金属切削原理与刀具教案

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1、绪论【内容提要】本章主要介绍本课程的基本内容、性质、特点和学习本课程的基本要求。【目的要求】1、明确本课程的基本内容和性质；2、了解本课程的特点；3、掌握学习本课程的基本要求。【本章内容】一、本课程的内容《金属切学原理与刀具》这门课，原理讨论的是金属切削加工过程中的主要物理现象的变化规律，以及对规律的控制及应用；刀具是要我们学习常用金属切削刀具的选择、使用以及常用非标准刀具的设计，如成形车刀、成形铣刀和拉刀等。二、本课程的性质根据所学专业的教学计划基本课程的教学大纲的规定，本课程是一门专业基础课，为培养与机制

2、方面有关的应用型人才服务，为本专业的其他专业课如《金属切削机床》、《机械制造工艺学》及《机械加工技术》等提供必要的基础知识。我国自1949年以来各高等工科院校相继进行了金属切削原理与刀具方面的科学研究。可见在工科院校与机制有关的专业中本课程占有重要的地位，因此一直列为考试课，在我校的数控、机制、机电等专业自然也是考试课。三、本课程的特点（1）涉及知识面广本课程是一门专业课。在学习这门专业课之前，应先掌握《画法几何》、《机械制图》、《金属工艺学》、《机械设计》等基本理论及《公差配合与技术测量》等基础知识。（2）

3、实验理论多许多公式都是在不同的实验条件下得出的。如切削力的实验指数公式和单位切削力公式，虽都是计算切削力，但实验条件不同，则得出的结论也不同。因此说专业课中没有绝对的理论，或许有些还要做近似处理。（3）实践性强122学习理论就是为实践服务，但经过实践又可以提高理论水平。如果学习了不会用，那就是“纸上谈兵”，因此，一定要做到理论与实践相结合。四、学习本课程的要求1、具有正确图示和选择刀具合理几何参数的能力。2、基本掌握切削过程中的主要物理现象的变化规律和应用及控制方法，具有解决实际生产问题的能力。3、具有根据具

4、体要求选择使用常用刀具，以及设计一般非标准刀具的能力。4、要求课上认真听讲，抓住重点，做好笔记，课下复习，辅导与自学相结合。第一章刀具材料【内容提要】    本章主要介绍刀具材料应具备的性能，以及常用刀具材料中高速钢和硬质合金材料的特性及应用场合；简单介绍了其他刀具材料的性能及应用。【目的要求】    1、明确刀具材料应具备的性能；    2、掌握常用刀具材料中高速钢和硬质合金的性能及应用场合；会根据具体加工工艺情况选择不同牌号的刀具材料。    3、了解其他刀具材料的性能。【本章内容】概述刀具材料是指刀具上

5、参与切削的那部分材料。刀具的切削部分不但要求具有一定的几何形状，而且还要求有相应的刀具材料。目前广泛应用的刀具材料由高速钢和硬质合金。随着生产率的不断提高和难加工材料的日益广泛应用，超硬刀具材料也不断涌现如陶瓷、立方氮化硼以及金刚石（人造）等。时间刀具材料切削速度1900年以前碳工钢低1900年左右高速钢提高六倍在以后的相继几十年里，据统计，每十年切削速度能提高一倍，耐用度可提高两倍。高速钢一般允许切削速度为25～30m/min；硬质合金允许的切削速度为100m/min.122要提高切削加工的生产率，就需要提

6、高切削速度和刀具耐用度，那末就要求提供切削性能更好的刀具材料，以便进一步提高切削加工生产率及加工质量。由于切削过程中会产生切削抗力、切削热、冲击和振动，那么刀具材料具有哪些性能才能满足要求呢?§1-1刀具材料应具备的性能一、硬度和耐磨性刀具材料的硬度一定要大于工件材料的硬度，一般常温硬度超过60HRC以上。高速钢在63～66HRC以上，硬质合金在74～81.5HRC左右，人造金刚石10000HV。一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。因为均匀分布的细化碳化物数量越多，颗粒越小，耐磨性就越高。二、强度和韧性

7、在切削过程中，刀具承受很大的压力，只有抗弯强度好，切削用量才不会发生变化。粗加工余量不均，切削力发生变化，对刀具有冲击和震动，如果韧性不好，常会出现崩刃或折断。硬度和韧性是一对不可解决的矛盾，如高速钢的韧性好，而硬质合金的硬度高，在下一节中我们会讲到。三、耐热性耐热性是指在高温下刀具材料保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。用红硬性表示。高温下硬度越高，则红硬性越好。碳素工具钢的红硬性200～250℃，高速钢不超过650℃，硬质合金约800～1000℃。四、良好的工艺性总之，刀具应具备的性能主要就这四个方面，当

8、然还有经济性、切削性能的可预测性等要求，这里不作为讲述内容。§1-2常用刀具材料122目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷等。一、碳素工具钢碳素工具钢是一种含C量较高的优质钢（含C一般为0.65～1.35%）。1、常用牌号T7A、T8A……T13A其中T碳，A高级优质碳素工具钢2、主要性能淬火后硬度较高，可达HRC61～65；红硬性为200℃～250℃，价