资源简介

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金属切削加工基础
金属切削运动及切削要素
Part 01
切削刀具的选用
Part 02
金属切削运动及切削要素
一、金属切削运动及切削要素
合理选择切削运动和切削要素是金属切削加工过程中常遇到的两个基本问题。
一、金属切削运动及切削要素
1.切削运动
在切削过程中，切削刀具与工件间的相对运动就是切削运动。它是直接形成工件表面轮廓的运动，如图1所示。切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。
一、金属切削运动及切削要素
1.切削运动
1.主运动
主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使切削刀具和工件之间产生相对运动，从而使切削刀具前面接近工件。主运动是进行切削所需的基本运动。它是在切削运动中消耗功率最大的运动。任何切削过程必须有一个，也只有一个主运动，图1a所示工件的旋转运动即为主运动。机床主运动的速度可达每分钟数百米至数千米，主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。多数机床的主运动是旋转运动，如车削、钻削、铣削及磨削中的主运动均是旋转运动。
一、金属切削运动及切削要素
1.切削运动
2.进给运动
进给运动是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，与主运动一起即可不断地进行切削，并获得所需几何特性的表面。图1a中车刀的轴向移动即为进给运动。进给运动的速度一般远小于主运动的速度，而且消耗的功率也较少。在切削过程中，进给运动可能有一个，也可能有若干个。进给运动形式有平移（直线）、旋转（圆周）、连续（曲线）及间歇。直线进给按运动方向又分为纵向、横向及斜向三种。
主运动和进给运动可以由刀具、工件分别来完成，也可以由刀具单独完成。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
切削要素包括切削用量和切削层尺寸平面要索。
1.切削用量
切削用量是切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃刀量的总称。要完成切削过程，切削速度、进给量和背吃刀量三者缺一不可，故它们又称为切削用量三要素，切削用量三要素是调整机床运动的主要依据。以车削为例，在每次切削中，工件上形成三个表面，即待加工表面（工件上有待切除的表面）、已加工表面（工件上经刀具切削后产生的表面）和过渡表面（工件上由切削刃形成的那部分表面，是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面），如图2所示。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（1）切削速度
切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度称为切削速度，单位为m/s或m/min。
当主运动是旋转运动时，切削速度指圆周运动的线速度，即
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（1）切削速度
式中：D——工件或刀具在切削表面上的最大回转直径，mm；
n一一主运动的转速，r/min。
当主运动为往复直线运动时，其平均切削速度为
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（1）切削速度
式中：Lm一一刀具或工件往复直线运动的行程长度，mm；
nr一一主运动每分钟的往复次数，即行程数，str/min。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（2）进给量f
进给量是指在主运动的一个循环（一转或一次往复行程）内，刀具在进给方向上相对工件的位移量。例如，车削时，进给量f是工件旋转一周车刀沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（3）背吃刀量ap
背吃刀量一般是指工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离，也称切削深度，单位为mm：
ap=(D－d)/2
式中：D——待加工表面直径，mm；
d——已加工表面直径，mm。
车外圆时的背吃刀量如图2所示。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（3）背吃刀量ap
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（3）背吃刀量ap
在实际切削过程中，切削用量三要素均受工件加工质量、刀具耐用度、机床动力和刚度等因素的影响，不可任意选取。合理选择切削用量三要素就是选择vc、f、ap数值的最佳组合，使切削加工获得合格的加工质量、较高的生产率和最低的加工成本。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（3）背吃刀量ap
粗加工时，应尽快切除工件的加工余量，同时还要保证规定的刀具耐用度。实践经验证明，对刀具耐用度影响最大的是切削速度vc，影响最小的是背吃刀量ap。因此，粗加工时应尽可能选择较大的背吃刀量，使加工余量在一次或少数几次进给中切除。切除表层有硬皮的铸件、锻件或加工硬化较严重的不锈钢等材料时，应尽可能使背吃刀量ap，大于硬皮或硬化层深度；在机床、刀具等工艺系统的刚度允许的前提下，尽可能选择较大的进给量/；根据工件材料和刀具材料确定切削速度vc。粗加工时，一般选择中等切削速度或低切削速度。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
1.切削用量
（3）背吃刀量ap
精加工时，首先应考虑工件的加工精度和质量，同时还要考虑刀具的耐用度和保证较高的生产率。工件的加工精度主要靠逐渐减小背吃刀量ap，来满足。进给量f的大小主要根据工件的表面粗糙度要求来选取。一般来说，精加工时选用较小的背吃刀量ap，和进给量f选取较高的切削速度vc，这样既可以保证加工质量，又可以提高生产率。对于硬质合金刀具来说，常选用较高的切削速度vc；对于高速钢刀具来说，常选用较低的切削速度vc
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
2.切削层尺寸平面要素
如图2所示，车削外圆时，工件转一周，车刀由位置I移动到位置II，其位移量为f，切削的金属层位于AB与CD之间，被切除的部分称为切削层。通过切削刃基点（一般指主切削刃工作长度的中点）并垂直于该点主运动方向的平面称为切削层尺寸平面。在切削层尺寸平面上测得的切削层几何参数称为切削层尺寸平面要素。切削层尺寸平面要素包括切削层公称厚度、切削层公称宽度和切削层公称横截面积。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
2.切削层尺寸平面要素
（1）切削层公称厚度
在切削层尺寸平面上，垂直于切削刃方向所测得的切削层尺寸称为切削层公称厚度，用符号“hD”表示，单位为mm。切削层公称厚度大小代表了切削刃工作载荷的大小。
（2）切削层公称宽度
在切削层尺寸平面上，沿切削刃方向所测得的切削层尺寸称为切削层公称宽度，用符号“bD”表示，单位为mm。切削层公称宽度等于切削刃的工作长度。
一、金属切削运动及切削要素
2.切削要素
2.切削层尺寸平面要素
（3）切削层公称横截面积
在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面上的实际横截面积称为切削层公称横截面积，用符号“AD”表示，单位为mm2。AD等于切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积，也等于背吃刀量与进给量的乘积，即
AD= hDbD =apf
当切削速度一定时，切削层公称横截面积的大小代表了生产率的大小。
切削刀具的选用
二、焊条电弧焊
从工具角度来说，人类历史就是不断寻找新的工具来提高生产率、改善生活水平的历史。金属切削技术的发展历程可归结为切削刀具（简称刀具）的发展历程，也是刀具材料的发展历程。由于刀具材料的改进，切削速度和效率不断提高。
刀具是完成切削加工不可或缺的物质条件之一，它直接承担切削工件的重任。要保证工件加工质量、提高切削效率、降低切削加工费用，正确选择刀具几乎与正确选择机床同等重要。对于刀具来说，刀具材料与刀具的几何角度是两个最重要的因素。
二、焊条电弧焊
刀具种类很多，无论哪种刀具，一般都由刀柄与刀头两部分组成。刀柄用于夹持刀具，刀头直接担负切削任务，因此刀头又称为切削部分。刀具由于切削速度高、切削力大，所以刀头必须使用具备某些特殊性能的材料制造，而刀柄一般只使用具有足够强度和刚度的普通钢材制造即可。如图1所示，通常将刀头用焊接（钎焊）或机械夹固的方法固定在刀柄上，以降低刀具的制造成本。但也有因工艺上的原因采用同一种材料制成的整体式刀具。通常所说的刀具材料实际上是指刀头部分的材料。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
1.刀具材料应具备的基本性能
在切削加工过程中，由于刀头部分受到高温、高压和强烈摩擦的作用，所以刀具材料必须具备下列基本性能：
①高硬度和高耐磨性。刀具材料的硬度一般必须大于被切削材料的硬度，常温下一般要求达到60~65HRC，并能够达到足够的切削工作时间。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
1.刀具材料应具备的基本性能
②高热硬性（热硬性是指刀具在高温下保持其高硬度和高耐磨性的能力）。
③较好的化学稳定性（化学稳定性是指刀具在切削过程中不发生黏结磨损及高温扩散磨损的能力）。
④足够的强度和韧性。要求刀具材料能够承受冲击和振动而不被破坏。
⑤其他性能。刀具材料还应该具备良好的热塑性、磨削加工性、焊接性、热处理工艺性等，以便加工和制造。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
2.常用刀具材料的种类及选用
目前用于生产的刀具材料主要有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、氮化硅陶瓷和人造金刚石等。
（1）碳素工具钢
碳素工具钢淬火后有较高的硬度（60~65HRC或81~84HRA），容易磨得锋利，价格低，但它的热硬性差，在200~250℃工作时其硬度开始明显下降。因此，碳素工具钢允许的切削速度较低（vc＜10m/min），主要用于制造手工切削刀具及低速切削刀具，如手工用铰刀、丝锥及板牙等，不宜用来制造形状复杂的刀具。常用的碳素工具钢有T10或T10A、T12或T12A等。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
2.常用刀具材料的种类及选用
（2）合金工具钢
合金工具钢的热硬性温度为300~350℃，硬度高（60~65HRC或81~84HRA），允许的切削速度比碳素工具钢高10%~14%，多用来制造形状比较复杂，要求淬火后变形小的切削刀具，如冷剪切刀、板牙、丝锥、铰刀、搓丝板及拉刀等。常用的合金工具钢有9SiCr、CrWMn、Cr12MoVA等。
（3）高速钢
高速钢的热硬性温度可达550~650℃，硬度高（63~70HRC或83~86HRA），适用于制造切削速度较高的精加工刀具和各种复杂形状的刀具，如车刀、铣刀、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、铰刀及宽刃精刨刀等。常用的高速钢有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
2.常用刀具材料的种类及选用
（4）硬质合金
硬质合金的热硬性温度高达800~1000℃，具有很高的硬度（最高可达92HRA），允许的切削速度为高速钢的4~10倍。但硬质合金韧性较差，怕振动和冲击，成形加工较难。硬质合金主要用于制造高速切削和要求耐磨性很高的刀具，如车刀、铣刀等。
（5）氮化硅陶瓷
为了节约W、Co、Ta和Nb等贵金属，替代硬质合金来制造刀具，20世纪80年代初出现了氮化硅陶瓷刀具。氮化硅陶瓷刀具的优点如下：
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
2.常用刀具材料的种类及选用
①硬度高（93~94HRA），耐磨性好，可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬度材料（如硬度达65HRC的各类淬硬钢和硬化铸铁），可免除退火工序，节约电能。
②与金属的摩擦力小，切屑不易粘在刀片上，在相同条件下得到的工件表面粗糙度值较小。
③刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换刀次数。
④耐高温，热硬性好，可在1200℃下连续切削，因此氮化硅陶瓷刀具的切削速度比硬质合金刀具高很多，能以200~1000m/min的切削速度高速切削钢、铸铁等材料，切削效率比传统刀具高3~10倍。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
2.常用刀具材料的种类及选用
与硬质合金刀具相比，氮化硅陶瓷刀具脆性较大、强度较低，在切削过程中适合选用较小的进给量和尽可能高的切削速度。氮化硅陶瓷主要用于制造各种车刀、铣刀和刨刀等。
（6）人造金刚石
20世纪70年代，人们利用高压合成技术合成了人造金刚石，解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空航天、汽车、电子、石材等多个领域。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
2.常用刀具材料的种类及选用
（6）人造金刚石
人造金刚石的特点是硬度高，仅次于天然金刚石，耐磨性好；韧性、抗弯强度和热稳定性差，当切削温度达到700~800℃时就会失去高硬度，因而不适应在高温下切削；与铁的亲和力很强，一般不适宜加工钢铁材料。人造金刚石主要用于制造各种车刀、镗刀、铣刀的刀片，用于加工非铁金属及非金属材料，如铝合金、铜合金、陶瓷、合成纤维、塑料及橡胶等。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
2.常用刀具材料的种类及选用
由于刀具材料对提高切削速度、解决难加工材料的切削问题起着决定性的作用，同时对提高加工精度也是十分关键的因素，所以世界各国都在对刀具材料进行研究与开发，以不断满足更高的切削工艺要求。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
2.常用刀具材料的种类及选用
由于刀具材料对提高切削速度、解决难加工材料的切削问题起着决定性的作用，同时对提高加工精度也是十分关键的因素，所以世界各国都在对刀具材料进行研究与开发，以不断满足更高的切削工艺要求。
1.刀具材料
二、焊条电弧焊
刀具表面涂层技术
刀具表面涂层技术是指在刀具表面涂覆一层硬度高、耐磨性好的物质，进一步提高刀具的使用寿命，满足现代机械加工特殊需要的技术。在工业发达国家的工厂中，实施表面涂层处理的刀具数量约占刀具总数的60%。目前成熟的刀具表面涂层技术主要有气相沉积、热喷涂等，其中气相沉积的应用较多，且制备涂层的质量较高。气相沉积通常可分为物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。例如，物理气相沉积氧化铝陶瓷涂层刀具既具有较好的韧性，又具有良好的抗磨损性能，该刀具适用于切削难加工材料、不锈钢及普通钢。
拓展知识
二、焊条电弧焊
为了保证切削顺利进行，刀具的切削部分（刀头）必须具有合理的几何形状，即组成刀具切削部分的各表面之间应有正确的相对位置，这种位置是靠刀具的几何角度来保证的。
虽然刀具种类繁多，尺寸和几何形状的差别也较大，但刀具的几何角度却有共同之处，其中以车刀最具有代表性。车刀是最简单也是最常用的刀具，其他刀具都可看作车刀的演变和组合。因此，认识了车刀的结构，也就初步了解了刀具的共性。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
1.车刀切削部分的组成
如图2所示，最常用的外圆车刀切削部分由三个刀面、两个切削刃和一个刀尖组成，简称三面、两刃一尖。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
1.车刀切削部分的组成
①前面 刀具上切屑流过的表面称为前面。刀具前面可以是平面，也可以是曲面，目的是使切屑顺利流出。
②后面（或主后面） 与工件上在切削中产生的过渡表面相对的表面称为后面。它倾斜一定角度以减小与工件表面的摩擦。
③副后面 刀具上与前面相交形成副切削刃的表面称为副后面。它倾斜一定角度以免擦伤已加工表面。
④主切削刃 前面与后面的交线称为主切削刃。它担负主要的切削任务。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
1.车刀切削部分的组成
⑤副切削刃 前面与副后面的交线称为副切削刃。它是切削刃上除主切削刃外的刀刃，仅担负少量的切削任务。
⑥刀尖 主切削刃与副切削刃连接处的相当小的一部分切削刃称为刀尖。刀尖并非绝对尖锐，一般呈圆弧状，以保证刀尖有足够的强度和耐磨性。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
2.辅助平面
为了确定车刀各刀面及切削刃的空间位置，必须选定一些基准坐标平面（静止参考系）和工作平面（工作参考系）作为基准，基准坐标平面和工作平面统称为辅助平面。
①基面过切削刃选定点的平面，平行（或垂直）于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面（或轴线）。一般来说，基面垂直于假定的主运动方向。
②切削平面通过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。过切削刃上任一点的切削平面与基面互相垂直，如图3所示。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
2.辅助平面
为了确定车刀各刀面及切削刃的空间位置，必须选定一些基准坐标平面（静止参考系）和工作平面（工作参考系）作为基准，基准坐标平面和工作平面统称为辅助平面。
①基面过切削刃选定点的平面，平行（或垂直）于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面（或轴线）。一般来说，基面垂直于假定的主运动方向。
②切削平面通过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。过切削刃上任一点的切削平面与基面互相垂直，如图3所示。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
2.辅助平面
③正交平面通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。
车刀的基面、切削平面、正交平面在空间上是相互垂直的，如图4所示。
④法平面通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。
2.刀具的几何角度
图3 基面与切削平面的空间位置 图4 基面、切削平面和正交平面的空间位置
二、焊条电弧焊
2.辅助平面
⑤假定工作平面 通过切削刃选定点并垂直于基面，平行（或垂直）于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面（或轴线）。一般来说，假定工作平面要平行于假定的进给运动方向。
⑥背平面 通过切削刃选定点并垂直于基面和假定工作平面的平面。
在上述6个平面中，基面和切削平面称为基本平面；正交平面、法平面、假定工作平面和背平面称为测量平面。由基本平面和测量平面可构成不同的静止参考系。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
3.车刀切削部分的几何角度
刀具的几何角度是刀具制造和刃磨的依据。普通外圆车刀一般有10个角度，如图5所示。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
3.车刀切削部分的几何角度
①前角γo 在正交平面中测量的由前面与基面的夹角。它表示前面的倾斜程度。前角可为正、负或等于零。增大前角，刀具锋利，切削轻快，但如果前角太大，则刀具强度降低。硬质合金车刀的前角一般为－5°~25°。当工件材料硬度较低、塑性较好及精加工时，前角取较大值，反之前角取较小值。
②后角αo 在正交平面中测量的后面与切削平面的夹角。它表示后面的倾斜程度。后角增大，可减小刀具后面与工件之间的摩擦，但如果后角太大，则刀具强度降低。粗加工时，后角一般取6°~8°；精加工时，后角一般取10°~12°。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
3.车刀切削部分的几何角度
③副后角αo' 在副正交平面中测量的副后面与副切削平面的夹角。它表示副后面的倾斜程度。
前角γo、后角αo和副后角αo'三个角度表示车刀三个刀面的空间位置，都是两平面之间的夹角。
④主偏角κr 在基面中测量的主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。它表示主切削刃在基面上的方位。增大主偏角使进给力加大，有利于消除振动，但刀具磨损将加剧，散热条件变差。主偏角一般为45°~90°，粗加工时取大值，精加工时取小值。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
3.车刀切削部分的几何角度
⑤副偏角κr' 在基面中测量的副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。它表示副切削刃在基面上的方位。增大副偏角可减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，改善散热条件，但工件表面粗糙度值增大。副偏角一般为5°~10°，粗加工时取大值，精加工时取小值。
⑥刃倾角λs 在切削平面内测量的主切削刃与基面的夹角。规定主切削刃上刀尖为最低点时，λs为负值；主切削刃与基面平行时，λs为零；主切削刃上刀尖为最高点时，λs为正值，如图5-7所示。刃倾角一般为－5°~+10°，粗加工时取负值，精加工时取正值。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
3.车刀切削部分的几何角度
主偏角κr、副偏角κr'和刃倾角λs三个角度表示车刀两个切削刃在空间的位置。
以上6个角度为刀具的独立角度，此外还有4个派生角度：楔角βo、切削角δ、刀尖角εr和副前角γo'。它们的大小完全取决于前6个角度。其中，γo+αo+βo=90°，κr+κr'+εr=180°。
2.刀具的几何角度
二、焊条电弧焊
3.车刀切削部分的几何角度
刀具种类很多，而且各种刀具的用途也不相同，因此选择刀具时，需要对零件的形状与尺寸、零件的材料、加工零件的设备与夹具、零件加工工序的性质（如车削、铣削、刨削等）、零件的加工精度（如粗加工、半精加工、精加工）及零件的加工成本等因素进行综合分析后才能合理选择。图6所示为常用刀具。
3.正确选用常用刀具的基本方法
二、焊条电弧焊
3.车刀切削部分的几何角度
3.正确选用常用刀具的基本方法
二、焊条电弧焊
一般来说，正确选用常用刀具的基本方法如下：
1.根据零件的形状与尺寸选择刀具
如果是轴类、法兰盘类、销套类等回转体零件，则这类零件一般需要进行车削、磨削等加工，因此可以选择车刀、镗刀、砂轮等刀具；如果是普通螺纹（内螺纹或外螺纹）连接类零件，则这类零件一般只需要进行车削加工，因此可以选择外圆车刀、镗孔车刀和螺纹车刀等刀具；如果是丝杆类螺纹零件，则这类零件一般需要进行车削、铣削和磨削加工，因此可以选择外圆车刀、螺纹铣刀和砂轮等刀具；如果是平面类零件，则这类零件一般需要进行刨削、铣削和磨削加工，因此可以选择刨刀、铣刀和砂轮等刀具；如果是箱体类零件，则这类零件一般需要进行刨削、铣削、镗孔和磨削加工，因此可以选择刨刀、铣刀、镗刀和砂轮等刀具。
3.正确选用常用刀具的基本方法
二、焊条电弧焊
一般来说，正确选用常用刀具的基本方法如下：
2.根据零件的材料选择刀具
如果零件的材料比较硬，则一般选择硬质合金刀具、陶瓷刀具及立方氮化硼刀具等；如果零件的材料比较软，则可以选择高速钢刀具、硬质合金刀具及人造金刚石刀具等。
3.根据加工零件的设备与夹具选择刀具
如果零件在普通车床上进行切断或切槽，则需要选择切断刀和切槽刀；如果零件在卧式铣床上进行切断或切槽，则需要选择三面刃铣刀或锯片铣刀；如果在组合机床上使用钻模对大批量零件进行钻孔，则需要选择多轴钻。
3.正确选用常用刀具的基本方法
二、焊条电弧焊
一般来说，正确选用常用刀具的基本方法如下：
2.根据零件的材料选择刀具
如果零件的材料比较硬，则一般选择硬质合金刀具、陶瓷刀具及立方氮化硼刀具等；如果零件的材料比较软，则可以选择高速钢刀具、硬质合金刀具及人造金刚石刀具等。
3.根据加工零件的设备与夹具选择刀具
如果零件在普通车床上进行切断或切槽，则需要选择切断刀和切槽刀；如果零件在卧式铣床上进行切断或切槽，则需要选择三面刃铣刀或锯片铣刀；如果在组合机床上使用钻模对大批量零件进行钻孔，则需要选择多轴钻。
3.正确选用常用刀具的基本方法
二、焊条电弧焊
一般来说，正确选用常用刀具的基本方法如下：
2.根据零件的材料选择刀具
如果零件的材料比较硬，则一般选择硬质合金刀具、陶瓷刀具及立方氮化硼刀具等；如果零件的材料比较软，则可以选择高速钢刀具、硬质合金刀具及人造金刚石刀具等。
3.根据加工零件的设备与夹具选择刀具
如果零件在普通车床上进行切断或切槽，则需要选择切断刀和切槽刀；如果零件在卧式铣床上进行切断或切槽，则需要选择三面刃铣刀或锯片铣刀；如果在组合机床上使用钻模对大批量零件进行钻孔，则需要选择多轴钻。
3.正确选用常用刀具的基本方法
二、焊条电弧焊
4.根据零件加工工序的性质选择刀具
通常生产一个合格的零件需要经历多个加工工序。例如，加工带有键槽的圆轴类零件需要经过车削工序、铣削工序、磨削工序等。因此，当零件到了某一工序时就需要根据工序性质和设备情况选择相应的刀具。
5.根据零件的加工精度选择刀具
当零件处于粗加工阶段时，一般选择韧性比较好的高速钢刀具；当零件处于半精加工和精加工阶段时，一般选择耐磨性和热硬性比较好的硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具及人造金刚石刀具等。
3.正确选用常用刀具的基本方法
二、焊条电弧焊
6.根据零件的加工成本选择刀具
如果是普通的精度较低和不复杂的零件，为了降低刀具使用成本，可以选择合金钢刀具、高速钢刀具等；如果是特殊的精度较高和复杂的零件，为了保证零件的加工质量和加工效率，在刀具使用成本可控范围内应尽量选择硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具及人造金刚石刀具等。
3.正确选用常用刀具的基本方法
二、焊条电弧焊
图7所示为45钢制台阶轴零件图，该台阶轴主要由两个外圆柱面及倒角组成，外圆柱面要求有较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度值，可按粗车和精车两个阶段分步完成，最后再进行倒角。加工此台阶轴所选用的刀具见表1。
案例分析
二、焊条电弧焊
案例分析
加工工序简图 工序内容 选用刀具
45°弯头外圆车刀车右端面 45°弯头外圆车刀，材质是硬质合金
90°偏刀粗车外圆 90°偏刀，材质是硬质合金
二、焊条电弧焊
案例分析
加工工序简图 工序内容 选用刀具
93°~95°偏刀精车外圆 93°~95°偏刀，材质是硬质
45°弯头外圆车刀倒角 45°弯头外圆车刀，材质是硬质合金
将加工好的台阶轴从棒料上切断 切槽刀，材质是W18Cr4V，抗弯强度高，抗冲击能力好，切断时不易打刀
二、焊条电弧焊
人类应用切削加工的历史可追溯到原始人制造石劈、骨钻等劳动工具的旧石器时期。在中国，早在商代中期就已能用研磨的方法加工铜镜；商代晚期，人们曾用青铜钻头在卜骨上钻孔；西汉时期，人们就已使用杆钻和管钻，用加砂研磨的方法在“金缕玉衣”的4000多块坚硬的玉片上钻了18000多个直径为1~2mm的孔。17世纪中叶，中国开始利用畜力代替人力驱动刀具进行切削加工。英国工业革命开始后，由于蒸汽机和近代机床的发明，切削加工开始用蒸汽机作为动力源。到19世纪70年代，由于电力的出现，切削加工开始使用电力进行驱动。对金属切削原理的研究始于19世纪50年代，对磨削原理的研究始于19世纪80年代。
史海拾贝
二、焊条电弧焊
此后各种新的刀具材料相继出现。19世纪末出现的高速钢刀具，使刀具的许用切削速度比碳素工具钢刀具与合金工具钢刀具提高2倍以上，达到25m/min左右。1923年出现的硬质合金刀具的切削速度比高速钢刀具又提高2倍左右。20世纪30年代以后出现的金属陶瓷（由陶瓷硬质相与金属或合金黏结相组成的结构材料）刀具和超硬材料（人造金刚石和立方氮化硼）刀具，进一步提高了切削速度和加工精度。随着机床和刀具的不断发展，切削加工的精度、效率和自动化程度不断提高，应用范围也日益扩大，从而促进了现代机械制造业的发展。
史海拾贝
二、焊条电弧焊
刀具的磨损与刀具的耐用度
刀具的磨损形式主要有后面磨损、前面磨损、前后两面同时磨损三种。一把新刀具使用一段时间后会变钝，此时必须重新刃磨刀具，否则将影响切削质量与切削效率。刀具两次刃磨中间的实际切削时间称为刀具的耐用度，单位为min。影响刀具耐用度的因素很多，如切削速度、刀具材料、刀具几何角度、切削用量和冷却润滑情况等，其中以切削速度影响最大。因此，生产中常限定切削速度，以保证刀具的耐用度。
拓展知识
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