機械制造工藝基礎第四章教案

1、 第四章單元教學計劃教學目標：1、了解切削運動與切削用量的相關計算。2、對刀具幾何形狀以及材料有充分的了解。掌握其中的主要角度。3、掌握切削力和切削溫度對加工的影響。4、了解切削液的種類，以及使用的狀況。5、對加工精度和加工表面質量有一定的理解。安排課時：1、切削運動與切削用量 1課時2、刀具幾何形狀和材料 2課時3、切削力和切削溫度 1課時4、切削液 1課時5、加工精度和加工表面質量 1課時A、課題：切削運動與切削用量B、課型：新授課C、教具：多媒體D、備課時間：E、使用時間：F、教學目標： 1、切削運動的形成 2、切削用量三要素重難點： 切削用量三要素的計算。教學方法：講授法教學過程及教學

2、內容：【導入新課】：機械制造工藝是各種機械的制造方法和過程的總稱是一門研究機械制造的工藝方法和工藝過程的學科?！拘率凇浚阂?、概述 切削加工：用切削刀具，在工具（刀具）與工件的相對運動中，切除工件上的多余材料，得到預想的工件形狀、尺寸和表面質量的加工方法。分機加工和鉗工。機加工是工人操作機床完成，按切削加工所用切削工具類型可分為兩類：一類是利用刀具進行加工，另一類是利用磨料進行加工。鉗工是工人在鉗臺上用手持工具來加工的。鉗加工的主要內容：劃線、打樣沖眼、鋸削、鏨削、銼削以及鉆孔等。二、切削運動與切削用量a)車外圓面 b)磨外圓面 c)鉆孔 d)車床上鏜孔 e)刨平面 f)銑平面 g)車成形面 h

3、)銑成形面三、零件表面的形成及切削運動（一）表面的形成零件的表面主要有以下幾種組成：外圓面、內圓面、平面、和成形面1、外圓面和內圓面是以某一直線為母線，以圓為軌跡，作旋轉運動時所形成的表面。2、平面是以一直線為母線，以另一條直線為軌跡，作平移運動所形成的表面。3、成形面是以曲線為母線，以圓或直線為軌跡，作旋轉或平移運動時所形成的表面。（二）切削運動1主運動主要完成切削的運動，消耗功率最多，一種加工主運動只有一個。2進給運動使切削加工保持連續(xù)進行，一種加工可以有一種（或以上）的進給運動。（進給運動可以是連續(xù)的也可以是間歇的） 實際的切削運動是一個合成運動。合成切削速度：四、切削用量1. 切削速度

4、：在單位時間內，工件和刀具沿主運動方向的相對位移。（m/s或m/min）,車削時一般算工件最大切削直徑處的線速度。計算公式：=dw n/100060 （m/s） 或=dw n/1000（m/min） dw待加工表面直徑（mm）；n工件轉速(r/min)2進給量f：刀具在進給運動方向上相對工件的位移量，車削時為（mm/r）；刨削時為（mm/str）(毫米/往復行程)，其他切削加工也可以用進給速度 （mm/s、mm/min、m/min），和每齒進給量（mm/z）來衡量。3背吃刀量（切削深度）ap:工件已加工表面和待加工表面的垂直距離（mm）?！菊n堂小結】： 本節(jié)內容主要簡單介紹了切削運動的形成以及

5、主運動和進給運動，著重講述切削用量三要素的計算。在這里，需要我們的學生重點理解三要素的意義，能自己分析，可以自己單獨進行計算?！菊n堂練習】：練習冊第四章填空題1，2，3，4判斷題1，2，3，問答題1，2A、課題：刀具幾何形狀和材料B、課型：新授課C、教具：多媒體D、備課時間：E、使用時間：F、教學目標： 1、刀具幾何形狀 2、刀具切削部分的材料重難點： 刀具切削部分的角度以及其重要作用。教學方法：講授法教學過程及教學內容：一、切削層參數(shù) 1切削厚度hD垂直與切削刃的方向上度量的切削層截面的尺寸。（mm） 2切削寬度bD沿切削刃方向度量的切削層截面的尺寸。(mm) 3切削面積AD給定瞬間，切削層

6、在切削層尺寸平面里的橫截面積。 二、刀具切削部分的幾何形狀以車刀為例說明刀具的切削部分的結構要素和幾何角度。 1刀具切削部分的組成 外圓車刀由三個刀面，兩條切削刃和一個刀尖組成。（1）前刀面刀具上切屑流過的表面（A）。（2）后刀面刀具上與過渡表面相對的是主后刀面( A)。與已加工表面相對的是副后刀面(A)。（3）切削刃前刀面與主后刀面相交形成的交線稱為主切削刃（S），它完成主要的切削工作。前刀面與副后刀面相交形成的是副切削刃( S) 它完成部分的切削工作，并最終形成己加工表面。（4）刀尖主、副切削刃的連接部位。 圖2、車刀切削部分的主要角度 （1）刀具靜止參考系選定適當組合的基準坐標平面作為參

7、考系。用于定義刀具設計、制造、刃磨和測量時幾何參數(shù)的參考系，稱為刀具靜止參考系。 基面過切削刃選定點，垂直于該點假定主運動方向的平面（Pr）； 切削平面過切削刃選定點，與切削刃相切，并垂直于基面的平面，主切削平面（Ps），副切削平面（Ps）； 正交平面過切削刃選定點，并同時垂直于基面和切削平面的平面（Po）； 假定工作平面過切削刃選定點，垂直于基面并平行于假定進給運動方向的平面（Pf）。（2）車刀的主要標注角度及選擇要點在車刀設計、制造、刃磨和測量時，必須確定的角度。 前角前刀面與基面之間的夾角。增大前角，使主切削刃鋒利，減小切削力和切削熱。但前角過大，刀刃很脆弱，易產(chǎn)生崩刃。前角有正與負（如

8、圖）的區(qū)分。 后角主后刀面與切削平面之間的夾角。后角的主要作用是減少刀具后刀面與工件表面間的摩擦和后刀面的磨損，并配合前角影響切削刃的鋒利和強度。 主偏角 r主切削刃和假定進給方向在基面（Pr）上投影的夾角。主偏角的大小影響切屑斷面形狀和切削分力的大小。有時主偏角也根據(jù)工件加工形狀來定。 副偏角r副切削刃和假定進給的相反方向在基面Pr上投影的夾角。副偏角的主要作用是減少副切削刃與工件已加工表面的摩擦，減少刀具磨損和防止切削時產(chǎn)生振動。減小副偏角可減小切削殘留面積，降低己加工表面的粗糙度（如圖） 刃傾角s在主切削平面（Ps）里測量的主切削刃與基面間的夾角。它與前角類似，也有正、負和零值之分（如圖

9、）。刃傾角主要影響刀頭的強度、切削分力和排屑方向。選擇刀具幾何角度時，應遵循“銳字當先，銳中求固”原則。即將刀具鋒利放在第一位，同時保證刀具有一定的強固。國內外先進刀具在角度的變革方面，大致有“三大一小”的趨勢，即采用大的前角、刃傾角和主偏角，采用小的后角?！拘?結】： 本次可主要講解切削加工的基礎知識。講授了切削加工的概念和基本加工方法以及切削加工的運動形式和切削用量；刀具的幾何形狀和主要角度；刀具切削部分材料的基本要求、種類和刀具結構【布置作業(yè)】：機械制造工藝基礎習題冊A、課題：切削力和切削溫度B、課型：新授課C、教具：多媒體D、備課時間：E、使用時間：F、教學目標： 掌握切削熱與切削溫度

10、對切削加工的影響以及減少切削熱和降低切削溫度的工藝措施；掌握切削液的作用和種類及切削液的選用重難點： 切削力和切削溫度，切削液的相關知識教學方法：講授法教學過程及教學內容：【導入新課】：在切削過程中，切削力使工藝系統(tǒng)（機床工件刀具）變形，影響加工精度，切削力還直接影響著切削熱的產(chǎn)生，并進一步影響刀具磨損和已加工表面質量。切削力又是設計和使用機床、刀具、夾具的重要依據(jù)?！拘率凇浚阂?、切削力1、刀具總切削力 切削過程中，為了克服工件被切層材料對切削的抵抗，刀具必須對工件有力的作用。刀具的一個切削部分在切削工件時所產(chǎn)生的全部切削力稱為一個切削部分總切削力。車床只有一個切削部分參與切削，這個切削部分總

11、切削力就是刀具的總切削力。2、總切削力的分力 通常將總切削力分解為三個相互垂直的切削分力： 切削力Fc 是總切削力在主運動方向上的正投影，與基面垂直。約占總消耗功率的95%。背向力Fp 是總切削力在垂直于工作平面方向上的分力。車外圓時，刀具與工件在這個分力的方向無相對運動，所以不做功。進給力Ff 是總切削力在進給運動方向上的正投影，與進給速度方向一致。約消耗5%的功率。3、總切削抗力 切削加工中，工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力稱為總切削抗力F。阻力主要是：被切層材料成為切屑前后對刀具前面的擠壓變形抗力和摩擦阻力；工件過渡表面和已加工表面表層材料對刀具后面的擠壓變形和摩擦阻力。分解為三個分力：

12、切削抗力、背向抗力和進給抗力，分別與切削力、背向力和進給力大小相等。方向相反。4、影響總切削抗力的因素 工件材料 工件材料的強度、硬度越高，韌性和塑性越好，越難切削，總切削抗力越大。切削用量 切削用量中對切削力影響最大的是切削深度，其次是進給量，切削速度影響最小。因此，要減小切削力或節(jié)省動力消耗時，可以把切削深度減小，取大一些的進給量。刀具角度 刀具前角、后角增大時，總切削抗力減小；主偏角增大，切削抗力減小，但背向抗力和進給抗力增大。切削液 合理選擇使用切削液，使總切削抗力減小。二、切削溫度 1、切削熱與切削溫度 切削時，工件溫度升高，切削刀具燙手，這說明切削過程中有熱產(chǎn)生。 由于被切削材料層

13、的變形，分離及刀具和被切削材料間的摩擦而產(chǎn)生的熱量稱為切削熱。 切削過程中，切削區(qū)域的溫度稱為切削溫度。 切削過程中，大部分的熱量由切屑帶走，其次被刀具、工件和周圍介質傳導。傳入刀具的溫度，致使刀具材料軟化，切削性能降低，磨損加快，進而影響加工質量和縮短刀具壽命。傳入工件的切削熱，會導致工件受伸長和膨脹，而影響加工精度。 2、減少切削熱和降低切削溫度的工藝措施 合理選擇刀具材料和刀具幾何角度合理選擇切削用量適當選擇和使用切削液【課堂小結】本節(jié)內容主要介紹了切削力對工件的影像，讓我們從對力的分析來更深入的了解加工過程中，總切削力因為材料，角度，切削用量，切削液等等因素而產(chǎn)生的變化?！菊n堂練習】

14、練習冊填空題6，7，8，9判斷題5，6，7，8選擇題3，4，5A、課題：切削液B、課型：新授課C、教具：多媒體D、備課時間：E、使用時間：F、教學目標： 掌握切削液的作用和種類，針對不同的加工種類材料以及加工方式和刀具材料，各采用不同的切削液。重難點： 切削液的作用及選用標準教學方法：講授法教學過程及教學內容：一、切削液的作用和種類切削液是為了提高切削加工效果而使用的液體。主要用來減少切削過程中的摩擦并降低切削溫度。合理選用切削液可以提高加工表面質量，減少工件的熱變形，保證加工精度，減少刀具的磨損，提高刀具耐用度和生產(chǎn)效率。1、切削液的作用冷卻作用潤滑作用清洗和排屑作用2、切削液的種類合成切削

15、液 以水為主要成分，加入適量的水溶性防銹添加劑制成。俗稱水溶液、乳化液 用乳化油加水稀釋而成。油基切削液 即切削油，分礦物油、動植物油和復合油三種。礦物油：機械油、高速機械油、煤油等動植物油：豬油、豆油、菜子油等復合油：以礦物油為主加入適量動植物油混合而成二、切削液的選用 粗加工主要要求冷卻。也希望降低一些切削力及切削功率。一般應選用冷卻作用較好的切削液，如低濃度的乳化液等。精加工主要希望提高表面質量和減少刀具磨損，一般應選用潤滑作用較好的切削液，如高濃度的乳化液或切削油等。1、工件材料 切削鋼等塑性材料需選用，切削鑄鐵等脆性材料可不用。2、刀具材料 高速鋼刀具用，硬質合金刀具可不用。3、加工方法 進行鉆孔（特別是深鉆孔）、鉸孔、攻螺紋、拉削、磨削等加工時要用?！拘?結】： 本次課