金屬切削-總復(fù)習(xí)

第一章基本定義

本章主要介紹國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有關(guān)“金屬切削與工具”的術(shù)語、符號及定義。其主要內(nèi)容以車刀為代表，介紹它在切削時具有的運(yùn)動，瞬時切下金屬層的形狀及測定的尺寸，刀頭形狀及具有的角度。本章難點(diǎn)是車刀刀頭上不同剖面角度間的關(guān)系；刀具工作角度的變化規(guī)律。切削用量切削速度vc

：工件回轉(zhuǎn)線速度（主運(yùn)動速度）進(jìn)給量f：工件回轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具移動的距離（mm/r)進(jìn)給量還可以用進(jìn)給速度vf表示背吃刀量ap

：待加工表面與已加工表面之間的垂直距離（mm)切削層及參數(shù)切削層

：每一個單程所切除的工件材料層切削厚度hD

：垂直于工件過渡表面測量的切削層尺寸切削寬度bD

：平行于工件過渡表面測量的切削層尺寸四邊形ABCD稱為切削層切削層面積：切削時間和材料切除率切削時間tm（機(jī)動時間）切削時直接改變工件尺寸、形狀所需的時間（min）材料切除率Q單位時間內(nèi)所切除材料的體積（mm3/min）正交平面基面副正交平面車刀前、后角和刃傾角正、負(fù)的規(guī)定前后角刃傾角車外圓時偏刀的標(biāo)注角度切斷刀的標(biāo)注角度①工作基平面②工作切削平面③工作正交平面組成一個工作正交平面參考系：刀具安裝高低對工作角度影響刀具安裝低于工件中心時工作前角變小，工作后角變大刀柄軸線與進(jìn)給方向不垂直是對工作角度影響若刀柄軸線往左傾斜時，其變化情況正好相反刀柄軸線往右傾斜時橫向進(jìn)給運(yùn)動對工作角度影響第三節(jié)切削方式自由切削與非自由切削自由切削：只有一條直線切削刃參加切削非自由切削：主切削刃和副切削刃同時參加切削正切削倒切削切屑沿著接近正交平面方向流出正切削：背吃刀量遠(yuǎn)大于進(jìn)給量的切削倒切削：背吃刀量遠(yuǎn)小于進(jìn)給量的切削切屑沿著接近副正交平面方向流出直角切削與斜角切削直角切削：切削刃與切削速度方向垂直刃傾角等于零斜角切削：切削刃與切削速度方向不垂直刃傾角不等于零斜角切削具有刃口鋒利，實際前角增大排屑輕快等優(yōu)點(diǎn)第二章刀具材料

本章主要介紹常用切削刀具材料的種類、機(jī)械物理性能及其用途。本章重點(diǎn)是，了解刀具材料中最常用的高速鋼、硬質(zhì)合金的性能、牌號及用途。此外，也介紹目前國內(nèi)外生產(chǎn)中使用的高性能涂層刀具材料、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等超硬刀具材料的特點(diǎn)和用途第一節(jié)刀具材料應(yīng)具備的性能1、高硬度和高耐磨性必須高于工件硬度，通常應(yīng)62HRC以上2、足夠的強(qiáng)度和韌性3、較高的耐磨性4、較高的耐熱性5、良好的工藝性（1898年美國首次使用）基本性能：

硬度：62~65HRC耐熱性：500~600℃

切削速度：V<30m/min

工藝性好，適用于制造復(fù)雜刀具。高速鋼高速鋼種類鎢系：W18Cr4V（簡稱W18)普通高速鋼應(yīng)用最早的高速鋼，綜合性能較好。由于鎢資源稀少，現(xiàn)使用較少鎢鉬系：W6Mo5Cr4V2（簡稱M2)抗彎強(qiáng)度和韌性高于W18，耐熱性低于W18，熱塑性好目前使用最多的高速鋼，多用于熱成形刀具第二節(jié)常用刀具材料高性能高速鋼鈷高速鋼：W2Mo9Cr4VCo8（簡稱M42）鋁高速鋼：W6MO5Cr4V2Al（簡稱501）粉末冶金高速鋼綜合性能良好，高溫硬度高，允許切削速度高。用于加工耐熱合金、不銹鋼切削性能接近M42，耐磨性低，熱處理溫度較難控制。成本低，適合國情，逐漸推廣使用顆粒細(xì)小，有良好的各向同性的力學(xué)性能，熱處理變形小。用于制造各種形狀復(fù)雜的高性能刀具、精密刀具和斷續(xù)切削的刀具冶煉成本高，價格昂貴，國內(nèi)應(yīng)用較少（1923年德國首次使用）基本性能：

硬度：89~93HRA耐熱性：800~1000℃

切削速度：高速鋼的4~10倍強(qiáng)度、韌性：低于高速鋼

工藝性差。硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金種類普通硬質(zhì)合金K類（YG類）：成分為WC-Co常用牌號：YG3、YG6、YG8

碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）粉末為主要成分，并以鈷（Co）、鉬(Mo)、鎳（Ni）為粘結(jié)劑燒結(jié)成的粉末冶金數(shù)字代表結(jié)合劑Co含量為3%、6%、8%Co↑→強(qiáng)度↑；硬度、耐熱性↓→適合粗加工Co↓→適合精加工主要用于加工鑄鐵及有色金屬P類（YT類）：成分為WC-TiC-Co常用牌號：YT5、YT14、YT15、YT30

數(shù)字代表結(jié)合劑TiC含量為5%、14%、15%、30%TiC↑→硬度、耐磨性、耐熱性↑；強(qiáng)度↓→適合精加工主要用于加工鋼由于含TiC，提高了與鋼的抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力M類（YW類）：成分為WC-TiC-TaC(NbC)-Co常用牌號：YW1、YW2

即可以加工鑄鐵也可以加工鋼由于含TaC(NbC)，提高了強(qiáng)度和韌性以及耐磨性通用（萬能）硬質(zhì)合金其它硬質(zhì)合金P類（YN類）：成分為TiC(TiN、TiCN）-Ni（Mo）常用牌號：YN05、YN10

用于合金鋼、淬硬鋼的精加工和半精加工硬度高于WC基硬質(zhì)合金，耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗粘結(jié)和抗氧化能力強(qiáng)，耐磨性好，沖擊韌性差超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金用于不銹鋼、鈦合金等難加工材料的斷續(xù)加工即提高了硬度、耐磨性，又提高了強(qiáng)度和韌性細(xì)化晶粒達(dá)0.2~1微米（普通為幾微米）第三節(jié)其它刀具材料基本性能：

硬度高：91~95HRA耐熱性：1200℃

時80HRA化學(xué)穩(wěn)定性好，抗粘結(jié)和擴(kuò)散能力好。強(qiáng)度、韌性差，只有硬質(zhì)合金的一半。陶瓷陶瓷刀具種類氧化鋁基陶瓷（AI2O3）氮化硅基陶瓷（Si3N4）用于冷硬鑄鐵、淬硬鋼的加工用于冷硬鑄鐵、淬硬鋼、高速鋼、合金鋼、鎳基合金、鈦合金的加工基本性能：立方碳化硼立方氮化硼刀具種類整體聚晶立方氮化硼刀片立方氮化硼復(fù)合刀片用于冷硬鑄鐵、淬硬鋼、鎳基高溫合金，切削速度接近硬質(zhì)合金加工普通鑄鐵和碳鋼時的速度。硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)一層0.5mm厚的立方氮化硼硬度高：8000~9000HV耐熱性：1400~1500℃化學(xué)穩(wěn)定性好1200~1300℃也不與鐵族元素起化學(xué)反應(yīng)，耐磨性、導(dǎo)熱性好。

用于車刀、鏜刀基本性能：金剛石金剛石刀具種類天然單晶金剛石刀具金剛石復(fù)合刀片用于非鐵金屬和非金屬材料（石英、光學(xué)玻璃）的精密加工硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)一層0.5mm厚的聚晶金剛石硬度高：10000HV耐磨性好，摩擦系數(shù)小，導(dǎo)熱系數(shù)高，切削溫度低，不易產(chǎn)生積屑瘤，加工質(zhì)量極高。化學(xué)穩(wěn)定性差700~800℃碳化，容易與鐵族元素起化學(xué)反應(yīng)。

人造聚晶金剛石刀具第四節(jié)涂層刀具涂層刀具種類涂層高速鋼刀具常用涂層為TiN、TiCN、TiAIN。用于可轉(zhuǎn)位刀片、切齒刀具、鉆頭、成形銑刀、絲錐等較復(fù)雜的刀具。在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具基體上，涂覆一薄層或多層硬度和耐磨性很高的金屬化合物(TiC、TiN、TiCN、AI2O3)組成的刀具涂層硬質(zhì)合金刀具單層涂層很少采用，大多采用TiN-TiC、TiC-AI2O3、TiC-AI2O3-TiN等復(fù)合涂層。涂層硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片、廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心不同刀具材料的機(jī)械特性第三章金屬切削過程的基本規(guī)律

本章主要介紹切削過程中基本規(guī)律的四個課題：切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損及刀具壽命。由于切削時產(chǎn)生的變形、力、溫度、磨損均會影響加工零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本，因此本章較為詳細(xì)地介紹了它們的成因以及對切削過程的作用和影響。由于切削變形是切削過程機(jī)理的基礎(chǔ)，因此通過學(xué)習(xí)掌握切削變形基礎(chǔ)知識，了解切削力、切削溫度、刀具磨損對切削的作用以及切削用量和刀具角度等參數(shù)對切削規(guī)律的影響及計算方法。第一節(jié)切削變形和切屑形成過程切屑形成過程FABOM45°FABOM45°OMF切屑的形成與切離過程，是切削層受到刀具前刀面的擠壓而產(chǎn)生以滑移為主的塑性變形過程。正擠壓：金屬材料受擠壓時，最大剪應(yīng)力方向與作用力方向約成45°偏擠壓：金屬材料一部分受擠壓時，OB線以下金屬由于母體阻礙，不能沿AB線滑移，而只能沿OM線滑移切削：與偏擠壓情況類似。彈性變形→剪切應(yīng)力增大，達(dá)到屈服點(diǎn)→產(chǎn)生塑性變形，沿OM線滑移→剪切應(yīng)力與滑移量繼續(xù)增大，達(dá)到斷裂強(qiáng)度→切屑與母體脫離。切削層受到刀具前刀面的擠壓而產(chǎn)生滑移的過程。切削時的三個變形區(qū)第一變形區(qū)：（基本變形區(qū)）OA~OM之間的區(qū)域，是切削過程中的主要變形區(qū)，是切削力和切削熱的主要來源。主要特征：剪切面的滑移變形第二變形區(qū)：切屑底層與前刀面之間的摩擦變形區(qū)。主要影響切屑的變形和積屑瘤的產(chǎn)生。第三變形區(qū)：工件已加工表面與刀具后刀面之間的擠壓、摩擦變形區(qū)域。造成工件表面的纖維化與加工硬化。該區(qū)域?qū)ぜ砻娴臍堄鄳?yīng)力以及后刀面的磨損有很大的影響。寬度0.02～0.2mm始滑移線終滑移線第一變形區(qū)剪切面剪切角Φ剪切面與剪切角切削變形程度的表示?切屑厚度壓縮比Λ?前角、剪切角與切削變形關(guān)系?剪切角的計算第二節(jié)刀—屑間摩擦和積屑瘤刀—屑間摩擦粘結(jié)區(qū)：高溫高壓使切屑底層軟化，粘嵌在前刀面高低不平的凹坑中，形成長度為lfi的粘接區(qū)。切屑的粘結(jié)層與上層金屬之間產(chǎn)生相對滑移，其間的摩擦屬于內(nèi)摩擦。在高溫高壓作用下，切屑底層與前刀面發(fā)生粘結(jié)，切屑與前刀面之間既有外摩擦，也有內(nèi)摩擦?；瑒訁^(qū)：切屑在脫離前刀面之前，與前刀面只在一些突出點(diǎn)接觸，切屑與前刀面之間的摩擦屬于外摩擦。lfolfi摩擦特點(diǎn)兩個摩擦區(qū)積屑瘤在一定的溫度和壓力下,切削塑性金屬時,切屑底層的一部分切屑粘結(jié)在前刀面上,形成積屑瘤

積屑瘤特點(diǎn)：硬度是工件材料的2~3.5倍，可以代替刀具切削。周而復(fù)始的生長、脫落。

產(chǎn)生條件切削塑性材料。切削區(qū)的溫度、壓力和界面狀況符合在刀面上發(fā)生冷焊的條件。

對切削過程的影響積屑瘤代替刀刃進(jìn)行切削，保護(hù)了刀刃，增大了前角。積屑瘤形狀不規(guī)則，頻繁生長脫落，影響尺寸精度和表面質(zhì)量。粗加工時可人為控制積屑瘤的生長，使積屑瘤能穩(wěn)定存在。精加工時應(yīng)抑制積屑瘤的產(chǎn)生。

積屑瘤防止措施?低速切削（高速鋼）或高速切削（硬質(zhì)合金）?適當(dāng)增大前角?減小進(jìn)給量?提高刀具的刃磨質(zhì)量?澆注切削液第三節(jié)已加工表面變形和加工硬化切削、擠壓和摩擦作用下，已加工表面層得金屬晶粒扭曲、擠壓和破碎，使表面層硬度增高----------加工硬化用加工硬化程度N來評價H1---已加工表面顯微硬度H---金屬材料基體顯微硬度材料塑性↗→加工硬化↗減少加工硬化的措施磨出鋒利切削刃，rn由0.5mm減小到0.05mm,N降低40%增大前角或增大后角，使rn減小合理選用切削液，減小摩擦第四節(jié)切削力切削力的來源、總切削力及其分力★

3個變形區(qū)產(chǎn)生的彈、塑性變形抗力★

切屑、工件與刀具間摩擦力切削力來源總切削力及其分力FcFFpFf·pFfFf·pFf·pfvFc主切削力Ff進(jìn)給抗力背向力FpF總切削力主切削力Fc:主運(yùn)動方向上的分力，校驗和選擇電動機(jī)功率、校驗和設(shè)計機(jī)床主運(yùn)動機(jī)構(gòu)、刀具和夾具強(qiáng)度和剛度。背向力Fp:垂直于進(jìn)給方向的分力，影響加工系統(tǒng)的剛度。進(jìn)給力Ff:進(jìn)給方向的分力，校驗進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度。Ff·pfvFc主切削力Ff進(jìn)給抗力背向力FpF總切削力切削力實驗公式（經(jīng)驗公式）公式中的系數(shù)及指數(shù)可以查有關(guān)技術(shù)手冊得到（表3-1）（表3-2）單位切削力單位切削層橫面積所產(chǎn)生的主切削力稱單位切削力kc切削功率影響切削力的主要因素及其修正系數(shù)kF值切削用量的影響背吃刀量和進(jìn)給量ap↗→切削面積↗→Fc↗（成正比）切削面積↗→Fc↗（成正比）切削厚度↗→切削變形↘→Fc↘f↗→→Fc↗（不成正比）背吃刀量和進(jìn)給量通過切削層面積影響切削力切削速度切削速度通過積屑瘤影響切削力vc↗→前角↗→切削變形↘→切削力↘vc↗→前角↘→切削變形↗→切削力↗vc↗→切削溫度↗→摩擦系數(shù)↘→切削變形↘→切削力↘積屑瘤衰減期無積屑瘤期積屑瘤生長期工件材料的影響硬度、強(qiáng)度↗→變形所需力↗→切削力↗切削變形↗→切削力↗加工硬化↗→切削力↗塑性、韌性↗→→切削力↗刀具幾何角度的影響前角↗→剪切角Φ↗→切削變形↘→切削力↘前角主偏角主偏角↗→切削厚度↗→切削變形↘→切削力↘主偏角→改變FD方向→影響切削分力的比值背向力Fp↘進(jìn)給力Ff↗主偏角↗→刃傾角刃傾角↗→斜角切削→切削變形↘→切削力↘刃傾角為較大負(fù)值時，背向力增大，對工藝系統(tǒng)剛度影響較大其它因素的影響刀具磨損刀具磨損↗→摩擦↗→切削力↗切削液切削液→摩擦↘→切削力↘刀具材料不同刀具材料與工件材料間的摩擦系數(shù)不同，切削力也不同陶瓷刀具的切削力比硬質(zhì)合金刀具低10%左右澆注切削液比干切削，切削力20%左右第五節(jié)切削熱與切削溫度切削熱的來源于傳散三個變形區(qū)的彈性變形和塑性變形產(chǎn)生的熱量切屑與刀具、工件與刀具摩擦產(chǎn)生的熱量切削熱的來源切削熱的傳散加工方法切屑工件刀具周圍介質(zhì)車削50~86%40%~10%9~3%1%鉆削28%14.5%52.5%5%切削熱的傳散比例影響切削溫度的因素切削速度↗→刀-屑間摩擦↗→切削溫度↗切削用量切削負(fù)荷↗→切削溫度↗參加工作切削刃↗→散熱↗→切削溫度↘背吃刀量↗→→切削溫度↗切削負(fù)荷↗→切削溫度↗切削變形↘→切削溫度↘進(jìn)給量↗→→切削溫度↗對切削溫度的影響順序：切削速度＞進(jìn)給量＞背吃刀量工件材料硬度、強(qiáng)度↗→切削力↗→切削溫度↗導(dǎo)熱性↘→切削熱傳散↘→切削溫度↗合金鋼＞高碳鋼＞低碳鋼加工不銹鋼溫度比45#鋼高40%加工脆性材料切削變形和摩擦小，切削溫度低刀具幾何參數(shù)刀尖圓弧半徑↗切削變形↘→切削力↘→切削溫度↘刀頭體積↘→熱傳散↘→切削溫度↗前角↗→前角要適當(dāng)15°對降低切削溫度較有效切削變形↘→切削力↘→切削溫度↘刀頭體積↘→熱傳散↘→切削溫度↗主偏角↗→主偏角要適當(dāng)負(fù)刃傾角↗負(fù)刀棱↗熱傳散↗→切削溫度↘合理選用和有效澆注切削液可大幅降低切削溫度第六節(jié)刀具磨損和刀具壽命刀具的磨損和破損刀具的磨損形式和磨損標(biāo)準(zhǔn)前面上月牙洼磨損切削塑性金屬，切削厚度大，切削速度高時產(chǎn)生。后面磨損較小切削厚度和較低切削速度下切削塑性金屬及切削脆性材料時產(chǎn)生。刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)正常磨損時：VB=0.3mm不正常磨損時（崩刃、剝落、溝痕）：VB=0.6mm產(chǎn)生月牙洼時：KT=（0.05+0.3f）mm由于多數(shù)情況下都可能產(chǎn)生VB磨損量，且VB值容易測量，因此，一般通過VB值來研究磨損規(guī)律和作為判別磨損依據(jù)。刀具的破損形式和原因崩碎由于切削刃強(qiáng)度低、受沖擊所致。崩刃由于刀具材料脆，刀尖和刀刃強(qiáng)度低，且切削負(fù)荷大，中間切入或切出所致。熱裂由于切削溫度不均勻、不連續(xù)切削、切削液澆注不均等所致。塌陷在高溫下（高速鋼超過600°；硬質(zhì)合金超過1000°）切削刃強(qiáng)度降低，失去切削能力所致。刀具磨損過程曲線刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)急劇磨損階段：刀具磨損大，溫度高磨損劇增。正常磨損階段：隨著切削時間增長，磨損逐漸增大。初期磨損階段：刀具表面上殘留的粗糙不平的刃磨痕跡很快被磨掉。刀具磨損原因磨料磨損工件和切屑中的硬質(zhì)點(diǎn)（如碳化物）以及不斷脫落的積屑瘤碎片劃擦刀面產(chǎn)生磨損。切屑與刀具在壓力和摩擦條件下冷焊粘結(jié)，然后相互被拉開，產(chǎn)生表面破壞傷痕。相變磨損切削溫度超過相變溫度，使刀具硬度降低產(chǎn)生急劇磨損粘結(jié)磨損工件材料和刀具在高溫下（900~1000℃）相互擴(kuò)散造成的磨損。擴(kuò)散磨損氧化磨損刀具上的表面膜被切屑或工件表面劃擦掉后，在高溫下（700~800℃）與空氣中的氧作用產(chǎn)生松脆氧化物，造成刀具磨損。刀具壽命刀具壽命T：刀具經(jīng)刃磨后，從開始切削到磨損量達(dá)到磨損標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)過的切削時間。刀具總壽命：刀具經(jīng)多次刃磨后，繼續(xù)使用達(dá)到完全報廢所經(jīng)過的切削時間。常采用達(dá)到磨損標(biāo)準(zhǔn)VB=0.3mm時的刀具壽命。影響刀具壽命的因素由于刀具磨損與切削溫度息息相關(guān)，所以影響切削溫度的因素也影響刀具壽命，且影響規(guī)律相近。切削用量對刀具壽命影響順序：vc＞f＞ap刀具壽命的確定原則最高生產(chǎn)率刀具壽命Tp:要求達(dá)到單位時間內(nèi)加工零件最多來制定的刀具壽命最低生產(chǎn)成本刀具壽命Tc:根據(jù)零件加工工序所需生產(chǎn)成本最低來制定的刀具壽命最大利潤刀具壽命Tpr:獲得單位時間內(nèi)最大利潤來制定的刀具壽命TP＜Tpr＜Tc一般常采用最低成本刀具壽命，但在生產(chǎn)急需時也采用最高生產(chǎn)率刀具壽命制定刀具壽命實例制造刃磨容易、成本低的刀具壽命低些。高速鋼車刀、刨刀、鏜刀：60min硬質(zhì)合金焊接車刀：30~60min高速鋼鉆頭：80~120min制造較復(fù)雜的刀具壽命高些。硬質(zhì)合金面銑刀：120~180min齒輪刀具：200~300min換刀時間短、自動化程度高的刀具壽命低些?？赊D(zhuǎn)位車刀：15~45min數(shù)控刀具：15~30min裝刀、換刀和對刀較復(fù)雜的刀具壽命高些。仿形車刀：120~180min多軸銑床硬質(zhì)合金面銑刀：400~800min組合機(jī)床、自動生產(chǎn)線刀具按半班次或一班次時間來定。立方氮化硼車刀：120~150min金剛石車刀：600~1200min刀具壽命允許的切削速度vT的計算各系數(shù)及指數(shù)可查表3-3及相關(guān)技術(shù)手冊得出第四章切削基本規(guī)律的應(yīng)用

在了解掌握前一章切削過程基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹如斷屑、切削液、材料加工性、已加工表面粗糙度、刀具幾何參數(shù)及切削用量選擇等應(yīng)用性內(nèi)容。通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以為我們利用切削理論分析解決切削加工中產(chǎn)生的有關(guān)工藝技術(shù)問題打下初步基礎(chǔ)。第一節(jié)斷屑切屑形狀與分類（GB/T16461-1996）√×√√√××××××斷屑原因與屑形狀×××√√√√切削過程中產(chǎn)生變形。切屑在流動過程中受阻礙物相碰，切屑卷曲半徑加大。彎曲應(yīng)力加大。彎曲應(yīng)力超過材料強(qiáng)度極限而折斷。斷屑過程切屑流動過程中碰到待加工表面而折斷。切屑流動過程中碰到加工表面而折斷。切屑流動過程中碰到刀具后面而折斷。切屑自由流出，長到一定程度靠自身重量甩斷。斷屑主要措施磨制斷屑槽全圓弧型折線型直線圓弧型適合加工碳鋼、合金鋼、工具鋼、不銹鋼。適合塑性大的金屬和重型刀具。斷屑槽形式斷屑槽尺寸進(jìn)給量f/（mm/r）背吃刀量ap（mm）斷屑槽寬度LBn（mm）低碳鋼、中碳鋼合金鋼、工具鋼0.3~0.50.3~0.50.3~0.61~32~53~63.2~3.53.5~4.04.5~5.02.8~3.03.0~3.23.2~3.5斷屑槽寬度LBn可轉(zhuǎn)位刀片的斷屑槽可轉(zhuǎn)位刀片在制造時均有不同形狀和尺寸參數(shù)的斷屑槽，起到良好的斷屑效果。Vc=130m/min精車鋼斷屑范圍Vc=205m/min精車鋼斷屑范圍改變刀具角度切屑流出時碰撞待加工表面形成“C”形屑或“6”形屑。切屑流出時碰撞已加工表面形成“C”形屑或短螺旋形屑。第二節(jié)工件材料的切削加工性工件材料切削加工性：工件材料被切削的難易程度工件材料切削加工性指標(biāo)加工材料性能指標(biāo)根據(jù)工件材料的物理、化學(xué)和力學(xué)性能評價切削加工性，并劃分其切削加工性等級（表4-2）根據(jù)表（4-2）切削加工等級為“4·3·2·2·4”，屬于較易切削材料。改善材料切削加工性途徑進(jìn)行適當(dāng)熱處理在性能及工藝要求許可范圍內(nèi)適當(dāng)熱處理以改善切削加工性低碳鋼→硬度低、塑性大→不好切正火→降低韌性、提高硬度→切削加工性↑高碳鋼→硬度高、塑性低→不好切退火→降低硬度→切削加工性↑合理選用刀具材料工件材料與刀具材料要匹配合理選用刀具幾何參數(shù)切削場合與刀具幾何參數(shù)要匹配高硬度、帶沖擊→以提高刀具強(qiáng)度為原則高塑性、高韌性、粘屑→以減少切削力、切削溫度、易斷屑為原則第三節(jié)切削液切削液的作用冷卻、潤滑、排屑和清洗、防銹切削液的種類及其應(yīng)用水基切削液水溶液----軟水+防銹添加劑冷卻為主乳化液----乳化油（礦物油、脂肪酸+乳化劑）+水乳化油↑→潤滑作用↑、冷卻作用↓合成切削液----水+防銹添加劑、表面活性劑環(huán)保，綜合性能好油基切削液潤滑為主切削油----礦物油、動植物油、復(fù)合油極壓切削油----礦物油、乳化液+極壓添加劑（CI、S、P）通過滲透形成潤滑膜→潤滑潤滑膜為物理膜容易被破壞通過化學(xué)反應(yīng)形成潤滑膜→潤滑潤滑膜為化學(xué)膜，耐高溫、高壓氯化切削油----化學(xué)膜熔點(diǎn)600℃、切削溫度350℃適合加工合金鋼、高錳鋼等難加工材料硫化切削油----化學(xué)膜熔點(diǎn)1100℃、切削溫度750℃適合加工不銹鋼、耐熱鋼磷化切削油----比含氯、硫的切削液冷卻、潤滑性能更好以上幾種復(fù)合使用效果更佳第四節(jié)已加工表面粗糙度表面粗糙度的形成刀具幾何形狀形成的表面粗糙度積屑瘤的影響鱗刺的影響刀具磨損的影響刀具刃磨質(zhì)量的影響振動的影響表面粗糙度影響表面粗糙度的因素切削速度主要通過積屑瘤影響表面粗糙度。進(jìn)給量、主偏角、副偏角、刀尖圓弧半徑前角刀具材料高速鋼刃磨水平優(yōu)于硬質(zhì)合金相同條件下高速鋼刀具的粗糙度低于硬質(zhì)合金陶瓷、立方氮化硼、金剛石刀具超高速精加工時，可以得到較低的表面粗糙度合理選擇切削液可以得到較低的表面粗糙度第五節(jié)刀具幾何參數(shù)選擇前角的選擇前角的作用影響刀具的鋒利程度刀具鋒利↗切屑變形程度↙切削力↙前角↗影響切削刃的強(qiáng)度和刀頭強(qiáng)度前角↗刀刃及刀頭強(qiáng)度↙易崩刃楔角↙影響切屑的形狀和斷屑效果前角↙切屑變形程度↗易斷屑“銳字當(dāng)先、銳中求固”工件材料脆性材料：刀具材料若刀具的σb、αk較大加工條件：粗加工時：前角的選擇高速鋼硬質(zhì)合金陶瓷具體選擇時查閱相關(guān)參考資料（表4-4）γo小塑性材料：γo大“銳字當(dāng)先、銳中求固”γo可選大值γo小精加工時：γo大＞＞后角的選擇后角的作用后角的主要作用是減少后刀面與加工工件之間的摩擦和磨損。后角過大，會削弱切削刃和刀頭的強(qiáng)度。通常αo=5°~

12°后角的選擇工件材料加工條件粗加工時：αo??；精加工時：αo大塑性金屬：αo較大；脆性金屬：αo較小“銳字當(dāng)先、銳中求固”主、副偏角的選擇主偏角的作用主、副偏角影響切削分力大小、刀頭強(qiáng)度、傳散熱面積、表面粗糙度。主、副偏角的選擇工藝系統(tǒng)剛度允許、不發(fā)生振動的前提下，越小越好。刃傾角的選擇刃傾角的作用刃傾角影響刀尖的強(qiáng)度及切屑的流向。刃傾角的選擇粗加工：較小刃傾角（0~-5o

）；精加工：較大刃傾角（0~+5o

）斷續(xù)切削、有沖擊振動：小刃傾角（-10~-45o

）副后角的選擇一般刀具：αo’=αo；切槽刀、切斷刀、三面刃銑刀αo’=1~2o刀尖修磨形狀及參數(shù)修圓刀尖修磨刀尖可以提高刀尖強(qiáng)度、有利熱量傳散、減少殘留面積倒角刀尖倒角帶修光刃刃口修磨形狀及參數(shù)鋒刃：鋒利但強(qiáng)度低精加工、韌性高易粘結(jié)材料的切削修圓刃口：提高刀刃強(qiáng)度可轉(zhuǎn)位刀片上普遍使用負(fù)倒棱刃口：正前角刀具提高刀刃強(qiáng)度可轉(zhuǎn)位刀片上普遍使用平棱刃口：作用與負(fù)倒棱刃口相近。后面倒棱刃口：棱起阻尼作用，抑制振動。第六節(jié)切削用量選擇切削用量選擇原則對切削溫度的影響對刀具磨損的影響選擇順序：首先選擇盡可能大的背吃刀量，其次是進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具使用壽命計算切削速度。切削用量選擇背吃刀量ap盡量一次吃刀切除完余量若余量多、有硬皮，可分幾次切除進(jìn)給量f粗加工：在滿足工藝系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度以及機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度的條件下選擇盡可能大的進(jìn)給量。實際選擇時，查有關(guān)技術(shù)手冊（表4-7）精加工：根據(jù)表面粗糙度要求選擇進(jìn)給量實際選擇時，查有關(guān)技術(shù)手冊（表4-8）切削速度vc

實際選擇時，可以查有關(guān)技術(shù)手冊（表4-9；表4-10）機(jī)床功率檢驗

第七節(jié)切削新技術(shù)簡介超高速切削精密和超精密切削第五章車刀

車刀是生產(chǎn)中廣泛使用的一類刀具，它也是學(xué)習(xí)各類刀具的基礎(chǔ)。本章主要介紹焊接車刀、機(jī)夾車刀和可轉(zhuǎn)位車刀的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。對焊接車刀一般應(yīng)了解刀桿、刀片及刀槽的形狀和結(jié)構(gòu)尺寸；對機(jī)夾車刀應(yīng)了解夾持方法及適用場合。本章重點(diǎn)介紹可轉(zhuǎn)位車刀，可轉(zhuǎn)位車刀是各類可轉(zhuǎn)位刀具的基礎(chǔ)，可轉(zhuǎn)位刀具是刀具發(fā)展的方向。主要介紹了可轉(zhuǎn)位車刀的組成及刀片夾持方法；國內(nèi)外制定的可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和可轉(zhuǎn)位車刀角度形成。車刀的種類按用途分：按結(jié)構(gòu)分：外圓車刀、端面車刀、切斷車刀、螺紋車刀、內(nèi)孔車刀。整體式、焊接式、機(jī)夾式、可轉(zhuǎn)位式。第一節(jié)焊接式車刀硬質(zhì)合金焊接刀片的選擇（表5-1）硬質(zhì)合金焊接車刀的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可按需刃磨，剛性好，有焊接缺陷。根據(jù)車刀的用途和主偏角選擇刀片形狀。根據(jù)背吃刀量和主偏角選擇刀片尺寸。外圓車刀參加工作的切削刃長度不超過刀片長度的60%~70%。切槽車刀的刃寬根據(jù)工件槽寬決定刀片厚度取決于切削力硬質(zhì)合金刀片形狀的選擇硬質(zhì)合金刀片尺寸的選擇切斷刀的刃寬刀槽的形狀和尺寸：刀槽的形狀：

半封閉槽：制造較難，焊接面積較大，焊接牢固，內(nèi)應(yīng)力較大。封閉槽：制造難，焊接面積大，焊接牢靠，內(nèi)應(yīng)力大，易產(chǎn)生裂紋。開口槽：制造簡單，焊接面積小，刀片內(nèi)應(yīng)力小。刀槽的尺寸：刀片露出刀槽0.5~1mm車刀刀柄與刀頭形狀和尺寸：刀柄橫剖面形狀和尺寸矩形：應(yīng)用最多。正方形：當(dāng)?shù)侗叨仁芟拗茣r采用。圓形：內(nèi)孔車刀工作橫剖面形狀。形狀：尺寸：刀柄長度一般取其高度的6倍。刀頭形狀直頭：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。偏頭：通用性好。第二節(jié)機(jī)夾式車刀刀片不經(jīng)高溫焊接，避免焊接缺陷，刀柄可多次重復(fù)使用。機(jī)夾式車刀的特點(diǎn)：機(jī)夾式車刀種類：切斷車刀、切槽車刀、螺紋車刀、大型車刨刀。切斷車刀外螺紋車刀內(nèi)螺紋車刀第二節(jié)可轉(zhuǎn)位車刀避免焊接缺陷，可以使用涂層刀片，刀片轉(zhuǎn)位迅速，更換方便?？赊D(zhuǎn)位車刀的特點(diǎn)：可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度的選擇可轉(zhuǎn)位車刀的幾何角度由刀片與刀槽角度派生形成。設(shè)計過程：要設(shè)計的刀具角度已選定的刀片角度刀槽的角度第六章成形車刀

成形車刀主要適用于尺寸較小、加工表面形狀較復(fù)雜、且生產(chǎn)批量較多的圓柱形零件的加工。本章的主要內(nèi)容是：成形車刀前角、后角的形成、切削刃上各點(diǎn)前角及后角的表示及變化規(guī)律。另外介紹利用作圖法或計算法設(shè)計成形車刀切削刃的形狀的方法。

第一節(jié)成形車刀的特點(diǎn)和類型

成形車刀的特點(diǎn)生產(chǎn)效率高加工質(zhì)量穩(wěn)定IT10~IT8、Ra63.~3.2um刀具壽命長成形車刀的類型按進(jìn)給方向分類徑向進(jìn)給成形車刀切削行程短，工作切削刃長，生產(chǎn)率高。徑向力大，易振動。不適合剛性差的工件。切向進(jìn)給成形車刀工作切削刃短，切削行程長，切削力小，生產(chǎn)率低。適合剛性差的工件。斜向進(jìn)給成形車刀進(jìn)給方向與工件軸線不垂直，切削直角臺階時，可以獲得合理的后角。按外形和結(jié)構(gòu)分類平體成形車刀棱體成形車刀圓體成形車刀重磨次數(shù)少，用于螺紋車刀，鏟齒車刀。重磨次數(shù)比平體多，剛性好。只能用于切削外成形表面。重磨次數(shù)多，內(nèi)外表面都能加工，加工誤差比棱體大。第二節(jié)成形車刀的前角和后角

前角和后角的形成棱體成形車刀制造時，保證刀具的楔角為安裝時，基準(zhǔn)點(diǎn)與工件中心等高，并使刀具后面傾斜即可。成形車刀的角度在假定工作平面Pf—Pf里標(biāo)注，切削刃的最外緣與工件中心等高（1點(diǎn)，該點(diǎn)稱基準(zhǔn)點(diǎn)）并以基準(zhǔn)點(diǎn)的角度作為名義角度切削刃各點(diǎn)的前、后角并不相同。前角變小，后角變大，楔角不變。前角根據(jù)工件材料選取，后角12°~15°圓體成形車刀制造時，前面距其中心距離為圓體成形車刀刀刃的剛度低于棱體成形車刀前角根據(jù)工件材料選取，后角10°~12°安裝時，基準(zhǔn)點(diǎn)與工件中心等高，刀具中心比工件中心高切削刃正交平面的后角刀具后面與工件摩擦嚴(yán)重。幾種改進(jìn)措施不影響零件使用性能的前提下，改變零件廓形。在磨出凹槽在磨出副偏角采用斜向進(jìn)給：采用螺旋體成形車刀螺旋體成形車刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計、制造麻煩，所以很少采用。第三節(jié)成形車刀廓形設(shè)計廓形設(shè)計的概念要設(shè)計的廓形：垂直于后面的截面廓形要設(shè)計的廓形：徑向截面廓形

雙曲線誤差加工圓錐部分出現(xiàn)內(nèi)凹雙曲線誤差圓體成形車刀的雙曲線誤差比棱體成形車刀大第七章孔加工刀具孔加工的地位：孔加工占總機(jī)械加工量的三分之一，其中鉆孔占25%?？准庸さ毒咛攸c(diǎn)：刀具結(jié)構(gòu)尺寸受限制，刀具強(qiáng)度、剛度、容屑、排屑、潤滑和冷卻存在一定問題?？准庸さ毒叩姆诸悾涸趯嶓w材料上加工：麻花鉆、中心鉆、深孔鉆。在已有孔上加工：擴(kuò)孔鉆、锪鉆、鉸刀、鏜刀、內(nèi)拉刀。本章主要介紹常用孔加工刀具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其使用。

第一節(jié)麻花鉆

麻花鉆的加工特點(diǎn)：用于實體材料上鉆孔，在孔加工中屬于粗加工。IT13~IT11；Ra25~6.3um。鉆孔直徑范圍：0.1~100mm。麻花鉆的組成：麻花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)：螺旋角實際上是假定工作平面內(nèi)的前角，通常β=25°~32°。麻花鉆切削部分組成及幾何參數(shù)：麻花鉆切削部分組成切削部分：兩個前面兩個后面，兩個副后面兩條主切削刃，兩條副切削刃一條橫刃麻花鉆的幾何角度基面和切削平面麻花鉆幾何角度頂角2Φ：切削刃長，單位切削刃上的負(fù)荷降低，刀尖角增大，散熱好，刀具壽命長，軸向分力小，切削厚度小，切削變形大，切削扭矩大頂角小標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆2Φ=116°~118°

主偏角Kr：切削刃上各點(diǎn)主偏角不同，外徑處的主偏角與頂角接近。前角γo：前角由外緣向中心逐漸減小+30°→－30°外緣處切削刃強(qiáng)度低，靠近中心處切削條件較差后角αo：刃磨后角時，由外緣向鉆心逐漸增大改善橫刃切削條件標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的最外緣后角為8°~20°，大直徑取小值刀刃各點(diǎn)楔角較為合理麻花鉆前、后角的變化規(guī)律副后角αo’：副后面副后角橫刃角度橫刃斜角ψ：50°~55°橫刃前角：－60°~－54°橫刃后角：30°~36°橫刃切削條件很差，嚴(yán)重擠壓，增大進(jìn)給力，影響加工精度麻花鉆的鉆削過程鉆削要素切削速度每刃進(jìn)給量背吃刀量鉆削寬度鉆削厚度高速鋼鉆頭：切削鑄鐵20~25m/min切削鋼15~30m/min進(jìn)給量受鉆頭強(qiáng)度和剛度限制一般f=（0.01~0.02）d鉆削力主切削刃橫刃刃帶進(jìn)給力40%57%3%轉(zhuǎn)矩80%8%12%鉆削過程特點(diǎn)半封閉切削，排屑、熱量傳散及切削液澆注困難。鉆頭剛性、導(dǎo)向性差。鉆頭幾何角度不盡合理，軸向力大。刃磨后，兩切削刃難以對稱，鉆削時易產(chǎn)生擺動、引偏。鉆孔質(zhì)量差，鉆頭壽命低。麻花鉆的改進(jìn)麻花鉆的修磨修磨主切削刃修磨橫刃修磨刃帶群鉆

第三節(jié)擴(kuò)孔鉆、锪鉆和鏜刀

擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆用于孔的半精加工或終加工，IT10~IT9，Ra6.3~3.2um無橫刃，導(dǎo)向性好，剛度好锪鉆鏜刀單刃鏜刀機(jī)夾式鏜刀用于加工大直徑的孔加工，IT8~IT6，Ra1.6~0.8um鏜刀能夠糾正孔的直線度誤差，適合孔系加工。

第四節(jié)鉸刀

鉸削工藝特點(diǎn)鉸孔是孔的精加工方法；可加工精度為IT7、IT6、IT5的孔；孔的表面粗糙度可控制在Ra1.6～0.2μm；鉸刀是定尺寸刀具。

鉸削用量鉸削余量

粗鉸余量為0.10mm～0.35

mm；精鉸余量為0.04mm～0.06mm。切削速度和進(jìn)給量鉸削速度為1.5m/min

～

5m/min；鉸削鋼件時，進(jìn)給量為0.3mm/r

～

2mm/r；鉸削鑄鐵件時，進(jìn)給量為0.5mm/r

～

3mm/r。

鉸刀的種類直柄機(jī)用鉸刀錐柄機(jī)用鉸刀手用鉸刀可調(diào)節(jié)手用鉸刀套式機(jī)用鉸刀機(jī)用錐度鉸刀手用錐度鉸刀硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀鉸刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)前角：0°~5°后角：8°~15°齒數(shù)z一般4～12個校準(zhǔn)部留有0.05~0.4mm的棱邊d0根據(jù)加工孔徑確定：考慮擴(kuò)張量或收縮量；鉸刀制造公差；備磨量鉸刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)：直徑d0，齒數(shù)z，背前角，后角，主偏角

dmax——孔的上限尺寸；

dmin——孔的下限尺寸；

T——孔的公差；

domax——鉸刀的最大直徑；

pmax——孔的最大擴(kuò)張量；

G——鉸刀的制造公差；

domin——鉸刀的最小直徑；

H——鉸刀的磨耗備量；

df——鉸刀的報廢尺寸；

pmin——孔的最小擴(kuò)張量；擴(kuò)孔鉸刀直徑和公差dmaxTHd0maxdmindfpmaxd0minpmindomax=dmax－pmaxdomin=dmax－pmax－Gdf=dmin－pminGHTP’maxP’mind0maxd0mindmindmaxdf縮孔

dmax——孔的上限尺寸；

dmin——孔的下限尺寸；

T——孔的公差；

domax——鉸刀的最大直徑；

p’min——孔的最小收縮量；

G——鉸刀的制造公差；domin——鉸刀的最小直徑；

H——鉸刀的磨耗備量；

df——鉸刀的報廢尺寸；

p’max——孔的最大收縮量；Gdomax=dmax＋p’mindomin=dmax＋p’min－Gdf=dmin＋p’max鉸刀齒槽形式直槽：制造、刃磨、檢驗方便；孔軸向有凹口、鍵槽時不能正常切削。螺旋槽：切削平穩(wěn)，振動小，刀具壽命高。軸向力和進(jìn)給方向相同鉸刀夾不牢，并產(chǎn)生自動進(jìn)給而卡在孔中，所以切削用量要小。右旋適合加工盲孔左旋軸向分力指向柄部對加固有利適合加工通孔螺旋角的選擇灰鑄鐵：7°~8°可鍛鑄鐵、鋼：12°~20°鋁等輕合金：35°~45°第五節(jié)孔加工復(fù)合刀具概述：由兩把或兩把以上同類或不同類孔加工刀具組合而成的刀具稱復(fù)合孔加工刀具復(fù)合鉆復(fù)合擴(kuò)孔鉆復(fù)合鉸刀復(fù)合鏜刀鉆－擴(kuò)復(fù)合刀具鉆－鏜復(fù)合刀具鉆－鉸復(fù)合刀具鉆－擴(kuò)－鉸復(fù)合刀具鉆－擴(kuò)－锪復(fù)合刀具

復(fù)合孔加工刀具的特點(diǎn)生產(chǎn)率高、各表面間相對位置精度高、工序集中。制造復(fù)雜，重磨、調(diào)整困難。1、要有足夠的強(qiáng)度和剛度。2、合理選擇切削用量切削速度按最大直徑刀具選擇。背吃刀量由相鄰單刀的直徑差來決定，不宜過大。進(jìn)給量按最小尺寸的單刀來選定。3、要有足夠大的容屑空間和排屑通道。4、刀具刃磨、調(diào)整要方便。尺寸小的采用整體式結(jié)構(gòu)，剛性好，位置精度高，但制造、刃磨困難，壽命低。尺寸大的采用裝配式結(jié)構(gòu)，制造、刃磨較易，壽命高。5、盡量采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式結(jié)構(gòu)?？杀苊夂附尤毕?，延長壽命，縮短調(diào)刀時間，刀桿可重復(fù)使用。復(fù)合孔加工刀具設(shè)計的特點(diǎn)刀體材料采用合金鋼，對同軸度要求高的刀具要做導(dǎo)向部分第六節(jié)圓拉刀拉削的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用：加工精度高，表面質(zhì)量好。IT8～I(xiàn)T7，Ra3.2～0.8um刀具成本高，使用壽命長。生產(chǎn)率高。機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，只有一個運(yùn)動。主要用于大量、成批生產(chǎn)。拉刀的結(jié)構(gòu)與拉削方式拉刀的結(jié)構(gòu)切削齒必開分屑槽齒距：相鄰兩齒間的軸向距離應(yīng)滿足3~8個同時工作齒數(shù)齒升量：相鄰刀齒的半徑差粗切齒—0.015~0.20mm精切齒—0.005~0.02mm，不小于0.005mm過渡齒—逐漸遞減校準(zhǔn)齒—等于零，修光校準(zhǔn)前角：5°~18°后角：1°~3°刃帶：0.1~0.4mm拉削方式拉削方式：拉刀逐齒從工件表面上切除加工余量的方式同廓分層式特點(diǎn)：可獲得較高的表面質(zhì)量。刀齒上的分屑槽造成切屑上有一加強(qiáng)筋，切屑卷曲困難。拉刀長度較長，降低了拉削生產(chǎn)率。拉刀成本高。分塊式（輪切式）特點(diǎn)：切屑上無加強(qiáng)筋，切屑卷曲順利。拉刀長度短，提高了拉削生產(chǎn)率?？衫鲙в财さ蔫T件、鍛件。切削厚度大，在相同余量下，拉刀所需的刀齒總數(shù)較分層式少。拉削后的表面質(zhì)量較差。組合式特點(diǎn)：粗切齒制成輪切式結(jié)構(gòu)，分塊拉削，精切齒采用分層拉削?？s短了拉刀長度。提高了拉削生產(chǎn)率。拉削后的表面質(zhì)量較好。分層式加工精度高，生產(chǎn)率低分塊式生產(chǎn)率高，加工精度低組合式生產(chǎn)率、加工精度均高第八章銑削與銑刀

銑刀是廣泛用于平面及成形表面加工的刀具。本章主要通過圓柱形銑刀及面銑刀為代表介紹銑削特點(diǎn)。其中包括銑刀幾何參數(shù)、銑削方式、銑削時作用力，銑刀的磨損等。由于銑刀類型較多，其中主要介紹圓柱形銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、三面刃銑刀、角度銑刀和模具銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其使用范圍?？赊D(zhuǎn)位面銑刀在數(shù)控機(jī)床中使用廣泛。因此重點(diǎn)介紹可轉(zhuǎn)位面銑刀的刀片形狀及角度、刀片裝夾形式、銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。并介紹成形銑刀刀齒齒背的形狀及鏟制原理。

第一節(jié)銑刀的幾何參數(shù)圓柱形銑刀的幾何角度OOnn面銑刀的幾何角度

第二節(jié)銑削用量和切削層參數(shù)銑削用量背吃刀量ap：沿銑刀軸線度量的吃刀量ap=工件寬度側(cè)吃刀量ae：垂直銑刀軸線度量的吃刀量進(jìn)給量f

每齒進(jìn)給量fz

進(jìn)給速度vf

進(jìn)給量的三種表示方法銑削速度背吃刀量ap：沿銑刀軸線度量的吃刀量ae=工件寬度側(cè)吃刀量ae：垂直銑刀軸線度量的吃刀量進(jìn)給量f

每齒進(jìn)給量fz

進(jìn)給速度vf

進(jìn)給量的三種表示方法銑削速度切削層參數(shù)

圓周銑削切削厚度切削寬度切削層面積端銑削

第三節(jié)銑削力銑削力的分解作用于銑刀的分銑削力徑向銑削分力Fcn（垂直分力）：沿銑刀半徑方向的分力，使刀桿彎曲。軸向銑削分力Fp（背向力）：與銑刀軸線平行的分力，影響銑刀安裝的穩(wěn)定性。作用于工件的分銑削力縱向銑削力Ff（進(jìn)給力）：在縱向進(jìn)給方向的分力。橫向銑削力Fe（橫向進(jìn)給力）在橫向進(jìn)給方向的分力。垂直銑削力Ffn（垂直進(jìn)給力）：在銑床工作臺垂直方向的分力。主銑削力Fc（切削力）：主運(yùn)動方向上的分力，消耗機(jī)床主要功率。

第四節(jié)銑削方式圓周銑削方式逆銑切削厚度從零逐漸增大，切入時刀齒劃擦嚴(yán)重。在切削某一時段垂直銑削分力Ffn向上，有抬起工件的趨勢，不利于薄壁和剛度差的工件。順銑切削厚度從最大開始，可以避免切入時刀齒的劃擦，可以提高銑刀壽命和加工表面質(zhì)量。垂直銑削分力Ffn始終向下，有利于工件的夾緊。工件表面有硬皮時，刀齒切入沖擊大，加快刀具磨損?？v向銑削分力Ff會使工作臺向左竄動，造成進(jìn)給不均勻，嚴(yán)重時會造成銑刀破損。當(dāng)銑床沒有消除絲杠和螺母間隙時，不能采用順銑，宜采用逆銑。對稱端銑不對稱逆銑不對稱順銑切入、切出的切削厚度相同，平均切削厚度較大。適合加工表面帶有硬皮的工件。切入切削厚度較小，切出的切削厚度較大。適合加工碳鋼、合金鋼。切入切削厚度較大，切出的切削厚度較小。適合加工不銹鋼、高溫合金。端銑方式銑削特點(diǎn)多刃切削由于刃磨誤差、刀桿彎曲、刀具軸線與主軸軸線不重合等原因造成刀齒的徑向跳動。刀齒的徑向跳動會造成每個刀齒負(fù)荷不一致、磨損不均勻，直接影響加工表面質(zhì)量。斷續(xù)切削刀齒切人或切出工件時會產(chǎn)生周期性沖擊，端銑刀尤為明顯。當(dāng)沖擊頻率與銑床固有頻率相同或成倍數(shù)時，將引起共振。這種斷續(xù)切削方式將使刀齒經(jīng)受機(jī)械沖擊和熱沖擊(高速銑削時)，硬質(zhì)合金刀片在這種力、熱聯(lián)合沖擊下，容易產(chǎn)生裂紋和破損。有切人過程圓周銑削（逆銑）時，刀齒有切入過程，刀齒需在工件表面上擠壓滑行一段以后才能切人工件。這會造成刀齒磨損加劇，已加工表面硬化，使表面質(zhì)量變差。

第六節(jié)常用銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)用圓柱形銑刀用途：加工平面粗齒：用于粗加工細(xì)齒：用于精加工直徑：50，63，80，100mm立銑刀主要用于加工凹槽、臺階面以及成形表面鍵槽銑刀圓柱面和端面都有切削刃，端面切削刃延至中心，能夠軸向進(jìn)給。用于加工圓頭封閉鍵槽有直柄、錐柄兩種。三面刃銑刀適用于加工凹槽和臺階面。除了圓周面具有切削刃外兩側(cè)也有副切削刃。直齒三面刃銑刀圓周齒與端面齒共用一個前刀面，兩側(cè)刃前角等于零度，切削條件差。便于制造和重磨錯齒三面刃銑刀兩側(cè)刃切削條件改善，切削平穩(wěn)，切削力小，排屑容易。角度銑刀單角銑刀雙角銑刀模具銑刀

第七節(jié)可轉(zhuǎn)位面銑刀可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑和齒數(shù)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑為了減少銑刀規(guī)格，便于集中制造，面銑刀直徑系列標(biāo)準(zhǔn)化。50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500端銑時：d≥（1.3~1.6）ap可轉(zhuǎn)位面銑刀齒數(shù)可轉(zhuǎn)位面銑刀按齒數(shù)分粗、中、細(xì)齒三種。粗齒：長屑工件，需較大容屑空間時采用。中齒：短屑工件或精銑鋼件時采用。細(xì)齒：適用于加工薄壁鑄件。第九章螺紋刀具

本章主要講解絲錐的結(jié)構(gòu)、類型和選用，并介紹、板牙、螺紋車刀、螺紋梳刀、螺紋銑刀及螺紋滾壓用工具的工作原理和用途等。

第一節(jié)絲錐絲錐的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)絲錐的結(jié)構(gòu)是一個軸向開槽的外螺紋。切削部分：鏟磨成椎體，齒形不完整，各齒均分切削工作。校準(zhǔn)部分：齒形完整，起校準(zhǔn)導(dǎo)向作用。為了減少摩擦做成倒錐。前、后角在端面標(biāo)注。齒數(shù)一般為3~4個，大直徑絲錐6個。直槽絲錐制造簡單，普通絲錐常用結(jié)構(gòu)。左旋絲錐，加工通孔螺紋時采用。右旋絲錐，加工盲孔螺紋時采用。擠壓絲錐加工表面組織緊密，耐磨性提高，無排屑，絲錐強(qiáng)度高，生產(chǎn)率高。預(yù)鉆孔直徑比螺紋小徑增加一個修正量。絲錐直徑應(yīng)比普通絲錐增加彈性變形量（0.01P）。板牙開有排屑槽的螺母。鏟磨后角切削錐：分?jǐn)偳邢髫?fù)荷校準(zhǔn)齒：齒形完整，不磨后角，用以校準(zhǔn)和導(dǎo)向。第十章切齒刀具

本章介紹齒輪銑刀、插齒刀和齒輪滾刀等各類切齒刀具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選用方法。其內(nèi)容包括齒輪銑刀的齒廓形狀參數(shù)、各種刀號齒輪銑刀所能加工齒輪齒數(shù)的范圍；插齒刀的工作原理及插齒刀的結(jié)構(gòu)及選擇和使用；齒輪滾刀的及結(jié)構(gòu)及選擇和使用。

第一節(jié)齒輪銑刀的種類齒輪銑刀的種類盤形齒輪銑刀指形齒輪銑刀銑齒加工精度低（8~9級）和生產(chǎn)率均低，用于單件小批生產(chǎn)。用于加工小模數(shù)（m=0.3~16mm）的齒輪用于加工大模數(shù)（m=10~100mm）的齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪銑刀的齒廓形狀和刀號齒廓形狀模數(shù)和壓力角相同，但齒數(shù)不同需要很多刀具刀具要按齒數(shù)分組制造不經(jīng)濟(jì)、不現(xiàn)實每一模數(shù)有8或15把銑刀為一組齒廓形狀不同模數(shù)、齒數(shù)、壓力角（20°）需要不同刀具m=0.3~8mm8把刀為一套m=9~16mm15把刀為一套每一刀號的齒廓（表10-1）該刀號中最少齒數(shù)的廓形

第二節(jié)插齒刀的結(jié)構(gòu)和使用插齒刀的工作原理產(chǎn)形齒輪：切削刃上下運(yùn)動軌跡形成的齒輪插齒刀可以加工直齒、斜齒內(nèi)外圓柱齒輪，多聯(lián)齒輪。插齒刀的結(jié)構(gòu)產(chǎn)形齒輪為了形成后角，頂刃及左右側(cè)刃后面均縮在產(chǎn)形齒輪之內(nèi)。重磨前刀面后直徑變小，齒厚變薄，但仍要求齒形是同一基圓上的漸開線。插齒刀是不同變位系數(shù)的薄齒輪疊加而成。齒頂變寬，齒根變薄，不是漸開線。適當(dāng)增大插齒刀分度圓處的壓力角可以減小誤差。切削刃是不同漸開線上的點(diǎn)連接而成的。齒廓誤差前角等于零度，不存在齒廓誤差。插齒刀的選擇和使用插齒刀類型的及其選用盤形：加工普通外齒輪和大直徑內(nèi)齒輪。碗形：加工多聯(lián)齒輪。錐柄直齒插齒刀：加工內(nèi)齒輪。插齒刀使用前的校驗插齒刀的模數(shù)、分度圓壓力角及齒高系數(shù)和被切齒輪一致。校驗加工的齒輪與共軛齒輪嚙合時是否發(fā)生過渡曲線干涉。選用大齒數(shù)插齒刀；或用舊插齒刀，以減小刀具的變位系數(shù)。插齒刀的變位系數(shù)越大越容易發(fā)生過渡曲線干涉。校驗被切齒輪是否發(fā)生根切。校驗被切齒輪是否發(fā)生頂切。選用齒數(shù)較少的插齒刀或換用新插齒刀。插齒刀的變位系數(shù)和齒數(shù)愈小、被切齒輪的齒數(shù)愈多，容易產(chǎn)生頂切。選用齒數(shù)較多的插齒刀或換用較新的插齒刀。插齒刀變位系數(shù)愈小，插齒刀齒數(shù)愈多，被切齒輪齒數(shù)越少，越容易根切。齒輪滾刀的工作原理

第三節(jié)滾齒刀滾刀軸線相對工件端面需傾斜一個安裝角φ

滾刀的旋向與被切齒輪的旋向相同時：滾刀的旋向與被切齒輪的旋向相反時：切削直齒輪時：齒輪滾刀的產(chǎn)形螺旋面產(chǎn)形螺旋面為了形成后角，頂刃及左右側(cè)刃后面均縮在產(chǎn)形螺旋面以內(nèi)。滾刀每次重磨位置滾刀每次重磨后，外徑和齒厚減小。只要調(diào)節(jié)好滾刀與齒坯的中心距，就能切出正確廓形的齒輪。頂刃和側(cè)刃在新的產(chǎn)形螺旋面上相當(dāng)于斜齒輪的變位系數(shù)減小產(chǎn)形螺旋面漸開螺旋面可以切出理想的漸開線齒輪，但制造、檢驗較為困難，生產(chǎn)中很少采用。滾刀產(chǎn)形螺旋面阿基米德螺旋面軸平面內(nèi)的截形是直線，制造、檢驗方便。適用于小模數(shù)（m≤10mm）的齒輪滾刀。滾刀產(chǎn)形螺旋面法向直廓螺旋面適用于粗加工或大模數(shù)齒輪加工。齒槽法向截形是直線。齒廓誤差比阿基米德滾刀大。1、滾刀外徑daodao↑→齒數(shù)↑→齒面包絡(luò)誤差↓↘每齒切削負(fù)荷↓dao↑→滾刀內(nèi)經(jīng)↑→剛性↑↘制造、刃磨、安裝不便，增加切入時間降低生產(chǎn)率粗加工選用小直徑，精加工選用大直徑2、滾刀長度L應(yīng)保證滾刀能完整地包絡(luò)齒輪的齒廓，滾刀邊緣的刀齒負(fù)荷不過重。3、滾刀頭數(shù)多頭：生產(chǎn)率高，加工精度低，用于粗切滾刀單頭：生產(chǎn)率低，加工精度高，用于精切滾刀齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)4、齒輪滾刀的齒數(shù)Z精加工滾刀齒數(shù)應(yīng)比粗加工滾刀多。Z↑→刀齒切削負(fù)荷↓，齒廓包絡(luò)線↑→Ra↓5、前角和后角齒頂后角：10°~12°；齒側(cè)后角：3°~4°前角：高精度滾刀為0°

普通精度滾刀為7°~9°

粗加工滾刀為12°~15°齒輪滾刀的選用齒輪滾刀基本參數(shù)選擇滾刀的模數(shù)mn與被加工齒輪的模數(shù)相同。滾刀精度：AA、A、B、C級分別加工7、8、9、10級精度的齒輪。AAA級適用于加工6級精度齒輪。滾刀的螺旋方向：右旋滾刀切削右旋齒輪；左旋滾刀切削左旋齒輪。直齒輪一般用右旋滾刀加工。滾刀的切削方式：順滾可提供滾刀壽命及齒輪表面質(zhì)量，但必須消除進(jìn)給絲杠和螺母的間隙。第十一章數(shù)控刀具及其工具系統(tǒng)本章主要介紹對數(shù)控刀具的要求；數(shù)控刀具的快換、自動更換和尺寸預(yù)調(diào)方面的基本概念；車削類數(shù)控工具系統(tǒng)和鏜銑類數(shù)控工具系統(tǒng)；刀具尺寸控制系統(tǒng)與刀具磨損、破損監(jiān)測方面的基本知識。第一節(jié)對數(shù)控刀具的特殊要求刀具切削性能和壽命要穩(wěn)定可靠。刀具應(yīng)有較高壽命。可靠地斷屑、卷屑和排屑。快速地轉(zhuǎn)位和更換刀片以及換刀或自動換刀。能迅速、精確地調(diào)整刀具切削尺寸。標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。應(yīng)建立完整的數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)。應(yīng)有完善的刀具組裝、預(yù)調(diào)、編碼標(biāo)識與識別系統(tǒng)。應(yīng)有刀具磨損和破損在線監(jiān)測系統(tǒng)。第二節(jié)刀具快換、自動更換和尺寸預(yù)調(diào)刀具快換或自動更換刀片轉(zhuǎn)位或更換更換刀頭模塊更換刀夾手動換刀自動換刀數(shù)控刀具尺寸預(yù)調(diào)數(shù)控刀具尺寸的預(yù)調(diào)方法刀具尺寸的預(yù)調(diào)徑向調(diào)整軸向調(diào)整徑向和軸向均調(diào)整第三節(jié)數(shù)控刀具的工具系統(tǒng)數(shù)控刀具裝夾系統(tǒng)數(shù)控刀具的工具系統(tǒng)數(shù)控刀具的工具系統(tǒng)車削類數(shù)控工具系統(tǒng)鏜銑類數(shù)控工具系統(tǒng)按用途數(shù)控刀具的工具系統(tǒng)整體式數(shù)控工具系統(tǒng)模塊式數(shù)控工具系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)車削類數(shù)控工具系統(tǒng)機(jī)床刀架形式工具系統(tǒng)中有無動力驅(qū)動鏜銑類數(shù)控工具系統(tǒng)鏜銑類數(shù)控工具系統(tǒng)整體式鏜銑類工具系統(tǒng)模塊式鏜銑類工具系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)整體式鏜銑類工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)的柄部與夾持刀具的工作部分連成一體模塊式鏜銑類工具系統(tǒng)主柄模塊中間模塊工作模塊++第四節(jié)刀具尺寸控制系統(tǒng)與刀具磨損、破損檢測刀具尺寸控制系統(tǒng)已加工工件控制裝置補(bǔ)償裝置鏜頭鏜刀待加工工件測頭拉桿—擺塊式補(bǔ)償裝置鏜刀擺塊拉桿刀具磨損的檢測與監(jiān)控刀具磨損的直接檢測與監(jiān)控參考表面磨損傳感器測量裝置刀具觸頭刀具磨損的間接檢測與監(jiān)控以刀具壽命為判據(jù)在調(diào)用刀具時，從規(guī)定的刀具壽命中扣除切削時間，當(dāng)剩余時間少于下次的使用時間時發(fā)出換刀信號。以加工表面粗糙度為判據(jù)刀具的破損檢測光電式刀具破損檢測光源鉆頭