第1章 金属切削原理及刀具

1、机械制造技术基础机械制造技术基础主讲人主讲人: :刘长霞刘长霞绪论绪论1、机械制技术的概念、作用和发展概况、机械制技术的概念、作用和发展概况2、本课程的主要内容和要求、本课程的主要内容和要求综合四门课程的内容：刀具、机床、夹具和机械综合四门课程的内容：刀具、机床、夹具和机械制造工艺学制造工艺学利用利用切削刀具切削刀具从工件上切除多余的材料的加从工件上切除多余的材料的加工方法。工方法。 目的：目的： 使被加工零件的尺寸精度、位置精度和形状、表使被加工零件的尺寸精度、位置精度和形状、表面质量达到面质量达到设计与使用设计与使用的要求。的要求。 相关设备：机床、相关设备：机床、刀具刀具、夹具、量具、夹

2、具、量具 特种加工特种加工( (电火花、线切割电火花、线切割) )、锻造。、锻造。金属切削加工实例金属切削加工实例怎样成形？怎样成形？怎样成形？怎样成形？怎样成形？怎样成形？(1) 主运动主运动定义定义：刀具与工件之间主要相对运：刀具与工件之间主要相对运动；使刀具切削刃切入工件材料，动；使刀具切削刃切入工件材料，切除工件上多余金属层，形成工件切除工件上多余金属层，形成工件新表面。新表面。特点特点：运动速度较高，切削功率较：运动速度较高，切削功率较大；大；(2) 进给运动进给运动定义定义：刀具与工件之间相对运动；：刀具与工件之间相对运动；配合主运动，保证切削连续进行。配合主运动，保证切削连续进行

3、。特点特点：运动速度较低，切削功率较：运动速度较低，切削功率较小；小；待加工表面待加工表面：即将被切除：即将被切除的工件表面。的工件表面。已加工表面已加工表面：已被切除多：已被切除多余材料而形成符合要求的余材料而形成符合要求的工件新表面。工件新表面。过渡表面过渡表面：切削刃在工件：切削刃在工件上正在形成，并随着切削上正在形成，并随着切削不断消失的表面。不断消失的表面。d-工件或刀具上某一点的回转直径工件或刀具上某一点的回转直径(mm)；n-工件或刀具的转速（工件或刀具的转速（r/s或或r/min）。）。1000dnvc切削速度切削速度 vc 、进给量、进给量 f、切削深度、切削深度 ap1、切

4、削速度、切削速度：切削刃选定点相对于工件主运动的速度切削刃选定点相对于工件主运动的速度 主运动的线速度主运动的线速度主运动是回转运动的机床，切削速度：主运动是回转运动的机床，切削速度： 2、进给量、进给量f进给量是工件或刀具每回转一进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的周时两者沿进给运动方向的相相对位移对位移。进给速度进给速度vf：单位时间内工件：单位时间内工件与刀具在进给运动方向上的相与刀具在进给运动方向上的相对位移对位移 vfnf3、切削深度、切削深度ap背吃刀量背吃刀量定义：工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，定义：工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，mm。视频：视频

5、：切削用量对切削的影响切削用量对切削的影响外圆柱表面车削的切削深度可外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算：用下式计算：dw：待加工表面直径；：待加工表面直径； dm：已加工表面直径。：已加工表面直径。(mm)2ddamwp 前面前面A ：切屑流出时经过：切屑流出时经过的刀面；的刀面； 主后面主后面Aa ：与工件上：与工件上过渡过渡表面表面相对的刀面；相对的刀面； 副后面副后面 ：与已加工表面：与已加工表面相对的刀面。相对的刀面。1、刀具切削部分的组成、刀具切削部分的组成 一尖、两刃、三面一尖、两刃、三面 主切削刃主切削刃S A与与Aa的交线；的交线； 副切削刃副切削刃S A与与Aa的交线；的交

6、线； 刀尖刀尖(过渡刃过渡刃) 主、副切削刃汇交的主、副切削刃汇交的一小段切削刃。一小段切削刃。三、刀具切削部分的几何参数三、刀具切削部分的几何参数 图样上标注的刀具角度图样上标注的刀具角度-刀具角度；刀具角度；(1) 基面基面Pr 通过切削刃选定点通过切削刃选定点x，垂直于主运动速度方向的平面；垂直于主运动速度方向的平面；通常也平行于刀具安装面通常也平行于刀具安装面。(2) 切削平面切削平面PS 通过切削刃选定点通过切削刃选定点x，与切削刃相切，且垂直于基，与切削刃相切，且垂直于基面的平面。面的平面。(3) 主剖主剖(正交平正交平)面面PO 通过切削刃通过切削刃选定点选定点x，同时垂直于基面

7、，同时垂直于基面Pr与与切削平面切削平面PS的平面。的平面。(4) 法剖面法剖面Pn 切削刃上选定点切削刃上选定点x，垂直于切削刃的平面。垂直于切削刃的平面。ArreArre；dhdhin22/s。作业P103 1.2-1.5-1.7 切削变形过程示意图切削变形过程示意图工工 件件刀具1chDDchhllhh切屑长度切屑层长度切削层厚度切屑厚度sin)cos(sin)cos(ooDchhOMOMhh)cos(sincostancosooo(4) 积屑瘤积屑瘤 Built-up Edge (BUE)抑制积屑瘤的措施抑制积屑瘤的措施 低速或高速切削低速或高速切削 切削速度影响切削温度。切削速度影响

8、切削温度。速度低时，温度低，塑性变形小；速度低时，温度低，塑性变形小；温度高时，剪切屈服强度下降；摩擦系数减小。温度高时，剪切屈服强度下降；摩擦系数减小。工件：工件：45钢、钢、ap=4.5mm、f=0.67mm/r 减小进给量、增大刀具减小进给量、增大刀具前角、提高刀具刃磨质量、前角、提高刀具刃磨质量、合理选择切削液，合理选择切削液，使摩擦使摩擦与粘结减少。与粘结减少。 合理调整切削参数合理调整切削参数P10加工合金钢、加工合金钢、re=0.5mm、ap=2mm加工硬化加工硬化影响：影响：提高屈服强度，在已加工表面出现微裂纹和残余应力，提高屈服强度，在已加工表面出现微裂纹和残余应力，降低疲劳

9、强度。不锈钢、高锰钢、钛合金尤其严重。降低疲劳强度。不锈钢、高锰钢、钛合金尤其严重。抑制措施：抑制措施： 磨出锋利的切削刃磨出锋利的切削刃 当钝圆半径当钝圆半径re由由0.5mm减小到减小到0.005mm，硬化程度降低，硬化程度降低40%; 增大前角或后角增大前角或后角 前角增大，减小切削力和切削变形；前角增大，减小切削力和切削变形；后角增大，防止后刀面与加工接触；后角增大，防止后刀面与加工接触； 减小背吃刀量减小背吃刀量(切削深度切削深度) 减小切削力减小切削力-ap由由1.2mm降降低低0.1mm，可以降低硬化程度，可以降低硬化程度17%； 合理选用切削液合理选用切削液 减小刀具后面与切削

10、表面的摩擦。减小刀具后面与切削表面的摩擦。22222fpcDcFFFFFFrDfFFsinrDpFFcosfaFAFkpcDcc31060cccvFPcFcFcFccFncyxpFcKvfaCF pFpFpFppFncyxpFpKvfaCF fFfFfFffFncyxpFfKvfaCF P10加工加工50钢、钢、f=0.25、vc=100mm/min、ap=2mm rDfFFsinrDpFFcos mcTAv 作业P105 1.13-1.18 二、刀具材料二、刀具材料1、刀具材料应具备的性能、刀具材料应具备的性能(1) 高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性: 刀具硬度刀具硬度工件硬度，一般硬度工件

11、硬度，一般硬度 HRC60。刀具在切削时，产生大量的切削热，切削刃处温度很高。刀具在切削时，产生大量的切削热，切削刃处温度很高。切削部分在高温下承受很大的切削力和剧烈的摩擦。断续切削部分在高温下承受很大的切削力和剧烈的摩擦。断续切削时，还伴随着冲击与振动，引起切削温度波动。切削时，还伴随着冲击与振动，引起切削温度波动。同时具有较高的耐磨性，延长刀具的寿命同时具有较高的耐磨性，延长刀具的寿命一般，硬度一般，硬度，耐磨性，耐磨性，抗冲击性能，抗冲击性能。(2) 足够的强度和韧性足够的强度和韧性 承受切削力、冲击、振动。承受切削力、冲击、振动。 (3) 较高的耐热性较高的耐热性(热硬性热硬性) 定义

12、：高温时仍能维持刀具切削性的一种特性。定义：高温时仍能维持刀具切削性的一种特性。衡量标准：衡量标准：高温硬度值。高温硬度值。耐热性越好的材料，允许的切削速度越高。耐热性越好的材料，允许的切削速度越高。(4) 良好的工艺性良好的工艺性(可加工性可加工性)良好的热处理工艺性：淬火变形小、淬透层深、脱碳层浅良好的热处理工艺性：淬火变形小、淬透层深、脱碳层浅高硬度材料具备良好的可磨削加工特性高硬度材料具备良好的可磨削加工特性焊接的材料具备较好的导热性与焊接工艺性焊接的材料具备较好的导热性与焊接工艺性(5) 导热性和膨胀系数导热性和膨胀系数 大的导热系数和较小的线膨胀系数大的导热系数和较小的线膨胀系数(

13、6) 经济性经济性 满足要求下，选择价格低的材料。满足要求下，选择价格低的材料。刀具切削部分材料主要有刀具切削部分材料主要有工具钢（工具钢（碳素工具钢碳素工具钢和和合金工具钢合金工具钢、高速钢）、硬质合、高速钢）、硬质合金、陶瓷材料和超硬刀具材料金、陶瓷材料和超硬刀具材料(金刚石、立方氮化硼金刚石、立方氮化硼)等。等。一般机加工使用最多高速钢与硬质合金。一般机加工使用最多高速钢与硬质合金。高速钢耐热性差高速钢耐热性差，抗弯强度高，价格便宜，焊接与刃磨，抗弯强度高，价格便宜，焊接与刃磨性能好，可以应用于中、低速切削的成形刀具，不宜应性能好，可以应用于中、低速切削的成形刀具，不宜应用于高速切削；用

14、于高速切削；硬质合金耐热性好硬质合金耐热性好，切削效率高，切削效率高，强度强度及焊接刃磨工艺性比高速钢低及焊接刃磨工艺性比高速钢低，多用于制作车刀、铣刀，多用于制作车刀、铣刀以及各类高效切削刀具以及各类高效切削刀具。硬度越高，允许的切削速度越高；韧性越高可以承受的硬度越高，允许的切削速度越高；韧性越高可以承受的切削力越大。切削力越大。2、刀具材料的类型和性能、刀具材料的类型和性能定义：高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较定义：高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较多的合金工具钢多的合金工具钢 。性质：高速钢具有良好的热稳定性性质：高速钢具有良好的热稳定性 热处理变形小，耐热处理变形小

15、，耐热性超过热性超过600；高速钢具有较高强度和韧性高速钢具有较高强度和韧性 抗弯强度大约为抗弯强度大约为3.3GPa；热处理后硬度可达热处理后硬度可达(6266HRC) 。良好的可加工性良好的可加工性-宜锻造。主要制作宜锻造。主要制作复杂形状刀具复杂形状刀具：如：如铣刀、孔加工刀具、螺纹刀具、拉刀、齿轮刀具等。铣刀、孔加工刀具、螺纹刀具、拉刀、齿轮刀具等。通过调节其化学成分，可用于高强度钢、高温合金、钛通过调节其化学成分，可用于高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料的加工。合金等难加工材料的加工。(1) 高速钢高速钢滚滚 刀刀定义：定义：由硬度和熔点很高的由硬度和熔点很高的碳化物碳化物(硬质

16、相硬质相)和和金属金属(粘结粘结相相)通过粉末冶金工艺制成的。通过粉末冶金工艺制成的。 碳化物（碳化物（WC、TiC、TaC、NbC和和TiN）和金属粘结剂）和金属粘结剂（Co、Ni、Mo）。）。(2) 硬质合金硬质合金含高硬度、高熔点的含高硬度、高熔点的硬质相愈多硬质相愈多，其，其硬度硬度与高温硬度愈与高温硬度愈高高；含含粘结剂粘结剂愈愈多多，强度愈高强度愈高。硬质合金含有大量的硬质合金含有大量的WC、TiC，因此硬度、耐磨性、耐，因此硬度、耐磨性、耐热性均高于高速钢。常温硬度达热性均高于高速钢。常温硬度达8994HRA，耐热性达，耐热性达8001000。切削钢时，切削速度可达。切削钢时，切

17、削速度可达220m/min左右。左右。在合金中加入熔点更高的在合金中加入熔点更高的TaC、NbC，可使耐热性提高到，可使耐热性提高到1000 1100。切削钢时，切削速度可进一步提高到。切削钢时，切削速度可进一步提高到200 300m/min。大多数车刀、端铣刀和部分立铣刀等均已采用硬质合金制大多数车刀、端铣刀和部分立铣刀等均已采用硬质合金制造造-主要的刀具材料。主要的刀具材料。整体硬质合金立铣刀整体硬质合金立铣刀三菱三菱-模具加工用整体硬质合金钻头模具加工用整体硬质合金钻头整体硬质合金立铣刀整体硬质合金立铣刀定义：以定义：以氧化铝氧化铝Al2O3或或氮化硅氮化硅Si3N4为基体，添加少量为基

18、体，添加少量的金属，在高温下烧结而成。的金属，在高温下烧结而成。(3) 其他刀具材料其他刀具材料高硬度与耐磨性高硬度与耐磨性，常温硬度，常温硬度91 95HRA，超过硬质合金。可以用，超过硬质合金。可以用于切削于切削60HRC以上的材料。以上的材料。高的耐热性高的耐热性，1200硬度仍然可以保持硬度仍然可以保持80HRA，强度和韧性降低，强度和韧性降低较少。较少。高的化学稳定性高的化学稳定性。高温下仍有较强的抵抗氧化、粘结的性能，刀。高温下仍有较强的抵抗氧化、粘结的性能，刀具的热磨损性能较少。具的热磨损性能较少。强度与韧性低强度与韧性低。强度只有硬质合金的。强度只有硬质合金的1/2。选择合适的

19、几何参数与。选择合适的几何参数与切削用量，避免承受冲击，防止崩刃。切削用量，避免承受冲击，防止崩刃。热导率低热导率低。只有硬质合金的。只有硬质合金的1/2 1/5。热胀系数热胀系数比硬质合金比硬质合金高高10% 30%-抗热冲击性能较差。抗热冲击性能较差。特点特点陶瓷刀具陶瓷刀具高速下精加工硬材料高速下精加工硬材料-vc=200m/min车削淬火钢。车削淬火钢。株洲硬质合金集团株洲硬质合金集团黑金刚系列黑金刚系列YBD052-超厚超厚Al2O3+厚厚TiCN，适宜高速干切削灰口铸铁。适宜高速干切削灰口铸铁。YBD102-厚厚Al2O3+厚厚TiCN，适，适宜高速加工球墨铸铁。宜高速加工球墨铸铁

20、。株洲硬质合金集团株洲硬质合金集团黑金刚系列黑金刚系列YBD252-铸铁中低速湿式切削、铸铁中低速湿式切削、断续切削条件下的车削加工。断续切削条件下的车削加工。YBD152-适宜中高速车削铸适宜中高速车削铸铁。中速时还可以承受轻微断铁。中速时还可以承受轻微断续切削。续切削。株洲硬质合金集团株洲硬质合金集团黑金刚系列黑金刚系列包括：天然金刚石和人造金刚石。包括：天然金刚石和人造金刚石。PCD：以高温、高压条件：以高温、高压条件制造制造金刚石刀具的金刚石刀具的方法方法。1954 年美国研制成功人造金刚石，在年美国研制成功人造金刚石，在 1957 年开始工业生年开始工业生产。产。1963年中国研制成

21、功人造金刚石。年中国研制成功人造金刚石。21 世纪初，中国人世纪初，中国人造金刚石最高年产量已达造金刚石最高年产量已达 10亿克拉以上，居世界亿克拉以上，居世界首位首位。超硬刀具材料超硬刀具材料金刚石金刚石硬度可达硬度可达10000HV，自然界已知最硬的材料。可以用于制造刀具，自然界已知最硬的材料。可以用于制造刀具和砂轮和砂轮(用于磨削陶瓷等高硬度的脆性材料用于磨削陶瓷等高硬度的脆性材料)。可加工各种高硬度。可加工各种高硬度耐磨材料、有色金属及其合金。因与铁亲和力强，不适合加工铁耐磨材料、有色金属及其合金。因与铁亲和力强，不适合加工铁族材料。族材料。三菱三菱-铸铁加工用整体式铸铁加工用整体式C

22、BN材料材料MBS1401957 年年，美国，美国 GE 公司公司制造出制造出单晶立方氮化硼单晶立方氮化硼 CBN；70 年代初年代初制成制成聚晶聚晶PCBN刀具。刀具。1966 年中国研制成功单晶年中国研制成功单晶CBN；稍后聚晶；稍后聚晶 PCBN研制成功。研制成功。硬度仅次于金刚石。可耐高温。硬度仅次于金刚石。可耐高温。超硬刀具材料超硬刀具材料立方氮化硼立方氮化硼CBN补充材料补充材料-三菱三菱 拥有的产业：采矿、造船、银行、保险、拥有的产业：采矿、造船、银行、保险、仓储、营纸、钢铁、玻璃、电气设备、飞仓储、营纸、钢铁、玻璃、电气设备、飞机、石油和房地产。机、石油和房地产。在日本，扮演着

23、举足轻重的角色。在日本，扮演着举足轻重的角色。 涂层金属陶瓷涂层金属陶瓷：三菱公司的涂层金属陶瓷是世界上最早：三菱公司的涂层金属陶瓷是世界上最早的，它是在金属陶瓷基体上进行的，它是在金属陶瓷基体上进行PVD涂层，提高耐磨损涂层，提高耐磨损性、耐热冲击性，不论是高速连续切削还是湿式切削、性、耐热冲击性，不论是高速连续切削还是湿式切削、断续切削，它都能发挥出稳定的性能。断续切削，它都能发挥出稳定的性能。补充材料补充材料-株洲硬质合金集团株洲硬质合金集团 是中国第一家硬质合金企业，始建于是中国第一家硬质合金企业，始建于1954年。年。钻石钻石-中国刀具行业最富盛名的品牌。中国刀具行业最富盛名的品牌。

24、 拥有先进的硬质合金生产技术装备和自己的知识产权，拥有先进的硬质合金生产技术装备和自己的知识产权，专门研究开发和生产高性能可转位刀片和配套工具。在专门研究开发和生产高性能可转位刀片和配套工具。在美国、德国、日本、香港均设有分支机构。美国、德国、日本、香港均设有分支机构。贸易网络遍布五大洲贸易网络遍布五大洲69个国家和地区，年进出口总额逾个国家和地区，年进出口总额逾8000万美元。万美元。三三、切削液切削液mmbKKrr2502.fbKr).(51210 外圆车刀外圆车刀斯特拉姆高精度刀具强力钻斯特拉姆高精度刀具强力钻斯伊斯卡可转位钻头斯伊斯卡可转位钻头工作部分工作部分 作用：作用：导向导向与排

25、屑。与排屑。刃带刃带：外圆柱上两条螺旋形棱边，在切削部分切入工件后：外圆柱上两条螺旋形棱边，在切削部分切入工件后起保持进给方向。起保持进给方向。螺旋刃沟是排屑的通道螺旋刃沟是排屑的通道-前刀面。前刀面。钻芯钻芯：钻体中心，连接两个刃瓣。：钻体中心，连接两个刃瓣。切削部分切削部分 两个前面、两个后面、两个副后面两个前面、两个后面、两个副后面有三个主切削刃。主切削刃为前、后面汇交的区域。有三个主切削刃。主切削刃为前、后面汇交的区域。横刃位于两个主后面汇交的区域。横刃位于两个主后面汇交的区域。副切削刃是两条刃沟与刃带棱面汇交的两条螺旋线。副切削刃是两条刃沟与刃带棱面汇交的两条螺旋线。麻花钻麻花钻麻花

26、钻的刃磨麻花钻的刃磨枪钻系统枪钻系统(3)扁钻加工直径大于扁钻加工直径大于25mm的孔的孔(4)深孔钻深孔钻 枪钻枪钻 小直径深孔钻小直径深孔钻切削部分用切削部分用高速钢或硬质合金高速钢或硬质合金，钻杆用，钻杆用无缝钢管无缝钢管压制成形。压制成形。适宜加工孔径为适宜加工孔径为 2 30(单刃深孔钻加工单刃深孔钻加工 2 20，双刃深孔，双刃深孔钻钻 14 30) 、Ra值为值为3.2 0.8 m，长径比大于，长径比大于100的深孔。的深孔。高压高压切削液从钻杆的切削液从钻杆的内部内部注入钻头注入钻头头部头部，经过，经过月形孔月形孔和进和进油小孔到达切削区，将切屑从油小孔到达切削区，将切屑从V形

27、槽形槽和和孔壁孔壁间的空间带走，间的空间带走，同时起到同时起到冷却润滑冷却润滑作用。作用。切屑从深孔钻的外部排出切屑从深孔钻的外部排出-外排屑外排屑。伊斯卡变色龙枪钻伊斯卡变色龙枪钻 错齿内排屑深孔钻错齿内排屑深孔钻高压切削液由高压切削液由钻杆外圆钻杆外圆和和工件孔壁工件孔壁间的间的空隙空隙注入，切屑随注入，切屑随同切削液由钻杆的同切削液由钻杆的中心孔中心孔排出。排出。适宜加工孔径为适宜加工孔径为 12 120mm。尺寸精度为尺寸精度为IT9IT6，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra3.2。焊接式焊接式与与可转位式可转位式 喷吸钻喷吸钻改善刚性改善刚性1/3从从月牙形喷嘴月牙形喷嘴进入内管，形成进

28、入内管，形成负压区负压区。2/3切削液由内管和外管之间流入切削液由内管和外管之间流入切削区切削区，由负压吸入内管。，由负压吸入内管。 套料钻套料钻- -外排屑外排屑刀体与钻杆依靠矩形螺纹连接。刀体与钻杆依靠矩形螺纹连接。刀齿分布在圆形刀体的前端面上，切削力压向定位基面。刀齿分布在圆形刀体的前端面上，切削力压向定位基面。应用于直径大于应用于直径大于60mm60mm场合，可以将中心部分的料芯留下再利用。场合，可以将中心部分的料芯留下再利用。2、扩孔钻、扩孔钻作用作用：扩大孔径、提高加工孔的质量。：扩大孔径、提高加工孔的质量。应用场合应用场合：孔的最终加工或铰孔、磨孔前的预加工。：孔的最终加工或铰孔

29、、磨孔前的预加工。表面质量表面质量：IT9 IT10级；表面粗糙度级；表面粗糙度6. 3 3.2m 。3、锪钻、锪钻作用作用：加工各种螺钉：加工各种螺钉沉孔、锥孔和凸台面沉孔、锥孔和凸台面。带导柱平底锪钻带导柱平底锪钻 带导柱带导柱90锥面锪钻锥面锪钻不带导柱锥面锪钻不带导柱锥面锪钻 端面锪钻端面锪钻4、铰刀、铰刀结构：结构：工作部分工作部分(切削部分切削部分+校准部分校准部分)+颈部颈部+柄部柄部 铰圆锥孔铰圆锥孔a)直柄机用铰刀直柄机用铰刀 b）锥柄机用铰刀）锥柄机用铰刀 c）硬质合金锥柄机用铰刀）硬质合金锥柄机用铰刀 d）手用铰刀）手用铰刀 e）可调节手用铰刀）可调节手用铰刀 f）套式机

30、用铰刀）套式机用铰刀 g）直柄莫式锥度铰刀）直柄莫式锥度铰刀 h）手用）手用1：50锥度销子铰刀锥度销子铰刀5 5、镗刀用于直径大于、镗刀用于直径大于8 80mm孔的加工孔的加工瑞士瑞士MBM高精度模块化镗刀高精度模块化镗刀1瑞士瑞士MBM高精度模块化镗刀高精度模块化镗刀2机夹式单刃镗刀机夹式单刃镗刀a)盲孔镗刀盲孔镗刀 b)通孔镗刀通孔镗刀主偏角区分主偏角区分： 通孔镗刀主偏通孔镗刀主偏角取角取 45-75 ； 盲孔镗刀盲孔镗刀 其主其主偏角取偏角取 90-93。微调镗刀微调镗刀 易调节、精度高、精加工易调节、精度高、精加工用用5和和4将将2和和1固定在固定在6上，用上，用3将将6固定在镗杆

31、上。固定在镗杆上。调节时，转动调节时，转动2，使刀头径向移动。，使刀头径向移动。1-刀头刀头 2-微调螺母微调螺母 3 -螺钉螺钉 4-波形垫圈波形垫圈 5-调节螺母调节螺母 6-固定座套固定座套1.4.3 其他刀具其他刀具1、铣刀、铣刀伊斯卡伊斯卡HeliTang铣刀铣刀伊斯卡伊斯卡Heli大进给铣刀大进给铣刀伊斯卡伊斯卡Heli铣刀铣刀伊斯卡整体硬质合金铣刀伊斯卡整体硬质合金铣刀伊斯卡伊斯卡Heli铣刀铣刀-玉米铣刀玉米铣刀 2、齿轮刀具、齿轮刀具(1) 成形齿轮刀具成形齿轮刀具(2) 齿轮滚刀齿轮滚刀(3) 插齿刀插齿刀(4) 剃齿刀剃齿刀插齿插齿- -剃齿剃齿- -磨齿磨齿齿轮加工齿轮

32、加工- -滚齿和珩齿滚齿和珩齿滚齿滚齿插齿插齿珩齿珩齿磨齿磨齿 3、拉刀、拉刀拉削加工拉削加工 4、螺纹刀具、螺纹刀具纵切车床自动车床数控车床内纵切车床自动车床数控车床内外螺纹割槽钻孔搪孔攻丝切断外螺纹割槽钻孔搪孔攻丝切断1.5.1 磨削加工的特点与分类磨削加工的特点与分类 1、磨削加工的特点、磨削加工的特点(1) 速度快、温度高速度快、温度高(2) 加工精度高、表面质量好加工精度高、表面质量好(3) 适应性强，可加工工件材料广适应性强，可加工工件材料广(4) 切屑少切屑少(5) 砂轮具有自锐性砂轮具有自锐性1.5 磨削磨削1.5.2 磨料磨具磨料磨具 以砂轮为例以砂轮为例砂轮砂轮 ： 磨料结

33、合剂磨料结合剂砂轮特性决定于五要素：砂轮特性决定于五要素：磨料、粒度、结合剂、硬度和磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。组织。 1、磨料、磨料 锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性(1) 刚玉系（主要成份刚玉系（主要成份Al2O3） 棕刚玉（棕刚玉（A）：硬度低，韧性较好，廉价。磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁）：硬度低，韧性较好，廉价。磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁 白刚玉（白刚玉（WA）：）：硬度高，韧性差，磨粒锋利，价格高。磨淬火钢、高速钢、高碳钢硬度高，韧性差，磨粒锋利，价格高。磨淬火钢、高速钢、高碳钢(2) 碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼碳化物系（主要

34、成份碳化硅、碳化硼） 黑色碳化硅黑色碳化硅(C): 比刚玉类硬度高，导热性好，韧性差。磨铸铁、黄铜等脆材比刚玉类硬度高，导热性好，韧性差。磨铸铁、黄铜等脆材 绿色碳化硅绿色碳化硅(GC)：比：比C硬度高，导热性好，但韧性差。磨硬度高，导热性好，但韧性差。磨Y合金、陶瓷、玻合金、陶瓷、玻璃等璃等(3) 超硬磨料超硬磨料 人造金刚石（人造金刚石（D）：硬度最高，耐热性较好，韧性最差，价格昂贵。）：硬度最高，耐热性较好，韧性最差，价格昂贵。 立方氮化硼（立方氮化硼（CBN）：硬度仅次于）：硬度仅次于D，韧性较，韧性较D好，与铁元素亲和好。好，与铁元素亲和好。2、粒度、粒度 (磨料颗粒的大小磨料颗粒的

35、大小)筛分法筛分法：以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，如如60，即网筛孔的尺寸。，即网筛孔的尺寸。光电沉降仪法：光电沉降仪法：微粉：磨粒的直径微粉：磨粒的直径40m时，如时，如W20磨粒尺寸磨粒尺寸在在2014m，以沉降时间来测定。，以沉降时间来测定。 粗磨用粗粒度，精磨用细粒度粗磨用粗粒度，精磨用细粒度 ；当工件材料软，塑性大，；当工件材料软，塑性大，磨削面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。成形磨磨削面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。成形磨削和高速磨削时应选用细粒度砂轮。削和高速磨削时应选用细粒度砂轮。 3、结合剂、

36、结合剂 结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使磨具具有必要的形状和结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使磨具具有必要的形状和强度。强度。 1、陶瓷结合剂（、陶瓷结合剂（V）：）：化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜，但性脆，不宜制成薄片，不宜 高速，线速度一般为高速，线速度一般为35m/s。 2、树脂结合剂（、树脂结合剂（B）：）：强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差 (300)，自锐性好。，自锐性好。 3、橡胶结合剂（、橡胶结合剂（R）

37、：）：强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、 导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差(200)，自锐性好。，自锐性好。 4、金属结合剂（、金属结合剂（M）：）：青铜、镍等，强度韧性高，成形性好，青铜、镍等，强度韧性高，成形性好， 但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。但自锐性差，适于金刚石、立方氮化硼砂轮。 4、硬度、硬度 指磨具工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。指磨具工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。 取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。 硬度高，磨料不易脱落

38、；硬度低，自锐性好。硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。 分分7大级大级(超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬)，16小级小级砂轮硬度选择原则：砂轮硬度选择原则：(1) 磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；(2) 磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；(3)砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；(4)成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。 5、组织、组织 反映磨具中磨

39、料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，反映磨具中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系， 即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类13级。级。 紧密组织紧密组织成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨 和强力磨削。和强力磨削。 中等组织中等组织适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等。 疏松组织疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内 圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件 8

40、、砂轮的标记方法、砂轮的标记方法 按按GB248484规定，标志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨规定，标志顺序如下：磨具形状、尺寸、磨 料、粒度、硬度、组织、结合剂和最高线速度。料、粒度、硬度、组织、结合剂和最高线速度。 砂轮标记方法示例如下：砂轮标记方法示例如下： PB 4004060 A 60 L 5 B 35 形状代号薄片形状代号薄片 外经外经D400mm 厚度厚度H40mm 内径内径d60mm 磨料（棕刚玉）磨料（棕刚玉） 60号粒度号粒度 硬度中软硬度中软2 5号组织号组织 树脂结合剂树脂结合剂 最高工作线速度（最高工作线速度（m / s）1.5.3 磨削基本知识磨削基本知识1、磨削运动

41、及磨削用量、磨削运动及磨削用量1.5.3 磨削基本知识磨削基本知识(1) 磨削速度磨削速度磨削主运动的速度，即砂轮外圆的线速度。磨削主运动的速度，即砂轮外圆的线速度。1、磨削运动及磨削用量、磨削运动及磨削用量1000oondvc1.5.3 磨削基本知识磨削基本知识(2) 工件进给速度工件进给速度工件的旋转运动工件的旋转运动(外圆磨削外圆磨削)，工件往，工件往复运动复运动(平面磨削平面磨削)(3) 纵向进给量纵向进给量工件旋转一周，砂轮相对工件轴向工件旋转一周，砂轮相对工件轴向(工作工作台纵向台纵向)移动的距离。移动的距离。(4) 横向进给量横向进给量砂轮径向进给量，亦称背吃刀量或切削砂轮径向进

42、给量，亦称背吃刀量或切削深度。深度。1.5.3 磨削基本知识磨削基本知识2、磨削过程、磨削过程 磨削也是一种切削加工。砂轮表面上分布磨削也是一种切削加工。砂轮表面上分布着为数甚多的磨粒，每个磨粒相当于多刃铣着为数甚多的磨粒，每个磨粒相当于多刃铣刀的一个刀齿，因此磨削过程可以看作是众刀的一个刀齿，因此磨削过程可以看作是众多刀齿铣刀的一种超高速铣削。多刀齿铣刀的一种超高速铣削。 砂轮表面磨粒形状各异，排列很不规则，砂轮表面磨粒形状各异，排列很不规则，其间距和高低随机分布。据测量，刚修正后其间距和高低随机分布。据测量，刚修正后的刚玉砂轮，前角平均为的刚玉砂轮，前角平均为-65-80，磨，磨削一段时间

43、后增大到削一段时间后增大到-85。由此可见，磨削。由此可见，磨削时是负前角切削，且负前角远远大于一般刀时是负前角切削，且负前角远远大于一般刀具切削的负前角。具切削的负前角。负前角切削是磨削加工的一大特点。负前角切削是磨削加工的一大特点。1.5.3 磨削基本知识磨削基本知识2、磨削过程、磨削过程 磨粒的切削过程如图所示。磨粒的切削过程如图所示。 (1)砂轮表面突起高度较大和较为锋利的磨粒，切入工件较深且有切屑产生砂轮表面突起高度较大和较为锋利的磨粒，切入工件较深且有切屑产生，起切削作用（图，起切削作用（图a）。）。 (2)突起高度较小和较钝的磨粒，只能在工件表面刻画细微的沟痕，工件材突起高度较小

44、和较钝的磨粒，只能在工件表面刻画细微的沟痕，工件材料被挤向两旁而隆起，此时无明显切屑产生，仅起刻划作用（图料被挤向两旁而隆起，此时无明显切屑产生，仅起刻划作用（图b）。）。 (3)比较凹下和已经钝化的磨粒，既不切削也不刻划，只能从工件表面滑擦比较凹下和已经钝化的磨粒，既不切削也不刻划，只能从工件表面滑擦而过，起摩擦抛光作用。而过，起摩擦抛光作用。 磨削过程的实质是切削、刻划和摩擦抛光的综合作用过程，由此可获得较磨削过程的实质是切削、刻划和摩擦抛光的综合作用过程，由此可获得较小的表面粗糙度值。粗磨时以切削作用为主，精磨时切削作用和摩擦抛光作用小的表面粗糙度值。粗磨时以切削作用为主，精磨时切削作用

45、和摩擦抛光作用同时并存。同时并存。1.5.3 磨削基本知识磨削基本知识2、磨削过程、磨削过程滑擦：滑擦：接触导致挤压，接触导致挤压，产生弹性变形。产生弹性变形。耕犁耕犁( (刻划刻划) )：滑擦加剧，滑擦加剧，表层温度升高，屈服强表层温度升高，屈服强度降低，磨粒挤入工件度降低，磨粒挤入工件中，将塑性变形的金属中，将塑性变形的金属推向磨粒前方和侧方。推向磨粒前方和侧方。切削：切削：隆起增大，切削隆起增大，切削厚度增大，当其达到临厚度增大，当其达到临界值，被切除，沿前刀界值，被切除，沿前刀面流出。面流出。1.5.3 磨削基本知识磨削基本知识4、磨削液供给方法、磨削液供给方法(1) 浇注法浇注法用用

46、0.1-0.2MPa的压力通过喷嘴向磨削区供给。的压力通过喷嘴向磨削区供给。(2) 穿流供液法穿流供液法利用砂轮自身的多孔性，从砂轮中心供液，利用砂轮自身的多孔性，从砂轮中心供液，由砂轮回转的离心作用，使磨削液进入磨削区。砂轮不易堵，由砂轮回转的离心作用，使磨削液进入磨削区。砂轮不易堵，磨削液需要过滤，成本高。磨削液需要过滤，成本高。(3) 喷雾供液法喷雾供液法利用压缩空气使磨削液细化为雾状，通过高利用压缩空气使磨削液细化为雾状，通过高压气流注射到磨削区的一种方法。压气流注射到磨削区的一种方法。(4) 浸渍砂轮法浸渍砂轮法把液态的固体润滑剂渗入砂轮空隙中，并覆把液态的固体润滑剂渗入砂轮空隙中，并覆盖在磨粒表面上，磨削时在磨粒与工件表面、磨粒与磨屑间起盖在磨粒表面上，磨削时在磨粒与工件表面、磨粒与磨