【正文】 ：教材分析及教學過程：任務五、切削用量和切削層參數(shù)1. 切削用量三要素切削速度、進給量和吃刀量稱為切削用量三要素。 主運動為旋轉運動式中 切削速度 m/s d 切削刃選定點所對應工件或刀具的直徑，實際計算中一般取工件或刀具的外圓直徑 mm n 工件或刀具的轉速 r/s 主運動為往復運動式中 切削速度 m/s L 往復運動行程長度 mm 主運動每秒鐘往復次數(shù) str/s 進給量f是指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量，可用刀具或工件每轉或每行程的位移量來表達或度量，單位為mm/r或mm/行程。吃刀量根據(jù)所選定的測量方向不同可分為背吃刀量、側吃刀量和進給吃刀量。切削刃基點是指作用于切削刃上的特定參考點，通常把它定在將作用切削刃分成兩相等長度的點上。 切削用量的選擇 切削用量選擇原則保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本。⑵. 精加工時切削用量選擇首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面粗糙度要求，選取較小的進給量；最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速度。粗加工[Ra10~80μm]時，一次進給應盡可能切除全部余量，在中等功率的機床上，背吃刀量可達8~10mm；半精加工[~10μm]時，~2mm；精加工[~]時，~。 進給量f的選擇粗加工時，由于對工件表面質量沒有太高的要求，這時主要考慮機床進給機構的強度和剛性及刀桿的強度和剛性等限制因素。在半精加工和精加工時，則按表面粗糙度的要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度來選擇進給量?？捎媒涷灩接嬎?，也可根據(jù)生產實踐經驗在機床說明書允許的切削速度范圍內查表選取。作業(yè)： 車外圓時工件加工前直徑為62mm，加工后直徑為56mm，工件轉速為4r/s，刀具每秒鐘沿工件軸向移動2mm，工件加工長度為110mm，切入長度為3mm，求v、f、2. 切削層及切削層參數(shù) 切削層由切削部分的一個單一動作（或指切削部分切過工件的一個單程，或指只產生一圈過渡表面的動作）所切削的工件材料層。由切削刃正在切削的這一層金屬叫作切削層。 切削層參數(shù) 切削層公稱寬度在給定瞬間，作用于主切削刃截形上兩個極限點間的距離，在切削層尺寸平面中測量。公稱寬度是平行于過渡表面的參數(shù)，主要影響刀具的散熱情況。 切削層公稱厚度在垂直于切削刃的方向上度量的切削層截面的尺寸。式中 f 進給量； 刀具主偏角。山西省農業(yè)機械化學校課程 ：金屬切削原理與刀具授 課 時 間時間分配復 習 提 問 5 分所 需 學 時2內 容 講 授 80 分累 計 學 時12課 堂 小 結 5 分課 題：第三章 制造刀具的材料 教學目的：使學生了解刀具材料必須具備的性能，了解刀具材料的種類和刀體裁料；了解高速工具鋼的性能特點。教學方法及教改手段：課堂教學教學用具：教材分析及教學過程：項目三、制造刀具的材料任務一、刀具材料的性能和種類問題1：制造刀具的材料的研究對象是什么？所謂刀具材料是指刀具切削部分的材料。問題3：刀具材料必須具備的性能？。耐磨性是指刀具材料抵抗磨損的能力。為了防止刀具崩刃和碎裂，切削部分必須具有足夠的強度和韌性。耐熱性是指在高溫下刀具切削部分材料要保持常溫時硬度的性能，通常把材料在高溫下仍保持高硬度的能力稱為熱硬性（高溫硬度）。所以耐熱性是衡量刀具材料性能的主要指標之一。為了便于制造，刀具切削部分材料應有良好的鍛造、焊接、熱處理和磨削加工等性能。經濟性也是刀具材料衡量指標之一，選擇刀具時，要考慮刀具的經濟效益，以降低生產成本。尺寸較小的刀具或切削負荷較大的刀具宜選用合金工具鋼或整體高速鋼制作，如螺紋刀具、成形銑刀、拉刀等。任務二、高速工具鋼問題1：高速工具鋼的性能特點有哪些？⑴、耐熱性很高，在切削溫度高達600℃時仍能保持60HRC的高硬度，切削速度可提高1~3倍，耐用度提高了4~10倍。⑵、有較高的強度和韌性。⑶、硬度高，耐磨性好，其硬度高達70HRC，適合各類切削刀具的要求，也可用于在剛性較差的機床上加工。容易磨成鋒利的切削刃，能鍛造，所以在復雜刀具（鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪工具等）制造中，高速鋼仍占主要地位。問題3：通用型高速鋼的分類及其各自優(yōu)缺點？通用型高速鋼可分為鎢鋼、鎢鉬鋼和不含鎢的鉬鋼。鎢鉬鋼的優(yōu)點是熱塑性好，常用于制造熱軋刀具（熱軋麻花鉆），抗彎強度比鎢鋼高，韌度高，適用于尺寸較大，承受沖擊較大的刀具；缺點是熱處理易脫碳，易氧化，熱穩(wěn)定性差。書P33問題5：粉末冶金高速鋼的主要優(yōu)點。教學重點：硬質合金分類及選用其他刀具材料特點及應用范圍教學難點：硬質合金分類及選用其他刀具材料特點及應用范圍教學方法及教改手段：課堂教學教學用具：教材分析及教學過程：任務三、硬質合金問題1：硬質合金是什么？硬質合金是將一些難熔的、高硬度的合金碳化物微米數(shù)量級粉末與金屬粘結劑混合加壓成形，燒結而成的粉末冶金材料。1923年，德國的施勒特爾往碳化鎢粉末中加進10%～20%的鈷做粘結劑，發(fā)明了碳化鎢和鈷的新合金，硬度僅次于金剛石，這是世界上人工制成的第一種硬質合金。1929年美國的施瓦茨科夫在原有成分中加進了一定量的碳化鎢和碳化鈦的復式碳化物，改善了刀具切削鋼材的性能。問題2：硬質合金的優(yōu)缺點？優(yōu)點：①、硬度高，耐磨性好；②、熱穩(wěn)定性好，耐熱性好；③、切削性能比高速鋼好。碳化物含量增加，硬度增加，抗彎強度降低。問題3：常用硬質合金的分類、牌號？ISO將切削用硬質合金分為三大類：P類，相當于YT類，用于加工長切屑黑色金屬；K類，相當于YG類，用于加工短切屑黑色金屬、有色金屬和非金屬；M類，相當于YW類，用于加工長短切屑的黑色金屬、有色金屬。YG代表鎢鈷類硬質合金。C表示粗顆粒，X表示細顆粒，一般硬質合金均是中等顆粒。YT表示鎢鈦鈷類硬質合金，數(shù)字表示TiC的含量。W表示萬能硬質合金，數(shù)字表示順序。鈦基硬質合金。問題4：各類硬質合金的性能？①、YG類硬質合金主要用于加工鑄鐵、有色金屬及非金屬材料。雖然YG類硬質合金耐熱性較YT類硬質合金差，但在低速范圍切削鑄鐵時，刀具耐磨性卻比YT類硬質合金高，YG類硬質合金可磨削性較好，切削刃較鋒利，適合加工有色金屬及其合金。②、YT類硬質合金的硬度、耐磨性和抗氧化能力較高，其導熱性能、抗彎強度、可磨削性和可焊接性隨TiC的含量增加而降低。③、YW類含添加劑的硬質合金，常用添加劑是合金碳化物TaC或NbC，其作用是提高了硬質合金的硬度、高溫硬度、韌性和耐磨性。問題5：硬質合金的選用書P37任務四、其他刀具材料問題1：什么是陶瓷材料？其特點是什么？陶瓷材料是以氧化鋁或以氮化硅為主要成分在高溫下燒結而成的?；沾傻奶攸c：①、具有很高的硬度和耐磨性；②、耐熱性很好；③、化學穩(wěn)定性很高，陶瓷與金屬的親和力小，有良好的抗粘結、抗擴散性能；④、有較小的摩擦系數(shù)；⑤、最大的缺點是強度差，韌性差，導熱系數(shù)低。問題2：陶瓷材料的應用范圍？基陶瓷刀具適用于鋼、鑄鐵及塑性大的材料（紫銅）的半精加工和精加工，對于冷硬鑄鐵、淬硬鋼等高硬度材料，大件及高精度零件加工特別有效。問題3：超硬刀具材料包括什么？超硬刀具材料包括金剛石和立方氮化硼。它與金屬的摩擦系數(shù)小，抗粘結能力強，而且切削刃非常鋒利，刃部表面粗糙度參數(shù)值很低。但其耐熱性差，切削溫度不得超過700~800℃；強度低、韌性差，對振動很敏感，與鐵的親和力很強，不適于加工黑色金屬材料。刃口極為鋒利，~；②、人造聚晶金剛石刀具。比天然金剛石更適合做切削刀具，抗沖擊強度提高，可選用較大的切削用量；③、金剛石復合刀片。刀片的強度較好，能承受沖擊負荷，并可多次重磨使用。其中單晶金剛石刀具主要用于有色金屬及非金屬的精密加工，鐘表、儀器制造業(yè)和某些特殊加工，例如計算機磁盤加工。問題6：立方氮化硼及其特點？立方氮化硼是由六方氮化硼在高溫高壓下加入催化劑轉變而成的。立方氮化硼的特點：①、有很高的硬度和耐磨性；②、熱硬性很高；③、有較好的導熱性，與鋼鐵的摩擦系數(shù)??；④、抗彎強度與斷裂韌性介于陶瓷與硬質合金之間?？梢詫Υ阌蹭?、冷硬鑄鐵、高溫合金等難加工材料進行半精加工和精加工，其切削速度與用硬質合金刀具加工普通鋼材和鑄鐵的切削速度相當。立方氮化硼在切削刀具方面的應用，尚處于初期發(fā)展階段，隨著技術發(fā)展，它的應用日趨廣泛，將是一種大有前途的刀具材料。教學重點：金屬的切削過程切削行程過程的物理本質及其變形規(guī)律教學難點：切削行程過程的物理本質及其變形規(guī)律教學方法及教改手段：課堂教學教學用具：教材分析及教學過程：項目四、金屬切削過程的基本規(guī)律任務一、切削過程的金屬變性一、本節(jié)內容學習的意義、目的及主要內容1. 意義：切削過程中的許多物理現(xiàn)象，如切削力、切削熱、刀具磨損等，都與金屬的變形及其變化規(guī)律有密切的關系，研究切削過程對保證加工質量、提高生產率、降低成本和促進切削加工技術的發(fā)展，有著十分重要的意義。3. 主要內容：切削的形成過程及其種類；切削層金屬的變形；切屑變形的規(guī)律。了解切屑形成過程，對理解切削規(guī)律及其本質是非常重要。 在切削過程中，被切金屬層在前刀面的推力作用下產生剪應力，當剪應力達到并超過工件材料的屈服極限時，被切金屬層將沿著某—方向產生剪切滑移變形而逐漸累積在前刀面上，隨著切削運動的進行，這層累積物將連續(xù)不斷地沿前刀面流出，從而形成了被切除的切屑。2. 切屑的種類帶狀切屑為切削塑性材料的切屑節(jié)狀（擠裂）切屑為切削脆性材料的切屑粒狀（單元）切屑崩碎切屑切屑類型、帶狀切屑它的內表面光滑，外表面毛茸。它的切削過程平衡，切削力波動較小，已加工表面粗糙度較小。、節(jié)狀（擠裂）切屑這類切屑與帶狀切屑不同之處在外表面呈鋸齒形，內表面有時有裂紋。這種切屑大多在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時產生。以上三種切屑只有在加工塑性材料時才可能得到其中，帶狀切屑的切削過程最平穩(wěn)，單元切屑的切削力波動最大。假如改變擠裂切屑的條件，如進一步減小刀具前角，減低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到單元切屑。這說明切屑的形態(tài)是可以隨切削條件而轉化的。這種切屑的形狀是不規(guī)則的，加工表面是凸凹不平的。它的脆斷主要是由于材料所受應力超過了它的抗拉極限。由于它的切削過程很不平穩(wěn)，容易破壞刀具，也有損于機床，已加工表面又粗糙，因此在生產中應力求避免。在現(xiàn)代切削加工中，切削速度與金屬切除率達到了很高的水平，切削條件很惡劣，常常產生大量“不可接受”的切屑。即所謂的切屑控制（又稱切屑處理，工廠中一般簡稱為“斷屑”）。第一變形區(qū)內金屬的剪切變形過程如圖,當被切削層金屬中某點P，向切削刃逼近到達1點時，其切應力達到材料的屈服強度時點1在向前移動的同時，也沿OA滑移其合成運動將點1流動到2點。隨著滑移的產生，切應力將逐漸增大直到4位置，此時其流動方向與前刀面平行，不再沿OM線滑移。圖中的OA、OM虛線實際上是等切應力曲線。從晶體結構看，就是沿晶格中晶面的滑移。～。因此可將變形區(qū)視為一個剪切平面，并把此面稱為剪切面。變形特征、切削層金屬沿滑移面的剪切變形，其變形會深入到切削層以下；、切削層金屬經剪切滑移變成切屑后可產生加工硬化，即切屑的硬度大于工件材料基本的硬度；、切削層金屬經剪切滑移后晶格扭曲，晶粒拉長，即金屬組織纖維化；、切屑厚度變厚，大于切削層厚度，剪切變形越大，切屑厚度越厚；、切屑塑性金屬時，切屑背面呈鋸齒形。切削厚度變形系數(shù)切削長度變形系數(shù)式中 切削層長度（mm）； 切屑長度（mm）。、用剪切角表示切削變形程度實踐證明，剪切角的大小與切削力的大小有直接關系。相反，當剪切角小時，切削力大，說明切削變形大。剪切角、相對滑移和變形系數(shù)ξ存在以下關系：作業(yè)：P783山西省農業(yè)機械化學校課程 ：金屬切削原理與刀具授 課 時 間時間分配復 習 提 問 5 分所 需 學 時2內 容 講 授 80 分累 計 學 時18課 堂 小 結 5 分課 題：第四章 金屬切削過程的基本規(guī)律 教學目的：使學生了解掌握第二變形區(qū)和第三變形區(qū)變形過程及特點；掌握積屑瘤產生過程、作用及其控制方法；了解掌握影響切削變形的因素。這一變形主要集中在和前刀面摩擦的切屑層底面一薄層金屬內。前刀面上的摩擦與積屑瘤現(xiàn)象根據(jù)摩擦特點不同，將切屑與前刀面接觸的部分劃分為兩個摩擦區(qū)：內摩擦區(qū)（粘結區(qū)）和外摩擦區(qū)（滑動區(qū)）。故切屑與前刀面之間不是一般的外摩擦，而是切屑與前刀面粘結層與其上層金屬之間的相對滑移，稱之為內摩擦。、滑動區(qū):切屑即將脫離前刀面的長度內，切屑與刀面之間的摩擦為外摩擦。積屑瘤的化學成分與工件材料相同，它的硬度是工件材料的2~，與刀具前面粘結牢固，能負擔實際切削工作，但不穩(wěn)定，時生時滅，時大時小。當接觸面具有適當?shù)臏囟群洼^高的壓力時就會產生粘結（冷焊）。連續(xù)流動的切屑從粘在刀面的底層上流過時，在溫度、壓力適當?shù)那闆r下，也會被阻滯在底層上。所以積屑瘤的產生以及它的積聚高度與金屬材料的硬化性質有關，也與刃前區(qū)的溫度和壓力分布有關。走刀量保持一定時，積屑瘤高度與切削速度有密切關系。影響積屑瘤的因素、工件材料：材料的塑性越好刀屑之間的接觸長度越大，摩擦系數(shù)越大，切削溫度越高就越易產生粘結，易產生積屑瘤。、切削速度：降低切削速度，使溫度較低，粘結