金属切削原理PPT课件
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11-金属切削原理 机械制造基础 教学课件
硬质合金的分类
钨钴类（WC+Co）； 钨钛钴类（WC+TiC+Co）； 添加稀有金属碳化物类（WC+TiC+TaC+ （NbC）+Co）； 碳化钛基类（TiC+WC+Ni+Mo）。
常用硬质合金的牌号及其性能
钨钴类硬质合金 代号为YG，属K类。合金中含钴量 愈高，韧性愈好，适合于粗加工，反之用于精加 工。YG(K)类硬质合金，有较好的韧性、磨削性、导 热性，适合于加工产生崩碎切屑及有冲击载荷的脆 性金属材料。 钨钛钴类硬质合金 代号为YT，属P类。它以WC为基 体, 添加TiC，用Co作粘结剂烧结而成。合金中TiC含 量提高，Co含量就低，其硬度、耐磨性和耐热性进 一步提高，但抗弯强度、导热性、特别是冲击韧性 明显下降，适合于精加工。 钨钛钽（铌）类硬质合金 代号为YW，属M类。它在 YT(P)类硬质合金中加入TaC或NbC，这样可提高抗 弯强度、疲劳强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐磨 性和高温硬度
剪切角
合力最小的原理
+ 0 42 2
主应力最大
+0
4
+ 0 42 2
切屑的类型
切削类型
切削条件
特
征
a)带状切屑 b)挤裂切屑 c)单元切屑 d)崩碎切屑
切削厚度较小,切削速度 较高,刀具前角较大
内表面光滑,外表面毛茸
切削速度较低,切削厚度 较大,刀具前角较小
内表面有裂纹,外表面呈锯齿形
刀具标注角度
主剖面参考系内的标注角度 切削平面内标注的角度 刃倾角 0:在切削平面内测量的主切削刃与基 面之间的夹角 基面内标注的角度 主偏角 r ：在基面内测量的主切削刃在基面上 的投影与进给运动方向的夹角； 副偏角 r ‘：在基面内测量的副切削刃在基面 上的投影与进给运动反方向的夹角。
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。
《金属切削原理及刀具》图文课件-ppt-第10章
2.钻削用量
1）钻削速度
vc
πdn 1 000
2）进给量和每齿进给量 3）背吃刀量
fz
f 2
ap d / 2
2022年7月23日星期六
3.钻削的工艺特点 1）导向定心问题 导向定心问题包括以下几点：
（1）预钻锥形定心孔，应先用小顶角、大直径麻花钻或中心 钻钻一个锥形坑，再用所需尺寸的钻头钻孔。
（2）对于大直径孔（直径大于30 mm），常采用在钻床上分两 次钻孔的方法，即第一次按小于工件孔径钻孔，第二次再按要求 尺寸钻孔。第二次钻孔时由于横刃未参加工作，因而钻头不会出 现由此引起的弯曲。
2022年7月23日星期六
套料钻 1—料芯； 2—导向块； 3—刀体； 4—刀齿
10.5 铰刀
10.5.1 铰刀的分类
铰刀使用方式可分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为 直柄，工作部分较长，导向作用较好。手用铰刀又分为整体式铰刀和 可调式铰刀两种。机用铰刀又可分为带柄式铰刀和成套式铰刀。
2022年7月23日星期六
几种常见的铰刀
10.5.2 铰削特点
铰削的加工余量一般小于0.1 mm，铰刀的主偏角一般小于45°，因 此，铰削时切削厚度很小，仅为0.01～0.03 mm。铰削过程除主切削刃 正常的切削作用外，还对工件产生挤刮作用，因此，它是一个复杂的切 削和挤压摩擦过程。 1.铰削精度高
铰刀齿数较多，心部直径大，导向性及刚性好。铰削加工余量小， 切削速度低，且综合了切削和修光的作用，能获得较高的加工精度和表 面质量。 2.铰削效率高
1
2
3
孔的深度与直径之比 较大（一般大于10）， 钻杆细长，刚性差， 工作时容易产生偏斜 和振动，因此，孔的 精度及表面质量难以 控制。
1）钻削速度
vc
πdn 1 000
2）进给量和每齿进给量 3）背吃刀量
fz
f 2
ap d / 2
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3.钻削的工艺特点 1）导向定心问题 导向定心问题包括以下几点：
（1）预钻锥形定心孔，应先用小顶角、大直径麻花钻或中心 钻钻一个锥形坑，再用所需尺寸的钻头钻孔。
（2）对于大直径孔（直径大于30 mm），常采用在钻床上分两 次钻孔的方法，即第一次按小于工件孔径钻孔，第二次再按要求 尺寸钻孔。第二次钻孔时由于横刃未参加工作，因而钻头不会出 现由此引起的弯曲。
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套料钻 1—料芯； 2—导向块； 3—刀体； 4—刀齿
10.5 铰刀
10.5.1 铰刀的分类
铰刀使用方式可分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为 直柄，工作部分较长，导向作用较好。手用铰刀又分为整体式铰刀和 可调式铰刀两种。机用铰刀又可分为带柄式铰刀和成套式铰刀。
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几种常见的铰刀
10.5.2 铰削特点
铰削的加工余量一般小于0.1 mm，铰刀的主偏角一般小于45°，因 此，铰削时切削厚度很小，仅为0.01～0.03 mm。铰削过程除主切削刃 正常的切削作用外，还对工件产生挤刮作用，因此，它是一个复杂的切 削和挤压摩擦过程。 1.铰削精度高
铰刀齿数较多，心部直径大，导向性及刚性好。铰削加工余量小， 切削速度低，且综合了切削和修光的作用，能获得较高的加工精度和表 面质量。 2.铰削效率高
1
2
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孔的深度与直径之比 较大（一般大于10）， 钻杆细长，刚性差， 工作时容易产生偏斜 和振动，因此，孔的 精度及表面质量难以 控制。
金属切削加工原理及设备课件幻灯片课件
极差图是一种柱状图，用 于表示加工误差的数据分 布情况，帮助找出误差较 大的工件或工序。
因果图是一种树状图，用 于分析加工误差产生的原 因，找出影响最大的因素 并采取措施进行改进。
柏拉图是一种排列图，用 于找出影响加工误差的主 要因素，按照影响程度进 行排序，以便采取相应措 施进行改进。
通过对加工误差进行统计 分析，可以找出影响加工 质量的因素，制定改进措 施，提高加工精度和降低 成本。
金属切削加工工艺流程的设计原则和方法
设计原则
根据加工需求和工件材质等因素，制定合理的工艺流程，确保加工质量和效率。
方法
采用先进的工艺技术和设备，优化工艺流程，提高加工效率和质量。
05
金属切削加工质量的控制
加工精度和表面质量的含义及影响因素
加工精度的影响因素
加工精度受机床、刀具、夹具、工件、工 艺参数等多种因素的影响。
新一代信息技术在金属切削加工中的应用前景
1 2
云计算和大数据技术
利用云计算和大数据技术，实现对金属切削加工 过程的实时监控和数据分析，提高加工效率和精 度。
物联网技术
利用物联网技术，实现机床、刀具、工件等之间 的信息交互，提高加工过程的智能化水平。
3
虚拟现实和增强现实技术
利用虚拟现实和增强现实技术，实现对加工过程 的模拟和可视化，提高加工效率和精度。
机床附属设备和工具的应用
夹具的应用：如通用夹具、专用夹具等。
刀具的应用：如车刀、铣刀、钻头等。
量具的应用：如卡尺、千分尺等。
其他附属设备和工具的应用：如切削液、冷却液等。
04
金属切削加工工艺
刀具材料和选用原则
刀具材料
根据不同的加工需求，选择合适的刀 具材料，如高速钢、硬质合金、陶瓷 等。
第1章 金属切削原理 《机械制造技术》课件
图1-7 车刀的主要标注角度
1.2.3 刀具的工作参考系及工作角度
如前所述，刀具的标注角度是在忽略进给速度 的影响，且 刀具安装在理想工作位置的情况下确定的。在实际的切削加工 中，当刀具进入工作状态后，由于刀具安装位置和进给运动的 影响，选定点的实际切削速度的方向以及刀具的实际安装位置 相对于假定的理想状态发生了改变，即上述标注角度会发生一 定的变化。而刀具角度变化的根本原因是切削平面、基面和正 交平面位置的改变，因此，研究切削过程中的刀具角度，必须 以刀具与工件的相对位置、相对运动为基础建立参考系，这种 参考系称为工作参考系。用工作参考系定义的刀具角度称为工 作角度。
刀具设计时标注、刃磨、测量角度最常用的是正交平面参 考系。但在标注可转位刀具或倒刃倾角刀具时，常用法平面参 考系。在刀具制造过程中，如铣削刀槽、刃磨刀面时，常需用 假定工作平面、背平面参考系中的角度，或使用前、后刀面正 交平面参考系中的角度。这四种参考系刀具角度是ISO 3002/1—1997标准所推荐的。本章只介绍前三种。
1.2.2 刀具静止参考系和刀具的几何角度
3. 刀具几何角度与标注 刀具的几何角度是指刀具上的切削 刃、刀面与参考系中各参考面间的 夹角，用以确定切削刃、刀面的空 间位置。由于切削刃上各点的主运 动方向可能不同，因此据其建立的 参考系的方位也是变化的，所以定 义的角度必须指明是切削刃上选定 点的角度；凡未经特殊注明的，均 指切削刃上与刀尖毗连的那一点的 角度。在刀具静止参考系中度量标 注的角度通称刀具角度，如图1-7 所示。
2. 金刚石
金刚石刀具有三种：天然单晶金刚石刀具、人造聚晶金刚 石刀 具和金刚石复合刀具。天然金刚石由于价格昂贵等原因， 应用很少。人造金刚石是在高温高压和其他条件配合下由石墨 转化而成。金刚石复合刀片是在硬质合金基体上烧结上一层厚 度约0.5 mm的金刚石，形成了金刚石与硬质合金的复合刀片。
项目一金属切削基础课件(共34张PPT)
式中： d为工件的直径，单位为（mm）； n为工件或刀具每分（秒）钟的转数，单位为
（r/min）或（r/s）。
活动二 切削用量与 切削层参数
任务1 属切削的基本概念
活动一 切削运动及 形成的表面
活动二 切削用量与 切削层参数
（2）当主运动为往复运动时,平均切削速度为
vc
2 L nr 1000
(m /
活动一 切削运动及 形成的表面
活动二 切削用量与 切削层参数
图1-2 切削层参数
任务2 刀具切削部分的基本定义
任务2 刀具切削部分的基本定义
活动一 刀具的组成
活动二 刀具角度参 考系与定义
一、刀具的组成 车刀是最常用、最简单和最基本的切削工具，
因而最具有代表性。其他刀具都可以看作是车刀的 组合或变形。因此，学习 属切削工具时，通常以车 刀为例进行学习和分析。普通车刀由刀头和刀柄两 部分组成，如图1-3所示。刀头用于切削，刀柄用以 装夹。刀具切削部分的构造要素及其定义和说明如 下：
任务2 刀具切削部分的基本定义
活动一 刀具的组成
活动二 刀具角度参 考系与定义
1、正交平面参考系刀具角度的定义 （1）前角 γ （2）后角ao （3）主偏角кr （4）刃倾角ls
任务2 刀具切削部分的基本定义
活动一 刀具的组成
活动二 刀具角度参 考系与定义
任务2 刀具切削部分的基本定义
活动一 刀具的组成
活动二 刀具角度参 考系与定义
刀具角度标注符号下标的英语小写字母，应与 测量该角度用的参考系平面符号下标一致。如r就表 示pr平面，s就表示ps平面，o就表示po平面。n就表 示pn平面，f就表示pf平面，p就表示pp平面。另外， 在右上角加一撇就表示副切削刃上的平面或角度。
金属切削加工原理及设备ppt课件
● 2004—2008年的机床产量见下页图
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。
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。
金属切削基础ppt课件
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，