切削加工基础知识及刀具

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

《现代切削加工技术及刀具》作业一

姓名 班级 学号

第1章 切削加工理论及其应用

一、试根据切屑变形模型分析三个变形区的特征及各自可能产生的现象。

二、根据Lee and Shaffer公式，变形系数与剪切角、刀具前角的关系，试分析切削用量三要素对切屑变形的影响。

三、试论述切屑弯曲和折断的机理，并分析控制切屑的措施。

四、试分析在常规切削速度条件下加工塑形金属时，切削用量三要素对切削力、切削温度、刀具耐用度的影响规律，这些规律对于生产实际有何指导意义？

五、综合应用题

用车刀车削一长度为300mm，直径为30mm的轴类零件，零件毛坯的直径

0.05为?41mm，要求加工到?35??0.05，分为粗、精两次加工。已知：

工件材料： 45钢调质（?b?0.637GPa） 刀具材料： (a) YT30；(b) 陶瓷；(c) YT5；(d) PCD

刀具角度： ①主偏角：（a）?r＝30?；（b）?r＝90?。②前角：（a）?o＝10?；（b）

?o＝20?。③刃倾角：（a）?s＝0?；（b）?s＝5?

切削用量： (a) ap?2.4mm，f

第1章、 刀具材料与选择

一、 填空

1. 在金属切削过程中，刀具切削部分是在 、 、和剧烈

的恶劣条件下工作的。

2. 刀具材料的硬度必须 工件材料的硬度。

3. 常用的刀具材料分为 、 、 及 四类。 4. 碳素工具钢及合金工具钢的耐热性较差，故只用于制造 切削刀具和

刀具，如 、 、 。 5. 普通高速钢的 不高、其耐热温度为 ，通常允许的最大切削速度

为 m/min。 6. 制造形状复杂的刀具通常用 材料。 7. 普通高速钢按钨、钼质量分为 高速钢和 高速钢，主要牌号有

、 。 8. 硬质合金的主要缺点是 、 较低、 大，因此不耐冲击

和振动。

9. 硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都 高速钢，耐热温度可达

第1章、 刀具材料与选择

一、 填空

1. 在金属切削过程中，刀具切削部分是在 、 、和剧烈

的恶劣条件下工作的。

2. 刀具材料的硬度必须 工件材料的硬度。

3. 常用的刀具材料分为 、 、 及 四类。 4. 碳素工具钢及合金工具钢的耐热性较差，故只用于制造 切削刀具和

刀具，如 、 、 。 5. 普通高速钢的 不高、其耐热温度为 ，通常允许的最大切削速度

为 m/min。 6. 制造形状复杂的刀具通常用 材料。 7. 普通高速钢按钨、钼质量分为 高速钢和 高速钢，主要牌号有

、 。 8. 硬质合金的主要缺点是 、 较低、 大，因此不耐冲击

和振动。

9. 硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都 高速钢，耐热温度可达

机械制造基础习题

一、填空题

1．切削用量三要素指的是 、 、 。

2．在金属切削过程中，切削运动可分为 和 。其中 消耗功率最大，速度最高。

3.金属切削刀具的材料应具备的性能有 、 、 、 、 。在所具备的性能中， 是最关键的。

4．刀具在高温下能保持高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性．则该刀具的 较高。 5．常用的刀具材料有 。切削铸铁类脆性材料应选用 牌号的硬质合金刀具，切削塑性材料应选用 牌号的硬质合金刀具。

6．前刀面和基面的夹角是 角，后刀面与切削平面的夹角是 角，主切削刃在基面上的投影和进给方向之间的夹角是 角，主切削刃与基面之间的夹角是 角。 7．刀具角度中，影响径向分力Fy大小的角度是 。因此，车削细长轴时，为减小径向分力作用， 角常用75°或90°。

8．车外圆时，刀尖高于工件中心，工作前角

机械制造基础习题

一、填空题

1．切削用量三要素指的是 、 、 。

2．在金属切削过程中，切削运动可分为 和 。其中 消耗功率最大，速度最高。

3.金属切削刀具的材料应具备的性能有 、 、 、 、 。在所具备的性能中， 是最关键的。

4．刀具在高温下能保持高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性．则该刀具的 较高。 5．常用的刀具材料有 。切削铸铁类脆性材料应选用 牌号的硬质合金刀具，切削塑性材料应选用 牌号的硬质合金刀具。

6．前刀面和基面的夹角是 角，后刀面与切削平面的夹角是 角，主切削刃在基面上的投影和进给方向之间的夹角是 角，主切削刃与基面之间的夹角是 角。 7．刀具角度中，影响径向分力Fy大小的角度是 。因此，车削细长轴时，为减小径向分力作用， 角常用75°或90°。

8．车外圆时，刀尖高于工件中心，工作前角

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培训教材

技术篇

Ⅱ 金属切削刀具基本知识

2011年8月

第二部分：金属切削刀具基本知识

一、 概 论

(一) 刀具的在机械加工中的作用与地位

机械加工中，所需要的装备，主要包括： ? 机床 ? 夹具 ? 量具 ? 刀具

刀具在机械加工中起到至关重要的作用。一个毛坯装的零件要变成所需的形状，必须通过刀具来加工，刀具的好坏直接影响到：

? 加工效率 ? 表面质量 ? 加工精度 ? 生产成本

刀具成本在整个生产成本中所占比率并不大---约2-5%，但作用非同小可！改善刀具是机械加工中提高生产效率、改善加工质量、有效保证加工精度、降低生产成本的最经济、最有效的办法。

(二) 刀具的分类

? 按刀具的组合部位分类

刀具是安装在机床上来对工件进行加工的，所以从与机床的连接到与工件接触加工，主要分为三个部分：

? 与机床的主轴联结部分：

这一部分称为刀具系统（或称工具系统，刀柄系统）。传统意义上，把这一部分归入机床附件。

? 中间部分

这一部分称为刀体、刀座、刀杆、刀盘等等，它们一头通过上述的刀具系统与机床连接，或直接与机床的刀塔、尾座连接；另一头与刃具相连接。

? 刃具部分

这一部分是直接参与切削工件的部分。

（习题集答案）

专业 班级 姓名 学号

机械工程学院 2013年3月

模块一 切削加工理论及应用

第1章 切削加工理论

一、简答题

1. 写出车外圆、钻孔、拉孔、镗孔及铣削平面这几种加工方法的主运动和进给运动。 【答题要点】 加工方法 车外圆 钻孔 拉孔 镗孔 铣平面 主运动 工件旋转运动 钻头旋转运动 拉刀直线运动 镗刀（镗杆）旋转运动 铣刀旋转运动 进给运动 车刀沿轴向运动 主轴（台）沿轴向运动 无进给运动 工作台轴向或径向进给运动 工作台沿X、Y或Z轴进给 2. 刀具角度有哪些作用？主偏角?r与刃倾角?s确定了刀具哪一结构的空间位置？ 【答题要点】

刀具角度作用：（1）确定刀刃和刀面在空间的位置及关系；（2）确定刀具的切削性能。主偏角?r与刃倾角?s确定了住切削刃的空间位置。

3. 在定义切削速度、刀具参考系和刀具角度时，为何要强调“切削刃上选定点”这一表达？ 【答题要点】

（习题集答案）

专业 班级 姓名 学号

机械工程学院 2013年3月

模块一 切削加工理论及应用

第1章 切削加工理论

一、简答题

1. 写出车外圆、钻孔、拉孔、镗孔及铣削平面这几种加工方法的主运动和进给运动。 【答题要点】 加工方法 车外圆 钻孔 拉孔 镗孔 铣平面 主运动 工件旋转运动 钻头旋转运动 拉刀直线运动 镗刀（镗杆）旋转运动 铣刀旋转运动 进给运动 车刀沿轴向运动 主轴（台）沿轴向运动 无进给运动 工作台轴向或径向进给运动 工作台沿X、Y或Z轴进给 2. 刀具角度有哪些作用？主偏角?r与刃倾角?s确定了刀具哪一结构的空间位置？ 【答题要点】

刀具角度作用：（1）确定刀刃和刀面在空间的位置及关系；（2）确定刀具的切削性能。主偏角?r与刃倾角?s确定了住切削刃的空间位置。

3. 在定义切削速度、刀具参考系和刀具角度时，为何要强调“切削刃上选定点”这一表达？ 【答题要点】

机械加工基础知识

第一章

机械加工基础知识

切削加工:使用切削工具(包括刀具、磨具和磨 料),在工具和工件的相对运动中，把工件上多 余的材料层切除，使工件获得规定的几何参数 (尺寸、形状、位置)和表面质量的加工方法。 切削加工的重要性:切削加工能获得较高的精度 和表面质量，对被加工材料、工件几何形状及生 产批量具有广泛的适应性，在机械制造业中占有 十分重要的地位。

机械加工基础知识

切削加工：

钳工：钳工手持工具对夹紧在钳工工作 台虎钳上的工件进行切削加工的方法。

机械加工:工人操纵机床来完成切削加工。

机械加工基础知识

钳工的基本操作：

1)辅助性操作 即划线，它是根据图样在 毛坯或半成品工件上划出加工界线的操作。 2)切削性操作 有錾削、锯削、锉削、攻 螺纹、套螺纹、钻孔(扩孔、铰孔)、刮削和研 磨等多种操作。 3)装配性操作 即装配，将零件或部件按 图样技术要求组装成机器的工艺过程。 4)维修性操作 即维修，对在役机械、设 备进行维修、检查、修理的操作。

机械加工基础知识

钳工的作用

1)普通钳工工作范围 (1)加工前的准备工作，如清理毛坯，毛坯或半成 品工件上的划线等； (2)单件零件的修配性加工； (3)零件装配前的钻孔、铰孔、攻螺纹和