切削原理与刀具1
金属切削原理与刀具第版课后习题答案
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= γn1-4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。
《金属切削原理与刀具》知识点总结
I 切削原理部分第1章刀具几何角度及切削要素1、切削加工必备三个条件：刀具与工件之间要有相对运动；刀具具有适当的几何参数，即切削角度；刀具材料具有一定的切削性能2、切削运动：刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。
分为主运动和进给运动。
1）主运动是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速度最高。
有且仅有一个。
运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）直线运动（刨削、拉削的刀具运动）运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。
2）进给运动：使新切削层不断投入切削，使切削工作得以继续下去的运动。
进给运动的速度一般较低，功率也较少。
其数量可以是一个，也可以是多个。
可以是连续进行的，也可以是断续进行的。
可以是工件完成的，也可以是刀具完成的。
运动形式：连续运动：如车削；间歇运动：如刨削。
一个运动，如钻削；多个运动，如车削时的纵向与横向进给运动；没有进给运动，如拉削。
运动主体：工件，如铣削、磨削；刀具，如车削、钻削。
3、切削用量切削用量是指切削速度c v 、进给量f （或进给速度）和背吃刀量p a 。
三者又称为切削用量三要素。
1）切削速度c v （m／s 或m／min）：切削刃选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。
主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定1000dn v c π=式中：d-工件或刀具的最大直（mm）n-工件或刀具的转速(r/s 或r/min)2）进给量f：工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm／r（或mm／双行程）。
3）背吃刀量p a （切削深度mm）2m w p d d a -=式中:w d -工件上待加工表面直径（mm）；m d -工件上已加工表面直径（mm）。
4、工件表面：切削过程中，工件上有三个不断变化的表面待加工表面：工件上即将被切除的表面。
过渡表面：正被切削的表面。
下一切削行程将被切除。
己加工表面：切削后形成的新表面。
5、刀具上承担切削工作的部分称为刀具的削部分，刀具切削部分由一尖二刃三面组成。
数控切削原理与刀具基础
在基面上 垂直于进给运 动方向测量的 切削层最大尺 寸,外圆车削: ap＝(dw-dm)/2
vc、f、ap 构成了车削的切削用量三要素
车削速度计算示例
• 将一直径为50mm的轴切削至45mm， • 已知车床转速为600 r/min， • 问切削速度 vc=?
车削速度计算示例
• Vc = （πx
• =
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
2.刀具角度参考系及其坐标平面
2.刀具角度参考系及其坐标平面
(1)正交平面Po中测量的刀具角度
1）前角γo前刀面与基面之间的夹角。 2） 后角αo后刀面与切削平面之间的夹角。 3）楔角βo 前刀面与后刀面之间的夹角，它是个派生 角。它与前角、后角有如下的关系：βo＝90°－(γo ＋αo); βo也是判断标注是否正确的验证式之一。
数 控 切 削 原 理 与 刀 具 基 础
1.1 如何选择切削用量？
本节课主要研究：切削运动与切削要素，切削刀具及其刀具 几何参数，切削过程的基本规律，并运用规律控制切削过程、 改善切削性能、合理选用切削液。
切削过程中:切削力、切削变形、切削热与切削温度、刀具磨损等 现象及其规律，有利于控制和改善金属的切削过程。
W18Cr4V YT类
铸铁 HBS<200
精加工 切断（宽度<5mm）
YG类
训练题：P12
1.2 如何选用刀具几何角度
1.2.1车刀几何角度
各种刀具都是由切削部分（刀头）和被夹持部分（刀 体或刀柄）两部分组成，二者既可以是一体的，也可 以是由不同材料连接起来。
1.刀具切削部分的组成
刀杆：起夹持作用 刀头:(三面) 前刀面：刀具上切屑流过的表面 主后刀面：刀具上与过渡表面相 对的表面 副后刀面：刀具上与已加工表面 相对的表面 (两刃) 主切削刃：刀具上前刀面与主后 刀面的交线 副切削刃：刀具上前刀面与副后 刀面的交线 (一尖) 主切削刃与副切削刃的交点 ,通 常磨成圆角(修圆刀尖)或短平刃 (倒角刀尖) （修光刃）：P14，图1-7。
切削原理与刀具思考题1
1.木材切削的三要素是什么？（P3）
2.两种基本的切削形式？（P3）
3.何为主运动和进给运动？（P3+P4）
4.切屑能否为制品？请举例说明？
5.运动后脚和运动遇角的意义？（P4）
6.何为切削层及其参数？（P5）
7.何为坐标平面？何为法平面？何为正交平面？何为主截面？（P6+P7）
8.描述刀具工作角度与标注角度的关系？（P8）
9.简述木材的主要切削方向及过渡切削方向？（P10）
10.试向木材端向切削下，会产生哪几种切屑类型，各种切屑类型有何特点？（P12）
11.简述产生纵Ⅱ型切屑的条件？（P10）
12.简述建立切削力经验公式的步骤，写出主要切削方向及过渡切削方向的切削力的计算公式？（步骤：P15。
公式：P18+19）
13.切削厚度如何影响切削力？（P19）
14.前刀面的法向力为零时，为什么易形成纵Ⅱ型切屑？（P10）
15.影响切削力的因素有哪些？如何影响？（P19）。
木材切削原理与刀具
木材切削原理与刀具
木材切削原理与刀具
1. 切削原理
（1）摩擦切削原理：是把木料带动刀刃进行摩擦，把木料切下来的
原理。
（2）剪切切削原理：是利用刀刃把木料抽出来，实现切断的原理。
2. 刀具种类
（1）单刀攻：适用于板材类、型材类物料，对其边缘有要求的切削，且可以设置攻的力和角度。
（2）厚度刀：主要用于切削厚板材，其刃磨尖头而细锉尖细，具有
较高的刀具稳定性。
（3）复合型刀：具有两个不同形状的、侧面交织在一起的刀具，能
在一次切削过程中实现锉切和攻切。
（4）曲边刀：它能够切削出一定弧度的圆弧形边缘，在木材制品精
湛加工中特别有用，更能增强自己作品的美感。
3. 切削技巧
（1）预先做好木料的处理工作：要保证木料的平整性和湿度，以保
证顺畅的切削效果。
（2）按要求精心调整刀具及切削条件：切削过程中要定期检查刀具，及时更换新的刀具，以保证材料的完美加工效果。
（3）以安全的生产方式进行切削：要注意安全，做到在操作机器时
要戴好安全防护用具，建立合理的切削顺序，保证人身和机器安全。
机械制造工程学金属切削原理及刀具习题1
一、高速钢外圆车刀主剖面参考系前角o、后角o、主偏 角r和刃倾角s的标注
如附图1所示，定义分别为： (1)前角 γo——过切削刃选定点在主剖面 (Po) 内测量的前刀面Ar和基面Pr的夹角(有 +、－)； (2)后角αo——过切削刃选定点在主剖面(Po) 内测量的主后刀面Ar和切削平面Ps 的夹角(有+、—)； (3) 主偏角 kr—— 过切削刃选定点在基面 Pr 内 测量的主切削刃和进给方向的夹角； (4)刃倾角λs——过切削刃选定点在切削平面 Ps内测量的切削刃 S和基面Pr的夹角(有+、－)。
3．端面车削、切削用 量的概念如下： 进给量 f：主轴转一 转时，车刀相对工件径 向移动的距离。 背 吃 刀 量 p： 沿 着 工件轴线测量的待加工 表 面与已加工表面的距 离。 [答案] 见例图1. 2。
最大前角计算
刃上的几何角度，并说明以上各角度的定义，当刀尖装高h 后，工作角度如何计算? [ 分析 ]1．刃倾角的正、负在外圆车刀标注角度时，易出 现错误。标注时，S向 视图中刀尖向下为正刃倾角，刀尖向上为负刃倾角。如果以 整体刀具理解，则刀尖低为负刃倾角，刀尖高为正刃倾角。 2．在回答各角度的定义时，一定要严格。如前角：在主 切刃选定点的正交平面(也称主剖面)内测量，前刀面与基面 之间的夹角。
(3)背吃刀量(钻削深度) αp：αp=dm／2，单位为mm。 (4) 切削厚度 hD：切削厚度系指垂直于主切削刃在基 面上投影方向测出的切削层断面尺寸，即 hD=fz sinkγ = f sinkγ /2 mm 由于主切削刃上各点的主偏角不等，因此各点的切 削厚度也不相等。 (5) 切削宽度 bD：切削宽度系指在基面上所量出的主 切削刃参加工作的长度，即 bD=αp/ sinkγ =d/2 sinkγ mm 切削面积 AD：对麻花钻来讲，切削面积实际上系指 每个刀齿的切削面积，即 AD=hD bD=fz αp = f d / 4 mm2
金属切削原理与刀具_1.1刀具材料应具备的性能和种类
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二.刀具材料的分类
（一）普通刀具材料 2．硬质合金 （4）我国硬质合金刀具的发展以及世界主要生产企业 德国：克努伯公司维迪阿厂 （鲁尔） 美国：通用电气公司、肯纳金属公司、亚当斯碳化物公司 瑞典：山特维克公司
• 日本：三菱金属矿业公司、东芝坦嘎络依公司（川崎、名古屋 、大阪工厂）、住友电气工业公司 • 英国：山特维克英国公司、美国肯纳金属英国公司 • 奥地利：普兰西金属工厂（三年一次普兰西国际会议） • 中国：株洲硬质合金有限公司、自贡硬质合金有限公司
二.刀具材料的分类
• （二）特殊材料刀具 • 1．陶瓷刀具 • （1）材料组成：主要由硬度和熔点都很高的Al2O3、 Si3N4等氧化物、氮化物组成，另外还有少量的金属 碳化物、氧化物等添加剂，通过粉末冶金工艺方法 制粉，再压制烧结而成。 • （2）常用种类：Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷 • （3）优点：有很高的硬度和耐磨性，刀具寿命比硬 质合金高；具有很好的热硬性，摩擦系数低，切削 力比硬质合金小，用该类刀具加工时能提高表面光 洁度。 • （4）缺点：强度和韧性差，热导率低。陶瓷最大缺 点是脆性大，抗冲击性能很差。 • （5）适用范围：高速精细加工硬材料。
• • • • • • • • • • • • • • • （一）普通刀具材料 1．高速钢 （3）高速钢的分类 ①普通高速钢 A、钨系高速钢 。常用牌号：W18Cr4V 优点：钢磨削性能和综合性能好，通用性强。 缺点：碳化物分布常不均匀，强度与韧性不够强，热塑性差，不宜制造成大截 面刀具。 B、钨钼钢 常用牌号：W9Mo3Cr4V 优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。 ②高性能高速钢 9W18Cr4V 优点：具有较强的耐热性 缺点：强度与韧性较普通高速钢低，高钒高速钢磨削加工性差。 ③粉末冶金高速钢 优点：无碳化物偏析，提高钢的强度、韧性和硬度，硬度值达69～70HRC；保 证材料各向同性，减小热处理内应力和变形；磨削加工性好，磨削效率比熔炼 高速钢提高2～3倍；耐磨性好。 牌号的表示方法
金属切削原理与刀具教案
金属切削原理与刀具教案
一、金属切削原理
金属切削是金属加工的主要方式，是指金属切削刀具（刀具）用力对
金属工件表面进行摩擦和削减，以获得特定尺寸和形状的过程。
1. 切削力(Cutting force)
切削力是指切削过程中，刀具和工件表面产生的有效接触力，受到许
多因素的影响，例如：切削刀具的刃型、刃口尺寸、材料硬度、切削速度、切削深度、切削温度等。
2. 切削热量 (Cutting heat)
切削热是指在切削过程中，刀具和工件表面摩擦产生的热量。
切削热
量主要来自三个方面：刀具本身的机械磨损、切削热量的摩擦损耗、以及
工件表面沿刀具刃缘的切粒引起的摩擦损耗。
3. 切削冲程(Cutting stroke)
切削冲程是指切削过程中，刀具施加在工件表面的切削力和切削冲击
力下，使工件表面在介质空气中出现的压痕或局部变形的程度。
4. 量削量 (Quantity of cut)
量削量是指切削过程中，刀具对工件表面的切削量，即刀具作用下，
从工件表面削减掉的物料量。
它受到诸多因素的影响，如切削刀具角度、
切削速度、切削深度、切削液体等。
5. 切削温度 (Cutting temperature)
切削温度是指在切削过程中，刀具和工件表面摩擦产生的温度。
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金属切削原理与刀具
Metal Cutting Method And The Design
of Cutting Tools （2007本科课程版）
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欢迎大家学习金属切削原理与刀具课
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金属切削原理与刀具课程简介
本课程的性质、内容和任务 一、本课程的性质
《金属切削原理与刀具》在工科院校与机制有关的专业中占有重 要的地位，因此一直列为考试课，在我院的数控、机制、机电等专 业自然也是考试课。
（1）待加工表面：加工时即将被切除的工件表面 （2）已加工表面；已被切去多余金属而形成符合要求 的工件新表面。 （3）过渡表面（切削表面）：加工时由切削刃在工 件上正在切削的那个表面，位于待加工表面和已加工 表面之间的表面。
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切削原理与刀具
切削时形成的表面 待加工表面 过渡表面 已加工表面
进给 运动
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切削原理与刀具
• 在这两个运动合成的切削运动作用下，工件表 面的一层金属不断地被车刀切下来并转变为切 屑，从而加工出所需要的工件新表面。 • 在新表面形成过程中，工件上有三个依次变化 待加工表面、过渡表面 和已加工表面 着的表面：
考核方法
期末考查——70％ 作业及课堂纪律——20％，实验——10％
课程特点与学习方法
综合性——注意联系和综合应用以往所学知识 实践性——注意理论联系生产实际，重视实践性环节 灵活性——掌握基本原理，活学活用
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主要参考教材与参考文献
主要参考教材
周泽华主编，金属切削原理，上海科学技术出版社. 袁哲俊主编，金属切削刀具，上海科学技术出版社.第2版
二、本课程的内容
《金属切学原理与刀具》分为两部分，原理部分讨论的是金属切 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；刀具部分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。
三、本课程的特点
（1）涉及知识面广 （2）实验理论多 （3）实践性强
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切削原理与刀具
一，车削运动和工件上 的加工表面
车削加工是一种最典型、最 常见的切削加工方法。普通 外圆车削加工中的切削运动 是由两种运动单元组合而成 的 ： 其一是工件的回转 运动，它是切除多余金属以 形成工件新表面的基本运动 ； 其二是车刀的纵向进 给运动 ，他保证了切削工 作的连续进行。即不断把余 量投入切削的运动。
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金属切削原理与刀具课程简介
主要内容
金属切削原理部分 金属切削原理基本定义（6学时） 刀具材料（12学时） 金属切削变形过程（10学时） 金属切削过程切削力（12学时） 切削热和切削温度（12学时） 刀具磨损、破损和使用寿命（6学时）
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金属切削原理与刀具课程简介
主要内容
金属切削原理部分 工件材料的切削加工性（6学时） 已加工表面质量（12学时） 刀具合理几何参数的选择（12学时） 切削用量的选择（12学时） 磨削加工（6学时）
主要参考文献
[1] 天津大学先进制造技术实验室，机械制造技术基础实 验指导书，2004 [2] 张冠伟等，机械制造技术基础习题集，2004 [3] 张世昌主编，机械制造技术基础网络课程，高教音像 出版社，2003 [4] Mikell P. Groover. Fundamentals of Modern Manufacturing. JOHN WILEY & SONS, INC. 2002
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课程导航
金属切削原理基本定义 刀具材料 金属切削变形过程 切削力 切削热和切削温度 刀具磨损、破损和使用寿命 工件材料的切削加工性
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切削原理与刀具
我国金属切削加工ห้องสมุดไป่ตู้术的发展、 概况
一、明代发展成与近代相类似的切削加工方法，如车、铣、 刨、磨削等。
二、建国以来，我国的机械制造业不断壮大，金属切削加 工技术也得到了飞速发展。大力推广先进的切削方法；在金属 切削变形、切削力、切削热、刀具磨损和刀具耐用度、以及加 工质量等方面都取得了一定水平的科研成果；广泛推广应用了 机夹重磨刀具和可转位刀具。
三、80年代以后，我国金属切削技术达到较高的水平，计 算机已在切削理论研究和刀具设计中应用，各种先进的测试仪 器已应用于切削机理的分析和研究中，并取得一系列科研成果。
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切削原理与刀具
本课程的学习要求
学习本课程主要做到重视实践知识，善于抓 住问题的本质，善于比较，要建立正确的空间 概念。学习过程中，要求达到以下几点： 1 、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。 2 、具有正确图示和选择刀具合理几何参数的 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。
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金属切削原理与刀具课程简介
主要内容
二，刀具部分
车刀（12学时） 成型车刀（10学时） 孔加工刀具（12学时） 铣刀（12学时） 拉刀（6学时） 齿轮刀具（6学时）
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课程简介
学习方式
课堂讲授——讲授重点、难点 自学——课程内容20％自学，通过作业、答疑保证效果 实践环节——作业、练习、实验
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切削原理与刀具
第1章 机械制造过程基础知识 Fundamental of Mechanical Manufacturing Process §1-1 切削运动、加工表 面和切削用量三要素
Movements of Cutting ,Cutting Surfaces And Three Main factors of Cutting
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金属切削原理与刀具课程简介
课程宗旨
掌从理论上认识金属切削过程一般现象和基本规律，能 按具体的加工条件选择合理的刀具材料、刀具切削部分的 几何参数及切削用量，并能运用所学知识，分析和解决生 产中出现的一些有关问题。 初步掌握金属切削课程实验、生产等实践环节训练，培 养分析和解决机械制造工程问题的能力。 了解金属切削原理与刀具领域的最新成就和发展趋势。