金屬切削原理與刀具（第二版）全國(guó)高等職業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)教材中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社金屬切削原理與刀具（第二版）目錄CONTENTS模塊一

金屬切削與刀具基本知識(shí)

模塊二

切削加工的主要規(guī)律

模塊三

切削加工質(zhì)量與效率

模塊四

車刀

模塊五

銑刀

模塊六

孔加工與螺紋刀具

模塊七

砂輪

模塊八

數(shù)控機(jī)床刀具與數(shù)控工具系統(tǒng)

金屬切削原理與刀具（第二版）任務(wù)一

焊接式車刀知識(shí)點(diǎn)：◎焊接式車刀的特點(diǎn)?！蛴操|(zhì)合金焊接刀片型號(hào)?！虻侗鄣男问?。能力點(diǎn)：◎能進(jìn)行焊接式車刀的選用。金屬切削原理與刀具（第二版）一、任務(wù)提出如圖所示為球頭手柄工件，材料為45鋼，單件生產(chǎn)。擬采用硬質(zhì)合金焊接式車刀進(jìn)行加工，試確定刀片型號(hào)及刀柄槽形式。金屬切削原理與刀具（第二版）二、任務(wù)分析焊接式車刀是由一定形狀的刀片和刀柄通過(guò)焊接方式連接而成的。刀片一般選用不同牌號(hào)的硬質(zhì)合金材料，刀柄材料常選用45鋼，使用時(shí)根據(jù)具體需要進(jìn)行刃磨。焊接式車刀的質(zhì)量好壞及使用是否合理，與硬質(zhì)合金的牌號(hào)、刀片的型號(hào)、刀具的幾何參數(shù)、刀槽的形狀和尺寸、焊接工藝及刃磨質(zhì)量等有著密切的關(guān)系。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，刀具剛度高。（2）使用靈活，可根據(jù)使用要求隨意刃磨。（3）刀片利用較充分。（4）切削性能較差。（5）使用時(shí)輔助時(shí)間長(zhǎng)。（6）刀具切削性能主要取決于刃磨的技術(shù)水平，與現(xiàn)代化生產(chǎn)不相適應(yīng)。（7）刀柄不能重復(fù)使用，刀柄材料消耗較大。1、焊接式車刀的特點(diǎn)金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（1）型號(hào)焊接刀片型號(hào)由表示焊接刀片形式的大寫英文字母和表示形狀的數(shù)字代號(hào)與長(zhǎng)度參數(shù)的兩位整數(shù)組成，例如A320表示A3型刀片，長(zhǎng)度為20mm。當(dāng)?shù)镀肿?、右向切削時(shí)，在型號(hào)后面用Z表示左向切削.，不加Z則表示右向切削。（2）選擇選擇刀片型號(hào)時(shí)，應(yīng)根據(jù)車刀用途和主偏角來(lái)選擇刀片形狀。車槽刀的寬度應(yīng)根據(jù)工件槽寬來(lái)決定。刀片厚度s可根據(jù)切削力的大小來(lái)確定。2、硬質(zhì)合金焊接刀片型號(hào)及選擇金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（1）形式焊接式車刀刀柄應(yīng)根據(jù)刀片的形狀和尺寸開出刀片安裝槽，即刀柄槽。刀柄槽的形式主要有開口式、半封閉式、封閉式和切口式，如圖所示。3、刀柄槽的形式及尺寸金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（2）尺寸刀槽尺寸可通過(guò)計(jì)算求得，通?？砂吹镀渲?。刀片在刀槽中的安放位置如圖所示。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備刀柄截面形狀有矩形、正方形和圓形三種，其中以矩形截面應(yīng)用最多。常用車刀刀柄截面尺寸見(jiàn)表。4、刀柄截面形狀和尺寸金屬切削原理與刀具（第二版）四、任務(wù)實(shí)施球頭手柄為回轉(zhuǎn)體零件，需要加工的表面有球、外圓、外螺紋和倒角，適合用車削完成全部表面的加工。由于只需加工1件，且精度要求不高，所以不分粗、精車刀。毛坯材料為45鋼，考慮生產(chǎn)率和刀具成本，選用硬質(zhì)合金焊接式車刀，牌號(hào)為P類。結(jié)合前面所學(xué)刀具知識(shí)，可以選定外圓車刀幾何角度。前角γo=10°，主后角αo=8°，副后角αo′=8°，主偏角κr=90°，副偏角κr′=8°，刃傾角λs=0°；并且刃磨圓弧型斷屑槽，及時(shí)斷屑，保證車削順利進(jìn)行。金屬切削原理與刀具（第二版）五、知識(shí)鏈接刀片釬焊工藝簡(jiǎn)介其工藝過(guò)程是將焊接件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)而低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用熔化后的釬料擴(kuò)散滲透到焊接件，冷卻后將焊接件牢固地連接在一起。1、釬料：焊接硬質(zhì)合金刀具常用的釬料主要有銅鎳合金或純銅、銅鋅合金或105釬料、銀銅合金或106、107釬料。2．焊劑：常用的焊劑是工業(yè)硼砂。3．焊接后處理：刀片焊接后應(yīng)進(jìn)行保溫處理，以減小熱應(yīng)力的影響。金屬切削原理與刀具（第二版）六、思考與練習(xí)2、切斷刀應(yīng)采用什么類型的硬質(zhì)合金焊接刀片？3、內(nèi)孔車刀應(yīng)采用什么類型的硬質(zhì)合金焊接刀片？1、試說(shuō)出如圖所示車刀的結(jié)構(gòu)類型。金屬切削原理與刀具（第二版）六、思考與練習(xí)4、試說(shuō)出如圖所示車刀的名稱。金屬切削原理與刀具（第二版）任務(wù)二

可轉(zhuǎn)位車刀知識(shí)點(diǎn)：◎可轉(zhuǎn)位車刀的組成。◎可轉(zhuǎn)位車刀的優(yōu)點(diǎn)。◎可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)和斷屑槽型及槽寬?！蚩赊D(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊形式。能力點(diǎn)：◎能識(shí)別可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)并能正確使用可轉(zhuǎn)位刀片。金屬切削原理與刀具（第二版）一、任務(wù)提出在生產(chǎn)實(shí)踐中，人們摸索出了合理的刀具幾何參數(shù)，并將這些合理參數(shù)壓制在硬質(zhì)合金刀片上，用機(jī)械夾固的方法，將刀片固定在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，這就是機(jī)械夾固式車刀。如圖所示為用在機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀上的硬質(zhì)合金刀片。要想充分發(fā)揮機(jī)械夾固式車刀的作用，首先必須熟悉可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片型號(hào)（如TPGN150308EN）的含義，其次要正確地使用可轉(zhuǎn)位刀片。金屬切削原理與刀具（第二版）二、任務(wù)分析機(jī)械夾固式車刀使用方便高效，并能克服焊接式車刀存在的諸如在焊接和刃磨時(shí)常常產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，極易導(dǎo)致裂紋而造成工作時(shí)產(chǎn)生崩刃或打刀，刀柄不能重復(fù)使用等缺點(diǎn)。因此，在加工自動(dòng)線上，尤其在數(shù)控機(jī)床上廣泛使用機(jī)械夾固式車刀，特別是其中的可轉(zhuǎn)位式車刀，對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率意義重大。可轉(zhuǎn)位刀片切削刃和刀片槽型的設(shè)計(jì)，對(duì)于金屬切削工藝中的切屑形成過(guò)程、刀具壽命和進(jìn)給率數(shù)據(jù)而言至關(guān)重要。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備可轉(zhuǎn)位車刀是使用可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾車刀，由刀柄、夾緊裝置、刀片及刀墊組成，如圖所示。1、可轉(zhuǎn)位車刀的組成金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（1）刀具壽命高：刀具壽命比焊接車刀高一倍左右。（2）生產(chǎn)效率高：刀片轉(zhuǎn)位、更換方便。（3）有利于新材料、新技術(shù)的研制、推廣和應(yīng)用。（4）切削性能穩(wěn)定，適合現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。（5）節(jié)省刀柄材料，降低刀具成本。2、可轉(zhuǎn)位車刀的優(yōu)點(diǎn)金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（1）可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)的表示規(guī)則及含義見(jiàn)表。3、可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)和斷屑槽型與槽寬金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備1）刀片形狀刀片形狀包括五種類別，即等邊等角、等邊不等角、不等邊不等角、等角不等邊、圓形。刀片邊數(shù)多，則刀尖角大、強(qiáng)度高、散熱條件好，同時(shí)切削刃也多，刀片利用率高。2）刀片法后角表示刀片法后角大小的字母代號(hào)應(yīng)符合下表中的規(guī)定。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備刀具后角靠刀片的傾斜安裝形成。最常用的是N型刀片。需要指出的是，如果所有的切削刃都用作主切削刃，不管法后角是否相同，則用較長(zhǎng)一段切削刃的法后角來(lái)選擇法后角表示代號(hào)。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備3）允許偏差等級(jí)刀片主要尺寸包括d（刀片內(nèi)切圓直徑）、s（刀片厚度）和m（刀尖位置尺寸）。需要注意的是，不同情況下的刀尖位置尺寸m值有所不同，如圖所示?？赊D(zhuǎn)位刀片主要尺寸允許偏差分為12個(gè)等級(jí)，其中U級(jí)為普通級(jí)，J、K、L、M、N級(jí)為中等級(jí)，A、F、C、H、E、G級(jí)為精密級(jí)；M級(jí)使用較多。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備4）夾固形式及有無(wú)斷屑槽根據(jù)夾固形式及有無(wú)斷屑槽，刀片類型共有15種。帶孔刀片一般利用孔來(lái)夾緊，無(wú)孔刀片則采用上壓式夾緊，如圖所示。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備5）刀片長(zhǎng)度刀片長(zhǎng)度用兩位數(shù)字表示，選取舍去小數(shù)部分的刀片切削刃長(zhǎng)度或較長(zhǎng)邊的尺寸值作為代號(hào)，如切削刃長(zhǎng)度為16.5mm，則數(shù)字代號(hào)為16。刀片長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)背吃刀量進(jìn)行選擇。6）刀片厚度刀片厚度是指刀尖切削面與對(duì)應(yīng)的刀片支撐面之間的距離。刀片厚度用兩位數(shù)字表示，選取舍去小數(shù)部分的刀片厚度值表示。刀片厚度的選用原則是使刀片有足夠的強(qiáng)度來(lái)承受切削力，通常根據(jù)切削力的大小確定。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備7）刀尖形狀刀尖形狀用兩位數(shù)字表示，即用省去小數(shù)點(diǎn)的圓弧半徑毫米數(shù)表示。粗車時(shí)只要?jiǎng)偠仍试S，應(yīng)盡可能采用較大的刀尖圓弧半徑；精車時(shí)一般用較小的刀尖圓弧半徑，不過(guò)當(dāng)剛度允許時(shí)也應(yīng)選取較大值。8）切削刃截面形狀可轉(zhuǎn)位刀片切削刃截面形狀反映了刀具刃口形狀，它是前面和后面之間的過(guò)渡段，影響著切削刃的強(qiáng)度和鋒利性，決定著刀具的壽命。表示刀片切削刃截面形狀的字母代號(hào)應(yīng)符合下表的規(guī)定。對(duì)于不同用途應(yīng)采用不同的切削刃截面形狀。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備9）切削方向可轉(zhuǎn)位刀片的切削方向決定著刀具的走刀方向和具體應(yīng)用，包括右切（R）、左切（L）和雙向（N）三種。（2）斷屑槽型與槽寬在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的九位代號(hào)之后，加一短橫線，再用一個(gè)字母和一位數(shù)字來(lái)表示刀片斷屑槽型與槽寬，例如A2等。斷屑槽直接影響切屑的卷曲和折斷。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，斷屑槽可分為開口式和封閉式兩大類。其中A、Y、K、H為開口槽型，V、M、W、G等為封閉槽型。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備根據(jù)斷屑槽截面形狀和幾何角度特點(diǎn)，斷屑槽又可分為三種類型，其特點(diǎn)見(jiàn)下表。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（1）對(duì)夾緊系統(tǒng)的要求1）夾緊可靠，不允許刀片在切削時(shí)產(chǎn)生松動(dòng)。2）定位精確，刀片轉(zhuǎn)位或更換時(shí)，刀尖位置的變化在工作精度允許的范圍內(nèi)。3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，以減少轉(zhuǎn)位或更換刀片的時(shí)間。4）夾緊元件不應(yīng)妨礙切屑流出及切屑流出時(shí)不會(huì)擦壞夾緊元件。4、可轉(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊系統(tǒng)金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（2）刀片夾緊系統(tǒng)為適應(yīng)不同的應(yīng)用范圍，人們?cè)O(shè)計(jì)了各種不同的夾緊系統(tǒng)。以山特維克（Sandvic）公司的產(chǎn)品為例，它提供了剛性?shī)A緊系統(tǒng)、杠桿式夾緊系統(tǒng)和螺釘夾緊系統(tǒng)等，如圖所示。金屬切削原理與刀具（第二版）四、任務(wù)實(shí)施刀片型號(hào)TPGN150308EN的含義見(jiàn)下表。正確使用刀片應(yīng)注意如下事項(xiàng)：1．正確裝夾刀片：夾緊刀片時(shí)夾緊力不必太大。2．合理選擇切削用量3．合理修研切削刃和刀尖金屬切削原理與刀具（第二版）五、知識(shí)鏈接可轉(zhuǎn)位車刀刀柄可轉(zhuǎn)位車刀刀柄的型號(hào)有10個(gè)號(hào)位，由代表一定意義的字母和數(shù)字按一定順序排列而成，見(jiàn)下表。金屬切削原理與刀具（第二版）五、知識(shí)鏈接刀柄型號(hào)的第二號(hào)位、第四號(hào)位、第五號(hào)位、第九號(hào)位與刀片型號(hào)中有關(guān)代號(hào)意義相同。第一號(hào)位用一個(gè)字母表示車刀或刀夾上刀片的夾緊方式。第三號(hào)位用一個(gè)字母表示車刀或刀夾的頭部形式，共20種。第六號(hào)位、第七號(hào)位均由兩位數(shù)分別表示車刀高度和刀柄寬度，如果數(shù)值不足兩位數(shù)，則在該數(shù)前加“0”。第八號(hào)位用一個(gè)字母表示刀柄長(zhǎng)度，共23種。第十號(hào)位用一個(gè)字母表示不同測(cè)量基準(zhǔn)的精密級(jí)車刀，共3種。金屬切削原理與刀具（第二版）六、思考與練習(xí)1、可轉(zhuǎn)位車刀是如何實(shí)現(xiàn)斷屑的？2、為什么不能任意選擇硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀刀片的法后角？3、試說(shuō)出如圖、所示刀片形狀字母代號(hào)。金屬切削原理與刀具（第二版）六、思考與練習(xí)4、試說(shuō)出如圖所示刀片夾緊系統(tǒng)。金屬切削原理與刀具（第二版）任務(wù)三

成形車刀知識(shí)點(diǎn)：◎成形車刀的種類和用途?！虺尚诬嚨肚敖?、后角的表示?！虺尚诬嚨肚敖?、后角的形成。能力點(diǎn)：◎能正確使用成形車刀。金屬切削原理與刀具（第二版）一、任務(wù)提出成形表面的加工，按所使用刀具的不同，通常有兩種方法，一種是采用普通車刀車削；另一種是采用成形車刀車削，如圖所示。成形車刀主要用于加工批量較大的中、小尺寸帶成形表面的工件。那么，成形車刀的刀體結(jié)構(gòu)是如何形成的呢？成形車刀又該怎樣正確使用呢？金屬切削原理與刀具（第二版）二、任務(wù)分析成形車刀是一種刃形根據(jù)加工工件廓形設(shè)計(jì)的，可以在普通車床、自動(dòng)車床上高效、批量加工較高精度中、小尺寸成形表面工件的非標(biāo)專用車刀，也稱為樣板刀。應(yīng)用成形車刀能一次進(jìn)給車出成形表面，易于保證穩(wěn)定的形狀精度，操作簡(jiǎn)便，對(duì)操作者的技術(shù)水平要求不高。由于成形車刀的切削刃形狀比較復(fù)雜，大部分采用高速鋼作為刀具材料。結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了成形車刀在設(shè)計(jì)制造、角度表示、安裝使用、重磨等方面與普通車刀不同，只有掌握這些內(nèi)容，才能有效地運(yùn)用成形車刀，高效高質(zhì)量地完成加工任務(wù)。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備根據(jù)進(jìn)給方向不同，成形車刀有徑向進(jìn)給成形車刀、切向進(jìn)給成形車刀、斜向進(jìn)給成形車刀之分。生產(chǎn)中常用的成形車刀多為徑向進(jìn)給成形車刀。徑向進(jìn)給成形車刀按其結(jié)構(gòu)和形狀可分為平體成形車刀、棱體成形車刀和圓體成形車刀三種，如圖所示。1、成形車刀的種類和用途金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備徑向進(jìn)給成形車刀的類型、特點(diǎn)和用途見(jiàn)下表。金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備現(xiàn)以徑向進(jìn)給成形車刀為例加以分析說(shuō)明。（1）成形車刀前角、后角的表示由于成形車刀的切削刃復(fù)雜，為了方便制造、刃磨和角度測(cè)量，并使角度大小不受復(fù)雜刃形的影響，規(guī)定以進(jìn)給平面內(nèi)的角度γf和αf來(lái)表示，并以切削刃上與工件中心等高，且距工件中心最近一點(diǎn)（基準(zhǔn)點(diǎn)A）處的前角和后角作為刀具的名義前角和后角，如圖所示。2、成形車刀的幾何角度金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備金屬切削原理與刀具（第二版）三、知識(shí)準(zhǔn)備（2）成形車刀前角、后角的形成成形車刀的前角和后角是由制造時(shí)保證，并通過(guò)正確安裝形成的。成形車刀前角和后角的大小不僅影響刀具的切削性能，而且還影響工件廓形的加工精度。因此，確定了前角和后角后，在制造、重磨、安裝時(shí)均不得隨意變動(dòng)。成形車刀切削刃上各點(diǎn)離工件中心越遠(yuǎn)處的前角越小，后角越大。尤其應(yīng)注意的是，主偏角的影響會(huì)使主剖面后角變小。金屬切削原理與刀具（第二版）四、任務(wù)實(shí)施正確使用成形車刀主要從刀具的正確安裝、切削用量的合理選擇和磨損后的正確重磨三方面做起。1、成形車刀安裝（1）安裝注意事項(xiàng)1）刀裝夾必須牢固。2）刃上最外緣點(diǎn)（刀具基準(zhǔn)點(diǎn)）應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工件中心。3）成形車刀的定位基準(zhǔn)應(yīng)與零件軸線平行。4）刀具安裝后獲得的前角和后角應(yīng)符合設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的參數(shù)。金屬切削原理與刀具（第二版）四、任務(wù)實(shí)施（2）安裝方法1）棱體成形車刀的安裝2）圓體成形車