金属切削第五章
《金属切削原理与刀具》知识点总结
《金属切削原理与刀具》知识点总结第一章金属切削原理金属切削原理是金属切削工艺的基础，本章主要介绍了金属切削的基本原理，包括金属切削过程、刀具与被切削材料接触形式、切削能量与热力学原理、切削硬度与切削力的关系等。
第二章刀具材料与结构刀具材料与结构对切削加工的质量和效率有重要影响，本章主要介绍了刀具材料的选择与评价，以及刀具的结构与分类。
刀具材料的选择包括一般刀具材料、质子刀具材料和陶瓷刀具材料等。
第三章切削力分析与测定切削力是切削加工过程中的重要参数，正确定量和测定切削力对于提高切削加工的效率和质量至关重要。
本章主要介绍了切削力的分析与计算方法，以及切削力的测定方法，包括间隙力法、应力传感器法、功率法和应力波法等。
第四章刨削刨削是一种通过切削工具的多齿切削运动将金属材料切割成所需形状和尺寸的加工方法。
本章主要介绍刨削的工艺流程、刨削用刀具和切削参数的选择，以及刨削的切削力分析与测定方法。
第五章车削车削是一种利用车床刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工领域。
本章主要介绍了车削的工艺流程、车削刀具的选择和切削参数的确定，以及车削的主要工艺规律和效果评定方法。
第六章铣削铣削是一种通过旋转刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工和模具制造等领域。
本章主要介绍了铣削的工艺流程、铣削刀具的选择和切削参数的确定，以及铣削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。
第七章钻削钻削是一种利用钻头进行切削的加工方法，广泛应用于孔加工和螺纹加工等领域。
本章主要介绍了钻削的工艺流程、钻头的选择和切削参数的确定，以及钻削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。
第八章线切割线切割是一种利用细金属丝进行切削的加工方法，主要用于金属板材的切割。
本章主要介绍了线切割的工艺流程、线切割刀具的选择和切削参数的确定，以及线切割中的切削质量评价方法和切削速度对切割效果的影响。
此外，本书还包括金属切削中的润滑与冷却、数控机床中的刀具管理、切削机床中的刀具装夹等内容，为读者提供了全面的金属切削工艺和刀具知识。
金属切削原理与刀具第五版
金属切削原理与刀具第五版金属切削原理与刀具是机械加工领域中的重要内容之一。
它主要研究如何在加工过程中通过刀具对金属材料进行切削，以实现所需的加工形状和尺寸。
随着科学技术的不断进步，切削原理和刀具也在不断发展和改进。
下面，我将介绍《金属切削原理与刀具》第五版的一些重点内容。
第一章介绍了金属切削原理的基本概念和基本原理。
它首先介绍了切削的定义和分类，然后详细讲解了切削力的产生原理以及削屑的形成和流动规律。
此外，该章还介绍了切削过程中的热变形和切削温度的计算方法。
第二章详细介绍了刀具的结构和刀具材料的选择。
它首先介绍了常用刀具的分类和组成结构，然后详细讲解了刀具材料的物理性质和机械性能，包括硬度、韧性、耐磨性、热稳定性等。
此外，该章还介绍了刀具材料的加工方法和刀具耐磨涂层的应用。
第三章介绍了切削力和功率的计算方法。
它首先介绍了切削力和功率的定义和计算公式，然后详细讲解了切削力的影响因素和计算方法，包括刀具几何形状、刀具材料、切削速度等。
此外，该章还介绍了切削力的测量方法和切削液的应用。
第四章介绍了切削过程中的切削液和刀具润滑。
它首先介绍了切削液的作用和分类，然后详细讲解了切削液的选择和使用方法，包括切削液的冷却性能、润滑性能、防锈性能等。
此外，该章还介绍了刀具润滑的方式和方法，包括刀具润滑油、切削液和刀具润滑脂等。
第五章介绍了金属切削加工的基本工艺。
它首先介绍了常用的切削方法和工艺流程，然后详细讲解了切削工艺参数的选择和调整方法，包括切削速度、切削深度、进给量等。
此外，该章还介绍了切削过程中的刀具磨损和刀具寿命的评估方法和延长方法。
综上所述，《金属切削原理与刀具》第五版详细介绍了金属切削的基本原理和刀具的结构、材料选择、切削力计算、切削液应用以及切削工艺的基本知识。
它对于从事金属切削加工的工程师和研究人员具有重要的参考价值和实用意义。
同时，通过学习和理解该书的内容，可以提高切削加工的质量和效率，减少切削成本，进一步推动切削技术的发展和创新。
金属切削过程基本规律PPT课件
力 Fc，切削条件不同时，再乘以相关修正系数即可。求出Fp、
Ff时， 用Fc再乘以相应的比例系数和修正系数。
在同一切削条件下，用单位切削力算出的切削力与用
指数公式算出的切削力基本相同。
精选ppt课件2021
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（三）切削功率与单位切削功率
1. 切削功率
在切削过程中消耗的功率。 用Pc 表示，单位为kW
响 切 削 变 形 的 因 素
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二、切削力
（一）切削力的来源、合力及其分力
切削过程中，使工件上的切削层材料发生变形形成切屑 所需的力，称为切削力。
工件热变形
切 削
切削热 切削 的产生 温度
刀具磨损
力
切削力
的影响
工艺系统的强度和刚度
刀具 寿命
加工质量
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学 重
（4）影响刀具寿命的因素。
点
难
点
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4
一、切削变形
金属切削过程与金属受压缩过程比较：
金 属 切 削 过 程
a）压缩
b）切削
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金 属 切 削 过 程
切削过程
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6
一、切削变形
金
属
切
第Ⅰ变形区
削
过
程
第Ⅱ变形区 第Ⅲ变形区
金属切削过程中的滑移线和流线示意图
lch ac 10
2.变形程度的表示方法
➢变形系数的计算
90
金 属
900
切
削
过
程
a a c ch OO c M s o M i sn 0 ()cs o i sn o ()
金属工艺-第五章切削加工课件
（2）切削层参数
切削层是指零件上正被 切削刃切削的一层材料，即 两个相邻加工面间的那层材料。
切削层参数对切削过程中切削力的大小、刀具的载 荷和磨损、零件加工的表面质量和生产率都有决定性影 响。
切削层参数
１.切削层面积AD :切削层在垂直于切削速度截面内的面积。 AD= hD. bD =f.ap (mm2) ２.切削宽度bD ：沿主切削刃度量的切削层尺寸； bD =ap/ sinκr (mm) 3. 切削厚度hD ：垂直于加工表面度量的切削层尺寸； hD =f.sinκr (mm) (只有在车削加工中，当残留面积很小时才近似认为相等）
少表面的粗糙度的数值，还可提高刀具强度。过小，会 使副切 削刃与已加工面的摩擦增加，引起震动， 降低 表面质量。5—15°。粗加工取较大 值。
副偏角对残留面积的影响
注意：车 外圆与车 端面主、
副偏角的 变化
(2) 在正交平面Po上刀具标注角度有：
前角γＯ──前刀面Ａr与基面Pr间的夹角。前角γＯ有正负, 前角在基面之下为负，前角在基面这上为正；
★标注坐标系的假定条件
1、假定没有进给运动，只考虑主运动，并且限定 主运动的方向垂直于水平面，方向向上。
2、二是假定刀具的刃磨和安装基准面垂直于切削 速度方向(或平行于基面)，对车刀来说，规定其刀尖 安装在工件的中心高度上，刀杆中心线垂直于工件的 回转轴线。
所以，刀具标注角度的参考平面是在相对静止状态 下（进给运动vf = 0）确定的。故称之为“静止系”。
2.刀具切削部分的几何参数
刀具切削部分的组成要素 刀杆：起夹持作用 刀头： 三面―前刀面： 切屑流过的表面 主后刀面：刀具上 与加工表面相对的表面 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
金属切削工艺技术手册
金属切削工艺技术手册金属切削工艺技术手册第一章引论金属切削工艺技术是制造工业中非常重要的一部分，对加工精度和质量具有直接影响。
本手册将介绍金属切削的基本概念和工艺技术，帮助读者了解金属切削的原理及其在制造过程中的应用。
第二章金属切削基础本章介绍金属切削的基本概念和术语，包括切削力的产生原理、切削速度与进给速度的关系、表面粗糙度的评价等。
读者可以通过本章的学习，全面掌握金属切削的基本原理。
第三章刀具材料与结构刀具选择是金属切削工艺中的重要环节，本章将介绍常见的刀具材料及其性能，并详细讲解各种刀具结构的特点和适用范围。
读者可以在实际操作中选择合适的刀具材料和结构，提高切削效率和质量。
第四章切削液的作用与选择切削液在金属切削中起着冷却、润滑和除屑的作用，本章将介绍切削液的种类、选择和使用要点。
读者可以通过了解切削液的作用，选择合适的切削液，并正确使用切削液，提高切削效果和刀具寿命。
第五章切削参数的确定本章将介绍金属切削中常见的切削参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等，并讲解如何根据材料和工件的特点确定合适的切削参数。
读者可以通过本章的学习，提高对切削参数的把握能力，实现高效率和高质量的切削加工。
第六章金属切削工艺与工艺规程本章将介绍常见的金属切削工艺和工艺规程，包括车削、铣削、钻削、刨削等。
通过掌握不同工艺的特点和应用场景，读者可以根据具体的加工要求选择合适的工艺，提高加工效率和产品质量。
第七章切削质量检验方法本章将介绍金属切削工艺中切削质量的检验方法，包括表面粗糙度的测量、尺寸偏差的检查、切屑形态的观察等。
读者可以通过本章的学习，掌握常用的切削质量检验方法，确保产品符合要求。
第八章常见故障分析与解决方案金属切削过程中常常会出现各种故障，本章将介绍常见故障的原因和解决方案，包括刀具磨损、切屑缠绕、切削液失效等。
读者可以通过本章的学习，快速解决切削过程中的故障，保障生产进度和产品质量。
第九章切削工艺的改进与创新本章将介绍金属切削工艺的改进与创新，包括新型切削工具的应用、高速切削技术的发展等。
金属工艺学课件
金工实习理论—冷加工
条件：材料б↗（塑性大）硬度HRC↘ V↗ f↘γ↗
解释: 材料б↗
V↗θ°C↗
刀具前刀面金属微熔状态起
润滑作用
f↘切屑厚度小，金属层不易断裂 γ↗切屑变形小，金属层不易断裂 优点：切削力较平稳（不易振动）加工表面光滑（Ra↘） 缺点: 断屑困难，易缠绕工件和刀具，损坏刀具刮伤工件。 注意：需要有断屑措施。
车削细长轴时取主偏角等于75～90°的车刀； 副偏角为5°～15°。
4. 刀具的工作角度
金工实习理论—冷加工
1)刀尖安装高低对工作角度的影响
刀尖与工件回转中心等高 γ0e = γ0
刀尖高于工件回转中心 γ
0e＞γ 0
α0e = α0
α
0e＜α 0
刀尖低于工件回转中心
γ
0e＜γ 0
α
0e＞α 0
金工实习理论—冷加工
Fc vc Pm KW 1000 60
四、切削热和切削液 (一) 切削热的产生、传出及对加工的影响 1.切削热的主要来源 ①切削层的弹塑性变形（是热
量的主要来源）；
②刀具与工件之间的摩擦；
③刀具与切屑之间的摩擦。
金工实习理论—冷加工
2.切削热产生的三个区域 ①剪切面：弹塑性变形； ②刀具前刀面与切屑接触区； ③主后刀面与工件接触区。 3.切削热的传出途径及对切削加工的影响 75%——切屑 改变切屑的颜色，银白色或淡黄色 温度不高/紫色或紫黑色温度较高； 切削热 20%——工件 受热膨胀或变形，影响精度↘ 磨削时易退火； 4% ——刀具 HRC↘ 耐磨性↘ 刀具寿命↘ 1% ——空气
3）热处理性好，淬火不易变形
制造形状复杂的低速切削的刀具。如：铰刀、 用途： 丝锥、板牙等。
金属切削原理课件
金属切削原理课件一、教学内容本节课的教学内容来自于机械制造工艺学教材的第五章第一节，主要内容包括金属切削原理、金属切削过程的三个阶段、切削力、切削热以及切削功率等。
二、教学目标1. 让学生了解并掌握金属切削原理及其基本概念。
2. 使学生能够分析并理解金属切削过程中的三个阶段。
3. 培养学生运用切削力、切削热和切削功率的基本知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：金属切削过程中切削力、切削热和切削功率的计算及应用。
2. 教学重点：金属切削原理及其在实际工程中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：教材、笔记本、三角板、量角器。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一些金属切削加工的图片，让学生了解金属切削加工的基本情况，激发学生的学习兴趣。
2. 教材内容讲解：引导学生学习教材中的相关内容，让学生了解金属切削原理、金属切削过程的三个阶段、切削力、切削热以及切削功率等基本概念。
3. 例题讲解：挑选一些典型的例题，讲解并分析切削力、切削热和切削功率的计算方法及其在实际工程中的应用。
4. 随堂练习：让学生运用所学知识解决实际问题，加深对金属切削原理的理解。
5. 板书设计：在黑板上列出金属切削原理的主要知识点，以便学生随时查阅。
6. 作业布置：布置一些有关金属切削原理的应用题，让学生课后巩固所学知识。
六、作业设计1. 题目：某工厂加工一种零件，需要进行钻孔、车削和磨削等工序。
已知钻孔时的切削速度v=50m/min，刀具直径d=20mm，求钻孔时的切削力。
2. 答案：钻孔时的切削力F=150N。
七、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过讲解、练习等方式，使学生掌握了金属切削原理的基本知识。
但在教学过程中，对于切削力、切削热和切削功率的计算公式的推导和应用，部分学生可能还存在理解上的困难，需要在课后加强辅导。
2. 拓展延伸：让学生进一步了解金属切削加工的其他方面，如切削液的作用、刀具的选用等，以便更好地应用于实际工程中。
金属切削机床第五章 Y3150E型滚齿机
机床轮廓尺寸(长度×宽度×高度) 2439mm×1272mm×1770mm
三、Y3150E型滚齿机的传动系统 如图5-12所示是Y3150E型滚齿机的传动系统图。
三、滚切斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 如图5-7所示,斜齿圆柱齿轮轮齿端面上的齿形仍为渐开线,而 齿长方向则是一条螺旋线。
图5-7 斜齿圆柱齿轮
1.斜齿圆柱齿轮的形成 图5-8说明了滚切直齿和斜齿圆柱齿轮时,形成导线的差别。
图5-8 加工斜齿圆柱齿轮时,导线(螺旋线)的成形原理 →加工直齿圆柱齿轮时,展成运动的旋转方向
1)传动路线表达式及运动平衡方程式 展成运动传动链的传动路 线表达式如下:
2)换置公式 将u合=1代入运动平衡方程式,整理后可得换置机构 传动比ux的计算公式:
ux= × × = (5-3)
21≤≤142时,=;×= 143≤时,=;×=
(3)轴向进给运动传动链 传动链的两端件是工件和滚刀刀架,其 计算位移是:工件每转1转,滚刀刀架垂向移动f(mm)。 1工件××××××u进××3π=f
⇒或⇐加工斜齿圆柱齿轮时,工件附加运动的旋转方向 图中所表示的运动方向是根据使用右旋滚刀、且滚刀位于工件之前判定
2.加工斜齿圆柱齿轮所需的运动
设工件的导程为T,则当刀架直线移动T(mm)时,工件应在展成运动 传动链所要求的转动基础上附加一转,因此应在刀架与工件之间 建立运动联系,通过运动合成机构的差动作用使工件的转速加快 或减慢,这一传动联系称为差动传动链或附加运动传动链。
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大型车刀、螺纹车 刀、切断车刀
可转位式
用于普通车床，特 别是自动线，数控车 床用的各类车刀
第一节
焊接式车刀
一、硬质合金焊接刀片的选择 常用硬质合金刀片类型
二、刀槽的形状和尺寸
在刀杆上加工出的刀杆槽，应能使刀片焊接 牢固，车刀刃磨量小。常用刀杆槽形式有下列几 种。
图5-2 刀槽的形式
a)开口槽 b)半封闭槽 c)封闭槽 d)切口槽
第五章 车刀
第一节
第二节 第三节
焊接式车刀
机夹式车刀 可转位车刀
第五章 车刀
车刀是用于卧式车床、转塔车床、自动车床和数 控车床的刀具。它是生产中应用最为广 泛的一种刀具。 车刀按用途可分为：外圆车刀、端面车刀、切断刀等， 如图5-1所示。
图5-1 车刀类型和用途
a) 75°偏头外圆车刀
b) 90°偏头端面车刀 c) 45°偏头外圆车刀 d) 90°偏头外圆车刀 e) 93°偏头仿形车刀 f) QC系列切槽刀、切断刀 g) 机夹式切断刀 h) 75°内孔车刀 i) 90°内孔车刀 j) 外螺纹车刀 k) 内螺纹车刀
机夹可转位车刀是采用机械夹固的方法将可转 位刀片固定在刀体上。
图5-8 可转位车刀的组成
1—杠杆 2—螺杆 3—刀垫
4—卡簧 5—刀片 6—刀柄
ISO标准和我国标准规定了可转位刀片型号的 含义。可转位刀片的型号，共用10个号位的内容来 表示主要参数的特征。 按照规定，任何一个型号刀片都必须用前七个 号位，后三个号位在必要时才使用。
按结构分为整体式、焊接式、机夹式和可转位车刀。
表5-1 车刀结构类型、特点与用途
名称 简 图 特 点 适用场合
整体式
用整体高速钢制造。易磨成锋利 切削刃。刀具刚度好
小型车刀和加工有 色金属车刀
焊接式
可根据需要刃磨几何形状。结构 紧凑，制造方便
各类车刀，特别是 小刀具
机夹式
避免焊接内应力而引起刀具寿命 下降。刀杆利用率高。刀片可刃磨 获得所需参数，使用灵活方便 避免了焊接的缺点，刀片转位更 换迅速，可使用涂层刀片，生产率 高。断屑稳定
图5-4 机夹式车刀夹紧结构形式 a)上压式 b)自锁式 c)弹性压紧式 d)侧压式
图5-5 上压式切断车刀和内、外螺纹车刀 a)切断车刀 b)外螺纹车刀 c)内螺纹车刀
图5-6 自锁式切断车刀刀片槽形和切屑形状
图5-7 Q-C系列刀片
a)切断刀片 b)切槽刀片 c)仿形加工刀片
第三节
可转位车刀
但对于车刀刀片，第十号位属于标准要求标注 的部分。不论有无第八、九两个号位，第十号位都 必须用短横线"-"与前面号位隔开，并且其字母不得 使用第八、九两个号位已使用过的字母，当只使用 其中一位时，则写在第八号位上，中间不需空格。
图5-9所示十个号位具体内容。
表5-4 国外典型断屑槽的特点及适用场合
螺销上压式
压孔式
结构简单，零件少。定位 精度高，容屑空间大。对螺 钉质量要求高。适用于数控 车床上使用的内孔车刀和仿 形车刀
图5-10 可转位车刀几何角度形成
a)刀片角度 b)刀槽角度 c)车刀角度
图5-3 刀片在刀槽中的安放位置
三、车刀刀柄截面形状和尺寸选择
表5-3 常用车刀刀柄截面尺寸(单位：mm)
机床中心高
正方形刀柄断面 矩形刀柄断面 B×H
150
1
180～200
2
260～300
2
350～400
3
12×20
16×25
20×30
25×40
第二节
机夹式车刀
机夹车刀没有标准化，结构形式很多。常用的有 以下几种： 1.上压式 采用螺钉和压板从上面夹紧刀片，用调整螺钉调节刀 片位置，见图5-4。 2.侧压式 侧压式结构一般多利用刀片本身的斜面，由模块 和螺钉从刀片侧面夹紧刀 片。在这种结构中，刀片竖 装，用钝后重磨前刀面。 3.切削力夹固式 图5-6所示是切削力自锁式车刀。
杠杆式
定位精度高，调节余量大， 夹紧可靠，拆卸方便。卧式 车床、数控车床均能使用
楔钩式
是楔压和上压的组合式。 夹紧可靠，装卸方便。重复 定位精度低。适用于普通车 床断续切削车刀
楔销式
刀片尺寸变化较大时也可 夹紧。装卸方便。重复定位 精度低，适用于卧式车床进 行连续车削车刀
表5-5 可转位车刀夹紧结构及其特点
上压式
夹紧元件小，夹紧可靠， 装卸容易，排屑受一定影响。 卧式车床、数控车床均能使 用
爪式上压式
是楔压和上压的组合式变 态夹紧可靠，装卸方便重复 定位精度高。用于数控车床 用的车刀
表5-5 可转位车刀夹紧结构及其特点
名称
结构示意图
示
例
主要特点 是偏心和上压式的组合式。 螺销旋入时上端圆柱将刀片 推向定位面，压板从上面压 紧刀片，夹紧可靠，重复定 位精度高。用于数控车床用 的车刀
二、可转位车刀的选用
1. 选择刀柄形状和尺寸
2. 选择车刀头部形式与主偏角
3. 可转位车刀夹紧结构的选择 4. 根据具体加工条件和加工要求等选择刀片牌号和 型号 5. 必要时对可转位车刀的几何角度进行验算
可转位车刀夹紧结构及其特点
表5-5 可转位车刀夹紧结构及其特点
名称 结构示意图 示 例 主要特点