切削加工基础知识

第一章 切削加工基础知识

一、本章的教学目的与要求

本章主要介绍了机械加工基础知识。重点应掌握切削运动及切削用量概念；切削刀具及其材料基本知识；切削过程的物理现象及控制；砂轮及磨削过程基本知识；材料切削加工性概念；机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量的概念等。掌握本章内容为后续内容的学习打基础，为初步具备分析、解决工艺问题的能力打基础，为学生了解现代机械制造技术和模式及其发展打基础。学生学习本章要注意理论联系生产实践，才能更好体会，加深理解。可通过课堂讨论、作业练习、实验、校内外参观等及采用多媒体、网络等现代教学手段学习，以取得良好的教学效果。为学好本章内容，可参阅邓文英主编《金属工艺学》第4版、傅水根主编《机械制造工艺基础》(金属工艺学冷加工部分)、李爱菊等主编《现代工程材料成形与制造工艺基础》下册及相关机械制造方面的教材和期刊。

二、授课主要内容

1切削运动和切削要素

主要学习零件表面的形成、切削运动、切削用量、切削层参数 2切削刀具和切削过程

主要学习切削刀具材料、车刀、刨刀、镗刀、麻花钻、铣刀的结构及刀具几何角度，切削的形成及形态、积屑瘤、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损和刀具耐用度

3磨具和磨料切削 主要学习磨具和磨削原理 4材料的切削加工性

主要学习衡量材料切削加工性能的指标、常用材料的切削加工性、改善材料切削加工性的方法

5机械加工工艺过程基本概念

主要学习工艺过程的基本概念、工件的安装和夹具、基准及其选择原则、工件在夹具中的定位

6机械加工质量的概念

主要学习机械加工精度、机械加工表面质量

三、 重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

让学生重点掌握切削运动及切削用量概念、切削刀具及其材料基本知识、切削过程、砂轮及磨削过程、材料切削加工性、机械加工工艺过程基本概念；机械加工质量等概念。

四、 要外语词汇

主运动：primary motion 进给运动：feed movement 车刀：turning tools

刀具材料：cutting tools materials 切削过程：cutting process 磨具：abrasive grinding tools

表面质量：machining quality of machined surfaces

五、辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）

主讲（板书）+课堂讨论+作题练习+实验+多媒体课件+实物

六、复习思考题

1.试说明下列加工方法的主运动和进给运动：

a.车端面；b.在钻床上钻孔；c.在铣床上铣平面；d.在牛头刨床上刨平面；e.在平面磨床上 磨平面。

2.试说明车削时的切削用量三要素，并简述粗、精加工时切削用量的选择原则。 3.车外圆时，已知工件转速n=320 r/min，车刀进给速度vf=64 mm/min，其它条件如题图1-1所示，试求切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap、切削层公称横截面积AD、切削层公称宽度bD和厚度hD。

4.弯头车刀刀头的几何形状如题图1-2所示，试分别说明车外圆、车端面(由外向中心进给) 时的主切削刃、刀尖、前角γ0、主后角ao、主偏角kr和副偏角kr'。

题图1-1

题图1-2

5.简述车刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用及选择原则。 6.机夹可转位式车刀有哪些优点?

7.刀具切削部分材料应具备哪些基本性能?常用的刀具材料有哪些? 8.高速钢和硬质合金在性能上的主要区别是什么?各适合做哪些刀具? 9.切屑是如何形成的?常见的有哪几种?

10.积屑瘤是如何形成的?它对切削加工有哪些影响?生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么?

11.设用γ0=15°, ao=8°, kr=75°, kr'=10°,?s =0°的硬质合金车刀，在C6132型卧式车床上车削45钢(正火，187HBS)轴件的外圆，切削用量为vc=100 mm/min、f=0.3 mm/r、ap=4 mm，试用切削层单位面积切削力kc计算切削力Fc和切削功率Pm。若机床传动效率η=0.75，机床主电动机功率PE=4.5 kW，试问电动机功率是否足够?

12.切削热对切削加工有什么影响?

13.背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样?如何运用这一规律指导生产实践?

14.切削液的主要作用是什么?常根据哪些主要因素选用切削液?

15.刀具的磨损形式有哪几种?在刀具磨损过程中一般分为几个磨损阶段?刀具寿命的含义和作用是什么?

16.试分析砂轮磨削金属与刀具切削金属的过程及原理有何异同?原因何在? 17.如何评价材料切削加工性的好坏?最常用的衡量指标?如何改善材料切削加工性?

18.什么是生产过程、工艺过程、工序和安装?

19.生产类型有哪几种? 汽车、电视机、金属切削机床、大型轧钢机的生产各属于哪种生产类型? 各有何特征?

20.机械加工中，工件的安装方法有哪几类? 各适用于什么场合? 21.什么是夹具? 按其用途不同，夹具分为哪几类? 各适用于什么场合? 22.何谓基准?根据作用的不同，基准分为哪几种?

23.何谓粗基准和精基准? 试述粗、精基准的选择原则各是什么? 24.试选择如题图1-3所示三个零件的粗、精基准。其中题图1-3a是齿轮，m=2,Z=37，毛坯为热轧棒料；题图1-3b是液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出；题图1-3c是飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了标有不加工符号的表面外，均为加工表面。

25.何谓工件的六点定位原理?加工时，工件是否都要完全定位? 26.什么是加工精度?包括哪些内容?

27.机械加工表面质量的含义是什么?它与表面粗糙度有何区别?图样上常标注哪一项?

题图1-3

七、参考教材（资料）

1 孙大涌主编. 先进制造技术. 北京：机械工业出版社，2000 2 李伟光主编. 现代制造技术. 北京：机械工业出版社，2001

3 机械工程手册编辑委员会. 机械工程手册：机械制造工艺及设备卷(二) 第2

版. 北京：机械工业出版社，1997

4 邓文英主编. 金属工艺学第4版. 北京：高等教育出版社，2000

5 吴桓文主编. 工程材料及机械制造基础(Ⅲ)机械加工工艺基础. 北京：高等

教育出版社，1990

6 卢秉恒主编. 机械制造技术基础. 北京：机械工业出版社，1999 7 张世昌，李 旦等. 机械制造技术基础. 北京：高等教育出版社，2001 8 傅水根主编. 机械制造工艺基础(金属工艺学冷加工部分). 北京：清华大学出版社，1998

9 李爱菊，王守成等. 现代工程材料成形与制造工艺基础(下册). 北京：机械工业出版社，2001

10 贾青云，李冬妮等. 现代汽车制造技术之机械加工：世界汽车技术发展跟踪

研究(一). 汽车工艺与材料，2002，(4)

11 苗赫濯，齐龙浩等. 新型陶瓷刀具在机械工程中的应用. 机械工程学报，2002，38(2)

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