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金属切削原理与道具第4章 铣刀

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金属切削原理与刀具

金属切削原理与刀具

金属切削原理与刀具金属切削是指通过刀具对金属材料进行加工削除的过程，是金属加工领域中常见且基础的一种加工方式。

人们在制造和加工各种金属制品的过程中，常常需要通过切削来将金属材料加工成所需的形状和尺寸。

本文将深入探讨金属切削的原理以及相关的刀具类型。

一、金属切削原理金属切削的原理是利用刀具对金属工件进行力学削除材料的过程。

主要原理可以归纳为以下几点：1. 刀具与工件的相互作用力：切削过程中，刀具施加在工件上的作用力可以分为切割力、摩擦力、压力等。

切割力使刀具沿着切削方向削除金属，摩擦力影响工件表面的质量，而压力则有助于防止振动和提高切削质量。

2. 刀具与工件的接触面积：切削过程中，刀具与工件的接触面积较小，集中在切削刃上。

通过提高切削刃的硬度和耐磨性，可以减少切削面的磨损，延长刀具的使用寿命。

3. 金属切削时的切削角度：切削角度是指刀具切削刃与工件表面法线之间的夹角。

合理选择切削角度可以使切削过程更加顺利，减少切削力和切削温度。

二、常见的刀具类型不同的金属切削需求需要选择不同类型的刀具。

以下将介绍几种常见的刀具类型及其特点：1. 钻头：用于钻孔加工的刀具，主要特点是具有较高的刚性和旋转精度。

根据孔径的大小，可以选择不同类型的钻头，如常规钻头、中心钻头和孔径加工钻头等。

2. 铣刀：用于面铣、端铣、槽铣等加工的刀具，形状像一把小锯齿，可通过旋转进行切削。

铣刀可分为平面铣刀、球头铣刀、棒铣刀等多种类型，适用于不同形状和尺寸的金属切削。

3. 刀片：用于车削加工的刀具，通常由硬质合金制成，具有较高的耐磨性。

刀片形状多样，如可直线切削的刀片、可拐弯切削的刀片等，适用于不同形状和尺寸的车削加工。

4. 锯片：用于锯切金属材料的刀具，常用于金属管、金属板的切割。

根据不同的锯片规格和齿型，可以实现不同精度和效率的锯切加工。

5. 切割刀具：包括切割刀片和切割车刀等，主要用于金属材料的切割和切断。

根据切割的需求和要求，选择合适的切割刀具可以提高加工效率和切割质量。

《金属切削原理与刀具》课程授课教案

《金属切削原理与刀具》课程授课教案
13
13
3
5
第七，八章孔加工刀具
1.孔加工刀具的种类及用途
2.麻花钻
3.深孔钻
4.铰刀
4
7-2 7-4
7-8 8-1
课次二十四、五
14ห้องสมุดไป่ตู้
3
第九章拉刀
1.拉刀的种类及用途
2.拉刀的结构
3.圆孔拉刀的设计
2
9-1 9-2
9-3
课次二十六
14
15
5
3
第十章铣刀
1.铣刀的种类及用途
2.铣刀的几何角度
3.铣削力及铣削方式
其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件。部件是由若干组件、套件和零件在一个基准上装配而成的。部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能。这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的。部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。
1.刀具材料应具备的基本性能
2.高速钢
3.硬质合金
4.其他刀具材料
4
2-1，2-2，
2-5
课次五
课次六
4
4
3
5
第三章金属切削过程的基本规律
一、切削变形
1.金属切削过程定义
2.切削层的变形
3.第一变形区
4.第二变形区
5.第三变形区
6．切削变形的变化规律
4
3-1，3-2
课次七
课次八
5
5
3
5
二、切削力
1.切削力的来源
0.4本课程的内容与学习方法
金属切削原理与刀具是研究金属切削过程基本规律、刀具设计与使用的一门科学，是机械制造专业的重要课程。

金属切削基础学习知识原理与刀具(第四版)习题集册规范标准答案

金属切削基础学习知识原理与刀具(第四版)习题集册规范标准答案

金属切削原理与刀具（第四版）习题册答案中国劳动社会保障出版社目录第一章金属切削加工的基本知识 (1)第一节切削运动 (1)第二节切削要素 (1)第二章金属切削刀具的基本知识 (3)第一节刀具材料 (3)第二节切削刀具的分类及结构 (4)第三节刀具的几何角度 (4)第四节刀具的工作角度 (6)第三章切削加工的主要规律 (7)第一节切削变形 (7)第二节切屑的类型与控制 (7)第三节积屑瘤 (9)第四节切削力与切削功率 (10)第五节切削热和切削温度 (12)第六节刀具磨损与刀具耐用度 (12)第四章切削加工质量与效率 (14)第一节工件材料的切削加工性 (14)第二节已加工表面质量 (14)第三节切削用量的选择 (15)第四节切削液 (16)第五章车刀 (18)第一节焊接式车刀 (18)第二节可转位车刀 (18)第三节成形车刀 (20)第六章孔加工刀具 (21)第一节麻花钻 (21)第二节深孔钻 (22)第三节铰刀 (23)第四节镗刀 (24)第五节其他孔加工刀具 (24)第七章铣刀 (26)第一节铣刀的种类及用途 (26)第二节铣刀的几何参数及铣削要素 (27)第三节铣削方式 (28)第八章拉刀 (30)第一节拉刀的种类 (30)第二节拉刀的结构组成及主要参数 (30)第三节拉削方式 (31)第四节拉刀的使用与刃磨 (32)第九章螺纹刀具 (34)第一节螺纹车刀 (34)第二节丝锥和板牙 (35)第三节螺纹铣刀 (35)第四节塑性变形法加工螺纹 (35)第十章齿轮加工刀具 (37)第一节齿轮刀具的种类 (37)第二节齿轮滚刀 (37)第三节蜗轮滚刀 (38)第四节插齿刀 (39)第五节剃齿刀 (40)第十一章数控机床用刀具 (41)第一节数控车床用刀具 (41)第二节数控铣床用刀具 (42)第三节数控加工中心用刀具 (43)第一章金属切削加工的基本知识第一节切削运动一、填空题1．刀具、工件、主、进给2．待加工、已加工、过渡二、判断题*1．√*2．√3．× 4．× 5．√ 6．×三、选择题*1．B *2．C 3．A *4．A *5．A *6．B *7．A四、简答题写出下表中各种切削加工方法具备的主运动。

金属切削原理及刀具课件

金属切削原理及刀具课件

刀具的磨损与破损
刀具磨损的形式与机理
刀具磨损的形式：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损
刀具磨损的机理：磨料磨损、热磨损、化学磨损、疲劳磨损
刀具磨损的影响因素：切削参数、切削材料、刀具材料、刀具结构
刀具磨损的预防措施：合理选择切削参数、选用合适的切削材料、选用高耐磨损的刀具材料、优 化刀具结构
刀具磨损的监测与控制
刀具磨损的监测方法：通过观察、测量和检验等方法对刀具磨损情况进行实时监测。
刀具磨损的控制策略：采用合理的切削参数、刀具材料和涂层技术等手段，有效控制刀具磨 损。
刀具磨损的预防措施：通过改进刀具设计、提高刀具制造质量和使用高性能刀具等方法，减 少刀具磨损的可能性。
刀具磨损的应对措施：一旦发现刀具磨损，应及时采取更换刀具、调整切削参数等措施，避 免影响加工质量和效率。
刀具的维护与保养 ：正确的使用和维 护刀具，可以延长 刀具的使用寿命， 提高加工效率。
刀具的几何参数与选择
刀具的几何参数：包括前角、后角、主偏角、副偏角等，这些参数对切削 力和切削热有重要影响。
刀具的选择：根据加工材料、加工要求、刀具材料和加工条件等因素选择 合适的刀具，以确保加工质量和效率。
刀具的刃磨：刃磨可以改变刀具的几何参数，从而调整切削力和切削热， 提高加工质量和效率。
刀具的基本知识
刀具的分类与用途
刀具的分类：根据刀具的结构可分为整体式、镶嵌式和特殊形式；根据刀具的使用范围可 分为车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
刀具的用途：刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。绝大多数的刀具是 机用的，但也有手用的，如刻刀、木工刨刀、木工铣刀等。
刀具的发展趋势：随着制造业的发展，刀具行业正朝着高效化、智能化、精细化方向发展。

《金属切削原理》课件

《金属切削原理》课件

金属切削在机械制造中的应用
加工精度：金属切削可以精确地加工出各种形状和尺寸的零件 加工效率：金属切削可以提高生产效率，缩短生产周期 加工范围：金属切削可以加工各种金属材料，包括钢、铝、铜等 加工质量：金属切削可以保证加工质量，提高产品的可靠性和耐用性
金属切削在航空航天领域的应用
飞机制造：金属 切削用于制造飞 机机身、机翼、 发动机等部件
新材料硬度 高，耐磨性 好，对刀具 寿命和加工 效率产生影 响
新材料热导 率低，切削 过程中热量 难以散发， 对刀具和工 件产生影响
新材料化学 活性强，易 与刀具材料 发生化学反 应，影响刀 具寿命和加 工质量
新材料加工 难度大，对 刀具材料和 加工工艺提 出更高要求
新材料加工 过程中产生 的废料处理 问题，对环 保和资源利 用提出挑战
切削热的ห้องสมุดไป่ตู้生与散失
切削热的产生：刀具与工件之间的摩擦和剪切作用 切削热的散失：通过刀具、工件和切屑的传导、对流和辐射等方式 切削热的影响：影响刀具寿命、工件加工精度和表面质量 切削热的控制：通过优化刀具材料、切削参数和冷却方式等手段
切削表面的形成与变化
切削过程：刀具与工件之间的相对运动 切削力：刀具与工件之间的相互作用力 切削温度：刀具与工件之间的摩擦热 切削表面：刀具与工件之间的接触面
火箭制造：金属 切削用于制造火 箭发动机、燃料 箱、控制系统等 部件
卫星制造：金属 切削用于制造卫 星外壳、太阳能 电池板、天线等 部件
空间站制造：金 属切削用于制造 空间站外壳、太 阳能电池板、生 命支持系统等部 件
金属切削在汽车工业领域的应用
汽车零部件制造：金属切削用于生产汽车发动机、变速箱、底盘等零部件 汽车车身制造：金属切削用于生产汽车车身、车门、车窗等车身部件 汽车模具制造：金属切削用于生产汽车模具，如冲压模具、注塑模具等 汽车维修与保养：金属切削用于汽车维修与保养，如更换损坏的零部件、修复车身损伤等

金属切削原理与刀具PPT课件

金属切削原理与刀具PPT课件
第12页/共238页
第13页/共238页
（3）硬质合金
1）硬质合金的特点
硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等） 和金属粘结剂（如Co、Ni等）经粉末冶金方法制成的。
由于硬质合金成分中都含有大量金属碳化物，这些碳化物都有 熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好等特点，因此， 硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬 度为89~93HRA，比高速钢的硬度（83~86.6HRA）高。在 800~1000℃时尚能进行切削。在540℃时，硬质合金的硬度为 82~87HRA，相当于高速钢的常温硬度，在760℃时仍能保持 77~85HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀 具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可 提高4~10倍。
切削运动及切削用量
1. 零件表面的形成及切削运动 2. 切削用量 3. 切削层几何参数
第1页/共238页
1. 零件表面的形成及切削运动
机器零件的形状虽很多，但分析起来，主要由下列几种表面组成， 即外圆面、内圆面（孔）、平面和成形面。因此，只要能对这几种 表面进行加工，就基本上能完成所有机器零件的加工。 外圆面和内圆面（孔）是以某一直线为母线，以圆为轨迹，作旋转 运动时所形成的表面。 平面是以一直线为母线，以另一直线为轨迹，作平移运动时所形成 的表面。 成形面是以曲线为母线，以圆或直线为轨迹，作旋转或平移运动时 所形成的表面。 上述各种表面，可分别用图1-1所示的相应的加工方法来获得。由图 可知，要对这些表面进行加工，刀具与工件必须有一定的相对运动， 就是所谓切削运动
（1）切削厚度 ac 两相邻加工表面间的垂直距离，单位为
mm。如图1-2所示，车外圆时：
ac= f·sinkr (mm) （2）切削宽度 aw 沿主切削刃度量的切削层尺寸，单位为

全套电子课件：金属切削原理与刀具(第四版)

缺点：高速钢的耐热性较差，耐热温度为550~600℃，允许的最高切削速度为 30m/min。
由于高速钢的切削速度比其他工具钢高几倍甚至十几倍，故称之为高速钢。
1．普通高速钢
普通高速钢主要牌号、性能特点及应用
类别 主要牌号
性能特点
应用
钨系 高速 钢
W18Cr4V
工艺性能好，特别是刃磨性
能和热处理性能好；但碳化物 均匀性、高温塑性较钨钼系高 速钢差
用途: （1）制造切削难加工材料的刀具。 （2）进行强力、断续切削时，要求锋利、强度和韧性高的刀具。
4．高速钢刀具的表面处理
表面处理：通过某种特殊工艺改善刀具表层的成分与组织或在刀具表面涂镀 一层耐磨薄层（0.002mm左右）。
常见的表面处理有：
➢氮化处理 ➢离子注入 ➢液体氮碳共渗 ➢真空溅射涂镀 ➢物理气相沉积TiN、TiC
（2）氮化硅基陶瓷 成分：将硅粉经氮化、球磨后添加助烧剂于模腔内热压烧结而成。其抗热 冲击性能优于其他陶瓷刀具，并不易发生崩刃现象。
应用：切削速度可达500~600m/min，适宜精车、半精车，精铣、半精铣加 工。可用于切削难加工材料。
六、超硬刀具材料
1．金刚石
金刚石是碳的同素异形体，是目前最硬的物质。有天然与人造之分。
第一节 刀具材料 一、刀具材料应具备的主要性能
1．高硬度 2．高耐磨性 3．足够的强度和韧性 4．高耐热性 5．良好的工艺性
二、常用刀具材料的种类及主要性能
三、高速钢
高速钢是含有钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的 合金工具钢，也称为白钢、锋钢。
优点：高速钢具有较高的强度、韧性和良好的刃磨性能，能承受较大的切削 力和冲击力，常用于制造形状复杂的刀具。

金属切削原理及刀具齿轮刀具PPT教案

32
第六节 外啮合插齿刀加工齿轮时的校验
校验内容：
1.第一项校验－－校验被加工齿轮副啮合时是否发生 过度曲线干涉
条件：插齿刀的渐开线齿形在与过渡曲线衔接的C1点 和C2 点处的曲率半径ρC1和ρC2
满足以下条件：
ρC1 ≤ρk1
ρC2 ≤ρk2
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校验方法计算式：
将有关参数带入
ρC1 ≤ρk1 得：
道γp 、αp值，故可利用γoj 与 γp 关系求解（类 似车刀中不同剖面的任意角度之间的求解关系）
30
侧刃各点处γo 数值计算公式： tgγoj≈ tgγp sinαm 各点处γoj 数值不同，它随αm而变化，在齿根处较 小， γp增大， γoj增大。但增加γp又会使刀具的强 度削弱，降低刀具的耐用度，影响齿形精度。
直齿插齿刀的外形： 插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产
形齿轮 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是被加工产形齿轮的
端面齿形，必须是渐开线。 不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。 “产形”齿轮的基圆直径：dbo＝mzocosα 插齿刀的切削刃形状： 一条顶刃（圆弧状） 两条似前角的计算方法，也在与前角的同一平面中测
量，各点处αoj 数值也不同，精确计算较麻烦，简 略认为侧刃的后角αoj等于渐开线齿形面分圆柱螺 旋角βbo 计算公式： tgαoj ≈tgβbo＝tgβo cosα 化简后 tgαoj ＝ tgαp sinα
侧刃上各点后角都相等。
斜齿.avi
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插齿刀 根据刀具标准·JB2496—78（新标准GB6081—85） 三种结构形式： 1．Ⅰ型－盘形直齿插齿刀 P102 图7－1a 应用最多的一种 加工普通直齿外齿轮、大直径的内齿轮 分度圆直径：（do）（40mm、48mm、63mm、

《金属切削原理与刀具》

《金属切削原理与刀具》金属切削原理与刀具(刀具部分)一、引言金属切削技术是现代制造业中最常用的加工方法之一、在金属切削工艺中，刀具扮演着重要的角色。

刀具的选择和使用直接影响到加工效率和加工质量。

本文将介绍金属切削原理以及常见的几种刀具类型及其使用特点。

二、金属切削原理金属切削原理是指用刀具对金属材料进行加工时，通过切削力将金属材料分离，形成所需形状和尺寸的工件。

切削过程中，刀具与金属材料之间会发生以下几个要素：切削速度、进给量、切削深度以及刀具材料。

合理控制这些要素可以达到更好的切削效果。

三、常见刀具类型及其使用特点1.铣刀铣刀是一种常用的刀具，广泛应用于金属零件的加工中。

铣刀主要用于将工件上的金属材料进行加工，切削下去，并形成所需的形状和尺寸。

铣刀通常由数个齿刃组成，其形状和数量根据加工需求而定。

铣刀的使用特点是高效、精确，适用于复杂形状的加工。

2.钻头钻头是用于孔加工的刀具，通常用于将金属材料中心钻孔，并逐渐扩大孔径。

钻头通常具有一个中心刀尖，可用于定位，并有多个切削刃，用于切削金属材料。

钻头可分为普通钻头和铺地钻头两种类型，前者主要应用于一般孔加工，后者适用于加工更大直径的孔。

3.螺纹刀螺纹刀是一种用于螺纹加工的刀具。

螺纹刀通常具有螺纹形状的刀刃，可将其螺纹形状切削到工件上，以形成所需的螺纹。

螺纹刀可分为单齿和多齿两种类型，根据加工需求选择合适的螺纹刀。

4.镗刀镗刀是一种用于加工孔的刀具，通常用于加工较精密的孔，如配合孔、镗孔等。

镗刀具有多个切削刃，能够同时加工多个切削面。

镗刀的使用特点是能够得到高精度和表面质量好的孔加工效果。

四、刀具的选用与使用注意事项在选择刀具时，需要考虑以下几个方面：工件的材料、形状和尺寸要求、切削速度以及切削负载等。

不同的刀具具有不同的切削特性，适用于不同的切削条件。

同时，在使用刀具时，要保证刀具的良好状况，及时更换磨损严重的刀片，保证加工质量。

总之，金属切削原理与刀具是现代制造业中不可或缺的一部分。

金属切削原理与刀具基本知识


1.2.3立铣刀
标准立铣刀的螺旋角β为40°～45°（粗齿）和 30°～35°（细齿），套式结构立铣刀的β为 15°～25°。
立铣刀主要用于加工凹槽，台阶面以及利用靠模 加工成形面。另外有粗齿大螺旋角立铣刀、玉米 铣刀、硬质合金波形刃立铣刀等，它们的直径较 大，可以采用大的进给量，生产率很高。
金属切削原理与刀具基本知识
铣、镗刀具介绍及选择
1
金属切削原理与刀具基本知识
1. 镗、铣刀具介绍及选择
2
金属切削原理与刀具基本知识
1.1铣刀 铣削特点
1每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会 硬性冲突与振动;
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。
5
金属切削原理与刀具基本知识
圆柱铣刀
6
金属切削原理与刀具基本知识
1.2.2面铣刀
面铣刀主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上，端面 切削刃为副切削刃，铣刀的轴线垂直于被加工表 面。按刀齿材料可分为高速钢和硬质合金两大类， 多制成套式镶齿结构，刀体材料为40Cr。
高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=80～ 250mm，螺旋角β=10°，刀齿数Z=10～26。
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金属切削原理与刀具基本知识
三面刃铣刀
a.直齿
b.交错齿
c.镶齿
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金属切削原理与刀具基本知识
1.2.5锯片铣刀
锯片铣刀本身很薄，只在圆周上有刀齿，用于切 断工件和铣窄槽。为了避免夹刀，其厚度由边缘 向中心减薄，使两侧形成副偏角。
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金属16
金属切削原理与刀具基本知识
1.2.6旋风铣刀
旋风铣是与瑞士型自动车床配套的高速铣削螺纹 装置。用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀， 从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法。因其铣削 速度快，加工效率高，并采用压缩空气进行排屑 冷却。加工过程中切削飞溅如旋风而得名----旋 风铣。
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§4.8 成形铣刀
尖齿和铲齿成形铣刀
§4.8 成形铣刀
铲齿目的与要求
成形铣刀常做成前角为零度；重 磨时仅重磨前刀面（轴向剖面）。
为重磨后刃形不变，要求铣刀 任意轴向剖面的刃形相同；同时 要求重磨后有适当的后角。 铣刀后刀面应是切削刃绕轴线 回转，同时匀速向轴线移动而形 成的表面。 该表面可以用零前角的平体成 形车刀在铲齿机上铲齿获得。
§4.3 铣削要素及铣削面积
铣削要素与切削层参数 切削层参数变化
§4.5 铣削方式
圆柱平面铣刀加工平面 逆铣和顺铣概念
§4.5 铣削方式
圆柱平面铣刀加工平面 逆铣和顺铣比较
水平方向的力
垂直方向的力 已加工表面质量 刀具磨损 选用问题
§4.5 铣削方式
端铣刀加工平面 逆铣和顺铣比较
金属切削原理与刀具
——山东理工大学机械工程学院
董 锋 2008年2月
第四章 铣刀
本章要点
铣刀的种类和用途 铣刀的几何角度 铣削要素和铣削面积 铣削力及功率 铣削方式 硬质合金端铣刀 铣削特点及高效铣刀 成型铣刀
§4.1 铣刀的种类和用途
§4.1 铣刀的种类和用途
铣刀的分类
按用途分类：用于加工平 后刀面：简单平面 面、沟槽、成型面等
刀齿切入工件与切出时的切削厚度相同成为对称铣
铣削端面
切削厚度可调，提高刀具耐用度
§4.6 硬质合金端铣刀简介
硬质合金端铣刀类型
§4.6 硬质合金端铣刀简介
硬 质 合 金 端铣刀类型
§4.6 硬质合金端铣刀简介
硬质合金端铣刀类型
§4.6 硬质合金端铣刀简介
硬质合金端铣刀安装
§4.6 硬质合金端铣刀简介
§4.8 成形铣刀
铲齿过程
§4.8 成形铣刀
刀齿的齿背曲线（铲背曲线）
铲背曲线是指刀齿的后刀面在铣刀端剖面中的截线
铲背曲线按要求常采用阿基米德螺线，其方程为：
R c 式中： —点的向径 —点的转角
R —刀具半径 c —常数 铲背曲线上任意点M的后角为： 1 tg fM R c
硬质合金端铣刀安装
§4.7 铣削特点及高效铣刀
§4.7 铣削特点及高效铣刀
高效铣刀
§4.7 铣削特点 及高效铣刀
高效铣刀
§4.8 成形铣刀
成形铣刀的种类和用途 成形铣刀是加工成形表 面的专用刀具 成形铣刀铣刀分为尖齿 和铲齿两种 尖齿成形铣刀用靠模夹 具重磨后刀面 铲齿成形铣刀只重磨前 刀面
按 齿 背 形 式 或 重 磨 方式：尖齿铣刀、铲 齿铣刀 后刀面：特殊形状 按刀齿数目：粗齿 铣刀、细齿铣刀
§4.2 铣刀Байду номын сангаас几何角度
铣刀每个刀齿的角度（查表）
§4.3 铣削要素及铣削面积
铣削要素与切削层参数 铣削要素
铣削速度，进给量和吃刀量
§4.3 铣削要素及铣削面积
铣削要素与切削层参数 切削层参数