《金属切削原理与刀具》
《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》主要知识点
《金属切削原理与刀具》主要知识点《金属切削原理与刀具》是一本介绍金属切削原理和刀具知识的教科书。
本书主要涵盖了金属切削的基本原理、切削过程中的力学和热学现象、刀具的分类及其选择、刀具材料与涂层、刀具磨损与断裂、数控切削技术等内容。
下面将详细介绍本书的主要知识点。
第一部分：金属切削的基本原理本书首先介绍了金属切削的基本概念和工艺。
讲解了切削过程中的切削动力学、切削力与功率的计算方法、剪切变形和切削热的产生与传递等基本原理。
第二部分：切削力学与切削热学这部分主要介绍了切削力学和切削热学的理论和计算方法。
包括切削过程中的力学现象（如切屑形状、刀尖载荷等）、切削力与功率的计算、切削热的产生与传递、刀具与工件的接触和摩擦等内容。
第三部分：刀具的分类与选择刀具是金属切削的关键工具，本书详细介绍了刀具的分类和选择原则。
包括刀具的几何形状、刀具的材料、刀具的涂层等方面的内容，并给出了不同切削材料和加工方式下的刀具选择指南。
第四部分：刀具材料与涂层刀具材料和涂层是刀具性能的关键因素。
本书详细介绍了刀具材料的特点、性能和应用范围，并介绍了不同材料的刀具的优缺点。
同时，本书还介绍了常见的刀具涂层材料及其作用、制备方法等。
第五部分：刀具磨损与断裂刀具在使用过程中会出现磨损和断裂现象，本书深入分析了刀具磨损和断裂的原因和机制。
包括刀具磨损类型、磨损机理、磨损的检测与评价、刀具的断裂类型、断裂的机理等方面的内容。
第六部分：数控切削技术数控切削技术是现代切削加工的重要手段，本书介绍了数控切削的基本原理和技术。
包括数控系统的组成与工作原理、数控编程、数控刀具和刀具路径的设计等内容。
通过以上知识点的学习，读者能够全面了解金属切削的基本原理和刀具知识，掌握刀具的选择、使用和磨损等方面的技能，提高金属切削加工的质量和效率。
《金属切削原理与刀具》课程标准
《金属切削原理与刀具》课程标准一、课程概述1.课程性质《金属切削原理与刀具》是机械设计与制造专业针对通用装备制造行业的机械设计、机械制造、制图员、车工、铳工、装配工等职业群（或技术技能领域）的关键岗位，经过对企业岗位典型工作任务的调研和分析后，归纳总结出来的为适应机械装备制造企业金属切削刀具选用、金属切削机床使用、机械冷加工工艺编制、调试及维修维护等能力要求而设置的一门专业核心课程。
2.课程任务《金属切削刀具与机床》课程通过对金属切削刀具、金属切削机床基本原理和理论知识的学习，增强学生对金属切削刀具材料、几何形状、切削要素、金属切削机床结构及布局, 机床知识的运用，让他们熟练掌握金属切削刀具、金属切削机床运动、切削加工工艺范围等知识，从而满足企业对相应岗位的职业能力需求。
3.课程要求通过课程的学习培养学生机械加工方面的岗位职业能力，教学注重选用基础的、典型的实例，突出现代机械加工中各种典型的刀具,利用各种教学方法和手段达到注重能力的培养, 突出实际、实用、实践的原则，贯彻加强基础、重技术应用及前后课程衔接的指导思想，注重内容的典型性、针对性，加强理论联系实际，达到学以致用的目的。
同时为学习后续专业课程打下坚实的基础。
二.教学目标1.知识目标（1）掌握金属切削加工的基本理论；（2）掌握金属切削加工的基本规律；（3）掌握车、铳、包k键等通用刀具结构与型号制订方法；（4）掌握车、铳、包IJ、键等通用刀具应用范围；（5）掌握孔加工刀具等标准刀具结构与型号制订方法；（6）掌握难加工材料的加工特点；（7）掌握数控加工工具系统的应用特点。
2.能力目标（1）能够进行切削用量的计算与查表；（2）能够正确选用刀具的几何参数；（3）能够解决切削加工中产生的各种质量问题；（4）能够正确选用刀具类型与规格；（5）会阅读金属加工资料和查阅刀具设计手册；（6）会难加工材料的加工的切削参数选择；（7）会刃磨刀具；3.素质目标（1）养成谦虚、好学的能力；（2）养成学生勤于思考、做事认真的良好作风；（3）具备必要的政治素质和一定的法律意识；（4）养成良好的职业道德；（5）具备沟通能力及团队协作精神；（6）具备分析问题、解决问题的能力；（7）具备勇于创新、敬业乐业的工作作风；（8）具备的质量意识、安全意识。
金属切削原理与刀具课程标准
金属切削原理与刀具课程标准一、概述（一）课程性质《金属切削原理与刀具》是机械制造及相关专业的一门重要的专业基础课程。
是研究金属切削加工的一门技术科学。
（二）课程基本理念本课程的基本理念是使学生基本掌握：刀具材料的性能与选用；刀具切削部分的几何参数；切削过程中的现象与变化规律；被切削材料的加工性；提高加工表面质量与经济效益的方法等相关机械制造技术的基本知识，并能在实践中对刀具的类型、角度、切削用量等参数进行合理的选择，初步具有解决实际生产问题的能力，为学习后续课程和毕业后从事专业工作打下坚实的基础。
（三）课程设计思路本课程的设计思路是以实际金属切削为案例，以完成具体某一任务为驱动，强调学生自主学习能力进行课程设计的。
二、课程目标1、总目标培养面向工业企业的高素质高技能操作型人才。
通过基础理论知识、专业知识及专业技能的培养与训练，使学生成长为具有加工中等难度切削加工类零件的能力，能够符合社会和企业发展需求的人才。
2、具体目标1.专业能力目标通过对如下各项目的实施，使学生掌握切削加工类中等难度零件并能提高工件质量的能力。
主要有：（1）掌握切削过程中的现象与变化规律等基本知识。
（2）具备提高加工表面质量与经济效益的方法等相关机械制造技术的基本知识。
（3）具备在实践中对刀具的类型、角度、切削用量等参数进行合理的选择的能力。
（4）初步具有解决实际生产问题的能力。
2.方法能力目标（1）具有较好的表达能力和沟通能力；（2）具备自主学习、分析问题和解决问题的能力；3.社会能力目标（1）具有良好的职业道德及爱国创业精神；（2）具有良好的团队协作精神；（3）具有目标追求毅力。
（包括职业定位、个人规划、挫折承受力等专业必备素质）三、内容标准（课程内容与要求）（原则上分为二个层级，可采用表格表述方式，也可采用文字叙述方式。
）（一）基本定义（第一层级）教学目标：理解切削运动，工件上形成的表面，刀具（车刀）切削部分的组成，刀具（车刀）的角度坐标平面参考系与刀具标注的几何角度，切削用量的三要素，切削层参数的基本定义。
《金属切削原理与刀具》教案
《金属切削原理与刀具》教案一、教学内容本节课的教学内容来自于小学《金属切削原理与刀具》教材的第三章，主要介绍金属切削的基本原理和刀具的分类及使用方法。
具体内容包括：金属切削的过程、切削力与切削功率、刀具的类型与结构、刀具的磨损与更换等。
二、教学目标1. 让学生了解金属切削的基本原理，知道切削力与切削功率的概念。
2. 使学生熟悉刀具的类型与结构，掌握刀具的磨损与更换方法。
3. 培养学生动手操作和实践能力，提高他们的技术素养。
三、教学难点与重点重点：金属切削的基本原理、刀具的类型与结构、刀具的磨损与更换。
难点：切削力与切削功率的计算、刀具的磨损规律及更换时机。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、刀具实物、切削实验装置。
学具：笔记本、课本、尺子、剪刀。
五、教学过程1. 导入：通过展示金属切削加工的视频，让学生初步了解金属切削的过程，引出本节课的主题。
2. 讲解：讲解金属切削的基本原理，介绍切削力与切削功率的概念，分析刀具的类型与结构，讲解刀具的磨损与更换方法。
3. 实践：让学生分组进行切削实验，观察刀具的磨损情况，学会正确更换刀具。
4. 讨论：分组讨论切削力与切削功率的计算方法，分享刀具磨损与更换的实践经验。
六、板书设计金属切削原理与刀具1. 金属切削过程2. 切削力与切削功率3. 刀具类型与结构4. 刀具磨损与更换七、作业设计1. 题目：计算切削力与切削功率已知条件：切削速度v = 50m/min，切削深度d = 2mm，切削宽度b = 10mm，刀具前角γ = 20°，刀具后角α = 15°，材料硬度HB = 200。
求：切削力F和切削功率P。
答案：切削力F = 150N切削功率P = 15W2. 题目：分析刀具磨损规律及更换时机要求：结合实践经验，分析刀具磨损的原因，判断何时需要更换刀具。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果如何？学生是否掌握了金属切削原理和刀具的使用方法？2. 拓展延伸：研究金属切削液的作用，探讨如何提高切削加工效率。
金属切削原理及刀具课件
刀具的磨损与破损
刀具磨损的形式与机理
刀具磨损的形式：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损
刀具磨损的机理：磨料磨损、热磨损、化学磨损、疲劳磨损
刀具磨损的影响因素：切削参数、切削材料、刀具材料、刀具结构
刀具磨损的预防措施：合理选择切削参数、选用合适的切削材料、选用高耐磨损的刀具材料、优 化刀具结构
刀具磨损的监测与控制
刀具磨损的监测方法：通过观察、测量和检验等方法对刀具磨损情况进行实时监测。
刀具磨损的控制策略：采用合理的切削参数、刀具材料和涂层技术等手段，有效控制刀具磨 损。
刀具磨损的预防措施：通过改进刀具设计、提高刀具制造质量和使用高性能刀具等方法，减 少刀具磨损的可能性。
刀具磨损的应对措施：一旦发现刀具磨损，应及时采取更换刀具、调整切削参数等措施，避 免影响加工质量和效率。
刀具的维护与保养 ：正确的使用和维 护刀具，可以延长 刀具的使用寿命， 提高加工效率。
刀具的几何参数与选择
刀具的几何参数：包括前角、后角、主偏角、副偏角等，这些参数对切削 力和切削热有重要影响。
刀具的选择：根据加工材料、加工要求、刀具材料和加工条件等因素选择 合适的刀具，以确保加工质量和效率。
刀具的刃磨：刃磨可以改变刀具的几何参数，从而调整切削力和切削热， 提高加工质量和效率。
刀具的基本知识
刀具的分类与用途
刀具的分类：根据刀具的结构可分为整体式、镶嵌式和特殊形式；根据刀具的使用范围可 分为车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
刀具的用途：刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。绝大多数的刀具是 机用的，但也有手用的，如刻刀、木工刨刀、木工铣刀等。
刀具的发展趋势：随着制造业的发展，刀具行业正朝着高效化、智能化、精细化方向发展。
机械制造基础第二章金属切削原理与刀具
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金属切削原理与刀具
二、刀具角度
1.刀具切削部分的组成
三面两刃一尖 前(刀)面 主后(刀)面 副后(刀)面 主切削刃 副切削刃 刀尖
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金属切削原理与刀具
其它各类刀具，都可以看作是车刀的演变和组合
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其中：dw—工件待加工表面的直径，(mm) dm—工件已加工表面的直径，(mm)
• 对于钻孔工作
ap
dm 2
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金属切削原理与刀具
(2).切削层参数
在切削过程中，工件每转一转或刀具每转一齿，刀 具主切削刃相邻两位置间的一层金属，称为切削层
• 切削层公称宽度aw： 沿过渡表面测量的切削层尺寸 aw反映了切削刃参加切削的工作长度 aw=ap/sinkr
刀具安装位置对工作角度的影响 • 车刀安装高度对工作角度的影响 • 车刀安装偏斜对工作角度的影响
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金属切削原理与刀具
不考虑进给运动，当刀尖安装得高于或低于工件 轴线时，将引起工作前角γoe和工作后角αoe的变化
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金属切削原理与刀具
当车刀刀杆的纵 向轴线与进给方向 不垂直时，将会引 起工作主偏角κre和 工作副偏角κre‘的 变化
金属切削原理与刀具
• 镗刀：
多用于箱体孔的粗、精加工，可分为单刃和多刃镗刀
微调镗刀 1-刀片 2-镗杆 3-导向键 4-紧固螺钉 5-精调螺母 6-刀块
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金属切削原理与刀具
(3).铣刀
按用途分 • 圆柱铣刀 • 端铣刀 • 盘形铣刀 • 立铣刀 • 键槽铣刀 • 角度铣刀 • 成形铣刀
金属切削原理与刀具
第四章 切削条件的合理选择
第一节 工件材料的切削加工性 第二节 切削液 第三节 刀具几何参数的合理选择 第四节 切削用量的合理选择
第一节 工件材料的切削加工性
“指对某种材料进行加工的难易程度”
相对加工性：Kr
Kr
V60 (V60 ) j
改善材料切削加工性的主要途径
1、热处理，改变材料的组织和机械性能 2、合理选用刀具材料 3、调整材料的化学成分
f
0.14
a0.04 p
三、影响切削温度的因素
3. 刀具几何参数对切削温度的影响 控制切削温度的措施
γO ↗
1、正确使用切削液
θ ℃↙
2、合κ理选r 择↗切削用量
在满足工艺要求的前提下，取小的
θ ℃↗
vc较大的
ap、f
3、γ改O↗r善ε刀↗具几θ何℃条↙件：
θ ℃↙
第四节 刀具磨损
一、刀具的磨损形式：
二、刀具磨损的原因
4. 氧化磨损： 刀具上的表面膜被切屑或工件表面划擦掉后，在高温 下（700~800℃）与空气中的氧作用产生松脆氧化物， 造成刀具磨损。
综上所述：
三、刀具磨损过程与磨损标准
11、、刀具磨损过程
2、刀具磨损标准（磨损限度）
“指后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的 最大磨损尺寸”。以VB表示
2、产生条件： ①中等速度切削塑性材料。
②切削区的温度、压力和界 面状况符合在刀面上发生 冷焊的条件。
2、特点： ①硬度是工件材料的2~3.5倍，
可以代替刀具切削。
②周而复始的生长、脱落。
3. 对切削过程的影响：
4、精加工控制积屑瘤的措施
①
积屑瘤代替刀刃进行切削，保护 了刀刃，增大了前角。
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蚌埠高级技工学校
蚌埠机电工程学校
2009—2010学年第一学期《金属切削原理和刀具》期末试卷
班级：姓名：得分：
一、填空题（每空1分，共计32分）
1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有、、和。
2．切削用量要素包括、、三个。
3．刀具切削部分材料的性能，必须具有、、、
和。
4．写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢、硬质合金、高速工具钢。
5. 在金属切削过程中，在（高、中或低）速度加工（塑性或脆性）材料时易产生积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响，故在（粗或精）加工时应尽量避免。
6. 在工艺系统刚性好的情况下，刀具有磨钝标准应规定得较（大或小）；精加工时应规定较（大或小）的磨钝标准。
7. 常用的切削液有水溶液、和三大类。
8.螺纹加工按形成螺纹的方法不同可分为法加工螺纹和法加工螺纹两大类。
9.在拉刀上开槽，可起减小切削宽度，便于切屑清理的作用。
10．铣削加工时，主轴的旋转是运动，工作台的移动是进给移动。
11．蜗轮滚刀切削刃切削蜗轮时，模拟着与蜗轮的啮合过程。
12．蜗轮滚刀采用切向进给方式切削蜗轮，要求机床有专用附件。
13. 麻花钻切削性能最差的部位是在处；钻头最易磨损部位是在处。
钻削加工时轴向力主要是由产生。
二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错。
每题1分，共计20分）
1．硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属及非金属。
（）2．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。
（）3．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。
（）4．车削加工时的进给力是纵向进给方向的力，又称轴向力。
（）5．所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情况下，加工塑性金属材料时引起的。
（）6．一般情况下，刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。
（）7．立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略高于人造金刚石。
（）
8.铣削用量包含铣削深度、铣削速度、进给量。
（）
9.切削加工中使用切削液目的是降低切削温度、润滑、冲洗切屑。
（）
10.一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时，所发生的磨损往往在刀具的主后刀面上。
（）11.高速钢刀具急剧磨损的主要原因是相变磨损。
（）12．为防止积屑瘤形成，切削速度可采用中速。
（）
13.一般在精加工时，对加工表面质量要求高时，刀尖圆弧半径宜取较小。
（）
14.高速钢与硬质合金相比，强度高韧性较差。
（）15加工钢件时应选用YG牌号的硬质合金刀具。
（）16．加工硬化能提高已加工表面的硬度、强度和耐磨性。
（）
17.一般情况下刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。
（）
18.积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。
（）
19.在没有丝杆螺母间隙消除机构的铣床上，应采用顺铣方法加工零件。
（）
20.拉刀校准部分各刀齿的直径均相等。
（）
三、单项选择题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的横线内。
多选不给分。
每空1分，共计23分）
1．在中等切削深度时时，容易形成“C”形切屑的车刀卷屑槽宜采用。
A外斜式B平行式C内斜式D任意形式
2．切削深度增大一倍时，切削力也增大一倍；但当进给量f增大一倍时，切削力约增大倍。
A0.5 B0.8 C1.0 D1.2
3．切削用量对刀具寿命的影响，主要是通过切削温度的高低来影响的，所以影响刀具寿命最大的是其次是。
A切削深度B进给量C切削速度D切削宽度
4．成形车刀磨损后要刃磨，铲齿铣刀磨损后要刃磨，才能保持其原来要求的廓形精度。
A前刀面B后刀面C前、后刀面D其他表面
5．车削时切削热主要是通过和进行传导的。
A切屑B工件C刀具D周围介质
6．刀具磨钝标准通常都按后刀面的磨损值制订值的。
A月牙洼深度KT B后刀面VB C月牙洼深VB D后刀面KT
7．车削细长轴类零件时，为了减小径向力Fp的作用，主偏角κr，采用角度为宜。
A小于30°B30°~45°C45°~60°D大于60°）
8．切削塑性较大的金属材料时易形成切屑，切削脆性材料时易形成切屑。
A带状B挤裂C粒状D崩碎
9.一般切削刃形状复杂的刀具有材料制造较合适。
A、硬质合金
B、人造金刚石
C、陶瓷
D、高速钢
10切削用量v、f、a p对切削温度的影响程度是
A、a p最大、f次之、v 最小
B、f最大、v次之、a p最小
C、v最大、f次之、a p最小
D、v最大、ap次之、a p最小
11.切削用量选择的一般顺序是
A、a p-f-v
B、a p-v -f
C、v-f-a p
D、f-a p-v
12.车削时为提高表面质量，可采用的方法进行改善。
A、增大主偏角
B、增大进给量
C、增大副偏角
D、增大刀尖圆弧半径
13.枪钻属于。
A、外排屑深孔钻
B、内排屑深孔钻
C、喷吸钻
D、BTA钻
14.标准齿轮滚刀采用阿基米德滚刀原因是
A、理论要求这种滚刀
B、便于制造和测量其齿形
C、可以减少加工齿面的粗糙度
D、修正齿形误差
15.磨削硬质合金材料时，宜选用磨料的砂轮。
A、棕刚玉
B、白刚玉
C、黑碳化硅
D、绿碳化硅
16.粗车时，切削速度的增大，主要受限制。
A、表面粗糙度
B、尺寸精度
C、刀具角度
D、刀具耐用度
17.按一般情况下，制做金属切削刀具时，硬质合金刀具的前角高速钢刀具的前角。
A，大于B，等于C，小于D，平行于
18.切断刀主切削刃太宽，切削时容易产生。
A，弯曲B，扭转C，刀痕D，振动
19.双刃镗刀的好处是得到平衡。
A，轴向力B，径向力C，扭矩D，振动力
20.钻头安装不正会将孔。
A，钻大B，钻偏C，钻扁D，钻小
C、前角
D、副后角
四、简答题：（每题5分，共计10分）
1.前角的作用是什么？其选择原则是什么？
答：
2.什么叫基面和切削平面？基面和切削平面有何关系？
答：五.填图题。
（6分）
在下图中填入车刀的前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖。
六．计算题。
（9分）
车一直径为50mm的轴，现要一次进给车至直径为42mm,如果机床转速为100r/min，求切削深度和切削速度。
解：。