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刀具的结构与功能分析刀具是人类在工作、生活中经常使用的工具，广泛应用于农业、制造业、医疗等领域。
它的结构与功能直接关系到其使用效果和安全性。
本文将对刀具的结构与功能进行分析，以便更好地理解刀具的工作原理和应用场景。
刀具的结构主要包括刀片、刃口、刀柄和固定装置等几个关键部分。
刀片是刀具的核心组成部分，直接接触和切割物体。
其质量、形状、硬度等特性决定了刀具的使用寿命和切割效果。
常见的刀片材质有高速钢、硬质合金、陶瓷等。
刀片的刃口部分是最容易磨损的区域，因此需要定期修磨或更换。
刀柄是刀具用于握持和操作的部分，其设计需要考虑刀具的使用方式和人体工学原理。
刀柄的材质通常为塑料、木材或金属，表面可采用防滑处理以提高操作时的安全性。
刀柄的形状和大小需要适应不同的使用场景，如菜刀的刀柄通常较长，以便进行均衡的力度控制，而手术刀的刀柄则较小巧，以提高精细操作的准确性。
固定装置是将刀片与刀柄连接在一起的部件，负责保持刀具的稳定性。
常见的固定方式有螺母、销钉、螺纹等。
固定装置的设计需要考虑刀片与刀柄的相对位置和牢固程度，以确保刀具在使用过程中不会产生松动或脱落的现象。
刀具的功能主要体现在切削、割裂和截断等方面。
刀具的切削功能是其最基本的作用，通过刀片的锋利刃口，实现对物体的快速穿刺和切割。
刀具的切削能力与刀片材质、刃口设计和刀具质量有关。
例如，钢材刀片可以更好地切削硬质材料，而陶瓷刀片则更适合切削纤维类物体。
割裂是刀具在应对厚重或有纹理物体时的作用方式。
刀具的切削面积较小，很多时候无法一次性将物体完全切割。
这时，刀具通过连续的割裂动作，在物体上形成裂纹，以便进一步切割或处理。
割裂功能要求刀具具有足够的硬度和刚性，以保证割裂施力的稳定性和掌控度。
截断是指刀具将物体切断于所需的位置上。
有些刀具专门设计用于精确定位和切断，如手术刀、线切割刀等。
这类刀具在结构上通常更为精细，刀片更加锋利，以确保准确的切断位置和切口光滑度。
在刀具的使用中，除了结构与功能之外，还需要注意刀具的保养和安全使用。
一、车刀的结构机夹可转位车刀是将可转位硬质合金刀片用机械的方法夹持在刀杆上形成的车刀，一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成(见图1)。
图1 机夹可转位车刀组成根据夹紧结构的不同可分为以下几种形式。
·偏心式(见图2)偏心式夹紧结构利用螺钉上端的一个偏心心轴将刀片夹紧在刀杆上，该结构依靠偏心夹紧，螺钉自锁，结构简单，操作方便，但不能双边定位。
当偏心量过小时，要求刀片制造的精度高，若偏心量过大时，在切削力冲击作用下刀片易松动，因此偏心式夹紧结构适于连续平稳切削的场合。
图2 偏心式夹紧结构组成·杠杆式(见图3)杠杆式夹紧结构应用杠杆原理对刀片进行夹紧。
当旋动螺钉时，通过杠杆产生夹紧力，从而将刀片定位在刀槽侧面上，旋出螺钉时，刀片松开，半圆筒形弹簧片可保持刀垫位置不动。
该结构特点是定位精度高、夹固牢靠、受力合理、适用方便，但工艺性较差。
图3 杠杆式夹紧结构组成·楔块式(见图4)刀片内孔定位在刀片槽的销轴上，带有斜面的压块由压紧螺钉下压时，楔块一面靠紧刀杆上的凸台，另一面将刀片推往刀片中间孔的圆柱销上压紧刀片。
该结构的特点是操作简单方便，但定位精度较低，且夹紧力与切削力相反。
图4 楔块式夹紧结构不论采用何种夹紧方式，刀片在夹紧时必须满足以下条件：①刀片装夹定位要符合切削力的定位夹紧原理，即切削力的合力必须作用在刀片支承面周界内。
②刀片周边尺寸定位需满足三点定位原理。
③切削力与装夹力的合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生的摩擦力必须大于切削振动等引起的使刀片脱离定位基面的交变力。
夹紧力的作用原理如表1所示。
表1可转位车刀片的形状有三角形、正方形、棱形、五边形、六边形和圆形等，是由硬质合金厂压模成形，使刀片具有供切削时选用的几何参数(不需刃磨);同时，刀片具有3个以上供转位用的切削刃，当一个切削刃磨损后，松开夹紧机构，将刀片转位到另一切削刃，即可进行切削，当所有切削刃都磨损后再取下，换上新的同类型的刀片。
金切基础：刀具材料及刀具构造刀具是由切削部分和夹持部分组成。
夹持部分是用来将刀具夹持在机床上的部分，要求它能保证刀具正确的工作位置，传递所需要的运动和动力，并且夹固可靠，装卸方便。
切削部分是刀具上直接参加切削工作的部分，刀具切削性的优劣，取决于切削部分的材料、角度和结构。
一.刀具材料1.对刀具材料的基本要求刀具材料是指切削部分的材料。
它在高温下工作，并要承受较大的压力、摩擦、冲击和振动等，因此应具备以下基本性能。
（1）较高的硬度刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，常温硬度一般在60HRC以上。
（2）有足够的强度和韧性，以承受切削力、冲击和振动。
（3）有较好的耐磨性，以抵抗切削过程中的磨损，维持一定的切削时间。
（4）较高的耐热性，以便在高温下仍能保持较高硬度，又称为红硬性或热硬性。
（5）有较好的工艺性，以便于制造各种刀具。
工艺性包括锻造、轧制、焊接、切削加工、磨削加工和热处理性能等。
目前尚没有一种刀具材料能全面满足上述要求。
因此，必须了解常用刀具材料的性能和特点，以便根据工件材料的性能和切削要求，选用合适的刀具材料。
2. 常用的刀具材料目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料等。
（1）碳素工具钢含碳量较高的优质钢，淬火后硬度较高、价廉，但耐热性较差。
（2）合金工具钢在碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素，形成合金工具钢。
常用来制造一些切削速度不高或手工工具，如锉刀、锯条、铰刀等。
目前生产中应用最广的刀具材料是高速钢和硬质合金。
（3）高速钢它是含W、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢。
它的耐热性、硬度和耐磨性虽低于硬质合金，但强度和韧度却高于硬质合金，工艺性较硬质合金好，而且价格也比硬质合金低。
W18Cr4V是国内使用最为普遍的刀具材料，广泛地用于制造各种形状较为复杂的刀具，如麻花钻、铣刀、拉刀、齿轮刀具和其他成形刀具等。
（4）硬质合金它是以高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC等）作基体，以金属Co等作粘结剂，用粉末冶金的方法而制成的一种合金。
机床与刀具的认识实验报告一、实验目的本次实验旨在通过对机床和刀具进行认识，掌握机床和刀具的基本结构和工作原理，了解机床和刀具的分类及其应用范围。
二、实验原理1. 机床的基本结构机床是制造零件或加工物体的设备。
它由主轴、工作台、导轨、进给系统等部分组成。
其中，主轴是机床的核心部件，它能够旋转并带动刀具进行加工。
工作台是支撑被加工物体的平台，可以上下移动以调整加工高度。
导轨是指引导主轴和工作台运动的部分。
2. 刀具的基本结构刀具是在机床上用于削除材料的硬质金属器具。
它由切削部分、切割边缘、柄部等组成。
其中，切削部分是最重要的部分，它直接与被加工物体接触并进行材料削除。
3. 机床和刀具的分类根据不同的加工方式和应用范围，机床和刀具可以分为多种类型。
例如：按照加工方式可分为车床、铣床、钻床、磨床等；按照应用范围可分为金属加工机床、木工机床、石材加工机床等；按照刀具形状可分为平面刀具、圆柱刀具、球头刀具等。
三、实验内容1. 机床和刀具的基本结构在实验室中观察展示的机床和刀具，了解它们的基本结构和组成部分。
通过对比不同类型的机床和刀具，掌握它们的特点和应用范围。
2. 机床和刀具的工作原理通过模拟实验或视频演示，深入了解机床和刀具的工作原理。
例如：车削过程中主轴旋转带动车刀进行材料削除；铣削过程中铣刀沿着工件表面旋转并移动以形成所需形状。
3. 切割角度与加工效果在实验室中使用不同类型的切割角度进行加工试验，并观察其加工效果。
例如：利用不同角度的钻头进行钻孔试验，并比较其钻孔质量和效率。
四、实验结果与分析通过本次实验，我们深入了解了机床和刀具的基本结构和工作原理，掌握了机床和刀具的分类及其应用范围。
同时，我们还通过实验观察和比较不同类型的切割角度对加工效果的影响，进一步加深了对机床和刀具的认识。
五、实验总结本次实验是一次很好的学习机会，通过实践操作深入了解了机床和刀具的基本知识。
在今后的学习中，我们将更加注重实践操作，不断提升自己的技能水平。
一、认识刀具结构1-1、后角、副后角、副刃偏角
1-2、侧刃、底刃、避空位
二、磨刀步骤
、调平
2-3、记录角度，开半
2-4、磨后角（侧刃），磨避空位点尖底副偏角
2-5、点刀尖（底刃，副刃偏角）2-6、
2-1、清理收管、装收管，装刀具
收管
收管旋紧手柄
思考
1、收管为什么要
清理？
2、你目前知道有
你目前知道有
哪些常用尺寸的收
管？
2-2-1、装砂轮
2-2-2、锁紧卡位，扭紧砂轮
2-3、装收管
2-4-1、调平思考
、调平有什么用？
1、调平有什么用
2、调平是怎样的平行？
2-4-2、开启磨刀机，磨刀杆，在没调平的情况下磨出三角形状。
如图
2-4-3、刹紧转台手柄（调平、磨锥刀使用）
思考如图所示应如何调平？
1、如图1所示，应如何调平？
图1
2-4-4、调平状态（前后间隙均匀）
2-4-5、调平状态（刀杆被砂轮磨成前后粗细均匀）
2-5、转台刻度调为0度，开半即去掉刀料的一半
卡尺要放平，放稳
卡尺能如图这样去测量吗？为什么？
2-5-3、0度开半，开半完成后转为90度平角
2-5-4、磨后角，转台为120度（此时为30度后角）转台刻度=平角（即90度）+后角度数
2-6、点刀尖（副后角、副刃偏角）
向下推，使刀杆倾
斜10~15度
向里推，使刀
杆倾斜3~5度。
教学课题刀具的结构
教学课时 2
教学目的掌握常用车刀的类型及特点
掌握铣刀的几何角度
掌握孔加工刀具的结构特点教学难点孔加工刀具的结构特点
教学重点常用车刀的类型及特点
教学方法讲解法、讨论、实物
教具准备教材、车刀、麻花钻
教学过程
可转位刀片型号：见标准GB2079-87。
可转位车刀常用的夹紧机构：见图4-5。
2.可转位机夹刀片特点
1)用机械夹固的方法将普通刀片夹持在刀杆上；
2)刀片无需高温焊接，不会引起硬度下降、产生裂纹；
3)刀具耐用度高，生产率高；
4)刀杆可重复使用，废刀片可回收再制，经济效益高；
5)刀片重磨后，尺寸逐渐变小，为了恢复刀片的工作位置，在车刀结构
上设有刀片调整机构，以增加重磨次数；
6)刀片压板的端部，可起断屑器作用。
3.焊接车刀特点
结构简单，紧凑，刀具刚度好，抗振性强，制造方便，适用灵活。
但切削性
能较低，辅助时间较长。
二.孔加工刀具
分两大类：
1.钻孔刀具：麻花钻、中心钻和深孔钻等；
2.扩孔刀具：扩孔钻、铰刀及镗刀等。
标准高速钢麻花钻的结构，如图4-9a：
柄部，有直柄和锥柄(d≥Φ13mm时)两种；
颈部，用于标注直径、材料牌号及商标；
前端工作部分，包括切削和导向。
切削部分可看作两把一正一反的车刀，并
在一起同时车削孔壁，螺旋槽面为前刀面，顶端曲面为主后面。
两个主后面的交
线为横刃。
麻花钻的几何参数：
1)前角随直径增大而增大。
2)后角随直径增大而减小。
3)顶角图4-9b两主切削刃在与其平行的平面上投影的夹角，标准为118。
4)横刃斜角图4-9b 在以钻头轴线为法线的平面内，横刃与主切削刃投影线
间的夹角，标准为50～55。
5)螺旋角β＝tg-1πd/p，螺旋槽上各点p相等，d大，β大。
β大，前角大，
钻头锋利，有利于排屑，但强度弱，散热条件差。
三.铣刀
是多齿回转刀具。
1.铣刀的种类见图4-35
1)按用途分：平面铣刀(柱面、端面)、沟槽铣刀(立铣刀、T形刀和角度铣刀
等)、成形铣刀。
2)按齿背加工形式可分：铲齿铣刀(图4-35k)和尖齿铣刀。
需刃磨后面；铲齿铣刀的齿背是经铲制而成，铣刀用钝后刃磨前面，以保持刀刃
形状不变，适于切削刃轮廓复杂的铣刀。
高速钢圆柱铣刀用于加工平面；硬质合金刀片端面铣刀用于加工大平面，切
削用量较大，生产率高。
2.铣刀的几何角度
铣刀的几何角度可以按圆柱铣刀和面铣刀两种基本类型分析，每个刀齿相当于一把小车刀，见图4-36、图4-37。
1)前角
为便于制造和测量，规定：圆柱铣刀的前角用法平面前角γn表示，它与主剖
面前角γ0的关系为：tgγn=tgγ0cosβ。
前角的选择依据：工件材料和铣刀材料。
由于铣削有冲击，为保证切削刃强度，铣刀前后角比车刀的小，硬质合金端
面铣刀前后角比高速钢圆柱铣刀小。
2)刃倾角
圆柱铣刀的刃倾角＝β，能使刀齿逐渐切入和切离工件，提高铣削平稳性，
能改善排屑条件，增加实际前角。
粗齿圆柱铣刀取β＝40～60，细齿圆柱铣刀取
β＝25～30。
硬质合金端面铣刀的刃倾角，切削钢和铸铁时：λs＝-5～-15；切削低强度材
料时：λs＝5。
四.拉刀
多齿推拉刀具。
加工精度和切削效率都较高。
可加工各种内、外表面。
1.拉刀的结构
图4-30为圆孔拉刀的8个组成部分：
1)头部，夹持用；
2)颈部，打标记；
3)过渡锥，定心；
4)前导部，导向；
5)切削部，分粗切齿、过渡齿和精切齿三部分；
6)校准部，修光和校准，并作后备齿；
7)后导部，保证离开工件时的正确位置，防止工件下垂；
8)支托部，用于支撑拉刀，防止下垂。
2.拉削的工艺特点
1)加工质量高，因拉削速度低，每齿切削厚度小，拉削过程平稳；并校正和
修光；
2)生产率高，一次行程完成粗、半精和精加工；
拉刀刃磨复杂，尺寸定型，专用性强，不能加工台阶孔、盲孔、特大孔和薄
壁孔，适于大批量生产。
