第1章 金属切削加工的基础知识 PPT课件
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第五篇 金属切削加工
• 金属切削加工的基本知识 • 常用加工方法 • 机械加工工艺过程 • 先进制造技术
第一章 金属切削加工的基本知 识 第一节 切削加工基本理
论
金属切削 是指用切削刀具从坯料或工件上切除多余材料，以 加工： 获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量之零
件的加工方法
金属切削加
工的实质
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/18
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
主切削刃
n
副切削刃 前刀面
f
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
主切削刃 刀尖
n
副切削刃 前刀面
f
2. 车刀形式
整体式、焊接式、机夹式
3. 刀具的材料
（3）零件种类
轴类零件：传动轴、齿轮轴、螺栓 盘类零件：齿轮、端盖、挡环 支架箱体类零件：减速器机体、机盖
（4）零件表面
机械零件的形状很多，它们的表面都是由圆柱面、圆 锥面、平面和各种成形面组成。各种形状的表面是以直线（或 曲线）为母线，以曲线（或直线）为运动轨迹所形成的面（见 下图）。
圆柱面 圆锥面
机床类别代号（车床类） 机床特性代号（结构特性） 机床组别代号（落地及卧式车床组） 机床系别代号（卧式车床系）
1.机床机的床主类参别数代代号号（最大车削直径400mm）
类车钻镗 别床床床
磨床
齿轮加 螺纹加 铣 刨 拉 电加工 切断 其它 工机床 工机床 床 床 床 机床 机床 机床
代 号
C
Z
T
M
2M
坯料或工件
外 变形力并断裂
零 件
切削加工
• 金属切削加工的基本知识 • 常用加工方法 • 机械加工工艺过程 • 先进制造技术
第一章 金属切削加工的基本知 识 第一节 切削加工基本理
论
金属切削 是指用切削刀具从坯料或工件上切除多余材料，以 加工： 获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量之零
件的加工方法
金属切削加
工的实质
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/18
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
主切削刃
n
副切削刃 前刀面
f
1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
主切削刃 刀尖
n
副切削刃 前刀面
f
2. 车刀形式
整体式、焊接式、机夹式
3. 刀具的材料
（3）零件种类
轴类零件：传动轴、齿轮轴、螺栓 盘类零件：齿轮、端盖、挡环 支架箱体类零件：减速器机体、机盖
（4）零件表面
机械零件的形状很多，它们的表面都是由圆柱面、圆 锥面、平面和各种成形面组成。各种形状的表面是以直线（或 曲线）为母线，以曲线（或直线）为运动轨迹所形成的面（见 下图）。
圆柱面 圆锥面
机床类别代号（车床类） 机床特性代号（结构特性） 机床组别代号（落地及卧式车床组） 机床系别代号（卧式车床系）
1.机床机的床主类参别数代代号号（最大车削直径400mm）
类车钻镗 别床床床
磨床
齿轮加 螺纹加 铣 刨 拉 电加工 切断 其它 工机床 工机床 床 床 床 机床 机床 机床
代 号
C
Z
T
M
2M
坯料或工件
外 变形力并断裂
零 件
切削加工
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11
PPT课件
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PPT课件
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刀具材料
3.1.1 刀具材料的基本要求
刀具材料需满足一些基本要求 ：
刀具材料耐热性 是衡量刀具切削
（1）高硬度
性能的主要标 志 ，通常用高
（2）高强度与强韧性
温下保持高硬度 的性能来衡量，
（3）较强的耐磨性和耐热性 也称热硬性
（4）优良导热性
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（3）高的耐磨性和耐热性
A、刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。
一般刀具硬度越高，耐磨性越好。
刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物 等）越多，颗粒越小，分布越均匀，则刀具 耐磨性越好。
B、刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主 要标志，通常用高温下保持高硬度的性能来 衡量，也称热硬性。
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5. 特殊刀具材料 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、氮化物和少量的金属碳化物、氧化物等添 加剂组成。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：硬度91～95HRA，耐热性为1200 ℃ ，耐磨
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②钨钛钴类（WC+TiC+Co）（代号YT） 硬度89.5～92.5HRA，耐热性900～1000 ℃ 常用牌号YT5、YT14、YT15，数值表示TiC 的百分含量。 用于加工塑性材料，不适合加工含TiC不锈 钢。
合金中TiC含量高，则耐磨性和耐热性提高， 但强度降低 → 粗加工一般选择TiC含量少的牌 号，精加工选择TiC含量多的牌号。
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第43页/共71页
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7.6 切削力
一、切削力的来源与分解
金属切削时，刀具切入工件使被切金属层发生变形成为切屑所 需要的力称为切削力。
金属切削时，力来源于两个方面：
•其一是克服在切屑形成过程中工
件材料对弹性变形和塑性变形的变 形抗力；
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注释:
1、主运动可以使旋转运动，也可以是往复运动； 2、主运动只有一个，进给运动可以一个以上。 3、主运动可以是工件来实现（车外圆）,主运动 也可以是刀具来实现 （切断、刨、铣加工）;
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3、切削过程中，工件上三个不断变化的表面
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四、切削用量
切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给 运动参数的量。
切削用量包括：
•切削速度 •进给量 •背吃刀量三个要素。
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1、切削速度Vc
在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离, 单位为m/s。
（1）主运动为旋转运动时,切削速度Vc计算公式为:
vc
dn
1000
(m /
s)
式中：d－工件待加工表面直径（mm） n－工件或刀具每分(秒)钟转数(r/s)
•表面粗糙度对零件的耐磨性、抗腐蚀性和配合性质等有很大影
响。它直接影响机器的使用性能和寿命。
•一般来说，零件的表面粗糙度越小，零件的使用性能越好，寿
命也越长，但零件的制造成本也会相应增加。
•国家标准GB/T1031-1995规定了表面粗糙度的评定参数及其
数值。常用的评定表面粗糙度的参数是轮廓算术平均偏差Ra值。
机械制造工程学 李伟 谭豫之 第1章 金属切削加工的基础知识1新PPT课件
切削过程中，主运动、进给运动合理的组合，便可以加 工各种不同的工件表面。
切削过程中，工件上形成三个表面，如图1-2所示 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。
切削过程中，为提高 生产效率，机床除切削运 动外，还需要有辅助运动， 如切入运动、分度转位运 动、空程运动及送夹料运 动等。
图1-2 车削加工工件上的表面
1.1.2 切削用量
1、切削用量三要素
1）切削速度 v c ：切削刃的选定点相对于工件主运动的瞬
时速度。主运动是旋转运动时，切削速度计算公式如下：
c
dn
1000
式中 d——工件加工表面或刀具某一点的回转直径（mm）； n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
2）进给量 f：在工件或刀具的每一转或每一往复行程的时
1、刀具的分类：
刀具的种类很多，根据用途和加工方法不同，通常把刀 具分为以下类型。
1）切刀：包括各种车刀、刨刀、插刀、镗刀、成形车刀等。
2）孔加工刀具：包括各种钻头、扩孔钻、铰刀、复合孔加工 刀具(如钻一铰复合刀具)等。
3）拉刀：包括圆拉刀、平面拉刀、成形拉刀(如花键拉刀) 等。
4）铣刀：包括加工平面的圆柱铣刀、端铣刀等；加工沟槽 的立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等；加工特殊 形面的模数铣刀、凸(凹)圆弧铣刀、成形铣刀等。
(1)刀具安装位置对工作角度的影响
图2-8 a)刀尖高于工件轴线 b)刀尖低于工件轴线
5.
图2-9 (θ为切削时刀杆纵向轴线的偏转角)
5. (2)进给运动对工作角度的影响
图2-1ห้องสมุดไป่ตู้ 横向进给运动对工作角度的影响 图2-10 纵向进给运动对工作角度的影响
切削过程中，工件上形成三个表面，如图1-2所示 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。
切削过程中，为提高 生产效率，机床除切削运 动外，还需要有辅助运动， 如切入运动、分度转位运 动、空程运动及送夹料运 动等。
图1-2 车削加工工件上的表面
1.1.2 切削用量
1、切削用量三要素
1）切削速度 v c ：切削刃的选定点相对于工件主运动的瞬
时速度。主运动是旋转运动时，切削速度计算公式如下：
c
dn
1000
式中 d——工件加工表面或刀具某一点的回转直径（mm）； n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
2）进给量 f：在工件或刀具的每一转或每一往复行程的时
1、刀具的分类：
刀具的种类很多，根据用途和加工方法不同，通常把刀 具分为以下类型。
1）切刀：包括各种车刀、刨刀、插刀、镗刀、成形车刀等。
2）孔加工刀具：包括各种钻头、扩孔钻、铰刀、复合孔加工 刀具(如钻一铰复合刀具)等。
3）拉刀：包括圆拉刀、平面拉刀、成形拉刀(如花键拉刀) 等。
4）铣刀：包括加工平面的圆柱铣刀、端铣刀等；加工沟槽 的立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等；加工特殊 形面的模数铣刀、凸(凹)圆弧铣刀、成形铣刀等。
(1)刀具安装位置对工作角度的影响
图2-8 a)刀尖高于工件轴线 b)刀尖低于工件轴线
5.
图2-9 (θ为切削时刀杆纵向轴线的偏转角)
5. (2)进给运动对工作角度的影响
图2-1ห้องสมุดไป่ตู้ 横向进给运动对工作角度的影响 图2-10 纵向进给运动对工作角度的影响
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21
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：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，
基面
基面Pr： “通过主切削刃上选定 点垂直于主运动方向的 平面”
22
切削平面
2.切削平面Ps： 3.通过主切削刃上选定 点，与切削刃相切并垂 直于基面的平面
23
主剖面
主剖面Po： 通过主切削刃上选定点，并 同时垂直于基面和切削平面 的平面
24
法平面
法平面Pn: 通过主切削刃上选定点，并垂直 于切削刃的平面。
热塑性差，不宜制造成大截面刀具。
B、钨钼钢（将一部分钨用钼代替所制成 的钢 ）典型牌号：Ｗ 6 Mo 5 Cr 4 V 2
优点：减小了碳化物数量及分布的不均匀性 。 缺点：高温切削性能和W18相比稍差。
66
高性能高速钢
在通用型高速钢的基础上，通过调整基本 化学成分并添加其他合金元素，使其常温 与高温力学性能得到显著提高
45
刀具的工作角度
•刀杆轴线安装的偏 斜的影响: •改变了主偏角和副 偏角 •(也就是说：实际的 主偏角和标注时的 主偏角不同)
46
刀具的工作角度
进给运动的 影响
进给量改变了 合成运动的方 向
(从而改变了基 面的位置以及 其他面的位置, 影响所有的角 度)
47
刀具的工作角度
刀尖的安装位 置的影响
63
高速钢
概念：
高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元 素较多的工具钢
性质：
①、具有良好的热稳定性 ②、具有较高强度和韧性 ③、具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性
64
高速钢的分类
普通高速钢 钨系高速钢 钨钼钢
高性能高速钢
65
普通高速钢
A、钨系高速钢（简称 W18） 典型牌号：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，
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前角的大小对切屑变形、切 削力以及切削刃强度都有很大影 响。通常为-5至+25°之间。
(b)后角α0:主后刀面与切削平 面之间的夹角。
主要作用是减少主后刀面与 工件间的摩擦。通常为6-12°。
2)在基面内测量角度
(a)主偏角κr:主刀刃在基 面上投影与进给方向的夹 角。
它能改变径向切削力和 轴向切削力的比例。常用 的主偏角有45°、60°、 75°、90°几种。
待加工表面和已加工表面的 垂直距离。
(1)切削速度 在单位时间内,工件和刀具沿主运动方向
相对移动的距离。 例如:主运动为旋转运动时 v=πdwn/1000(m/s)
式中:dw—工件待加工表面的直径或刀具最大 直径(mm)
n—工件或刀具的转速(r/s) 主运动为往复直线运动时
v=2Ln/1000×60(m/s) 式中:L—往复运动行程长度(mm)
形成条件:铸铁、铸造黄 铜等脆性材料。
缺点:切削热和切削力集 中在刀具的主刀刃和刀尖处, 刀尖易磨损、易产生振动,表 面质量不高。
二、积屑瘤
1、积屑瘤的形成
在一定的切削速度下切削塑性材料时,常发现在刀具的 前刀面上靠近刀尖的部位粘附着一小块很硬的金属,称为积 屑瘤。
一般认为,积屑瘤是由于切屑与前刀面在切削过程中剧 烈的摩擦而形成的。
影响工件表 面粗造度
积屑瘤破裂后会划伤表面,加 快刀具磨损
会形成硬点和毛刺,使工件表面粗造 度值增大
3. 积屑瘤的控制
影响积屑瘤 的因素
工件材料 切削用量
刀具角度
切削液等
要避免在中温、中速加工塑性材料
控制措施
增大前角可减小切削变形,降低切削温 度,减小积屑瘤的高度
采用润滑性能优良的切削液可减少 甚至消除积屑瘤
(b)后角α0:主后刀面与切削平 面之间的夹角。
主要作用是减少主后刀面与 工件间的摩擦。通常为6-12°。
2)在基面内测量角度
(a)主偏角κr:主刀刃在基 面上投影与进给方向的夹 角。
它能改变径向切削力和 轴向切削力的比例。常用 的主偏角有45°、60°、 75°、90°几种。
待加工表面和已加工表面的 垂直距离。
(1)切削速度 在单位时间内,工件和刀具沿主运动方向
相对移动的距离。 例如:主运动为旋转运动时 v=πdwn/1000(m/s)
式中:dw—工件待加工表面的直径或刀具最大 直径(mm)
n—工件或刀具的转速(r/s) 主运动为往复直线运动时
v=2Ln/1000×60(m/s) 式中:L—往复运动行程长度(mm)
形成条件:铸铁、铸造黄 铜等脆性材料。
缺点:切削热和切削力集 中在刀具的主刀刃和刀尖处, 刀尖易磨损、易产生振动,表 面质量不高。
二、积屑瘤
1、积屑瘤的形成
在一定的切削速度下切削塑性材料时,常发现在刀具的 前刀面上靠近刀尖的部位粘附着一小块很硬的金属,称为积 屑瘤。
一般认为,积屑瘤是由于切屑与前刀面在切削过程中剧 烈的摩擦而形成的。
影响工件表 面粗造度
积屑瘤破裂后会划伤表面,加 快刀具磨损
会形成硬点和毛刺,使工件表面粗造 度值增大
3. 积屑瘤的控制
影响积屑瘤 的因素
工件材料 切削用量
刀具角度
切削液等
要避免在中温、中速加工塑性材料
控制措施
增大前角可减小切削变形,降低切削温 度,减小积屑瘤的高度
采用润滑性能优良的切削液可减少 甚至消除积屑瘤
金属切削加工基础知识PPT幻灯片课件
第一章 金属切削加工的基础知识
概述
1. 金属切削加工的定义
金属切削刀具和工件按一定规律作相对运动，通过刀具上 的切削刃切除工件上多余的（或预留的）金属，从而使工件 的形状、尺寸精度及表面质量都符合预定要求，这样的加工 称为金属切削加工。
2.在金属切削加工过程中有两个基本要素：
一个是成形运动， 另一个是刀具。
螺旋线
螺纹牙形 渐开线
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
① 有些表面的发生线完全相同，只因母线的原始位置不同， 也可以形成不同的表面。
② 母线和导线有时候可以互换；有时候不可以互换。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
3 发生线的形成方法及所需的运动
在实际的切削加工中，发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对 运动得到的。由于生产中使用的刀具切削刃形状和采取的加工方 法不同，形成发生线的方法可归纳为四种。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
（1）成形运动的种类 • 简单成形运动 由单独的旋转运动或直线运动构成； • 复合成形运动 由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某些确 定的运动关系组合而成。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
（2）零件表面成形所需的成形运动 形成表面所需要的成形运动，就是形成母线及导线所需要的成形
加工表面的形成
例1-2 用成形车刀车削成形回转 表面 • 母线——曲线，由成形法形成， 不需要成形运动。 • 导线——圆，由轨迹法形成，需 要一个成形运动B1。 • 表面成形运动的总数为一个Bl， 是简单的成形运动。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
金属切削基础知识.ppt
选择：
加工塑性材料和精加工—取大后角(0↑) 加工脆性材料和粗加工—取小后角(0↓)
后角( 0)只能是正的
精加工： 0=80~120 粗加工： 0=40~80
20
3）主偏角kr 影响切削层的形状和切削分力
kr↓：ap、f 不变、aw↑、 ac↓、主切削刃单位 长度上的负荷减少， 刀具耐用
a .刃口锋利，切屑变形小
0↑： b .切削力减小，切削轻快，
表面质量好
c .易磨损或崩刃，不耐用
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↓)
19
2）后角0 减少刀具后刀面与已加工表面间的摩擦
a .刃利，减少摩擦 0↑： b .减小刀具的磨损，使刀具耐用 c .提高工件的加工精度和表面质量
4）副偏角kr ´ 影响已加工表面的粗糙度
主偏角对残留面积的影响
Kr´↓：Ra↓，耐用度↑。过小易引 起摩擦和振动，降低表面 质量
副偏角对残留面积的影响
f
正交平面
过主刀刃上一点，与该 点加工表面相切的平面 ③ 正交平面
过主刀刃上一点，与主刀刃在基面上的投影 相垂直的平面
15
dm
① 基面
16
2. 刀具切削部分的主要角度
1) 前角(0) dw 前刀面和基面 之间的夹角 在正交平面内度量 2）后角(0) 主后刀面和切削 平面之间的夹角 在正交平面内度量 3）主偏角(kr) 4）副偏角(kr′) 在基面内度量
po-po
n
0
0 dm
kr
Kr’
f
正交平面
17
5）刃倾角（S）
主切削刃与基面之间的夹角。 在切削平面内度量 影响刀头的强度、切削分力和排屑方向
加工塑性材料和精加工—取大后角(0↑) 加工脆性材料和粗加工—取小后角(0↓)
后角( 0)只能是正的
精加工： 0=80~120 粗加工： 0=40~80
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3）主偏角kr 影响切削层的形状和切削分力
kr↓：ap、f 不变、aw↑、 ac↓、主切削刃单位 长度上的负荷减少， 刀具耐用
a .刃口锋利，切屑变形小
0↑： b .切削力减小，切削轻快，
表面质量好
c .易磨损或崩刃，不耐用
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↓)
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2）后角0 减少刀具后刀面与已加工表面间的摩擦
a .刃利，减少摩擦 0↑： b .减小刀具的磨损，使刀具耐用 c .提高工件的加工精度和表面质量
4）副偏角kr ´ 影响已加工表面的粗糙度
主偏角对残留面积的影响
Kr´↓：Ra↓，耐用度↑。过小易引 起摩擦和振动，降低表面 质量
副偏角对残留面积的影响
f
正交平面
过主刀刃上一点，与该 点加工表面相切的平面 ③ 正交平面
过主刀刃上一点，与主刀刃在基面上的投影 相垂直的平面
15
dm
① 基面
16
2. 刀具切削部分的主要角度
1) 前角(0) dw 前刀面和基面 之间的夹角 在正交平面内度量 2）后角(0) 主后刀面和切削 平面之间的夹角 在正交平面内度量 3）主偏角(kr) 4）副偏角(kr′) 在基面内度量
po-po
n
0
0 dm
kr
Kr’
f
正交平面
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5）刃倾角（S）
主切削刃与基面之间的夹角。 在切削平面内度量 影响刀头的强度、切削分力和排屑方向
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
要 素 3）其它运动：吃刀运动
分度运动
2020/8Байду номын сангаас12
机械制造基础
5
常见机床的切削运动
切 机床名称 主运动
削 卧式车床 工件旋转
运
钻床 钻头旋转
动
铣床 铣刀旋转
及 镗床 镗刀旋转
切 牛头刨床 刨刀往复
进给运动 车刀纵向、横向移动
钻头轴向移动 工件纵向、横向、垂直方向移动
镗刀轴向移动、工件轴向移动 工件横向、垂直方向间隙移动
识
2020/8/12
机械制造基础
3
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
1.1.1 零件表面的形成 切 ☆ 回转体表面：是以直线为母线作旋转运动所形 削 成的表面； 运 成型方法：车削、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、 动 内外圆磨削等。
及 ☆平面：是以直线为母线作直线运动形成的表面； 切 成型方法：铣削、刨削、平面磨削等。
削 ☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的 要 表面； 素 成型方法：铣削、成形磨削、数控铣削、电火花
加工、激光加工等。
2020/8/12
机械制造基础
4
1.1.2 切削运动
l 概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的
切 金属 削 l 分类： 运 1）主运动：切除切屑所需的基本运动。 动 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。 及 2）进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 切 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个 削 或多个。
bD=ap/sinKr l切削层公称截面积AD：
切
AD=ap· f=bD· hD
削 l残留面积ΔAD
要 残留面积高度 ：
素
H=f/( ctgKr+ctgKr’) rε=0
H=f 2 / 8rε
rε≠0
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切
削
运
动
及
切 rε=0 时，在⊿ABD和⊿ACD中
削
BD=H ctgKr’ DC=H ctgKr
刀具前角的选用：加工塑性材料选大前角
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加工脆性材料、断进 给续运 动切削选小前角
正交平面
加工硬材料选用负前角
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2.刀具标注注后角α0：
在正交平面内测量的，后刀面与切削面的夹角。
后角的标注：
金
加工表面
属 后角的作用：后角主 运↑动后刀面与加工表面间的摩擦↓
切 后刀面磨损↓ 刃口强度↓ 导热体积↓
要
BD+DC=f
素
H(ctgKr+ctgKr’)=f
残留面积高度：H=f/( ctgKr+ctgKr’)
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切
削
运 动 rε≠0 时 H=BD=BE-DE r O1D 2 O1E 2
及 切 削 要 素
r
r 2
(
f 2
)2
移项后两边平方,并忽略H2(H<< rε)：
本章的学习要求
(1) 掌握切削运动、加工表面、切削用量及切削
切
层参数概念和分析方法；
削 (2) 掌握刀具刀具角度和工作角度的概念、合理
加
选择刀具角度，常用刀具材料的性质与选用；
工 (3) 掌握切削过程中的物理现象及其对加工过程
基
的影响；
础 (4) 掌握切削液的作用，合理选用切削液。
知 重点和难点：刀具角度和切削过程中的物理现象
运 加工表面（过渡表面）：切削刀具正在进行切削
动 加工的表面。
及 待加工表面：即将进入切削加工的表面。
切
削
进给运动
进给运动
要
素
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l 切削层尺寸平面要素
切削层：主运动一个周期，相邻两加工表面（切削
刃）之间的材料截面。
切 削 运 动 及
l切削层公称厚度hD（老标准ac）： hD=f· sinKr l切削层公称宽度bD（老标准aw）:
削 式（压板压紧）
刀 具
l
切削部分组成 前刀面Ar
主切削刃S
主后面Aa
刀尖
副后面Aa ‘
副切削刃S
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l 刀具的静止参考系（Pr—主P运动s—加P工表o面 系—
正交平面参照系） （1）静止参照系的假设条件：
假定运动条件：进给量f=0
切削平面
金
假定安装条件：刀尖与工件回转中心进等给运动高；
基面
削 刀具后角的选用：粗加工选小后角
r
刀
精加工选大后角 切 削 平 面
具
选大前角时选小后角以增大刃口
强度
进给运动
正交平面
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3. 主偏角Kr：
在基面内测量的，主切削刃与进给方向的夹角。
4. 副偏角Kr’：在基面内测量的，副切削刃与进
给反方向的夹角。
金 主偏角和副偏角的标注：
削 龙门刨床 工件往复 刨刀横向、垂直方向间隙移动
要 外圆磨床 砂轮旋转 工件旋转、工件往复或砂轮横向移动 素 平面磨床 砂轮旋转 工件往复移动，砂轮横向、垂直移动
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l 加工表面
已加工表面
切 削
正在加工的工件表面，根据其待加所工表面处加工的表面状态分为： 主运动
已加工表面：已经加工完成的表面待加加。工工表表面面 已加工表面 主运动
r2-2H rH2r2f42
残留面积高度： H=f2/8rε
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1.2 金属切削刀具
1.2.1 刀具切削部分的基本定义
l 刀具结构及其几何形状
金 属
刀具分类：按工种：车刀、铣刀、刨刀、滚刀等。
按功能：车刀、切断刀、螺纹刀、偏刀、 尖刀、镗孔刀、成形刀等。
切
结构形式：整体式、焊接式、机械安装
属
刀杆方向与进给方向垂正交直平面 。
切 （2）辅助平面：
削 切削平面Ps：过切削刃上一点，与加工表面相切
刀 的平面。
具 基面Pr：过切削刃上同一点，与切削速度相垂直
的平面。
正交平面Po（主剖面）：过切削刃上同一点，与 切削平 和基面相垂直的平面。
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l 刀具标角度的定义
刀具的标注角度是指静止状态下，在工程图上标 注的刀具角度。（下面以车刀为例介绍刀具的标注 角度）
金 1. 刀具标注前角γ0：在正交平面内测量的，前刀
属 切
面与基面的夹角。 前角的标注：
主运动
加工表面
削 前角的作用：前角↑ 切屑变形↓ 切削力↓ 刃口强基面
刀 度↓ 前刀面磨损↓ 导热体积↓
r
具
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
机 械
1.2 金属切削刀具
制
1.3 切削过程中的物理现象
造 基
1.4 工件材料的切削加工性
础
1.5 切削液
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整体概述
概述一
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概述二
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概述三
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属 切 削
主偏角的作用：主偏角↑ 切削刃加工工表面作长度↓ 刀尖强 度↓ 导热体积↓ 径向主分运动力↓ 刀具主偏角的选用：一般为30~75°
分度运动
2020/8Байду номын сангаас12
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常见机床的切削运动
切 机床名称 主运动
削 卧式车床 工件旋转
运
钻床 钻头旋转
动
铣床 铣刀旋转
及 镗床 镗刀旋转
切 牛头刨床 刨刀往复
进给运动 车刀纵向、横向移动
钻头轴向移动 工件纵向、横向、垂直方向移动
镗刀轴向移动、工件轴向移动 工件横向、垂直方向间隙移动
识
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1.1 切削加工的运动分析及切削要素
1.1.1 零件表面的形成 切 ☆ 回转体表面：是以直线为母线作旋转运动所形 削 成的表面； 运 成型方法：车削、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、 动 内外圆磨削等。
及 ☆平面：是以直线为母线作直线运动形成的表面； 切 成型方法：铣削、刨削、平面磨削等。
削 ☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的 要 表面； 素 成型方法：铣削、成形磨削、数控铣削、电火花
加工、激光加工等。
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1.1.2 切削运动
l 概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的
切 金属 削 l 分类： 运 1）主运动：切除切屑所需的基本运动。 动 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。 及 2）进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 切 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个 削 或多个。
bD=ap/sinKr l切削层公称截面积AD：
切
AD=ap· f=bD· hD
削 l残留面积ΔAD
要 残留面积高度 ：
素
H=f/( ctgKr+ctgKr’) rε=0
H=f 2 / 8rε
rε≠0
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切
削
运
动
及
切 rε=0 时，在⊿ABD和⊿ACD中
削
BD=H ctgKr’ DC=H ctgKr
刀具前角的选用：加工塑性材料选大前角
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加工脆性材料、断进 给续运 动切削选小前角
正交平面
加工硬材料选用负前角
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2.刀具标注注后角α0：
在正交平面内测量的，后刀面与切削面的夹角。
后角的标注：
金
加工表面
属 后角的作用：后角主 运↑动后刀面与加工表面间的摩擦↓
切 后刀面磨损↓ 刃口强度↓ 导热体积↓
要
BD+DC=f
素
H(ctgKr+ctgKr’)=f
残留面积高度：H=f/( ctgKr+ctgKr’)
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切
削
运 动 rε≠0 时 H=BD=BE-DE r O1D 2 O1E 2
及 切 削 要 素
r
r 2
(
f 2
)2
移项后两边平方,并忽略H2(H<< rε)：
本章的学习要求
(1) 掌握切削运动、加工表面、切削用量及切削
切
层参数概念和分析方法；
削 (2) 掌握刀具刀具角度和工作角度的概念、合理
加
选择刀具角度，常用刀具材料的性质与选用；
工 (3) 掌握切削过程中的物理现象及其对加工过程
基
的影响；
础 (4) 掌握切削液的作用，合理选用切削液。
知 重点和难点：刀具角度和切削过程中的物理现象
运 加工表面（过渡表面）：切削刀具正在进行切削
动 加工的表面。
及 待加工表面：即将进入切削加工的表面。
切
削
进给运动
进给运动
要
素
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l 切削层尺寸平面要素
切削层：主运动一个周期，相邻两加工表面（切削
刃）之间的材料截面。
切 削 运 动 及
l切削层公称厚度hD（老标准ac）： hD=f· sinKr l切削层公称宽度bD（老标准aw）:
削 式（压板压紧）
刀 具
l
切削部分组成 前刀面Ar
主切削刃S
主后面Aa
刀尖
副后面Aa ‘
副切削刃S
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l 刀具的静止参考系（Pr—主P运动s—加P工表o面 系—
正交平面参照系） （1）静止参照系的假设条件：
假定运动条件：进给量f=0
切削平面
金
假定安装条件：刀尖与工件回转中心进等给运动高；
基面
削 刀具后角的选用：粗加工选小后角
r
刀
精加工选大后角 切 削 平 面
具
选大前角时选小后角以增大刃口
强度
进给运动
正交平面
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3. 主偏角Kr：
在基面内测量的，主切削刃与进给方向的夹角。
4. 副偏角Kr’：在基面内测量的，副切削刃与进
给反方向的夹角。
金 主偏角和副偏角的标注：
削 龙门刨床 工件往复 刨刀横向、垂直方向间隙移动
要 外圆磨床 砂轮旋转 工件旋转、工件往复或砂轮横向移动 素 平面磨床 砂轮旋转 工件往复移动，砂轮横向、垂直移动
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l 加工表面
已加工表面
切 削
正在加工的工件表面，根据其待加所工表面处加工的表面状态分为： 主运动
已加工表面：已经加工完成的表面待加加。工工表表面面 已加工表面 主运动
r2-2H rH2r2f42
残留面积高度： H=f2/8rε
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1.2 金属切削刀具
1.2.1 刀具切削部分的基本定义
l 刀具结构及其几何形状
金 属
刀具分类：按工种：车刀、铣刀、刨刀、滚刀等。
按功能：车刀、切断刀、螺纹刀、偏刀、 尖刀、镗孔刀、成形刀等。
切
结构形式：整体式、焊接式、机械安装
属
刀杆方向与进给方向垂正交直平面 。
切 （2）辅助平面：
削 切削平面Ps：过切削刃上一点，与加工表面相切
刀 的平面。
具 基面Pr：过切削刃上同一点，与切削速度相垂直
的平面。
正交平面Po（主剖面）：过切削刃上同一点，与 切削平 和基面相垂直的平面。
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l 刀具标角度的定义
刀具的标注角度是指静止状态下，在工程图上标 注的刀具角度。（下面以车刀为例介绍刀具的标注 角度）
金 1. 刀具标注前角γ0：在正交平面内测量的，前刀
属 切
面与基面的夹角。 前角的标注：
主运动
加工表面
削 前角的作用：前角↑ 切屑变形↓ 切削力↓ 刃口强基面
刀 度↓ 前刀面磨损↓ 导热体积↓
r
具
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
机 械
1.2 金属切削刀具
制
1.3 切削过程中的物理现象
造 基
1.4 工件材料的切削加工性
础
1.5 切削液
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整体概述
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属 切 削
主偏角的作用：主偏角↑ 切削刃加工工表面作长度↓ 刀尖强 度↓ 导热体积↓ 径向主分运动力↓ 刀具主偏角的选用：一般为30~75°