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机械制造与装配2019/8/5项目一认知金属切削规律山东职业学院新课导入2019/8/5看图思考？车床尾座螺母零件图如何制造该零件？制造该零件需要哪些装备？可能需要哪些过程？2019/8/5任务导航任务1.1认知金属切削机床任务1.2认知金属切削刀具任务1.3认知切削加工基本规律项目一认知金属切削规律（1）2019/8/5任务1.1认知金属切削机床1.机床：用于机械加工的设备。可分为热加工设备、冷加工设备（金属切削机床）1.1.1认知机床类别热加工设备：进行铸造、锻压、热处理工艺加工的设备。冷加工设备：进行金属切削加工的设备。采用去除材料的方法进行加工CA6140M7130项目一认知金属切削规律（1）2019/8/52.金属切削机床分类：按机床的通用性程度分通用机床专门化机床专用机床按机床工作精度分普通机床精密机床高精度机床项目一认知金属切削规律（1）1.1.2认知机床型号编写方法1.通用机床型号注：1）有“□”符号者，为大写的汉语拼音字母；2）有“△”符号者，为阿拉伯数字；3）有“（）”的代号或数字，当无内容时则不表示，有内容时应去掉括号分类代号类别代号通用特性和结构特性代号组别代号型别代号主参数或设计顺序号主轴数（用“·”分开）重大改进序号同一型号机床的变型代号(用“／”分开)最大跨距、最大工件长度、工作台长度等第二参数(用“×”分开)(△)□(□)△△△△(·△)(□)(／△)(×△)2019/8/5（1）机床类别代号用大写汉语拼音字母表示机床大类。如C—车床；M—磨床等每一类可以分若干分类，如磨床类可分为M、2M、3M三类。项目一认知金属切削规律（1）2019/8/5（2）机床特性代号表示机床通用特性和结构特性。用相应大写汉语拼音字母表示，见下表。项目一认知金属切削规律（1）2019/8/5（3）机床组系代号用阿拉伯数字表示。表示机床所处组、系类别。每大类机床分为10组，每组分为10系。（4）主参数、主轴数、第二主参数、设计顺序号主参数：表示机床规格大小、位于组系代号后，用折算值表示。表示机床与原机床相比结构形式、性能有了改进，在型号尾部用A.B.S.D等字母表示，除I、O外。（5）机床重大改进顺序号项目一认知金属切削规律（1）2019/8/52.机床型号表示举例CA6140类别代号（车床类）结构特性代号（结构不同）组别代号（落地及卧式车床组）系别代号（卧式车床系）主参数代号（最大工件回转直径400mm）说明：MM7132的含义？项目一认知金属切削规律（1）2019/8/53.做一做（柔性调整环节）说明：C6136A.Z3040.MG1432AY3150E的含义？项目一认知金属切削规律（1）2019/8/51.1.3分析表面成形运动【想一想】1.你会削苹果吗？有哪些运动形式？2.木工刮削桌面有哪些运动？3.加工一个新表面没有相对运动能实现吗？项目一认知金属切削规律（1）1.1.3分析表面成形运动1.零件表面形状机械零件外表直观特征明显，形态各异，但都是由基本的点、线、面组成的几何体。基本表面有平面、圆柱面、圆锥面、球面、曲面、成形面等项目一认知金属切削规律（1）2019/8/51.1.3分析表面成形运动1.零件表面形状例：如轴圆柱面平面如箱体孔（圆柱面）平面如齿轮平面圆柱面渐开线表面项目一认知金属切削规律（1）2019/8/51.1.3分析表面成形运动机械零件的表面非加工表面加工表面（重要的工作表面）有一定的精度要求和粗糙度要求通过机械加工保证项目一认知金属切削规律（1）2019/8/52.零件表面成形方法1.1.3分析表面成形运动工件表面可以看成是一条线沿着另一条线移动或旋转而形成的。并且我们把这两条线叫着母线和导线，统称发生线。项目一认知金属切削规律（1）2019/8/52.零件表面成形方法1.1.3分析表面成形运动轨迹法成形法展成法相切法（a）轨迹法（b）成形法（c）展成法（d）相切法项目一认知金属切削规律（1）2019/8/5待加工表面已加工表面过渡表面3.切削时工件上的表面1.1.3分析表面成形运动项目一认知金属切削规律（1）待加工表面工件上多余金属即将被切除的表面。随着切削的进行逐渐减小，直至多余金属被切完。已加工表面工件上多余金属被切除后形成的新表面。过渡表面工件上多余金属被切除过程中，待加工表面与已加工表面之间相连接表面，或刀刃正在切削着的表面。2019/8/53.切削时工件上的表面项目一认知金属切削规律（1）外圆车削时切削运动及工件上三表面项目一认知金属切削规律（1）2019/8/51.表面成形运动就机床上运动的功能来看，可区分为表面成形运动和辅助运动两大类等。是保证得到工件要求的表面形状的运动。它是机床上最基本的运动，是机床上的刀具和工件为了形成表面发生线而作的相对运动。1.1.4认知机床运动项目一认知金属切削规律（1）2019/8/5（1）简单成形运动由单独的相互独立的运动所构成的成形运动。如：车外圆表面。（2）复合成形运动由两个（或以上）简单运动按照一定运动关系合成的成形运动。如：车螺纹、展成法加工齿轮等。1.表面成形运动项目一认知金属切削规律（1）2019/8/5（1）主运动使刀具与工件产生相对运动，切除工件上多余金属的基本运动。特点：运动速度最高，消耗功率最大。注：(1)主运动可为刀具，也可为工件；(2)主运动可是直线运动，也可旋转运动；(3)切削加工中，主运动只有一个。（2）进给运动与主运动配合使切除多余金属连续进行，形成已加工表面的运动。注意：（1）进给运动可以是一个或几个；（2）进给运动可是直线运动、旋转运动或两者的组合；（3）进给运动可由刀具或工件完成。2.切削运动项目一认知金属切削规律（1）2019/8/5切入运动使刀具切入工件表面一定深度，以使工件获得所需的尺寸。分度运动工作台或刀架的转位或移位，以顺序加工均匀分布的若干个相同的表面或使用不同的刀具作顺次加工。调位运动根据工件的尺寸大小，在加工之前调整机床上某些部件的位置，以便于加工。3.辅助运动项目一认知金属切削规律（1）2019/8/5空行程运动切削前后，刀架、工作台快速移动的运动。操纵控制运动变速、换向、启停控制的各种运动。3.辅助运动项目一认知金属切削规律（1）小结：1.了解机床类别，会读机床编号，明确代号含义？2.理解切削加工时工件表面的变化，会分析表面成形所需运动形式？3.掌握主运动和进给运动的含义和性质？练习题：P29:1.2.4项目一认知金属切削规律（1）新课导入2019/8/5思考与问答车床尾座螺母零件图1.机床的作用？2.零件表面是如何形成的？3.刀具在加工中的作用？项目一认知金属切削规律（2）2019/8/5任务1.2认知金属切削刀具1.2.1金属切削刀具的结构刀具切削部分结构要素三个刀面二个刀刃一个刀尖项目一认知金属切削规律（2）1.三个刀面•前刀面（A）：切屑沿其流出的刀面•主后刀面（A）：与工件过渡表面相对着的刀面•副后刀面（A）：与工件上已加工表面相对着的刀面1.2.1金属切削刀具的结构项目一认知金属切削规律（2）2.两个刀刃•主切削刃S：前刀面与主后刀面相交部位，承担主要的切削作用。•副切削刃S：前刀面与副后刀面相交部位，协助主刀刃切除多余金属形成已加工表面。3.一个刀尖刀尖：主刀刃与副刀刃相交部位。1.2.1金属切削刀具的结构项目一认知金属切削规律（2）1.2.2金属切削刀具几何参数刀具要从工件上切除金属，就必须具有一定的切削角度及几何形状。这些角度决定了刀具各切削部分要素（刀面、刀刃、刀尖）的空间位置，它们是在相应的参考平面为基础的条件下测量的。（1）刀具标注角度：在刀具标注参考系中确定的切削刃与刀面的方位角。是制造、刀磨和检查刀具所需要的角度。刀具标注角度是不考虑进给运动而定义的。（2）刀具的工作角度:刀具在工作状态下的角度，即考虑进给运动和实际装刀状态定义的刀具几何角度。1.刀具切削角度参考平面项目一认知金属切削规律（2）1.刀具切削角度的参考平面刀具标注角度参考系•正交平面参考系(Pr、Ps、Po)•法平面参考系(Pr、Ps、Pn)•背平面和假定工作平面参考系(Pp、Pf、Pr)2.正交平面参考系（1）基面Pr通过刀具切削刃上选定点，垂直于主运动方向的平面。（2）切削平面Ps通过刀刃上选定点，与切削刃相切并垂直于Pr的平面。（3）正交平面Po通过刀刃上选定点，同时垂直于Pr和Ps的平面。项目一认知金属切削规律（2）3.刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度（1）主偏角Kr主刀刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角；（2）副偏角Kr副刀刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角；刀尖角r主、副刀刃在基面上的投影之间的夹角；1）在基面Pr内能够标注的角度项目一认知金属切削规律（2）3.刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度2）在正交平面Po内标注的角度（3）前角o前刀面与基面之间的夹角。有正、负之分。前刀面在基面下面，前角为正，反之为负。（4）后角o主后刀面与切削平面之间的夹角。•刀楔角o前刀面与主后刀面之间的夹角。显然，o=90-(o+o)项目一认知金属切削规律（2）3.刀具的标注角度在正交平面参考系中刀具的标注角度2）在切削平面Po内标注的角度（5）刃倾角s主刀刃与基面之间的夹角。s有正、负之分，刀尖是刀刃最高点时，s为正，反之为负。副后角o在副刀刃选定点的副正交剖面Po内，副后刀面与副切削平面Ps之间的夹角。项目一认知金属切削规律（2）1.刀具材料性能金属切削的条件：高速、高温、高硬、力、形状复杂刀具材料的基本要求（1）高硬度（2）高强度与强韧性（3）较强的耐磨性和耐热性（4）优良导热性（5）良好的工艺性与经济性刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标志，通常用高温下保持高硬度的性能来衡量，也称热硬性1.2.3金属切削刀具材料项目一认知金属切削规律（2）（1）高硬度切削是用刀具从工件上去除材料，所以刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。刀具材料最低硬度应在60HRC以上。对于碳素工具钢材料，在室温条件下硬度应在62HRC以上；高速钢硬度为63HRC～70HRC；硬质合金刀具硬度为89HRC～93HRC。1.刀具材料性能项目一认知金属切削规律（2）（2）高强度与强韧性•刀具材料在切削时受到很大的切削力与冲击力。•如车削45钢，在背吃刀量ap＝4㎜，进给量f＝0.5㎜/r的条件下，刀片所承受的切削力达到4000N，可见，刀具材料必须具有较高的强度和较强的韧性。•一般刀具材料的韧性用冲击韧度aK(P10)表示，反映刀具材料抗脆性和崩刃能力。1.刀具材料性能项目一认知金属切削规律（2）（3）高耐磨性和耐热性（1）刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。•一般刀具硬度越高，耐磨性越好。•刀具金相组织中硬质点（如碳化物、氮化物等）越多，颗粒越小，分布越均匀，则刀具耐磨性越好。（2）刀具材料耐热性是衡量刀具切削性能的主要标志，通常用高温下保持高硬度的性能来衡量，也称热硬性。•刀具材料高温硬度越高，则耐热性越好，在高温抗塑性变形能力、抗磨损能力越强。1.刀具材料性能项目一认知金属切削规律（2）（4）优良导热性•刀具导热性好，表示切削产生的热量容易传导出去，降低了刀具切削部分温度，减少刀具磨损。•刀具材料导热性好，其抗耐热冲击和抗热裂纹性能也强。（5）良好的工艺性与经济性•刀具不但要有良好的切削性能，本身还应该易于制造，这要求刀具材料有较好的工艺性，如锻造、热处理、焊接、磨削、高温塑性变形等功能。•经济性也是刀具材料的重要指标之一，选择刀具时，要考虑经济效果，以降低生产成本。1.刀具材料性能项目一认知金属切削规律（2）2.常用刀具材料1）高速钢（俗称白钢）高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较多的工具钢。性质①高速钢具有良好的热稳定性②高速钢具有较高强度和韧性③高速钢具有一定的硬度(63～70HRC)和耐磨性。（1）普通高速钢，P24，表1-3.（2）高性能高速钢具有较强的耐热性，刀具耐用度是普通高速钢的1