机械制造技术 基础
刘英 副教授
重庆大学
课程介绍及要求
一、课程内容和目的
二、特点
三、重要性
四、学习要求
五、参考书
参考书
?金属切削原理与刀具
?互换性与测量技术（公差）
?金属切削机床
?机械制造工艺学
?机床夹具设计
第 一 章 绪论
机械制造业的作用与现状
第 二 章 机械零件加工表面的形成
机器的组成,
合件 1
组件 1
合件 2
部件 1
组件 2 组件 3
部件 3
合件 3
机 器
部件 2
零件
汽车的组成,
汽车 变速箱部件
转向器部件
发动机部件
驱动桥部件
车架
车厢
驾驶室
曲轴组件
连杆活塞组件
凸轮轴组件
发动机缸体
发动机缸盖
飞轮
机油泵组件
连杆合件
活塞
活塞环
活塞销
连杆体
连杆盖 铜套
机器的组成,
合件 1
组件 1
合件 2
部件 1
组件 2 组件 3
部件 3
合件 3
机 器
部件 2
零件
机械零件的表面,
例,
如 轴 圆柱面
平面
如 箱体 孔（圆柱面）
平面
如 齿轮 平面
圆柱面
渐开线表面
机械零件的表面,
机械零件的表面
非加工表面
加工表面
（重要的工作表面）
有一定的精度要求和粗糙度要求
通过机械加工保证
第一节 机械零件加工表面
的形成过程
一、工件的加工表面及其形成方法
1,机械零件常用的表面形状
零件的
常用表面
平面
圆柱面
特殊表面
成型表面
圆锥面
图 2-1 机器零件上常用的各种典型表面
2,工件表面的形成
工件表面可以看成是一条线沿着另一条
线移动或旋转而形成的 。 并且我们把这两
条线叫着 母线和导线, 统称 发生线 。
例、工件表面的形成
图 2-2 组成工件轮廓的几何表面
导线
导线
导线
导线
母线
导线
母线
母线
母线
母线 母线
母线
导线
导线
导线
3.发生线的形成
1) 成型法 —— 利用成形刀具来形成发生
线，对工件进行加工的方法。
图 2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
2) 轨迹法 —— 靠刀尖的运动轨迹来形成
所需要表面形状的方法。
图 2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
3) 相切法 —— 由圆周刀具上的多个切削
点来共同形成所需工件表面形状的方
法。
图 2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
4) 展成法 —— 利用工件和刀具作展成切削
运动来形成工件表面的方法。
图 2-3 形成发生线所需的运动
4,表面成型运动
例, 车削外圆柱面的成形运动
4,表面成型运动
例, 常见典型表面成形运动
二、切削运动与切削要素
1.切削加工中的工件表面
二、切削运动与切削要素
2.切削运动与切削用量
切削运动
主运动
进给运动
2.切削运动与切削用量
(1) 主运动,由机床或人力提供的主要运
动，能使刀具从工件上切除金属层使之
变为切屑。
例如,车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；
铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。
2.切削运动与切削用量
(1) 主运动是一个矢量
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主
运动方向。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(1) 主运动
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬
时主运动方向。
主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定
点相对于工件主运动的瞬时速度，用 vc表示,
单位,m / min（ 或 m / s）。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(1) 主运动
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬
时主运动方向。
主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定
点相对于工件的主运动的瞬时速度，用 vc表示,
单位,m / min（ 或 m / s）。
外圆车削时，切削速度的计算公式为,
1 0 0 0
w
c
nd
v
?
?
(2) 进给运动
进给运动,由机床或人力提供的附加运动，
它能使把工件切削层不断地投入切削过程。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(2) 进给运动
进给运动方向,是指切削刃选定点相对于工件的
瞬时进给运动方向。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(2) 进给运动
进给运动方向,是指切削刃选定点相对于工件的
瞬时进给运动方向。
进给运动速度,指切削刃选定点相对于工件进给
运动的瞬时速度，用 vf表示，单位常取为
(mm / s)或 (mm / min)
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
进给运动速度
例：外圆车削时,进给运动速度常常用进给量 f来表述,
单位,mm / r
刨削时,进给运动速度用每一行程多少毫米来表述,
单位为 mm / str。
铣削时,进给运动速度常用每齿进给量 f来表述,
单位,mm/z
进给速度 vf,进给量 f,每齿进给量 fz 和刀具齿数
Z之间的关系如下,
vf = n f = n z fz
(3) 刀具的工作平面
切削过程中刀具的工作平面是指,
通过切削刃选定点并同时包含主运动
方向和进给运动方向的平面,工作平
面的符号为 Pfe
(4) 吃刀量
吃刀量是指 过切削刃的两个端点，
且垂直于所选定的测量方向的 两平
面间的距离 。
(4) 吃刀量
确定吃刀量有三点要注意,
1）确定切削刃的两个端点；
2）确定测量的方向；
3）确定两界限平面。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(4) 吃刀量
在一般切削加工中，常用的吃刀
量有背吃刀量 asp（ 或 ap） 和侧吃刀量
ase（ 或 ae） 两个，其单位为 mm 。
例：车削 背吃刀量 asp；
铣削 背吃刀量 asp,侧吃刀量 ase
(5) 背吃刀量
背吃刀量是指 过切削刃选定点在垂直
于工作平面方向上测量的吃刀量。
例：外圆车削
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(5) 背吃刀量
背吃刀量是指 过切削刃选定点在垂直
于工作平面方向上测量的吃刀量。
例：外圆车削
2
mw
p
dd
s
?
??
切削用量三要素
背吃刀量 asp,
进给量 f
切削速度 vc
(6)合成切削运动
切削过程中，由主运动和进给运动合成
的运动称为合成切削运动。
合成切削运动方向,就是切削刃选定点相
对于工件的瞬时合成切削运动的方向；
合成切削速度 ve,就是切削刃选定点相对
于工件的合成切削运动的瞬时速度 。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
二、切削运动与切削要素
3.切削层参数
切削层,切削过程中, 由刀具的一个 单一动作
所切除的工件材料层 。
切削层尺寸平面,通过 切削刃基点 并垂直于该
点主运动方向的平面 。
切削刃基点,切削刃等分中点 。
例：平行四边形 BCDF即为切削层尺寸平面, 它
截切削层于 BCDE四边形 。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（ 1） 切削层公称横截面积 AD（ 切削面积 ）,
切削面积 是指在给定瞬间, 切削层在切削层
尺寸平面里的实际横截面积, 单位,mm2。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（ 1） 切削层公称横截面积 AD（ 切削面积 ）,
切削面积 是指在给定瞬间, 切削层在切削层
尺寸平面里的实际横截面积, 单位,mm2。
AD = asp f
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（ 2） 切削层公称宽度 bD（ 切削宽度 ）,
切削宽度 是指在给定瞬间, 在切削层尺寸
平面中测量的作用主切削刃截形上两个极点间
的距离, 单位,mm。
例：如图 2-6所示, 平面 cBCDF即为切削层尺寸
平面, BC段为作用的主切削刃, BC两点间的
距离 bD即为切削层公称宽度, 实际横截面积
BCDE就是切削面积 。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（ 3） 切削层公称厚度 hD（ 切削厚度 ）,
切削厚度 是指在同一瞬间的切削层横
截面积与其公称切削层宽度之比, 单位：
mm。 即
D
D
b
A
h
D
?
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
(4)切削层的工艺参数
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
4.材料切除率
材料切除率 Q,在特定瞬间, 单位时间所切
除的材料体积 。
单位,mm3 / s 。
Q = 1000 vc AD
= 1000 vc hD bD
= 1000 vc asp f
刘英 副教授
重庆大学
课程介绍及要求
一、课程内容和目的
二、特点
三、重要性
四、学习要求
五、参考书
参考书
?金属切削原理与刀具
?互换性与测量技术（公差）
?金属切削机床
?机械制造工艺学
?机床夹具设计
第 一 章 绪论
机械制造业的作用与现状
第 二 章 机械零件加工表面的形成
机器的组成,
合件 1
组件 1
合件 2
部件 1
组件 2 组件 3
部件 3
合件 3
机 器
部件 2
零件
汽车的组成,
汽车 变速箱部件
转向器部件
发动机部件
驱动桥部件
车架
车厢
驾驶室
曲轴组件
连杆活塞组件
凸轮轴组件
发动机缸体
发动机缸盖
飞轮
机油泵组件
连杆合件
活塞
活塞环
活塞销
连杆体
连杆盖 铜套
机器的组成,
合件 1
组件 1
合件 2
部件 1
组件 2 组件 3
部件 3
合件 3
机 器
部件 2
零件
机械零件的表面,
例,
如 轴 圆柱面
平面
如 箱体 孔（圆柱面）
平面
如 齿轮 平面
圆柱面
渐开线表面
机械零件的表面,
机械零件的表面
非加工表面
加工表面
（重要的工作表面）
有一定的精度要求和粗糙度要求
通过机械加工保证
第一节 机械零件加工表面
的形成过程
一、工件的加工表面及其形成方法
1,机械零件常用的表面形状
零件的
常用表面
平面
圆柱面
特殊表面
成型表面
圆锥面
图 2-1 机器零件上常用的各种典型表面
2,工件表面的形成
工件表面可以看成是一条线沿着另一条
线移动或旋转而形成的 。 并且我们把这两
条线叫着 母线和导线, 统称 发生线 。
例、工件表面的形成
图 2-2 组成工件轮廓的几何表面
导线
导线
导线
导线
母线
导线
母线
母线
母线
母线 母线
母线
导线
导线
导线
3.发生线的形成
1) 成型法 —— 利用成形刀具来形成发生
线，对工件进行加工的方法。
图 2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
2) 轨迹法 —— 靠刀尖的运动轨迹来形成
所需要表面形状的方法。
图 2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
3) 相切法 —— 由圆周刀具上的多个切削
点来共同形成所需工件表面形状的方
法。
图 2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
4) 展成法 —— 利用工件和刀具作展成切削
运动来形成工件表面的方法。
图 2-3 形成发生线所需的运动
4,表面成型运动
例, 车削外圆柱面的成形运动
4,表面成型运动
例, 常见典型表面成形运动
二、切削运动与切削要素
1.切削加工中的工件表面
二、切削运动与切削要素
2.切削运动与切削用量
切削运动
主运动
进给运动
2.切削运动与切削用量
(1) 主运动,由机床或人力提供的主要运
动，能使刀具从工件上切除金属层使之
变为切屑。
例如,车削时，车床主轴带动工件作的旋转运动；
铣削时，铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。
2.切削运动与切削用量
(1) 主运动是一个矢量
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主
运动方向。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(1) 主运动
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬
时主运动方向。
主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定
点相对于工件主运动的瞬时速度，用 vc表示,
单位,m / min（ 或 m / s）。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(1) 主运动
主运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的瞬
时主运动方向。
主运动速度：也就是切削速度，是指切削刃选定
点相对于工件的主运动的瞬时速度，用 vc表示,
单位,m / min（ 或 m / s）。
外圆车削时，切削速度的计算公式为,
1 0 0 0
w
c
nd
v
?
?
(2) 进给运动
进给运动,由机床或人力提供的附加运动，
它能使把工件切削层不断地投入切削过程。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(2) 进给运动
进给运动方向,是指切削刃选定点相对于工件的
瞬时进给运动方向。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(2) 进给运动
进给运动方向,是指切削刃选定点相对于工件的
瞬时进给运动方向。
进给运动速度,指切削刃选定点相对于工件进给
运动的瞬时速度，用 vf表示，单位常取为
(mm / s)或 (mm / min)
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
进给运动速度
例：外圆车削时,进给运动速度常常用进给量 f来表述,
单位,mm / r
刨削时,进给运动速度用每一行程多少毫米来表述,
单位为 mm / str。
铣削时,进给运动速度常用每齿进给量 f来表述,
单位,mm/z
进给速度 vf,进给量 f,每齿进给量 fz 和刀具齿数
Z之间的关系如下,
vf = n f = n z fz
(3) 刀具的工作平面
切削过程中刀具的工作平面是指,
通过切削刃选定点并同时包含主运动
方向和进给运动方向的平面,工作平
面的符号为 Pfe
(4) 吃刀量
吃刀量是指 过切削刃的两个端点，
且垂直于所选定的测量方向的 两平
面间的距离 。
(4) 吃刀量
确定吃刀量有三点要注意,
1）确定切削刃的两个端点；
2）确定测量的方向；
3）确定两界限平面。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(4) 吃刀量
在一般切削加工中，常用的吃刀
量有背吃刀量 asp（ 或 ap） 和侧吃刀量
ase（ 或 ae） 两个，其单位为 mm 。
例：车削 背吃刀量 asp；
铣削 背吃刀量 asp,侧吃刀量 ase
(5) 背吃刀量
背吃刀量是指 过切削刃选定点在垂直
于工作平面方向上测量的吃刀量。
例：外圆车削
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
(5) 背吃刀量
背吃刀量是指 过切削刃选定点在垂直
于工作平面方向上测量的吃刀量。
例：外圆车削
2
mw
p
dd
s
?
??
切削用量三要素
背吃刀量 asp,
进给量 f
切削速度 vc
(6)合成切削运动
切削过程中，由主运动和进给运动合成
的运动称为合成切削运动。
合成切削运动方向,就是切削刃选定点相
对于工件的瞬时合成切削运动的方向；
合成切削速度 ve,就是切削刃选定点相对
于工件的合成切削运动的瞬时速度 。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
二、切削运动与切削要素
3.切削层参数
切削层,切削过程中, 由刀具的一个 单一动作
所切除的工件材料层 。
切削层尺寸平面,通过 切削刃基点 并垂直于该
点主运动方向的平面 。
切削刃基点,切削刃等分中点 。
例：平行四边形 BCDF即为切削层尺寸平面, 它
截切削层于 BCDE四边形 。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（ 1） 切削层公称横截面积 AD（ 切削面积 ）,
切削面积 是指在给定瞬间, 切削层在切削层
尺寸平面里的实际横截面积, 单位,mm2。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（ 1） 切削层公称横截面积 AD（ 切削面积 ）,
切削面积 是指在给定瞬间, 切削层在切削层
尺寸平面里的实际横截面积, 单位,mm2。
AD = asp f
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（ 2） 切削层公称宽度 bD（ 切削宽度 ）,
切削宽度 是指在给定瞬间, 在切削层尺寸
平面中测量的作用主切削刃截形上两个极点间
的距离, 单位,mm。
例：如图 2-6所示, 平面 cBCDF即为切削层尺寸
平面, BC段为作用的主切削刃, BC两点间的
距离 bD即为切削层公称宽度, 实际横截面积
BCDE就是切削面积 。
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
（ 3） 切削层公称厚度 hD（ 切削厚度 ）,
切削厚度 是指在同一瞬间的切削层横
截面积与其公称切削层宽度之比, 单位：
mm。 即
D
D
b
A
h
D
?
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
3.切削层参数
(4)切削层的工艺参数
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
图 2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
4.材料切除率
材料切除率 Q,在特定瞬间, 单位时间所切
除的材料体积 。
单位,mm3 / s 。
Q = 1000 vc AD
= 1000 vc hD bD
= 1000 vc asp f
