金属切削知识教案解析.docx
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金属切削知识教案解析
专业理论课教案
编号：
QD-0708-03 版本：
A/0 流水号：
200602-5-2-06-01
科 目
钳工工艺
章节课题
§4.1金属切削加工
适用
班级
401、420班
授课日期
2006/5/31
课 时
4节
教具
挂图
车刀
授课方式
讲授法、演示法
作业情况
2道
教学目的
1、能清楚切削的定义及工作范围
2、掌握车刀的切削部分及几何角度
教学重点与难点
车刀的切削部分及几何角度
教学回顾
说 明
审阅签名：
年 月 日
序号
教 学 环 节 设 计
教学时间（2课时）
一
组织教学
3分钟
二
引入新课
4分钟
三
讲授新课
66分钟
四
教学小结
10分钟
五
布置作业
4分钟
六
板书设计
七
教后感
教学形式
讲授、演示、启发示教学
合计：
90分钟
4节课的教后感：
【组织教学】
1、纠正作业：
49.32 210032’
2、复习提问:
锯齿崩断：
原因：
①锯齿的粗细选择不当
措施：
根据工件的材料的硬度选择锯条的粗细，锯薄板或薄壁管时，选择细齿锯条。
原因：
②起锯的方法不正确
措施：
起锯角度要小，远起锯时用力要小
原因：
③突然碰到砂眼、杂质或突然加大压力
措施：
碰到砂眼、杂质时，用力要减小，锯削时突然加大压力。
第一课时教学内容及步骤：
【引入新课】
大家已经学完了第五章的内容，现在我们共同学习第四章的内容，能懂些车工的一般知识。
【讲授新课】
第四章 金属切削原理与刀具的基本知识
在学习本课题之前，先了解几个有关概念
§4.1金属切削加工的基本概念
1.一、切削运动
切削加工时，刀具和工件之间的相对运动叫做切削运动。
通常把切削运动分成两类：
1.主运动。
将切屑切下所必需的基本运动叫做主运动。
2．进给运动（走刀运动）。
使新的金属继续投入切削的运动叫做进给运动。
切削加工时，主运动只有一个，通常是速度最高、消耗功率最大的运动。
进给运动可以是一个或多个，速度较低，消耗功率较小。
1.二、切削加工时工件上形成的表面
2.待加工表面--------工件上即将被切去的金属层的表面。
3.加工表面---------工件上正被切削的表面。
4.已加工表面-------工件上被切去金属层的表面。
刀具切削部分的定义
金属切削刀具的种类很多，其中车刀比较典型，其他各种刀具的切削部分都可以看作是以车刀为基本形态演变而成的。
下面以外园车刀为例分析刀具切削部分的基本定义。
1.一、车刀的组成
车刀由刀头和刀杆（或刀体）组成。
刀头担任切削工作，又称切削部分；刀杆是固定在刀架上的被夹持部分。
刀头由以下几部分组成：
1.前刀面。
切削时，切屑由此流出的表面。
2.主后刀面。
切削时，刀具上与工件加工表面相对的面。
3.副后刀面。
切削时，刀具上与工件已加工表面相对的面。
4.主切削刃。
前刀面与主后刀面的交线，它担负着主要的切削工作。
5.副切削刃。
前刀面与副后刀面的交线。
6.刀尖。
主切削刃和副切削刃的光点。
为了提高刀尖强度，刀尖处一般磨出直线或圆弧形
的过渡刃。
1.二、确定车刀切削角度的辅助平面
为了确定的测量车刀的切削角度，规定以下三个辅助平面：
1.切削平面。
通过主切削刃上的任一点，与工件加工表面相切的平面。
2.基面。
通过主切削刃上的任一点，并垂直于该点切削速度方向的平 面。
3.主截面。
通过主切削刃上的任一点，并与主切削刃在基面上的投影 相垂直的平面。
这三个辅助平面是相互垂直的，车刀的几何角度就在这三个辅助平面内测量。
1.三、车刀的主要角度和作用
1.在主截面内测量的角度
前角（γο）前刀面与基面之间的夹角。
前角的作用是使切削刃锋利，切削省力，并使用切屑容易排出。
主后角（αο）主后面与切削平面之间的夹角。
主后角可改变车刀主后刀面与工件间的磨擦状况。
楔角（βο）前刀面和主后刀面的夹角.
前角、主后角与楔角之间的关系为：
γο＋αο＋βο=90ο
βο=90ο－（γο＋αο）
2.在基面内测量的角度
主偏角κr主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角。
它能改变主切削刃与刀头的受力及散热情况。
副偏角（κ′r）副切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角。
它可改变副切削刃与工件已加工表面之间的磨擦状况。
刀尖角（ξr）切削刃与副切削刃在基面上投影之间的夹角。
它影响刀尖强度及散热情况。
主偏角、副偏角与刀尖之间的关系为：
ξr=180°－（κr＋κ′r）
3.在切削平面内测量的角度
刃倾角（λs）在切削平面内主切削刃与基面之间的夹角。
它影响刀尖的强度并控制切屑流出的方向。
刃倾角有负值、正值和零度三种。
当刀尖是主切削刃的最高点时，刃倾角是正值，切削时的切屑向等加工表面方向流出，不会擦伤已加工表面，但刀尖强度较差。
当刀尖是主切削刃最低点时，刃倾角是负值，切削时切屑向已加工厂工表面方向流出，容易擦伤已加工表面，但刀尖强度好。
当主切削刃与基面平行时，刃倾角为零度，切削时切屑向垂直于主切削刃方向流出。
§4.2切削用量
切削用量是切削过程中的切削速度、进给量和切削深度的总称。
切削用量直接影响工件加工质量、刀具的磨损和寿命、机床的动力消耗及生产率，因此必须合理地选择切削用量。
现以车削外圆为例来说明。
1.一、切削速度（ν）
在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于等加工表面在主运动方向上的瞬时速度，单位为m/min（米/分）
车削外圆时的切削速度为
V=
式中dw------工件待加工表面直径，mm；
nw-------工件转速，r/min（转/分）。
1.二、进给量（f）
工件或刀具每转或往复一次或刀具每转过一齿时，工件与刀具在进给运动方向上的相对位移。
车削时，进给量为工件每转一转刀具移动的距离，单位为mm/r.
进给速度（vf）单位时间内工件与刀具在进给运动方向上的相对位移。
Vf=fnw （mm/min）
式中f------进给量；
nw-----工件速度。
1.三、切削深度（ap）
切削深度一般指已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。
车削外圆时切削深度为：
ap=（mm）式中
dw------工件待加工表面的直径，mm；
dm-------工件已加工表面的直径，mm。
切削的形成及种类
1.一、切削的形成过程
在切削过程中，刀具推挤工件，首先使工件上的一层金属产生弹性变形，刀具继续前进时，位于刀具前方的区域I，主要受剪应力的作用（OA、OB、OC、OD、OE表示剪应力方向）。
在剪应力的作用下，金属晶格产生不能恢复原状的滑移。
当剪应力超过金属的强度极限时，金属就断裂下来成为切屑。
切屑沿着刀具前刀面排出时，在区域Ⅱ还会受刀具前刀面的挤压和磨擦而进一步变形，同时，与刀具后刀面接触的已加工表面也产生变形。
随着切削继续进行，刀具前方金属依次进行着上述的变形过程，使切屑不断地开成，逐步开成已加工表面。
切削经过滑移形，使底层长度大于外层长度，；因而发生卷曲，塑性变形越大，卷曲也越厉害。
1.二、切削的种类
2.带状切屑
3.粒状切屑
4.节状切屑
5.崩碎切屑
§4.3切削液
为了提高切削加工效果而使用的液体称为切削液。
切削液的作用是：
1.冷却作用。
能带走大量切削热，降低切削温度，延长刀具寿命和提高生产效率。
2.润滑作用。
能减小磨擦，降低切削力和切削热，减少刀具磨损，提高加工表面质量。
3.清洗作用。
能及时冲掉切削过程中产生的细小切屑、磨削中的砂粒的磨屑，以免影响工作表面质量的机床精度。
切削液主要有水基、油基两种。
切削用量的选择
一、选择切削用量的目的是：
合理确定切削用量，以充分发挥机床和刀具的效能，提高劳动生产率。
合理的切削用量应满足以下几点基本要求：
1.保证安全，不使操作者过分紧张，不至发生人身、机床或刀具事故；
2.保证工件已加工表面的尺寸精度和表面粗糙度要求；
3.在满足以上两项要求的前提下，充分发挥机床的刀具的潜力，尽可能选用较大的切削用量，使生产率最高，成本最低。
4.三、切削用量选择
5.切削深度的选择
6.进给量的选择
7.切削速度的选择
8.
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广东省岭南工商第一技工学校 第1页共4页
专业理论课教案
编号：
QD-0708-03 版本：
A/0 流水号：
200606-5-2-01-01
科 目
钳工工艺
章节课题
§4.1金属切削加工
适用
班级
401、420班
授课日期
2006/6/4
课 时
2节
教具
挂图
车刀
授课方式
讲授法、演示法
作业情况
2道
教学目的
1、能清楚切削的定义及工作范围
2、掌握车刀的切削部分及几何角度
教学重点与难点
车刀的切削部分及几何角度
教学回顾
说 明
审阅签名：
年 月 日
序号
教 学 环 节 设 计
教学时间（2课时）
一
组织教学
3分钟
二
引入新课
4分钟
三
讲授新课
66分钟
四
教学小结
10分钟
五
布置作业
4分钟
六
板书设计
七
教后感
教学形式
讲授、演示、启发示教学
合计：
90分钟
2节课的教后感：
【组织教学】
1、纠正作业：
49.32 210032’
2、复习提问:
锯齿崩断：
原因：
①锯齿的粗细选择不当
措施：
根据工件的材料的硬度选择锯条的粗细，锯薄板或薄壁管时，选择细齿锯条。
原因：
②起锯的方法不正确
措施：
起锯角度要小，远起锯时用力要小
原因：
③突然碰到砂眼、杂质或突然加大压力
措施：
碰到砂眼、杂质时，用力要减小，锯削时突然加大压力。
第一课时教学内容及步骤：
【引入新课】
大家已经学完了第五章的内容，现在我们共同学习第四章的内容，能懂些车工的一般知识。
【讲授新课】
§4.4钳工常用的刀具材料
1.一、对刀具切削部分材料的要求
在切削过程中，刀具切削部分受到切削力、切削热的磨擦的作用，有时还会遇到冲击和振动。
所以，对刀具切削部分材料有如下要求：
1.高硬度。
刀具部分材料的硬度应大于工件材料的硬度，一般要求在HRC60以上的。
2.足够的强度和韧性。
使刀具能承受压力、冲击和振动。
3.高耐磨性。
刀具在切削过程中经受强烈的磨擦，因此必须有良好的耐磨性。
4.高耐热性。
在高温下仍保持硬度、强度、韧性和耐磨性基本不变的性能称耐热性，又称为红硬性或热性。
5.较好的导热性。
刀具材料的导热性愈好，切削温度愈低，则可以提高刀具寿命。
6.较好的工艺性。
刀具材料应具备良好的焊接性能、热处理性能、切削加工性能等，以便于制造加工。
7.二、钳工常用的刀具材料
钳工常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质钢等。
1.碳素工具钢
含碳量0.65﹪～1.3℅常用的牌号有T10A和T12A等。
碳素工具钢淬火后硬度较高（HRC60～64）。
刃磨性好，刃口锋利，但温度超过200℃时硬度就显著下降，耐磨性差，淬透性差，淬硬层薄。
此类钢常用于低速手用工具，如手用铰具、锉刀和锯条等。
1.合金工具钢
与碳素工具钢相比有较高的韧性、耐磨性和耐热性（耐热温度约220℃），热处理变形小，淬透性较碳素工具钢好，适用于制造丝锥、板牙等形状复杂的工具。
常用的牌号有9SiCr、CrWMn等。
1.高速钢
耐热性好，切削温度达到540～620℃时仍保持其切削性能，强度、韧性和制造工艺性也好，热处理变形小，常用来制造车刀、铣刀、钻头、铰刀、拉刀和齿轮刀具等，应用广泛。
常用的牌号有W18Cr4V、W14Cr4VCo5和W12Cr4V5Co5等。
1.硬质合金
是以高硬度的碳化钨、碳化钛等为基体，与粘结金属钴用粉末冶金方法制得。
特点是具有高的耐热性，切削温度达1000℃时硬度仍无明显下降。
缺点是韧性很差，通常把它制成不同形状的刀片，再通过焊接或紧固件镶嵌在刀体上。
如铣刀、铰刀、钻头和刮刀等刀具都可以镶嵌硬质合金刀片。
硬质合金分成钨铬类（代号YG）、钨钴钛类（YT）、碳化钛镍钼合金类（YN）等。
刃磨车刀练习的相关工艺知识
1.车刀的材料
常用的车刀材料：
一般有高速钢和硬质合金两大类。
1.车刀的种类
常用的车刀有：
外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切断刀、圆头刀等。
1.砂轮的选用
目前常用的砂轮有；氧化铝砂轮和碳化硅砂轮两大类。
（1）氧化铝砂轮 适应于高速钢和碳素工具钢刀具的刃磨。
（2）碳化硅砂轮 适应于硬质合金车刀的刃磨。
砂轮的粗细以粒度表示，一般可分为36#、60#、80#和120#等级别。
粒度愈大则表示组成砂轮的磨料愈细，反之就愈粗，粗磨车刀应选粗砂轮，精磨车刀应选细砂轮。
1.车刀的刃磨
（1）粗磨
1.磨主后面、同时磨出主偏角及主后角。
2.磨副后面、同时磨出副偏角及副后角。
3.磨前面、同时磨出前角。
（2）精磨
1.修磨前面，
2.修磨主后面和副后面。
3.修磨刀尖圆弧。
（3）刃磨车刀的姿势及方法。
1.人站立在砂轮侧面，以防砂轮碎裂时，碎片飞出伤人。
2.两手握刀的距离放开，两肋夹紧腰部，这样可以减小磨刀时的抖动。
3.磨刀时，车刀应放在砂轮的水平中心，刀尖略微上翘约3°～8°。
车刀接触砂轮后应作左右方向水平线移动，当车刀离开砂轮时，刀尖需向上抬起，以防磨好的刀刃被砂轮碰伤。
4.磨主后面时，刀杆尾部向左偏过一个主偏角的角度，磨副后面时，刀杆尾部向右偏过一个副偏角的角度。
5.修磨刀尖圆弧时，通常以左手握车刀前端为支点，用右手转动车刀尾部。
1.检查车刀角度的方法
（1）目测法，观察车刀角度是否合乎切削要求，刀刃是否锋利，表面是否有裂痕和其他不符合切削要求的缺陷。
（2）角度尺和样板测量法，对于角度要求较高的车刀可用此方法检查。
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