金屬切削與刀具教學方法

A. 什麼叫金屬切削加工常見的切削加工方法有哪些

金屬切削加工就是利用工件和刀具之間的相對（切削）運動，用刀具上的切削刃切除工件上的多餘金屬層，從而獲得具有一定加工質量零件的過程.常見的有車、鏜、刨、銑、鑽、磨等。

B. 機床切削加工都有哪些方式

金屬切削機床的運動形式及切削方式機床的運動可分為主運動和進給運動。主運動是切削金屬最基本的運動，它促使刀具和工件之間產生相對運動，從而使刀具前面接近工件；進給運動使刀具與工件之間產生附加的相對運動，加上主運動，即可不斷地或連續地切削，並得出具有所需幾何特性的加工表面。機床種類不同，切削方式、工件和刀具的運動形式就不同，對安全的要求也不同。有的切削方式以工件作主運動，刀具作進給運動；有的以刀具作主運動，工件作進給運動。常見的切削方式有：
(1)車削：工件旋轉作主運動，車刀作進給運動。
(2)銑削：銑刀旋轉作主運動，工件或銑刀作進給運動。
(3)刨削：用刨刀對工件作水平相對直線往復運動，如牛頭刨床滑枕帶動刀具作主運動，工作台帶動工件作間歇的進給運動。
(4)鑽削：鑽頭或擴孔鑽在工件上加工，一般是鑽頭作主運動及進給運動，而工件不動。
(5)鉸削：用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬層，以提高其尺寸精度和表面光潔度。鉸刀旋轉作主運動，工件或鉸刀作進給運動。
(6)鏜削：鏜刀旋轉作主運動，工件或鏜刀作進給運動。
(7)插削：插刀對工件作垂直相對直線往復運動，工件或插刀作進給運動。
(8)磨削：用磨具如砂輪以較高線速度對工件表面進行磨削加工，磨具旋轉作主運動，工件作進給運動。
切削加工方式還有珩磨、超精加工、拉削、推削、鏟削、刮削等。以上切削方式中，用得最多的是車削和磨削。

C. 金屬切削刀具 課件

多媒體「金屬切削刀具」CAI課件的開發實踐評論推薦

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徐明 劉惠鑫
沈陽工業學院專科學校

《沈陽航空工業學院學報》
1998年第15卷第1期
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摘 要:本文通過多媒體「金屬切削刀具」CAI課件的開發實踐，論述了CAI課件在教學中的重要作用，闡述了CAI課件的製作方法和具體實踐過程。

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關 鍵 詞:計算機輔助教學 金屬切削 刀具 多媒體 課件
學科分類:TG71[工業技術 > 金屬學與金屬工藝 > 刀具、磨料、磨具、夾具、模具和手工具 > 刀具]
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D. 金屬切削刀具應該怎麼選擇，都有哪些要求

現代製造技術的發展及數控設備的廣泛使用，極大地推動了切削技術的進步。隨著數控化和自動化的需要，對金屬切削刀具提出了高可靠度、高精度、長壽命、快速轉位更換、斷屑良好等更高要求。刀具結構設計及切削部分的形狀種類變得十分繁多，給機械和刀具設計人員合理選擇刀具帶來一定困難。根據不同特徵選擇所需刀具，對實現高度自動化切削具有十分重要的意義。下面簡單介紹下金屬切削工具的角度怎麼選：
一、對刀具材料的要求
(1)較高的硬度。其硬度應高於工件材料的硬度。
(2)良好的耐磨性。使刀具的時間延長，提高效率。
(3)足夠的強度和韌度。以保證對切削抗力、沖擊力與振動有足夠的承受能力。
(4)高的耐熱性。能在高溫下維持切削所需的硬度、耐磨性、強度和韌度。
二、常用的刀具材料
(1)合金工具鋼。有較高的熱硬性但價格低廉，常用來製造形狀復雜的低速刀具，如鉸刀、絲錐和板牙等。
(2)高速工具鋼。其高溫硬度、耐磨性都比合金工具鋼好。由於其熱處理性能好，有較高的強度和良好的刃磨性，被廣泛用於製造成形車刀、銑刀、鑽頭和拉刀等各種機用刀具。
(3)硬質合金。是由碳化鎢、碳化鈦和鈷等材料用粉末冶金方法製成的合金。通常是將硬質合金刀片固定在刀體上使用，目前硬質合金已成為主要的刀具材料之一。
三、刀具的幾何形狀
刀具的幾何形狀主要指切削部分的幾何形狀，包括切削部分的組成、輔助平面、切削部分的幾何角度等內容。
(1)前面。切屑流出時首先接觸的表面。為使切屑捲曲、折斷，切削塑性材料時刀具的前面一般磨有斷屑槽。前面可為平面也可為曲面。
(2)主後刀面。切削時，刀具上與工件切削表面相對著的表面。
(3)副後刀面。切削時，刀具上與工件已完成表面相對著的表面。
(4)主切削刃。前面與主後刀面的交線，它擔負著主要的切削任務。
(5)副切削刃。前面與副後刀面的交線，它只擔負少量的切削任務。
(6)刀尖。主切削刃和副切削刃的交點。為增強刀尖的強度和耐磨性，刀尖常常修磨成一段很小的直線或圓弧。
四、車刀的幾何角度
(1)前角。它反映前面的傾斜程度，前角越大刀具越鋒利切削越輕快。但前角大會降低刀頭部分的強度，切削過程中容易崩刃。
(2)後角。後角的主要作用是減少刀具與加工表面的摩擦，但過大會降低刀頭強度散熱變差。
(3)楔角。前面與主後刀面的夾角。
(4)主偏角。它決定了主切削刀的長度、刀尖強度和徑向力。主偏角較小時切削寬度增加切削厚度減薄，主切削刀的長度增加刀具磨損較小耐用。但容易引起振動增大徑向力，頂彎細長工件影響精度。
(5)副偏角。它可以減少副切削刃與已完成表面間的摩擦。
(6)刀尖角。它反映了刀尖的強度和散熱條件。
(7)刃傾角。它主要影響刀頭的強度和排屑方向改變刀頭的受力情況，粗工時為了提高刀頭的強度常取負值，粗工時為了不使切屑劃傷已完成面取正值。
五、切削油的選擇注意事項
切削油是金屬切削工藝必須採用的一種介質，在過程中主要起到潤滑、冷卻、清洗等作用。
(1)專用的切削油含有硫化極壓抗磨添加劑成分，可以有效的保護刀具，提高工藝精度。
(2)專用的切削油與菜籽油、機械油、再生油相比，具有良好的穩定性，不會對設備、人體、環境產生危害。
(3)專用的切削油在粘度、閃點、傾點、導熱性能等方面均通過嚴格的測試，以滿足各種切削工藝需求。

E. 常見的金屬切削工藝有哪些分類

金屬切削加工過程中刀具與工件之間相互作用和各自的變化規律是一門學科。在設計機床和刀具﹑制訂機器零件的切削工藝及其定額﹑合理地使用刀具和機床以及控制切削過程時﹐都要利用金屬切削原理的研究成果﹐使機器零件的加工達到經濟﹑優質和高效率的目的。通常切削工藝可以按工藝特徵、加工精度、工件表面成型等進行區分，下面就簡單介紹下常見的切削工藝有哪些：
一、按工藝特徵區分
切削加工的工藝特徵決定於切削工具的結構以及切削工具與工件的相對運動形式。按工藝特徵，切削加工一般可分為：車削、銑削、鑽削、鏜削、鉸削、刨削、插削、拉削、鋸切、磨削、研磨、珩磨、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、螺紋加工、超精密加工、鉗工和刮削等。
二、按材料切除率和加工精度區分：
按材料的切除率和加工精度的高低進行區分，精度越高加工難度也就越大，對於切削刀具、工件材質、切削油、設備加工速度等要求也就越高。
1、粗加工：用大的切削深度，經一次或少數幾次走刀從工件上切去大部分或全部加工餘量，如粗車、粗刨、粗銑、鑽削和鋸切等，粗加工加工效率高而加工精度較低，一般用作預先加工，有時也可作最終加工。
2、半精加工：一般作為粗加工與精加工之間的中間工序，但對工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可以作為最終加工。
3、精加工：用精細切削的方式使加工表面達到較高的精度和表面質量，如精車、精刨、精鉸、精磨等。精加工一般是最終加工。
4、精整加工：在精加工後進行，其目的是為了獲得更小的表面粗糙度，並稍微提高精度。精整加工的加工餘量小，如珩磨、研磨、超精磨削和超精加工等。
5、修飾加工：目的是為了減小表面粗糙度，以提高防蝕、防塵性能和改善外觀，而並不要求提高精度，如拋光、砂光等。
6、超精密加工：航天、激光、電子、核能等尖端技術領域中需要某些特別精密的零件，這就需要採取特殊措施進行超精密加工，如鏡面車削、鏡面磨削、軟磨粒機械化學拋光等。
三、按表面形成方法區分：
切削加工時，工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相對運動來獲得的。按表面形成方法，切削加工可分為3類。
1、刀尖軌跡法：依靠刀尖相對於工件表面的運動軌跡來獲得工件所要求的表面幾何形狀，如車削外圓、刨削平面、磨削外圓、用靠模車削成形面等。刀尖的運動軌跡取決於機床所提供的切削工具與工件的相對運動。
2、成形刀具法：簡稱成形法，用與工件的最終表面輪廓相匹配的成形刀具或成形砂輪等加工出成形面。此時機床的部分成形運動被刀刃的幾何形狀所代替，如成形車削、成形銑削和成形磨削等。由於成形刀具的製造比較困難，機床-夾具-工件-刀具所形成的工藝系統所能承受的切削力有限，成形法一般只用於加工短的成形面。
3、展成法：又稱滾切法，加工時切削工具與工件作相對展成運動，刀具（或砂輪）和工件的瞬心線相互作純滾動，兩者之間保持確定的速比關系，所獲得加工表面就是刀刃在這種運動中的包絡面。齒輪加工中的滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒（不包括成形磨齒）等均屬展成法加工。
隨著科學技術的不斷提高，大型金屬加工設備、高強度復合刀具、高硬度輕量化原材料、切削油研發等工藝的日趁成熟，未來的切削技術也向著深層化、納米精度化、流程化、智能化發展，如何應對大量新興技術帶來的切削技術革新，將成為企業下一個待以解決課題。

F. 什麼是金屬切削加工切削運動的主要形式有哪五種

金屬切削加工切削運動的主要形式有：工件的運動、刀具的運動。車床加工是工件與刀具同時運動、銑床加工是刀具與工件同時運動，刀具是主運動。不過，車床的工件是主運動；磨床加工也是砂輪與工件同時運動，砂輪是主運動。鉗工鑽孔、鏜孔、攻絲加工也是刀具運動，工件不動。

G. 論述：選擇刀具幾何角度的原則與方法

一、前角的選擇原則：
（1）工件材料的強度、硬度低，塑性好時，應取較大的前角；反之應取較小的前角；加工特硬材料（如淬硬鋼、冷硬鑄鐵等）甚至可取負 的前角
（2）刀具材料的抗彎強度及韌性高時，可取較大的前角
（3）斷續切削或精大工時，應取較小的前角，但如果此時有較大的副刃傾角配合，仍可取較大的前角，以減小徑向切削力
（4）高速切削時，前角對切屑變形及切削力的影響較小，可取較小前角 （5）工藝系統鋼性差時，應取較大的前角

二、後角的選擇原則：
（1）精加工時，切削厚度薄，磨損主要發生在後刀面，宜取較大後角；粗加工時，切削厚度大，負荷重，前、後面均要發生磨損、宜取較 小後角
（2）多刃刀具切削厚度較薄，應取較大後角
（3）被加工工件和刀具鋼性差時，應取較小後角，以增大後刀面與工件的接觸面積，減少或消除振動
（4）工件材料的強度、硬度低、塑性好時，應取較大的後角，反之應取較小的後角；但對加工硬材料的負前角刀具，後角應稍大些，以便刀 刃易於切入工件
（5）定尺寸刀具（如內拉刀、鉸刀等）應取較小後角，以免重磨後刀具尺寸變化太大
（6）對進給運動速度較大的刀具（如螺紋車刀、鏟齒車刀等），後角的選擇應充分考慮到工作後角與標注後角之間的差異
（7）鏟齒刀具（如成形銑刀、滾刀等）的後角要受到鏟背量的限制，不能太大，但要保證側刃後角不小於2°

三、主偏角的選擇原則：
（1）工件材料強度、硬度高時，應選擇較小的主偏角
（2）在工藝系統剛性允許的條件下，應盡可能採用較小的主偏角，以提高刀具的壽命
（3）在切削過程中，刀具需要作中間切入時，應取較大的主偏角
（4）主偏角的大小還應與工件的形狀相適應（如車階梯軸，銑直角台階等）
（5）採用小主偏角時應考慮到切削刃有效長度是否足夠。

四、副偏角的選擇原則：
（1）工件或刀具鋼性較差時，應取較大的副偏角
（2）精加工刀具應取較小的或零度副偏角，以加副切削刃對工件已加工表面的修光作用
（3）在切削過程中需要作用中間切入或雙向進給的刀具，應取較大的副偏角
（4）切斷、切糟及孔加工刀具的副偏角應取較小值，以保證重磨後刀具尺寸變化量較小

五、刃傾角的選擇原則：
（1）精加工時刃傾角應取正值，使切屑流向待向工表面，以免劃傷已加工表面
（2）沖擊負荷較大的斷續切削，應取較大負值的刃傾角，以保護刀尖，提高切削平穩性，此時可配合採用較大的前角，以免徑向切削力過大
（3）加工高硬度材料時，可取負值傾角，以提高刀具強度
（4）微量切削的精加工刀具可取特別大的刃傾角
（5）孔加工刀具（如鏜刀、鉸刀）的刃傾角方向，應根據孔的性質決定。加工通孔時，應取正值刃傾角，使切屑由孔的前方排出，以免劃傷孔壁；加工盲孔時，應取負值刃傾角，使切屑向後排出

H. 刀具知識

刀具的基本知識

刀具是機械製造中用於切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。
絕大多數的刀具是機用的，但也有手用的。由於機械製造中使用的刀具基本上都用於切削金屬材料，所以「刀具」一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。
刀具的發展在人類進步的歷史上佔有重要的地位。中國早在公元前28～前20世紀，就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鑽、刀等銅質刀具。戰國後期(公元前三世紀)，由於掌握了滲碳技術，製成了銅質刀具。 當時的鑽頭和鋸，與現代的扁鑽和鋸已有些相似之處。
然而，刀具的快速發展是在18世紀後期，伴隨蒸汽機等機器的發展而來的。1783年，法國的勒內首先制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關麻花鑽的發明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產。
那時的刀具是用整體高碳工具鋼製造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特製成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和．懷特發明高速鋼。1923年，德國的施勒特爾發明硬質合金。
在採用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，採用高速鋼時，又提高兩倍以上，到採用硬質合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質量和尺寸精度也大大提高。
由於高速鋼和硬質合金的價格比較昂貴，刀具出現焊接和機械夾固式結構。1949～1950年間,美國開始在車刀上採用可轉位刀片，不久即應用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關於陶瓷刀具的專利。1972年，美國通用電氣公司生產了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學氣相沉積法，生產碳化鈦塗層硬質合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發展了物理氣相沉積法，在硬質合金或高速鋼刀具表面塗覆碳化鈦或氮化鈦硬質層。表面塗層方法把基體材料的高強度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結合起來，從而使這種復合材料具有更好的切削性能。
刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的刀具，包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等；孔加工刀具，包括鑽頭、擴孔鑽、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外，還有組合刀具。
按切削運動方式和相應的刀刃形狀，刀具又可分為三類。通用刀具，如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鑽頭、擴孔鑽、鉸刀和鋸等；成形刀具，這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀，如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。
各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上，藉助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，並藉助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用於較小的麻花鑽、立銑刀等刀具，切削時藉助夾緊時所產生的摩擦力傳遞扭轉力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼製成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。
刀具的工作部分就是產生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結構要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分，如鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、內表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導刀具。
刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結構是在刀體上做出切削刃；焊接結構是把刀片釺焊到鋼的刀體上；機械夾固結構又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釺焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質合金刀具一般製成焊接結構或機械夾固結構；瓷刀具都採用機械夾固結構。
刀具切削部分的幾何參數對切削效率的高低和加工質量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形，減小切屑流經前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時會降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。
在選擇刀具的角度時，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(粗、精加工)等，必須根據具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指製造和測量用的標注角度在實際工作時，由於刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變，實際工作的角度和標注的角度有所不同，但通常相差很小。
製造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，並不易變形。
通常當材料硬度高時，耐磨性也高；抗彎強度高時，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現代仍是應用最廣的刀具材料，其次是硬質合金。
聚晶立方氮化硼適用於切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用於切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼現在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。
硬質合金可轉位刀片現在都已用化學氣相沉積法塗覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發展的物理氣相沉積法不僅可用於硬質合金刀具，也可用於高速鋼刀具，如鑽頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質塗層作為阻礙化學擴散和熱傳導的障壁，使刀具在切削時的磨損速度減慢，塗層刀片的壽命與不塗層的相比大約提高1～3倍以上。

I. 什麼是金屬切削加工

金屬切削加工就是利用切削刀具從毛坯上切除多餘的金屬，以獲得要求的形狀、尺寸和表面精度零件的加工方法。
鑄造、鍛壓和焊接等工藝方法，通常只能用來製造毛坯和較粗糙的零件。凡是要求精度較高的零件，一般來說都需要進行切削加工。因此，切削加工在機械製造業中佔有重要的地位。金屬切削加工雖然有各種不同的形式，如車、刨、銑、磨以及齒輪加工等但是也存在共同的現象和規律，即從毛坯上切削去多餘的金屬。掌握這些現象和規律對正確地進行切削加工，對保證零件的加工質量，提高生產率和降低成本，都有著重要的意義。
金屬切削工藝包括有車、刨、鑽、銑等不同的類型，但是概括地看，任何使用刀具從坯件或半成品上去除一定厚度的金屬層，而得到在形狀上及表面粗糙度上達到要求的加工工藝都是切削加工。當工件與刀具接觸，切削層金屬經過彈性變形、滑移和切離等階段而變為切屑的這一過程為金屬切削。

J. 金屬切削原理與刀具的內容簡介

本書是以高等職業院校機械製造專業制訂的《金屬切削原理與刀具》教學大綱為依據，並參照當前對技能型緊缺人才培訓專業知識要求編寫的。全書共十三章，主要介紹「金屬切削原理」、「切削刀具」的基礎理論，以及常用刀具的結構及使用知識，此外，適當反映當前切削加工中新知識、新技術等。 本教材可作為高等職業院校教學參考書，也可作為中專、中職和企業的培訓教學用。