机械制造工程原理第一章a
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机械制造工程原理a
• 主运动：在切削过程中起主要作用的运动。速度最高、切削功率消 耗最大。
• 进给运动：在切削过程中起辅助作用的运动。 • 合成切削运动：主运动与进给运动的合成。
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机械制造工程原理a
1.2 切削加工表面和切削用量三要素 1.2.1 切削加工表面
待加工表面、已加工表面、过渡表面（加工表面）
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机械制造工程原理a
1.3.3 刀具标注角度
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1.3.3 刀具标注角度
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1.3.3 刀具标注角度
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1.3.4 刀具工作角度
• 指在刀具工作角度参考系中所确定的角度。
（1）进给运动的影响
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（2）切削刃上选定点安装高低对刀具工作角度的影响 切深前角、切深后角
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(3) 刀柄中心线与进给方向不垂直对刀具工作角度的 影响
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机械制造工程原理a
1.5.2 高速钢
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1.5.3 硬质合金
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机械制造工程原理a原理a
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机械制造工程原理a
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
• 进给运动：在切削过程中起辅助作用的运动。 • 合成切削运动：主运动与进给运动的合成。
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1.2 切削加工表面和切削用量三要素 1.2.1 切削加工表面
待加工表面、已加工表面、过渡表面（加工表面）
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1.3.3 刀具标注角度
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1.3.3 刀具标注角度
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1.3.3 刀具标注角度
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1.3.4 刀具工作角度
• 指在刀具工作角度参考系中所确定的角度。
（1）进给运动的影响
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（2）切削刃上选定点安装高低对刀具工作角度的影响 切深前角、切深后角
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(3) 刀柄中心线与进给方向不垂直对刀具工作角度的 影响
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1.5.2 高速钢
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1.5.3 硬质合金
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机械制造工程原理教案
机械制造工程原理教案绪论一、课程概述1、课程名称：机械制造工程原理2、课程内容：3、学习目的：培养专业人材4、基本要求：识记理解应用二、制造行业现状发展快，要求高，专业人员缺乏现代制造的目标：高质量、高效率、低成本和自动化第一章工件的定位夹紧与夹具设计本章内容：第一节工件在机床上的安装第二节夹具概念第三节定位原理第四节工件在夹具中的夹紧第五节夹具举例第一节工件在机床上的安装一、安装概念定位：把工件安放在机床工作台上或夹具中，使它和刀具之间有相对正确的位置.夹紧：工件定位后，将工件固定，使其在加工过程中保持定位位置不变。
二、工件在机床或夹具上的三种安装方式1、直接找正安装2、划线找正安装3、夹具安装夹具安装指直接由夹具来保证工件在机床上的正确位置，并在夹具上直接夹紧工件.第二节夹具概念一、夹具的概念机床夹具是将工件进行定位、夹紧,将刀具进行导向或对刀,以保证工件和刀具间的相对运动关系的附加装置,简称夹具。
二、夹具的基本构成夹具构成:1、定位元件；2、夹紧装置；; 3、导向元件和对刀装置;4、连接元件；5、夹具体;6、其它元件及装置。
三、夹具的分类1、通用夹具2、专用夹具3、成组夹具4、组合夹具5、随行夹具第三节定位原理一、六点定位原理长方体六点定位三、定位方法1、平面定位⑴支承钉固定支承钉可调支承钉自定位支承辅助支承辅助支承和可调支承的区别:辅助支承是在工件定位后才参与支承的元件，其高度是由工件确定的,因此它不起定位作用,但辅助支承锁紧后就成为固定支承，能承受切削力。
辅助支承主要用来在加工过程中加强被加工部位的刚度和提高工作的稳定性，通过增加一些接触点防止工件在加工中变形,但又不影响原来的定位。
⑵支承板支承板2、圆孔定位⑴圆柱定位销圆柱定位销菱形销⑵圆锥销圆锥销⑶心轴刚性心轴3、外圆柱面定位⑴V形块⑵定位套工件外圆以套筒和锥套定位4、圆锥孔定位工件在锥度心轴上定位三、完全定位与不完全定位实例一:如何对下图所示工件定位?解：方案一：不完全定位球体上通铣平面限制2 个自由度：X、Z方案二：不完全定位球体上通铣平面限制2 个自由度：X、Y、Z实例二:不完全定位实例三：完全定位四、欠定位和过定位1、欠定位：应该限制的自由度没有被限制。
机械制造工程原理
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机械制造工程原理
（2）用定位元件代替约束点限制自由度
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机械制造工程原理
（3）完全定位和不完全定位 • 完全定位――― • 不完全定位―――工件6个
自由度没有完全限制的定位。
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（4）欠定位和过定位 • 欠定位――工件需要限制的自由度没有被完全限制的定位。 • 过定位――工件某个（或某几个）自由度被重复限制的定
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机械制造工程原理
2、步骤和内容
① 阅读装配图和零件图 ② 工艺审查 零件结构工艺性 ③ 确定毛坯 ④ 拟定机械加工工艺路线 ⑤ 确定满足各工序要求的工艺装备（包括机床、夹具、刀
具和量具等） ⑥ 确定各工序的技术要求和检验方法 ⑦ 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差 ⑧ 确定切削用量 ⑨ 确定时间定额 ⑩ 填写工艺文件
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机械制造工程原理
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机械制造工程原理
四、机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容
1、设计原则
1) 可靠保证零件图纸上所有技术要求的实现 2) 工艺成本尽量低 3) 充分利用现有条件，少花钱、多办事 4) 尽量减轻工人的劳动强度，安全、文明生产。
位。
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机械制造工程原理
二、基准
• 设计基准
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机械制造工程原理
• 工艺基准：定位基准、测量基准、装配基准。
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机械制造工程原理
第三节 工艺路线的制定
一、定位基准的选择 1、粗基准的选择 1) 如果工件上加工表面与
非加工表面有相互位置要 求，以非加工表面为粗基 准。
机械制造工程原理
0 ---前角 0 ---后角 s ---刃倾角
机械制造工程学
第二章 金属切削过程及切削参数优化选择
1、切削变形区 2、积屑瘤现象 3、切屑形态 4、切削热的传导 5、切削液
机械制造工程学
一、切削变形区
机械制造工程学
二、积屑瘤
“在一定的温度和压力下，切 削塑性金属时，切屑底层与前刀 面发生摩擦，嵌入式结合发生冷 焊现象,在前刀面上生成一个非 常坚硬的金属堆积物，其硬度比 工件基体硬度高2～3倍，而且不 是一块堆积物一直驻留在刀面上， 而是以一定的频率反复生长和脱 落。这块冷焊在前刀面上的金属 称为积屑瘤。”
机械制造工程学
工艺基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算
计算的步骤： • 1）确定封闭环 • 2）寻找组成环 • 3）画尺寸链图 • 4）判别增环和减环（回路法） • 5）计算
机械制造工程学
1、为了保证应有的渗碳或渗氮层 深度的工序尺寸计算：
•加工过程为： 1）磨内孔至 Φ144.76+0.04mm； 2）渗氮，深度t1； 3）磨内孔至Φ145+0.04mm， 并保持渗氮层深度t0=0.3~0.5mm。
求：t1？
分析题意可知，t0=0.3+0.2mm 是间接获得的，为封闭环
机械制造工程学
【习题】P382 书后习题7-15
机械制造工程学
好好复习 争取考出优异的成绩！
机械制造工程学
机械制造工程学
积屑瘤对切削过程的影响
机械制造工程学
✓ 粗加工时可人为控制积屑瘤的生 长，使积屑瘤能稳定存在。
✓ 精加工时应抑制积屑瘤的产生。
三、切削形态
机械制造工程学
四、切削热的传导
切削热由切屑、工件、刀具和周围介质（切削液、 空气)等传散出去
机械制造工程学
第二章 金属切削过程及切削参数优化选择
1、切削变形区 2、积屑瘤现象 3、切屑形态 4、切削热的传导 5、切削液
机械制造工程学
一、切削变形区
机械制造工程学
二、积屑瘤
“在一定的温度和压力下，切 削塑性金属时，切屑底层与前刀 面发生摩擦，嵌入式结合发生冷 焊现象,在前刀面上生成一个非 常坚硬的金属堆积物，其硬度比 工件基体硬度高2～3倍，而且不 是一块堆积物一直驻留在刀面上， 而是以一定的频率反复生长和脱 落。这块冷焊在前刀面上的金属 称为积屑瘤。”
机械制造工程学
工艺基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算
计算的步骤： • 1）确定封闭环 • 2）寻找组成环 • 3）画尺寸链图 • 4）判别增环和减环（回路法） • 5）计算
机械制造工程学
1、为了保证应有的渗碳或渗氮层 深度的工序尺寸计算：
•加工过程为： 1）磨内孔至 Φ144.76+0.04mm； 2）渗氮，深度t1； 3）磨内孔至Φ145+0.04mm， 并保持渗氮层深度t0=0.3~0.5mm。
求：t1？
分析题意可知，t0=0.3+0.2mm 是间接获得的，为封闭环
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【习题】P382 书后习题7-15
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积屑瘤对切削过程的影响
机械制造工程学
✓ 粗加工时可人为控制积屑瘤的生 长，使积屑瘤能稳定存在。
✓ 精加工时应抑制积屑瘤的产生。
三、切削形态
机械制造工程学
四、切削热的传导
切削热由切屑、工件、刀具和周围介质（切削液、 空气)等传散出去
《机械制造工程原理》第1章
(3)合成切削运动
由同时进行的主运动和进给运动合成的运动。 合成切削运动的方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时 合成切削运动的方向。 合成切削运动的大小（合成切削速度Ve ）：切削刃上选定 点相对于工件的合成切削运动的瞬时速度。 合成切削速度角η：主运动方向和合成切削运动方向之间 的夹角。在工作进给剖面c内度量。
• ２．主剖面参考系内的标注角度 （Pr–Ps–Po）
• （1）基面Pr内的刀具标注角度
• 1）主偏角κr 在基面Pr内测量的切削平面Ps与进给平 面Pf (进给方向)的夹角。 • 2）副偏角κr′ 在基面Pr内测量的副切削平面Ps′与 进给平面Pf (进给方向)的夹角。 • 3）刀尖角εr 在基面Pr内测量的切削平面Ps与副切削 平面Ps′的夹角。
工作法剖面Pne、工作进给剖面Pfe、工作切深剖面Ppe。
由以上六个参考平面可组成三个刀具工作角度参考系： 工作主剖面参考系 Pre – Pse – Poe ； 工作法剖面参考系 Pre – Pse – Pne ； 工作进给、切深剖面参考系 Pre – Pfe – Ppe 。 其详细定义可参见表1-1。
• （1）工作基面Pre • （2）工作切削平面Pse • (3)工作正交平面Poe
• 刀具工作角度参考系
三，刀具标注角度 １，定义：
刀具标注角度：在刀具标注角度参考系中确定 的切削刃与各刀面之间的方位角度。 由于刀具角度的参考系沿切削刃各点可能是变 化的，故所定义的刀具角度均应指明是切削刃选 定点的角度。下面通过普通车刀给各标注角度下 定义，这些定义同样适用于其它类型的刀具。
由于切削刃上各点的回转半径不同(刀具的回转运动为主运 动)，或切削刃上各点对应的工件直径不同(工件的回转运动为 主运动)，因而切削速度也就不同。考虑到切削速度对刀具磨损 和已加工表面质量有影响，在计算切削速度时，应取最大值。
机械制造工程学第1章
是一个复合运动。
整理课件
例1-4 用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面
母线——渐开线，由展成法形成，需要一个成形运动，是复合运动，可 分解为滚刀旋转B11和工件旋转B12两个部分，B11和B12之间必须保持严格的 相对运动关系。
导线——直线，由相切 法形成，需要两个独立的 成形运动，即滚刀的旋转 运动和滚刀沿工件的轴向 移动A2。
εr =180º– （kr + kr’）
前角γo、后角αo和刃倾 角λs是有正负号的。
整理课件
2. 法剖面参考系内的标注角度 法剖面参考系和主剖面参考系的差别仅在于剖面不同。因此只
有法剖面内的标注角度和主剖面内的标注角度不同，其余角度是 相同的，所以只需定义法剖面Pn内的标注角度即可。 (1)法前角γn ：在法剖面内度量的前刀面Aγ与基面Pr的夹角。 (2)法后角αn ：在法剖面内度量的切削平面Ps与后刀面Aα的夹角。 (3)法楔角βn ：在法剖面内度量的前刀面Aγ与后刀面Aα的夹角。
整理课件
在主剖面参考系里定义了5个角度：γo 、αo、λs、kr和βo 。 其中βo是派生角度，只有前4个角度是独立的。当给定刃倾角 λs和主偏角kr后，主切削刃S在空间的方位就唯一被确定。再 进一步给定前角γo和后角αo后，前刀面Aγ和后刀面Aα也唯一被 确定。对于单刃刀具来说它的切削部分的几何形状便被唯一 确定。
它在工作进给剖面Pfe内度量。
可认为Ve=V 。
整理课件
(4)切削深度
整理课件
整理课件
切削深度
（5）切削用量三要素 切削速度V、进给量 f 和切削深度 ap ，称之为切削用量三
要素。 切削用量三要素直接影响切削力的大小、切削温度的高
低、刀具磨损、刀具耐用度，同时还对生产率、加工成本、 加工质量都有很大的影响。
整理课件
例1-4 用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面
母线——渐开线，由展成法形成，需要一个成形运动，是复合运动，可 分解为滚刀旋转B11和工件旋转B12两个部分，B11和B12之间必须保持严格的 相对运动关系。
导线——直线，由相切 法形成，需要两个独立的 成形运动，即滚刀的旋转 运动和滚刀沿工件的轴向 移动A2。
εr =180º– （kr + kr’）
前角γo、后角αo和刃倾 角λs是有正负号的。
整理课件
2. 法剖面参考系内的标注角度 法剖面参考系和主剖面参考系的差别仅在于剖面不同。因此只
有法剖面内的标注角度和主剖面内的标注角度不同，其余角度是 相同的，所以只需定义法剖面Pn内的标注角度即可。 (1)法前角γn ：在法剖面内度量的前刀面Aγ与基面Pr的夹角。 (2)法后角αn ：在法剖面内度量的切削平面Ps与后刀面Aα的夹角。 (3)法楔角βn ：在法剖面内度量的前刀面Aγ与后刀面Aα的夹角。
整理课件
在主剖面参考系里定义了5个角度：γo 、αo、λs、kr和βo 。 其中βo是派生角度，只有前4个角度是独立的。当给定刃倾角 λs和主偏角kr后，主切削刃S在空间的方位就唯一被确定。再 进一步给定前角γo和后角αo后，前刀面Aγ和后刀面Aα也唯一被 确定。对于单刃刀具来说它的切削部分的几何形状便被唯一 确定。
它在工作进给剖面Pfe内度量。
可认为Ve=V 。
整理课件
(4)切削深度
整理课件
整理课件
切削深度
（5）切削用量三要素 切削速度V、进给量 f 和切削深度 ap ，称之为切削用量三
要素。 切削用量三要素直接影响切削力的大小、切削温度的高
低、刀具磨损、刀具耐用度，同时还对生产率、加工成本、 加工质量都有很大的影响。
机械制造工程原理
机械制造工程的质量保证体系
质量管理体系：ISO 9000系 列标准
质量控制方法：统计过程控制 （SPC）、六西格玛管理等
质量保证措施：质量计划、质 量控制计划、质量保证计划等
质量保证工具：FMEA、MSA、 P PA P 等
机械制造工程的质量改进
质量管理体系：建立完善的质量管理体系，确保生产过程符合质量标准 质量控制方法：采用先进的质量控制方法，如六西格玛、精益生产等 质量检测与分析：对生产过程中的关键环节进行质量检测与分析，及时发现问题并改进 持续改进：不断优化生产工艺，提高生产效率和产品质量，实现持续改进
工艺优化：根据 生产实际情况， 不断优化工艺参 数和工艺过程， 提高生产效率和 产品质量
工艺文件的制定： 制定详细的工艺 文件，包括工艺 流程图、工艺参 数表、工艺操作 规程等，指导生 产过程。
机械制造工程的工艺优化
工艺参数优化：选择合适的工 艺参数，提高加工效率和质量
工艺路线优化：优化工艺路线， 减少工序，降低成本
机械制造工程的基本原理
机械制造工程 的定义：利用 机械手段对原 材料进行加工， 以制造出符合 设计要求的产
品。
机械制造工程 的基本原理包 括：材料科学、 工程力学、机 械设计、制造 工艺、自动化
技术等。
机械制造工程 的主要任务： 设计和制造出 高效、可靠、 耐用、经济的
机械产品。
机械制造工程 的发展趋势： 智能化、绿色 化、集成化、
设计步骤：需求分析，方案设计，详细设计，仿真验证，制造实施
设计方法：基于模型的设计，参数化设计，模块化设计，系统集成设计 设计工具：计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE），计算 机辅助制造（CAM），产品生命周期管理（PLM）
机械制造工程原理1
机床的运动规律即是工件表面的形成方法
机器零件上常用的各种典型表面
2 工件表面的形成方法
各种典型表面都可以看作是一条线（称为母线）沿着另一 条线（称为导线）运动的轨迹。
（a）图1是刨刀 2 是走刀方向
罗茨真空泵的转子
Байду номын сангаас
母线皆为直线1，导线皆为圆2，轴心 线皆为OO，所需要的运动也相同。但由 于母线相对于旋转轴线OO的原始位置不 同，所产生的表面也就不同
机 械 制 造 技 术 的 进 步 与 发 展
• 机床已由皮带传动、齿轮传动发展到电磁直接驱动， 其主轴转速已达每分钟数千转、数万转； • 加工精度由当年瓦特蒸汽机汽缸的1毫米提高到现代制 造技术的0.01微米甚至达到原子尺度（0.1nm）的加工水平。 • 在自动化加工技术方面，从20世纪60年代起，数控机 床、加工中心、柔性加工系统等高效、高精度、高自动化的 现代制造技术等得到了飞速的发展和应用。
（4） 相切法是利用刀具边旋转边作轨迹运 动来对工件进行加工的方法。 例如 铣削 磨削
表面的切削运动不外乎这四种
• • • • 1 2 3 4 成形法 展成法 轨迹法 相切法
主运动和进给运动
主运动 提供切削主要动力的运动
• 车削：工件的回转运动 • 钻削 铣削 磨削：刀具或砂轮的的运动
• 刨削：刀具或工作台的往复直线运动
2．机械制造技术发展简史 • 机械制造技术的历史 • 刀具材料的发展历史 • 我国机械制造的发展 ● 机械制造技术的进步与发展 3 ．现代制造技术发展趋势 • 机械制造基础技术 • 超精密及细微加工技术 • 自动化制造技术 • 绿色制造技术 4 ．本课程的性质、目的与基本要求
机 械 制 造 技 术 的 历 史
机器零件上常用的各种典型表面
2 工件表面的形成方法
各种典型表面都可以看作是一条线（称为母线）沿着另一 条线（称为导线）运动的轨迹。
（a）图1是刨刀 2 是走刀方向
罗茨真空泵的转子
Байду номын сангаас
母线皆为直线1，导线皆为圆2，轴心 线皆为OO，所需要的运动也相同。但由 于母线相对于旋转轴线OO的原始位置不 同，所产生的表面也就不同
机 械 制 造 技 术 的 进 步 与 发 展
• 机床已由皮带传动、齿轮传动发展到电磁直接驱动， 其主轴转速已达每分钟数千转、数万转； • 加工精度由当年瓦特蒸汽机汽缸的1毫米提高到现代制 造技术的0.01微米甚至达到原子尺度（0.1nm）的加工水平。 • 在自动化加工技术方面，从20世纪60年代起，数控机 床、加工中心、柔性加工系统等高效、高精度、高自动化的 现代制造技术等得到了飞速的发展和应用。
（4） 相切法是利用刀具边旋转边作轨迹运 动来对工件进行加工的方法。 例如 铣削 磨削
表面的切削运动不外乎这四种
• • • • 1 2 3 4 成形法 展成法 轨迹法 相切法
主运动和进给运动
主运动 提供切削主要动力的运动
• 车削：工件的回转运动 • 钻削 铣削 磨削：刀具或砂轮的的运动
• 刨削：刀具或工作台的往复直线运动
2．机械制造技术发展简史 • 机械制造技术的历史 • 刀具材料的发展历史 • 我国机械制造的发展 ● 机械制造技术的进步与发展 3 ．现代制造技术发展趋势 • 机械制造基础技术 • 超精密及细微加工技术 • 自动化制造技术 • 绿色制造技术 4 ．本课程的性质、目的与基本要求
机 械 制 造 技 术 的 历 史
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•
消防安全和减灾关系到全民的幸福和 安宁。 上午8时 38分19秒上午 8时38分08:38:1920.12.31
•
交通规则是您的生命之友。20.12.3120 .12.310 8:3808: 38:190 8:38:19 Dec-20
•
从坏处着想，向好处努力。2020年12月31日 星期四8时38分 19秒T hursday, December 31, 2020
第一章 金属切削基本要素
1.1 工件表面的形成方法和成形运动
1.1.1 工件表面形状 平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等。
1.1.2 工件表面形成方法
1.1.3 表面成形运动
母线运动、导线运动
1.1.4 切削运动
• 主运动：在切削过程中起主要作用的运动。速度最高、切削功率消 耗最大。
• 进给运动：在切削过程中起辅助作用的运动。 • 合成切削运动：主运动与进给运动的合成。
•
科学管理、精心施工。20.12.312020年 12月31日星期 四8时38分19秒20.12.31
谢谢大家！
1.2 切削加工表面和切削用量三要素 1.2.1 切削加工表面
待加工表面、已加工表面、过渡表面（加工表面）
1.2.2 切削用量三要素
(以车削为例 )
1.3 刀具角度
1.3.1 刀具切削部分的结构要素
1.3.2 刀具角度的参考系
• 基面Pr：通过切削刃上选定点，垂直于主运动方向的平面。
1.5.3 硬质合金
1.5.4 超硬刀具材料
•
筑质量大堤，迎世纪挑战。20.12.3120.12.31Thursday, December 31, 2020
•
不接受不良品，不制造不良品。08:38:1908:38:1908:3812/31/2020 8:38:19 AM
•
安全促进生产，生产必须安全。20.12.3108:38:1908:38Dec- 2031-D ec-20
• 切削平面Ps：通过切削刃上选定点与切削刃S相切，并垂 直于基面Pr的平面。
• 主剖面Po：通过切削刃上选定点同时垂直与基面Pr和切削 平面Ps的平面。
1.3.3 刀具标注角度
1.3.3 刀具标注角度
1.3.3 刀具标注角度1.34 刀具工作角度• 指在刀具工作角度参考系中所确定的角度。
（1）进给运动的影响
（2）切削刃上选定点安装高低对刀具工作角度的影响 切深前角、切深后角
(3) 刀柄中心线与进给方向不垂直对刀具工作角度的 影响
1.4 切削层参数与切削方式
1.4.1 切削层参数
1.4.2 切削方式
1.5 刀具材料
1.5.1 刀具材料应具备的基本性能
1.5.2 高速钢
•
以管理保质量、以质量保进度、以进 度求效 益。08:38:1908:38:1908:38Thursday, December 31, 2020
•
正确使用它、事故就少了。20.12.3120.12.3108:38:1908:38:19December 31, 2020
•
管理靠制度，制度在落实。2020年12月31日 上午8时 38分20.12.3120.12.31
•
质量意识加强早，明天一定会更好。2020年12月31日星期 四上午8时38分 19秒08:38:1920.12.31
•
安全操作不马虎，分分秒秒惜生命。2020年12月上 午8时38分20.12.3108:38December 31, 2020
•
品质管理标准化，ISO成功靠大家。2020年12月31日星期 四8时38分19秒 08:38:1931 December 2020