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2024必威体育精装版精选金属切削原理与刀具教案范本

金属切削基本原理金属切削过程及控制刀具材料及其选用金属切削机床与夹具设计先进制造技术在金属切削中应用实验指导与课程总结目录CONTENTS

01金属切削基本原理

是指刀具与工件之间的相对运动，包括主运动、进给运动和合成运动。切削运动包括切削速度、进给量、切削深度等，这些要素直接影响切削过程的效率和质量。切削要素切削运动与切削要素

包括前角、后角、主偏角、副偏角等，这些角度对切削力、切削热、刀具耐用度等有重要影响。根据工件材料、加工要求等选择合适的刀具材料和几何角度，以提高切削效率和加工质量。刀具几何角度及选择刀具选择刀具几何角度

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。切削力切削热切削温度切削过程中产生的热量，主要来源于金属的塑性变形和刀具与工件、切屑之间的摩擦。切削热使得切削区域的温度升高，对刀具磨损和工件加工质量有重要影响。030201切削力、切削热与切削温度

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，包括前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损等。刀具耐用度是指刀具在切削过程中保持其锋利性的能力，与刀具材料、几何角度、切削条件等因素有关。提高刀具耐用度可以降低刀具更换频率，提高生产效率。刀具磨损与耐用度

02金属切削过程及控制

123包括弹性变形、塑性变形、切屑与工件分离三个阶段。切屑形成的基本过程主要受到刀具前角、切削速度、切削厚度等因素的影响，导致材料内部应力超过其强度极限，从而产生切屑。切屑形成的机理不同的切削条件（如刀具角度、切削用量等）会导致切屑形态的变化，如带状切屑、节状切屑、粒状切屑等。切屑形态与切削条件的关系切屑形成过程及机理

积屑瘤产生原因及影响积屑瘤产生原因在切削过程中，由于切削力和切削热的共同作用，使得切屑在刀具前刀面上粘结并层层堆积而形成积屑瘤。积屑瘤对切削过程的影响积屑瘤会改变刀具的实际前角和后角，影响切削力、切削温度和加工质量；同时，积屑瘤的不稳定性也会导致切削过程的波动。控制积屑瘤的措施通过调整切削用量、使用冷却液、改变刀具材料等方法来抑制积屑瘤的产生。

切削力主要来源于工件材料的变形抗力和刀具与工件、切屑之间的摩擦力。其大小受到工件材料、刀具角度、切削用量等因素的影响。切削力的来源及影响因素随着切削用量的增加，切削力逐渐增大；而在一定的切削用量范围内，切削力的变化呈现出一定的规律性。切削力的变化规律通过合理选择切削用量、优化刀具角度、采用先进的切削技术等措施来降低切削力，提高加工效率和质量。切削力的控制方法切削力变化规律及控制方法

切削温度的产生及影响因素01切削温度主要由切削热产生，受到工件材料、刀具材料、切削用量等因素的影响。切削温度对加工质量的影响02过高的切削温度会导致工件材料的热变形、金相组织变化等问题，从而影响加工精度和表面质量；同时，高温也会加速刀具磨损和降低刀具寿命。控制切削温度的措施03通过合理选择切削用量、使用冷却液、优化刀具结构等方法来控制切削温度，保证加工质量。切削温度对加工质量影响

03刀具材料及其选用

硬度高，耐磨性好，但耐热性较差，适用于低速切削。碳素工具钢在碳素工具钢的基础上加入合金元素，提高了耐热性和耐磨性，适用于中速切削。合金工具钢含有大量合金元素，具有高硬度、高耐磨性和良好的耐热性，适用于高速切削。高速钢由难熔金属的硬质化合物和粘结剂组成，硬度高、耐磨性好、耐热性优良，适用于高速切削和难加工材料的切削。硬质合金常见刀具材料类型及特点

根据工件材料选择切削不同材料时，应选用不同的刀具材料。例如，切削铸铁等脆性材料时，应选用硬质合金刀具；切削钢等韧性材料时，应选用高速钢刀具。根据切削条件选择切削速度、切削深度和进给量等切削条件对刀具的磨损有很大影响。在高速切削时，应选用耐热性好的硬质合金或陶瓷刀具；在低速切削时，可选用碳素工具钢或合金工具钢刀具。根据加工精度和表面质量要求选择对于高精度和表面质量要求较高的加工，应选用精度高、耐磨性好的刀具材料，如硬质合金或陶瓷刀具。刀具材料选用原则和方法

纳米材料纳米材料具有优异的力学性能和热稳定性，可显著提高刀具的耐磨性和使用寿命。超硬材料随着超硬材料如金刚石、立方氮化硼等的发展，其优异的物理和化学性能使得它们成为未来刀具材料的重要发展方向。复合材料通过不同材料的复合，可以综合各种材料的优点，提高刀具的综合性能。例如，金属陶瓷复合材料既具有金属的韧性，又具有陶瓷的高硬度。新型刀具材料发展趋势

04金属切削机床与夹具设计

包括车床、铣床、钻床、磨床等，每种机床都有其特定的加工范围和应用领域。机床类型金属切削机床通常由床身、主轴箱、进给机构、工作台等部分组成，具有刚度大、精度高、稳定性好等特点。结构特点随着制造业的不断发展，金属切削机床正