車工工藝學教案(01)

1、RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華1緒 論 第一章 車削的基本知識 1 1 1 1 車床授課日期授課班級授課時數(shù)4 4 （總第 ）教學目標本次課以車削的概念、車削加工的內(nèi)容、車床的基本知識介紹為主。主要讓學生 了解車工在機械制造業(yè)中的地位和作用、車削的概念和車削加工的內(nèi)容、加工范圍、 車床組成結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)，增強學習本課程的信心，主要為后面章節(jié)的學習打下基礎(chǔ)。教學重點教學難點1 1、車削在機械制造業(yè)中的地位和作用2 2、車削的概念、車削加工的內(nèi)容3 3、車床的加工范圍、車床組成結(jié)構(gòu)、車床的傳動系統(tǒng)和車床附件1 1、車削的概念和車削加工

2、的內(nèi)容2 2、車床組成結(jié)構(gòu)、車床的傳動系統(tǒng)緒論一、車削在機械制造業(yè)中的地位和作用二、車削的概念例圖板書設(shè)計三、車削加工的內(nèi)容第一章車削的基本知識一、車床的主要結(jié)構(gòu)1 1、主軸箱-二、車床的加工范圍，組成及其作用三、車床的傳動系統(tǒng) 1 11 1 車床教學程序新課引入1 1、參觀實習工廠，觀摩車床。2 2、請大家暢談見習體會。講授新課教學方法觀摩討論緒論一、車削在機械制造業(yè)中的地位復雜的機器有很多零件裝配而成。不同的零件要有不同工種的工人 加工而成。有精密鑄造或冷擠壓（無屑加工），但絕大多數(shù)零件離不開 金屬切削加工，車削加工就是其中一種。車削，就是在車床上，禾 U U 用工 件的旋轉(zhuǎn)運動和刀具的直

3、線運動（或曲線運動）來改變毛坯的形狀和尺 寸，把毛坯加工成符合圖紙要求的工件的金屬加工方法。車床是一種比較重要的切削機床，在車床上進行切削加工稱為車削 加工，車工是機械加工中最基本、 最常用的工種。 車床加工在金屬切削 加工中所占比重最大。二、車削加工的內(nèi)容車床能加工各種回轉(zhuǎn)體表面，因此，在車床上使用各種車刀及刃具 可完成多種加工工序，另外還可以在車床上繞制彈簧。其基本內(nèi)容包括：車端面、車外圓、車外錐面、切槽、切斷、切內(nèi) 槽、鉆中心孔、鉆孔、鉸孔、锪錐孔、鏜孔、車外螺紋、車內(nèi)螺紋、攻 絲、車成形面、滾花等。三、車削的特點與機械制造業(yè)中的鉆削、銑削、刨削和磨削相比,車削具有以下特點:車工工藝 對

4、學生來 講是個全 新的課目，理解有難 度。板書 （下橫 線字，下 同）多媒體板書RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華1RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序教學內(nèi)容1 1、適應(yīng)性強，應(yīng)用廣泛。2 2、刀具結(jié)構(gòu)簡單，制造、刃磨和裝夾方便。3 3、車削一般是等截面連續(xù)性地進行，切削力變化較小，車削過程相 對平穩(wěn)，生產(chǎn)率高。4 4、可加工出尺寸精度和表面質(zhì)量較高的工件。四、車工工藝學課程的內(nèi)容1 1、原則： 技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理。2 2、課程的任務(wù)：是使學生獲得中級車工應(yīng)具備的專業(yè)理論知識。3 3、教學目

5、標：本課程教學應(yīng)達到如下目標：（1 1）了解車工在機械制造業(yè)中的地位和作用，增強學習本課程的信心。（2 2）熟悉常用車床的主要結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、日常調(diào)整維護保養(yǎng)方法。（3 3）掌握零件的加工工藝過程，獲得較全面的知識。（4 4）初步掌握工件的定位、夾緊的基本原理和方法。（5 5）能較熟練地解決實際操作中的計算問題。（6 6）能較合理地選用切削用量和切削液，正確使用工、量、夾、刀具, 并能合理刃磨刀具。（7 7）會查閱車工有關(guān)的技術(shù)手冊。（8 8）了解有關(guān)車削的先進工藝，養(yǎng)成文明生產(chǎn)，安全操作的職業(yè)習慣。（9 9）熟練掌握車工的基本操作技能，能正確地分析工件質(zhì)量，達到中CA614 0 型臥式車床的

6、基本結(jié)構(gòu)及運動1 1、主軸箱（簡稱床頭箱）：主要用于安裝主軸和主軸的變速機構(gòu)，主 軸前端安裝卡盤以夾緊工件。并帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動。為方便安裝長棒料，王軸為空心結(jié)構(gòu)。2 2、掛輪箱：主要用來把主軸的轉(zhuǎn)動傳給進給箱，調(diào)換箱內(nèi)齒輪，并和進給箱配合，可以車削不同螺距的螺紋。教學方法板書經(jīng)濟精度達IT11 IT06表面粗糙度為 Ra12.5gm0.8gm復習提問：1、車削的概念2、車削加工的內(nèi)容板書1 主軸箱2夾盤3刀架4后頂尖5尾座6床身7光杠8絲杠9溜板箱RUGAO NO.2 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序3 3、進給箱：主要安裝進給變速機構(gòu)。它的作用是把從主軸經(jīng)掛輪機構(gòu)傳

7、來的運動傳給光杠或絲杠，取得不同的進給量和螺距。車工工藝學教案機械教研組 王 華2 JW鈿pF -獣書為處屮RUGAO N0.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序車工工藝學教案機械教研組王華3教學內(nèi)容4 4、 溜板箱：是操縱車床實現(xiàn)進給運動的主要部分，通過手柄接通光 杠可使刀架做縱向或橫向進給運動，接通絲杠可車螺紋。包括大拖板、 中拖板、小拖板和刀架。大拖板是縱向車削用的；中拖板是橫向車削用 和控制被吃刀量；小拖板是縱向車削較短工件或角度工件；刀架是用來 安裝車刀。5 5、 尾座：可安裝頂尖，支頂較長工件，還可安裝中心鉆、鉆頭、鉸 刀等其它切削刀具。6 6、 床身：用于支撐

8、和連接車床其它部件并保證各部件間的正確位置 和相互運動關(guān)系。二、車床的附件1 1、 三爪卡盤：適合安裝較短的軸類或盤類工件。2 2、 四爪卡盤：適合安裝方型、橢圓型或不規(guī)則形狀的工件，裝夾時 必須找正，定中心。3 3、 中心架和跟刀架：在車削細長軸時，為增加工件剛性防止工件震 動采用中心架或跟刀架，作為附加支承。三、傳動系統(tǒng)電動機輸出動力經(jīng)帶輪的傳動傳給床頭變速箱，變換箱外手柄的位置可使主軸得到各種不同的轉(zhuǎn)速。主軸通過卡盤帶動工件做旋轉(zhuǎn)運動。 此外主軸的旋轉(zhuǎn)通過掛輪箱、進給箱、絲杠或光杠、溜板箱的傳動，使拖板帶動裝在刀架上的刀具沿床身導軌做直線（或曲線）走刀運動。在緒論中我們學習了：1 1、車

9、削在機械制造業(yè)中的地位和作用；2 2、車削的概念;3 3、車削加工的內(nèi)容。在第一章車削的基本知識 1 1 1 1 車床中，共講了三大部分：車床的主要結(jié)構(gòu)及其作用、傳動系統(tǒng)、附件。這里需要同學們重點掌握的是車床的主 要結(jié)構(gòu)及其作用，但對其它幾項也要有一定的了解。車削運動放在后一節(jié)課學習。1 1、車床的加工范圍是什么？2 2、車床有哪幾部分組成？其作用各是什么？習題冊相應(yīng)的作業(yè)預習教后記教學方法板書利用錄象 進行具體 的介紹LJ板書簡圖課堂小結(jié)作業(yè)布置1亠就書爲?辱RUGAO NO.1VOCATIONAL HIGHSCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華4 1 1 2 2 車削運動和切削用量1-2

10、-2 車削運動和切削用量課前復習1 1、臥式車床的主要結(jié)構(gòu)2 2、傳動系統(tǒng)講授新課1-2-2 車削運動和切削用量一、車削的基本概念在切削加工時，按工件與刀具相對運動所起的作用來分，切削運動 可分為主運動和進給運動。1 1、主運動 VcVc：機床的主要運動，是從工件上切除金屬所必須的運動。 只有一個、速度最高、消耗功率最大。主運動可以是旋轉(zhuǎn)運動（如車削、鏜削中主軸的運動），也可以 是直線運動（如刨削、拉削中的刀具運動）。2 2、進給運動 VfVf :去除多余材料的運動。進給運動是使金屬層不斷投入切削過程，獲得所需工件表面的運 動。不止一個、速度較小、消耗功率較小。進給運動可以由刀具完成（如車削、

11、鉆削），也可以由工件完成（如銃削）；進給運動不限于一個（如滾齒），個別情況也可以沒有進給 運動（如拉削）。3 3、合成運動 Ve:Ve:合成運動是上述主運動與進給運動的合成。4 4、工件上形成的表面（1 1）已加工表面 工件上刀具切削后產(chǎn)生的表面。（2 2）過渡表面（3 3）待加工表面 工件上有待去除的表面。授課日期授課班級授課時數(shù)4 4 （總第 ）教學目標教學重點教學難點掌握切削用量的基本概念;1 1、切削運動；2 2、切削用量的基本概念；1 1、切削運動2 2、切削用量板書設(shè)計一、車削的基本概念1 1、主運動V2 2、進給運動 VfVf3 3、工件上形成的表面二、切削用量的基本概念1 1、

12、切削深度（ap）2 2、進給量（？）3 3、 切削速度（vcvc）例圖教學程序（1 1）已加工表面（2 2）過渡表面（3 3）待加工表面教學方法提問板書板書工件上由切削刃形成的那部分表面，亦稱切削表面。 JW鈿pF -獣書為處屮RUGAO N0.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序教學內(nèi)容教學方法車工工藝學教案機械教研組王華5二、切削用量的基本概念1 1、切削深度（ap）工件上已加工表面與待加工表面的垂直距離， 也就是車刀進給時切入工件的深度（單位：mmmm（又稱背吃刀量）：公式：ap=dw-dm/2ap=dw-dm/2dw-dw-待加工表面直徑（單位： mmmm） dm-

13、dm-已加工表面直徑（單位： mmmm）2 2、進給量（? ?）：每轉(zhuǎn)進給量 f f （mm/rmm/r）: :工件旋轉(zhuǎn)一周，車刀沿進給方向移動的距 離。其他：每齒進給量 fzfz （ mm/Zmm/Z、進給速度 VfVf （mm/minmm/min）他是衡量進給運動大小的參數(shù)。（單位：mm/rmm/r）縱向進給一一沿車床床身導軌方向橫向進給- 垂直于車床床身導軌方向3 3、切削速度（vcvc）:在進行切削加工時，刀具切削刃上某一點相對于待加工表面在主運 動方向上的瞬時速度，（車刀在一分鐘內(nèi)車削工件表面的理論展開直線 長度。）假設(shè)切屑沒變形或收縮：公式： vc=vc=ndn/1000n/100

14、0（或 vc=dvc=d n/318n/318）d d-工件或刀具的最大直徑,mm,mmn n-主軸轉(zhuǎn)速，r/mmr/mmvcvc-切削速度，m/mim/mi n n例：車削直徑 d=60mmd=60mm 的工件外圓，車床主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min=600r/mi n.n.求切削速度 vcvc（ 113m/mir113m/mir） ?（注：應(yīng)取符合機床銘牌上的速度值。）4 4、金屬切除率金屬切除率 ZwZw 是指單位時間內(nèi)切除金屬的體積量. .它表明切削過程生產(chǎn)率的高低，可表示為：；玄叫叫 3 3，叮板書制苗易盜屮豪RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序教

15、學內(nèi)容教學方法車工工藝學教案機械教研組王華6三、切削用量的選擇1 1、切削用量對切削加工的影響：（1 1）對加工質(zhì)量的影響：切削深度和進給量增大，都會使切削力增大， 降低加工精度和增大表面粗糙度值。切削速度增大時，切削力減小, 并可減小或避免積屑瘤，有利于加工質(zhì)量和表面質(zhì)量的提高。（2 2）對基本工藝時間的影響：切削用量三要素對基本工藝時間的影響 是相同的。（3 3）對刀具耐用度和輔助時間的影響：切削速度對刀具耐用度的影響 最大，進給量的影響次之，切削深度的影響最小。2 2、切削用量的選擇綜合切削用量三要素對刀具耐用度、生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的影響，選擇切削用量的順序應(yīng)為：首先選盡可能大的切削深度a

16、pap,其次選盡可能大的進給量 f f，最后選盡可能大的切削速度（1 1）粗加工時切削用量的選擇粗加工時，應(yīng)以提高生產(chǎn)率為主，同時還要保證規(guī)定的刀具耐用度。 因此，一般選取較大的切削深度和進給量，切削速度不能很高。（2 2）精加工時切削用量的選擇精加工時，應(yīng)以保證零件的加工精度和表面質(zhì)量為主，同時也要考 慮刀具耐用度和獲得較高的生產(chǎn)率。精加工往往采用逐漸減小切削深度 的方法來逐步提高加工精度，進給量的大小主要依據(jù)表面粗糙度的要求 來選取。板書課堂小結(jié)作業(yè)布置教后記VCVC。板書切削深度 apap：半精車時選取 ap=0.5ap=0.52.0mm2.0mm精車時選取 ap=0.1ap=0.10.

17、8mm0.8mm （數(shù)車 ap=0.1ap=0.10.5mn0.5mn）;進給量 f f:進給量的選擇主要受表面粗糙度的限制，表面粗糙度越小，進給量 可選擇小些。切削速度 vcvc:硬質(zhì)合金車刀精車，一般采用較高的切削速度： 高速鋼車刀精車，一般采用較低的切削速度： 在數(shù)控車床上車削工件時，切削速度可選擇高些。一、 車削的基本概念：1 1、主運動 VcVc 2 2、進給運動 VfVf二、切削用量的基本概念：1.1.切削深度（apap） 2.2.進給量（? ?） 3.3.切削速度（vcvc）三、切削用量的選擇：思考與練習 1414、1515、1616習題冊相應(yīng)的作業(yè)vcvc 80mm/min80

18、mm/minvcvc 5mm/min5mm/minRUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華7一、刀具切削部分幾何要素二、刀具的標注角度參考系三、刀具切削部分幾何角度四、刀具的工作角度五、刀具材料性能各不相同，但就其單個刀 齒而言， 可以看成是由外圓車刀的切削部分演變而來的。下面以外圓車 刀為例，介紹刀具切削部分的基本定義。（一）刀具切削部分的組成刀具上切屑流過的表面。 與工件上過渡表面相對的表面。與已加工表面相對的表面。4 4、主切削刃 S S 前刀面與后刀面的交線。 它承擔主要切削任務(wù)。 1 1 3 3 車刀及刀具材料授課日期授課班級教學

19、目標教學重點教學難點1 1、掌握車刀角度的輔助平面；2 2、初步掌握車刀切削部分的主要幾何參數(shù)的選擇;3 3、理解刀具材料的組成；1 1、車刀角度的輔助平面2 2、車刀切削部分的主要幾何參數(shù)的選擇3 3、刀具材料的組成1 1、車刀角度的輔助平面的理解2 2、車刀切削部分的主要幾何參數(shù)的選擇1-3-3 車刀授課時數(shù)例圖:6（總第 ）教學程序教學方法課前復習1 1、車削的基本概念2 2、切削用量的基本概念講授新課提問1-3-3車刀刀具切削部分由刀面、切削刃構(gòu)成前面副切削刃兩刃一尖）。主切削刃刀尖板書實物：9090偏刀畫簡圖板書設(shè)計、刀具切削部分幾何要素金屬切削刀具的種類很多，結(jié)構(gòu)、1 1、前面2

20、2、后面（前刀面）AY（后刀面）A Aa3、副后面（副后刀面）RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序教學內(nèi)容教學方法5 5、副切削刃 S S 切削刃上除主切削刃以外刀刃，它承擔部分切削任務(wù)。6 6、刀尖 主、副切削刃匯交的一小段切削刃。二、刀具的標注角度參考系標注角度參考系或靜止參考系：在刀具設(shè)計、制造、刃磨、測量 時用于定義刀具幾何參數(shù)的參考系稱為標注角度參考系。在該參考系中定義的角度稱為刀具的標注角度。建立刀具標注角度參考系時不考慮進給運動的影響，且假定車刀 刀尖與工件中心等高，車刀刀桿中心線垂直于工件軸線。刀具標注角度參考系由下列參考平面所構(gòu)成：1 1

21、、基面 PrPr 過切削刃選定點垂直于該點切削速度方向的平面，車刀 的基面可理解為平行刀具底面的平面。2 2、切削平面 PsPs 過切削刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面。3 3、 正交平面 PoPo 與正交平面參考系過切削刃選定點冋時垂直于切 削平面與基面的平面稱為正交平面。PrPr、PsPs、PoPo 組成一個正交的正交平面參考系。(過族花商4 4、法平面5 5、假定工作平面 PfPf、背平面 PpPp三、刀具切削部分幾何角度在上述三種不冋的刀具標注角度參考系內(nèi)，均可定義相應(yīng)的刀具 角度，但一般以米用正交平面參考系兼用法平面參考系較多。1 1、正交平面參考系內(nèi)的標注角度在截面內(nèi)測量的角

22、度：(1) 前角丫0正交平面中測量的前面與基面間的夾角。(2) 后角ao正交平面中測量的后面與切削平面間的夾角。在基面內(nèi)測量的角度(3) 主偏角Kr主切削刃在基面上的投影與進給運動方向間的夾角。 (基面中測量的主切削平面與假定工作平面間夾角。)改變主切削刃和刀頭的受力和散熱。(4) 副偏角Kr r副切削刃在基面上的投影與背離進給運動方向間的 夾角。減少副切削刃與工件已加工表面的摩擦。在切削平面內(nèi)測量的角度(5)刃傾角 入s切削平面中測量的切削刃與基面間的夾角。板書畫簡圖復習：一尖、二刃、三面。詳講：五角車工工藝學教案機械教研組王華8JW知pF - Mt為處屮RUGAO NO.1 VOCATIO

23、NAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華9其中丫0、入s兩角可確定前面的方位，ao、Kr兩角確定后面的方位，Kr、入s兩角可確定主切削刃的方位。同時副切削刃及其相關(guān)的前、后面在空間的定向也需要4 4 個角度，即副刃前角丫 0 0、副后角a0 0,副偏角Kr r 、副刃傾角 入 S S,它們的 定義與主切削刃四角類似。派生角度：(6)楔角(Bo)在主截面內(nèi)前刀面和后刀面之間的夾角。30=900=90- (丫 O+O+ao)(7)刀尖角sr主、副切削刃在基面上的投影間的夾角。&r=180r=180 - - (Kr+r+Kr r)刀具角度正負規(guī)定：(1) 前角：前面與基面平

24、行時前角為零；前面與切削平面間夾角小于 9090時，前角為正；大于 9090時，前角為負。(2) 后角： 后面與基面夾角小于 9090時，后角為正；大于 9090時后 角為負。如下圖所示：上述四角就能確定車刀主切削刃及其前、后面的方位。板書簡圖: JW鈿pF -席為處屮RUGAO N0.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華10(3) 刃傾角：切削刃與基面(車刀底平面)平行時 ，刃傾角為零；刀尖刃傾角入S主要影響刀頭的強度和切屑流動的方向，如圖a a 所示。粗加工時為了增加刀頭強度，入s常取負值；精加工時為了防止切屑劃傷已加工表面， 入s常取正值或零值。負

25、 的刃傾角還可在車刀受沖擊時起到保護刀尖的作用，如圖b b 所示。山)乍刀受沖擊I質(zhì)保護ZT尖(4) 主偏角、副偏角只有正值。派生角度只有正值。2 2、其它參考坐標系內(nèi)的標注角度四、刀具的工作角度刀具標注角度都是在假定運動條件和假定安裝條件下定義的， 如果 考慮合成運動和實際安裝情況，則刀具的參考系將發(fā)生變化，刀具角度 也發(fā)生了變化。按照刀具工作中的實際情況，在刀具工作角度參考系中確定的角 度稱為刀具工作角度。多數(shù)情況下，不必進行工作角度的計算，只有在 進給運動和刀具安裝對工作角度產(chǎn)生較大影響時，需考慮工作角度。1 1、進給運動對工作角度的影響2 2、刀具安裝高低對工作角度的影響3 3、刀桿中

26、心線與進給方向不垂直時對工作角度的影響五、刀具材料刀具材料一般是指刀具切削部分的材料。刀具切削性能的優(yōu)劣，直 接影響著生產(chǎn)效率、加工表面質(zhì)量、切削效果、刀具壽命和生產(chǎn)成本。 而刀具的切削性能，首先取決于切削部分的材料；其次是幾何形狀及刀 具結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計是否合理。1 1、刀具應(yīng)具備的性能金屬切削過程中，刀具切削部分承受很大切削刀和劇烈摩擦，并教學程序教學內(nèi)容教學方法略講相對車刀以底平面處于最高點時，刃傾角為正；處于最低點時，刃傾角山)控制打1H方閒歐塞葛?（裁RUGAO N0.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華11教學程序教學內(nèi)容教學方法產(chǎn)生很高的切

27、削溫度；在斷續(xù)切削工作時，刀具將受到?jīng)_擊和產(chǎn)生振動，弓 1 1 起切削溫度的波動。為此，刀具材料應(yīng)具各下列基本性能：(1) 較咼的硬度刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。常溫下一般應(yīng)在HRC6HRC6 0 0 以上。一般說來，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好。(2) 較咼的耐磨性(3) 足夠的強度和韌性刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力。因此，刀具材料必 須要有足夠的強度和韌性。(4) 良好的耐熱性刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強度，耐熱性 越好，刀具材料在咼溫時抗塑性變形的能力、抗磨損的能力也越強。(5) 良好的導熱性刀具材料的導熱性越好，切削時產(chǎn)生的熱量越容易傳導出去，

28、從而降低切削部分的溫度，減輕刀具磨損。(6)良好的工藝性和經(jīng)濟性為便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性。包括熱加工性能(熱塑性、可焊性、淬透性)和機械加工性能。2 2、常用刀具材料常用刀具材料分為：工具鋼(包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高 速鋼)，硬質(zhì)合金，超硬刀具材料(包括陶瓷，金剛石及立方氮化硼等) 碳素工具鋼和合金工具鋼，因耐熱性很差，只宜作手工刀具。陶 瓷、金剛石和立方氮化硼，由于質(zhì)脆、工藝性差及價格昂貴等原因，僅 在較小的范圍內(nèi)使用。目前最常用的刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)合金。(1) 高速鋼它是在合金工具鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高 合金工具鋼。它具有較高的強度、韌性和耐

29、熱性，是目前應(yīng)用最廣泛的 刀具材料。因刃磨時易獲得鋒利的刃口，又稱“鋒鋼”。高速鋼特別適用于制造結(jié)構(gòu)復雜的成形刀具，孔加工刀具例如各 類銃刀、拉刀、齒輪刀具、螺紋刀具等；由于高速鋼硬度，耐磨性，耐 熱性不及硬質(zhì)合金，因此只適于制造中、低速切削的各種刀具。咼速鋼按用途(性能)不同，可分為普通咼速鋼和咼性能咼速鋼。1)1)普通高速鋼 普通高速鋼具有一定的硬度(62626767 HRCHRC 和耐磨 性、較高的強度和韌性，切削鋼料時切削速度一般不高于505060m/min60m/min ,不適合高速切削和硬材料的切削。常用牌號有W18Cr4V(18-4-1)W18Cr4V(18-4-1)、V6Mo5

30、Cr4V2(6-5-4-2)V6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。2)2)咼性能咼速鋼在普通咼速鋼中增加碳、釩的含量或加入一些其 它合金兀素而得到耐熱性、耐磨性更高的新鋼種。但這類鋼的綜合性能不如普通高速鋼。常用牌號有 9W18Cr4V9W18Cr4V 9W6Mo5Cr4V29W6Mo5Cr4V2 W6Mo5Cr4VW6Mo5Cr4V 等。(2) 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是由硬度和熔點都很高的碳化物，用CoCo MoMo NiNi 作粘結(jié)劑燒結(jié)而成的粉末冶金制品。板書六項 刀具應(yīng)具 備的性能RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華12教學程序教學

31、內(nèi)容教學方法其常溫硬度可達 78788282 HRC,HRC,能耐 85085010001000C的高溫，切削速 度可比高速鋼高 4 41010 倍。但其沖擊韌性與抗彎強度遠比高速鋼差，因 此很少做成整體式刀具。實際使用中，常將硬質(zhì)合金刀片焊接或用機械夾固的方式固定在 刀體上。硬質(zhì)合金大量應(yīng)用在剛性好，刃形簡單的高速切削刀具上，隨著技 術(shù)的進步，復雜刀具也在逐步擴大其應(yīng)用。我國目前生產(chǎn)的硬質(zhì)合金主要分為三類：K K 類（代號 YGYG （鎢鈷類）由碳化鎢（WCWC 和鈷燒結(jié)而成。這類硬質(zhì)合金韌性較好，但硬度 和耐磨性較差，一般適用于加工鑄鐵和青銅等有色金屬脆性材料。常用 的牌號有：YG8YG8

32、 YG6YG6 YG3YG3 它們制造的刀具依次適用于粗加工、半精 加工和精加工。數(shù)字表示CoCo 含量的百分數(shù)，YGYG6 6即含 CoCo 為 6%6%含 CoCo越多，則韌性越好。P P 類（代號 YTYT （鎢鈦鉆類）是以碳化鎢（WCWC 為基體、添加碳化鈦（TiCTiC），用鈷（CoCo）作粘 結(jié)劑燒結(jié)而成。這類硬質(zhì)合金耐熱性和耐磨性較好，但抗沖擊韌性較差， 適用于高速加工鋼料等韌性材料。常用的牌號有：YT5YT5 YT15YT15 YT30YT30 等，其中的數(shù)字表示碳化鈦含量的百分數(shù)，碳化鈦的含量越高，則耐磨性較 好、韌性越低。這三種牌號的硬質(zhì)合金制造的刀具分別適用于粗加工、 半

33、精加工和精加工。M M 類（代號 YVYV）（鎢鈦鉭（鈮）鈷類）是在鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金中加入少量的稀有金屬碳化物（TaCTaC 或 NbCNbC）而派生出的一類硬質(zhì)合金。（P P 類加 TaCTaC 或 NbCNbC 而成）它具有前兩類硬質(zhì)合金的優(yōu)點，用其制造的刀具，既能加工脆性材料，又能加工韌性 （塑 性）材料。同時還能加工咼溫合金、耐熱合金及合金鑄鐵等難加工 材料。常用牌號有 YW1YW1 YW2YW23 3、涂層刀具材料硬質(zhì)合金或高速鋼刀具通過化學或物理方法在其上表面涂覆一層 耐磨性好的難熔金屬化合物，既能提咼刀具材料的耐磨性，而又不降低 其韌性。對刀具表面涂覆的方法有兩種：化學氣相沉積法

34、（CVD法），適用于硬質(zhì)合金刀具； 物理氣相沉積法（PVD法），適用于高速鋼刀具。涂層材料可分為 TiCTiC 涂層、TiNTiN 涂層、TiCTiC 與 TiNTiN 涂層、ALOALO 涂層 等。TiCTiC 的韌性和耐磨性好；TiNTiN 的抗氧化、抗粘結(jié)性好； AI2O3AI2O3 的耐 熱性好。使用時可根據(jù)不同的需要選擇涂層材料。4 4、其它刀具材料（1 1）陶瓷刀具：是以氧化鋁（AbOAbO）或以氮化硅（SiSisN N）為基體， 再添加少量金屬，在咼溫下燒結(jié)而成的一種刀具材料。刀片硬度可達 7878 HRCHRC 以上，能耐 1200120014501450C的高溫，故能承受較高

35、的切削速度。 但抗彎強度低，沖擊韌性差，易崩刃。板書主要用于高速下鋼、鑄鐵、高硬度材料及高精度零件的精細加工。| Qjw鈿牛繪-旳r為處屮RUGAO N0.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序教學內(nèi)容教學方法車工工藝學教案機械教研組王華13一些新型復合陶瓷刀也可用于半精加工或粗加工難加工的材料或 間斷切削。陶瓷材料被認為是提高生產(chǎn)率的最有希望的刀具材料之一。（2 2）人造金剛石：它是碳的同素異形體，分人造和天然兩種，做 切削刀具的材料，大多數(shù)是人造金剛石，其硬度極高，是目前最硬的刀 具材料，顯微硬度可達 10000H10000HV V （硬質(zhì)合金僅為/p>

36、01800 HVHV。： 磨性是硬質(zhì)合金的 8080120120 倍，與金屬摩擦系數(shù)很小，切削刃極鋒利， 能切下極薄切屑。有很好的導熱性，較低的熱膨脹系數(shù)。但它的耐熱溫 度較低，在 700700800800C時易脫碳，失去硬度，韌性差，抗彎強度低 振動敏感，對鐵族材料化學親和力大。因此一般不宜加工鋼材等黑色金 屬，主要用于玻璃纖維塑料、硬橡膠、石墨、陶瓷、非金屬等及硬質(zhì)合 金等有色金屬等材料的高速精加工、超精加工以及作磨具、磨料用。（3 3 ）立方氮化硼：這是人工合成的超硬刀具材料，由立方氮化硼 （白石墨）在高溫高壓下轉(zhuǎn)化而成的，其硬度可達730073009000HV,9000HV,次于金剛石

37、的硬度，熱穩(wěn)定性好，耐熱溫度可達1300130015001500C高溫，有很高的化學穩(wěn)定性，與鐵族材料親和力小。有較好的可磨性，抗彎強 度與韌性略低于硬質(zhì)合金。但強度低，焊接性差。一般用于高硬度（如 淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金）和一些難加工材料的半精加工和精加工。刀具材料的選用應(yīng)對使用性能、工藝性能、價格等因素進行綜合考 慮，做到合理選用。例如，車削加工4545 鋼自由鍛齒輪毛坯時，由于工件表面不規(guī)則且有氧化皮，切削時沖擊力大，選用韌性好的K K 類（鎢鈷類）就比 P P 類（鎢鈷鈦類）有利。又如車削較短鋼料螺紋時，按理要用 YTYT,但由于車刀在工件切入處要受沖擊，容易蹦刃，所以一般采用YG

38、YG比較有利。雖然它的熱硬性不如YTYT,但工件短，散熱容易，熱硬性就不是主要矛盾了。1 1、刀具切削部分幾何要素2 2、刀具的標注角度參考系3 3、刀具切削部分幾何角度4 4、刀具的工作角度5 5、刀具材料作業(yè)布置思考與練習：6 6、7 7、& & 9 91010、 1111、 1212教后記習題冊相應(yīng)的作業(yè)舉例：4545 鋼， 內(nèi)孔 加工，表面 粗糙度值Ra0.8Ra0.8 ,請 選用刀具 材料？其耐課堂小結(jié)鈿牛穿亠械t RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華14三、切削力的形成與分解四、切削熱五、刀具磨損和刀具耐用度

39、教學方法課前復習1 1、 刀具切削部分幾何要素有哪些？提問2 2、 刀具的標注角度參考系的理解。3 3、刀具切削部分幾何角度 4 4、常見的刀 具材料有哪些？講授新課1-4-4 切削過程與控制一、切屑形成過程及切屑種類金屬的切削過程：被切削金屬層在刀具切削刃和前刀面的擠壓作用下而產(chǎn)生剪切、滑移變形的過程。包括：切削層金屬受到刀具的擠壓開始產(chǎn)生彈性變形；隨著刀具的推進，應(yīng)力、應(yīng)變逐漸加大，當應(yīng)力達到材料屈服強 度時產(chǎn)生塑性變形；刀具再繼續(xù)切入， 當應(yīng)力達到材料的抗拉強度時，而形成切屑。 1 1 4 4 切削過程與控制授課日期授課班級教學目標教學重點教學難點授課時數(shù)掌握切屑形成過程及切屑種類；懂得

40、積屑瘤的形成及對切削過程的影響；了解切削力的形成與分解、切削熱、刀具磨損和刀具耐用度的概念1 1、切屑形成過程及切屑種類2 2、積屑瘤3 3、切削力的形成與分解4 4、切削熱5 5、刀具磨損和刀具耐用度1 1、切屑形成過程及切屑種類、積屑瘤的形成及對切削過程的影響2 2、切削力的形成與分解3 3、刀具磨損1-4-4 切削過程與控制4 4 （總第 ）板書設(shè)計一、切屑形成過程及切屑種類二、積屑瘤板書教學程序金屬層被擠裂RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華15教學程序教學內(nèi)容教學方法常見的切屑有帶狀切屑、節(jié)狀切屑和崩碎切屑三類：二、積屑瘤積屑

41、瘤：切削塑性好的金屬時，在刀具切削刃附近前刀面上黏結(jié)一個金屬楔塊。（1 1）積屑瘤的形成：切削塑性金屬時，在一定的切削條件下，隨著切屑和刀具前刀面溫 度的提高，壓力的增大，摩擦阻力增大，使切削刃處的切屑底層流速降 低。當摩擦阻力超過這層金屬與切屑本身分子間的結(jié)合力時，這部分金 屬便粘附在切削刃附近，形成楔形的積屑瘤。如圖所示。簡圖：1J板書小結(jié)積屑瘤的形成：1 1、切屑對刖刀面接觸處的摩擦，使刖刀面十分潔凈。2 2、當兩者的接觸面達到一定溫度冋時壓力又較咼時，會產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn) 象，即一般所謂的“冷焊”。切屑從粘在刀面的底層上流過，形成 摩擦”。“內(nèi)3 3、如果溫度與壓力適當，底層上面的金屬因內(nèi)摩擦

42、而變形，也會發(fā) 生加工硬化，而被阻滯在底層，粘成一體。4 4、這樣粘結(jié)層就逐步長大，直到該處的溫度與壓力不足以造成粘附 為止。（2 2）積屑瘤對切削過程的影響積屑瘤經(jīng)過強烈的塑性變形而被硬化，其硬度很高，可代替切削 刃進行切削，起到保護切削刃的作用。同時，積屑瘤增大了刀具實際工 作前角，使切削輕快，因此粗加工時可利用積屑瘤。但是積屑瘤是不穩(wěn)板書定的，它不斷產(chǎn)生和脫落，其頂端伸出切削刃之外，使背吃刀量不斷變 化，影響尺寸精度，并導致切削力變化，引起振動。另外，積屑瘤使表 面粗糙度增大-所以-精加工時應(yīng)避免產(chǎn)牛積屑瘤。小結(jié)積屑瘤對切削過程的影響：1 1） 實際前角增大2 2） 增大切削厚度，可能引

43、起振動3 3） 是加工表面粗糙度增大4 4） 對刀具壽命有影響（3 3）避免積屑瘤的措施通過分析積屑瘤產(chǎn)生原因可以得出防止積屑瘤的主要方法：1 1） 降低切削速度，使溫度較低，粘結(jié)現(xiàn)象不易發(fā)生；2 2） 采用高速切削，使切削溫度高于積屑瘤消失的相應(yīng)溫度；3 3）采用潤滑性能好的切削液，減小摩擦；4 4）增大刀具前角，以減小切屑于前刀面接觸區(qū)的壓力；RUGAO NO.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序教學內(nèi)容教學方法車工工藝學教案機械教研組王華165 5）適當提高工件材料硬度，減小加工硬化傾向。小結(jié)采用低速（2 25m/min5m/min）或高速（ 75m/min75m/m

44、in）切削，減小進給量, 增大刀具前角，降低前刀面粗糙度值，合理使用切削液，適當降低材料 塑性等，都是防止積屑瘤產(chǎn)生的有效措施。積屑瘤高度與切削速度關(guān)系示意圖三、切削力的形成與分解以外圓切削為例，總切削力FrFr 可以分解為三個互相垂直的分力。如圖所示。1 1 切削力 FcFc :總切削力 FrFr 在主運動方向上的正投影，它垂直于工 作基面，和切削速度方向相同，故又稱切向力。消耗的機床功率最多。2 2、進給力 FfFf :總切削力 FrFr 在進給方向上的正投影。它投影在工作 基面上，并與工件軸線平行，故又稱為軸向力。3 3、背向力 FpFp :總切削力 FrFr 在垂直于工作平面方向上的分

45、力，投影 在工作基面上，并與工件軸線垂直，故又稱為徑向力。四、切削熱1 1 切削熱的主要來源1內(nèi)摩擦熱：由切削層金屬的變形產(chǎn)生的熱。2外摩擦熱：由切屑與刀具前刀面、加工表面與刀具后刀面、已加 工表面與刀具副后刀面之間的摩擦產(chǎn)生的熱。2 2、切削熱對加工過程的影響1使刀具硬度降低，造成刀具很快磨損。板書簡圖:板書板書v/m* min/*1 JW鈿牛漿-iMT為啊母RUGAO N0.1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序教學內(nèi)容教學方法車工工藝學教案機械教研組王華172溫度過高時可能改變工件材料的金相組織，從而嚴重影響零件的 使用性能。 JW鈿牛漿-iMT為啊母RUGAO N0.

46、1 VOCATIONAL HIGH SCHOOL教學程序教學內(nèi)容教學方法車工工藝學教案機械教研組王華183使工件膨脹變形，從而影響測量及加工精度。3 3、切削熱的產(chǎn)生與傳導五、刀具磨損和刀具耐用度刀具壽命：刀具從開始切削到完全報廢，實際切削時間的總和。1 1、刀具磨損的形成與過程(1(1)刀具磨損分為正常磨損和非正常磨損兩大類。非正常磨損是指刀具在切削過程中突然或過早產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。 刀具正常磨損時，按其發(fā)生的部位不同，可分為三種形式，即: 后刀面磨損前刀面磨損前刀面、后刀面同時磨損邊界磨損如下圖所示。(2(2)刀具的磨損過程 通常分為三個階段：第一階段(OAOA 段) 円第二階段(ABAB 段

47、) I I 第三階段(BCBC 段) 刀具磨損過程如圖所示。2 2、刀具耐用度刀具耐用度是指刀具在兩次刃磨之間實際進行切削的時間，以( 位為 minmin)表示。通常，硬質(zhì)合金焊接車刀的耐用度大致為60min60min;高速鋼鉆頭的耐用度為8080120min120min ;硬質(zhì)合金端銃刀的耐用度為120120180min180min ;齒輪刀具的耐用度為 200200300min300min。(b)前刀面醫(yī)損Ko,(c)前刀面、后刀血同時磨擁畫簡圖板書O切削時間F詡畫簡圖板書稱為初期磨損階段;稱為正常磨損階段;稱為急劇磨損階段。JW鈿pF -獣塞為血性RUGAO N0.1 VOCATIONA

48、L HIGH SCHOOL車工工藝學教案機械教研組王華19教學程序教學內(nèi)容教學方法3 3、刀具的刃磨（1 1）刃磨的步驟（如圖所示）1粗磨主后刀面和副后刀面，同時磨出主后角、主偏角、副后角和 副偏角。2粗、精磨前刀面，并磨出前角。3精磨主、副后刀面。4刀尖磨出圓弧。S S澎辱存和（2 2）注意事項1車刀刃磨時，不能用力過大，以防打滑傷手。2車刀咼低必須控制在砂輪水平中心，刀頭略向上翹，否則會出現(xiàn) 后角過大或負后角等弊端。3車刀刃磨時應(yīng)作水平的左右移動，以免砂輪表面出現(xiàn)凹坑。4在平形砂輪上磨刀時，應(yīng)避免在砂輪側(cè)面上磨。5砂輪表面必須經(jīng)常修整，使砂輪沒有明顯的跳動。6磨刀時要求戴防護鏡。7刃磨硬質(zhì)合金車刀時，過熱的刀頭不可立即放入水中冷卻，以防 刀片突然驟冷而碎裂。刃磨高速鋼車刀時，應(yīng)隨時用水冷卻，以防車刀 過熱退火，降低硬度。8刃磨結(jié)束后，應(yīng)隨手關(guān)閉砂輪機電源。課堂小結(jié)今天我們共冋學習了五大部分：1 1、切屑形成過程及切屑種類；2 2、積屑瘤；3 3、切削力的形成與分解；4 4、切削熱；5 5、刀具磨損和刀具耐用度。這里面需要同學們重點掌握的是切