第8章金属切削加工方法与设备教案
金属切削加工方法及设备课件.
金属切削加工方法及设备课件.一、教学内容本节课我们将学习《金属切削加工方法及设备》这一部分内容。
主要围绕教材第四章第一节“金属切削的基本概念”，详细讲解金属切削的定义、分类及切削过程的受力分析。
还将介绍第二章第三节“常用切削机床及附件”，使学生了解各种切削加工设备的特点及应用。
二、教学目标1. 理解金属切削的基本概念，掌握金属切削的分类及受力分析。
2. 了解常用切削机床的类型、结构及功能。
3. 学会分析切削加工过程中可能出现的质量问题，并能够提出相应的解决措施。
三、教学难点与重点重点：金属切削的基本概念、分类及受力分析；常用切削机床的类型及功能。
难点：切削加工过程中的质量问题及解决措施。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、板书材料。
五、教学过程1. 导入：通过展示实际金属切削加工的视频，使学生了解金属切削加工在生产中的应用，激发学习兴趣。
2. 讲解：详细讲解金属切削的基本概念、分类及受力分析，同时结合教材中的图片和实例，加深学生对知识点的理解。
3. 示范：以实际操作为例，演示常用切削机床的使用方法及注意事项。
4. 练习：布置随堂练习，让学生分析给定案例中切削加工过程中可能出现的问题及解决方法。
6. 互动：鼓励学生提问，解答学生在学习过程中遇到的问题。
六、板书设计1. 金属切削的基本概念、分类及受力分析。
2. 常用切削机床的类型、结构及功能。
3. 切削加工过程中的质量问题及解决措施。
七、作业设计案例描述：某企业在加工一批轴类零件时，发现零件表面出现明显的划痕，且尺寸精度不符合要求。
2. 答案：切削质量问题：划痕、尺寸精度不足。
解决措施：检查刀具磨损情况，及时更换磨损严重的刀具；调整切削参数，减小切削力；加强机床的维护保养，确保机床精度。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对金属切削的基本概念及机床类型掌握较好，但在分析切削质量问题方面存在一定困难。
今后教学中，应增加实际案例的分析，提高学生的分析能力。
金属切削加工原理及设备课件幻灯片课件
金属切削加工的主要设备与工具
机床
机床是金属切削加工的主要设 备，按工艺特点可分为车床、 铣床、钻床、镗床、磨床等。
刀具
刀具是金属切削加工的重要工具 ，包括车刀、铣刀、钻头、镗刀 、刨刀、磨具等。
量具和夹具
量具用于测量工件尺寸和形状，夹 具则用于工件的装夹和定位，对保 证加工精度和提高生产效率有重要 作用。
金属切削加工的质量控制
质量控制标准
根据机械加工的精度要求，制 定合理的加工工艺流程，并按 照国家或行业标准进行质量检
查。
加工过程控制
通过对加工过程的控制，如刀具 选择、切削液使用、机床调整、 工件装夹等，提高加工精度和表 面质量。
误差控制
针对误差产生的原因，采取相应的 措施，如温度变化、刀具磨损、机 床振动等，减少误差对加工质量的 影响。
进给速度
进给速度指刀具在单位时间内移动的距离。较慢 的进给速度可以减小工件表面的粗糙度，但会降 低生产效率；较快的进给速度可以提生产效率， 但可能会造成工件表面粗糙。
刀具角度
刀具的前角、后角、主偏角、副偏角等角度对切 削力和切削热有着不同的影响。选择合适的刀具 角度可以改善切削条件，提高刀具使用寿命和工 件加工质量。
金属切削加工的工艺流程：毛坯准备、工件安装定位 、刀具准备、切削加工、工件检验和清理等。
下一步的学习展望
深入学习各种金属切削加工设备的原理和特点，以便 更好地选择和应用。
学习金属切削加工的工艺流程和优化方法，以提高生 产效率和降低成本。
学习各种新型的金属切削加工技术，如高速切削、超 精密切削等，以提高加工效率和质量。
金属切削加工原理及设备课件幻 灯片课件
金属切削机床与刀具教案
绪言一、本课程的任务和目的：金属切削机床（概论）金属切削原理三部内容构成金属切削刀具（如何选用）1.金属切削机床概论的教学目标（1）掌握机床的类别，各类机床的用途，达到能根据零件的形状，精度要求，正确选择机床。
（2）掌握机床的调整计算方法，为机床设计和机床的加工调整打下基础。
（3）认识一些典型的结构，为设计和机床的维护打下基础。
2.金属切削原理：（1）认识金属切削过程及各种参数的变化规律，能正确进行切削用量的合理选择。
3.金属切削刀具（1）能正确画出并标注刀具角度及几何参数。
选用切削原理对加工刀具的几何参数进行优化设计和选用。
（2）能熟悉标准刀具的结构，正确选用标准刀具。
二、金属切削加工的发展1.发展历史2.发展方向——刀具的发展机床的发展数控化高速，高效加工三、学习要求：第一章机床的基础知识第二节、机床的分类和型号一、机床的分类按加工方法分（P3）：12类（车、钻、镗、磨、齿、螺、铣、刨、拉、等）按其他特征分：工艺范围：重量和尺寸：P3自动化程度：二、机床的技术参数和尺寸系列技术参数（P3）：表示了规格大小、工作能力大小。
主参数和第二参数：系列化数值（附表Ⅰ，表4）其他参数：→P3例：卧式车床的主要技术参数/P23三、机床的型号：要求：掌握类型；主参数；理解其他参数。
GB/T15375-94是现行机床型号编制标准类别→按加工方法分类的12类组别：P225（实例对比讲解）CA6140 C 车床（类代号）A 结构特性代号6 组代号（落地及卧式车床）1 系代号（普通落地及卧式车床）主参数（最大加工件回转直径400mm）XKA5032A X 铣床（类代号）K 数控（通用特性代号）A （结构特性代号）50 立式升降台铣床（组系代号）32 工作台面宽度320mm（主参数）A 第一次重大改进（重大改进序号）第三节、机床的一般要求总体要求：经济地完成一定的机械加工工艺，同时满足经济性，人机关系和环境保护方向的要求。
金属切削加工基础知识课件PPT教案
刀 具
(1)基面Pr
标
通过切削刃选定点，垂直于假定主运动方向的平面。
注 角
通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量的
度 某一安装定位平面或轴线。
的 参
例如，图示为普通车刀或刨刀的基面，它平行于刀具底面。钻头、铣刀和
考 丝锥等旋转类刀具，其切削刃各点的旋转运动(即主运动)方向，都垂直于通
系 过该点并包含刀具旋转轴线的平面，故其基面Pr就是刀具的轴向剖面。
素
其中 dm——已加工表面直径(mm)；
dw—待加工表面直径(mm)。
刀具切削部分的基本定义
刀具切削部分的构造要素 金属切削刀具的切削部分的几何形状与参数都有着共性，
即不论刀具构造如何复杂，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。
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刀
具 国际标准化组织(ISO)在确定金属切削刀具的工作部分几何
线。
由Pr-Pf-Pp 组成一个进给、背平
面参考系，如右图所示。
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刀 具
刀具工作角度的参考系
切 前述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动，
削 部
不考虑进给运动，即在假定运动条件下确定的参考系。但刀具
分 在实际使用时，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确
的 基
切地反映切削加工的真实情形。只有用合成切削运动方向来确
垂直。
注：“静止系”本质上不是静止的，它仍然是把刀具同工件和运动联系起 来的一种特定的参考系。
第13页/共75页
刀
具
标
注
角 度
在刀具标注角度
的 参考系中的刀具角度
参 考 系
称为标注角度。 刀具标注角度的参
金属切削教案课程
n-主运动：切下切屑时所必须的基本运动、最主要的运动
f-进给运动：被切削的金属层不断投入切削、以便切除工件表面上全部余量的运动。
4.各种切削过程的举例：
5.切削三要素：
切削用量
是切削加工中切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）的总称。
切削速度υc：切削加工时，切削刃上选定点相对于工件的主运动的速度。单位为m/s或m/min。
教学媒体
黑板，电脑大屏幕
教学方法
头脑风暴法
教学内容、过程与方法
教学内容
教师活动
学生活动
教学意图
导入
提问：国家的大部分财富来自哪里？
学生分组讨论
了解制造业的重要性
其他教学
活动
其他教学
活动
一、提问：什么是加工制造业？
二、制造业推动人类进步的作用体现在哪里？
三、制造业对社会的经济发展的意义体现在什么地方？
学期授课计划（封面）
2013学年度第学期
课程名称
课程性质
任课教师
授课班级
专业
教材名称
教材版本
依据大纲名称
本课程
重点与难点
授课计划
编写说明
本学期
计划学时数
按校历规定计算共
学时
教学周
审阅意见
（签章）
周课时
授课安排
讲课
教研
组长
实训
测验
专业
主任
习题课
教务
主任
复习课
机动
分管
校长
合计
学期授课计划（内页）
课次
周次
副后角αo’：在正交平面内测量的副后刀面与切削平面的夹角。
在正交平面参考系中，需要6个独立角度κr、γo、αo、λs、κr’和αo’确定一把刀具切削部分的几何形状。
金属切削加工原理及设备ppt课件
2004—2008年中国金属切削机床产量
2000—2005年我国数控机床产量及数控化率
1.3 本课程的性质、内容、学习要求和方法
1.3.1 性质——《金属切削加工原理及设备》是机 类和近机类专业的主干专业课。
1.3.2 内容 ——《金属切削加工原理及设备》是传 统的：《金属切削原理及刀具》和《金属切削机床》的 有机整合。
事实证明，切削加工技术的发展水平直接影响着机 械制造工业的发达程度，更是表征综合国力的标志。
机械制造业当中的切削加工离不开金属切削机床， 机床是装备制造业的“工作母机”或“工具机” 。
金属切削机床是用切削的方法切除金属毛坯（或半 成品）的多余金属，将其加工成为符合零件图样要求的 形状、尺寸精度和表面质量的机器零件的机器，也可以 说机床是制造机器的机器。
第1章 绪 论
1.1 我国切削加工技术发展概况 金属切削加工——是指利用金属切削机床在工件
表面上切除多余的材料，使之达到规定的几何形状、尺 寸精度和表面质量的一种加工方法。
金属切削加工技术早在我国古代（公元前2000多年 的青铜器时代）就已出现萌芽。
春秋中晚期的著作《考工记》对木工、金工有记载： “材美工巧”是制成良器的必要条件（材美就是采用优 良的加工材料；工巧就是利用合理的制造工艺和方法）。
据大量出土文物考证，公元8世纪（唐代）就有了最 原始的车床。
下图是公元1668年（明代）加工天文仪器上铜环的方法和设备 图1.1 1668年的畜力铣磨机
图1.2 1668年的人力脚踏刃磨机
因我国长期的封建历史，到1915年上海荣昌泰机械厂 才生产了第一பைடு நூலகம்国产车床。
1947年我国民营机械工业仅有3千多家，机床2万多台。 当时的刀具材料是碳素钢，最高切削速度是16m/min。
24.《金属切削方法与设备》课程标准
《金属切削方法与设备》课程标准课程代码：010010课程性质：专业基础课学分：4.0计划学时：64适用专业：机械制造与自动化1．前言1.1课程定位《金属切削方法与设备》课程是机械制造与自动化专业一门重要的专业基础课，在专业课程设置中起着承上启下的作用。
本课程主要讲授金属切削设备的基本知识、切削过程的参数设定、刀具材料的选择等，通过对金属切削过程常用的加工方法、所用刀具、所用机床等内容的学习，使学生对金属的加工设备有初步的认识，并对一般的加工方法有一定的认识与了解，掌握机械产品的加工方法和加工过程，为后续课程奠定基础。
《金属切削方法与设备》课程的前修课程是《机械制图》、《工程力学》、《金工实习》，它的后续课程有《机械制造工艺与夹具》和《数控编程与零件加工》等专业课。
1.2设计思路本课程标准的总体设计思路：将“示范与讲解”、“实践与理论”、“技能与知识”、有机地融于一体；尽量减少理论讲授，努力加强实践教学，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容，体现工学结合；变知识学科本位为职业能力本位，在明确教学目的的基础上，根据每次课所学内容的特点，采用符合认知规律的相应教学模式和方法，提高学生学习兴趣，使其获得最佳学习效果。
从职业能力分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，依据工作任务的难易程度组织教学，结合职业人才培养目标、就业岗位及发展岗位需求，培养学生的实践动手能力和理论基础。
本课程标准以机械制造与自动化专业学生的就业为导向，根据行业专家对机械制造与自动化专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以金属切削机床、刀具和加工方法确定为主线，以本专业学生必须具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，侧重对学生进行基本技能的培养，确定本课程的课程内容和教学要求。
坚持“以学生为主体，以学生的学习为中心”，教、练结合，注意锻炼学生的独立工作能力。
为了充分体现任务引领、实践导向的课程思想，该标准将本课程的教学活动分解设计成若干项目，以项目为单位组织教学，以典型加工为载体，引出相关专业理论知识，使学生在完成每个学习项目的过程中逐渐展开对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。
金属切削加工原理及设备优质课件幻灯片优质课件
金属切削加工原理及设备优质课件幻灯片优质课件一、教学内容本节课我们将学习《金属切削加工原理及设备》的相关知识。
主要涉及教材的第5章“金属切削原理”和第6章“金属切削机床”的内容。
详细内容包括金属切削的基本概念、切削力的产生和作用、切削过程中的温度变化、金属切削机床的分类及结构特点等。
二、教学目标1. 理解金属切削加工的基本原理，掌握切削力的计算方法和影响因素。
2. 掌握金属切削机床的分类、结构及工作原理，了解各种机床的适用范围。
3. 培养学生的动手实践能力和创新思维，提高学生对金属切削加工过程的分析和解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点：切削力的计算方法及影响因素、金属切削机床的结构和工作原理。
教学重点：金属切削加工的基本原理、切削过程中的温度变化、金属切削机床的分类。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、金属切削机床模型、实物展示切削刀具。
学具：笔记本、教材、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用多媒体展示金属切削加工的实际场景，让学生了解金属切削加工在生产中的应用。
2. 知识讲解（15分钟）讲解金属切削原理的基本概念、切削力的产生和作用、切削过程中的温度变化等。
3. 例题讲解（10分钟）通过具体例题，讲解切削力的计算方法和影响因素。
4. 机床分类及结构介绍（10分钟）介绍金属切削机床的分类、结构特点和工作原理。
5. 随堂练习（5分钟）布置与教学内容相关的练习题，让学生及时巩固所学知识。
6. 动手实践（10分钟）学生分组操作机床模型，观察机床的运动和加工过程。
六、板书设计1. 金属切削原理：切削力的产生和作用切削过程中的温度变化2. 金属切削机床：分类结构特点工作原理七、作业设计1. 作业题目：（1）简述金属切削原理的基本概念。
（2）计算给定条件下的切削力，并分析其影响因素。
（3）论述金属切削机床的分类及适用范围。
2. 答案：（1）金属切削原理的基本概念包括切削力、切削温度、切削液等。
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第8章金属切削加工方法与设备教案
8.2 激光加工技术
8.2.1 激光的特性
（1）亮度强度高 （2）单色性好 （3）相干性好 （4）方向性好
8.2.2 激光加工的工作原理
激光加工是工件在光 热效应下产生的高温 熔融和冲击波的综合 作用过程。
微米，深度与直径之比可达50～100）。 ④ 不需要加工工具。 ⑤ 通用性好。 ⑥加工精密微细时，其精度和表面粗糙度需反复试验，寻找合理的加工
参数才能达到所需要求。
第8章金属切削加工方法与设备教案
2．激光加工的应用
（1）激光打孔 （2）激光切割 （3）激光焊接 （4）激光表面处理
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.3 超声波加工
8.3.1 超声波加工的工作原理
超声波是指频率f >16 000Hz的振动波。超声波加工
是用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工，使 工件成型的一种方法。
图8-3 超声加工原理示意图 1—工具；2—工件；
3—磨料悬浮液；4、5—变杆； 6—换能器；7—超声发生器
第8章金属切削加工方法与设备教案
快速进给多采用大导程滚
珠丝杠和增加进给伺服电
动机的转速来实现，其加
速度可达0.6g；在采用先
进的液压丝杠轴承，优化
系统的刚度与阻尼特性
后，其进给速度可达到
图8-6 直线电机驱动系统原理图
40～60m/min。 1—定子冷却板；2—滚动导轨；3—动子冷却板；4—输电线路；
5—工作台；6—位置检测系统；7—动子部分；8—定子部分
（4）立方氮化硼刀具
第8章金属切削加工方法与设备教案
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/27
第8章金属切削加工方法与设备教案
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.4 高速与超高速切削技术
8.4.1 高速切削的概念与高速切削技术 高速加工是一个相对的概念，由于不同加工方式、不同工件材料有
不同的高速加工范围，一般认为应是常规切削速度的5～10倍。概括地 说，高速加工技术是指采用超硬材料的刀具、磨具和能可靠地实现高速 运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加 工质量的现代制造加工技术。
图8-2 激光加工的工作原理示意图 1—激光器；2—光阑；3—反射镜；4—聚焦镜；
5—工件；6—工作台；7—电源
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.2.3 激光加工
1．激光加工的特点
①加工易变形的薄板及弹性零件等。 ②能加工的材料范围广,如各种金属材料，以及陶瓷、石英、玻璃、金刚
石及半导体等。 ③能进行非常微细的加工，如加工深而小的微孔和窄缝（直径可小至几
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.4.3 高速切削加工的关键技术
1．高速主轴 高速主轴单元是高速加工机床最关键的部件。目前高
速主轴的转 速范围为10000～25000r/min，加工进给 速
度在10m/min以上。
图8-5 电主轴结构
第8章金属切削加工方法与设备教案
2．快速进给系统
20世纪90年代，工作台的
第8章金属切削加工方法与设备教案
3．高性能的CNC控制系统
CNC控制系统采用多个32位甚至64位CPU，同时配置功能强大 的计
算处理软件，使工件加工质量在高速切削时得到明显改善。相应
地，伺服系统则发展为 数字化、
智能化和软件化，从而保证了高
进给速度加工的要求。
4．先进的机床结构
高速切削机床床身必须具有
图8-4 超高速切削概念示意图
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.4.2 高速与超高速切削
1．高速与超高速切削的特点 （1）可减少工序、提高生产效率 （2）切削力低、热变形小 （3）加工精度高 （4）加工能耗低、节省制造资源 2．高速加工技术的发展与应用
高速切削加工技术的发展经历了高速切削的理论探 索、应用探索、初步应用、较成熟地应用4个发展阶段。
第8章金属切削加工方法 与设备教案
2020/11/27
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.1 电火花成型加工技术
电火花加工方式分类 ① 利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成型
加工。 ② 利用轴向移动的金属丝做工具电极，工件按所需形状和尺寸
作轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工 ③ 利用细管冲注高压水基工作液，作简单轴向进给运动的小孔
8.3.2 超声加工
1．超声加工的特点 ① 适合于加工各种脆硬材料，特别是不导电的非金属材料。 ② 超声加工机床的结构比较简单，操作、维修方便。 ③ 切削应力、切削热很小，不会引起变形及烧伤，表面粗糙Ra值可达1～0.1m，加
工 精度可达0.01～0.02mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度零件。 2．超声加工的应用 ①主要用于对脆硬材料加工圆孔、型孔、型腔、套料、微细孔等。 ②能加工半导体材料。 ③ 用于一些淬火钢、硬质合金冲模、拉丝模、塑料模具型腔的最终抛磨光整加工。 ④用于清洗、焊接和探伤 。 ⑤可进行超声电火花加工、超声电解加工、超声调制激光打孔、超声振动切削加工 等复合加工方法，
足够的刚度、强度和高的阻 尼特性及高的热稳定性。
图8-7 六杆机床结构示意图
第8章金属切削加工方法与设备教案
5．高速切削的刀具系统
高速切削通常使用的刀具材料有以下几种： （1）硬质合金涂层刀具
第8章金属切削加工方法与设备教案
（2）陶瓷刀具
第8章金属切削加工方法章金属切削加工方法与设备教案
加工。 ④ 利用金属丝或成型导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成
型磨削的电火花磨削。 ⑤电火花共轭回转加工。 ⑥ 刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.1.1 电火花成型加工的基本原理
电火花成型加工是利用浸在工作液中的工具电极和工件 脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法， 又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。