機(jī)械加工工藝及裝備電子教案

教案2014―2015學(xué)年第二學(xué)期所屬系〔部〕___機(jī)電學(xué)院__教研室〔實(shí)驗(yàn)室〕模具和數(shù)控教研室課程名稱_機(jī)械加工工藝及裝備適用班級_12職數(shù)控_主講教師___蔡軍___2015首頁課程名稱機(jī)械加工工藝及裝備授課對象〔班級〕12職數(shù)控課程編號課程類型必修課公共根底課〔〕；專業(yè)根底課〔〕；專業(yè)課〔√〕選修課專業(yè)選修課〔〕；公共選修課〔〕授課方式課堂講授〔√〕；實(shí)踐課〔〕考核方式考試〔√〕；課程教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)90學(xué)分?jǐn)?shù)5學(xué)時(shí)分配理論教學(xué)：82學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)〔實(shí)訓(xùn)〕：8學(xué)時(shí)選用的教材及主要參考資料序號教材名稱作者出版社出版時(shí)間1機(jī)械加工工藝及裝備朱淑萍機(jī)械工業(yè)出版社2009.8.23授課教師蔡軍職稱助教授課時(shí)間2014—2015學(xué)年第二學(xué)期1—18周教學(xué)目的要求目的：使學(xué)生掌握零件的機(jī)械加工工藝安排；并對某工序的工藝裝備〔夾具〕的設(shè)計(jì)思路和簡單夾具的設(shè)計(jì)。要求：刀具幾何角度對切削的影響；刀具材料、數(shù)控機(jī)床刀具；工藝裝備、簡單夾具設(shè)計(jì)方法；工藝根本知識的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：金屬切削刀具及加工方法，工件定位夾緊，專用夾具設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：刀具角度、夾具定位及定位誤差，工藝尺寸鏈。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次1授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第一章總論第一節(jié)制造技術(shù)與社會開展第二節(jié)零件的構(gòu)成要素第三節(jié)零件制造的工藝方法第四節(jié)金屬切削加工自動化教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：了解制造與社會開展關(guān)系，掌握零件的制造方法，熟悉機(jī)械制造開展要求：認(rèn)識制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)的地位，制造與設(shè)計(jì)的關(guān)系；認(rèn)識機(jī)械制造及工藝裝備的重要性。教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：制造方法；機(jī)械制造與機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)系難點(diǎn)：制造方法教具作業(yè)思考題思考題：1、簡述制造與社會開展的關(guān)系。2、機(jī)械制造與機(jī)械設(shè)計(jì)是什么樣關(guān)系？3、零件制造方法有哪些？課后小結(jié)人類物質(zhì)文明的開展離不開制造業(yè)的開展，而制造業(yè)的開展有必須以制造技術(shù)為依托。制造技術(shù)是機(jī)械開展的瓶頸。零件制造方法有按傳統(tǒng)分法和按材料質(zhì)量變化分法。如何學(xué)好本門課程。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段內(nèi)容提要：一、制造技術(shù)與社會開展二、零件制造方法三、金屬切削加工自動化第一章總論人類物質(zhì)文明的開展史制造業(yè)的進(jìn)步息息相關(guān)的，而制造業(yè)的進(jìn)步又必然以制造技術(shù)的提升作為依托?！敖?jīng)濟(jì)的競爭歸根到底是制造技術(shù)和制造能力的競爭”；“中國玉世界先進(jìn)水平的差距主要是制造技術(shù)的差距”。“重設(shè)計(jì)、輕制造”是觀念上的一個(gè)重大誤區(qū)，它的代價(jià)是落后和競爭失敗?！俺尚巍迸c“精度”是零件制造的兩個(gè)重點(diǎn)。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第一節(jié)制造技術(shù)與社會開展制造技術(shù)推動社會的開展和進(jìn)步1、人類開始尋求擴(kuò)展、延伸和取代人們體力方法，早在五千年前建造龐大的金字塔時(shí)，為了搬運(yùn)、推砌3t~30t/塊的巨石，人們使用杠桿、滾輪、斜面、螺旋燈作為原始而簡單的機(jī)械以到達(dá)延伸人的體力因而產(chǎn)生了機(jī)械。今天，機(jī)械作為各種產(chǎn)品已經(jīng)是現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要載體，已經(jīng)深深的滲入了人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。龐大的制造業(yè)是各種其他工業(yè)的根底，因?yàn)橹圃鞓I(yè)提供的產(chǎn)品是各種各樣的，它給各樣各業(yè)提供了生產(chǎn)設(shè)備、裝備和工具。包括人類生活、國防和建設(shè)，更有數(shù)量巨大的家用產(chǎn)品進(jìn)入千家萬戶，成為人們生活的重要幫手。2、計(jì)算機(jī)產(chǎn)生推動了產(chǎn)品的開展進(jìn)而促使社會開展20世紀(jì)80年代，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的開展，使機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)發(fā)生了質(zhì)的變化，大局部機(jī)械產(chǎn)品被機(jī)電一體化產(chǎn)品取代，產(chǎn)品正以最苦的速度在更高的層次上開展，并開拓、延伸和取代人們腦力的歷程。歷史證明：人類物質(zhì)文明的開展是與制造業(yè)息息相關(guān)的，而制造業(yè)的進(jìn)步又必然以制造技術(shù)的提升作為依托。人們處于各種需求、追求或探索而不斷的產(chǎn)生和提出許多新的、奇妙的、甚至充滿夢想的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，只有通過制造，將這些果實(shí)和設(shè)計(jì)變成物質(zhì)產(chǎn)品以后，才能取得實(shí)際效果，表達(dá)出它的價(jià)值。而更重要的是制造技術(shù)的每次突破，都會引起產(chǎn)品設(shè)計(jì)的新的飛躍，有力地推動社會的開展和進(jìn)步。結(jié)合目前國家開展可看出，經(jīng)濟(jì)競爭歸根到底是制造技術(shù)和制造能力的競爭。從上述分析可看出制造業(yè)的重要性——是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。設(shè)計(jì)與制造的關(guān)系產(chǎn)品的產(chǎn)品過程設(shè)計(jì)→制造一個(gè)無論多好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來后一定要制造出來才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。例如：〔1〕達(dá)芬奇的飛行器〔2〕瓦特蒸汽機(jī)汽缸內(nèi)孔加工φ710mm孔加工尺寸誤差13mm，漏氣無法工作〔3〕機(jī)床夾刀具的改良——車床早生產(chǎn)了手持刀具〔4〕計(jì)算機(jī)開展——電子管→集成→大型集成→超大規(guī)模集成→線寬〔5〕數(shù)控技術(shù)舉例：如集成電路的“線寬”為影響集成→計(jì)算價(jià)格→曲軸加工→發(fā)動機(jī)教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段2、設(shè)計(jì)與制造關(guān)系現(xiàn)有不合理現(xiàn)象：產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造上是“重設(shè)計(jì)、輕制造”，對設(shè)計(jì)要求保密，而對制造技術(shù)和工藝那么不設(shè)防也不重視；把設(shè)計(jì)工作看得很高尚，而認(rèn)為制造工作是苦力等。上述觀念上的重大誤區(qū)，肯定對現(xiàn)實(shí)有影響的，造成不的后果。在基于商品經(jīng)濟(jì)的工業(yè)興旺國家的制造業(yè)中，由于劇烈的市場競爭，對設(shè)計(jì)和制造的關(guān)系有不同的觀點(diǎn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)固然重要，但在市場經(jīng)濟(jì)的社會中，除了一些屬于國家機(jī)密的設(shè)計(jì)受到嚴(yán)格保密外，任何產(chǎn)品只要一進(jìn)入市場，競爭對手就很容易從產(chǎn)品本身了解其設(shè)計(jì)，而制造水平，制造技術(shù)和制造工藝就競爭更為劇烈。你明知是這種設(shè)計(jì)也可為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)畫出圖紙，可能各有技術(shù)、有工藝、有工裝制造出呢？例如：導(dǎo)彈命中率取決于陀螺定向儀美國認(rèn)為的“夕陽工業(yè)”從另一個(gè)方面看輕制造有其客觀原因：如設(shè)計(jì)工作要求有較高的理論知識，工作環(huán)境相對較好，而傳統(tǒng)的制造工作，工作場所，機(jī)械設(shè)備，工作環(huán)境等，不如設(shè)計(jì)工作。而現(xiàn)在的制造環(huán)境：傳感器，計(jì)算機(jī)，機(jī)電一體化等，環(huán)境與傳統(tǒng)的不可同日而語了。第二節(jié)零件的制造工藝方法零件的構(gòu)成要素產(chǎn)品與零件零件材料零件的大小零件的幾何結(jié)構(gòu)零件的精度，外表粗糙度精度：尺寸、形狀、位置粗糙度：一般的零件IT5~IT6，Ra0.8mm~0.2mm微米級和亞微米級的零件Ra>1~0.01mm超精加工納米級1nm=0.001微米零件制造實(shí)質(zhì)零件制造的實(shí)質(zhì)：用適合的方法，使原材料發(fā)生符合要求的改變。符合要求：形狀、精度成形工藝的要求材料：是改變的對象。能量：要使不同材料改變時(shí)需要的形狀→能量〔包括機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能等。〕教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段信息：形狀改變，尺寸改變，精度以及性能改變的信息。三流：制造系統(tǒng)中的“三流”物流〔材料流動〕——能量流——信息流〔還可細(xì)分：誤差流、資金流等〕成形工藝類型傳統(tǒng)分法熱加工：鑄、鍛、熱處理冷加工：不需加熱的金屬加工〔車、銑、鉆……〕按材料質(zhì)量變化分類材料質(zhì)量減少：切除多余金屬——切削加工沖裁加工材料質(zhì)量不變：〔基于材料塑性變形〕軋制鍛造拉深冷鐓擠壓彎曲脹形〔基于材料形態(tài)變化〕鑄造燒結(jié)材料質(zhì)量增加焊接快速原形/零件制造技術(shù)RPM第三節(jié)金屬切削加工自動化剛性自動化——加工自動化的第一階段加工中心——加工自動化的第二階段柔性制造系統(tǒng)FMS——自動化的第三階段計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS——自動化的第四階段討論：如何學(xué)好本門課程參考資料：備注：課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次2授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第一節(jié)切削運(yùn)動與切削用量教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：難點(diǎn)：教具作業(yè)思考題課后小結(jié)教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第二章金屬切削的根本知識第一節(jié)切削運(yùn)動與切削用量一、切削運(yùn)動切削運(yùn)動：刀具與工件間的相對運(yùn)動稱為切削運(yùn)動〔即外表成形運(yùn)動〕，切削運(yùn)動可分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。主運(yùn)動〔切削運(yùn)動〕：在機(jī)床上形成切削速度并消耗大局部切削力的運(yùn)動。它是必不可少的。進(jìn)給運(yùn)動〔走刀運(yùn)動〕：機(jī)床上維持切削加工過程連續(xù)不斷進(jìn)行的運(yùn)動。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段當(dāng)外表成形運(yùn)動只有一個(gè)時(shí)，那么只有主運(yùn)動，無進(jìn)給運(yùn)動；當(dāng)外表成形運(yùn)動有兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)，其中一個(gè)為主運(yùn)動，其余為進(jìn)給運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動根據(jù)刀具相對工件被加工外表運(yùn)動方向的不同，可分為縱向進(jìn)給、橫向進(jìn)給、圓周進(jìn)給、徑向進(jìn)給和切向進(jìn)給等。車削：主運(yùn)動：工件的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動：車刀沿工件軸線運(yùn)動〔縱向進(jìn)給運(yùn)動〕垂直與工件軸線運(yùn)動〔橫向進(jìn)給運(yùn)動〕鉆削：主運(yùn)動：鉆頭的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動：鉆頭沿工件軸向運(yùn)動刨削：牛頭刨：主運(yùn)動：刨刀的往復(fù)直線運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動：垂直于主運(yùn)動方向間歇運(yùn)動龍門刨：主運(yùn)動：工件的往復(fù)直線運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動：垂直于主運(yùn)動方向間歇運(yùn)動磨削：主運(yùn)動：砂輪的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動：工件的旋轉(zhuǎn)，工件的軸向移動，砂輪沿工件徑向進(jìn)給拉削：主運(yùn)動：拉刀運(yùn)動無進(jìn)給運(yùn)動二、切削時(shí)產(chǎn)生的工件外表在切削加工時(shí)，工件上通常存在三個(gè)外表：待加工外表：工件上即將被切除的外表已加工外表：工件上已切去切削層而形成的新外表過渡外表(加工外表)：工件上正被刀具切削著的外表，介于已加工外表和待加工外表之間教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段1．切削速度：刀具切削刃上選定點(diǎn)相對于工件主運(yùn)動的速度，單位為m/s。刀具切削刃上各點(diǎn)切削速度可能是不同的，計(jì)算時(shí)常用最大切削速度代表刀具的切削速度。切削速度計(jì)算公式為其中：

—切削速度〔m/min〕—工件待加工外表的直徑，(mm)；n—主運(yùn)動的轉(zhuǎn)速，(r/s)2．進(jìn)給量f：在主運(yùn)動每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每一行程時(shí)，刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對于工件的位移量，單位是mm/r(用于車削、鏜削等)或mm/行程(用于刨削、磨削等)。進(jìn)給量表示進(jìn)給運(yùn)動的速度。進(jìn)給運(yùn)動速度還可以用進(jìn)給速度Vf〔單位mm/s)或每齒進(jìn)給量fz(用于銑刀、鉸刀等多刃刀具，單位是mm/齒)表示。其中：—進(jìn)給轉(zhuǎn)速，(mm/min)；f—進(jìn)給量。3．背吃刀量〔切削深度〕ap：工件上已加工外表和待加工外表間的垂直距離，單位為mm，其計(jì)算公式為

其中：—背吃刀量(mm)；dm—工件已加工外表的直徑(mm)。參考資料：備注：課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次3授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第二節(jié)刀具切削局部的幾何角度教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：1.了解車刀切削局部的組成2.掌握刀具切削局部的幾何角度教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：刀具切削局部的幾何角度難點(diǎn)：刀具切削局部的幾何角度教具作業(yè)思考題課后小結(jié)教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第二節(jié)刀具切削局部的幾何角度一、車刀的組成車刀由刀柄和刀頭組成。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段1.前刀面：切屑流過的刀面2.〔主〕后刀面：與工件過渡外表相對的刀面3.副后刀面：與已加工外表相對的刀面4.主切削刃：前刀面與后刀面的交線，它完成主要的切削工作5.副切削刃：前刀面與副后刀面的交線，它配合主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工外表6.刀尖：主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃，它可以是小的直線段或圓弧其它各類刀具，都可以看作是車刀的演變和組合。二、刀具標(biāo)注角度參考系刀具要從工件上切下金屬，就必須是它具備一定的切削角度，也正是由于這些角度才決定了刀具切削局部各外表的空間位置。為了確定切削局部各刀面在空間的位置，要人為的建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系。要建立坐標(biāo)系，首先應(yīng)建立坐標(biāo)平面。以這些坐標(biāo)平面為基準(zhǔn)，建立坐標(biāo)系，這些平面稱為基準(zhǔn)坐標(biāo)平面?！惨弧郴鶞?zhǔn)參考平面1.假定運(yùn)動方向在建立基準(zhǔn)坐標(biāo)平面以前，首先要做兩點(diǎn)假設(shè)：〔1〕假定主運(yùn)動方向選定切削刃上一點(diǎn)，垂直于車刀刀桿底面；〔2〕假定進(jìn)給運(yùn)動方向以切削刃上選定點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動方向作為假定進(jìn)給運(yùn)動方向，平行于車刀刀桿底面。2.基準(zhǔn)參考平面有了這兩點(diǎn)假設(shè)，我們就好定義基準(zhǔn)坐標(biāo)平面了?；鶞?zhǔn)坐標(biāo)平面基面pr二者以切削速度為依據(jù)切削平面ps〔1〕基面pr：過切削刃上的選定點(diǎn)，垂直于切削主運(yùn)動方向的平面。特點(diǎn)：pr∥刀桿底面。進(jìn)給方向在pr內(nèi)。〔2〕切削平面ps：過切削刃上的選定點(diǎn)，包括切削刃或切于切削刃〔曲面刃〕且垂直于基面pr的平面。特點(diǎn)：ps⊥刀桿底面，方向在ps內(nèi)。ps⊥pr。vf不垂直于ps?！捕车毒邩?biāo)注角度參考系及其角度1.正交平面參考系〔pr-ps-po〕〔1〕正交平面po過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面pr和切削平面ps的平面特點(diǎn)：po⊥ps⊥prpo包含切削速度的方向。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段正交平面坐標(biāo)系〔2〕在正交平面參考系中的刀具標(biāo)注角度1〕在基面pr內(nèi)度量的角度〔俯視圖，讓刀具投影到基面上〕主偏角кr：在基面pr內(nèi)，切削刃與進(jìn)給運(yùn)動方向間的夾角；副偏角кrˊ：在基面pr內(nèi)，副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動反方向間的夾角；刀尖角εr：εr=180o-〔кr+кrˊ〕，是派生角；2〕在切削平面ps內(nèi)度量的角度〔刀具在切削平面ps內(nèi)投影〕刃傾角λs：在切削平面ps內(nèi)，切削刃與基面pr間的夾角；刃傾角λs正負(fù)的判定：以刀尖點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)刀尖點(diǎn)是刀刃的最高點(diǎn)，那么刃傾角λs為正；刀尖點(diǎn)是刀刃的最低點(diǎn)，那么刃傾角λs為負(fù)；刀刃與基面重合或平行，那么刃傾角λs為零；3〕在正交平面po內(nèi)度量的角度〔O-O剖面po內(nèi)〕前角γo：在正交平面po內(nèi)，前面與基面pr之間的夾角；前角γo的正負(fù)的判定：前面高于基面pr時(shí)為負(fù)；前面低于基面pr時(shí)為正；前面與基面pr重合時(shí)為零。后角αo：在正交平面po內(nèi)，后刀面與切削平面ps間的夾角；楔角βo：在正交平面po內(nèi)，前、后刀面間的夾角。βo=90o-(γo+αo)；是一個(gè)派生角；副切削刃同主切削刃一樣，也可以建立副切削平面psˊ、副基面prˊ、副正交平面poˊ，此時(shí)是在副切削刃上找一任意選定點(diǎn)。副后角αoˊ：在副正交平面poˊ內(nèi)，副后刀面與副切削平面psˊ間的夾角。對于一把外圓車刀，在正交平面系中要表達(dá)的有：在基面pr內(nèi)——主偏角кr、副偏角кrˊ6個(gè)獨(dú)立的角度在切削平面ps內(nèi)——刃傾角λs〔做標(biāo)注〕在正交平面po內(nèi)——前角γo、后角αo在正交平面poˊ內(nèi)——副后角αoˊ2個(gè)派生角在基面pr內(nèi)——刀尖角εr〔不做標(biāo)注〕在正交平面po內(nèi)——楔角βo教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次4授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第二節(jié)刀具切削局部的幾何角度教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：掌握刀具切削局部的幾何角度教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：刀具切削局部的幾何角度難點(diǎn)：刀具切削局部的幾何角度教具作業(yè)思考題課后小結(jié)教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段2.法平面參考系〔pr-ps-pn〕〔1〕法平面pn過主切削刃上選定點(diǎn)與主切削刃相垂直的平面。特點(diǎn)：pn⊥ps。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段法平面坐標(biāo)系法前角γn：前面與基面pr間的夾角，其正負(fù)判別方法與前角γo相同。法后角αn：主后面與切削平面ps間的夾角。法平面pn與正交平面po間的夾角為刃傾角λs，當(dāng)λs=0時(shí)，法平面pn與正交平面po重合。3.假定工作〔進(jìn)給〕平面、背〔切深〕平面參考系〔pr–(ps)-pf-pp〕假定工作平面、背平面坐標(biāo)系〔1〕假定工作〔進(jìn)給〕平面pf過主切削刃上選定點(diǎn)，平行于假定進(jìn)給運(yùn)動方向，且垂直于基面的平面。特點(diǎn)：pf⊥pr，pf∥假定進(jìn)給運(yùn)動方向。〔2〕背〔切深〕平面pp過主切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面pr和進(jìn)給平面pf的平面。特點(diǎn)：pp⊥pr且pp⊥pf。〔3〕假定工作〔進(jìn)給〕平面、背〔切深〕平面參考系中的刀具標(biāo)注角度1〕在基面pr內(nèi)度量的角度主偏角кr、副偏角кrˊ，在切削平面ps內(nèi)度量的角度刃傾角λs與正交平面系完全相同。２〕在假定工作〔進(jìn)給〕平面pf內(nèi)測量的角度側(cè)〔進(jìn)給〕前角γｆ：前刀面與基面pr間的夾角，其正負(fù)判別方法與前角γo相同。側(cè)〔進(jìn)給〕后角αｆ：主后面與切削平面ps間的夾角。３〕在背〔切深〕平面pp內(nèi)測量的角度背〔切深〕前角γｐ：前面與基面pr間的夾角，其正負(fù)判別方法與前角γo相同。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段背〔切深〕后角αｐ：主后面與切削平面ps間的夾角。車刀是結(jié)構(gòu)最簡單，也最具代表性的刀具，其他的刀具均可看成是車刀的變形。車刀由刀桿和切削局部組成。車刀的主要幾何要素可歸納為三面兩刃一尖。我國主要采用正交平面坐標(biāo)系，即在圖樣上標(biāo)注кr、кrˊ、γo、αo、αoˊ和λs六個(gè)角度，有時(shí)應(yīng)補(bǔ)充標(biāo)注γn、αn。確定刀具幾何角度的步驟為：以切削刃為單元，定出切削刃上選定點(diǎn)，判定出選定點(diǎn)的假定主運(yùn)動方向和假定進(jìn)給運(yùn)動方向，作出基面和切削平面，選取測量平面以建立參考系，從而確定其相應(yīng)的角度。正平面參考系中表達(dá)的角度有六個(gè)：кr、кrˊ、γo、αo、αoˊ和λs法平面參考系中度量的角度有六個(gè)：кr、кrˊ、γn、αn、αnˊ和λs假定工作〔進(jìn)給〕平面、背〔切深〕平面參考系中度量的角度有七個(gè)：кr、кrˊ、γｆ、αｆ、γｐ、αｐ和λs三、工作角度如前所述，刀具的標(biāo)注角度是在忽略進(jìn)給速度的影響，且刀具安裝在理想工作位置的情況下確定的。當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入工作狀態(tài)后，選定點(diǎn)的實(shí)際切削速度的方向以及刀具的實(shí)際安裝位置相對于假定的理想狀態(tài)發(fā)生了變化，由此而建立的工作參考系(動態(tài)參考系)相對于標(biāo)注參考系(靜態(tài)參考系)在空間位置上也相應(yīng)改變，因此刀具的實(shí)際切削角度(即刀具的工作角度)和標(biāo)注角度不一樣。工作參考系下的刀具幾何角度即刀具的工作角度。1、進(jìn)給運(yùn)動對工作角度的影響〔1〕橫向進(jìn)給時(shí)，工作參考系為教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段工作參考系內(nèi)的工作角度為：η為合成切削速度角：〔2〕縱向進(jìn)給時(shí)參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次5授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第三節(jié)切削層橫截面要素第四節(jié)常用刀具材料教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：1.掌握三種切削用量要素的表示方法及計(jì)算方法2.掌握切削層橫截面要素，可根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：難點(diǎn)：教具作業(yè)思考題課后小結(jié)教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第三節(jié)切削層橫截面要素切削時(shí)，沿進(jìn)給運(yùn)動方向移動一個(gè)進(jìn)給量所切除的金屬層稱為切削層。切削層參數(shù)，是指切削層在基面pr內(nèi)所截得的截面形狀和尺寸，即在切削層公稱橫截面中度量。切削層參數(shù)教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段1.切削層橫截面積簡稱切削層橫截面積在切削層尺寸平面度量的橫截面積〔在基面內(nèi)度量的切削層橫截面積〕式中——切削層橫截面積〔mm2〕。2.切削層公稱寬度簡稱切削寬度在基面內(nèi)平行于過渡外表度量的切削層尺寸。式中——切削寬度〔mm〕；——背吃刀量〔mm〕。當(dāng)κr=90o時(shí)，=；當(dāng)=0，為切削刃的實(shí)際長度。由于切削厚度說明切削層的厚度，而切削寬度反映了切削層的長度。因而用切削厚度和切削寬度比用進(jìn)給量和背吃刀量更能反映切削層橫截面的特性。3.切削層公稱厚度簡稱切削厚度在基面內(nèi)垂直于過渡外表度量的切削層尺寸。式中——切削厚度〔mm〕；——進(jìn)給量〔mm/r〕；——主偏角〔°〕。切削刃為圓弧刃時(shí)，hD處處不等。切削用量三要素為切削速度、進(jìn)給量和被吃刀量。切削層公稱寬度、切削層公稱厚度和切削層公稱橫截面積是描述切削層的根本參數(shù)，與進(jìn)給量、背吃刀量、主偏角有關(guān)系。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第四節(jié)常用的刀具材料一、刀具材料必須具備的性能在切削過程中，會產(chǎn)生切削抗力、切削熱、沖擊和振動，那么刀具材料具有哪些性能才能滿足要求呢?〔1〕高的硬度硬度是指材料外表抵抗其他更硬物體壓入的能力，刀具材料的硬度高于工件材料的硬度。目前室溫下刀具材料硬度大于或者等于60HRC。高速鋼在63～66HRC以上，硬質(zhì)合金在74～81.5HRC左右，人造金剛石10000HV。〔2〕高的耐磨性耐磨性是指材料抵抗磨損的能力。耐磨性與材料的硬度、化學(xué)成分、顯微組織有關(guān)。一般而言，材料硬度越高，耐磨性越好。刀具材料組織中的硬質(zhì)點(diǎn)的硬度越高，數(shù)量越多，分布越均勻，耐磨性越好?！?〕高的耐熱性耐熱性是指材料在高溫下仍能保持原硬度的性能。刀具材料的耐熱性越好，允許切削加工時(shí)的切削速度越高，有利于改善加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，有利于延長刀具壽命?！?〕足夠的強(qiáng)度和韌性強(qiáng)度是指材料在靜載荷作用下，抵抗永久變形和斷裂的能力。刀具材料的強(qiáng)度一般指抗彎強(qiáng)度。韌性是指金屬材料在沖擊載荷作用下，金屬材料在斷裂前吸收變形能量的能力。金屬的韌性通常用沖擊韌度表示。切削過程中，刀具總是受到切削力、沖擊、振動的作用，當(dāng)?shù)毒卟牧嫌凶銐虻膹?qiáng)度的韌性，就可防止刀具的斷裂和崩刃?！?〕良好的工藝性工藝性指材料的切削加工性，鍛造、焊接、熱處理等性能。刀具材料有良好的工藝性，便于刀具制造。刀具材料應(yīng)具備的性能包括足夠的硬度和耐磨性、足夠的強(qiáng)度與韌性、較高的耐熱性、較好的工藝性、較好的傳熱性和經(jīng)濟(jì)性。二、常用刀具材料的種類1、高速鋼高速鋼是在鋼中參加較多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼，俗稱白鋼或鋒鋼。高速鋼具有高的強(qiáng)度和高的韌性，具有一定的硬度和良好的耐磨性，當(dāng)切削溫度高達(dá)500～650℃教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段普通高速鋼〔普通性能〕高速鋼按用途不同分為高性能高速鋼〔高性能〕熔煉高速鋼按制造工藝方法不同分為粉末冶金高速鋼2、硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是用高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物和金屬黏結(jié)劑，經(jīng)過高壓成形，并在1500℃的高溫下燒結(jié)而成的。常用的合金碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等，常用的黏結(jié)劑有Co、Ni以及Mo等。碳化物決定了硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性的耐熱性；粘結(jié)劑決定了硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌度。YGAYG或者YT〔根本〕+填加劑→選用硬質(zhì)合金YW涂層硬質(zhì)合金3、涂層刀具材料高速鋼涂層涂層刀具材料→選用考前須知硬質(zhì)合金涂層4、超硬刀具材料〔1〕陶瓷主要是以氧化鋁〔Al2O3〕或氮化硅〔Si3N4〕等為主要成分，經(jīng)壓制成型后燒結(jié)而成的刀具材料。陶瓷材料優(yōu)點(diǎn)是：有很高的硬度和耐磨性；有很好的耐熱性，在1200℃高溫下仍能進(jìn)行切削；有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和較低的摩擦因數(shù)，抗擴(kuò)散和抗粘結(jié)能力強(qiáng)。陶瓷刀具最大的缺點(diǎn)是強(qiáng)度低、韌性差。陶瓷刀具適用于各種金屬材料(如鋼、鑄鐵、有色金屬等)的半精加工和精加工，但不適于機(jī)械沖擊和熱沖擊大的加工場合?！?〕金剛石金剛石分為人造和天然兩種，金剛石價(jià)格昂貴，刃磨困難，應(yīng)用較少。人造金剛石是在高溫高壓和其他條件配合下由石墨轉(zhuǎn)化而成。是目前最硬的，硬度約為10000HV。金剛石目前主要用于磨具及磨料，作為刀具多在高速下對有色金屬及非金屬材料進(jìn)行精細(xì)切削?！?〕立方氮化硼立方氮化硼刀具有整體聚晶立方氮化硼和立方氮化硼復(fù)全刀片〔在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)一層厚度約為0.5mm的立方氮化硼〕兩種。立方氮化硼硬度高，耐磨性好，耐熱性好，可對高溫合金、淬硬鋼、冷硬鑄鐵進(jìn)行半精加工和精加工。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段陶瓷材料具有很高的硬度和耐磨性及耐熱性，抗擴(kuò)散和抗黏結(jié)能力強(qiáng)。最大缺點(diǎn)是強(qiáng)度低、韌性差。金剛石和立方氮化硼屬于超硬刀具材料主要用于精加工。金剛石目前主要用于磨具及磨料，立方氮化硼用于加工鋼鐵等黑色金屬，特別是加工高溫合金、淬火鋼和冷硬鑄鐵等難加工材料。參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次5授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第五節(jié)金屬切削過程的規(guī)律教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：難點(diǎn)：教具作業(yè)思考題三個(gè)變形區(qū)的特點(diǎn)及其相互關(guān)系；切屑的四種類型以及相互轉(zhuǎn)化條件；積屑瘤的產(chǎn)生及消失，如何控制積屑瘤？控制鱗刺的措施；影響切削變形的主要因素。課后小結(jié)在切削塑性金屬的過程中，工件材料受到刀具前刀面的推擠，發(fā)生變形，最終被撕裂下來形成切屑，這個(gè)過程中存在著3個(gè)變形區(qū)。切削變形程度可用變形系數(shù)來表示。不同的加工狀態(tài)生成帶狀、節(jié)狀、粒狀和崩碎四種類型的切屑，隨工件材料、刀具和切削用量等因素的改變其切屑形態(tài)也會發(fā)生轉(zhuǎn)化。切削過程中會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，可以采取措施來控制積屑瘤和鱗刺的產(chǎn)生。從工件材料，切削用量和刀具幾何角度方面講了這些因素對切削變形的影響。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第五節(jié)金屬切削過程的規(guī)律一、金屬切削過程的變形區(qū)切屑是怎樣被切下的呢？教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段金屬切削過程的實(shí)質(zhì)是指金屬切削層在刀具擠壓作用下產(chǎn)生塑性剪切滑移變形的過程。為了研究方便，通常把金屬切削過程的變形劃分為三個(gè)區(qū)。1.第一變形區(qū)由曲線AO、MO、AM包圍的區(qū)域是塑性剪切滑移區(qū)，稱為第一變形區(qū)。用Ⅰ表示。特點(diǎn)：金屬切削過程中主要的變形區(qū)，消耗大局部功率并產(chǎn)生大量的熱量。二者距離很窄〔0.02—0.2mm〕，且隨著切削速度的加快距離越近簡化，用OM平面代替第一變形區(qū)，平面OM稱為剪切平面，剪切平面與切削速度的夾角稱為剪切角2.第二變形區(qū)金屬切削層經(jīng)過第一變形區(qū)后絕大局部開始成為切屑，切屑沿前刀面流出，由于受刀具前面擠壓和摩擦的作用，切屑將繼續(xù)發(fā)生強(qiáng)烈的變形，這個(gè)變形區(qū)域稱為第二變形區(qū)，用Ⅱ表示。特點(diǎn)：〔1〕靠近刀具前面的切屑底層附近纖維化，切屑流動速度緩慢，甚至滯留在刀具前面上；〔2〕切屑發(fā)生彎曲變形；〔3〕由摩擦產(chǎn)生的熱量使刀屑接觸面附近溫度升高。第二變形區(qū)的變形直接關(guān)系到刀具的磨損，也會影響第一變形區(qū)的變形大小。3.第三變形區(qū)當(dāng)金屬進(jìn)入第一變形區(qū)，發(fā)生了塑性剪切滑移變形，而在切削刃鈍圓局部，這種變形更加復(fù)雜，更加劇烈。切削層在刃口鈍圓O點(diǎn)處別離為兩局部，O點(diǎn)以上的局部成為切屑沿前刀面流出，O點(diǎn)以下局部繞過切削刃沿刀具后面流出，成為已加工外表。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段由于鈍圓半徑的存在，在整個(gè)切削厚度中，O點(diǎn)以下的那一層金屬切削層，不能沿OM方向剪切滑移，只能受鈍圓的擠壓，不斷受到擠壓摩擦，產(chǎn)生塑性變形，這個(gè)變形區(qū)域稱為第三變形區(qū)，用Ⅲ表示。第三變形區(qū)的變形，會造成已加工外表的加工硬化和產(chǎn)生剩余應(yīng)力，對已加工外表的質(zhì)量影響密切。二、切屑類型金屬切削過程中，由于工件材料的不同和切削條件的不同，切削產(chǎn)生的切屑可分為四種類型。1.帶狀切屑切屑連續(xù)呈較長的帶狀，底面光滑，反面無明顯裂紋，呈微小鋸齒狀。特點(diǎn)：較常見，切削力波動小，切削過程較平穩(wěn)，加工外表質(zhì)量較好。2.節(jié)狀切屑切屑反面有時(shí)有較深的裂紋，呈較大鋸齒形。特點(diǎn)：切削力波動較大，切削過程不太平穩(wěn)，加工外表質(zhì)量較差。3.粒狀切屑切屑裂紋貫穿整個(gè)切屑斷面，切屑成梯形粒狀。特點(diǎn)：較少見，切削力波動大，切削過程不平穩(wěn)，加工外表質(zhì)量差。以上三種切屑是在切削塑性金屬材料時(shí)才能產(chǎn)生的。切屑形態(tài)相互轉(zhuǎn)換的切削條件是：粒狀切屑節(jié)狀切屑帶狀切屑〔1〕增大刀具前角〔2〕增大切削速度〔3〕減小進(jìn)給量4.崩碎切屑切屑呈不規(guī)那么的碎塊狀。切削脆性金屬材料時(shí)產(chǎn)生的。切削過程不太平穩(wěn)，易損壞刀具，加工外表較粗糙。減小進(jìn)給量，減小刀具主偏角，適當(dāng)提高切削速度可使崩碎切屑轉(zhuǎn)為片狀或針狀切屑，切削過程中的不良現(xiàn)象得到改善。三、切削變形程度的度量方法金屬切削過程中，切削層轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，形狀變化為長度縮短，厚度增大，寬度變化極小，根據(jù)材料變形前后體積不變，可用變形系數(shù)來度量切削變形的大小。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段式中—切削層長度—切屑長度—切屑厚度—切削層厚度變形系數(shù)總是大于1，越大，切削變形越大，工件材料塑性越大，剪切角越小。四、積屑瘤在一定的切削速度范圍內(nèi)切削塑性金屬材料時(shí)，往往會在刀具切削刃及刀具局部前面上粘結(jié)堆積一楔狀或鼻狀的高硬度金屬塊，稱為積屑瘤。1.積屑瘤的生長及消失在一定的切削速度范圍內(nèi)切削塑性金屬材料時(shí)，切屑與刀具前面有劇烈的摩擦，使切屑底層流動緩慢，流動緩慢的稱為滯流層。在刀-屑接觸面處，滯流層的流速接近于零，于是滯流層與刀具前面發(fā)生粘結(jié)，這是形成積屑瘤的根底。隨后新的滯流層又在這根底上不斷的粘結(jié)堆積，最后形成積屑瘤。積屑瘤在生長的過程中，一直受到工件材料與切屑的擠壓摩擦，受到切削的沖擊振動，受到切削溫度升高等因素的作用和影響，因此積屑瘤會隨時(shí)破碎、脫落、消失。可以認(rèn)為，積屑瘤不斷生長的過程也是不斷破碎、脫落、消失的過程。2.積屑瘤對切削過程的影響〔1〕增大刀具前角積屑瘤使刀具實(shí)際工作前角增大，減小切削變形和切削力?！?〕提高刀具硬度積屑瘤是由受了劇烈塑性變形而強(qiáng)化的被切材料堆積而成，其硬度是工件材料硬度的2-3倍，它可代替刀具切削刃進(jìn)行切削?！?〕對刀具壽命的影響積屑瘤包圍著刀具切削刃和刀具前面，減小刀具磨損，提高了刀具教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段壽命。但是積屑瘤的生長是一個(gè)不穩(wěn)定的過程，積屑瘤隨時(shí)會發(fā)生破碎、積屑瘤前端伸出切削刃外，導(dǎo)致切削厚度增大，不利于加工尺寸的精度?！?〕增大切削厚度脫落，脫落的碎片會粘走刀面上的金屬材料，或者嚴(yán)重擦傷刀面，使刀具壽命下降。〔5〕降低工件外表質(zhì)量由于積屑瘤的外形不規(guī)那么，使被切削工件外表不平整，又由于積屑瘤不斷地破碎、脫落，脫落的碎片使工件外表粗糙，產(chǎn)生缺陷。3.控制積屑瘤的措施〔1〕降低工件材料的塑性可減小刀—屑之間的摩擦系數(shù)，減少粘結(jié)，抑制積屑瘤的生長。〔2〕控制切削速度〔3〕增大刀具前角可減小切削變形和切削溫度，從而可抑制積屑瘤的生長?！?〕合理使用切削液既可減少切削摩擦，又可降低切削溫度，從而使積屑瘤的生長得到控制。五、鱗刺鱗刺是在已加工外表上呈鱗片狀有裂口的毛刺。切削金屬塑性材料時(shí)，假設(shè)切削速度較低時(shí)，常常會產(chǎn)生鱗刺。鱗刺使已加工外表質(zhì)量下降，外表粗糙度值增大，鱗刺的形成過程可分為四個(gè)階段?！瞐〕抹拭階段金屬切削加工時(shí)，切屑沿著刀具前面流出，逐漸擦凈刀具前面上的潤滑膜，使切屑與刀具前面之間的摩擦系數(shù)逐漸增大，當(dāng)增大到一定值時(shí)使切屑在刀具前面作短暫的停留。〔b〕開裂階段由于停留的切屑代替刀具前面推擠切削層，導(dǎo)致切削區(qū)產(chǎn)生裂口?！瞔〕層積階段隨著推擠切削層的繼續(xù)，裂口繼續(xù)增大，同時(shí)切削力也在增大?！瞕〕刮成階段當(dāng)切削力增大到一定值時(shí)，切屑能克服前面的摩擦粘結(jié)，切屑又開始沿刀具前面流出，一個(gè)鱗刺就這樣刮成了。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段控制鱗刺的措施：在低的切削速度〔＝10m/min〕時(shí)，減小進(jìn)給量，增大刀具前角，采用潤滑性能好的切削液，可抑制鱗刺的形成。在高的切削速度〔＝30m/min〕時(shí)，工件材料調(diào)質(zhì)處理，減小刀具前角，可抑制鱗刺的形成。高速切削，切削溫度在500℃以上，不會產(chǎn)生鱗刺。六、影響切削變形的主要因素〔1〕工件材料工件材料強(qiáng)度越大，那么變形系數(shù)越小，切削變形也越小，工件材料塑性越大，那么變形系數(shù)越大?！?〕刀具前角刀具前角越大，那么變形系數(shù)越小，〔3〕切削速度切削塑性金屬材料時(shí)，切削速度對切削變形的影響呈波浪形。〔4〕進(jìn)給量進(jìn)給量增大，那么切削厚度增大，切削變形減小，變形因數(shù)減小。參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次6授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第六節(jié)切削力教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：1.理解切削力的產(chǎn)生原因與分解2.掌握影響切削力的主要因素教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：影響切削力的主要因素難點(diǎn)：影響切削力的主要因素教具作業(yè)思考題影響切削力的主要因素。課后小結(jié)本節(jié)主要講切削力的產(chǎn)生的分解以及影響切削力的主要因素。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段一、切削力的產(chǎn)生切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力稱為切削力。切削加工時(shí)，在刀具作用下，被切削層金屬、切屑和已加工外表層金屬都要產(chǎn)生彈性變形和塑性變形。如下圖，有法向力FγN和FaN分別作用于前、后刀面。由于切屑沿前刀面流出，故有摩擦力Fγ作用于前刀面；刀具與工件間有相對運(yùn)動，又有摩擦力Fa作用于后刀面。FγN與Fγ合成為Fγ,γN；FaN與Fa合成為Fa,aN；Fγ,γN與Fa,aNv再合成為F，F(xiàn)就是作用在刀具上的總切削力。綜上所述，切削力的來源有兩方面：一是切削層金屬、切屑和工件外表層金屬的彈性變形、塑性變形所產(chǎn)生的抗力；二是刀具與切屑、工件外表間的摩擦阻力。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段二、總切削力的分解通常將總切削力分解為三個(gè)互相垂直的分力，即主切削力，背向力，進(jìn)給力。主切削力總切削力在主運(yùn)動方向上的分力。使機(jī)床功率消耗的功率最多，是計(jì)算機(jī)床功率、刀具強(qiáng)度，設(shè)計(jì)機(jī)床夾具，選擇切削用量不可少的參數(shù)。背向力總切削力在垂直于進(jìn)給運(yùn)動方向上的分力。不消耗機(jī)床功率，是校驗(yàn)工件剛性，機(jī)床剛性不可少的參數(shù)。進(jìn)給力總切削力在進(jìn)給運(yùn)動方向上的分力。使機(jī)床消耗的功率很少，是計(jì)算機(jī)床進(jìn)給功率，設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)，校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的不可少的參數(shù)。總切削力與三個(gè)互相垂直的分力、、的關(guān)系主偏角的大小直接影響和的大小。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段三、影響切削力的主要因素1.工件材料的影響工件材料的硬度、強(qiáng)度越高，那么切應(yīng)力越大，切削力越大。在強(qiáng)度、硬度相近的情況下，工件材料的塑性、沖擊韌性越大，那么加工硬化越高，切削變形越大，切削力越大。2.切削用量的影響〔1〕切削速度切削一般鋼材料，在低速范圍內(nèi)，由于存在著積屑瘤，所以切削速度對于切削力的影響呈波浪形。加工塑性金屬時(shí)，在中速和高速下，切削力一般隨著切削速度的增大而減小。切削鑄鐵等脆性材料時(shí)，因塑性變形小，切削速度對切削力無明顯影響?！?〕進(jìn)給量進(jìn)給量越大，切削力也增大。進(jìn)給量增大1倍時(shí)，僅增大75%左右。原因：進(jìn)給量增大1倍時(shí)，切削寬度不變，切削厚度增大1倍，切削變形減小，使第一、二變形區(qū)的變形和摩擦不按比例增長?！?〕背吃刀量背吃刀量增大，切削力也增大。增大1倍，增大1倍。原因：增大1倍時(shí)，切削厚度不變，切削寬度增大1倍，切削刃上的切削載荷隨之增大1倍，即第一、二變形區(qū)的變形和摩擦按比例增大，導(dǎo)致增大約1倍。3.刀具幾何參數(shù)的影響〔1〕前角前角增大，那么刀具鋒利，切削變形減小，切削力下降。加工塑性材料時(shí)，增大前角，切削力下降明顯，加工脆性材料，增大前角，切削力下降不顯著?！?〕主偏角教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段切削一般鋼時(shí)，當(dāng)主偏角<60°～75°時(shí)，隨著的增大，切削力減小，當(dāng)主偏角＝60°～75°時(shí)，減小至最小，當(dāng)>60°～75°時(shí)，隨著的增大，增大。3〕刃傾角刃傾角對切削力的影響較小，對背向力和進(jìn)給力的影響較大。〔4〕刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑增大，刀尖處圓弧局部參加切削的長度增大，因此，切削變形增大，切削力增大。另外，刀尖處圓弧局部上各點(diǎn)的不同，平均角度值小于主切削刃的直線局部，使背向力增大，進(jìn)給力減小。4.切削液的影響切削液具有冷卻、潤滑、清潔、防銹的作用。選用潤滑性能好的切削液，可以減小刀具前面與切屑，刀具后面與工件之間的摩擦，從而降低切削力。如礦物油、植物油、極壓切削油。參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次7授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第七節(jié)切削熱與切削溫度教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：1.了解切削熱產(chǎn)生與傳出，理解切削溫度在刀具上的分布情況2.掌握影響切削溫度的主要因素教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：影響切削溫度的主要因素難點(diǎn)：影響切削溫度的主要因素教具作業(yè)思考題課后小結(jié)本節(jié)主要講了切削熱的產(chǎn)生和分解以及影響切削溫度的主要因素。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段一、切削熱的產(chǎn)生與傳出金屬切削過程中，在刀具的切削作用下，切削層金屬發(fā)生彈性變形和塑性變形，這是切削熱的一個(gè)來源。同時(shí)，切屑與前刀面，工件與后刀面間消耗的摩擦功，也將轉(zhuǎn)化為熱能，這是切削熱的又一個(gè)來源。切削熱是由切屑、工件、刀具和周圍介質(zhì)傳出擴(kuò)散的。加工方法不同，由切屑、工件、刀具和周圍介質(zhì)傳出的切削熱百分比是不同的。二、切削溫度及溫度分布切削溫度一般指切屑與刀具前面接觸區(qū)域的平均溫度。刀具前面的溫度高于刀具后面的溫度。刀具前面上的最高溫度不在切削刃上，而是在離切削刃一定距離處。這是因?yàn)榍邢魉苄圆牧蠒r(shí)，刀-屑接觸長度較長，切屑沿著刀具前面流出，摩擦熱逐漸增大的緣故。切削脆性材料時(shí)，因切屑較短，切屑與刀具前面相接觸所產(chǎn)生的摩擦熱都集中在切削刃附近，所以刀具前面上的最高溫度集中在切削刃附近。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段三、影響切削溫度的主要因素1.工件材料的影響工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削力大，產(chǎn)生切削熱也多，切削溫度就高。工件材料的塑性大，切削時(shí)，切削變形大，產(chǎn)生的切削熱多，切削溫度就高。工件材料的熱導(dǎo)率大，本身吸熱、散熱快，溫度不易積聚，切削溫度就低。2.切削用量的影響〔1〕切削速度切削速度增大，切削溫度明顯增大?！?〕進(jìn)給量進(jìn)給量增大，切削溫度就增加?！?〕背吃刀量背吃刀量增大，切削溫度略有增加。3.刀具幾何參數(shù)的影響〔1〕前角前角增大，切削變形減小，產(chǎn)生的切削熱少，切削溫度下降，但是如果前角過分增大，刀具散熱體積減小，反而會提高切削溫度?！?〕主偏角背吃刀量相同，增大主偏角，主切削刃與工件接觸長度減小，散熱條件差，切削溫度升高。4.切削液影響使用切削液可使切削溫度降低。參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次8授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第八節(jié)刀具磨損教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：學(xué)習(xí)刀具磨損要求：1.了解刀具磨損的形態(tài)2.掌握造成刀具磨損的原因3.理解刀具耐用度的表示方法教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握造成刀具磨損的原因難點(diǎn)：掌握造成刀具磨損的原因教具作業(yè)思考題造成刀具磨損的原因有哪些？課后小結(jié)本節(jié)主要介紹了刀具磨損的幾種形式，造成刀具磨損的原因教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第四節(jié)刀具磨損刀具在切削過程中將逐漸產(chǎn)生磨損。當(dāng)?shù)毒吣p量到達(dá)一定程度時(shí)，可以明顯地發(fā)現(xiàn)切削力加大，切削溫度上升，切屑顏色改變，甚至產(chǎn)生振動。同時(shí)，工件尺寸可能會超出公差范圍，已加工外表質(zhì)量也明顯惡化。因此它是切削加工中極為重要的問題之一。一、刀具磨損形態(tài)教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段1.前刀面磨損當(dāng)切削塑性材料時(shí)，切削厚度和切削速度都比擬大時(shí)，切屑會在前刀面磨損出洼凹，這個(gè)洼凹稱月牙洼。月牙洼產(chǎn)生的地方是切削溫度最高的地方，前刀面磨損量的大小，用月牙洼的寬度KB和深度KT表示。隨著切削繼續(xù)進(jìn)行，KB和KT逐漸增大，月牙洼邊緣與切削刃之間的小狹面減小，最終導(dǎo)致崩刃。2.后刀面磨損由于切削刃的刃口鈍圓半徑對加工外表的擠壓與摩擦，在切削刃的下方會磨損出一條后角等于零的溝痕，這就是后刀面磨損。在切削速度較低、切削厚度較小的情況下，切削脆性材料時(shí)，將會發(fā)生后刀面磨損。后刀面磨損的大小是不均勻的，在刀尖局部由于強(qiáng)度和散熱條件差，磨損厲害。切削刃靠近待加工外表局部，由于硬化或毛坯外表的缺陷，磨損也較大。后刀面磨損量用平均值VB表示。3.前、后刀面同時(shí)磨損切削塑性材料時(shí)，采用較小的切削厚度時(shí)，刀具前、后刀面可能同時(shí)磨損。二、刀具磨損的原因刀具磨損的原因極其復(fù)雜，按性質(zhì)大體可分為機(jī)械作用和熱—化學(xué)作用?！惨弧硻C(jī)械作用的磨損刀具材料雖比工件材料硬度大，但從微觀上看，在工件材料中包含有氧化物，碳化物等硬質(zhì)點(diǎn)。這些硬質(zhì)點(diǎn)的硬度很高，它們象切削刃一樣，在刀面上劃出劃痕，使刀具磨損。此外，積屑瘤脫落的碎片，粘結(jié)在切屑或工件上，也會使刀具磨損。機(jī)械磨損是低速時(shí)形成刀具磨損的主要原因。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段〔二〕熱—化學(xué)作用1.粘結(jié)磨損粘結(jié)是分子間的吸引力導(dǎo)致金屬相互吸附的結(jié)果。切削時(shí)，在一定溫度與壓力下，使刀具與切屑和工件間產(chǎn)生粘結(jié)。由于工件與刀具之間有相對運(yùn)動，使刀具材料被切屑帶走而造成磨損。此外，當(dāng)積屑瘤脫落時(shí)，帶走刀具材料也會形成粘結(jié)磨損。2.擴(kuò)散磨損切削時(shí)，由于高溫，刀面始終與切屑或工件的新生外表相接觸，在接觸面間分子活動能量很大，使兩摩擦面間的化學(xué)元素相互擴(kuò)散到對方去，造成兩摩擦面的化學(xué)成分發(fā)生變化，降低刀具材料的性能，加速刀具磨損。擴(kuò)散磨損的速度，一方面決定于刀具和工件材料間是否容易起化學(xué)反響；另一方面擴(kuò)散磨損的速度又決定于接觸面的溫度。3.氧化磨損或化學(xué)磨損在一定的溫度下，刀具材料與空氣中的氧、極壓潤滑液中的添加劑硫、氯等起化學(xué)反響，生成一些疏松、脆弱的氧化物被切屑帶走從而加速刀具的磨損?；蛞虻毒卟牧系哪撤N介質(zhì)被腐蝕造成刀具磨損。4.相變磨損當(dāng)?shù)毒叩淖罡邷囟瘸^相變溫度時(shí)，刀具外表的金相組織發(fā)生變化，使硬度下降，刀具磨損加劇。由上可知，溫度對刀具磨損起著決定性的作用，溫度愈高，刀具磨損愈快。三、刀具磨損過程1.前刀面磨損——月牙洼形成過程磨損從距切削刃一斷距離處開始，主要向深度方向擴(kuò)大，并逐漸向前后擴(kuò)展，這個(gè)區(qū)域是前刀面溫度最高的區(qū)域。2.后刀面磨損通過實(shí)驗(yàn)可以得到如下圖的刀具磨損過程典型曲線。由圖可知刀具的磨損過程大致可以分為以下三個(gè)階段。Ⅰ—初期磨損階段這一階段的磨損較快，因?yàn)樾氯心サ牡毒?，外表粗糙度值大，接觸應(yīng)力大，以及前后刀面可能有脫碳、氧化層等外表缺陷，因而這一階段的磨損速度在很大程度上取決于刀具刃磨的質(zhì)量。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段Ⅱ—正常磨損階段這是一個(gè)磨損穩(wěn)定區(qū)，磨損寬度隨切削時(shí)間均勻的增加，這是刀具工作的有效區(qū)域。磨損曲線根本上是一條上行的直線，其斜率代表刀具正常工作時(shí)的磨損強(qiáng)度，這是一個(gè)用來衡量刀具切削性能的重要指標(biāo)。Ⅲ—急劇磨損階段當(dāng)?shù)毒吣p到一定程度后，由于刀具很鈍，摩擦過大，使切削溫度迅速升高，刀具磨損加劇。四、刀具磨損限度后刀面磨損量VB由于后刀面對加工質(zhì)量影響大，而且容易測量，常用后刀面磨損的平均值VB來規(guī)定刀具磨損限度。前刀面磨損量KTKT=0.06+0.3f五、刀具壽命T刀具耐用度是指將新刃磨的刀具，從開始切削至到達(dá)刀具磨損限度所經(jīng)過的總切削時(shí)間，用T表示，刀具壽命大，表示刀具磨損慢。1.刀具壽命方程由前面分析，切削速度對切削溫度影響最大，因而切削速度對刀具壽命的影響最大。用實(shí)驗(yàn)方法求得關(guān)系式如下式中—切削速度；—刀具壽命；—與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的系數(shù)—指數(shù)，表示對的影響程度。2.一定刀具壽命時(shí)的切削速度同樣用實(shí)驗(yàn)方法可求出背吃刀量、進(jìn)給量對刀具壽命的影響。可得到與—類似的關(guān)系式把這些關(guān)系式綜合為一起，可得參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次9授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第九節(jié)刀具幾何參數(shù)的合理選擇教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：掌握刀具幾何參數(shù)選擇原那么掌握切削用量選擇的方法和步驟教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：刀具幾何參數(shù)的選擇原那么;切削用量選擇的方法和步驟難點(diǎn)：刀具幾何參數(shù)的選擇原那么;切削用量選擇的方法和步驟教具作業(yè)思考題課后小結(jié)本節(jié)從刀具角度方面講了各個(gè)角度選擇時(shí)的原那么問題。主要是前角，后角，主偏角及刃傾角。從粗、精加工兩個(gè)方面講了切削用量進(jìn)行選擇時(shí)的方法和步驟。根本上都是先確定背吃刀量，查表得進(jìn)給量，最后計(jì)算得出切削速度。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第三節(jié)刀具合理幾何參數(shù)的選擇一、前角及前刀面型式的選擇〔一〕前角1、前角的作用增大前角使刀具鋒利，切削變形減小，切削力減小，切削溫度降低，刀具磨損減緩，加工外表質(zhì)量提高。但是，前角過大，反而使切削刃強(qiáng)度和散熱能力下降，引起崩刀。2、前角選擇的原那么〔1〕工件材料加工塑性材料時(shí)，為減小切削變形，降低切削力和切削溫度，應(yīng)選大的前角，加工脆性材料時(shí)，塑性變形小，前角的作用不顯著，應(yīng)選用較小的前角。工件材料的強(qiáng)度小，硬度低，應(yīng)選大的前角，反之，應(yīng)選小的前角。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段〔2〕刀具材料抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性大的刀具材料，選較大的前角，反之選小值?！?〕加工性質(zhì)粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，應(yīng)選用較小前角，精加工時(shí)，切削力小，切削熱少，為提高外表質(zhì)量，應(yīng)采用較大前角?！捕城暗睹嫘褪?.正前角平面型2.正前角平面帶倒棱型3.正前角曲面帶倒棱型4.負(fù)前角單面型和負(fù)前角雙面型二、后角的選擇后角的選擇主要根據(jù)切削厚度選取。精加工時(shí)，小，小，后角取大值；粗加工時(shí)，大，大，后角取小值。三、主、副偏角及過渡刃的選擇〔一〕主偏角主要按工藝系統(tǒng)的剛性選取。系統(tǒng)剛性好，那么可選小一點(diǎn)的主偏角，反之，系統(tǒng)剛性差，要選擇大一些的主偏角?！捕掣逼侵饕鶕?jù)加工性質(zhì)選取，粗車時(shí)取10°～15°，精車時(shí)取5°～10°；切斷時(shí)取1°～3°?！踩尺^渡刃1.直線過渡刃和水平修光刃多用于粗加工或強(qiáng)力切削的車刀上。2.圓弧過渡刃與刀尖圓弧半徑四、刃傾角的選擇刃傾角起以下的主要作用：1.控制切屑流向2.控制切削刃切入時(shí)，首先與工件接觸的位置。3.控制切削刃在切入和切出時(shí)的平穩(wěn)性4.控制背向力和進(jìn)給力的比值刃傾角的合理數(shù)值與正、負(fù)，主要根據(jù)加工性質(zhì)選取。精車時(shí)，＝0～＋5°；粗車時(shí)，＝0～－5°，斷續(xù)切削，＝－30°～－45°。參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次10授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第二章金屬切削的根本知識第十節(jié)切削用量的合理選擇教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：難點(diǎn)：教具作業(yè)思考題課后小結(jié)教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第四節(jié)切削用量的合理選擇所謂“合理”的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能〔功率、扭矩〕，在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工本錢的切削用量。一、切削加工的經(jīng)濟(jì)性切削加工的經(jīng)濟(jì)性指在保證加工零件質(zhì)量的前提下，必須使切削加工符合經(jīng)濟(jì)原那么，以此為目標(biāo)作為企業(yè)需要完成的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。通常包括①最大生產(chǎn)率②最低本錢。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段1、最大生產(chǎn)率〔單件工時(shí)最小〕最大生產(chǎn)率是以單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)最多數(shù)量產(chǎn)品或加工每個(gè)零件所消耗的生產(chǎn)時(shí)間為最少來衡量。單件工序的工時(shí)為式中——工序時(shí)間〔min〕；——加工時(shí)間〔min〕；——刀具壽命〔min〕；——換刀一次所需要的時(shí)間〔min〕；——其他輔助時(shí)間〔min〕。2、最低本錢〔最小單件加工本錢〕每個(gè)工件的加工本錢為式中——工序生產(chǎn)本錢〔元〕；——該工序單位時(shí)間所分擔(dān)的全廠的開支〔元〕；——每次磨刀費(fèi)用〔包括刀具折舊費(fèi)〕〔元〕。除和外，其余為量，由二、切削用量的選擇合理地選擇切削用量，可以保證加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)本錢，提高生產(chǎn)率。因此，我們要研究切削用量選擇的根本原那么。從機(jī)動時(shí)間和金屬切除率可知，假設(shè)要提高生產(chǎn)率，必須取盡可能大的、和。事實(shí)上、和的提高受到來自機(jī)床、工藝系統(tǒng)、刀具和加工質(zhì)量要求等諸多因素的限制。因此，應(yīng)重點(diǎn)考慮這些限制因素來選擇切削用量。(一)粗加工切削用量的選擇粗加工，以提高生產(chǎn)率為主，兼顧加工本錢。1.背吃刀量在保存半精加工余量的前提下，盡量將粗加工余量一次切削完。當(dāng)余量過大或工藝系統(tǒng)剛性過差時(shí)，可分二次切除。第一次進(jìn)給的第二次進(jìn)給的教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段2.進(jìn)給量當(dāng)背吃刀量已確定進(jìn)給量主要根據(jù)工件材料、刀桿尺寸、工件直徑和背吃刀量選取。通過查表得到。3.切削速度和機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速背吃刀量和進(jìn)給量確定以后，根據(jù)的刀具壽命，求出切削速度。再根據(jù)計(jì)算工件轉(zhuǎn)速。然后根據(jù)機(jī)床說明書選取近似較低的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，再計(jì)算出實(shí)際切削速度。4.校驗(yàn)機(jī)床功率切削功率計(jì)算式機(jī)床有效功率計(jì)算式為機(jī)床傳動效率，一般＝0.75～0.85。滿足，那么所選切削用量可以在原確定的機(jī)床上使用。假設(shè)，說明機(jī)床有效功率沒有得到充分利用，可通過采用切削性能良好的刀具來提高切削速度，使機(jī)床效率得到充分利用。假設(shè)，說明機(jī)床有效功率不夠，要更換大功率的機(jī)床或者降低切削速度。5.計(jì)算機(jī)動時(shí)間〔二〕半精加工、精加工切削用量的選擇半精加工、精加工時(shí)，以提高加工質(zhì)量為主，兼顧生產(chǎn)率和生產(chǎn)本錢。1.背吃刀量半精加工、精加工的切削余量都比擬小，其背吃刀量通常都是一次進(jìn)經(jīng)切除全部余量。2.進(jìn)給量為保證加工質(zhì)量，主要是外表粗糙度的限制，使進(jìn)給量不能過大，通常主要根據(jù)切削速度〔預(yù)選〕，刀尖圓弧半徑來查表得到。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段待實(shí)際切削速度確定后，如發(fā)現(xiàn)與其相差太大，再修正進(jìn)給量。3.切削速度和機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按已經(jīng)選定的、和的，計(jì)算出切削速度，再計(jì)算工件轉(zhuǎn)速。然后根據(jù)機(jī)床說明書選取近似較低的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，再計(jì)算出實(shí)際切削速度。由于半精加工、精加工時(shí)，、均較小，一般可不校驗(yàn)機(jī)床功率?！踩城邢饔昧窟x擇舉例：工件材料：45鋼，＝0.637Gpa。毛坯尺寸：,裝夾如下圖。加工要求：車工件外圓至，長度至300mm，精工直徑余量為1mm，外表粗糙度為。機(jī)床：CA6140臥式車床。刀具：焊接式硬質(zhì)合金外圓車刀，刀片材料為YT14，刀桿截面尺寸為，刀具幾何參數(shù)：＝10°，＝8°，＝75°，＝10°，＝0，＝1mm。求：車削工件外圓的切削用量。參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次11授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第三章金屬切削刀具第一節(jié)車刀教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：1.掌握焊接車刀的結(jié)構(gòu)以及硬質(zhì)合金刀片的型號與選用2.掌握機(jī)夾車刀的三種結(jié)構(gòu)形式教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：難點(diǎn)：教具作業(yè)思考題課后小結(jié)本節(jié)主要講焊接車刀的硬質(zhì)合金刀片型號及選用。為安裝刀片在刀桿上加工出刀槽。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第三章金屬切削刀具刀具是切削加工中的主要工具刀具可分為：標(biāo)準(zhǔn)刀具：按GB設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的刀具非標(biāo)準(zhǔn)刀具：按零件進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的刀具，是專用刀具我們僅講標(biāo)準(zhǔn)刀具，掌握各種標(biāo)準(zhǔn)刀具的結(jié)構(gòu)和功用，到達(dá)會選擇使用刀具為目的。第一節(jié)車刀一、車刀的分類1、按被加工工件分：有外圓車刀，車槽刀，內(nèi)孔車刀，閉孔車刀，通孔車刀，45°彎頭，75°彎頭車刀，左傾刀右傾刀等。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段2、通常還按車刀結(jié)構(gòu)分整體式、焊接式、機(jī)夾式、可轉(zhuǎn)位我們重點(diǎn)按結(jié)構(gòu)進(jìn)行講解二、焊接式車刀焊接車刀：將具有一定形狀的硬質(zhì)合金刀片，用純銅或其它焊料釬焊在普通結(jié)構(gòu)鋼或鑄鐵刀桿上而成。焊接車刀的使用性能優(yōu)點(diǎn)：焊接車刀結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；剛性好、抗振性能強(qiáng)；制造、刃磨方便；使用靈活。缺點(diǎn)：刀片經(jīng)過高溫焊接，強(qiáng)度、硬度降低，切削性能下降；刀片材料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，容易出現(xiàn)裂紋等缺陷；刀柄不能重復(fù)使用，浪費(fèi)原材料；換刀及對刀時(shí)間較長，不適用于自動車床和數(shù)控車床。1、焊接車刀的結(jié)構(gòu)用于車削工件外圓、端面的直頭、90°及45°彎頭車刀，通孔鏜刀，不通孔鏜刀，切斷刀等。2、硬質(zhì)合金刀片型號及選用硬質(zhì)合金各種型號刀片的主要用途為：A型用于90°外圓車刀、端面車刀等；B型用于直頭外圓車刀、端面車刀、鏜孔刀等；C型用于直頭、彎頭外圓車刀、寬刃刀等；D型用于切斷、車槽刀等；教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段E型用于螺紋車刀。刀片型號與尺寸要根據(jù)車刀類型，主、副偏角大小來選取，其中刀片長度l應(yīng)使切削刃參與切削的寬度bD不超過l的60%～70％；對切斷刀、車槽刀用的刀片寬度t，應(yīng)根據(jù)槽寬或切斷刀寬度來選?。磺袛嗟兜膶挾纫部砂磘=0.6dw0.5來估算。刀片厚度s與切削橫截面積AD有關(guān)，AD值大那么s值大，反之那么s值小。3、刀槽的形式及參數(shù)確定為使刀片焊接牢固，刃磨量小，故要在刀桿上加工出槽形，常見刀槽形式有以下幾種。(1)開口槽形狀簡單，加工容易，但焊接面積小，適用于C型刀片。(2)半封閉槽只能用銑刀加工，制造較困難，但焊接刀片牢固，適用于A、B型刀片。(3)封閉槽夾持刀片牢固，焊接可靠，用于螺紋刀具，適用于E型刀片。(4)切口槽用于底面積較小的切斷刀、切槽刀，從而增大焊接面積提高結(jié)合強(qiáng)度，適用于D型刀片。三、機(jī)夾車刀為了防止焊接車刀因焊接使硬質(zhì)合金刀片產(chǎn)生裂紋、降低刀具耐用度，使用時(shí)出現(xiàn)脫焊和刀桿只能使用一次等缺點(diǎn)，采用將刀片用機(jī)械夾持的方法固定在刀桿上，刀片用鈍后可更換新刃磨好的刀片的一種車刀，即機(jī)夾車刀。1、機(jī)夾車刀的特點(diǎn)1〕刀片不焊接2〕縮短換刀時(shí)間優(yōu)點(diǎn)3〕刀柄可重復(fù)使用4〕壓緊刀片的機(jī)構(gòu)可起斷屑作用缺點(diǎn)：刀片磨鈍后要重磨2、夾緊機(jī)構(gòu)1〕上壓式采用螺釘和壓板從上面壓緊刀片，通過調(diào)整螺釘來調(diào)節(jié)刀片位置。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，夾固牢靠，使用方便，刀片平裝，用鈍后重磨后面。上壓式是加工中應(yīng)用最多的一種。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段2〕側(cè)壓式這種形式一般多利用刀片本身的斜面，由楔塊和螺釘從刀片側(cè)面來夾緊刀片。特點(diǎn)：刀片豎裝，對刀槽制造精度的要求可適當(dāng)降低，刀片用鈍后重磨前面。參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次12授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第三章金屬切削刀具第一節(jié)車刀教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：1、掌握可轉(zhuǎn)位車刀的幾種典型的夾緊結(jié)構(gòu)；2、掌握成形車刀前后角的形成以及成形車刀的裝夾和刃磨教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：可轉(zhuǎn)位車刀的幾種典型的夾緊結(jié)構(gòu)；成形車刀前后角的形成以及成形車刀的裝夾和刃磨難點(diǎn)：可轉(zhuǎn)位車刀的幾種典型的夾緊結(jié)構(gòu)；成形車刀前后角的形成以及成形車刀的裝夾和刃磨教具作業(yè)思考題課后小結(jié)本節(jié)主要講了成形車刀的幾種結(jié)構(gòu)形式，主要是平體成形車刀、棱體成形車刀和圓體成形車刀，主要講棱體成形車刀和圓體成形車刀的前后角形成的過程以及對這兩種刀進(jìn)行刃磨的方法。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段四、可轉(zhuǎn)位〔刀片〕車刀1、可轉(zhuǎn)位車刀：用機(jī)械夾固方式，具有合理幾何參數(shù)并且是多條切削刃的刀片夾固在標(biāo)準(zhǔn)刀桿上。當(dāng)某一刀刃磨鈍后，松開夾緊機(jī)構(gòu)，將刀片轉(zhuǎn)換一個(gè)刀刃后繼續(xù)切削，只有當(dāng)?shù)镀系那邢魅卸加免g后再換新刀片。其結(jié)構(gòu)如下列圖：有四局部組成。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段2、可轉(zhuǎn)位刀片1〕形狀與結(jié)構(gòu)外形有正三角形、正方形、五邊形、菱形和圓形。刀片分帶孔無后角和不帶孔有后角兩種。2〕精度等級根本參數(shù)為內(nèi)切圓直徑d，刀尖位置m和刀尖厚度S。3〕斷屑槽形狀和幾何參數(shù)直槽、外斜槽、內(nèi)斜槽、直通槽、正刃傾角。3、可轉(zhuǎn)位車刀幾種典型的夾緊結(jié)構(gòu)：1〕偏心式它是利用螺釘上端部的一個(gè)偏心銷，將刀片夾緊在刀桿上。特點(diǎn)：該結(jié)構(gòu)靠偏心夾緊，靠螺釘自鎖，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但不能雙邊定位。由于偏心量過小，容易使刀片松動，故偏心式夾緊機(jī)構(gòu)一般適用于連續(xù)平穩(wěn)切削的場合。偏心式杠杠式2〕杠桿式應(yīng)用杠桿原理對刀片進(jìn)行夾緊。當(dāng)旋動螺釘時(shí)，通過杠桿產(chǎn)生的夾緊力將刀片定位夾緊在刀槽側(cè)面上；旋出螺釘時(shí)刀片松開。特點(diǎn)：定位精度高，夾固牢靠，受力合理，使用方便，但工藝性較差，適合于專業(yè)工具廠大批量的生產(chǎn)。3〕楔塊式該結(jié)構(gòu)是把刀片通過內(nèi)孔定位在刀桿刀片槽的銷軸上，由壓緊螺釘下壓帶有斜面的楔塊，使其一面緊靠在刀桿凸臺上，另一面將刀片推往刀片中間孔的圓柱銷上，將刀片壓緊。特點(diǎn)：簡單易操作，但定位精度較低，且夾緊力與切削力相反。楔塊式上壓式教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段4〕上壓式只要用于不帶孔的刀片，通過壓緊螺釘和壓板將刀片夾緊。特點(diǎn)：定位可靠，夾緊力大；結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；但對排屑有阻礙作用，適用于粗加工或間斷切削的場合。3、可轉(zhuǎn)位車刀的角度形成是由具有合理幾何參數(shù)的刀片裝在具有安裝合理角度設(shè)計(jì)的刀槽上綜合形成的。成型車刀成形車刀又稱樣板刀，是一種專用刀具，其刃形是根據(jù)工件要求的廓形設(shè)計(jì)的。它主要用在普通車床、六角車床、半自動及自動車床上加工回轉(zhuǎn)體內(nèi)外成形外表。成形車刀的特點(diǎn)加工質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率高刀具壽命長刀具本錢較高成形車刀的類型按結(jié)構(gòu)形狀可分為平體、棱形和圓體成形車刀三種。(1)平體成形車刀其外形為平條狀，與普通車刀相似，刃形具有一定的廓形，結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，本錢低。但可重磨次數(shù)不多。用于加工簡單的外成形外表，如螺紋車刀和鏟制成形銑刀的鏟刀等。(2)棱體成形車刀棱柱體的刀頭和刀桿分開制作，大大增加了沿前刀面的重磨次數(shù)，刀體剛性好，但比圓體成形車刀制造工藝復(fù)雜，刃磨次數(shù)少，且只能加工外成形外表。(3)圓體成形車刀它好似由長長的棱體車刀包在一個(gè)圓柱面上而形成。它允許重磨的次數(shù)最多，制造也比棱體成形車刀容易，且可加工零件上的內(nèi)、外成形外表。3、成形車刀前后角的形成及其選擇成形車刀必須具有合理的前、后角才能有效地工作。由于成形車刀的刃形復(fù)雜，切削刃上各點(diǎn)正交平面方向不一致，同時(shí)考慮測量和重磨方便，前角和后角都不在正交平面內(nèi)測量，而規(guī)定在刀具的假定工作平面(垂直于工件軸線的斷面)內(nèi)測量，并以切削刃上最外緣與工件中心等高點(diǎn)(圖中的1點(diǎn)，該點(diǎn)稱為成形車刀的基點(diǎn))處的假定工作前角和假定工作后角作為標(biāo)注值。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段〔1〕棱體成形車刀棱體成形車刀的后刀面是成形棱形柱面，前刀面是平面。后刀面與燕尾面K-K平行，而前刀面與K-K呈傾角90°-〔〕。在制造棱體成形車刀時(shí)，將前刀面與后刀面的夾角磨成90°-〔〕。切削時(shí)，將后刀面安裝出角，這樣就形成了前角和后角。〔2〕圓體成形車刀圓體成形車刀前刀面刃磨出，后刀面是成形回轉(zhuǎn)外表。切削時(shí)，將基準(zhǔn)點(diǎn)安裝在與工件中心等高處，從而形成了成形刀的中心高于工件中心H，這樣就獲得所需要的后角。當(dāng)、確定后，刀具中心與前刀面間的距離以為中心，以為半徑的圓稱為刃磨圓。在制造和重磨圓體成形刀時(shí)，使前刀面與此圓相切。4、成形車刀的裝夾與刃磨〔1〕成形車刀的裝夾棱體成形車刀是以燕尾作為定位基準(zhǔn)，配裝在刀夾的燕尾槽內(nèi)。刀具燕尾的后平面是夾固基準(zhǔn)。安裝時(shí)，刀體豎立并傾斜角，刀夾下端的教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段螺釘可將計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)的位置調(diào)整與工件中心等高后用螺栓夾緊，同時(shí)下端螺釘可以承受局部切削力，以增強(qiáng)刀具的剛性。圓體成形車刀以圓柱孔作為定位基準(zhǔn)，套裝在刀夾的螺桿上。成形車刀借助于銷子與端面齒塊相連，端面齒塊與扇形齒相嚙合，以防止成形車刀工作時(shí)受力面轉(zhuǎn)動，同時(shí)可以粗調(diào)圓體成形車刀基準(zhǔn)點(diǎn)的上下位置。用扇形齒塊與蝸桿來微調(diào)基準(zhǔn)點(diǎn)的高度。調(diào)整好后，旋緊螺母，即可將成形車刀夾固在刀夾中?！?〕成形車刀的刃磨棱體成形車刀的刃磨比擬簡單，只要在工具磨床上使用一簡單的雙向萬能刃磨夾具，將刀具后刀面與砂輪外表的垂線裝成〔〕的角度即可刃磨。圓體成形車刀的端面刻有磨刀檢驗(yàn)圓時(shí)，在端面上涂一層紅粉油料，用劃釘劃一條檢驗(yàn)圓的切線，然后把刀具裝在心軸上，將檢驗(yàn)圓的切線調(diào)整至與砂輪的工作外表重合即可刃磨。參考資料：備注：注：課程教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份；重復(fù)班授課可不另填寫教案。課程教案授課時(shí)間第周第節(jié)課年月日課次13授課方式〔請打√〕理論課〔√〕討論課〔〕實(shí)踐課〔〕習(xí)題課〔〕其他〔〕課時(shí)安排2授課題目〔教學(xué)章、節(jié)或主題〕：第三章金屬切削刀具第二節(jié)孔加工工具教學(xué)目的、要求〔分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次〕：目的：要求：教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：難點(diǎn)：教具作業(yè)思考題課后小結(jié)本節(jié)主要介紹了麻花鉆的相關(guān)知識，要求學(xué)生掌握麻花鉆的組成及幾何角度，能夠計(jì)算切削用量和切削層參數(shù)。教學(xué)基本內(nèi)容方法及手段第二節(jié)孔加工刀具從實(shí)體材料上加工出孔的刀具：麻花鉆、中心鉆及深孔鉆；或?qū)ぜ弦延锌走M(jìn)行半精加工和精加工的刀具，例如擴(kuò)孔鉆、锪鉆、絞刀及鏜刀等。孔的加工過程主要有以下幾方面的特點(diǎn)：(1〕孔加工刀具多為定尺寸刀具。(2〕由于受被加工孔尺寸的限制