《金屬工藝學(xué)(第2版)》教學(xué)講義 第16章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識

第16章金屬切削加工的基礎(chǔ)知識

課題名稱：切削加工概述金屬切削刀具金屬切削過程及其物理現(xiàn)象

授課時數(shù)：2

教學(xué)目的、要求：

1.理解對刀具切削部分材料的基本要求；熟悉常用金屬切削刀具的材料;

掌握刀具角度的概念及對切削加工的影響；

2.了解金屬切削過程、切屑種類；理解切削運動概念；掌握切削用量

的計算與選用；

教學(xué)重點、難點：

常用金屬切削刀具的材料；刀具角度的概念及對切削加工的影響；

教學(xué)過程：

（一）復(fù)習(xí)提問

1、焊接應(yīng)力和焊接變形產(chǎn)生的原因是什么?如何減少焊接應(yīng)力？

2、焊件結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則是什么？

（二）導(dǎo)入新課、授新課

16.1切削加工概述

金屬切削加工：利用刀具和工件作相對運動，從工件上切除多余金屬材

料的加工方法。

金屬切削加工目的：是保證工件的加工精度和表面質(zhì)量，達到圖樣規(guī)定

的要求。

16.2金屬切削刀具

一、刀具材料

1.對刀具切削部分材料的基本要求

（1）高的硬度

⑵高的耐磨性

⑶足夠的強度和韌性

⑷高的熱硬性

（5）良好的工藝性

2.常用刀具材料

⑴工具鋼

①碳素工具鋼

用于制造低速手用刀具，如鏗刀、刮刀和鋸條等。牌號有T10A、T12A

等。

②合金工具鋼

用于制造絲錐、板牙、拉刀等形狀復(fù)雜、切削速度10m/min以下的刀具。

常用牌號有CrWMn、9CrSi等。

③高速鋼高速鋼指含有較多鋁、銘、銅、銀等合金元素的合金工具鋼,

俗稱鋒鋼或白鋼。高速鋼有較高的硬度(63?66HRC)、耐磨性和耐熱性(600?

660℃)；有足夠的強度和韌性，有較好的工藝性。廣泛用于制造形狀復(fù)雜的

刀具，如銃刀、鉆頭、拉刀和齒輪刀具等。

⑶硬質(zhì)合金

①鴇鉆類硬質(zhì)合金

其代號是YG,由C和基體材料WC組成，常用牌號是YG3、YG6等。鴿

鉆類硬質(zhì)合金適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料。

②鴇鉆鈦類硬質(zhì)合金

代號是YT,由WC、TiC和Co組成，常用牌號為YT14、YT30。鋁鉆鈦

類硬質(zhì)合金適用于加工碳鋼、合金鋼等塑性材料。

③鋁鋁(銀)鋁類硬質(zhì)合金

其代號為YA,由WC、TaC(Nbc)和Co組成，適用于加工鑄鐵、青銅筆脆

性材料，也可加工碳鋼與合金鋼。

④鴇鈦鋁(銀)鉆類硬質(zhì)合金

代號為YW,由WC、TiC、TaC和Co組成，適用于切削碳鋼、合金鋼等

塑性材料，也可用于加工脆性材料。

二、刀具幾何形狀

1.車刀的組成

任何一種車刀都是由刀柄和刀頭所組成。刀柄是刀體上的夾持部分，刀

頭是刀具的切削部分，如圖16-2所示。

(1)前刀面A,

⑵主后刀面Ao

⑶副后刀面Ao'

⑷主刀削刃S

⑸副切削刃削

（6）刀尖

2.刀具標注角度

⑴確定刀具角度的輔助平面

①基面P.

②主（副）

③正交平面Po

④假定工作平面P.

⑵刀具標注角度

基面內(nèi)測量的角度

①主偏角K「

②副偏角K/

③刀尖角一￡「=180°-（-+KJ）

在正交平面內(nèi)的角度

①前角（八）

②后角（ao）

③楔角（So）0o=9Oo-（九,+。0）

在切削平面內(nèi)測量的角度

刃傾角（入，）

16.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象

一、切削過程和切屑種類

1.切削過程

彈性變形一一塑性變形一一產(chǎn)生裂紋

2.切屑種類

⑴帶狀切屑

⑵節(jié)狀切屑

1.切削速度Vc

Vc=7cdn/1000m/min

2.進給量f和進給速度Vf

Vf=fXn

3.背吃刀量ap

flp（dwdm）/2

（三）課堂小結(jié)

1、對刀具材料的要求、常用刀具材料及其相應(yīng)加工材料

2、刀具角度及其對切削過程的影響

3、切屑種類及相應(yīng)切削材料

（四）課堂作業(yè)

1、2、3、4、5、6

課題名稱：切削力、切削溫度與切削液金屬材料的可切削性提高生產(chǎn)率

的途徑

授課時數(shù)：2

教學(xué)目的、要求：

1.了解影響切削力、切削溫度的因素；掌握切削液的選用方法；

2.了解改善金屬材料可切削性的途徑

3.了解時間定額的組成；了解提高機械加工生產(chǎn)率的一般工藝措施。

教學(xué)重點、難點：

切削液的選用方法；

教學(xué)過程：

（一）復(fù)習(xí)提問

1、對刀具材料的要求、常用刀具材料及其相應(yīng)加工材料

2、刀具角度及其對切削過程的影響

3、切屑種類及相應(yīng)切削材料

（二）導(dǎo)入新課、授新課

16.4切削力、切削溫度與切削液

一、切削力

1.來源

⑴變形區(qū)的變形力

⑵摩擦力

2.切削力的分解

⑴主切削力Fc

（2）背向力Fp

⑶進給力FF

3.影響切削力的因素

⑴工件材料的影響

⑵切削用量的影響

①吃刀量aPap增大一倍，切削力增大一倍。

②進給量的影響進給量增大一倍，切削力增大約75%。

③切削速度Vc一般鋼材，切削速度大，切削力小，影響較小。對于鑄

鐵等脆性材料，無明顯影響。

⑶刀具幾何參數(shù)影響

①前角前角越大，切削力越小。

②主偏角主偏角大小對主切削力、背向力和進給力都有影響，對法給

力和背向力影響較大，加大主偏角，背向力大，進給力減小。

⑷切削液合理選用有較強潤滑作用的切削液，可減小切削力C

二、切削溫度

1.切削溫度

2.切削溫度對切削過程的影響

（1）對刀具的影響

⑵對工件的影響

3.影響切削溫度的主要因素

⑴工件材料的影響

（2）切削用量

（3）刀具幾何角度

①前角

②主偏角

（4）切削液的影響

三、切削液

I.切削液的作用

⑴冷卻作用

⑵潤滑作用

⑶清洗作用

2.切削液的分類

（1）水溶液

⑵乳化液

（3）切削油

3.切削液的選用

⑴粗加工

宜選用以冷卻作用為主的切削液

⑵精加工

精加工時切削液的主要作用是潤滑

⑶難加工材料

難以切削加工，直選用極壓切削油或極壓乳化液進行切削加工。

⑷磨削加工

磨削用液應(yīng)有較好的冷卻和清洗作用C

4.切削液的使用方法

16.5金屬材料的可切削性

材料的可削性：金屬材料進行切削加工時的難易程度。

粗加工時，可切削性主要表現(xiàn)在生產(chǎn)率或刀具耐用度的高低；精加工時,

以是否容易達到規(guī)定的加工精度和表面質(zhì)量來衡量。

-、金屬材料的物理機械性能對可切削性的影響

1.強度和硬度

2.塑性

3.導(dǎo)熱性

二、改善金屬材料可切削性的途徑

1.調(diào)整化學(xué)成分

2.進行熱處理

16.6提高生產(chǎn)率的途徑

一、工序單件時間分析

時間定額：指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所

需消耗的時間。

工序單件時間定額是指完成零件一個工序的時間定額。它包括下列組成

部分：

1.基本時間tm

2.輔助時間ta

3.布置工作地時間ts

4.休息時間tr

5.準備與終結(jié)時間te

+，〃+4+0+（（16.7）

tt=tm

二、提高機械加工生產(chǎn)率的一般工藝措施

1.縮短單件時間定額

⑴縮減基本時間

①提高切削用量

②減少切削行程長度

用排刀同時車削工件的外表面、合并工步、多件加工

③減少加工余量

⑵縮減輔助時間