机械制造工艺基础教案12

江苏省技工院校教案首页授课日期班级14高级工机电一体化2班课题：§4-2切削运动与切削用量§4-3切削力和切削温度§4-4切削液教学目的要求：1.能区分常用机械设备的主运动和进给运动；2.掌握切削用量三要素的选用原则；3.掌握切削热与切削温度对切削加工的影响；4.掌握切削液的作用和种类及切削液的选用。教学重点、难点：1.能区分常用机械设备的主运动和进给运动；2.掌握切削用量三要素的选用原则；3.切削力。授课方法：讲授法、视听法、点拨法教学参考及教具（含多媒体教学设备）：参考：《工程材料与机械制造基础》齐乐华主编；《金属切削原理与刀具》陆剑中孙家宁编机械工业出版社《金属切削刀具》乐兑谦主编机械工业出版社教具：多媒体授课执行情况及分析：板书设计或授课提纲§4-2切削运动与切削用量§4-3切削力和切削温度§4-4切削液一、切削运动一、切削力1.切削中的运动1．刀具总切削力切削运动可分为主运动和进给运动。2．总切削力的分力2．工作面的形成3．总切削抗力（1）待加工表面4．影响总切削抗力的因素（2）已加工表面二、切削温度（3）过渡表面1．切削热与切削温度二、切削用量2．减少切削热和降低切削温度1．切削用量的概念的工艺措施（1）切削速度=пdn／(1000×60)m/s三、切削液的作用和种类（2）进给量f1．切削液的作用(3)背吃刀量=（-）／2mm2．切削液的种类2.切削用量的选择原则四、切削液的选用教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间组织教学点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课。复习旧课1.常用机械设备有哪些？2.说一下车刀主要几何角度及选用原则。导入新课上一节课我们学习了机械加工的一些基本内容和切削刀具，这一节课我们来研究切削中的运动与切削用量。讲授新课§4-2切削运动与切削用量一、切削运动1.切削中的运动切削运动可分为主运动和进给运动。主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动，主运动的速度最高，所消耗的功率最大。在切削运动中，主运动只有一个。它可以由工件完成，也可以由刀具完成。可以是旋转运动，也可以是直线运动。例如车床上工件的旋转运动；龙门刨床刨削时，工件的直线往复运动；牛头刨床刨刀的直线往复运动；铣床上的铣刀、钻床上的钻头和磨床上砂轮的旋转等都是切削加工时的主运动（见图l）。进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐切削出整个表面的运动。也就是说，没有这个运动，就不能连续切削。进给运动一般速度较低，消耗的功率较少，可由一个或多个运动组成。可以是连续的，也可以是间断的。车削外圆、铣削平面、刨削平面、钻孔、磨削外园的切削运动如下图所示。课本P79表4-3列举了几种切削加工方法的切削运动。2．工作面的形成（1）待加工表面（2）已加工表面（3）过渡表面见下图（a）车外圆。准备上课思考并积极回答问题，在老师总结后思考自己的不足。听讲听讲、记笔记看视频和图片了解各种加工时的主运动和进给运动及“三个面”2分5分1分10分5分教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间图1切削加工运动简图二、切削用量1．切削用量的概念切削用量是指切削速度、进给量f(或进给速度vf)和背吃刀量ap三者的总称，可称为切削用量三要素。（1）切削速度切削刃上选定点相对于工件沿主运动方向的瞬时速度称为切削速度。以表示，单位为m/min,或m/s。若主运动为旋转运动（如车削、铣削等），切削速度一般为其最大线速度，计算公式为：=пdn／(1000×60)m/s式中:d—工件或刀具直径(mm)n一工件或刀具转速(r／min)。（2）进给量f主运动的一循环或单位时间内刀具和工件沿进给运动方向的相对位移量称为进给量。如图3所示，用单齿刀具（如车刀、刨刀）进行加工时，常用刀具或工件每转或每行程刀具在进给运动方向上相对工件的位移量来度量，称为每转进给量（mm/r）或每行程进给量（mm/st）；用多齿刀具（如铣刀）加工时，也可用进给运动的瞬时速度即进给速度来表述，以表示，单位为mm/s或mm/min。(3)背吃刀量在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸，称为背吃刀量，以表示，单位为mm。车外圆时，可用下式计算：=（-）／2mm式中：—工件待加工表面，直径，mm；—工件已加工表面直径，mm。听讲、记笔记看视频和图片理解切削用量三要素及其计算方法12分教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间钻孔时，可用下式计算：=／2mm式中:—工件已加工表面直径，即钻孔直径，mm。切削用量三要素2.切削用量的选择原则在保证加工质量、降低加工成本和提高生产率的前提下，使背吃刀量、进给量和切削速度的乘积最大，这样切削加工的工时最少。P81表4-4切削用量的选择§4-3切削力和切削温度§4-4切削液一、切削力切削力定义：P811．刀具总切削力切削过程中，为了克服工件被切层材料对切削的抵抗，刀具必须对工件有力的作用。刀具的一个切削部分在切削工件时所产生的全部切削力称为一个切削部分总切削力。车床只有一个切削部分参与切削，这个切削部分总切削力就是刀具的总切削力。2．总切削力的分力通常将总切削力分解为三个相互垂直的切削分力：⑴切削力Fc是总切削力在主运动方向上的正投影，与基面垂直。约占总消耗功率的95%。⑵背向力Fp是总切削力在垂直于工作平面方向上的分力。车外圆时，刀具与工件在这个分力的方向无相对运动，所以不做功。⑶进给力Ff是总切削力在进给运动方向上的正投影，与进给速度方向一致。约消耗5%的功率。3．总切削抗力切削加工中，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力称为总切削抗力F′。阻力主要是：被切层材料成为切屑前后对刀具前面的挤压变形抗力和摩擦阻力；工件过渡表面和已加工表面表层材料对刀具后面的挤压变形和摩擦阻力。分解为三个分力：切削抗力、背向抗力和进给抗力，分别与切削力、背向力和进给力大小相等。方向相反。4．影响总切削抗力的因素⑴工件材料工件材料的强度、硬度越高，韧性和塑性越好，越难切削，总理解选用原则看课件和视频，听老师对定义进行详细讲解分析认真听讲记录分组讨论，不明白的地方举手提问看视频理解合力的内容看三维图片为主进行力的分解。5分10分10分教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间切削抗力越大。⑵切削用量切削用量中对切削力影响最大的是切削深度，其次是进给量，切削速度影响最小。因此，要减小切削力或节省动力消耗时，可以把切削深度减小，取大一些的进给量。⑶刀具角度刀具前角、后角增大时，总切削抗力减小；主偏角增大，切削抗力减小，但背向抗力和进给抗力增大。⑷切削液合理选择使用切削液，使总切削抗力减小。二、切削温度1．切削热与切削温度切削时，工件温度升高，切削刀具烫手，这说明切削过程中有热产生。由于被切削材料层的变形，分离及刀具和被切削材料间的摩擦而产生的热量称为切削热。切削过程中，切削区域的温度称为切削温度。切削过程中，大部分的热量由切屑带走，其次被刀具、工件和周围介质传导。传入刀具的温度，致使刀具材料软化，切削性能降低，磨损加快，进而影响加工质量和缩短刀具寿命。传入工件的切削热，会导致工件受伸长和膨胀，而影响加工精度。2．减少切削热和降低切削温度的工艺措施⑴合理选择刀具材料和刀具几何角度⑵合理选择切削用量⑶适当选择和使用切削液三、切削液的作用和种类切削液是为了提高切削加工效果而使用的液体。主要用来减少切削过程中的摩擦并降低切削温度。合理选用切削液可以提高加工表面质量，减少工件的热变形，保证加工精度，减少刀具的磨损，提高刀具耐用度和生产效率。1．切削液的作用⑴冷却作用⑵润滑作用⑶清洗和排屑作用2．切削液的种类⑴合成切削液以水为主要成分，加入适量的水溶性防锈添加剂制成。俗称水溶液、⑵乳化液用乳化油加水稀释而成。⑶油基切削液即切削油，分矿物油、动植物油和复合油三种。矿物油：机械油、高速机械油、煤油等动植物油：猪油、豆油、菜子油等复合油：以矿物油为主加入适量动植物油混合而成四、切削液的选用粗加工主要要求冷却。也希望降低一些切削力及切削功率。一般应选用冷却作用较好的切削液，如低浓度的乳化液等。精加工主要希望提高表面质量和减少刀具磨损，一般应选用润滑作用较好的切削液，如高浓度的乳化液或切削油等。1．工件材料切削钢等塑性材料需选用，切削铸铁等脆性材料可不用。通过上面的动画、视频文件的演示，由学生总结可能影响总切削抗力的因素，找出共性与规律。在老师作出点评,并归纳板书后记录。观看视频总结主要靠实践经验，目前先学习理论知识，为以后工8分8分7分教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间2．刀具材料高速钢刀具用，硬质合金刀具可不用。3．加工方法进行钻孔（特别是深钻孔）、铰孔、攻螺纹、拉削、磨削等加工时要用。课堂小结本次课程主要讲解了切削运动的两种运动和切削用量的选择，切削力和切削温度；切削液的作用、种类及选用等知识。本次课的重点内容是如何区分各种机加工中的主运动与进给运动和切削用量三要素的概念及选用原则，难点是切削用量三要素的选择，这里既需要理论知识，也需要实践经验。布置作业和预习1.机械制造工艺基础习题册。2.预习。作做好准备。跟随老师思路一起总结。记录作业5分2分