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《金属切削原理与刀具》教案

CATALOGUE目录课程介绍与教学目标金属切削基本原理金属切削过程及控制刀具材料、结构及选用金属切削机床与夹具金属切削加工质量与精度控制课程总结与展望

01课程介绍与教学目标

掌握金属切削原理与刀具知识，对于提高加工效率、保证加工质量具有重要意义。本课程旨在培养学生具备金属切削加工方面的基本理论和实践技能，为后续专业课程和职业发展打下基础。金属切削加工是制造业的基础工艺之一，广泛应用于各个领域。课程背景及意义

掌握金属切削过程中的基本原理和规律，了解切削力、切削热和刀具磨损等基本概念。熟悉常用刀具的种类、结构特点、选用原则及使用方法。培养学生分析问题和解决问题的能力，提高实践操作技能。强调安全意识，遵守操作规程，培养良好的职业素养学目标与要求

《金属切削原理与刀具》，XX出版社，主编：XXX。教材《金属切削技术手册》、《现代金属切削刀具实用技术》、《机械制造工艺学》等。参考资料教材及参考资料

02金属切削基本原理

切削运动与切削要素切削运动是指刀具与工件之间的相对运动，包括主运动、进给运动和合成切削运动。切削要素是指切削速度、进给量、切削深度等参数，这些参数的选择直接影响切削效率和加工质量。切削用量是指切削过程中消耗的切削液、刀具磨损等，合理控制切削用量对于降低加工成本和提高加工效率具有重要意义。

是指刀具切削部分各面之间的夹角，包括前角、后角、主偏角、副偏角等。这些角度的选择对于切削力、切削热、刀具磨损以及加工质量都有重要影响。刀具几何角度常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼等，不同材料具有不同的物理机械性能和切削性能，因此需要根据加工要求合理选择。刀具材料刀具结构包括整体式、焊接式、机夹式等，不同结构形式的刀具具有不同的刚性和耐用度，需要根据加工要求进行选择。刀具结构刀具几何角度及选择

切削力是指切削过程中刀具与工件之间的相互作用力，包括主切削力、进给力、背向力等。切削力的大小和分布直接影响切削过程的稳定性和加工质量。切削热是指切削过程中产生的热量，这些热量会导致刀具磨损和工件变形。因此，需要采取有效的冷却和润滑措施来控制切削热。刀具磨损是指刀具在切削过程中逐渐失去其锋利性的现象。刀具磨损的形式包括前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损等。为了延长刀具使用寿命和提高加工效率，需要合理选择切削用量和采用有效的刀具磨损补偿措施。切削力、切削热与刀具磨损

03金属切削过程及控制

切屑形成的基本过程包括弹性变形、塑性变形、切屑与工件分离三个阶段。切屑形成的机理主要涉及到剪切滑移、绝热剪切、周期性脆性断裂等理论。切屑类型及其特点包括带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑等，不同类型的切屑对切削过程和加工质量有不同影响。切屑形成过程及机理

积屑瘤的形成原因01主要是由于切削过程中的物理和化学作用，使得切屑与刀具前刀面之间产生粘结和摩擦，从而形成积屑瘤。积屑瘤对切削过程的影响02积屑瘤会改变刀具的实际前角和后角，影响切削力、切削热和加工质量。同时，积屑瘤的不稳定性也会导致切削过程的波动。控制积屑瘤的措施03包括合理选择切削用量、使用润滑性能好的切削液、提高刀具前刀面的表面质量等。积屑瘤形成及其对切削过程影响

通过合理选择切削速度、进给量和背吃刀量等切削用量，可以实现切削过程的优化，提高加工效率和加工质量。切削用量的优化不同材料和角度的刀具对切削过程有不同的影响，应根据加工要求和工件材料合理选择。刀具材料和角度的选择切削液具有冷却、润滑、清洗和防锈等作用，合理选择和使用切削液可以改善切削过程并提高加工质量。切削液的选择与使用如高速切削、干式切削、硬态切削等，这些先进切削技术可以进一步提高加工效率和加工质量。先进切削技术的应用切削过程优化与控制方法

04刀具材料、结构及选用

碳素工具钢硬度较高，耐磨性较好，但耐热性较差，适用于低速切削。高速钢含有大量合金元素，具有高硬度、高耐磨性、高热稳定性和良好的韧性，适用于高速切削和复杂刀具的制造。硬质合金由难熔金属的硬质化合物和粘结剂经粉末冶金工艺制成，具有高硬度、高耐磨性、高红硬性、良好的化学稳定性和较低的摩擦系数，适用于高速切削和重载切削。合金工具钢在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素，提高了硬度和耐磨性，同时增强了耐热性和韧性，适用于中速切削。常见刀具材料及其性能特点

第二季度第一季度第四季度第三季度整体式刀具焊接式刀具机夹式刀具模块式刀具刀具结构类型及适用场合结构简单，制造方便，适用于形状简单的工件和低速切削。将刀片和刀体通过焊接方式连接在一起，适用于中速切削和形状较复杂的工件。分为可转位和不转位两种，可转位刀具的刀片可以重复使用，适用于高速切削和自动化生产；不转位刀具的刀片固定在刀体上，适用于重载切削和粗加工。由不同功能的模