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第三、四节金属切削的基础知识

1-1金属切削的基本概念

——是利用刀具切除工件上多余的金属材料，以获得符合要求的零件的加工方法。

车削、锉削、钻削、刨削、外圆磨削、平面磨削。

一、切削运动

切削时，刀具与工件之间的相对运动。

分为主运动和进给运动。

1、主运动

使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动。

消耗功率最大，

只有一个，可以是旋转式直线运动。

如车削时工件、钻削时钻头、砂轮的旋转等。

2、进给运动

为保持切削的连续进行，以逐渐切削出整个工件表面所需的运动，消耗

功率小，一个或多个，可以是连续式间断。

3、切削时的工件表面

〈1〉待加工面即将被切削的表面

〈2〉已加工面工件上经刀具切削后形成的表面

〈3〉过滤表面工件上被切削刀正在切削的表面

二、切削用量

指切削过程中切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。

即“切削三要素”。

1、切削速度（Vc）

指刀具切削刃上选定点相对于工件待加工表面在主运动方向上的瞬时速度

m/min（即运动的线速度）

2、进给量（f）

指在主运动的一个工作循环（工件或刀具每转或往复一次或刀具每转过一

齿内），工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量。

mm/r

3、背吃刀量（ap）

指工件上已加工表面的垂直距离。

mm

三、切削用量的选择

即是要选择切削用量三要素的最佳组合，使ap，f和Vc三者乘积值最大，

以充分发挥机床和刀具的效能，提高劳动生产率。

1、背吃刀量的选择

粗加工时，除留出精加工余量外，剩余的加工余量尽可能一次用完。

余量

太大，可分几次切，第一次应尽量将ap取大些。

精加工时，根据加工精确度和表面粗糙度来选择。

2、进给量的选择

对表面粗糙度影响大。

粗加工时f取大些，精加工时f取小些。

3、切削速度的选择

根据工件尺寸精度、表面粗糙度、刀具寿命的不同来选择，具体通过计算、

查表式根据经验加以确定。

选择切削用量的基原则：

在机床、工件、刀具和工艺系统刚性允许的前提下，首先选择大的背吃刀量，其次选择大的进给量，最后选择大的切削速度。

作业：

P131、2题

第五、六节

1-2金属切削刀具

外圆车刀最典型，其他车刀可看作以外圆车刀的切削部分为基本形态演变而成。

一、刀具的构成

一般由切削部分（刀头）和夹持部分（刀体）组成。

切削部分由：

“三面”——前面（前刀面）、主后面（主后刀面）

“两刃“——主切削刃、副切削刃

“刀尖“——主切削刃和副切削刃的交点

二、楔角β0

前刀面与主后刀面间的夹角。

影响刀头的强度及散热情况。

三、刀具材料

1、刀具材料应具备的性能

﹙1﹚高硬度切削部分硬度必须高于工件材料的硬度。

﹙2﹚高耐磨抵抗耐磨的能力，通常情况，硬度越高，耐磨性越好。

﹙3﹚足够的强度和韧性使用过程承受压力、冲击、震动，防止刀具

的崩刃或脆性断裂。

﹙4﹚高耐热性刀具材料在高温下能够保持高硬度的性能，又称红硬性或热硬性。

﹙5﹚良好的工艺性便于刀具的加工，应具备良好的可加工性和热处理性。

2、钳工常用的刀具材料

﹙1﹚碳素工具钢

用于制造低速手用工具。

如矬子、錾子、手用锋刀和锯条。

T10A、

T12A

﹙2﹚合金工具钢

有较高的韧性、耐磨性和耐热性。

丝锥、板牙。

9SiCr、CrWMn

﹙3﹚高速钢

耐磨性、耐热性比前两者明显提高。

550℃-600℃

车刀、铣刀、钻头、铰刀、拉刀和齿轮刀具及精加工刀具等。

﹙4﹚硬质合金

具有高的耐磨性和耐热性，800℃-1000℃硬度仍很高，缺点是在强

度、韧性、工艺性等方面比高速钢差。

1-3金属切割过程与控制

金属切割过程——是指通过切削运动，刀具从工件表面上切下多余的金属层，从而形成切削和以加工表面的过程。

切屑的类型

1、带状切屑内表面光滑、外表面呈毛茸状的带状切屑

2、节状切屑内表面有裂纹、外表面呈齿状的节状切屑

3、粒状切屑切下的切屑断裂成均匀的颗粒状

4、崩碎切屑不规则的细粒状切屑

二、影响切屑力的因素

1、工件材料强度、硬度↑，力↑

塑性、韧性↑，力↑

2、切削用量背吃刀量＞进给量＞切削速度

3、刀具角度前角＞主偏角＞刃倾角

4、切削液（为了提高切削效果而使用的液体）润滑性越好，切削力越低。

三、刀具寿命

——刃磨后的刀具自开始切削，直到磨损量达到磨钝标准为止的纯切削时间。

在切削用量中，对刀具寿命影响最大的是切削速度，其次进给量，最小是背吃刀量。

四、切削液

1、切削液的作用

〈1〉冷却作用降低切削温度，延长刀具寿命，提高生产率。

〈2〉润滑作用形成润滑膜，减小摩擦，表面质量↑

〈3〉清洗作用对切屑与磨粒的冲洗，以免影响工件表面质量和机床精度

〈4〉防锈作用加入防锈剂，保护工件、刀具和机床。

2、切削液的分类

〈1〉水溶性切削液以冷却为主

〈2〉油溶性切削液以润滑为主

练习册补齐前面的，一直到6页

第二章钳工常用量具

什么是量具？

用来测量、检验零件及产品尺寸和形状的工具，称为量具

万能量具一般有刻度，可以测量零件

或产品形状及尺寸的具体数值。

精密量具装用量具无刻度，不能测出实际尺寸，只能测定零件和产品的形状是否合格。

标准量具角度和尺度是固定的，通常作为核对和调整其他量具的标准。

量具的分类

万能量具

普通量具

辅助量具

补充：

测量精度：

指测量的结果相对于被测量真值的偏离程度。

2-1万能量具

实物、模型教学

一、游标卡尺

是一种中等精度的量具，可以直接测量出工件的内径、外径、长度、宽度、

深度等。

1、游标卡尺的结构

分为三用游标卡尺和双面量爪游标卡尺两种。

尺身、游标、内量爪、外量爪、深度尺锁紧螺钉组成。

2、精度分级0.10mm0.05mm0.02mm三级

3、刻线原理尺身每格1mm，游标49mm分为50格，尺身游标一格之差为0.02mm。

即1/50mm测量精度。

4、读数方法

读数步骤：

〈1〉读整数在尺身上读出位于游标零线左边最接近的整数。

〈2〉读小数用游标尺上与尺身刻线对齐的刻线格数，乘以游标卡尺的测量精度值，读出小数部分。

〈3〉求和将两项尺寸相加。

4、使用注意事项，看书，自学。

二、千分尺

是一种精密量具，测量精度比游标卡尺高。

1、结构

由尺架、固定测钻、测微螺杆、固定套管、微分筒、测力装置、锁紧装置。

2、刻线原理

千分尺测微螺杆的螺距为0.5mm，当微分筒转一圈时，测微螺杆就沿轴向

移动0.5mm，固定套管上刻有间隔为0.5mm的刻线，微分筒上刻有50个格，固此微分筒每转一格，螺杆就移动0.5mm/50=0.01mm，固此该千分尺的精度值为0.01mm。

3、千分尺的读书方法

〈1〉读出固定套管上露出刻线的毫米数和半毫米数;

〈2〉找出以基准线对齐的微分筒上的刻线数值；

〈3〉把两个读数加起来，即为测得的尺寸。

4、千分尺的规格

测量范围每25mm为一个规格。

5、千分尺使用注意事项，见书，P20.

三、万能角度尺

1、用途

用量测量工件内外角度及角度划线。

2、精度分级

有2｀，5｀两种

3、测量范围

Ⅰ型：

0°

-320°

Ⅱ型：

-360°

4、结构

主要由尺身、90°

角尺、游标、制动器、基尺、直尺、卡块等组成。

5、刻线原理

尺身刻线每格为1°

，游标共有30格，等分29°

，尺身1格与游标1格相差2′,即为万能角度尺的精度等级。

6、读数方法

与游标卡尺的读数方法一样。

先读整数再度分，相加即工件角度值。

7、使用注意事项

见书P23，工厂提示

五、百分表

1、用途

是一种指针式测量仪，用表来测量工件的尺寸、形状和位置误差。

2、测量精度：

0.01mm

3、结构

由测量头、测量杆、齿轮、指针、表壳、刻度、盘等组成。

4、刻线原理：

略。

5、读数方法

小指针读数（整数部分）加大指针读数（小数部分）。

6、使用注意事项

见书P24工厂提示

2-4常用量具的维护和保养

为保证精度和延长量具使用寿命，做的以下几点：

1、清洁。

测量面和工件被测面应清洗，无毛刺和其他杂物。

2、摆放稳靠。

摆放地点要稳定，不与刀具、工具、材料混放。

3、不得当其他工具使用。

4、稳定的影响。

原理热源，以免变形。

5、避开磁场，防止磁化。

6、不得自行拆修，交专人检修。

7、注意清洁保养。

8、定期送检。

第三章钳工基本操作知识

3-1划线

一、划线概述

1、划线

——指在毛坯或工件上，用划线工具划出待加工部位的轮廓线或作为准线的点和线。

划线主要涉及下料，挫削、钻削及车削等加工工艺。

2、线的分类

⑴平面划线

只需要在工件的一个表面上划线即能明确表示加工界线的称为平面划线。

⑵立体划线

在工件的几个互成不同角度（通常是互相垂直）的表面上划线，才能明确表示加工界线的，称为立体划线。

3、划线的作用

⑴明确加工余量，明确尺寸界线；

⑵复杂工件在机床上装夹，可按划线找正定位。

⑶能及时发现和处理不合格的毛胚，避免加工后造成损失。

⑷采用借料划线，可以使误差不大的毛坯得到补救，提高毛坯利用率。

4、划线工具

直接划线工具：

划出线条的工具。

划线盘、划针、划规、长划规、单脚

划规、游标高度尺、90°

角尺。

支承工具：

放置工件的工具。

V型架、方箱。

划线量具：

向被划线工件传递数值的各种尺寸。

钢直尺、卷尺。

辅助工具：

在划出的线上作标记的工具。

划线平板、千斤顶。

四、划线前的准备

1、工件的清理

2、工件的涂色

未加工表面（黑皮表面）:

白灰、白垩溶液、粉笔。

已加工表面：

硫酸铜溶液（绿）、蓝油、红油。

3、在工件孔中装中心块。

五、划线基准

1、划线原则——从基准开始。

2、划线基准——用来确定划出工件的几何形状，相对位置，各部尺寸的依据。

3、依据——点、线、面。

（图样线是基准，工件面是基准）

六、基准选择

1、怎样选择划线基准？

划线基准要与设计基准一致——与设计基准重合。

2、什么是设计基准？

零件图上确定其它点、线、面位置的基准。

七、划线基准的类型

三个类型：

1、以两个互相垂直的平面（或线）为基准。

2、以两条中心线为基准。

3、以一个平面和一条中心线为基准。

八、划线基准的选择原则

在已加工工件上划线时，选择精度高的面为划线基准，以保证待划线条的位置和尺寸精确。

九、分度头的使用

是等分圆周用的附件。

铣床、钳工划线常用。

1、适用范围

可在工件划出水平线、垂直线、倾斜线、圆的等分线或不等分线。

2、分度头的规格

以顶尖（主轴）中心线到底面的高度（mm）表示。

例如：

FN125,即万能分度y、半心线高度为125mm。

3、划线程序

先划基准线和位置线，再划加工线。

即先划水平线，再划垂直线、斜线，

划圆、圆弧、曲线。

立体划线亦如此，先划好一面，再翻转划另一面。

3-2锯削

定义：

用手锯对工件或材料进行切断或切槽等的加工方法称为锯削。

一、手锯

由锯弓和锯条两部分组成。

1、锯弓

⑴用途:

用于安装和张紧锯条。

⑵种类：

固定式和可调式两种。

2、锯条

⑴材质：

一般用碳素工具钢，径热处理淬硬。

⑵长度：

以两端安装孔中心距表示。

常用300mm。

⑶锯齿粗细规格

以锯条25mm长度内的齿数表示。

齿距1.7mm1.3mm1mm

粗（14-18齿）、中粗（22-24齿）、细（32齿）、细变中（20-32齿）

⑷锯条选用原则

1软而切面大的材料用粗齿。

2硬而切面较小的材料用细齿。

3薄板和薄壁管子必须用细齿锯条。

材料建P43,工厂提示。

3、锯削操作要点

⑴姿势正确，压力和速度适当。

锯速20-40/min

⑵工件夹持牢靠，同时防止工件装夹变形或夹坏已加工面。

⑶锯条的安装应正确，松紧要适当。

⑷选择正确的起锯方法，有远起锯和进起锯两种，一般采用远起锯，避免锯条卡位或崩裂。

4、动作要领

现场示范。

推锯时的推力和压力均由后手控制，前手稍加压力。

3-3锉削

用锉刀对工件表面进行切削的加工方法称为锉削。

是在錾、锯之后进行精度较高的加工。

精度可达0.01mm。

装配钳工对工件的修整常用锉削。

1、锉刀的组成

锉身和锉柄两部分组成。

高碳工具钢，经热处理制成。

2、锉刀的种类

⑴钳工锉

平锉、方锉、三角锉、半圆锉、圆锉五种。

⑵异形锉

锉削工件上的特殊表面，分弯和直两种。

⑶整形锉

修整工件上的细小部分。

成组、成套使用。

3、规格

⑴尺寸规格

圆锉——断面直径

方锉——边长

其他锉刀——长度

异形锉、整形锉——令长

4、锉刀的选择

粗——铜、铝等软金属及加工余量大，精度低和表面粗的工件。

细——钢、铸铁及加工余量小，精度要求高和表面粗糙度低的工件。

油光锉——最后修光工件表面。

5、锉削的操作要点

⑴保持正确的操作姿势和锉削速度。

40次/min

⑵锉削时两手用力要平衡，回程时不施加压力，以减少锉齿的磨损。

实训要求

学习讲解钳工安全操作规程。

3-2錾削

一、錾削

用锤子打击錾子对金属工件进行切削的加工方法。

是一种粗加工。

平面度可控制在0.5mm之内。

主要用于不便于机械加工的场合。

如清除毛坯上的多余金属、分割材料、錾削手面及沟槽。

1、錾削工具

⑴錾子

是錾削用的刀具，一般碳素工具钢锻成。

由切削部分、錾身、錾头构成。

常用有扁錾——切削部分扁平。

用于錾削平面、分割材料及去毛边。

尖錾——切削刃比较短。

两侧面狭小。

用于錾削沟槽及分割曲线形板料。

油槽錾——切削刃很短，并呈弧形，切削部分弯曲形状。

用于錾削润滑油槽

⑵锤子

敲击工具。

由锤头、木柄、楔子三部分组成。

规格是其质量大小。

0.25、0.5、1kg等几种。

应用示意详见书P40页图3-13-15

2、錾削角度

錾子与工件之间形成的适当角度。

⑴楔角β。

錾子前刀面与后刀面之间的夹角。

小——省力、刃口薄、容易崩刃。

大——费力、便面不易平整，不易损刃。

⑵后角α。

錾子后刀面与切削平面之间的夹角。

⑶前角γ。

錾子前刀面与基面之间的夹角越大，越省力。

3、錾削的操作要点

⑴正确使用台虎钳，手柄不可加套管式用手锤敲打，工件夹在钳口中间。

⑵錾削时保持正确的操作姿势和挥锤速度，做到“稳、准、狠”

⑶起錾从工件的边缘夹角处轻轻的起錾。

⑷当錾削距尽头10-15mm时，必须调头錾去余下的部分，防止边缘崩裂。

安全生产注意事项P42集体朗诵。

3-3孔加工

分为两类：

1、用麻花钻等在实体材料上加工孔；

2用扩空钻、锪钻和铰刀等对工件已有的孔进行再加工。

一、钻孔

用钻头在实体材料上加工孔的方法，称为钻孔。

常在钻床上进行。

钻头在半封闭的状态下进行切削，转速高，切削量大，排屑困难，摩擦严重，

易抖动，加工精度低。

钻头的种类有麻花钻、扁钻、深孔钻、中心钻等。

1、麻花钻

应用范围广。

它主要用来在实体材料上钻削直径在0.1-80mm的孔。

⑴组成

一般用高速钢淬水后制成。

由柄部、颈部、工作部分组成。

1柄部

是钻头的夹持部分。

有直柄（ø

小于13mm）、锥柄（ø

大于13mm）两种。

2颈部

加工时退刀槽。

规格、材料、商标在此。

③工作部分

由切削部分和导向部分组成。

1﹚、切削部分

两个刀瓣。

由五刃—两条主切削刃、两条副切削刃和一条棒刃。

六面——两个前刃面、两个后刃面和两个副后刃面组成。

2﹚、导向部分

用来保持麻花钻钻孔时的正确方向并修光孔壁重磨时可作为切削部分的后备。

2、钻削用量的选择

⑴钻削用量是指在钻削过程中，切削速度、进给量和背吃刀量的总称。

1切削速度Vm/min

指钻孔时钻头直径上一点的线速度。

2进给量f

指主轴每转一周，钻头对工件沿主轴线的相对移动量。

min/r

3背吃刀量

指已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。

钻削D/2.

⑵钻削用量的选择

选用原则：

在允许范围内，尽量先选较大的进给量f，当进给量f受表面粗糙度和钻头钢度限制时，再考虑选较大的切削速度。

1背吃刀量的选择

直径ø

﹤30mm，一次钻出。

直径ø

﹥30-80mm，分两次钻。

第一次用（0.5-0.7）D，可提高钻孔质量，减少轴向力，保护机床和刀具。

2进给量的选择

空的尺寸精度，表面粗糙度要求高；

小孔、深孔，钻头细长。

选择较小的进给量。

3钻削速度

根据经验、查表选取。

3、钻孔用切削液

钻头在半封闭状态下工作，摩擦严重，散热困难。

切削液是为了延长钻头

寿命和提高切削性能，以冷却为主。

4、钻孔的操作要点

⑴钻孔前先检查工件加工位置和钻头刃磨是否正确，钻床转速是否合理。

⑵起钻时，先钻出一浅坑，观察孔位置是否正确。

达到钻孔位置要求后，即可压紧工件继续钻孔。

⑶选择合理的进给量，以免造成钻头折断或发生事故。

⑷选择合适的切削液，以延长钻头寿命和改善孔的表面质量。

P56安全生产集体朗诵

二、扩孔

用扩孔钻对工件上原有孔进行扩大加工的方法。

扩孔背吃刀αp=D-d/2

D—扩孔后的直径mm。

d—扩孔前的直径mm。

1、扩孔的特点

⑴扩孔钻无模刃，避免了模切削刃所引起的不良影响。

⑵背吃刀量较小，切屑易排除，不易擦伤已加工面。

⑶扩孔钻强度高，齿数多，导向性好，切削稳定，可使用较大切削用量（进给量1.5-2倍钻孔，切削速度约为钻孔1/2），提高了生产效率。

⑷加工质量较高，常作为孔的半精加工及铰孔前的预加工。

2、扩孔注意事项

⑴扩孔钻多用于成批大量生产。

小批量生产用麻花钻代替，适当减小钻头前角，以防止扩孔时扎刀。

⑵用麻花钻扩孔，扩孔前钻孔直径为0.5-0.7倍孔径。

用扩孔钻扩孔，扩孔前钻孔直径为0.9倍要求孔径。

⑶钻孔后，不改变钻头及机床主轴位置，立即进行扩孔，使钻头与扩孔钻中心重合，保证加工质量。

三．锪钻

用锪孔钻在孔口表面加工出一定形状的孔或表面的方法，称为锪钻。

分为：

锪圆柱形沉孔；

阶梯形孔

锪圆柱形沉孔；

头部有导柱

锪平面。

锪孔时容易产生震动，端面或锥面易出现振痕。

注意事项：

1、锪孔时进给量为钻孔的2-3倍，切削速度为钻孔的1/3-1/2.

2、使用麻花钻改制锪钻时，尽量选用较短的钻头，并适当减少后角和外缘处前角。

3、锪钢件时，应在导柱和切削表面加切削液润滑。

练习册第三章钳工基本操作知识

P9-P12

3-3孔加工

三、铰孔

用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以获得较高尺寸精度和较小表面粗糙度值的方法。

如教材P57图3-46铰孔

铰刀是精度较高的多刃刀具，具有切削余量小、导向性好、加工精度高等特点。

1、铰刀

⑴铰刀的组成

由柄部、颈部和工作部分组成。

工作部分：

切削部分。

作用：

切去铰孔余量的任务。

校准部分。

有棱角，保证铰孔直径和便于测量，定向，修光孔壁。

为减小铰刀和孔壁摩擦，校准部分磨出倒锥量。

铰刀齿数一般为4-8齿，为测量方便，多采用偶齿数。

见材料P58图3-47a、手用（整体圆柱铰刀）b、机用

⑵铰刀的种类

常用高速钢或高碳钢制成，使用范围较广，其分类及构造特点。

见P58表3-18.

铰孔后孔径有时可能收缩或扩张，通过试铰，按实际情况修正铰刀直径。

2、铰削用量

⑴铰削余量2ap

指上道工序完成后，在直径方向留下的加工余量，余量应适中。

余量大：

尺寸精度降低，表面粗糙度增大，加剧铰刀磨损。

余量小：

上道工序残留变形难以纠正，原有刀痕不能去除，铰削质量达不到要求。

考虑因素：

孔径大小、材料软硬、尺寸精度、表面粗糙度、铰刀类型、加工工艺。

一般，粗铰余量0.15-0.35mm

精铰余量0.1-0.2mm

⑵机铰切削速度和进给量

使用普通标准高速钢机铰刀铰孔，切削速度和进给力如下：

材料切削速度V（m/min）进给量f（mm/r）

钢4-80.4-0.8

铸铁6-100.5-1

铜或铝8-121-1.2

结论：

材料越软，速度和进给力越大。

使用切削液：

减小摩擦、降低工件与刀具温度、防止产生积屑瘤及工件、铰刀的变形。

3、铰孔的操作要点：

⑴工件夹正，，用力均衡，按顺时针方向铰削。

⑵手铰时变换停歇位置，避免同一处振痕。

⑶进退不能反转，防止刃口磨钝和孔壁划伤。

⑷注意清除刀齿上