機(jī)械制造

林承全嚴(yán)義章主編

機(jī)械工業(yè)出版社

2010.7祝大家學(xué)習(xí)進(jìn)步！為學(xué)須用畢生力攀高貴在少年時(shí)愿知識(shí)之泉，經(jīng)書籍之渠而奔流進(jìn)你的心田！國(guó)家級(jí)“十二五”規(guī)劃教材基于工作過(guò)程的項(xiàng)目教材1項(xiàng)目6

正確使用機(jī)床刀具21.切削加工的意義和分類（1）切削加工是指使用切削工具從工件上切除多余材料，以獲得幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量等都符合要求的零件或半成品的加工方法。（2）切削加工是在材料的常溫狀態(tài)下進(jìn)行的，它包括機(jī)械加工和鉗工加工兩種，其主要形式有：車削、刨削、銑削、磨削、齒形加工、銼削、鏨削、鋸割等。習(xí)慣上常說(shuō)的切削加工主要是指機(jī)械加工。6.1.1切削加工6.1切削運(yùn)動(dòng)和切削要素36.1.1切削加工2.切削加工在工業(yè)生產(chǎn)中的地位及特點(diǎn)（1）切削加工在機(jī)械制造過(guò)程中具有舉足輕重的地位：在機(jī)械制造行業(yè)，切削加工所擔(dān)負(fù)的加工量約占機(jī)器制造總工作量的40%~60%。（2）切削加工的突出優(yōu)點(diǎn)：①可獲得相當(dāng)高的尺寸精度和較小的表面粗糙度參數(shù)值。②幾乎不受零件的材料、尺寸和質(zhì)量的限制。③非金屬材料也可進(jìn)行切削加工。4在切削過(guò)程中，加工刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就是切削運(yùn)動(dòng)。它是直接形成工件表面輪廓的運(yùn)動(dòng)，如下圖車床的運(yùn)動(dòng)。6.1.2切削運(yùn)動(dòng)5切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩個(gè)基本運(yùn)動(dòng)。6.1.2切削運(yùn)動(dòng)6舉例：各種加工方法的切削運(yùn)動(dòng)6.1.2切削運(yùn)動(dòng)71．待加工表面。2．過(guò)渡表面（或稱加工表面。3．已加工表面。三個(gè)表面是不斷變化的。6.1.3切削表面81.切削速度v(m/s或m/min)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)v=πdn/1000往復(fù)運(yùn)動(dòng)v=2Lnr/10006.1.4切削要素2.進(jìn)給量f(mm/r或mm/雙行程)

進(jìn)給速度

vf=nf

=nfzz

（mm/s或mm/min)3.背吃刀量（切削深度）

ap車削外圓時(shí)

ap=(dw-dm)/2

鉆孔時(shí)

ap=dm/2

9例題6－1

車外圓時(shí)工件加工前直徑為62mm，加工后直徑為56mm，工件轉(zhuǎn)速為4r/s，刀具每秒鐘沿工件軸向移動(dòng)2mm，工件加工長(zhǎng)度為110mm，切入長(zhǎng)度為3mm，求v、f、ap和切削工時(shí)t。解：

v=πdn/1000=π·62·4/1000

=0.779m/sf=vf/n

=2/4=0.5mm/rap=(dw-dm)/2=(62-56)/2=3mmt=(l+l1+l2)/vf=(110+3+0)/2=56.5s10

6.2刀具的幾何角度6.2.1刀具幾何角度的合理選用1.車刀切削部分的組成三面：

前刀面Aγ后刀面Aα副后刀面Aα′兩刃：

主切削刃S副切削刃S′一尖：刀尖116.2.1刀具幾何角度的合理選用2.車刀切削部分的幾何參數(shù)

（1）正交平面參考系及三個(gè)空間相互垂直的參考平面①基面Pγ。②主切削平面Ps。③正交平面（主剖面）Po。12⑤副偏角κrˊ派生角度：如：楔角βo、刀尖角εr等。r④主偏角κr②后角αo⑥刃傾角λs①前角γo6.2.1刀具幾何角度的合理選用（2）刀具標(biāo)注角度的基本定義③副后角αoˊ六個(gè)獨(dú)立角度

13(1)合理前角選擇應(yīng)考慮的因素：增大前角，切屑易流出，可使切削力降低，切削輕快；但前角過(guò)大時(shí)，會(huì)削弱刀刃強(qiáng)度及散熱能力，使刀具的壽命降低。當(dāng)加工塑性材料、工件材料硬度較低、刀頭材料韌性較好或精加工時(shí)前角值可取大些；當(dāng)加工脆性材料、工件材料硬度較高、刀頭材料韌性較差或粗加工時(shí)前角值可取小些。

加工各種材料的前角參考值約為：鋁合金取25°～35°，銅合金取35°，低碳鋼取20°～25°，不銹鋼取15°～25°，中等硬度鋼如45鋼、40Cr鋼取10°～20°，高碳鋼取0°～－5°，灰鑄鐵取15°。6.2.1刀具幾何角度的合理選用3.刀具角度的選擇14(2)合理后角選擇應(yīng)考慮的因素：

增大后角，可減少刀具后面與工件之間的摩擦；但后角過(guò)大時(shí)，刀刃強(qiáng)度將降低，散熱條件變差，刀具容易損壞。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)加工塑性材料和精加工時(shí)，后角可取大些。通常，用高速鋼制成的車刀，其后角約為6°～15°；用硬質(zhì)合金制成的車刀在強(qiáng)力切削時(shí)，其后角取3°～6°，精車時(shí)取8°～12°。

6.2.1刀具幾何角度的合理選用15(3)合理主偏角選擇應(yīng)考慮的因素：在切削嘗試和進(jìn)給量不變的情況下，增大主偏角，可使切削力沿工件軸向力加大，徑向力減小，有利于加工細(xì)長(zhǎng)軸并減小振動(dòng)；但由于主刀刃參加切削工作的長(zhǎng)度減小，刀刃單位長(zhǎng)度上切削力加大，散熱性能下降，刀具磨損加快。通常，當(dāng)加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，主偏角取75°～90°；強(qiáng)力切削時(shí)，選取60°～75°；加工硬材料時(shí)，取10°～30°。6.2.1刀具幾何角度的合理選用16(4)合理刃傾角選擇應(yīng)考慮的因素：增大刃傾角有利于提高刀具承受沖擊的能力。當(dāng)刃傾角為正值時(shí)，切屑向待加工面方向流動(dòng)；為負(fù)值時(shí)，切屑向已加工面方向流出。刃傾角對(duì)切屑流向的影響如下圖所示。6.2.1刀具幾何角度的合理選用17例如：車削時(shí)，刃傾角主要根據(jù)刀尖強(qiáng)度和流屑方向來(lái)選擇，其合理數(shù)值如下表： 適用范圍精車細(xì)長(zhǎng)軸精車有色金屬粗車一般鋼和鑄鐵粗車余量不均、淬硬鋼等沖擊較大的斷續(xù)車削大刃傾角薄切削λs值00～5050～10000～－50－50～－100－50～－150450～7506.2.1刀具幾何角度的合理選用186.2.1刀具幾何角度的合理選用4.車刀主要標(biāo)注角度的測(cè)量（1）車刀量角儀工作原理車刀的標(biāo)注（靜態(tài)）角度可以用車刀量角儀進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量的基本原理是：按照車刀靜態(tài)角度的定義，在刀刃選定點(diǎn)上，用量角儀的指針平面（或側(cè)面或底面），與構(gòu)成被測(cè)角度的面或線緊密貼合（或相平行、或相垂直），把要測(cè)量的角度測(cè)量出來(lái)。

196.2.1刀具幾何角度的合理選用（2）回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式車刀量角儀結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)主要由底盤刻度盤1、底盤指針2、支撐板3、導(dǎo)向塊4、測(cè)量指針5、扇形刻度盤6、升降桿7、升降螺母8、滾花手輪9、小指針10、小刻度盤11等組成。

206.2.1刀具幾何角度的合理選用（3）測(cè)量步驟①校準(zhǔn)車刀量角儀的原始位置。用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式車刀量角儀測(cè)量車刀幾何角度之前，必須先將量角儀的底盤指針、測(cè)量指針和小指針全部調(diào)整到零位，然后將車刀平放在支撐板上，使其側(cè)面緊貼導(dǎo)向塊側(cè)面，稱這種狀態(tài)下的車刀量角儀位置為測(cè)量車刀的原始位置。

216.2.1刀具幾何角度的合理選用②測(cè)量主偏角κr。從測(cè)量車刀標(biāo)注角度的原始位置起，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)支撐板使車刀主切削刃和測(cè)量指針前面緊密貼合，此時(shí)指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值，即為主偏角κr的數(shù)值。

226.2.1刀具幾何角度的合理選用③測(cè)量刃傾角λs。測(cè)量完主偏角κr之后，此時(shí)測(cè)量指針位于切削平面內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量指針使其下邊A與車刀主切削刃緊密貼合，則測(cè)量指針在扇形刻度盤上所指示的刻度數(shù)值就是刃傾角λs的數(shù)值。測(cè)量指針在0°左邊時(shí)λs取正值，測(cè)量指針在0°右邊時(shí)λs取負(fù)值。236.2.1刀具幾何角度的合理選用④測(cè)量副偏角κr＇。

參照測(cè)量主偏角κr的測(cè)量方法，逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)支撐板，使車刀副切削刃和測(cè)量指針前面緊密貼合，此時(shí)指針在底盤上所指示的刻度數(shù)值即為副偏角κr＇的數(shù)值。246.2.1刀具幾何角度的合理選用⑤測(cè)量前角γo與后角αo。首先將車刀量角儀放在測(cè)量主偏角κr的位置上，使支撐板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°或使指針從底盤上的0°刻度起逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°-κr刻度的數(shù)值。此時(shí)，主切削刃在基面上的投影恰好垂直于測(cè)量指針前面，然后用測(cè)量指針底邊A與通過(guò)主切削刃上選定點(diǎn)的前刀面緊密貼合，則測(cè)量指針在扇形刻度盤上所指示的刻度數(shù)值就是前角γo的數(shù)值。測(cè)量指針在0°右邊時(shí)γo取正值，測(cè)量指針在0°左邊時(shí)γo取負(fù)值。測(cè)量完前角之后，支撐板不需要調(diào)整，只需平移導(dǎo)向塊和車刀，使測(cè)量指針的側(cè)面C與通過(guò)主切削刃上選定點(diǎn)的后刀面緊密貼合，此時(shí)測(cè)量指針在扇形刻度盤上所指示的刻度數(shù)值就是后角αo的數(shù)值。測(cè)量指針在0°左邊時(shí)αo取正值，測(cè)量指針在0°右邊時(shí)αo取負(fù)值。256.2.1刀具幾何角度的合理選用測(cè)量車刀前角、后角示意圖

266.2.2常用刀具種類、材料及其選擇1.刀具分類生產(chǎn)中所使用的刀具種類很多，可按照不同的方式進(jìn)行分類：（1）按加工方式和具體用途，可分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動(dòng)線及數(shù)控機(jī)床刀具和磨具等幾大類型。（2）按所用材料性質(zhì)，可分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金剛石刀具等。（3）按結(jié)構(gòu)形式，可分為整體式刀具、焊接式刀具、機(jī)夾式刀具和可轉(zhuǎn)位刀具等。（4）按是否標(biāo)準(zhǔn)化，可分為標(biāo)準(zhǔn)刀具和非標(biāo)準(zhǔn)刀具等。刀具的種類及其劃分方式將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷變化。272.刀具切削部分的材料（1）刀具切削部分材料的性能要求①高的硬度和耐磨性常溫硬度60HRC以上，耐磨性是硬度、組織結(jié)構(gòu)及化學(xué)性能等的綜合反映。②足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性③高耐熱性

高溫硬度、強(qiáng)度、耐磨性，抗氧化性、抗擴(kuò)散粘結(jié)性等④良好的工藝性

鍛造性能、磨削性能、熱處理性能等⑤經(jīng)濟(jì)性6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇28（2）常用的刀具材料目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等。①碳素工具鋼

碳素工具鋼是一種含C量較高的優(yōu)質(zhì)鋼（含C一般為0.65～1.35%）。

A、常用牌號(hào)有T7A、T8A……T13A等

B、主要性能淬火后硬度較高，可達(dá)HRC61～65；紅硬性為200℃～250℃，價(jià)格低廉，不耐高溫，切削速度因此而不能提高，允許切削速度VC≤10m/min,只能制作低速手用刀具，如板牙、鋸條、銼等。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇29②合金工具鋼在碳素工具鋼中加入一定量的鉻（Cr）、鎢（W）、錳（Mn）等合金元素，能夠提高材料的耐熱性、耐磨性和韌性，同時(shí)還可以減少熱處理時(shí)的變形。A、主要牌號(hào)有9SiCrCrWMnB、主要性能淬火后的硬度可達(dá)HRC61～65，紅硬性為300℃～400℃，允許切削速度Vc=10～15m/min,制作低速、形狀比較復(fù)雜、要求淬火后變形小的刀具。如板牙、拉刀、手用鉸刀（孔的精加工）等。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇30③高速鋼A、通用型高速鋼（含碳量0.7～0.9%，62～66HRC）

鎢系高速鋼

W18Cr4V

W14Cr4MnRE鉬系高速鋼W6Mo5Cr4V2

高溫塑性好主要用于一般材料的常規(guī)加工，速度不高于50m/min.B、高性能高速鋼（增加碳量釩量，添加鈷鋁等66～70HRC）

9W18Cr4VW6Mo5Cr4V3W6Mo5Cr4V2Co8

W2Mo9Cr4VCo8

W6Mo5Cr4V2Al

W10Mo4Cr4V3Al主要用于難加工材料的加工，加工普通材料可達(dá)90m/min.粉末冶金化，表面處理及涂層等6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇316.2.2常用刀具種類、材料及其選擇32金屬碳化物(WC、TiC、TaC、NbC等)＋金屬粘接劑(Co、Ni等)高壓成形后，高溫?zé)Y(jié)而成。硬度、耐熱性、耐磨性很高，切削速度遠(yuǎn)高于高速鋼抗彎強(qiáng)度低、脆性大，抗沖擊振動(dòng)性能差分類YG

(K)

類

YT

(P)類

YW(M)類短切屑黑色金屬加工長(zhǎng)切屑的鋼材、鑄鐵等有色金屬非金屬黑色金屬有色金屬非金屬WC+CoWC+TiC+CoWC+TiC+TaC+Co④硬質(zhì)合金6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇33常用硬質(zhì)合金牌號(hào)及應(yīng)用范圍牌號(hào)應(yīng)用范圍YG3硬度、抗彎耐磨強(qiáng)度、性、韌性、切削進(jìn)給速度量鑄鐵、有色金屬、高溫合金的精、半精加工，無(wú)沖擊YA6冷硬鑄鐵、淬硬鋼、有色金屬及合金的精、半精加工YG6X鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精、半精加工，YG6鑄鐵、有色金屬、高溫合金的半精加工和粗加工YG8鑄鐵、有色金屬、高溫合金粗加工，可用于斷續(xù)切削YT30硬度、抗彎耐磨強(qiáng)度、切削韌性、速度進(jìn)給碳素鋼、合金鋼的精加工YT15碳鋼、合金鋼連續(xù)切時(shí)粗、半精加工，斷續(xù)切精加工YT5碳素鋼、合金鋼的粗加工，可用于斷續(xù)切削YW1同上高強(qiáng)度鋼、碳鋼、鑄鐵、有色金屬等的精、半精加工YW2高強(qiáng)度鋼、碳鋼、鑄鐵、有色金屬等的半精與粗加工YN05同上碳鋼、合金鋼的高速精車，系統(tǒng)剛性好的細(xì)長(zhǎng)軸精車YN10碳鋼、合金鋼、淬硬鋼連續(xù)表面的精加工6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇341.調(diào)整化學(xué)成份，提高綜合性能添加TaC、NbC；添加稀土元素；TiC(N)基，高速鋼基等2.涂層硬質(zhì)合金（可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金涂層刀片）

TiC涂層、TiN涂層、復(fù)合涂層、陶瓷涂層3.細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇⑤新型硬質(zhì)合金簡(jiǎn)介351.陶瓷（硬、脆、價(jià)格低）

普通陶瓷、復(fù)合氧化鋁陶瓷、復(fù)合氮化硅陶瓷，適于精加工2.立方氮化硼（CBN）

硬度僅次于金剛石，化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性好，加工淬火鋼等3.金剛石（最硬、耐磨性好）

加工陶瓷、硬合金、有色金屬等，不適于鐵系金屬加工⑥其它刀具材料簡(jiǎn)介6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇36（1）車刀車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣的一種刀具，它可以在車床上加工外圓、端面、螺紋、內(nèi)孔，也可用于切槽和切斷等。①分類按用途不同，車刀可分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀、端面車刀、切斷車刀、螺紋車刀等。按結(jié)構(gòu)不同，車刀可分為整體車刀、焊接車刀、機(jī)夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀、成型車刀等。

3.常用刀具簡(jiǎn)介6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇376.2.2常用刀具種類、材料及其選擇車刀按用途分類

386.2.2常用刀具種類、材料及其選擇車刀按結(jié)構(gòu)分類

39②焊接車刀焊接車刀是由一定形狀的刀片和刀桿通過(guò)焊接連接而成的。刀片一般選用各種不同牌號(hào)的硬質(zhì)合金材料，而刀桿一般選用45鋼，使用時(shí)要根據(jù)具體需要進(jìn)行刃磨。焊接車刀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、刀具抗振性強(qiáng)、制造方便等優(yōu)點(diǎn)。但換刀和對(duì)刀的時(shí)間較長(zhǎng)，不能滿足機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的需要。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇40③可轉(zhuǎn)位車刀可轉(zhuǎn)位車刀是使用可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾車刀。A、結(jié)構(gòu)：如右圖所示，可轉(zhuǎn)位車刀由刀桿1、刀墊2、刀片3和夾緊元件4組成。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇41B、刀片形狀：常用的可轉(zhuǎn)位車刀刀片形狀有三角形、偏8°三角形、凸三角形、正方形、五角形和圓形等。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇42C、刀片夾緊方式：常用的有上壓式、偏心式、杠桿式和綜合式等。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇刀片夾緊方式：（1）上壓式夾緊力大，

定位可靠，阻礙流屑（2）偏心式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不礙流屑，夾緊力不大（3）綜合式夾緊力大，耐沖擊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜（4）杠桿式43D、可轉(zhuǎn)位車刀的優(yōu)點(diǎn)可轉(zhuǎn)位車刀不經(jīng)焊接、刃磨，可避免脫焊、裂紋等缺陷，提高了刀片的壽命，而且刀桿可重復(fù)使用，切削性能穩(wěn)定，加工效率高。適合大批量生產(chǎn)、數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)線上生產(chǎn)。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇44（2）孔加工刀具①分類孔加工刀具一般可分為兩大類：一類是從實(shí)體材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花鉆、扁鉆、中心鉆和深孔鉆等，如下圖所示。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇45另一類是對(duì)工件上已有孔進(jìn)行再加工用的刀具，常用的有擴(kuò)孔鉆、锪鉆、鉸刀及鏜刀等，如下圖所示。

6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇46②麻花鉆A、組成麻花鉆由柄部、頸部和工作部分組成。其工作部分由導(dǎo)向部分和切削部分組成。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇47B、各組成部分的作用

柄部是鉆頭的夾持部分，有直柄和錐柄兩種。錐柄可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，而直柄傳遞的轉(zhuǎn)矩較小。

頸部位于工作部分與柄部之間，作為磨削外徑時(shí)砂輪退刀和麻花鉆打標(biāo)記的地方，也是柄部與工作部分不同材料的焊接部分。

導(dǎo)向部分中有兩條對(duì)稱的棱邊（刃帶）和螺旋槽（螺旋角β：最外緣螺旋線切線與軸線的夾角）。其中較窄的棱邊起導(dǎo)向和修光孔壁的作用，同時(shí)也減少了鉆頭外徑和孔壁的摩擦面積；較深的螺旋槽（容屑槽）用來(lái)進(jìn)行排屑和輸送切削液。麻花鉆由柄部、頸部和工作部分組成。其工作部分由導(dǎo)向部分和切削部分組成。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇48鉆頭切削部分5個(gè)刀刃6個(gè)刀面兩條主切削刃兩條副切削刃一條橫刃兩個(gè)螺旋形前刀面兩個(gè)經(jīng)刃磨獲得的后刀面兩個(gè)圓弧段的副后刀面C、麻花鉆切削部分的組成。1-前刀面2、8-副切削刃（棱邊）3、7-主切削刃4、6-后刀面5一橫刃9一副后刀面

6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇49③鉸刀鉸刀分為手用鉸刀和機(jī)用鉸刀，用于中小直徑孔的半精加工與精加工，因鉸削加工余量小、齒數(shù)多，鉸刀剛性和導(dǎo)向性好，工作平穩(wěn)，加工精度可達(dá)IT7~IT6，表面粗糙度Ra可達(dá)1.6~0.4。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇錐柄機(jī)用鉸刀50（3）銑刀銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具。其種類很多，如下圖所示。按用途分為：加工平面用的如平面銑刀、端面銑刀等；加工溝槽用的如立銑刀、兩面刃或三面刃銑刀、鋸片銑刀、T形槽銑刀和角度銑刀；加工成形表面用的如凸半圓和凹半圓銑刀和加工其它復(fù)雜成形表面用的銑刀。銑削的生產(chǎn)率一般較高，加工表面粗糙度值較大。

6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇516.2.2常用刀具種類、材料及其選擇銑刀的類型

52（4）拉刀拉刀是一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具，廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，可加工各種內(nèi)、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同，可分為內(nèi)拉刀和外拉刀兩類。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇a）圓孔拉刀b）花鍵拉刀常用內(nèi)拉刀

536.2.2常用刀具種類、材料及其選擇平面拉刀外拉刀

54（5）螺紋刀具螺紋可用切削法和滾壓法進(jìn)行加工。螺紋加工可在車床上車削完成（外螺紋），也可用手動(dòng)或在鉆床上用絲錐進(jìn)行加工（內(nèi)螺紋）。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇絲錐55（6）齒輪刀具齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。按刀具的工作原理，齒輪刀具分為仿（成）形齒輪刀具和范（展）成齒輪刀具。常用的仿（成）形齒輪刀具有盤形齒輪銑刀和指形齒輪銑刀。常用的范（展）成齒輪刀具有插齒刀、齒輪滾刀和剃齒刀等。參見(jiàn)項(xiàng)目7。6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇56（7）砂輪砂輪是磨削加工使用的切削刀具，是由很多磨粒用粘結(jié)材料結(jié)合在一起經(jīng)燒結(jié)而成的多孔體。一般用于半精加工和精加工各種內(nèi)圓、外圓、平面、螺紋、花鍵、齒輪等表面。

6.2.2常用刀具種類、材料及其選擇576.2.3切削熱和切削溫度1.切削熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo)切削熱是切削過(guò)程中的重要物理現(xiàn)象之一。切削時(shí)所消耗的能量，除了1%~2%用以形成新表面和以晶體扭曲等形式形成潛藏能外，有98%~99%轉(zhuǎn)換為熱能，因此可近似地認(rèn)為切削時(shí)所消耗的能量全部轉(zhuǎn)換為熱。切削熱和它產(chǎn)生的切削溫度是刀具磨損和影響工件質(zhì)量的重要原因。切削溫度過(guò)高，會(huì)使刀頭軟化，磨損加劇，壽命下降，工件和刀具受熱膨脹，會(huì)導(dǎo)致工件精度超差，影響加工精度，特別是在加工細(xì)長(zhǎng)軸、薄壁套時(shí)，更應(yīng)注意熱變形的影響。

586.2.3切削熱和切削溫度切削熱主要來(lái)源于三個(gè)方面：一是正在加工的工件表面、已加工表面發(fā)生的彈性變形或塑性變形會(huì)產(chǎn)生大量的熱，是切削熱的主要來(lái)源；二是切屑與刀具前刀面之間摩擦產(chǎn)生的熱；三是工件與刀具后刀面之間摩擦產(chǎn)生的熱。切削速度對(duì)切削溫度的影響最明顯。因此，在選擇切削用量時(shí)，一般選用大的背吃刀量或進(jìn)給量，比選用大的切削速度更有利于降低切削溫度。596.2.3切削熱和切削溫度切削區(qū)域的熱量被切屑、工件、刀具和周圍介質(zhì)傳出。向周圍介質(zhì)直接傳出的熱量，在干切削（不用切削液）時(shí)，所占比例在1%以下，在分析和計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)。工件材料的導(dǎo)熱性能是影響熱量傳導(dǎo)的重要因素。工件材料的熱導(dǎo)率越低，通過(guò)工件和切屑傳導(dǎo)出去的切削熱量越少，這就必然會(huì)使通過(guò)刀具傳導(dǎo)出去的熱量增加。刀具材料的熱導(dǎo)率較高時(shí)，切削熱容易從刀具方面導(dǎo)出，切削區(qū)域溫度隨之降低，這有利于刀具壽命的提高。切屑與刀具接觸時(shí)間的長(zhǎng)短，也影響刀具的切削溫度。

60加工方法切屑工件刀具車削50~80%10~40%<5%銑削70%<30%5%鉆、鏜削30%>50%15%磨削4%>80%12%切屑、工件與刀具的傳熱比例6.2.3切削熱和切削溫度616.2.3切削熱和切削溫度2.切削液為了降低刀具和工件的溫度，不僅要減少切削熱的產(chǎn)生，而且要改善散熱條件。噴注足量的切削液可以有效地降低切削溫度。使用切削液除起冷卻作用外，還可以起潤(rùn)滑、清洗和防銹的作用。生產(chǎn)中常用的切削液可以分為水溶液、乳化液和切削油三類。

626.2.3切削熱和切削溫度（1）水溶液它的主要成分是水，并在水中加入一定量的防銹劑，其冷卻性能好，潤(rùn)滑性能差，呈透明狀，常在磨削中使用。（2）乳化液它是將乳化油用水稀釋而成，呈乳白色。為使油和水混合均勻，常加入一定量的乳化劑（如油酸鈉皂等）。乳化液具有良好的冷卻和清洗性能，并具有一定的潤(rùn)滑性能，適用于粗加工及磨削。（3）切削油它主要是礦物油，特殊情況下也采用動(dòng)、植物油或復(fù)合油，其潤(rùn)滑性能好，但冷卻性能差，常用于精加工工序。

636.2.3切削熱和切削溫度粗加工時(shí)，主要要求冷卻，也希望降低一些切削力及切削功率，一般應(yīng)選用冷卻作用較好的切削液，如低濃度的乳化液等。精加工時(shí)，主要希望提高工件的表面質(zhì)量和減少刀具磨損，一般應(yīng)選用潤(rùn)滑作用較好的切削液，如高濃度的乳化液或切削油等。加工一般鋼材時(shí)，通常選用乳化液或硫化切削油；加工銅合金和有色金屬時(shí)，一般不宜采用含硫化油的切削液，以免腐蝕工件；加工鑄鐵、青銅、黃銅等脆性材料時(shí)，為避免崩脆切屑進(jìn)入機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件之間，一般不使用切削液；在低速精加工（如寬刀精刨、精鉸、攻螺紋）時(shí)，為了提高工件的表面質(zhì)量，可用煤油作為切削液。

646.2.3切削熱和切削溫度3.切削溫度對(duì)工件、刀具和切削過(guò)程的影響

（1）切削溫度對(duì)工件材料強(qiáng)度和切削力的影響切削溫度對(duì)工件材料硬度及強(qiáng)度的影響并不很大，切削溫度對(duì)剪切區(qū)域的應(yīng)力影響不很明顯。一方面是因?yàn)樵谇邢魉俣容^高時(shí)，變形速度很高，其對(duì)增加材料強(qiáng)度的影響，足以抵消高的切削溫度使材料強(qiáng)度降低的影響；另一方面切削溫度是在切削變形過(guò)程中產(chǎn)生的，因此對(duì)剪切面上的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)來(lái)不及產(chǎn)生很大的影響，只對(duì)切屑底層的剪切強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

656.2.3切削熱和切削溫度（2）對(duì)刀具材料的影響適當(dāng)?shù)靥岣咔邢鳒囟龋瑢?duì)提高硬質(zhì)合金的韌性是有利的；硬質(zhì)合金在高溫時(shí)，沖擊強(qiáng)度比較高，因而硬質(zhì)合金不易崩刀，磨損強(qiáng)度亦將降低。實(shí)驗(yàn)證明，各類刀具材料在切削各種工件材料時(shí)，都有一個(gè)最佳切削溫度范圍。在最佳切削溫度范圍內(nèi)，刀具的壽命最高，工件材料的切削加工性能也符合要求。666.2.3切削熱和切削溫度（3）對(duì)工件尺寸精度的影響車削外圓時(shí)，工件本身受熱膨脹，直徑發(fā)生變化，切削后冷卻至室溫，就可能不符合要求的加工精度；刀桿受熱膨脹，切削時(shí)實(shí)際背吃刀量增加使直徑減?。还ぜ軣嶙冮L(zhǎng)，但因夾固在機(jī)床上不能自由伸長(zhǎng)而發(fā)生彎曲，車削后工件中部直徑變化；在精加工和超精加工時(shí)，切削溫度對(duì)加工精度的影響特別突出，所以必須注意降低切削溫度。676.2.4刀具的磨損和耐用度

在切削過(guò)程中，一方面刀具從工件上切下金屬，另一方面刀具本身也逐漸被工件和切屑磨損。磨損在加工中的表現(xiàn)為：一把新刃磨的刀具，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的切削后，工件的已加工表面粗糙度增大，尺寸超差，切削溫度升高，切削力增大，并伴有振動(dòng)。此時(shí)，刀具已磨損。

686.2.4刀具的磨損和耐用度

1.刀具磨損的形態(tài)刀具的磨損有正常磨損和非正常磨損兩類。（1）正常磨損正常磨損分前刀面磨損（月牙洼磨損）和后刀面磨損。如下圖所示。圖中KT表示前刀面被磨損的月牙洼深度，VB表示后刀面被磨損的高度。696.2.4刀具的磨損和耐用度

（2）非正常磨損非正常磨損指生產(chǎn)中突然出現(xiàn)崩刃、卷刃或刀片破裂的現(xiàn)象。

706.2.4刀具的磨損和耐用度

2.刀具磨損的原因（1）磨料磨損：切屑、工件的硬度雖然低于刀具的硬度，但其結(jié)構(gòu)中經(jīng)常含有一些硬度極高的微小的硬質(zhì)點(diǎn)，能在刀具表面刻劃出溝紋。（2）粘結(jié)磨損：粘結(jié)