机械制造基础教案第5章切削加工成形.doc

机械制造基础 课程教案 授课时间 第 周 星期 第 节 课次 授课方式 （请打√） 理论课□√ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 安排 8 授课题目（教学章、节或主题）： 第五章 切削加工成形 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 了解切削加工的基本原则，了解影响加工质量、生产率及成本的主要因素。 了解常用刀具的结构特点，熟悉车刀的主要角度。 掌握常用加工方法的工艺特点，通过对各种表面加工的分析，具有较合理地选用加工方法的能力。 熟悉机械加工工艺过程的基本内容，了解制定加工工艺的原则和方法，具有制定典型零件加工工艺的初步能力。 具有分析零件机械加工结构工艺性的初步能力。 6. 了解特种加工方法的特点和应用。 教学重点及难点： 重点：金属切削原理的基础知识。刀具材料、刀具几何角度的作用。金属切削过程的物理现象，切削用量合理选用原则。各种加工内容、特点、应用范围。机械加工工艺过程分析。零件机械加工的结构工艺性。 难点：零件结构工艺性问题分析 教 学 基 本 内 容 方法及手段 第五篇 金属切削加工 一、切削加工 用刀具从金属材料（毛坯）上切去多余的金属层，获得几何形状、尺寸精度和表面质量都符合要求的零件的生产方法。 二、零件的加工质量 尺寸精度：IT01、IT0…IT6、IT7、IT8…IT18 1. 加工精度： 形状精度：圆柱度、平面度等 位置精度：平行度、垂直度、同轴度等 表面粗糙度： 2. 表面质量： 表面加工硬化的程度和深度 表面残余应力的大小和性质 课程教案（续） 教 学 基 本 内 容 方法及手段 一 金属切削加工基础知识 §1 切削加工的运动分析及切削要素 一、零件表面的形成 平面、外圆面、内圆面（孔）、锥面、曲面（成形面） 二、切削运动 为了形成零件表面形状，刀具与工件之间的相对运动。 1. 主运动：切下切屑最主要的运动。 特点：在整个运动系统中 — 速度最高、消耗的功率最大。 主运动只有一个。 2. 进给运动：使金属层不断投入切削，加工出完整表面所需的运动。 特点：速度低、消耗的功率小。有一个或多个。 3. 零件上的三个表面： 已加工表面 待加工表面 加工表面 三、切削要素 1. 切削用量三要素 1）切削速度（v）m/s 在单位时间内，工件或刀具沿主运动 方向的相对位移。 旋转运动： （m/s） 往复直线运动： （m/s） 2）进给量（f） （mm） 在单位时间内（主运动的一个循环内），刀具或工件沿进给运动方向的相对位移。 单位时间的进给量— 进给速度（vf）。 （mm/s） 3）切削深度（ap）（mm） （mm） 2. 切削层几何参数 切削层 — 指工件上正在被切削刃 切削的那一层金属。 即两个相邻加工表面之间的那一层金属。 1)切削厚度（ac） （mm） 两相邻加工表面之间的垂直距离。 （mm） 2)切削宽度（aw） （mm） 沿主刀刃度量的切削层的长度。 （mm） 3)切削面积（AC） （mm2） （mm2） §2 金属切削刀具 一、刀具的组成 前刀面：切屑流出所经过的表面。 主后刀面：刀具上与工件的加工表面相对的表面。 副后刀面：刀具上与工件的已加工表面相对的表面。 前刀面 主后刀面 副后刀面 二、刀具材料 1. 对刀具材料的基本要求 ⑴ 较高的硬度。一般要求在 HRC 60以上。 ⑵ 有足够的强度和韧性。 ⑶ 有较好的耐磨性。 ⑷ 较高的耐热性。 ⑸ 有较好的工艺性。 2. 常用刀具材料 ⑴ 碳素工具钢 C= 0.7~1.4%；T8、T10、T10A、T12等 特点：a. 淬火后硬度高；HRC≈61~65 b. 价格低； ｃ.耐热温度低；250~300℃ ｄ.淬火后应力、变形大。 应用：速度低、形状简单的手动工具。如锉刀、锯条等。 ⑵ 合金工具钢 Me5% ； 9SiCr、CrWMn等。 HRC≈61~68；耐热温度 — 350~400℃ 应用：速度低、形状复杂的工具。如绞刀、板牙、丝锥等。 ⑶ 高速钢 高合金钢。W=6~20%；Cr=3.8~4.4%；V=1.0~4% HRC≈62~69；耐热温度 — 600℃；V=20~30（m/min） 应用：各种形状复杂的刀具。 如钻头、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具。 ⑷ 硬质合金 碳化物+粘结剂——粉末冶金； 碳化物：WC、TiC、TaC、NbC；粘结剂：Co HRC≈76~84；耐热温度 — 1000℃ 允许的切削速度是高速钢的4~10倍。 ① 钨钴类（YG）：WC+Co 韧性好、硬度低，切削韧性材料时耐磨性较差。