機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)第四章教案

1、 第四章單元教學(xué)計(jì)劃 教學(xué)目標(biāo)： 1、了解切削運(yùn)動(dòng)與切削用量的相關(guān)計(jì)算。 2、對(duì)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(duì)加工的影響。 4、了解切削液的種類，以及使用的狀況。 5、對(duì)加工精度和加工表面質(zhì)量有一定的理解。 安排課時(shí)： 1、切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 1課時(shí) 2、刀具幾何形狀和材料 2課時(shí) 3、切削力和切削溫度 1課時(shí) 4、切削液 1課時(shí) 5、加工精度和加工表面質(zhì)量 1課時(shí) A、課題：切削運(yùn)動(dòng)與切削B、課型：新C、教具：多D、備課時(shí)E、使用時(shí)F、教學(xué)目 1、切削運(yùn)動(dòng)的形成 2、切削用量三要素 重難點(diǎn)： 切削用量三要素的計(jì)教學(xué)方法：講教學(xué)過(guò)程及教學(xué)內(nèi)容

2、： 【導(dǎo)入新課】：機(jī)械制造工藝是各種機(jī)械的制造方法和過(guò)程的總稱是一門研究機(jī)械制造的工藝方法和工藝過(guò)程的學(xué)科。 【新授】： 一、概述 切削加工：用切削刀具，在工具（刀具）與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，切除工件上的多余材料，得到預(yù)想的工件形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。 分機(jī)加工和鉗工。機(jī)加工是工人操作機(jī)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(jìn)行加工，另一類是利用磨料進(jìn)行加工。鉗工是工人在鉗臺(tái)上用手持工具來(lái)加工的。鉗加工的主要內(nèi)容：劃線、打樣沖眼、鋸削、鏨削 、銼削以及鉆孔等。 二、切削運(yùn)動(dòng)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

3、成形面 h)銑成形面 三、零件表面的形成及切削運(yùn)動(dòng) （一）表面的形成 零件的表面主要有以下幾種組成：外圓面、內(nèi)圓面、平面、和成形面 1、外圓面和內(nèi)圓面是以某一直線為母線，以圓為軌跡，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的表面。 （二）切削運(yùn)動(dòng) 1主運(yùn)動(dòng)主要完成切削的運(yùn)動(dòng)，消耗功率最多，一種加工主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。 2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使切削加工保持連續(xù)進(jìn)行，一種加工可以有一種（或以上）的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是連續(xù)的也可以是間歇的） 實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)是一個(gè)合成運(yùn)動(dòng)。合成切削速度

4、： 四、切削用量 1. 切削速度：在單位時(shí)間內(nèi)，工件和刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移。（m/s或m/min）,車削時(shí)一般算工件最大切削直徑處的線速度。計(jì)算公式： =dw n/1000×60 （m/s） 或=dw n/1000（m/min） dw待加工表面直徑（mm）；n工件轉(zhuǎn)速(r/min) 2進(jìn)給量f：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量，車削時(shí)為（mm/r）；刨削時(shí)為（mm/str）(毫米/往復(fù)行程)，其他切削加工也可以用進(jìn)給速度 （mm/s、mm/min、m/min），和每齒進(jìn)給量（mm/z）來(lái)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）。 【課

5、堂小結(jié)】： 本節(jié)內(nèi)容主要簡(jiǎn)單介紹了切削運(yùn)動(dòng)的形成以及主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，著重講述切削用量三要素的計(jì)算。在這里，需要我們的學(xué)生重點(diǎn)理解三要素的意義，能自己分析，可以自己?jiǎn)为?dú)進(jìn)行計(jì)算。 【課堂練習(xí)】： 練習(xí)冊(cè)第四章填空題1，2，3，4判斷題1，2，3，問(wèn)答題1，2 A、課題：刀具幾何形狀和B、課型：新C、教具：多D、備課時(shí)E、使用時(shí)F、教學(xué)目 1、刀具幾何 2、刀具切削部分的重難點(diǎn)： 刀具切削部分的角度以及其重要作教學(xué)方法：講教學(xué)過(guò)程及教學(xué)內(nèi)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

6、AD給定瞬間，切削層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(shuō)明刀具的切削部分的結(jié)構(gòu)要素和幾何角度。 1刀具切削部分的組成 外圓車刀由三個(gè)刀面，兩條切削刃和一個(gè)刀尖組成。 （1）前刀面刀具上切屑流過(guò)的表面（A）。 （2）后刀面刀具上與過(guò)渡表面相對(duì)的是主后刀面( A)。與已加工表面相對(duì)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

7、（1）刀具靜止參考系選定適當(dāng)組合的基準(zhǔn)坐標(biāo)平面作為參考系。用于定義刀具設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)幾何參數(shù)的參考系，稱為刀具靜止參考系。 基面過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)假定主運(yùn)動(dòng)方向的平面（Pr）； 切削平面過(guò)切削刃選定點(diǎn)，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(guò)切削刃選定點(diǎn)，并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面（Po）； 假定工作平面過(guò)切削刃選定點(diǎn)，垂直于基面并平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面（Pf）。 （2）車刀的主要標(biāo)注角度及選擇要點(diǎn)在車刀設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)，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

8、。但前角過(guò)大，刀刃很脆弱，易產(chǎn)生崩刃。前角有正與負(fù)（如圖）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(qiáng)度。 主偏角 r主切削刃和假定進(jìn)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(shí)主偏角也根據(jù)工件加工形狀來(lái)定。 副偏角r副切削刃和假定進(jìn)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(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。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(cè)量的主切削刃與

9、基面間的夾角。它與前角類似，也有正、負(fù)和零值之分（如圖）。刃傾角主要影響刀頭的強(qiáng)度、切削分力和排屑方向。 選擇刀具幾何角度時(shí)，應(yīng)遵循“銳字當(dāng)先，銳中求固”原則。即將刀具鋒利放在第一位，同時(shí)保證刀具有一定的強(qiáng)固。國(guó)內(nèi)外先進(jìn)刀具在角度的變革方面，大致有“三大一小”的趨勢(shì)，即采用大的前角、刃傾角和主偏角，采用小的后角。 【小 結(jié)】： 本次可主要講解切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)。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(yùn)動(dòng)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(jié)構(gòu) 【布置作業(yè)】：機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)習(xí)題冊(cè) A、課題：切削力和切削B、課型：新C、教具：多D、備課時(shí)E、

10、使用時(shí)F、教學(xué)目標(biāo)： 掌握切削熱與切削溫度對(duì)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重難點(diǎn)： 切削力和切削溫度，切削液的相關(guān)教學(xué)方法：講教學(xué)過(guò)程及教學(xué)內(nèi)容： 【導(dǎo)入新課】：在切削過(guò)程中，切削力使工藝系統(tǒng)（機(jī)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(jìn)一步影響刀具磨損和已加工表面質(zhì)量。切削力又是設(shè)計(jì)和使用機(jī)床、刀具、夾具的重要依據(jù)。 【新授】： 一、切削力 1、刀具總切削力 切削過(guò)程中，為了克服工件被切層材料對(duì)切削的抵抗，刀具必須對(duì)工件有力的作用。刀具的一個(gè)切削部分在切削工件時(shí)所產(chǎn)生的全部切削力稱為一個(gè)切削部分總切削力。車床只

11、有一個(gè)切削部分參與切削，這個(gè)切削部分總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(gè)相互垂直的切削分力： 切削力Fc 是總切削力在主運(yùn)動(dòng)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(shí)，刀具與工件在這個(gè)分力的方向無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以不做功。 進(jìn)給力Ff 是總切削力在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的正投影，與進(jìn)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(duì)刀具前面的擠壓變形抗力和摩擦阻力；工件過(guò)渡表面和已加工表面表層材料對(duì)

12、刀具后面的擠壓變形和摩擦阻力。分解為三個(gè)分力：切削抗力、背向抗力和進(jìn)給抗力，分別與切削力、背向力和進(jìn)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(qiáng)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(duì)切削力影響最大的是切削深度，其次是進(jìn)給量，切削速度影響最小。因此，要減小切削力或節(jié)省動(dòng)力消耗時(shí)，可以把切削深度減小，取大一些的進(jìn)給量。 刀具角度 刀具前角、后角增大時(shí)，總切削抗力減??；主偏角增大，切削抗力減小，但背向抗力和進(jìn)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(shí)，工件溫度升高，切

13、削刀具燙手，這說(shuō)明切削過(guò)程中有熱產(chǎn)生。 由于被切削材料層的變形，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(guò)程中，切削區(qū)域的溫度稱為切削溫度。 切削過(guò)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(zhì)傳導(dǎo)。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(jìn)而影響加工質(zhì)量和縮短刀具壽命。傳入工件的切削熱，會(huì)導(dǎo)致工件受伸長(zhǎng)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(dāng)選擇和使用切削液 【課堂小結(jié)】 本節(jié)內(nèi)容主要介紹了切削力對(duì)工件的影像，讓我們從對(duì)力的分析來(lái)更深入的了解加工過(guò)程中，總切削力因?yàn)?/p>

14、材料，角度，切削用量，切削液等等因素而產(chǎn)生的變化。 【課堂練習(xí)】 練習(xí)冊(cè)填空題6，7，8，9 判斷題5，6，7，8 選擇題3，4，5 A、課題：切B、課型：新C、教具：多D、備課時(shí)E、使用時(shí)F、教學(xué)目標(biāo)： 掌握切削液的作用和種類，針對(duì)不同的加工種類材料以及加工方式和刀具材料，各采用不同的切削重難點(diǎn)： 切削液的作用及選用教學(xué)方法：講授法 教學(xué)過(guò)程及教學(xué)內(nèi)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(lái)減少切削過(guò)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(zhì)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

15、冷卻作用 潤(rùn)滑作用 清洗和排屑作用 2、切削液的種類 合成切削液 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(dòng)植物油和復(fù)合油三種。 礦物油：機(jī)械油、高速機(jī)械油、煤油等 動(dòng)植物油：豬油、豆油、菜子油等 復(fù)合油：以礦物油為主加入適量動(dòng)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(yīng)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(zhì)量和減少刀具磨損，一般應(yīng)選用潤(rùn)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(zhì)合金刀具可不用。 3、加工方法 進(jìn)行鉆孔（特別是深鉆孔）、鉸孔、攻螺紋、拉削、磨削等加工時(shí)要用。 【小 結(jié)】： 本