刀具与切削参数选择
第2章刀具与切削参数选择
记，切削刃用字母Ｓ标记，副切削刃及相关的刀面标记在右上角加一撇以示区别。
(1)前面(前刀面)Ａr：刀具上切屑流出的表面；
(2)后面(后刀面)Aα：刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面；
(3)副后面(副后刀面)Aα′：刀具上与工件新形成的过渡表面相对的刀面；
(4)主切削刃Ｓ：前面与后面形成的交线，在切削中承担主要的切削任务；
(5)副切削刃Ｓ′：前面与副后面形成的交线，它参与部分的切削任务；
(6)刀尖：主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。
2-4刀具正交平面参考系平面P r、P s、P o及其刀具角度γo、αo、κr、λs如何定义？用图表示。
1．刀具角度参考平面
用于构成刀具角度的参考平面主要有：基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面。
2．正交平面参考系中的刀具标注角度
在正交平面参考系中，刀具标注角度分别标注在构成参考系的三个切削平面上。
o o r r s
2-7端面车削时，刀尖高(或低)于工件中心时工作角度(前、后角)有何变化？
2-8试画图说明切削过程的三个变形区及各产生何种变形？
面对已加工表面进行挤压，使已加工表面产生变形，造成纤维化和加工硬化。
2-9切屑有哪些种类？各种切屑在什么情况下形成？
由于工件材料性质和切削条件不同，切削层变形程度也不同，因而产生的切屑形态也多种多样。主要有以下四种类型：带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑。
(1)带状切屑它的内表面是光滑的，外表面呈毛茸状。加工塑性金属时，在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形成此类切屑。
(2)节状切屑又称挤裂切屑。它的外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。
(3)粒状切屑又称单元切屑。在切屑形成过程中，如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度，切屑单元从被切材料上脱落，形成粒状切屑。
(4)崩碎切屑加工脆性材料，切削厚度越大越易得到这类切屑。
2-10切削变形表示方法有几种？如何表示？有何异同？
切削变形程度有三种不同的表示方法，分述如下。
1．变形系数
在切削过程中，刀具切下的切屑厚度h ch通常都大于工件切削层厚度h D，而切屑长度l ch
却小于切削层长度l c。切屑厚度h ch与切削层厚度h D之比称为厚度变形系数；而切削层长度与切屑长度之比称为长度变形系数。
2．相对滑移
既然切削过程中金属变形的主要形式是剪切滑移，当然就可以用相对滑移(剪应变)。来衡量切削过程的变形程度。
3．剪切角φ
在剪切面上，金属产生了滑移变形，最大剪应力就在剪切面上。图2-15为直角自由切削状态下的作用力分析，在垂直于切削合力F方向的平面内剪应力为零，切削合力F的方向就是主应力的方向。
(1)前角增大时，剪切角随之增大，变形减小。这表明增大刀具前角可减少切削变形，对改善切削过程有利。
(2)摩擦角增大时，剪切角随之减小，变形增大。提高刀具刃磨质量、采用润滑性
2-11分析积屑瘤产生的原因及其对生产的影响？
在切削塑性材料时，如果前刀面上的摩擦系数较大，切削速度不高又能形成带状切屑的情况下，常常会在切削刃上粘附一个硬度很高的鼻型或楔型硬块，称为积屑瘤。
积屑瘤包围着刃口，将前刀面与切屑隔开，其硬度是工件材料的2～3倍，可以代替刀刃进行切削，起到增大刀具前角和保护切削刃的作用。
当积屑瘤层积到足够大时，受摩擦力的作用会产生脱落，因此，积屑瘤的产生与大小是周期性变化的。积屑瘤的周期性变化对工件的尺寸精度和表面质量影响较大，所以，在精加工时应避免积屑瘤的产生。
2-12试述前角γo和后角αo的作用和选择方法。
增大前角可使刀刃锋利，使切削变形减小，切削力和切削温度减小，可提高刀具寿命，并且，较大的前角还有利于排除切屑，使表面粗糙度减小。但是，增大前角会使刃口楔角减小，削弱刀刃的强度，同时，散热条件恶化，使切削区温度升高，导致刀具寿命降低，甚至造成崩刃。所以前角不能太小，也不能太大。
后角增大，可减小后刀面的摩擦与磨损，刀具楔角减小，刀具变得锋利，可切下很薄的切削层；在相同的磨损标准VB时，所磨去的金属体积减小，使刀具寿命提高；但是后角太大，楔角减小，刃口强度减小，散热体积减小，αo将使刀具寿命减小，故后角不能太大。
2-13 试述主偏角κ
和刃倾角λs的作用和选择方法。
r
主偏角减小，使单位长度上切削刃的负荷减小，刀具寿命增加；主偏角减小，刀尖角ε
r增大，使刀尖强度增加，散热体积增大，使刀具寿命提高；主偏角减小，可减少因切入冲击而造成的刀尖损坏；减小主偏角可使工件表面残留面积高度减小，使已加工表面粗糙度减小。但是，另一方面减小主偏角，将使径向分力F p增大，引起振动及增加工件挠度，这会使刀具寿命下降，已加工表面粗糙度增大及降低加工精度。主偏角可根据不同加工条件和要求选择使用，一般原则是：
(1)粗加工，半精加工和工艺系统刚性较差时，为减小振动提高刀具寿命，选择较大的主偏角。
(2)加工很硬的材料时，为提高刀具寿命，选择较小的主偏角。
(3)据工件已加工表面形状选择主偏角。如加工阶梯轴时，选κr＝ 900；需450倒角时，选κr＝ 450等。
(4)有时考虑一刀多用，常选通用性较好的车刀，如κr＝450或κr＝900等。
刃倾角λs的作用是控制切屑流出的方向、影响刀头强度和切削刃的锋利程度。当刃倾
角λs＞00时，切屑流向待加工表面；λs＝00时，切屑沿主剖面方向流出；λs＜00时，切屑流向已加工表面。
刃倾角主要由切削刃强度与流屑方向而定。一般加工钢材和铸铁时，粗车取λs＝00～－50，精车取λs＝00～50，有冲击负荷时取λs＝－50～－１50。
2-14粗加工时切削用量的选择原则是什么？为什么？
切削用量的选择会影响切削变形、切削力、切削温度和刀具寿命，从而会对加工质量产生影响。
a p增大，切削力成比例增大，工艺系统变形大、振动大、工件加工精度下降，表面粗糙度增大。粗加工a p为全部余量(一般8～10mm)；如果余量太大或不均匀、工艺系统刚性不足、断续切削时，可分几次走刀。
f增大，切削力也增大(但不成正比例)，使表面粗糙度的增大更为显著。粗加工合理的f应是工艺系统所能承受的最大进给量。生产中f常根据工件材料材质、形状尺寸、刀杆截面尺寸、已定的a p，从切削用量手册中查得。
v增大，切削变形、切削力、表面粗糙度等均有所减小。
式中 C v、x v、y v──根据工件、刀具不同材料及不同进给量时的系数。可在切削手册中查得；
K v──切削速度修正系数。影响K v的因素较多，如工件材料、毛坯表面形态、刀具材料、加工方法、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径、刀杆尺寸等。
因此，精加工应采用小的a p、f，为避免积屑瘤、鳞刺的影响，可用硬质合金刀具高速切削(v＞80m/min)，或用高速钢刀具低速切削(v＝3～8m/min)。
2-15粗加工时进给量的选择受哪些因素的限制？
粗加工f增大，切削力也增大(但不成正比例)，使表面粗糙度的增大更为显著。粗加工合理的f应是工艺系统所能承受的最大进给量。生产中f常根据工件材料材质、形状尺寸、刀杆截面尺寸、已定的a p，从切削用量手册中查得。
2-16切削力的产生原因是什么？车削时切削力如何分解？
切削力是被加工材料抵抗刀具切入所产生的阻力。
刀具在切削工件时，由于切屑与工件内部产生弹、塑性变形抗力，切屑与工件对刀具产生摩擦阻力，形成了作用在刀具上的合力F，在切削时合力F作用在近切削刃空间某方向，由于大小与方向都不易确定，因此，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，常将合力F
切削力F c (主切削力F z )──在主运动方向上分力；
背向力F p (切深抗力F y )──在垂直于工作平面上分力；
进给力F f (进给抗力F x )──在进给运动方向上。
背向力F p 与进给力F f 也是推力F D 的合力，推力F D 是作用在切削层平面上且垂直于主切削刃。
合力F 、推力F D 与各分力之间关系：
2-17切削用量如何影响切削力的？
背吃刀量a p 和进给量f 影响较明显。若f 不变，当a p 增加一倍时，切削力增加约一倍；若a p 不变，当f 增加一倍时，切削力只增加68%～86%。
2-18背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？如何影响？
切削力：
背吃刀量a p 和进给量f 影响较明显。若f 不变，当a p 增加一倍时，切削力增加约一倍；若a p 不变，当f 增加一倍时，切削力只增加68%～86%。
切削温度：
切削用量增大切削用量时，切削功率增大，产生的切削热也多，切削温度就会升高。由于切削速度、进给量和背吃刀量的变化对切削热的产生与传导的影响不同，所以对切削温度的影响也不同。其中切削速度 ，进给量 f 次之 , 背吃刀量ap 最小。
2-19刀具的磨损过程分几个阶段？各阶段的特点是什么？
刀具的磨损过程一般分成三个阶段。
(1) 初期磨损阶段 将新刃磨刀具表面存在的凸凹不平及残留砂轮痕迹很快磨去。
(2) 正常磨损阶段 经初期磨损后，刀面上的粗糙表面已被磨平，压强减小，磨损比较均匀缓慢。后刀面上的磨损量将随切削时间的延长而近似的成正比例增加。此阶段是刀具的有效工作阶段。
(3) 急剧磨损阶段 当刀具磨损达到一定限度后，已加工表面粗糙度变差，摩擦加剧，切削力、切削温度猛增，磨损速度增加很快，往往产生振动、噪声等，致使刀具失去却削能力。
2-20什么是刀具寿命？刀具寿命与哪些因素有关？
刀具寿命：是指一把新刀从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止总的切削时间，或者说是刀具两次刃磨之间总的切削时间，用T 表示，单位为min 。刀具总寿命应等于刀具耐用度乘以重磨次数。
在工件材料、刀具材料和刀具几何参数选定后，刀具耐用度由切削用量三要素来决定。刀具寿命T 与切削用量三要素之间的关系可由下面经验公式来确定：
(1.15)
式中 C T ──与刀具、工件材料，切削条件有关的系数；
m 、n 、p ──寿命指数。分别表示切削用量三要素当v C 、，f ，a p 对寿命T 的影响程度 F cos ;sin p D r f D r F F F F κκ==111T p m n p C T f a ν=
2-21刀具切削部分材料应具备哪些性能？
１.高的硬度和耐磨性 (60HRC以上)
２.足够的强度和韧性
３.高的耐热性
４.良好的工艺性与经济性
５.好的导热性和小的膨胀系数
2-22普通高速钢有哪几种牌号？它们主要的物理力学性能如何？适合于做什么刀具？
高速钢是含有W、Mo、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢。
高速钢是综合性能较好、应用范围最广的一种刀具材料。热处理后硬度达62～66HRC，抗弯强度约3.3GPa，耐热性为600℃左右，此外还具有热处理变形小、能锻造、易磨出较锋利的刃口等优点。高速钢的使用约占刀具材料总量的60％～70％，特别是用于制造结构复杂的成形刀具、孔加工刀具，例如各类铣刀、拉刀、螺纹刀具、切齿刀具等。
常用牌号：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、9W18Cr4V、W6Mo5Cr4V3、W6Mo5Cr4V2Co8、W2Mo9Cr4VCo8、W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V2Al。
2-23高性能高速钢有几种类型？与普通高速钢比较有什么特点？
高性能高速钢在通用型高速钢中增加碳、钒，添加钴或铝等合金元素的新钢种。其常温硬度可达67～70HRC，耐磨性与耐热性有显著的提高，能用于不锈钢、耐热钢和高强度钢的加工。常用高性能高速钢主要有：高钒高速钢、钴高速钢和铝高速钢。
2-24常用的钨钴类、钨钛钴类、碳化钛基类硬质合金有哪些牌号？它们的用途如何？为什么？
按钨、钼含量不同，分为钨系、钨钼系。主要牌号有：
W18Cr4V(钨系高速钢)，具有较好的综合性能。因含钒量少，刃磨工艺性好。淬火时过热倾向小，热处理控制较容易。缺点是碳化物分布不均匀，不宜作大截面的刀具。热塑性较差。又因钨价高，国内使用逐渐减少，国外已很少采用；
W6Mo5Cr4V(钨钼系高速钢)，是国内外普遍应用的牌号。因一份Ｍo可代替两份Ｗ，这就能减少钢中的合金元素，降低钢中碳华物的数量及分布的不均匀性，有利于提高热塑性、抗弯强度与韧度。其高温塑性及韧性优于W18Cr4V，故可用于制造热轧刀具。如：好扭糟麻花钻等。主要缺点是淬火温度范围窄，脱碳过热敏感性大；
W9Mo3Cr4V(钨钼系高速钢)，是根据我国资源研制的牌号。其抗弯强度与韧性均比
W6Mo5Cr4V好。高温热塑性好，而且淬火过热、脱碳敏感性小，有良好的切削性能。
2-25车刀按用途与结构来分有哪些类型？它们的使用场合如何？
车刀按结构可分为：整体车刀、焊接车刀、焊接装配车刀、机夹车刀和可转位车刀等。
⑴整体车刀用整块高速钢做成长条形状，俗称“白钢刀”。刃口可磨得较锋利，主要用于小型车床或加工有色金属。
⑵焊接车刀它是将一定形状的刀片和刀柄用紫铜或其它焊料通过镶焊连接成一体的车刀，一般刀片选用硬质合金，刀柄用45钢。
焊接车刀结构简单，制造方便，可根据需要刃磨，硬质合金利用充分，但其切削性能取决于工人的刃磨水平，并且焊接时会降低硬质合金硬度，易产生热应力，严重时会导致硬质合金裂纹，影响刀具寿命。此外，焊接车刀刀杆不能重复使用，刀片用完后，刀杆也随之报废。一般车刀，特别是小车刀多为焊接车刀。
⑶焊接装配车刀它是将硬质合金刀片钎焊在小刀块上，再将小刀块装配到刀杆上。焊接装配车刀多用于重型车刀，采用装配式结构以后，可使刃磨省力，刀杆也克重复使用。
⑷机夹车刀机夹车刀是指用机械方法定位，夹紧刀片，通过刀片体外刃磨与安装倾斜后，综合形成刀具角度的的车刀。机夹车刀可用于加工外圆、端面、内孔车槽、车螺纹等。
机夹车刀的优点在于避免焊接引起的缺陷，刀柄能多次使用，刀具几何参数设计选用灵活。如采用集中刃磨对提高刀具质量、方便管理，降低刀具费用等方面都有利。
机夹车刀设计时必须从结构上保证刀片夹固可靠，刀片重磨后应可调整尺寸，有时还应考虑断屑的要求。常用的刀片夹紧方式有上压式和侧压式两种。
⑸可转位车刀可转位车刀是将可转位刀片用机械夹固的方法装夹在特制刀杆上的一种车刀。它由刀片、刀垫、刀柄及刀杆、螺钉等元件组成。刀片上压制出断屑槽，周边经过精磨，刃口磨钝后可方便的转位换刀，不需重磨就可使新的切削刃投入使用，只有当全部切削刃都用钝后才需更换新刀片。
它的主要优点是：不用焊接，避免了焊接、刃磨引起的热应力，提高刀具寿命及抗破坏能力；可使用涂层刀片，有合理槽形与几何参数，断屑效果好，能选用较高切削用量，提高生产率；刀片转位、更换方便，缩短了辅助时间；刀具已标准化，能实现一刀多用，减少刀具储备量，简化刀具管理等工作。
可转位车刀刀片形状很多，常用的有三角形、偏80三角形、凸三角形、五角形和圆形等。
⑹成型车刀成型车刀又称样板刀，是在普通车床、自动车床上加工内外成形表面的专用刀具。用它能一次切出成形表面，故操作简便、生产率高。用成形车刀加工零件可达到公差等级IT10～IT8，粗糙度R a10～5μm。成型车刀制造较为复杂，当切削刃的工作长度过长时，易产生振动，故主要用于批量加工小尺寸的零件。
2-26焊接车刀的主要优缺点是什么？
焊接车刀结构简单，制造方便，可根据需要刃磨，硬质合金利用充分，但其切削性质恩那个取决于工人的刃磨水平，并且焊接时会降低硬质合金硬度，易产生热应力。严重时会导致硬质合金产生裂纹，影响刀具寿命。焊接车刀刀杆不能重复使用。
2-27硬质合金可转位刀片有哪些类型？
三角形，偏8o三角形，凸三角形，五角星和圆形。
2-28常用的孔加工刀具有哪些？各适用于什么情况？
1．扁钻
扁钻是使用最早的钻孔刀具。特点是结构简单、刚性好、成本低、刃磨方便。
扁钻有整体式和装配式两种。前者适于数控机床，常用于较小直径(＜φ12mm)孔加工，后者适于较大直径(＞φ63.5mm)孔加工。
2．麻花钻
麻花钻是使用最广泛的一种孔加工刀具，不仅可以在一般材料上钻孔，经过修磨还可在一些难加工材料上钻孔。
麻花钻属于粗加工刀具，可达到的尺寸公差等级为IT13～IT11，表面粗糙度Ra值为25～12.5μm。
3．中心钻
中心钻是用来加工轴类零件中心孔的刀具，其结构主要有三种形式：带护锥中心钻，无护锥中心钻和弧型中心钻。
4．深孔钻
通常把孔深与孔径之比大于5～10倍的孔称为深孔，加工所用的钻头称为深孔钻。
由于孔深与孔径之比大，钻头细长，强度和刚度均较差，工作不稳定，易引起孔中心线的偏斜和振动。为了保证孔中心线的直线性，必须很好地解决导向问题；由于孔深度大，容屑及排屑空间小，切屑流经的路程长，切屑不易排除，必须设法解决断屑和排屑问题；深孔钻头是在封闭状态下工作，切削热不易散出，必须设法采取措施确保切削液的顺利进入，充分发挥冷却和润滑作用。
深孔钻有很多种，常用的有：外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、喷吸钻及套料钻等。
3.扩孔钻
扩孔钻专门用来扩大已有孔，它比麻花钻的齿数多(Z＞3)，容屑槽较浅，无横刃，强度和刚度均较高，导向性和切削性较好，加工质量和生产效率比麻花钻高。扩孔的公差等级为IT10～IT9，表面粗糙度Ra值为6.3～3.2μm，属于半精加工。
常用的扩孔钻有高速钢整体扩孔钻、高速钢镶套式扩孔钻及硬质合金镶齿套式扩孔钻。
6．锪钻
锪钻用于加工各种埋头螺钉沉孔、锥孔和凸台面等。常见的锪钻有三种：圆柱形沉头锪钻、锥形沉头锪钻及端面凸台锪钻。
7．铰刀
铰刀常用来对已有孔进行最后精加工，也可对要求精确的孔进行预加工。其加工公差等级可达IT8~IT6级，表面粗糙度Ra值达1.6~0.2μm。
铰刀可分为手动铰刀和机机铰刀。手动铰刀用于手工铰孔，柄部为直柄；机动铰刀，多为锥柄，装在钻床或车床上进行铰孔。
8．镗刀
镗刀是对已有的孔进行再加工刀具。镗刀可在车床、镗床或铣床上使用，可加工精度不同的孔，加工精度可达IT7～IT6级，表面粗糙度Ra值达6.3～0.8μm。
镗刀有单刃镗刀和多刃镗刀之分，单刃镗刀与车刀类似，只在镗杆轴线的一側有切削刃，其结构简单，制造方便，即可粗加工，也可半精加工或精加工。一把镗刀可加工直径不同的孔。
单刃镗刀的刚度比较低，为减少镗孔时镗刀的变形和振动，不得不采用较小的切削用量，加之仅有一个主切削刃参加工作，所以生产率比扩孔或铰孔低。因此，单刃镗刀比较适用于单件小批生产。
双刃镗刀是镗杆轴线两側对称装有两个切削刃，可消除径向力对镗孔质量的影响，多采用装配式浮动结构。
2-29试说明麻花钻的结构组成和各部分的作用？
麻花钻属于粗加工刀具，可达到的尺寸公差等级为IT13～IT11，表面粗糙度Ra值为25～12.5μm。呈细长状，麻花钻的工作部分包括切削部分和导向部分。两个对称的、较深的螺旋槽用来形成切削刃和前角，并起着排屑和输送切削液的作用。沿螺旋槽边缘的两条棱边用于减小钻头与孔壁的摩擦面积。切削部分有两个主切削刃、两个副切削刃和一个横刃。横刃处有很大的负前角，主切削刃上各点前角、后角是变化的，钻心处前角接近0°，甚至负值，对切削加工十分不利。
2-30深孔钻有哪些特点？
深孔由于孔深与孔径之比大，钻头细长，强度和刚度均差，工作不稳定，易引起孔中心线的偏斜和振动。容屑及排屑空间小，切屑流经的路程长，切屑不易排除，工作状态封闭，切削热不易散出。
2-31铰刀有哪些种类？铰刀适于孔的什么加工？
绞刀分为手动绞刀和机动绞刀。
绞刀常用于已有孔的最后精加工。
2-32试述扩孔钻、锪钻的结构特点及其应用范围？
扩孔钻：专门用来扩大已有孔，它齿数大于3，容屑槽较浅，无横刃，强度和刚度均较高，导向性和切削性较好。
锪孔：用于各种埋头螺钉沉孔、锥孔和凸台面等。
常见的结构有：沉头锪钻、锥形沉头锪钻及端面凸台锪钻。
2-33外圆磨削有哪些运动？磨削用量如何选择？
磨削的主运动是砂轮的旋转运动，砂轮的切线速度即为磨削速度υc(单位为m/s)。
磨削的进给运动一般有三种。
(1) 工件旋转进给运动进给速度为工件切线速度υw(单位m/min)；
(2) 工件相对砂轮的轴向进给运动进给量用工件每转相对砂轮的轴向移动量f a(单位为mm/r)表示，进给速度υa为nf a(单位为mm/min，其中n为工件的转数，单位为r /mm)；
(3) 砂轮径向进给运动即砂轮切入工件的运动，进给量用工作台每单行程或双行程砂轮切入工件的深度(磨削深度)f r(单位为mm/单行程或mm/双行程)表示。
外圆磨削的常用磨削用量为：
υc：25～35m/s。
υw：粗磨(20～30m/min)；精磨(20～60 m/min)。
f a：粗磨(0.3～0.7)Bmm/r；精磨(0.3～0.4)Bmm/r(B为砂轮宽度,单位为mm)；
f r：粗磨(0.015～0.05mm/单行程或0.015～0.05mm/双行程；精磨(0.005～0.01mm/单行程或0.005～0.01mm/双行程。
2-34与车削相比，磨削有何特点？
磨削是机械制造中最常用的加工方法之一。磨削所用刀具称为磨轮(砂轮)。目前，磨削主要用于精加工和超精加工。磨削后尺寸公差等可达IT6～IT4级，表面粗糙度Ra值可达0.8～0.025μm。
2-35铣刀有哪些主要类型？它们的用途是什么？
铣刀的种类很多，按安装方法可分为带孔铣刀和带柄铣刀两大类。带孔铣刀一般用于卧式铣床，带柄铣刀多用于立式铣床。
2-36何谓顺铣与逆铣？它们各有什么优缺点？
铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反时称为逆铣，相同时称为顺铣。
逆铣时，切削厚度从零逐渐增大。铣刀刃口有一钝圆半径R，造成开始切削时前角为负值，刀齿在过渡表面上挤压，滑行，使工件表面产生严重冷硬层，并加剧了刀齿磨损。此外，当瞬时接触角大于一定数值后，F向上，有抬起工件趋势；顺铣时，刀齿的切削厚度从最大开始，避免了挤压，滑行现象，并且F始终压向工作台，有利于工件夹紧，可提高铣刀寿命和加工表面质量。
若在丝杠与螺母副中存在间隙情况下采用顺铣，当进给力F逐渐增大，超过工作台摩擦力时，使工作台带动丝杆向左窜动，造成进给不均，严重时会使铣刀崩刃。逆铣时，由于进给力F作用，使丝杠与螺母传动面始终贴紧，故铣削过程较平稳。
2-37与其它加工方法相比，铣削有何特点？
1每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会硬气冲突与振动;
2铣削时切削层参数及切削力是变化的,也易引起振动,影响加工质量;
3同时参加切削的刀齿较多,生产率较高。
2-38齿轮刀具如何分类？
切齿刀具可分为两大类：成形法切齿刀具和展成法切齿刀具。
2-39展成法加工齿轮刀具有哪些类型？
较典型的展成切齿刀具有：齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀及蜗轮滚刀等。
2-40插齿时需要哪些运动？
在齿轮加工过程中，插齿刀的上下往复运动是主运动，向下为切削运动，向上为空行程；此外还有插齿刀的回转运动与工件的回转运动相配合的展成运动；开始切削时，在机床凸轮的控制下，插齿刀还有径向的进给运动，沿半径方向切入工件至预定深度后径向进给停止，而展成运动仍然继续进行，直至齿轮的齿全部切完为止。
2-41试述拉削主要有哪些特点？
拉削是用拉刀加工内、外成形表面的一种加工方法。拉刀是多齿刀具，拉削时，利用拉刀上相邻刀齿的尺寸变化来切除加工余量，使被加工表面一次成形，因此拉床只有主运动，无进给运动，进给量是由拉刀的齿升量来实现的。
2-42试述刨削主要有哪些特点？
刨削属于断续切削，切削时冲击很大，容易发生“崩刃”和“扎刀”现象。
刀具切削参数
白钢刀 刀具类型 最大加工 深度（mm） 普通长度（mm） 刃长/刀长 普通加长（mm） 刃长/加长 主轴转速 （r/m） 进给速度 （mm/min） 吃刀量 （mm） D32 120 60/125 106/186 300～400 500～1000 0.1～1 D25 120 60/125 90/166 300～400 500～1000 0.1～1 D20 120 50/110 75/141 500～700 500～1000 0.1～1 D16 120 40/95 65/123 500～800 500～1000 0.1～0.8 D12 80 30/80 53/110 500～1000 500～1000 0.1～0.8 D10 80 23/75 45/95 800～1000 500～1000 0.2～0.5 D8 50 20/65 28/82 800～1200 500～1000 0.2～0.5 D6 50 15/60 不存在800～1200 500～1000 0.2～0.4 R8 80 32/92 35/140 800～1000 500～1000 0.2～0.4 R6 80 26/83 26/120 800～1000 500～1000 0.2～0.4 R5 60 20/72 20/110 800～1000 500～1000 0.2～0.4 R3 30 13/57 15/90 1000～1500 500～1000 0.2～0.4 飞刀 刀具类型最大加工深 度（mm） 普通长度 （mm） 普通加长 （mm） 主轴转速 （r/m） 进给速度 （mm/min） 吃刀量 （mm） D63R6 300 150 320 700～1000 2500～4000 0.2～1 D50R5 280 135 300 800～1500 2500～3500 0.1～1 D35R5 150 110 180 1000～1800 2200～3000 0.1～1 D30R5 150 100 165 1500～2200 2000～3000 0.1～0.8 D25R5 130 90 150 1500～2500 2000～3000 0.1～0.8 D20R0.4 110 85 135 1500～2500 2000～2800 0.2～0.5 D17R0.8 105 75 120 1800～2500 1800～2500 0.2～0.5 D13R0.8 90 60 115 1800～2500 1800～2500 0.2～0.4 D12R0.4 90 60 110 1800～2500 1500～2200 0.2～0.4 D16R8 100 80 120 2000～2500 2000～3000 0.1～0.4 D12R6 85 60 105 2000～2800 1800～2500 0.1～0.4 D10R5 78 55 95 2500～3200 1500～2500 0.1～0.4 U G 学习群：1 8 3 9 6 0 8 9 6 欢迎大家的加入！
加工中心常用刀具参数
加工中心常用刀具参数(普通机） 刀具转速进刀切削吃刀量退刀 d32r5 1900 1500 1800 0.6 1300 d25r5 2100 1300 1500 0.6 1200 d20r5 2200 1100 1300 0.5 800 d16r0.5 2400 1000 1100 0.4 800 d12r0.5 2600 800 1000 0.35 600 d10r0.5 2800 700 800 0.35 600 d8r0.5 3000 600 600 0.3 500 d6r0.5 3200 450 500 0.25 400 d12 2800 800 1000 0.35 600 d10 2800 700 800 0.35 600 d8 3000 600 600 0.3 500 d6 3200 450 500 0.25 400 d4 3500 300 400 0.2 400 d12r6 3200 800 1000 0.3 600 d10r5 3600 700 800 0.25 600 d6r3 4000 450 500 0.2 400 d4r2 4800 300 400 0.15 400 d2r1 5600 250 300 0.1 300 d1r0.5 6800 200 200 0.08 250 加工中心常用刀具参数(高速机) 刀具转速进刀切削吃刀量退刀 d16r0.5 6500 1000 1100 0.35 800 d12r0.5 7000 800 1000 0.3 600 d10r0.5 7500 700 800 0.3 600 d8r0.5 8000 600 600 0.3 500 d6r0.5 8500 450 500 0.2 400 d12 7000 800 800 0.35 600 d10 7500 600 650 0.3 600 d8 8000 500 600 0.3 500 d6 10000 350 400 0.25 400 d4 12000 200 300 0.2 300 d2 14000 150 250 0.15 250 d1 16000 150 200 0.1 200 d0.8 21000 100 150 0.06 200 d12r6 8500 600 800 0.25 600 d10r5 8800 500 650 0.2 600 1
常用刀具参数使用
一．常用刀具参数使用： 1．加工铸铁（球墨铸铁线速度放慢约20-30%，进给放慢约20%）： 刀具名称线速度m/分每齿或每转进给mm 切削深度mm 肯纳125M750粗面铣刀188m 0.21 5 肯纳精铣125面铣刀188m 0.28 0.2 粗镗刀300m 0.4 5 半精镗刀300m 0.5 2.5 精镗刀300m 0.17 0.2 CBN刀片精镗刀600m 0.17 0.2 SANDVIK 880U钻200m-300m 0.12 普通U钻140m 0.1 整体硬质合金钻90m-130m 0.3 SE钻90m 0.3 高速钢钻头20-25m 0.2 氮化钛丝锥25m 氮碳化钛丝锥35m 普通无涂层丝锥10m 整体硬质合金铣刀50-80m 0.08 0.5XDc SANDVIK M390方肩铣刀150m-180m 0.05 0.3XDc 高速钢铣刀15-20m 0.06 0.3XDc 整体硬质合金铰刀20-25m 0.1 高速钢铰刀5m 0.08 中心钻倒角刀150m 0.1-0.2 0.3X刀片宽度2．加工钢件（根据毛坯材质硬度线速度和进给应适度调整）： 刀具名称线速度m/分每齿或每转进给mm 切削深度mm 肯纳M45 125面铣刀（粗铣）175m 0.22 3 肯纳M45 125面铣刀（精铣）188m 0.25 0.2 粗镗刀250m 0.2 3 半精镗刀280m 0.4 2.5 精镗刀300m 0.17 0.2 SANDVIK 880U钻180m-260m 0.06 普通U钻100m 0.1 整体硬质合金钻80m 0.12 SE钻90m 0.3 高速钢钻头15-20m 0.2 氮化钛丝锥20m 氮碳化钛丝锥25m 普通无涂层丝锥5-8m 整体硬质合金铣刀50-70m 0.08 0.5XDc SANDVIK 方肩M390铣刀130m 0.05 0.3XDc 高速钢铣刀10-15m 0.06 0.3XDc 整体硬质合金铰刀15-20m 0.1 高速钢铰刀5m 0.08 中心钻倒角刀130m 0.1-0.2 0.3X刀片宽度
刀具习题及答案讲解
《金属切削原理与刀具》试题（1） 一、填空题（每题2分，共20分） 1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有 、 、 ；非金属材料有 、 等。 2．刀具的几何角度中，常用的角度有 、 、 、 、 和 六个。 3．切削用量要素包括 、 、 三个。 4．由于工件材料和切削条件的不同，所以切削类型有 、 、 和 四种。 5．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有 、 和 三种。 6．工具钢刀具切削温度超过 时，金相组织发生变化，硬度明显下降，失去切削能力而使刀 具磨损称为 。 7．加工脆性材料时，刀具切削力集中在 附近，宜取 和 。 8．刀具切削部分材料的性能，必须具有 、 、 和 。 9．防止积削瘤形成，切削速度可采用 或 。 10．写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢 、 、 ；合金工具钢 、 ；高速 工具钢 、 。 二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错）（每题1分，共20分） √1．钨钴类硬质合金（YG ）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属 及非金属。 √2．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。 √3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。 ×4．刀具磨钝标准VB 表中，高速钢刀具的VB 值均大于硬质合金刀具的VB 值，所以高速钢刀具 是耐磨损的。 √5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容。 √6．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。 √7．切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成45°夹角滑移 的过程。 ×8．积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。 ×9．切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了内在的有利条件。 √10．一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时，所发生的磨损往往在刀具的 主后刀面上。 √11．刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件，提高刀具寿命，可以增加切削用量，提 高生产效率。 √12．进给力f F 是纵向进给方向的力，又称轴向力。 √13．刀具的磨钝出现在切削过程中，是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦，失去正 常切削能力的现象。 √14．所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情况下，加 工塑性金属材料时引起的。 √15．刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。 √16．粗加工磨钝标准是按正常磨损阶段终了时的磨损值来制订的。 √17．切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称 为崩碎切屑。 √18．立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略低于人造金刚石，但不能以正常的切削速度切削淬 火等硬度较高的材料。
04 切削刀具-飞刀参数表【14表全】
刀具直径种类参数切削参数粗加工半精加工精加工平面加工备注加工材料 E80R8飞刀普通机床Aa（切深） 1.2\\0.5刀长170一般构造用钢S55C,45# E80R8飞刀普通机床Ar（切宽）50\\32刀长170一般构造用钢S55C,45# E80R8飞刀普通机床F(mm/min)1800\\400刀长170一般构造用钢S55C,45# E80R8飞刀普通机床S(转/min)1000\\1000刀长170一般构造用钢S55C,45# E80R8飞刀普通机床寿命(min)480\\480刀长170一般构造用钢S55C,45# E80R8飞刀普通机床金属去除率刀长170一般构造用钢S55C,45# E80R8飞刀普通机床Aa（切深）1\\0.5刀长170调质钢（30 第三章 一、选择题 1．31210111下面是关于常用刀具材料硬度的比较，那个选项的论述是正确的（A） A 金刚石>CBN>硬质合金>高速钢B金刚石>CBN>高速钢>硬质合金 C金刚石>硬质合金>高速钢>CBN D金刚石>高速钢>硬质合金>CBN 2. 31210122下面属于性质脆、工艺性差的刀具材料是（C） A碳素工具钢 B 合金工具钢 C 金刚石D 硬质合金钢 3. 31210113 目前使用最为广泛的刀具材料是（B） A 陶瓷B高速钢和硬质合金 C 碳素工具钢 D CBN 4．31210114 W18Cr4V是：（C） A 碳素钢 B 硬质合金钢 C 普通高速钢 D 高性能高速钢 5．31210125 W18Cr4V比W6Mo5Cr4V2 好的性能是：（D） A 硬度 B 韧性 C 切削性能D可磨性 6．31210116 WC—Co类属于哪一类硬质合金：（A） A YG类 B YT类 C YW类 D YM类 7．31210127 应用于切削一般钢料的硬质合金刀具是（B） A YG类 B YT类 C YW类 D YM类 8．31210128 在加工高温合金（如镍基合金）等难加工材料时，刀具材料可首选：（A） A CBN B 硬质合金 C 金刚石 D 陶瓷 9．31210129 在粗车铸铁时，选用：（B） A YG3 B YG8 C YT5 D YT30 10．3121012A 碳素钢、合金钢的连续精加工，应选用：（D） A YG3 B YG8 C YT15 D YT30 11. 3121012B 在连续粗加工、不连续精加工碳素钢时，应选用：(B) A YT5 B YT15 C YT30 D YW2 12．31310121 在数控机床和自动线上，一般采用：（C） A 整体式刀具 B 装配式刀具 C 复合式刀具D焊接装配式刀具 13. 32210111 增大前角，下面正确的是：（D） A 增大粗糙度 B 增大切削效率 C 切削刃与刀头的强度增大 D 减小切削的变形 14．32210122 对于不同的刀具材料，合理前角（γopt）也不同，硬质合金刀具的γopt 要____ 高速钢刀具的γopt（B） A 大于 B 小于 C 等于 D 都有可能 15 32210113 增大前角可以（B） A减小切削力，导热面积增大B减小切削力，导热面积减小 C增大切削力，导热面积增大D增大切削力，导热面积减小1632210114 下面有关刀具前面的卷屑槽宽度的说法，正确的是：（D） A 愈小愈好 B 愈大愈好 C 无所谓 D 根据工件材料和切削用量决定 17 32310111 增大后角（A ） A 减小摩擦 B 增大摩擦 C 切削刃钝园半径越大 D 刀头强度增强 1832310121 加工下面哪种材料时，应该采用较小的后角（C） A 工件材料塑性较大B工件材料容易产生加工硬化 C 脆性材料 D 硬而脆的材料常用刀具材料硬度的比较