机械制造工艺基础教案(第四章切削加工基础)
切削力、切削温度和切削液
机械制造工艺基础
•二、切削温度
•1.切削温度的产生
•金属切削过程的三个变形区就
是产生切削热的三个热源。
•在这三全变形区中，刀具克服
金属弹、塑性变形抗力所做的功
和克服摩擦抗力所做的功，绝大
部分转化为切削热。
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•2.影响切削力的因素
•二、切削温度 •1.切削温度的产生 •2.影响切削温度的因素 •3.切削温度对切削加工过程
的影响
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•2.切削液的选择依据
机械制造工艺基础
•作业布置： •简述切削液的主要作用？
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Thank you！
机 械 制 造 工 艺 基 础
第四章 切削加工基础
机械制造工艺基础
第四节 切削力、切削温度和切削液
知 识 目 标
技 能 目 标
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•掌握切削力的基础知识。 •掌握切削温度的产生过程和对加工的影响。 •掌握切削液的选择方法。
•学会应用合适的方法，减小切削力、切削温度对加工过程
的影响。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•3.切削温度对切削加工过程的影响
•（1）对刀具材料的影响：硬质合金刀具材料耐热性好，适
当提高切削温度，可防止硬质合金刀具崩刃；高速钢刀具材
料的耐热性为600oC，超过该温度刀具失效。
•（2）对工件尺寸精度的影响：切削温度的变化对工件尺寸
精度的影响特别大，因此控制好切削温度，是保证加工精度 的有效措施。
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•三、切削液
第四章 铣削加工,机械制造加工基础
数控龙门铣床
补充资料Ⅲ：典型工件
动画5 端铣
动画6 对称铣与不对称铣
表7-7 不对称顺铣和不对称逆铣比较 比较内容 特征 不对称顺铣 以大的切削厚度切入，较 小的切削厚度切出。 可减少逆铣时刀齿在工件 表面的滑行、挤压和加工 切削优点 表面的冷硬程度，有利于 不对称逆铣 以小的切削厚度切入，较大的 切削厚度切出。 切削平稳，减少冲击，使加工 表面粗糙度改善，刀具耐用度 提高。
铣削用量 影响因素
铣削速度v 每齿进给量af
铣刀角度
端铣刀前角
倒棱宽度
§4-3 铣刀及铣削用量
一、铣刀的类型、特点及应用
圆柱铣刀－用于在卧式铣床上加工中小型工件
狭长平面和带圆弧收尾的平面。一般用高速钢制
造，切削性能差，加工效率较低。
圆柱铣刀
硬质合金端铣刀－用于在立式铣床上加工大平
面。硬质合金刀片多采用可转位夹固式，或焊接夹 固式安装在刀体上。
图7-11 逆铣和顺铣 表7-6 逆铣与顺铣比较（续3） 比较内容 工件夹紧程度/切削过程稳定性 刀具磨损 工作台丝杠和螺母有无间隙 由工作台窜动引起的质量事故 加工对象 顺铣 好 小 有 多 精加工 逆铣 差 大 无 少 粗加工
2. 端铣法
端铣法－用铣刀端面的刀齿来铣削工 件的表面。 端铣时，根据铣刀相对于工件安装位 置的不同，可分为三种不同的切削方 式。
工作台层次少，刚性 好。 龙门式比单臂式的刚 性好，但其加工工件 的宽度受到两侧立柱 的限制。
加工外形为 中等或较大 尺寸的工件。
加工大型工 件。
立式布局。圆工作台作连续 圆工作台 缓慢的旋转，实现圆周进给 铣床 运动。
加工大批、 主轴箱内有两根主轴， 大量生产中 分别装有粗铣及精铣 的中小型零 的端铣刀。 件平面的。
机械制造技术基础(邢晓红)章 (4)
第四章 机械加工方法与装备
(3) 副后面(Aa)：刀具上与已加工表面相对的表面，又 称副后刀面。
(4) 主切削刃(S)：前刀面与主后刀面的交线，在切削过 程中担负主要切削工作，并形成工件上的过渡表面。
(5) 副切削刃(Sꞌ)：前刀面与副后刀面的交线。它配合主 切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。
第四章 机械加工方法与装备
λs=0
＋λs
－λs
切屑流向 λs=0
切屑流向 ＋λs
(a) 控制排屑方向
切屑流向 －λs
＋λs
－λs
(b) 车刀受冲击时保护刀尖
图4-9 刃倾角的作用
主运动和进给运动可由刀具和工件分别完成，也可由刀具 单独完成。
第四章 机械加工方法与装备
3．加工中的工件表面 以车削为例，工件在车削过程中有三个不断变化着的表面 (见图4-2)： (1) 待加工表面：将被切除金属层的表面，随着切削过程 的进行，它将逐渐减小，直至全部切去。 (2) 已加工表面：已经切去一部分金属而形成的新表面， 随着切削过程的进行，它将逐渐扩大。 (3) 过渡表面：切削刃正在切削的表面，它总是处在待加 工表面和已加工表面之间。 上述这些定义也适用于其他类型的切削加工。
的相对运动，即成型运动，而各种成型运动是由机床来实现的， 因此，又称为机床的切削运动。表面成型运动中各单元的运动， 按其在切削加工中所起的作用不同，可分为主运动和进给运动。
第四章 机械加工方法与装备
(1) 主运动。主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。 它使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料，使被切削 层转变为切屑。一般情况下，它是切削运动中速度最高、消耗 功率最大的运动。任何切削过程必须有一个，也只有一个主运 动。它可以是旋转运动，也可以是直线运动。如车削加工时工 件的旋转运动，钻削和铣削加工时刀具的旋转运动，牛头刨床 刨削时刀具的直线往复运动等都是主运动。主运动可以由工件 完成(如车削、龙门刨削等)，也可以由刀具完成(如钻削、铣 削、牛头刨床上刨削及磨削加工等)。
《机械制造工艺学》教学教案(全)
章节名称：绪论教学目标：1. 使学生了解机械制造工艺学的概念、内容及其在机械工程领域的重要性。
2. 使学生了解机械制造工艺学的发展历程和趋势。
3. 使学生掌握机械制造工艺学的基本研究方法。
教学内容：1. 机械制造工艺学的概念及其内涵。
2. 机械制造工艺学的发展历程和趋势。
3. 机械制造工艺学的研究方法。
教学过程：1. 导入：通过提问方式引导学生思考机械制造工艺学的概念及其重要性。
2. 讲解：详细讲解机械制造工艺学的概念、内容及其在机械工程领域的重要性。
3. 讨论：组织学生讨论机械制造工艺学的发展历程和趋势。
4. 总结：总结机械制造工艺学的研究方法，强调其在机械制造领域的应用。
教学资源：1. 教材：《机械制造工艺学》。
2. 课件：机械制造工艺学的概念、发展历程和趋势、研究方法等。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对机械制造工艺学概念的理解。
2. 课后作业：布置相关课后作业，检查学生对机械制造工艺学的发展历程和趋势、研究方法的掌握。
章节名称：机械制造过程及其分类教学目标：1. 使学生了解机械制造过程的定义、组成及其分类。
2. 使学生掌握各种机械制造过程的特点和应用。
教学内容：1. 机械制造过程的定义、组成。
2. 机械制造过程的分类：铸造、锻造、焊接、热处理、表面处理等。
3. 各种机械制造过程的特点和应用。
教学过程：1. 导入：通过提问方式引导学生思考机械制造过程的定义和组成。
2. 讲解：详细讲解机械制造过程的定义、组成及其分类。
3. 讨论：组织学生讨论各种机械制造过程的特点和应用。
4. 总结：总结各种机械制造过程在实际生产中的应用和重要性。
教学资源：1. 教材：《机械制造工艺学》。
2. 课件：机械制造过程的定义、组成、分类及其特点等。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对机械制造过程的定义和组成的理解。
2. 课后作业：布置相关课后作业，检查学生对各种机械制造过程的特点和应用的掌握。
《机械制造工艺学》教学教案(三)章节名称：机械制造工艺过程规划与管理教学目标：1. 使学生了解机械制造工艺过程规划与管理的概念及其重要性。
机械制造技术基础(第2版)第四章课后习题答案
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第四章机械加工质量及其控制4-1什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的？解：主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度，它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。
车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低，随工件回转可减小摩擦力；外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高，顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。
4-2 在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动），试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。
答：在镗床上镗孔时，由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转，在F作用下，主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触，轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动，轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。
4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？答：导轨在水平面方向是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向，故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。
4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm，欲在此车床上车削直径为φ60mm、长度为150mm的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。
解：根据p152关于机床导轨误差的分析，可知在机床导轨水平面是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向。
水平面内：0.0151500.002251000R y∆=∆=⨯=mm；垂直面内：227()0.025150/60 2.341021000zRR-∆⎛⎫∆==⨯=⨯⎪⎝⎭mm，非常小可忽略不计。
所以，该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差0.00225R∆=mm。
4-5 在车床上精车一批直径为φ60mm 、长为1200mm 的长轴外圆。
加工精度和加工的表面质量
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•（2）试切法加工
•试切法加工的过程是：对工件试切 测量 调整 再试切，直至
达到精度要求后，才合上机动进给机构进行正式切削。引起
调整误差原因有。
•1）测量误差
•2）进刀机构的位移误差
•3）试切时与正式切削时切削深度不同而引起的误差。
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机械制造工艺基础
•二、加工的表面质量
•零件的加工精度是指零件在加工后的实际几何参数与理想
几何参数的符合程度。零件的加工精度包括尺寸精度、形 状精度和位置精度。
•1.加工精度的含义
• （1）尺寸精度。是指零件的直径、长度、表面间距离等
尺寸的实际数值和理想数值的接近程度。尺寸精度是用尺 寸公差来控制。 •（2）形状精度。是指加工后零件上的点、线、面的实际 形状与理想形状的符合程度。形状精度是用形状公差来控 制。 •（3）位置精度。是指加工后零件上的点、线、面的实际 Logo 位置与理想相符合的程度。位置精度是用位置公差来控制
机 械 制 造 工 艺 基 础
第四章 切削加工基础
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第五节 加工精度和加工的表面质量
知 识 目 标
技 能 目 标
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•掌握加工精度的含义与调整误差的方法。 •掌握降低表面粗糙度的工艺措施。
•学会应用正确的加工方法，提高零件表面质量。
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第五节 加工精度和加工的表面质量 •一、加工精度
•1.表面质量的含义
•在切削过程中，由于振动、刀痕以及刀具与工件之间的摩擦
，在工件已加工表面不可避免地留下一些微小峰谷，这些微
小峰谷的高低程度称为表面粗糙度。
ห้องสมุดไป่ตู้
•2.降低表面粗糙度值的工艺措施
机械制造技术基础教案
机械制造技术基础教案第一章：机械制造概述1.1 教学目标了解机械制造的基本概念、分类和流程。
掌握机械制造的主要工艺方法和工艺系统。
理解机械制造技术的应用和发展趋势。
1.2 教学内容机械制造的基本概念：机械制造业的定义、作用和重要性。
机械制造的分类：批量生产、单件生产和自动化生产。
机械制造的流程：设计、加工、装配和检测。
机械制造的主要工艺方法：铸造、焊接、切割、铣削、磨削等。
机械制造的工艺系统：机床、刀具、夹具、量具等。
机械制造技术的应用和发展趋势：数字化制造、精密加工、绿色制造等。
1.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式，介绍机械制造的基本概念和分类。
通过实物展示和实验室实践，讲解机械制造的工艺方法和工艺系统。
利用多媒体教学，展示机械制造技术的应用和发展趋势。
1.4 教学评估课堂讨论和提问，了解学生对机械制造基本概念的理解。
课后作业，要求学生绘制机械制造流程图和工艺路线图。
实验室实践报告，评估学生对机械制造工艺系统的掌握情况。
第二章：机械加工工艺2.1 教学目标掌握机械加工工艺的基本概念和分类。
理解机械加工工艺参数的选择和计算方法。
熟悉机械加工工艺规程的制定和执行。
2.2 教学内容机械加工工艺的基本概念：机械加工工艺的定义、作用和重要性。
机械加工工艺的分类：常规加工、特种加工和复合加工。
机械加工工艺参数的选择和计算：切削参数、热处理参数等。
机械加工工艺规程的制定：工艺路线、工艺参数、工艺条件等。
机械加工工艺规程的执行：加工顺序、工艺过程、质量控制等。
2.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式，介绍机械加工工艺的基本概念和分类。
通过实验室实践，讲解机械加工工艺参数的选择和计算方法。
利用多媒体教学，展示机械加工工艺规程的制定和执行过程。
2.4 教学评估课堂讨论和提问，了解学生对机械加工工艺基本概念的理解。
课后作业，要求学生计算机械加工工艺参数并制定工艺规程。
实验室实践报告，评估学生对机械加工工艺规程的制定和执行情况。
《机械制造基础(第4版)》电子教案 项目四 机械加工基础
（1）切削层厚度垂直于切削表面度量的切削层尺寸称为切 削层公称厚度（以下简称为切削厚度）。车外圆时，如车刀 主切削刀为直线，则
hD f sin r
（2）切削层宽度沿切削表面度量的切削层尺寸称为切削层 公称宽度（以下简称为切削宽度）如车刀主切削刃为直线， 则
bD a p / sin r
（3）切削层横截面积切削层在切削层尺寸度量平面内的横 截面积称为切削层公称横截面积（以下简称为切削面积）。 可用下式计算
3．刀具的工作角度 上面讨论的外圆车刀的标注角度，是在忽略进给运动
的影响并假定刀杆轴线与纵向进给运动方向垂直以及切削 刃上选定点与工件中心等高的条件下确定的。如果考虑进 给运动和刀具实际安装情况的影响，参考平面的位置应按 合成切削运动方向来确定，这时的参考系称为刀具工作角 度参考系。
n f
前刀面
（1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
n
主后面
f
前刀面
（1）刀具切削部分的组成
三个刀面、两个刀刃、一个尖
n
主后面
f
副后面 前刀面
（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
f
前刀面
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
f
副切削刃 前刀面
已加工表面和待加工表面之间。
vc
dn 1000
知识模块3．切削用量
削用量是指切削速度、进给量（或进给速度） 和背吃刀量。三者又称为切削用量三要素。 (1) 切削速度（m／s或m／min）
切削刃上选定点相对于工件的主运动速度称为 切削速度。计算切削速度时，应选取刀刃上速度最 高的点进行计算。主运动为旋转运动时，切削速度 由下式确定
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）刀尖——指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。
说明：每次课应有教学小结
应选较小的
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说明：每次课应有教学小结
切削用量——在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称
——切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
选择切削用量的原则是在保证加工质量、降低加工成本和提高生产率的前提下，使背吃刀量、进给量和切削速度的乘积最大。
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说明：每次课应有教学小结
）合理选择刀具材料和刀具几何角度。
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四、金属切削机床的型号
1．机床型号的表示方法
．机床的分类及代号
．机床的通用特性代号和结构特性代号通用特性代号。