运动大小的参数。单位为m/min
vc
dn 1000
2．进给量f
进给量是刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量， 如图1-3所示。可用刀具或工件每转（或每行程）的位移 量来表示，单位为mm/r或mm/行程。
于工件中心高处，此时切削刃上选定点的主运动方向即
为假定主运动方向。车刀假定主运动方向垂直于车刀刀 柄的安装面。
（2）假定进给运动方向 假定进给运动垂直（外圆车 刀）或平行于（内孔车刀、切断刀等）刀柄轴线，此时
切削刃选定点的进给运动方向称为假定进给运动方向。
1．正交平面参考系
正交平面参考系
pr
ps
po
进给速度指切削刃选定点相对工件进给运动的瞬 时速度，单位mm/s。车削时进给运动速度
vf n f
3．背吃刀量 背吃刀量是垂直于进给速度方向测量的
切削层最大尺寸，单位mm。如图1-3所示。 车外圆时背吃刀量一般指工件已加工表面 和待加工表面间的垂直距离，
ap
dw
dm 2
d w —工件待加工表面直径（mm） d m —工件已加工表面直径（mm）
定。
另一类是刀具工作参考系，用来规定刀具实际切削加工
时几何角度的参考系，该参考系考虑了切削运动和实际安
装情况对刀具几何参数的影响，它由合成切削运动确定。
本节只讲述刀具静止参考系及其几何角度的定义。
假定条件
在建立刀具静止参考系时 ，需要规定刀具的假定主运动 方向及进给运动方向。
（1）假定主运动方向 假定刀具切削刃上选定点位
1．车刀切削部分的组成
如图1-4所示为常见的外圆车刀，它由刀头 （或刀片）和刀柄两部分组成。 刀头承担切削工作，又叫切削部分； 刀柄用来装夹车刀。
刀具切削部分由若干刀面和切削刃构成 。 本章重点介绍刀具的切削部分。
三面、两刃、一尖
1、前刀面：刀具上切屑流过的表面 A
A 2．后刀面：切削过程中与过渡表面相对的刀具表面。
§1—2刀具切削部分的几何参数
本节内容不仅是本章的重点，而且是一难点，要求 学生掌握刀具的几何角度，此内容要求不仅要看懂图， 而且要会画刀具的基本角度，为刀具的刃磨做好基础。
金属切削刀具的种类虽然很多，但它们的 切削部分的几何形状与参数都有共性，即无论 刀具结构如何复杂，它们的切削部分总是近似 地以外圆车刀的切削部分为基本形态。以下以 普通外圆车刀为代表来确定切削部分的基本定 义。
由于刀具的参考系在切削刃上各点是变化 的，因此应指明选定点。
（一）刀具角度的基本定义
1．正交平面参考系内的刀具角度
2．在法平面参考系内测量的角度 3．在假定工作平面参考系测量的角度 ４．参考系内的刀具角度：
当用单刃刀具切削时，它将在工件或刀具的下一转或者 下一次切削行程中被切除（如车削、刨削），而用多刃刀 具切削时，它将被随后的一个切削刃切除（如铣削）。
三、切削用量
切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数。它 包括切削速度、进给量和背吃刀量的三要素。切削用 量直接影响工件加工质量、刀具寿命、机床的动力消 耗及生产率等，因此必须合理地选择切削用量。
动的主要运动
动的附加运动
切削速度最高，消耗功 率最大
由刀具或工件完成
主运动只有一个
间歇运动或连续运动
只消耗很少的功率
进给运动可以是一个、 两个或两个以上，也可 没有
3、合成切削运动 ve vc vf
二、工件上形成的表面
1．待加工表面：工件上有待切除的表面。 2．已加工表面：工件上经刀具切削后形成的新表面。 3．过渡表面：工件上由切削刃形成的那部分表面。
金属切削原理与刀具
切削原理 切削刀具
切削原理
刀具角度 切削基本规律 如何选择参数
切削刀具重点掌握各种常用刀具的基本结构和基本应用, 并按要求会选用.
第一章 金属切削加工的基本概念
教学内容： 以车削和车刀为代表阐述刀具 切削部分几何要素的基本定义和切削层参数 的几何特征。
教学重点： 刀具基本角度的掌握 教学要求： 本章难度较大,要求学生具备一