（中职）机械制造技术项目二电子教案

教学目标知识目标：（1）、了解金属切削过程的基本知识，如切削运动、工件表面及切削用量。（2）、熟悉车刀组成、刀具标注角度、常用刀具材料。（3）、熟悉切削变形、切削力、切削温度、刀具耐用度四大基本规律。（4）、掌握车刀的标注角度、掌握刀具几何参数及切削用量的合理选择。方法的方法。能力目标：掌握金属切削加工的基础知识素质目标：具有较扎实的基本功和良好的职业素养，具有较强的独立工作能力和创新精神教学重点切削运动、切削用量的概念，车刀标注角度、四大基本规律及应用教学难点车刀角度标注、刀具几何参数及切削用量的选择教学手段实物演示；教学板书；录像插件；电子课件。教学学时8教学内容与教学过程设计注释项目二金属切削加工的基础知识任务一切削运动和切削要素〖任务分析〗金属切削机床进行切削加工时，除了需要一定种类和型号的切削刀具外，机床还要提供毛坯与刀具间所必需的相对运动，来完成零件的加工。那么，机床能提供哪些类型的切削运动，又如何区分这些运动，这些运动的参数又如何选择呢？本任务将带您探索这些问题的答案。〖知识准备〗一、有关切削运动的定义1.主运动运动是指由机床或人力提供的主要运动，使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。2.进给运动进给运动是不断地将多余金属层投入切削，使之变成切屑，并得到具有所需几何特征的已加工表面运动。辅助运动机床上除表面成形运动以外的所有运动都是辅助运动二、工件上的加工表面的介绍1.待加工表面工件上有待切削的表面称为待加工表面。2.已加工表面工件上经刀具切削后产生的表面称为已加工表面。3.过度表面由刀具切削刃在工件上形成的表面，即连接待加工表面和已加工表面之间的表面，称为过渡表面。三、切削要素的介绍1.切削用量切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。2.切削层横截面要素切削层是指刀具与工件相对移动一个进给量时，从工件待加工表面上切除的金属层。切削层的轴向剖面称为切削层横截面。任务二切削液〖任务分析〗什么是切削液？使用切削液对切削加工有何影响？有些切削加工过程需要浇注切削液，有些不需要浇注切削液，又是为什么？切削液该如何选择？通过本任务的学习，将带您找到这些问题的答案。〖知识准备〗一、切削液的作用1.润滑作用金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用。2.冷却作用切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具（砂轮）、切屑和工件间的对流与汽化作用。3.清洗作用在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用4.防锈作用在金属切削过程中，工件要与环境介质、切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥等腐蚀性介质接触而腐蚀，与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。二、切削液的种类1．水溶液水溶液是由水加入一定量的添加剂制成的。其冷却作用、清洗作用较强，润滑作用和防锈能力较差，主要用于磨削。乳化液乳化液是仅以矿物油作为基础油的水溶性切削液。乳化液既能起冷却作用，又能起润滑作用。切削油切削油的主要成分是矿物油，少数采用植物油或复合油。三、切削液的加注方法1.浇注法使用方便、应用广泛，但冷却效果较差，切削液消耗量较大。2.喷雾法将切削液经雾化后，喷到切削区域，雾状液体在高温的切削区域很快就被汽化，因而冷却效果显著，切削液消耗量较少。3.高压法将切削液经高压泵压出，浇注到切削区域，当加工深孔或较难加工材料时，用此法较好。四、切削液的选用原则切削液能很好地改善机械切削加工效果，但是在实际生产过程中，还必须依据工件材料、刀具材料、加工要求、加工方法等因素综合考虑，正确选择和使用切削液。任务三金属切削刀具〖任务分析〗刀具是切削加工中不可缺少的重要工具，无论是普通机床还是先进的数控机床都必须依靠刀具才能完成切削加工。刀具切削部分性能的好坏取决于构成刀具切削部分的材料、切削部分的几何参数、刀具结构的选择和设计是否合理。〖知识准备〗一、刀具材料的介绍1．刀具材料应具备的性能在金属切削加工过程中，刀具切削部分是在较大的切削压力、较高的切削温度及剧烈摩擦条件下工作的。在切削余量不均匀或切削断续的表面时，刀具受到很大的冲击与振动，切削温度也在不断变化。较高的硬度。较高的耐磨性。足够的强度与韧性。高的耐热性与化学稳定性。良好的导热性和耐热冲击性。良好的工艺性能和经济性。2．常用刀具材料的种类和用途金属切削加工过程中常用刀具材料主要有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金等，其类型、牌号和应用场合如表2-2所示。材料类型常用牌号应用场合碳素工具钢T8、T9、T10、T12用于低速、尺寸小的手动刀具，如丝锥、板牙、锯条、锉刀等合金工具钢9SiCr、CrWMn、9Mn2V用于手动或刃形较复杂的低速刀具，如丝锥、板牙、拉刀等高速钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V用于各种刃形较复杂的刀具，如麻花钻、拉刀、车刀、铣刀等硬质合金YG5、YT15、YW1用于高温、高速下切削的刀具，如车刀、铣刀等表2-2常用刀具材料的类型、牌号和应用场合二、刀具的几何形状的介绍1.刀具切削部分的组成（1）前刀面（2）主后刀面（3）副后刀面（4）主切削刀（5）副切削刀（6）刀尖2.辅助平面（1）基面。（2）切削平面。（3）正交平面。（4）假定工作平面。（5）背平面。3.刀具的几何角度刀具的切削性能、锋利程度及强度主要是由刀具的几何角度来决定的。三、常用刀具的种类和用途1．车刀车刀是金属切削中应用最为广泛的一种刀具。2．铣刀铣刀的种类很多，结构不一，应用范围很广，铣刀按其用途可分为加工平面用铣刀、加工沟槽用铣刀和加工成形面用铣刀三大类。3．孔加工刀具（1)麻花钻麻花钻是钻削加工中使用最多、应用最广泛的刀具。。（2)铰刀铰刀是一种尺寸精度较高的多刃刀具，有6～12条刀齿，其由工作部分和柄部组成。其工作部分由引导锥、切削部分和校准部分所组成。镗刀镗刀是镗孔的专用刀具，镗刀按不同结构可分为单刃镗刀和双刃镗刀。4．刨刀常用刨刀有平面刨刀、成形刨刀、角度偏刀、宽刃刨刀及内孔刨刀等。5.砂轮砂轮是由细小而坚硬的磨粒通过结合剂粘接而成，磨粒之间遍布气隙。磨粒以其裸露在表面部分的棱角作为切削刃，气隙则在磨削过程中起容纳切屑、切削液和散逸磨削热的作用。任务四刀具寿命及其影响因素〖任务分析〗在生产实践中，操作者很难用一个恒定的刀具控制车刀重磨。常常都是根据车刀切削过程中所产生的异常现象来判断车刀的磨损情况（见图2-23），以确定车刀是否应该重磨，这种方式只是取决于操作者经验的丰富程度。通过本任务内容的学习，可找到更方便、直观的标志来判断适时重磨车刀。图2-23磨损后的刀具〖知识准备〗刀具磨损的形式1．后面磨损如图2-24（a）所示，在切削脆性金属或以较低的切削速度、较小的切削层厚度（hD＜0.1mm）切削塑性金属时，前面上的压力和摩擦力不大，磨损主要发生在后面上。后面磨损后，在刀刃附近形成后角接近于0°的小棱面，用高度VB表示。图2-24刀具磨损形式前面磨损如图2-24（b）所示，在以较高的切削速度和较大的切削厚度（hD＞0.5mm）切削塑性金属时，切屑对前面的压力大、摩擦剧烈、温度高，磨损主要发生在前面上。磨损后在前面上切削刃口附近出现月牙洼，用月牙洼的深度KT表示。3.前、后面磨损二、刀具磨损原因一是刀具前面所接触的切屑和后面所接触的工件都是新生表面，不存在氧化层或其他污染；二是刀具的摩擦是在高温、高压作用下进行的。三、刀具磨损的过程刀具磨损的过程如图2-25所示，一般可分为以下三个阶段。1.初期磨损阶段（AB段）由于刃磨后的刀具表面微观形状高低不平，后面与加工表面的实际接触面积很小，故磨损较快。2.正常磨损阶段（BC段）由于刀具上微观不平的表层被迅速磨去，表面光洁，摩擦力减小，故磨损较慢。刀具磨钝标准刀具磨损量的大小将直接影响切削力和切削温度，并使工件的加工精度和表面质量降低。因此，操作者可根据观察切屑的颜色和形状的变化、工件表面粗糙度的变化及加工过程中所发生的不正常声响等来判断刀具是否已磨钝。刀具耐用度1.刀具磨损限度在大多数情况下，后面都有磨损，而且测量也较容易，故通常以后面磨损的宽度VB作为刀具磨损限度。2.刀具耐用度刀具耐用度是指两次刃磨之间实际进行切削的时间，以T（min）表示。在实际生产中，不可能经常测量VB的高度，而是通过确定刀具耐用度，作为衡量刀具磨损限度的标准。刀具耐用度的数值应规定得合理。3.刀具寿命刀具寿命与刀具耐用度之间的关系为t＝nT式中，n为刀具刃磨次数。4.影响刀具耐用度的因素主要有工件材料、刀具材料、刀具几何角度、切削用量及是否使用切削液等因素。任务五车刀的刃磨〖任务分析〗根据加工要求，选择刀具后，怎样才能获得正确的刀具几何角度？另外，在切削过程中，刀具会因切削刃磨损而失去切削能力，怎样才能使得刀具恢复切削能力？〖知识准备〗一、砂轮的选择的介绍1.氧化铝砂轮氧化铝砂轮又称刚玉砂轮，多呈白色，其磨粒韧性好，比较锋利，硬度较低（指磨粒在磨削抗力作用下容易从砂轮上脱落），自锐性好，适用于高速钢和碳素工具钢刀具的刃磨和硬质合金车刀刀柄部分的刃磨。2.碳化硅砂轮碳化硅砂轮多呈绿色，其磨粒的硬度高、刃口锋利，但脆性大，适用于硬质合金车刀的刃磨。二、车刀刃磨的步骤和方法刃磨车刀的方法有机械刃磨与手工刃磨两种。目前在中小型企业中，还是以手工刃磨为主。1.粗磨后刀面先磨去刀杆底部和后刀面上的焊渣，随后在刀片后刀面、副后刀面下面的刀杆部分分别磨出一个比后角、副后角大约2°的后角（见图2-28），以便刃磨刀片处的后角。当砂轮刚磨到硬质合金刀片时即可结束。粗磨后角、副后角时，要同时控制主、副偏角。刃磨方法与磨刀杆后角一样，磨到硬质合金刀片全磨出为止。图2-28磨刀杆后角图2-28磨刀杆后角2.磨前刀面用砂轮的端面磨去前刀面的焊渣，此时要控制好刃倾角。卷屑槽一般用砂轮的棱角磨出，如砂轮棱角上圆弧过大时，要修整砂轮。刃磨的起始位置与主切削刃的距离为卷屑槽的一半左右，与刀尖的距离为卷屑槽长度的一半左右。刃磨时，车刀转过一个角度，使车刀侧面与砂轮端面交角大致等于前角。3.精磨后刀面砂轮机导板倾斜一个后角或副后角，将车刀后刀面或副后刀面轻轻靠住砂轮端面，沿刀刃方向缓慢移动，磨出主、副刀刃，如图2-31所示。图2-31精磨后角与副后角三、车刀角度的检查车刀磨好后，必须检查刃磨质量和角度是否符合要求。先检