现代切削加工技术及刀具作业
切削角度及刃磨实训报告
一、实训背景与目的切削加工是机械加工中最为基础和常见的加工方法之一，其加工质量直接影响到零件的精度和表面光洁度。
切削角度的选择和刃磨技术的掌握对于提高切削效率和加工质量至关重要。
本次实训旨在通过实际操作，使学生了解切削角度的概念、作用及其对加工质量的影响，掌握刃磨刀具的基本技巧，提高学生的动手能力和工程实践能力。
二、实训内容与过程1. 切削角度理论学习实训开始前，我们对切削角度的相关理论知识进行了系统学习。
切削角度主要包括前角、后角、主偏角和副偏角。
通过理论讲解和案例分析，我们深入理解了这些角度对切削力、切削温度、刀具磨损和加工质量的影响。
2. 刀具刃磨实操在理论学习的基础上，我们开始了刀具刃磨的实操训练。
首先，在指导老师的带领下，我们对刀具的刃磨工具和设备进行了熟悉。
随后，按照刃磨刀具的步骤，我们进行了以下操作：- 选择合适的刃磨工具：根据刀具的材料和加工要求，选择了合适的砂轮和研磨膏。
- 确定刃磨角度：根据加工材料和切削条件，确定了刀具的前角、后角、主偏角和副偏角。
- 刃磨操作：按照刃磨步骤，进行了刀具的刃磨操作，包括刃磨前刀面、后刀面、主切削刃和副切削刃。
- 刃磨质量检查：刃磨完成后，对刀具的刃磨质量进行了检查，确保刀具的几何角度符合要求。
3. 切削实验刃磨完成后，我们进行了切削实验，以验证刀具刃磨效果。
实验过程中，我们控制了切削速度、进给量和切削深度等参数，观察了刀具的切削性能和加工质量。
实验结果表明，刃磨后的刀具切削平稳，加工表面光洁度较高。
三、实训心得与体会1. 理论联系实际：通过本次实训，我们深刻体会到理论知识与实际操作相结合的重要性。
只有掌握了理论知识，才能在实际操作中游刃有余。
2. 动手能力提升：在刃磨刀具和切削实验过程中，我们的动手能力得到了很大提升。
通过实际操作，我们掌握了刃磨刀具的基本技巧和切削实验的操作方法。
3. 安全意识增强：在实训过程中，我们始终将安全放在首位。
通过学习安全操作规程和实际操作经验，我们的安全意识得到了增强。
传统加工技术与现代加工技术的比较及其意义
传统加工技术与现代加工技术的比较及其意义一、传统加工技术与现代加工技术的比较1、传统加工技术传统加工指主要依靠人工操作，利用机械力完成的零部件加工方法，包括成形加工和切削加工。
成形加工此处不做比较，主要比较切削加工。
切削加工是指利用机械力，采用切削刀具切除工件余量的方法。
它的主要加工方法有车、刨、磨、钻、镗及齿形加工等。
车：主要是加工轴类或者回转体零件，通过车刀的车削使其到达应有的形状；铣：主要是加工平面，或者斜面，通过铣刀盘去掉平面；刨：主要是加工平面或者曲面，通过刨刀去掉平面或者曲面；磨：主要是通过砂轮磨平面、外圆、内圆使其到达外表粗糙度；钻：主要是通过钻头钻出孔儿来加工；镗：主要是通过镗刀或者刀片镗削内孔。
后面两种主要是钳工的工作，钳工的根本操作有划线、锯削、锉削、钻孔、铰孔、攻丝、套扣、刮削及研磨等。
机器的装配、调试和修理也属钳工范围。
2、现代加工技术现代加工技术主要包括数控加工、特种加工、精细加工、超精细加工、纳米加工等，此处主要比较数控加工和特种加工。
数控加工，是指在数控机床上进展零件加工的一种工艺方法，是用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。
具体来说就是，数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。
而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。
数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。
一般来说数控加工工艺主要包括选择并确定进展数控加工的零件及内容、对零件图纸进展数控加工的工艺分析、数控加工的工艺设计、对零件图纸的数学处理、编写加工程序单、按程序单制作控制介质、程序的校验与修改、首件试加工与现场问题处理以及数控加工工艺文件的定型与归档。
数控加工是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。
特种加工，包括电火花加工和激光加工。
电火花加工是通过脉冲电源周而复始高频率地放电产生瞬时高温，将金属局部熔化甚至汽化，形成凹坑，最终将工具的形状复制到工件上，形成所需的加工外表的加工方法。
《金属切削原理及刀具》图文课件-ppt-第10章
1）钻削速度
vc
πdn 1 000
2）进给量和每齿进给量 3）背吃刀量
fz
f 2
ap d / 2
2022年7月23日星期六
3.钻削的工艺特点 1）导向定心问题 导向定心问题包括以下几点：
（1）预钻锥形定心孔，应先用小顶角、大直径麻花钻或中心 钻钻一个锥形坑，再用所需尺寸的钻头钻孔。
（2）对于大直径孔（直径大于30 mm），常采用在钻床上分两 次钻孔的方法，即第一次按小于工件孔径钻孔，第二次再按要求 尺寸钻孔。第二次钻孔时由于横刃未参加工作，因而钻头不会出 现由此引起的弯曲。
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套料钻 1—料芯； 2—导向块； 3—刀体； 4—刀齿
10.5 铰刀
10.5.1 铰刀的分类
铰刀使用方式可分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为 直柄，工作部分较长，导向作用较好。手用铰刀又分为整体式铰刀和 可调式铰刀两种。机用铰刀又可分为带柄式铰刀和成套式铰刀。
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几种常见的铰刀
10.5.2 铰削特点
铰削的加工余量一般小于0.1 mm，铰刀的主偏角一般小于45°，因 此，铰削时切削厚度很小，仅为0.01～0.03 mm。铰削过程除主切削刃 正常的切削作用外，还对工件产生挤刮作用，因此，它是一个复杂的切 削和挤压摩擦过程。 1.铰削精度高
铰刀齿数较多，心部直径大，导向性及刚性好。铰削加工余量小， 切削速度低，且综合了切削和修光的作用，能获得较高的加工精度和表 面质量。 2.铰削效率高
1
2
3
孔的深度与直径之比 较大（一般大于10）， 钻杆细长，刚性差， 工作时容易产生偏斜 和振动，因此，孔的 精度及表面质量难以 控制。
切削加工技术综述
切削加工技术综述切削加工技术是一种通过物理力学原理和工具与工件之间的相对运动来改变工件形状和尺寸的方法。
它是制造业中最常用的一种加工方法，广泛应用于各个领域，如机械、汽车、航空航天等。
切削加工技术的基本原理是利用切削工具对工件进行削除材料的操作，以达到所需的形状和尺寸。
切削工具一般由硬质材料制成，如高速钢、硬质合金等，具有较高的硬度和耐磨性。
在切削加工过程中，切削工具与工件之间的相对运动产生剪切力，使工件表面的材料被削除，从而形成所需的形状。
切削加工技术包括多种方法，常见的有车削、铣削、钻削、刨削等。
车削是利用车床上的主轴和刀具对工件进行旋转切削的方法，常用于加工圆柱形工件。
铣削是通过铣床上的刀具进行旋转切削的方法，常用于加工平面和复杂曲面形状的工件。
钻削是利用钻床上的钻头对工件进行旋转切削的方法，常用于加工孔洞。
刨削是利用刨床上的刀具对工件进行直线切削的方法，常用于加工平面和棱角。
切削加工技术的优点是加工精度高、表面质量好、适用于各种材料和形状的工件。
然而，切削加工也存在一些限制和挑战。
首先，切削加工需要专业的设备和工具，成本较高。
其次，切削加工过程中产生的切屑和废料需要处理和清理，对环境造成一定影响。
此外，切削加工对工件的形状和尺寸有一定限制，无法加工过于复杂和小尺寸的工件。
随着科技的不断进步，切削加工技术也在不断发展。
近年来，随着数控技术的应用，切削加工实现了自动化和智能化，提高了加工效率和精度。
同时，切削工具的材料和结构也得到了改进和创新，提高了切削效果和工具寿命。
切削加工技术的发展为制造业的进步和发展提供了坚实的基础。
切削加工技术是一种重要的制造工艺，具有广泛的应用前景和发展空间。
随着科技的不断进步，切削加工技术将会更加高效、精确和智能化，为制造业的发展做出更大贡献。
同时，我们也需要不断学习和掌握新的切削加工技术，以适应市场需求和技术发展的变化。
金属切削机械操作安全技术规程(13篇范文)
金属切削机械操作安全技术规程（13篇范文）第1篇金属切削机械操作安全技术规程金属切削机械是用运动的刀具把金属毛坯上多余的材料除去的加工机械,也常称为“工作母机”。
但我们习惯上把它们称为机床。
金属切削机床的种类很多,结构也有很大差异,但其基本结构都是由机座、传动机构、动力源和润滑及冷却系统构成的。
各类机床都是利用固定在支承装置上的刀具和被加工件做相对运动,从而把工件表面多余的金属层逐渐切除的。
根据加工方式和使用刀具的不同,金属切削机床可分为:车床、钻床、镗床、刨床、拉床、磨床、铣床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、电加工机床和其他机床等共12大类。
一、危险因素和多发事故金属切削机械的危险主要来自于它们的刀具、转动件,以及加工过程中飞出的高温高速的金属切屑或刀具破碎飞出的碎片等,还有非机械方面的危害,如电、噪声、振动及粉尘等。
对应于这些危险因素,在金属切削作业中,操作人员经常容易发生以下伤害事故。
1.刺割伤一般是由于人们不小心接触到静止或运动的刀具或加工件的毛刺、锋利的棱角而造成的伤害。
如金属切削机床各种锋利的加工刀具、加工零件或毛坯上的毛刺和锐角等,如果稍不注意,就会给操作者造成伤害。
2.缠绕和绞伤金属切削机械的旋转部件是引发缠绕和绞伤的危险部位,如果人体或衣服的衣角、下摆或手套的一角不慎接触到高速旋转的部件极易被缠绕,进而把身体卷入而引起绞伤。
3.对眼睛的伤害机床工人的眼睛是经常受到伤害的部位。
由于机床操作工人眼睛离加工区非常近,而且在切削脆性材料时会飞出高速的金属切屑,另外如切削刀具的碎片、加工材料的粉尘颗粒等都可能对操作工人的眼睛造成伤害。
二、安全防护装置为了防止以上伤害事故的发生,对机床的危险部位和危险源进行一些必要的隔离和防护是非常必要的。
机床的防护装置就是把机床的运动件、切削刀具、被加工件与人体隔离开的装置,从而避免人体接触危险部位而受到伤害。
机床的主要防护装置有以下几种:1.防护罩用于隔离外露的旋转部件,如机床的皮带轮、链轮、链条、齿轮等,防止缠绕卷入伤害的发生。
金属切削原理与刀具第5版课程设计
金属切削原理与刀具第5版课程设计简介金属切削是制造业中最广泛应用的技术之一，主要用于加工各种金属材料制造精密零部件。
刀具作为实现切削的基本设备，对于切削加工的精度、效率和成本等方面起着至关重要的作用。
因此，在现代制造业中，深入理解金属切削原理和刀具的应用技术显得尤为重要。
本次课程设计旨在深入介绍金属切削原理和刀具的技术，帮助学生理解切削加工的基本流程，并掌握刀具选择、切削力计算和数控切削程序编制等方面的知识，为学生提高金属切削技术水平奠定基础。
课程设计内容一、金属切削原理1. 切削力与切削热切削过程中，刀具与工件之间的接触产生了切削力和切削热，两者对加工效果和工具寿命有着非常重要的影响。
本节将介绍切削力和切削热的产生机理及其对工具和加工效果的影响。
2. 切削削角与切削力切削削角是影响切削力的重要因素之一，切削削角的设计和选择对切削加工的质量和效率有着关键的作用。
本节将详细讲解切削削角的设计原理和计算方法，并介绍切削力的计算方法。
3. 切削介质的选择切削介质对于切削加工的效果和寿命有着很大的影响。
本节将介绍切削介质的种类和应用，帮助学生理解和掌握切削介质的选择和使用。
二、刀具技术1. 刀具材料刀具材料是影响切削加工效果和寿命的重要因素之一。
本节将介绍刀具材料的种类和特性，解析不同类型的刀具适用的加工材料和工况，以及影响刀具寿命的因素和措施。
2. 刀具几何参数刀具几何参数的设计和调整对于切削加工的效率和品质有着很大的影响。
本节将详细讲解刀具几何参数的意义和设计方法，并针对不同类型的切削应用进行选择和调整。
3. 刀具磨损与寿命切削加工中，刀具的磨损和寿命是关键问题之一。
本节将介绍刀具磨损的种类和原因，以及刀具寿命的计算和措施。
三、刀具选择与切削力计算1. 刀具选择切削加工中，选择合适的刀具对于加工效率和成本至关重要。
本节将介绍刀具选择的基本原则和方法，以及不同类型的刀具在特定切削情况下的优劣势。
2. 切削力计算切削力的大小和方向对于切削加工的精度和工具寿命都有着非常重要的影响。
加工高硬度钢件时如何选择刀具
加工高硬度钢件时如何选择刀具所谓的高硬度钢就是硬度高脆性大的钢件，主要包括高硬度铸钢，锻钢，淬火钢等，广泛应用于汽车、重工机械，工程机械，冶金机械，矿山机械等领域，如铸铁轧辊，齿轮，轴承，高速钢轧辊，滚珠丝杠等零部件。
随着机械制造业的不断发展，越来越多的高硬度钢件出现在加工现场，由于硬度高，脆性大，特别是在加工淬硬钢时遇到断续切削、铸钢遇到铸造缺陷时一直找不到好的刀具材料加工高硬度钢，直到华菱超硬推出BN-S20等多种非金属粘合剂立方氮化硼刀具牌号，使加工高硬度钢不再是难题。
一、加工高硬度钢之铸钢的刀具材料及切削参数铸钢是经过铸造成型的钢件，广泛应用于矿山机械，工程机械，电力机械等行业，典型零部件有轧辊，破碎机轧臼壁等。
对于此类铸钢件尤其是大型铸钢件，常出现夹砂、气孔、硬质点等铸造缺陷，在加工高硬度铸钢件选择的刀具材料很重要，只有选择正确的刀具材料才能更好的提高加工效率，降低加工成本。
刚开始加工铸钢件机械制造商常选择硬质合金刀具YG类、YW类，但在加工过程中由于硬质合金刀具红硬性低，出现不耐磨现象，如单件加工铸钢件时选择硬质合金刀具较经济，对于大型铸钢件或者大批量加工铸钢件，建议选择华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号，此牌号是主要针对高硬度钢研发的非金属粘合剂立方氮化硼刀具，采用非金属(陶瓷)作为粘合剂，增加了刀片的韧性，吃刀深度可达到7.5mm以上，粗、精加工均可，主要适用于大批量生产和大型铸钢件的切削加工。
下表为华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工高硬度钢件的切削参数的案例。
加工零件：高速钢轧辊；硬度:HSD90；刀具牌号：BN-S20牌号；切削参数：Fr=0.2mm/r，Vc=50m/min。
加工效果：与硬质合金刀具相比：在华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号的加工节拍是硬质合金刀片的1/6的基础上，单刃寿命是硬质合金刀具的8倍还要多。
二、加工高硬度淬火钢件的刀具牌号及切削参数高硬度淬火钢是经过热处理之后高硬度钢件，一般硬度在HRC45以上，选择刀具材料或刀具牌号时，在硬度低于HRC50以下和小吃刀深度小进给的情况下，陶瓷刀片是较好的选择，尽量避免断续切削和粗加工；工件硬度高于HRC50以上，选择立方氮化硼刀具较好，尤其是华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号更适合粗加工和断续切削。
切削刀具的技术指南
切削刀具的技术指南
一、特点
1、切削刀具具有高效率、高精度、高切削水平以及耐磨性等特点，
可以满足生产到高精度、高仿真、高耐磨性要求的精密零件加工。
2、切削刀具具有灵活性很强的优点，可以实现多种加工形式的转换；同时，为了提高加工效率，保证毛刀质量和加工精度，切削刀具要���
动涂覆耐磨材料。
3、切削刀具可以极大地改善加工件的精度和外观，有效提高加工效率，降低加工成本。
二、技术要求
1、刃形设计时应考虑毛刀刃长、刃长比及刃口等因素，确保切削刀
具具有足够的刃口，避免刃口过小或过大，以改善成型零件的精度和外观。
2、对于切削刀具的刃形，应该注意对其钝化处理，以便减少在加工
过程中的磨损和驱动摩擦，提高加工精度。
3、对于复杂形状的零件，应适当地选择，以克服加工过程中的多次
调整和切换技术。
4、对于切削刀具的刀刃，应经常进行磨削和修整，把表面细微的不
规则磨损磨掉，以保证切削量的稳定性。
5、对于切削刀具，应该采用正确的热处理技术，改变其物理性能，
使其具备更高的硬度、抗磨性和耐冲击性。
6、切削刀具的涂层应更换，以延长使用寿命，提高切削效率，以及防止刀具被磨损。
现代切削技术的若干问题探讨
身也取得了不小 的进步 ，但是直至 ２ 世 纪 ７ 年代 ，总 Ｏ Ｏ 体上并没有超越传统切削技术 的范 畴，其最 突出的标志
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隧盔 现 代 切 削 技 术 的 若 干 问题 探 讨
湖南省郴州职业技术学院 （２ ００ 张杨林 ４３０）
切削加工作为制造技术的主要基础工艺 ，是汽 车工 业 、航空航天工业 、能源工业 、军 事工业和新兴 的模 具 工业 、电子工业 等部 门主要的加工技术 ，也是这 些工业 部 门迅速发展的重要因素 。尽管近净成形技 术、堆积成 形技术是非常有前途 的新工艺 ，但切削加工作 为制造技 术主要基础工艺的地位没 有改 变 ，相反 ，切削技术 进入 了高速发展的新时期——现代切 削技术阶段 。因此 ，认 识和掌握现代切削技 术的发展 机制 、了解其 技术特征 和
参 加 磊 工冷工
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收到十分有限的效果 ，甚至可能适得其 反。提高切削技 术与为用户和社会创造可观效益 的内在联 系 ，已被越来 越多的刀具 制造商和刀具用户所认识 和接受 ，并转化 为 推动切削技术 进步 的强 大动力 ，在短短 ２ Ｏ年左 右的时 问里 ，将切削技术推上了现代切削技术 的新 阶段 。
有十分重要的意义。ＭＷ
（ 收稿 日期 ：２ ０ ０ ０ ） ０７ ８６
Ｒ ＝ ．５ｍ的镜面， ０Ｏ 用其他加工方法是不可能达到的。
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精车淬硬钢的特点及刀具的选择
精车淬硬钢的特点及刀具的选择一、淬硬钢加工特点淬火钢是指金属经过淬火后，组织为马氏体，硬度大于HRC50的钢。
它在难切削材料中占有相当的比重。
加工淬火钢的传统方法是磨削。
但为了提高加工效率，解决工件形状复杂而不能磨削和淬火后产生形状和位置误差的问题，往往就需要采用车削、铣削、镗削、钻削和铰削等切削加工方法。
淬火钢在切削时有以下特点：(1)硬度高、强度高，几乎没有塑性：这是淬火钢的主要切削特点。
当淬火钢的硬度达到HRC50～60时，其强度可达σb=2100～2600MPa，按照被加工材料加工性分级规定，淬火钢的硬度和强度均为9a级，属于最难切削的材料。
(2)切削力大、切削温度高：要从高硬度和高强度的工件上切下切屑，其单位切削力可达4500MPa。
为了改善切削条件，增大散热面积，刀具选择较小的主偏角和副偏角。
这时会引起振动，要求要有较好的工艺系统刚性。
(3)不易产生积屑瘤：淬火钢的硬度高、脆性大，切削时不易产生积屑瘤，被加工表面可以获得较低的表面粗糙度。
(4)刀刃易崩碎、磨损：由于淬火钢的脆性大，切削时切屑与刀刃接触短，切削力和切削热集中在刀具刃口附近，易使刀刃崩碎和磨损。
(5)导热系数低：一般淬火钢的导热系数为7.12W/(m•K)，约为45号钢的1/7。
材料的切削加工性等级是9a级，属于很难切削的材料。
由于淬火钢的导热系数低，切削热很难通过切屑带走，切削温度很高，加快了刀具磨损。
二、精车淬硬钢的刀具材料目前，可用于淬硬钢高速加工的刀具材料有硬质合金刀具、涂层硬质合金、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具等。
（1）硬质合金刀具：硬质合金刀片的硬度在89-94HRA，相当于71-76HRC，对于HRC40以上的淬硬钢加工时硬质合金刀片容易烧刀造成磨损块且加工效率低，所以适合HRC45以下硬度工件的精车，相对来讲需低速车削(如果是单件偶尔性精车生产，也可用合适牌号的普通硬质合金刀具进行加工)。
（2）涂层硬质合金刀具：就是在硬质合金刀片的表面上涂覆耐磨的TiC或TiN、HfN、Al2O3等薄层，形成表面涂层硬质合金。
高速切削加工与刀具技术
刀具 的安全性等刀具技术 。 关键词 ：高速切 削 刀具材料 刀柄 刀具的安全性
中 圈分 类 号 ；Ｔ ５ ６ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ； １７ －４ ０ （０ ７ ４ ３— ４ Ｇ０。 ６ ２ ８ １ ２ ０ ）０ － ３ ０
１概 述
早在 ２ 世 纪 ３ 年 代 ， 国切 削物 理学家 Ｃｒ Ｏ Ｏ 德 ａｌ Ｓ ｌｍｎ根据 实验提 出 了高速切 削的概念 ， ａ ｏｏ 他指 出 切 削速 度 与工件 的材料 有 关 ，每 一种 材料 都存在
高 刀具 硬度 和表 面光 洁度 ，刀 具制造 采 用涂 层技
术 。用 于高速 切 削 的涂层材 料 刀具可 按 加： 不 同 ［
素的 产生 ，影 响加工 ，应如 何合 理选 定切 削参 数 及 与切 速 的运 转 下 刀 具 的 安全 保 障 ３对
规高 ５ ｌ 倍以上的切削称为高速切削。 至 Ｏ
问题。
高速切削加工由于切削机理不同，因此具有 ２ 高速切削的刀具技术
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机械 设计制造
《 电技术》２ ０ 机 ０７年第 ４期
高速 切 削加 工 与刀 具技 术
林 明 山
（ 州 职 业技 术学 院 机 械 与 自动化 工 程 系 ，福 建 漳 州 ３ ３ ０ ） 漳 ６０ ０
摘
要 ：根据高速切削的特 点，高速切削的加工对刀具 的要求，介绍刀具材料 的选用、刀柄 的改进、刀具 的结构及
金 ＴＣ （ ）等 。涂层硬 质合 金在 高速 加工 中应用 Ｉ Ｎ 最 为广泛 ，对 耐热 合金 、钛合 金 、高温 合金 、铸
好加工状态 ，从而保证了工件的加工精度 。⑤加
铁、纯钢 、铝合金及复合材料的高速切削加工耐
切削刀具的发展现状与趋势及对策
现代科 技水平 的提高 ，设 备更新换 代速度也越 来越 快 ， １ ０～１ ５年换 一代 ， 在这样短期 内赚 回设备投资并创造 出利润 ，
就要投资研究和改进刀具 ， 依靠刀具挖潜。 据有关资料表 明： 刀具费用占制造成本 ２ ％ ～ ％ ， ． ４ ４ 但却直 接 影 响 占制造 成本 里 边 ２ ％ 的机床 费 用 和 ３ ％￣Ａ３ 费用 。 ０ ８ ２ 还有一种算法 ： 机床与刀具投入 比为 ９： 到 ７： 。只要 １ ３
削技术 。 为提高我 国的装备制造业水平 ， 实现切削加工 的高速 化， 必须研究及开发与高速切削相适应 的刀具材料 、 刀具结 构
及 刀具监控技术 。 唯有如此 ， 才能让高速切削加工技术 在企业
中得 到 成 功 应 用 。
１ 刀具在 切 削加 工 中的重 要性
在机械加工 中， 金属切削机床和刀具 ， 为切削加工 的基 作
刀具投资到位 ，切 削速度 和进 给速 度每提高 １ ２ ５％ Ｏ％， 可
降低制造成本 １ ～１ ０％ ５％田 。
础工艺装备 ， 刀具被称为机床 的“ 牙齿 ” 孪生兄 弟” 无论是 和“ ， 什么样的金属切削机床 ， 都必须依 靠这个“ 牙齿 ” 才能发挥作 ，
用， 离开这个“ 孪生兄弟 ”则一事无成 。刀具的性能和品质 ， ， 直
高效加工 工艺 （ Ｐ 和高生产率 加工工 艺 （ ｓ ， Ｈ Ｍ） Ｈ Ｍ） 反映 出高 速切削技术 的巨大发展潜力 。
高速切削包括高速软切削、 高速硬 切削 、 高速干切削、 大进 给量切削等 ， 其作为一种新的切削工艺 ， 显示出独特的优越性： 首先 ， 是切削效率成倍提高 ； 其次 ， 高速切削有利 于提高产 品 品质 、 是 降低 制造成本 、 缩短交货周期 ； 此外 ， 高速 切削技术 的基础上 ， 发了干切 削（ 在 开 准干切 削、 微量 润滑切削 ）硬切削 （ 、 以车代磨 、 以铣代磨 ） 等新工艺 ， 不仅提高 了加工效率 ，改变 了传统意 义上 不同切削工艺之间 的界限 ， 而且开创 了切削加工“ 绿色制造” 的新 时代 。 与此同时 ， 根据不 同的加 工要求 ， 出现了高进给速度的 还
加工镍硬铸铁的刀具材料及切削参数
加工镍硬铸铁的刀具材料及切削参数镍硬铸铁由于硬度高难加工，并且存在铸造缺陷，在加工过程中常出现刀具不耐磨或崩刀现象，机械制造商一直在寻找可高效加工镍硬铸铁的刀具材料，直到华菱超硬研制出了非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-K1牌号，使高硬度难加工的镍硬铸铁得到解决。
一、加工镍硬铸铁的刀具材料加工镍硬铸铁（如KmTBNi4Cr2）常用刀具材料分别为硬质合金刀具（又称为焊接刀）YS8，YW1；涂层硬质合金刀片；陶瓷刀具。
此类刀具材料在加工镍硬铸铁时，常出现以下问题：硬质合金刀具在加工镍硬铸铁时吃刀深度小，转速慢，经常性的磨刀致使加工量上不去，而在硬化状态下的镍硬铸铁焊接刀YS8，YW1根本加工不动。
陶瓷刀具在加工镍硬铸铁时由于不可避免的铸造缺陷（夹砂，气孔，白口等），陶瓷刀具很容易会呈现崩刃现象。
以上刀具材料加工镍硬铸铁的效果都很不理想。
之后我国华菱超硬通过不断的努力研究实践，并根据以上刀具在加工镍硬铸铁时出现的问题，研制出非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-K1牌号。
华菱超硬非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-K1牌号加工镍硬铸铁的特点：高硬度耐磨性好，红硬性好，使用寿命长；抗冲击性和耐崩损性强，可大余量加工镍硬铸铁不崩刀；干式切削，减少环境污染。
粗加工、精加工均可。
亦可加工高铬合金白口铸铁，高镍铬冷硬铸铁，等温淬火后的球墨铸铁，高合金铸铁等材料。
二、华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K1牌号加工镍硬铸铁的切削参数精加工镍硬铸铁时可选择BN-K1牌号，也可选择BN-K10牌号，BN-K10牌号属于焊接式立方氮化硼刀具，吃刀深度控制在0.3mm以内为好，如加工余量小可选择BN-K10牌号；余量≥2mm时选择BN-K1牌号较合适。
三、总结随着现代技术的不断发展，越来越多的如镍硬铸铁类的高硬度铸铁件出现在加工车间，机械制造商一直在寻找可高效高质量的完成工件的刀具材料，对于刀具行业来说，只有不断研制出高质量、高效率的刀具材料或刀具牌号，才能更好的推动中国机械制造商的发展。
超精密切削加工技术
技术发展趋势
1 2
智能化控制
利用传感器和智能算法，实时监测切削过程和工 件表面质量，实现超精密切削加工过程的智能控 制。
复合加工技术
结合多种加工技术，如磨削、抛光和电加工等， 以提高超精密切削加工的效率和表面质量。
3
新材料应用
探索和开发适用于超精密切削加工的新材料，以 提高刀具的耐磨性和工件的表面完整性。
04
超精密切削加工技 术的挑战与解决方 案
技术瓶颈
刀具磨损
超精密切削加工过程中， 刀具与工件的高速摩擦导 致刀具快速磨损，影响加 工精度和效率。
工件表面完整性
超精密切削加工后，工件 表面容易出现微裂纹、残 余应力和加工硬化等表面 完整性问题。
切削液的纯净度
超精密切削加工需要高纯 净度的切削液以减小误差， 但切削液的纯净度控制难 度较大。
应对策略
刀具材料与涂层
采用高硬度、高耐磨性的刀具材料和涂层技术，提高刀具的耐久 性和切削性能。
切削参数优化
根据不同材料和加工条件，优化切削速度、进给速度和切削深度等 参数，以减小刀具磨损和工件表面完整性问题。
切削液纯净度控制
采用高精度过滤设备和检测技术，确保切削液的纯净度满足超精密 切削加工的要求。
精密仪器制造
光学仪器
精密机械
超精密切削加工技术可用于制造高精 度光学仪器，如显微镜、望远镜等， 以提高其成像质量和稳定性。
超精密切削加工技术可用于制造精密 机械，如钟表、精密机床等，以提高 其运动精度和稳定性。
测量仪器
超精密切削加工技术可用于制造高精 度测量仪器，如传感器、测微器等， 以提高其测量准确性和可靠性。
微电子行业
集成电路
超精密切削加工技术可用于制造 集成电路，如芯片、微处理器等，
金属切削加工及刀具的基本知识
22
2、硬质合金 、
金属碳化物(WC、TiC、TaC、 NbC等)＋金属粘结剂 、 金属碳化物 、 、 等＋ (Co、Ni等) 高压成形后，高温烧结而成。 、 等 高压成形后，高温烧结而成。 硬度、耐热性、耐磨性很高， 硬度、耐热性、耐磨性很高， 切削速度远高于高速钢 抗弯强度低、脆性大， 抗弯强度低、脆性大，抗冲击 振动性能差
23
YG 类
YT类 类 加工长切屑的 黑色金属
WC+ TiC+ Co
YW 类 钢材、 钢材、铸铁 有色金属非金属
WC+ TiC+ TaC+ Co
分 类
短切屑黑色金属 有色金属非金属
WC+ Co
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涂层刀具
在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆 在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上， 一层耐磨性高的难熔化金属化合物。 一层耐磨性高的难熔化金属化合物。常用的涂层材 料有TiC、TiN和Al2O3等。 料有 、 和 在高速钢基体上刀具涂层多为TiN，常用物理气 ， 在高速钢基体上刀具涂层多为 相沉积法(PVD法)涂覆。 涂覆。 相沉积法 法 涂覆 硬质合金的涂层是TiC、TiN和Al2O3，一般采用 硬质合金的涂层是 、 和 化学气相沉积法(CVD法)。 化学气相沉积法 法。
机械制造（ ）（基础） ）（基础 机械制造（1）（基础） 机械制造技术基础》 《机械制造技术基础》
第一章 金属切削加工及刀具 基本知识
1
内容提要
1. 概述 2. 切削运动 3. 刀具几何参数 4. 切削用量三要素 5. 常用刀具材料
2
1. 概述
制造： 制造：原材料 产品
不同的加工方法
3
金属切削加工： 金属切削加工： 利用切削工具从工件毛坯上切去多余的材料， 利用切削工具从工件毛坯上切去多余的材料，将 毛坯加工成具有一定尺寸、形状、 毛坯加工成具有一定尺寸、形状、精度和表面质 量粗糙度的零件。 量粗糙度的零件。 研究对象： 研究对象： 机床、夹具、 机床、夹具、刀具和工件组成的金属切削加工 工艺系统
机械制造技术基础金属切削原理与刀具教材课程
目 录
• 金属切削原理 • 金属切削刀具 • 切削过程与控制 • 典型材料的切削加工 • 切削加工技术发展与新趋势
01 金属切削原理
切削运动与切削用量
切削用量
切削过程中的三个主要参数， 包括切削速度、进给量和切削 深度。
进给量
刀具在工件上每转或每行程时 被切除的金属层厚度或长度。
加工表面质量与刀具刃磨技术
加工表面质量
加工表面的质量直接影响工件的使用性能和寿命。刀具的刃磨质量和刃磨技术对加工表面 质量有着至关重要的影响。
刀具刃磨技术
为了获得良好的加工表面质量，需要对刀具进行正确的刃磨。刃磨时要选择合适的砂轮、 磨料和磨液，控制刃磨参数和刃磨工艺，确保刀具锋利、几何角度正确。
陶瓷
陶瓷刀具具有极高的硬 度和耐磨性，适用于加 工各种材料，尤其是硬
材料。
立方氮化硼
立方氮化硼刀具具有超 高的硬度和耐磨性，适 用于加工各种难加工材
料。
刀具几何参数
前角
前角的大小影响切削力和切削 温度，增大前角可以减小切削
力，降低切削温度。
后角
后角的大小影响刀具的磨损和 切削表面质量，增大后角可以 减小刀具磨损，提高切削表面 质量。
详细描述
钢铁材料具有较高的硬度和耐磨性，因此需要选择硬质合金或高速钢刀具进行切削。在切削过程中， 应适当调整切削速度、进给量和切削深度，以获得较好的切削效果和表面质量。同时，为了减少刀具 磨损和提高切削效率，可以采用涂层技术对刀具进行表面处理。
有色金属材料的切削加工
总结词
有色金属材料具有较低的硬度和较高的塑性，其切削加工需要针对其物理特性进行刀具 选择和切削参数调整。
切削加工
莫氏 圆锥
米制 圆锥 专用 圆锥
1：4，1：12， 多用于机器零件或某些刀具的特殊部位。例如，1： 1：50，7：24 50圆锥用于圆锥定位销和锥铰刀，7：24用于铣床 等 主轴锥孔及铣刀杆的锥柄。
车锥面的方法： （1）小滑板转位法：主要用于单件小批生产中精度较低和长度 较短（≤ 100mm）的内锥面。 （2）尾座偏移法：用于单件或成批生产中轴类零件上较长的外 锥面。 （3）靠模法： 用于成批和大量 生产中较长的内 外锥面。 （4）宽刀法： 用于成批和大量 生产中较短 （≤ 20mm）的 内外锥面。
IT8~IT7 （精车） IT7~IT6 （精磨）
1.6～0.8 0.8～0.2
精密加工
在精加工基础上进一步提高精度 和降低表面粗糙度（其中不提高 精度，只降低表面粗糙度的加工 又称光整加工） 比精加工更高级的亚微米加工和 纳米加工，用于加工极个别的超 精密零件
IT5~IT3
0.1～ 0.008
研磨、珩磨、超 精加工、抛光等
几种典型机床的切削运动见表1.1。 表1.1 几种典型机床的切削运动
2、切削用量三要素
在切削运动的作用下，工件上有三个不断变 化的表面，见图1.3。 待加工表面：工件上将被切除切削层的表面。 已加工表面：工件上切除切屑后留下的表面。 加工表面 (过渡表面)：工件上正在切削的表面。 它由切削刃形成，在下一切削行程，刀具或工 件的下一转里被切除，或由下一切削刃切除。 图1.3 工件表面
切削用量三要素：切削速度、进给量、吃刀量（背吃刀量、侧吃刀 量、进给吃刀量） （1）切削速度 ①主运动为回转运动： c v
（切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度）
(m s) v c dn (m min ) 1000 60 1000
数控高速切削加工技术在机械制造中的应用
数控高速切削加工技术在机械制造中的应用摘要：随着科技的快速发展，机械制造行业正面临着前所未有的挑战和机遇。
传统的加工方法已无法满足现代机械制造的高效、高质量和低成本的需求。
因此，数控高速切削加工技术作为一种先进的加工技术，在机械制造领域的应用日益受到关注。
本文将深入探讨数控高速切削加工技术在机械制造中的应用，分析其优势和存在的问题，并提出相应的解决方案。
关键词：数控高速切削加工；机械制造；技术应用引言：为了满足现代机械制造的高效、高质量和低成本的需求，各种先进的加工技术不断涌现。
其中，数控高速切削加工技术作为一种具有显著优势的加工技术，在机械制造领域的应用日益受到关注。
数控高速切削加工技术是一种先进的制造技术，它结合了计算机数控（CNC）技术、高速主轴系统、高速进给系统、高性能刀具等先进技术，实现了高效率、高质量的切削加工。
1数控高速切削加工技术概述1.1概念数控高速切削加工技术的基本原理是通过计算机数控技术控制切削工具的切削参数，如切削速度、进给速度和切削深度等，以实现最优化的切削过程。
在切削加工过程中，通过采用超硬材料的刀具和磨具，以及优化后的高速主轴系统、快速进给系统和高性能CNC控制系统，实现对工件材料的高效切除和高质量加工。
具体工作步骤如下：编程与设定：首先，根据工件的加工要求和材料特性，编写相应的数控程序。
这个程序会设定切削工具的进给速度、切削深度、切削速度等关键参数。
刀具与主轴：高速切削加工需要高速旋转的刀具和主轴。
刀具通常采用超硬材料，如硬质合金或陶瓷，以增加其耐磨性和寿命。
主轴则通过电力或液压方式驱动，以实现高速旋转。
切削过程：当刀具与工件接触时，刀具的高速旋转会带动切削刃对工件进行切削。
同时，进给系统按照数控程序设定的速度和深度，控制刀具的进给，实现连续的切削过程。
冷却与润滑：在切削过程中，为了降低切削温度和减少刀具磨损，通常会使用冷却液和润滑剂。
这些流体可以有效地带走切削热，并减少摩擦。
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《现代切削加工技术及刀具》作业一姓名班级学号
第1章切削加工理论及其应用
一、试根据切屑变形模型分析三个变形区的特征及各自可能产生的现象。
二、根据Lee and Shaffer公式，变形系数与剪切角、刀具前角的关系，试分析切削用量三要素对切屑变形的影响。
三、试论述切屑弯曲和折断的机理，并分析控制切屑的措施。
四、试分析在常规切削速度条件下加工塑形金属时，切削用量三要素对切削力、切削温度、刀具耐用度的影响规律，这些规律对于生产实际有何指导意义？
五、综合应用题
用车刀车削一长度为300mm ，直径为30mm 的轴类零件，零件毛坯的直径
为φ41mm ，要求加工到05
.005.035+-φ，分为粗、精两次加工。
已知：
工件材料： 45钢调质（GPa 637.0=b σ） 刀具材料： (a) YT30；(b) 陶瓷；(c) YT5；(d) PCD
刀具角度： ①主偏角：（a ） 30r ＝κ；（b ） 90r ＝κ。
②前角：（a ） 10o ＝γ；（b ）
20o ＝γ。
③刃倾角：（a ） 0s ＝λ；（b ） 5s ＝λ
切削用量： (a) 4.2=p a mm ，5.0=f mm/r ，60=v m/min ；(b) 6.0=p a mm ，
1.0=f mm/r ，100=v m/min
回答以下问题：
1. 选择粗车和精车时刀具材料；
2. 选择粗车和精车时切削用量；
3. 选择粗车和精车的合理刀具角度并说明理由；
4. 查表计算粗加工时的切削力
F。
c
《现代切削加工技术及刀具》作业二姓名班级学号
第2章切削刀具及其应用
一、相比整体式车刀，机夹可转位车刀有何特点？机夹可转位车刀刀片的夹紧有何要求？怎样选择刀片？
二、固定镗刀与浮动镗刀各有何特点？
三、深孔加工应该解决那些问题？目前有哪些典型的深孔加工系统？
四、试从刀具直径、齿数、角度及铣削方式几方面的选择原则，论述如何应用面铣刀和圆柱铣刀。
五、成形铣刀的齿背曲线有何要求，如何实现？
六、何为工具系统？TSG与TMG有何区别？目前国际上有哪些比较先进的工具系统？
姓名班级学号
第3章先进切削加工技术
一、实现高速切削要解决的最关键的技术是什么？目前这些关键技术的前沿如何？
二、试从切削变形和切削力两方面讨论精密切削和普通切削的不同。
三、有关振动切削的机理，你认为有哪些方面？
姓名班级学号
第4章磨削加工技术
一、什么是等效直径？使用等效直径有何意义？试比较相同径向进给量和相同的
砂轮直径条件下外圆、平面、内圆磨削的接触长、接触时间及其对砂轮磨损的影响。
二、分析磨削烧伤的原因及解决办法。
三、简述超精密磨削机理及其特点？
四、简述镜面磨削机理及其特点？
五、什么是缓进给磨削？试解释缓进给磨削时温度很低却又易突然烧伤的现象？怎样避免缓进给磨削烧伤？
《现代切削加工技术及刀具》作业五
姓名班级学号
第5、6章光整加工技术与绿色加工技术
一、简述研磨机理的几种观点，并说明影响研磨质量的因素（特别是研磨工艺）。
的精度，二、.加工汽车发动机的汽缸缸套时，为了得到表面粗糙度为Ra0.8m
一般采用的加工方法是什么？简述这种加工方法的原理及关键工艺。
三、简述硅片机械化学抛光的原理。
四、试论述绿色加工技术的概念，指出目前比较常见的绿色切削类型并简述其加工原理。