機(jī)械制造基礎(chǔ)第二版第2章z金屬切削機(jī)床與刀具

第二章金屬切削機(jī)床與刀具本章要點(diǎn)零件外表成形方法切削運(yùn)動(dòng)和切削要素金屬切削機(jī)床分類刀具的類型和幾何參數(shù)機(jī)床的傳動(dòng)原理和系統(tǒng)機(jī)械制造根底第2章

金屬切削機(jī)床與刀具2.1機(jī)械零件外表成形過(guò)程2.1.1零件外表的成形方法

零件的外表通常是幾種根本形狀的外表：平面、圓柱面、圓錐面以及各種成形面或是幾種根本形狀外表的組合。機(jī)械零件根本形狀的外表都可以看成是一條線〔母線〕，沿著另一條線〔導(dǎo)線〕運(yùn)動(dòng)的軌跡。2.1.1零件外表的成形方法1.軌跡法母線和導(dǎo)線都是由刀具的切削刃端點(diǎn)〔刀尖〕相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡。刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡和工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)合，形成了回轉(zhuǎn)成形面所需的母線和導(dǎo)線。2.1.1零件外表的成形方法

2.成形法刀具的切削刃就是被加工外表的母線，導(dǎo)線是刀具切削刃相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)形成的。刨刀切削刃的形狀就是被加工外表的母線，刨刀的直線運(yùn)動(dòng)形成導(dǎo)線。2.1.1零件外表的成形方法

3.展成法在對(duì)齒形外表進(jìn)行加工時(shí)，利用刀具和工件作展成運(yùn)動(dòng)形成發(fā)生線的方法。切削刃各瞬時(shí)位置的包絡(luò)線是齒形外表的母線，導(dǎo)線是由刀具沿齒長(zhǎng)方向的運(yùn)動(dòng)形成。2.1.1零件外表的成形方法

4.相切法它是利用刀具切削刃的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成發(fā)生線的方法。刀具的切削刃與工件相切形成母線，刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成導(dǎo)線。2.1.2外表成形運(yùn)動(dòng)從幾何的角度來(lái)分析，為保證得到工件外表形狀所需的運(yùn)動(dòng)，稱為成形運(yùn)動(dòng)。外表成形運(yùn)動(dòng)按其外表形狀和成形方法的不同，可分為兩種類型1.簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)

一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)是由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的，這個(gè)成形運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)。2.1.2外表成形運(yùn)動(dòng)

2.復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或〔和〕直線運(yùn)動(dòng)，按照某種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成的，這個(gè)成形運(yùn)動(dòng)稱為復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素

1〕主運(yùn)動(dòng)——對(duì)切削起主要作用的工作運(yùn)動(dòng)，消耗機(jī)床的主要功率。機(jī)床主運(yùn)動(dòng)只有1個(gè)?！糁饕问剑孩俟ぜ虻毒咦骰剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用轉(zhuǎn)速〔r/mim〕表示；②工件或刀具作直線運(yùn)動(dòng)，用速度〔m/min〕或行程次數(shù)〔dst/min〕表示；③復(fù)合運(yùn)動(dòng)2〕進(jìn)給運(yùn)動(dòng)——使工件不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)。機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有一個(gè)或幾個(gè)?！魞煞N形式：連續(xù)進(jìn)給和間歇進(jìn)給?！舯硎痉椒ǎ簃m/min，mm/r，mm/dst機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素

1〕切入〔吃刀〕運(yùn)動(dòng)2〕空行程運(yùn)動(dòng)〔趨進(jìn)、退刀、返回、調(diào)位…〕3〕其他〔分度、轉(zhuǎn)位、變速、換刀、測(cè)量、補(bǔ)償…〕輔助運(yùn)動(dòng)2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素

典型表面加工方法◆主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削加工的根本運(yùn)動(dòng)，可以由刀具來(lái)完成，也可以由工件來(lái)完成；可以是直線運(yùn)動(dòng)〔用T表示〕，也可以是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)〔用R表示〕。正是由于上述不同運(yùn)動(dòng)形式和不同運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的多種組合，產(chǎn)生了不同的加工方法。

外圓磨無(wú)心磨車銑加工滾壓加工銑削成形磨（橫磨）主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)表外圓表面加工方法刀具T/RT主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件表面成形原理圖RRRRRTRRT/R車削成形車削拉削研磨2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素表內(nèi)圓表面加工方法表面成形原理圖鉆擴(kuò)鉸鏜拉擠行星式內(nèi)圓磨主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)刀具主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件RRTRRT/RTRTRTTRTT內(nèi)圓磨無(wú)心磨2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)表平面加工方法刀具主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件表面成形原理圖RTRTTT刨插周銑端銑平磨端面平磨車?yán)璗2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素車螺紋板牙主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)表螺紋加工方法刀具主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件表面成形原理圖RTRRTTR滾壓絲錐銑螺紋梳形銑刀旋風(fēng)銑磨螺紋RR2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)表齒形加工方法刀具主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件表面成形原理圖RTRTTR/TRRR/T銑齒指狀銑刀銑齒成形磨齒滾齒剃齒插齒蝸桿砂輪磨齒碟形砂輪磨齒錐形砂輪磨齒2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素

〔1〕已加工外表是指經(jīng)切削形成的新外表。它隨著切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行而逐漸擴(kuò)大?！?〕待加工外表是指即將被切除的外表。他隨著切削運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行而逐漸縮小，直至全部切除。〔3〕過(guò)渡外表是指正在切削著的外表?！銮邢鬟^(guò)程中的表面2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素切削速度vc假設(shè)主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其平均速度為：

式中n——主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速〔r/s〕；d——刀具或工件的最大直徑〔mm〕。式中nr——主運(yùn)動(dòng)每秒鐘往復(fù)次數(shù)〔str/s〕；l——往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度〔mm〕。

進(jìn)給量：工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)(或主運(yùn)動(dòng)一循環(huán)時(shí))，兩者沿進(jìn)給方向上相對(duì)移動(dòng)的距離，單位為mm/r。背吃刀量：主刀刃與工件切削外表接觸長(zhǎng)度在主運(yùn)動(dòng)方向及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所組成的平面的法線方向上測(cè)量的值。3、切削用量2.1.3切削運(yùn)動(dòng)和切削要素切削厚度

（2-4）切削寬度

（2-5）圖2-7切削層截面bDhD=ffdwDmapa）ΚrhDbD

=apb）c）4、切削層參數(shù)2-2金屬切削機(jī)床

第二章金屬切削機(jī)床與刀具第二節(jié)金屬切削機(jī)床2-2金屬切削機(jī)床

1〕動(dòng)力源：為機(jī)床提供動(dòng)力〔功率〕和運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)局部2〕傳動(dòng)系統(tǒng)：包括主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)和其他運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，如變速箱、進(jìn)給箱等部件3〕支撐件：用于安裝和支承其它固定的或運(yùn)動(dòng)的部件，承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等4〕工作部件：包括2、機(jī)床的組成①與主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的有關(guān)執(zhí)行部件，如主軸及主軸箱、工作臺(tái)及其溜板、滑枕等安裝工件或刀具的部件；②與工件和刀具有關(guān)的部件或裝置，如自動(dòng)上下料裝置、自動(dòng)換刀裝置、砂輪修整器等；③與上述部件或裝置有關(guān)的分度、轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等。2-2金屬切削機(jī)床5〕控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)用于控制各工作部件的正常工作，主要是電氣控制系統(tǒng)，有些機(jī)床局部采用液壓或氣動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床那么是數(shù)控系統(tǒng)。6〕冷卻系統(tǒng)7〕潤(rùn)滑系統(tǒng)機(jī)床的組成8〕其他裝置：如排屑裝置，自動(dòng)測(cè)量裝置2-2金屬切削機(jī)床3、機(jī)床的分類

按機(jī)床的加工性質(zhì)和所用刀具來(lái)分類，分成為12大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床和其它機(jī)床。每一類機(jī)床，又可按其結(jié)構(gòu)、性能和工藝特點(diǎn)的不同細(xì)分為假設(shè)干組。同類型機(jī)床按通用性程度分為：通用機(jī)床〔或稱萬(wàn)能機(jī)床〕、專門化機(jī)床和專用機(jī)床三類機(jī)床還可以按自動(dòng)化程度分為：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床。機(jī)床還可以按質(zhì)量和尺寸分為；儀表機(jī)床、中型機(jī)床、大型機(jī)床〔質(zhì)量達(dá)10t〕、重型機(jī)床〔質(zhì)量達(dá)30t以上〕和超重型機(jī)床〔質(zhì)量在100t以上〕。圖2-35臥式車床的基本結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)1—主軸箱2—夾盤3—刀架4—后頂尖5—尾座6—床身7—光杠8—絲杠9—溜板箱10—底座11—進(jìn)給箱XZn

◆普通車床2-2金屬切削機(jī)床

◆萬(wàn)能臥式升降臺(tái)銑床nXY2-2金屬切削機(jī)床圖2-36萬(wàn)能臥式升降臺(tái)銑床1—底座2—床身3—懸梁4—主軸5—支架6—工作臺(tái)7—回轉(zhuǎn)盤8—床鞍9—升降臺(tái)圖2-37立式鉆床1—工作臺(tái)2—主軸3—主軸箱4—立柱5—底座圖2-38搖臂鉆床1—底座2—工作臺(tái)3—立柱4—搖臂5—主軸箱和進(jìn)給箱6—主軸nnff

◆立式鉆床與搖臂鉆床2-2金屬切削機(jī)床圖2-39臥式鏜床1—床身2—下滑座3—工作臺(tái)4—主軸箱5—前立柱6—主軸7—后立柱8—后支撐XZfn◆臥式鏜床2-2金屬切削機(jī)床

◆普通外圓磨床圖2-40普通外圓磨床1—床身2—床頭箱3—砂輪4—砂輪主軸箱5—尾座6—導(dǎo)軌7—工件8—工作臺(tái)fLfRnGnW2-2金屬切削機(jī)床

◆立式加工中心2-2金屬切削機(jī)床nXYZ圖2-41立式加工中心1—床身2—滑座3—工作臺(tái)4—立柱5—數(shù)控柜6—機(jī)械手7—刀庫(kù)8—主軸箱9—驅(qū)動(dòng)電柜10—操縱面板2-2金屬切削機(jī)床

注：1）有“□”符號(hào)者，為大寫的漢語(yǔ)拼音字母；2）有“△”符號(hào)者，為阿拉伯?dāng)?shù)字；3）有“（）”的代號(hào)或數(shù)字，當(dāng)無(wú)內(nèi)容時(shí)則不表示，有內(nèi)容時(shí)應(yīng)去掉括號(hào)分類代號(hào)類別代號(hào)通用特性和結(jié)構(gòu)特性代號(hào)組別代號(hào)型別代號(hào)主參數(shù)或設(shè)計(jì)順序號(hào)主軸數(shù)（用“·”分開）重大改進(jìn)序號(hào)同一型號(hào)機(jī)床的變型代號(hào)(用“／”分開)最大跨距、最大工件長(zhǎng)度、工作臺(tái)長(zhǎng)度等第二參數(shù)(用“×”分開)(△)

□

(□)

△

△

△△

(·△)

(□)

(／△)

(×△)4、機(jī)床型號(hào)的編制

2-2金屬切削機(jī)床類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨插床拉床鋸床其他機(jī)床代號(hào)CZTM2M3MYSXBLGQ讀音車鉆鏜磨二磨三磨牙絲銑刨拉割其〔1〕機(jī)床的類別代號(hào)機(jī)床的類別代號(hào)用大寫漢語(yǔ)拼音表示。例如：“車床〞的漢語(yǔ)拼音是“chechuang〞，所以用“C〞表示，讀作“車〞。當(dāng)需要時(shí)，每一類可分為假設(shè)干個(gè)分類，其表示方法是在類別代號(hào)前用阿拉伯?dāng)?shù)字表示

2-2金屬切削機(jī)床〔2〕機(jī)床的特征代號(hào)機(jī)床的特征代號(hào)表示機(jī)床具有的特殊性能，它包括通用特征和結(jié)構(gòu)特征。1〕通用特征代號(hào)當(dāng)某種機(jī)床除普通形式外，還有某種特征時(shí)應(yīng)在類代號(hào)后用字母表示，表2－2所示為常用的通用特征代號(hào)?！?〕結(jié)構(gòu)特征代號(hào)無(wú)統(tǒng)一規(guī)定，也用字母表示通用特性高精度精密自動(dòng)半自動(dòng)數(shù)控加工中心仿型輕型加重型簡(jiǎn)式或經(jīng)濟(jì)型柔性加工單元數(shù)顯高速代號(hào)GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控?fù)Q仿輕重簡(jiǎn)柔顯速

2-2金屬切削機(jī)床〔3〕機(jī)床組別代號(hào)和系別代號(hào)機(jī)床的組別和系別代號(hào)用兩位數(shù)字表示，前位表示組別，后位表示系列。每類機(jī)床分為十個(gè)組，每組又分假設(shè)干個(gè)系，分別用0～9表示。表2－3所示為機(jī)床的類、組別劃分

2-2金屬切削機(jī)床〔3〕機(jī)床組別代號(hào)和系別代號(hào)機(jī)床的組別和系別代號(hào)用兩位數(shù)字表示，前位表示組別，后位表示系列。每類機(jī)床分為十個(gè)組，每組又分假設(shè)干個(gè)系，分別用0～9表示。表2－3所示為機(jī)床的類、組別劃分2-2金屬切削機(jī)床表2-7常用機(jī)床主參數(shù)和第二主參數(shù)最大模數(shù)最大工件直徑滾齒機(jī)工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度工作臺(tái)工作面寬度坐標(biāo)鏜床工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度工作臺(tái)工作面寬度矩臺(tái)平面磨床最大磨削長(zhǎng)度最大磨削直徑外圓磨床主軸直徑臥式鏜床最大跨矩最大鉆孔直徑搖臂鉆床工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度工作臺(tái)工作面寬度升降臺(tái)銑床最大車削直徑立式車床工件最大長(zhǎng)度床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑普通車床第二主參數(shù)主參數(shù)機(jī)床名稱〔5〕機(jī)床重大改進(jìn)順序號(hào)機(jī)床的重大改進(jìn)序號(hào)用于表示機(jī)床性能和結(jié)構(gòu)上的重大改進(jìn)，以與原型區(qū)別，序號(hào)按A、B、C、…的字母順序選用。2-2金屬切削機(jī)床〔5〕機(jī)床的其他特征代號(hào)機(jī)床其他特征代號(hào)用于反映各類機(jī)床的特征，如數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的不同、同一型號(hào)機(jī)床的變形等，用字母或阿拉伯?dāng)?shù)字表示或二者相結(jié)合來(lái)表示。〔6〕企業(yè)代號(hào)企業(yè)代號(hào)包括機(jī)床的生產(chǎn)廠家或機(jī)床研究所代號(hào)，置于輔助局部尾部，用“－〞分開，如輔助局部只有企業(yè)代號(hào)，那么不加“－〞。例如中捷友誼廠生產(chǎn)的搖臂鉆床Z3040×16/S2，型號(hào)中字母及數(shù)字的含義如下：Z3040×16/S2類別代號(hào)組代號(hào)系代號(hào)主參數(shù)第二主參數(shù)企業(yè)代號(hào)鉆床搖臂搖臂最大鉆孔直徑40mm最大跨距1600mm中捷友誼廠2-2金屬切削機(jī)床5、機(jī)床精度的概念機(jī)床本身的精度直接影響到零件的加工精度。因此，機(jī)床的精度必須滿足加工的要求?！?〕機(jī)床的精度包括幾何精度、傳動(dòng)精度和位置精度。①幾何精度包括：床身導(dǎo)軌的直線度、工作臺(tái)臺(tái)面的平面度等。②傳動(dòng)精度是指機(jī)床內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩端件之間運(yùn)動(dòng)關(guān)系的準(zhǔn)確性③位置精度是機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件，如工作臺(tái)、刀架和主軸箱等?！?〕機(jī)床的精度有靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)精度之分。①靜態(tài)精度是在無(wú)切削載荷以及機(jī)床不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速成度很低的情況下檢測(cè)的。靜態(tài)精度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容包括：精度檢驗(yàn)工程、檢驗(yàn)方法和允許的誤差范圍。動(dòng)態(tài)精度是機(jī)床在載荷、溫升、振動(dòng)等作用下的精度。②動(dòng)態(tài)精度除了與靜態(tài)精度密切有關(guān)外，很大程序上決定于機(jī)床的剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性等。2-2.2機(jī)床傳動(dòng)原理為了實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中所需的各種運(yùn)動(dòng)，機(jī)床必須具備以下三個(gè)根本局部：〔1〕執(zhí)行件執(zhí)行機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件。如主軸、刀架、工作臺(tái)等，其任務(wù)就是裝夾刀具和工件，直接帶動(dòng)它們完成運(yùn)動(dòng)形式的運(yùn)動(dòng)和保持準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌跡?！?〕運(yùn)動(dòng)源為執(zhí)行件提供和動(dòng)力的裝置。如交流異步電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。〔3〕傳動(dòng)裝置傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。通過(guò)它可以把運(yùn)動(dòng)源的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行件，使之獲得運(yùn)動(dòng)的速度和方向的運(yùn)動(dòng)；也可把兩個(gè)執(zhí)行件聯(lián)系起來(lái)，使二者保持某種確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。機(jī)床的傳動(dòng)裝置有機(jī)械、液壓、電氣、氣壓等多種形式，本書主要講述機(jī)械傳動(dòng)裝置，它應(yīng)用帶、齒輪、齒條、絲杠螺母、滾珠絲杠等傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)聯(lián)系。2-2金屬切削機(jī)床傳動(dòng)鏈——使運(yùn)動(dòng)源和執(zhí)行件以及兩個(gè)有關(guān)的執(zhí)行件保持運(yùn)動(dòng)聯(lián)系的一系列順序排列的傳動(dòng)件。外聯(lián)系傳動(dòng)鏈——聯(lián)系運(yùn)動(dòng)源和執(zhí)行件的傳動(dòng)鏈。內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈——聯(lián)系兩個(gè)執(zhí)行件之間的傳動(dòng)鏈。通常傳動(dòng)鏈中包含兩類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：一類是定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向固定不變，如定比齒輪副、蝸輪蝸桿副、絲杠螺母副、滾珠絲杠等；另一類是換置機(jī)構(gòu)，可根據(jù)加工要求變換傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向，如滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、掛輪變換機(jī)構(gòu)、離合器換向機(jī)構(gòu)等。2-2金屬切削機(jī)床為了便于研究機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)系，常用一些簡(jiǎn)明的符號(hào)把傳動(dòng)原理和傳動(dòng)路線表示出來(lái)，這就是傳動(dòng)原理圖。如圖2－4所示，其中點(diǎn)劃線代表傳動(dòng)鏈中所有的定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，棱形塊代表所有的換置機(jī)構(gòu)。2-2.3機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)它是由實(shí)現(xiàn)成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)的各傳動(dòng)鏈組成。通常由傳動(dòng)系統(tǒng)圖表達(dá)，如圖2－5所示為萬(wàn)能升降臺(tái)銑床XA6132的外形圖，圖2－6所示為萬(wàn)能升降臺(tái)銑床XA6132的傳動(dòng)系統(tǒng)圖。它是表示機(jī)床全部運(yùn)動(dòng)關(guān)系的示意圖。圖中各傳動(dòng)元件用簡(jiǎn)單的規(guī)定符號(hào)表示〔符號(hào)見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4460－84機(jī)械制圖－機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)〕，并標(biāo)注齒輪和蝸輪的齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、絲杠導(dǎo)程、帶輪直徑、電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速等。圖中各傳動(dòng)元件按照運(yùn)動(dòng)傳遞的先后順序，以展開圖形式畫在能反映主要部件相互位置的機(jī)床外形輪廓中。2-2.3機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)2-2.3機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈快速空程傳動(dòng)鏈2-2.4機(jī)床運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)床的運(yùn)動(dòng)計(jì)算通常有兩種情況：據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，確定某執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)速度或位移量例1根據(jù)圖2－6所示的傳動(dòng)系統(tǒng)，計(jì)算工作臺(tái)縱向進(jìn)給速度。⑴確定傳動(dòng)鏈的兩端件：進(jìn)給電動(dòng)機(jī)——工作臺(tái)。⑵根據(jù)兩端件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定它們的計(jì)算位移：電動(dòng)機(jī)1410r/min——工作臺(tái)縱向移動(dòng)速度uf縱向〔單位為mm/min〕。⑶根據(jù)計(jì)算位移經(jīng)及傳動(dòng)路線中各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，列運(yùn)動(dòng)平衡式：⑷計(jì)算進(jìn)給速度：將uⅦ-Ⅷ、uⅧ-Ⅸ、uⅨ-Ⅹ不同傳動(dòng)比代入運(yùn)動(dòng)平衡式，便可計(jì)算出工作臺(tái)的各級(jí)縱向進(jìn)給速度。2-2.4機(jī)床運(yùn)動(dòng)計(jì)算據(jù)執(zhí)行件所需的運(yùn)動(dòng)速度、位移量，或者有關(guān)執(zhí)行件之間所需保持的運(yùn)動(dòng)關(guān)系確定相應(yīng)傳動(dòng)鏈中換置機(jī)構(gòu)〔通常是掛輪變速機(jī)構(gòu)〕的傳動(dòng)比，以便進(jìn)行必要的調(diào)整例2根據(jù)圖2－7所示螺紋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈，確定掛輪變速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換公式。⑴確定傳動(dòng)鏈兩端件：主軸——刀架；⑵計(jì)算位移：主軸轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)——刀架移動(dòng)L〔L是工件螺紋的導(dǎo)程，單位為mm〕；⑶運(yùn)動(dòng)平衡式：(P＝12mm傳動(dòng)螺母導(dǎo)程)2-2.4機(jī)床運(yùn)動(dòng)計(jì)算⑷整理?yè)Q置公式，確定配換齒輪齒數(shù)：將工件螺紋導(dǎo)程L(假設(shè)L=9mm)代入運(yùn)動(dòng)平衡式，得出換置公式確定配換齒輪a、b、c、d的齒數(shù)有兩種：假設(shè)ux是無(wú)理數(shù)時(shí)可查有關(guān)資料取近似值〔誤差必須在允許的范圍內(nèi)〕。假設(shè)傳動(dòng)比ux是有理數(shù)且分解因子不大可用因式分解法。此例，即a＝45、b＝30、c＝60、d＝80?！矠榱吮ＷC齒輪的齒頂不至于碰到軸，必須滿足c+15<a+b；b+15<c+d，配換齒輪的齒數(shù)一般從20～120間隔為5選擇不同的齒數(shù)〕；2-2.5數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床的定義

常見的有數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控加工中心等。數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，首先要將被加工零件圖紙上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，按規(guī)定的代碼和格式編成加工程序，然后把加工程序輸入機(jī)床數(shù)控裝置，數(shù)控系統(tǒng)把程序進(jìn)行譯碼、運(yùn)算后向機(jī)床的各個(gè)坐標(biāo)的伺服裝置和輔助控制裝置發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件、并控制所需要的輔助動(dòng)作，完成零件的加工。2-2.5數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床的組成及分類

數(shù)控機(jī)床的根本組成包括加工程序、輸入裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、輔助控制裝置、反響裝置和機(jī)床本體。數(shù)控機(jī)床一般按以下幾種方法分類〔1〕按工藝用途分1〕普通數(shù)控機(jī)床在加工工藝過(guò)程中的一個(gè)工序上實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的自動(dòng)化機(jī)床，自動(dòng)化程度還不夠完善，工藝可能性和通用機(jī)床相似，刀具更換、零件裝夾仍需人工完成。2〕數(shù)控加工中心機(jī)床加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，又稱多工序數(shù)控機(jī)床，簡(jiǎn)稱加工中心。在一次裝夾后，可進(jìn)行多種工序加工，有效防止由于屢次安裝造成的定位誤差，并提高加工生產(chǎn)率。2-2.5數(shù)控機(jī)床概述〔2〕按運(yùn)動(dòng)軌跡分1〕點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床這類機(jī)床的數(shù)控裝置只能控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，在移動(dòng)過(guò)程中不能進(jìn)行切削加工。2〕點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床這類機(jī)床不僅要求具有準(zhǔn)確的定位功能，還要求當(dāng)機(jī)床的位移部件移動(dòng)時(shí)，可沿平行于坐標(biāo)軸的直線及與坐標(biāo)軸成45的斜線進(jìn)行加工。3〕輪廓控制數(shù)控機(jī)床這類機(jī)床的控制裝置不僅能準(zhǔn)確定位，而且還能夠控制加工過(guò)程中每點(diǎn)的速度和位置，以得到形狀復(fù)雜的零件輪廓。2-2.5數(shù)控機(jī)床概述〔3〕按伺服系統(tǒng)的控制方式分1〕開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床機(jī)床沒(méi)有檢測(cè)反響裝置，機(jī)床加工精度不高，其精度主要取決于伺服系統(tǒng)的性能。2〕閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床增加了檢測(cè)反響裝置，在加工過(guò)程中隨時(shí)檢測(cè)機(jī)床位移部件的位置，以到達(dá)很高精度。3〕半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床對(duì)工作臺(tái)實(shí)際不進(jìn)行檢查測(cè)量，而是測(cè)量伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，推算工作臺(tái)實(shí)際位移量2-2.5數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)特點(diǎn)

〔1〕傳動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)局部一般均由各自獨(dú)立的伺服電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。每一運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)了最短的傳動(dòng)路線，為提高傳動(dòng)精度提供了有利條件；〔2〕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，直線運(yùn)動(dòng)由滾珠絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)；〔3〕機(jī)床中所有內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈都由數(shù)控系統(tǒng)完成。2-2.5數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)

第二章金屬切削機(jī)床與刀具第三節(jié)刀具2-3.1刀具的類型金屬切削刀具是完成切削加工的重要工具，它直接參與切削過(guò)程，從工件上切除多余的金屬層。因?yàn)榈毒咦兓`活，作用顯著，所以它是切削加工中影響生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和本錢的最活潑的因素。根據(jù)用途和加工方法不同，刀具有如下幾大類1.切刀類包括車刀、刨刀、插刀、鏜刀、成形車刀、自動(dòng)機(jī)床和半自動(dòng)機(jī)床用的切刀以及一些專用切刀。一般多為只有一條主切削刃的單刃刀具。2.孔加工刀具是在實(shí)體材料上加工出孔或?qū)υ锌讛U(kuò)大孔徑〔包括提高原有孔的精度和減小外表粗糙度值〕的一種刀具。如麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、锪孔鉆、深孔鉆、鉸刀、鏜刀等。2-3.1刀具的類型3.拉刀類在工件上拉削出各種內(nèi)、外幾何外表的刀具，生產(chǎn)率高，用于大批量生產(chǎn)，刀具本錢高。4.銑刀類是一種應(yīng)用非常廣泛的在圓柱或端面具有多齒、多刃的刀具，它可以用來(lái)加工平面、各種溝槽、螺旋外表和成形外表等。5.螺紋刀具指加工內(nèi)、外螺紋外表用的刀具。常用的有絲錐、板牙、螺紋切頭、螺紋液壓工具以及螺紋車刀等。6.齒輪刀具用于加工齒輪、鏈輪、花鍵等齒形的一類刀具。如齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、花鍵滾刀等。7.磨具類用于外表精加工和超精加工的刀具。如砂輪、砂帶、拋光輪等。2-3.1刀具的類型8.組合刀具、自動(dòng)線刀具是根據(jù)組合機(jī)床和自動(dòng)線特殊要求設(shè)計(jì)的專用刀具，可以同時(shí)或依次工具假設(shè)干個(gè)外表。9.數(shù)控機(jī)床刀具刀具配置根據(jù)零件的工藝要求而定，有預(yù)調(diào)裝置、快速換刀裝置和尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)。10.特種加工刀具如水刀等。2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.1刀具的類型2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)金屬切削刀具的種類很多，各種刀具的結(jié)構(gòu)有的相差很大，但它們的切削局部的幾何形狀都大致相同，都是以普通外圓車刀切削局部的幾何形態(tài)為根本形態(tài)，其他刀具的切削局部都是由外圓車刀的切削局部演變而來(lái)的。因此，我們?cè)诘毒咔邢骶植扛径x時(shí)，是以普通外圓車刀為例進(jìn)行分析研究的。1、刀具切削局部的組成普通外圓車刀的切削局部包括以下要素切削局部由3個(gè)刀面〔前刀面、主后刀面和副后刀面〕，2個(gè)刀刃〔主切削刃和副切削刃〕和1個(gè)刀尖組成。2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)2、刀具角度

為定量地表示刀具切削局部的幾何形狀，必須把刀具放在一個(gè)確定的參考系中，用一組確定的幾何參數(shù)確切表達(dá)刀具外表和切削刃在空間的位置，該幾何參數(shù)稱為刀具角度。工作參考系，即規(guī)定刀具在切削加工時(shí)幾何參數(shù)的參考系，它與刀具的安裝情況、切削運(yùn)動(dòng)的大小和方向等因素有關(guān)。度量刀具角度的參考系分兩類。靜止參考系〔也稱標(biāo)注角度參考系〕，是用于定義刀具的設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)幾何參數(shù)的參考系，它不受刀具工作條件的影響，即只考慮主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向，不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的大小，刀具的安裝定位基準(zhǔn)與主運(yùn)動(dòng)方向平行或垂直；2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)刀具標(biāo)注角度參考系（正交平面參考系）主切削刃主后刀面前刀面副切削刃正交平面PoA1〕基面Pr：通過(guò)切削刃選定點(diǎn)與主運(yùn)動(dòng)方向垂直的平面?；媾c刀具底面平行。切削平面Ps基面Pr車刀正交平面參考系2〕切削平面Ps：通過(guò)切削刃選定點(diǎn)與主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。3〕正交平面Po：通過(guò)切削刃選定點(diǎn)垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。γo影響切削難易程度。增大前角可使刀具鋒利，切削輕快。但前角過(guò)大，刀刃和刀尖強(qiáng)度下降，刀具導(dǎo)熱體積減小，影響刀具壽命。Aκr′A向f圖2-50車刀的主要角度γ0γ′0α′0α0κrεrλsγ02-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)刀具標(biāo)注角度用硬質(zhì)合金車刀切削鋼件，γo取10～20°；切削灰鑄鐵，γo取5～15°；切削鋁及鋁臺(tái)金，γo取25～35°；切削高強(qiáng)度鋼，γo取-5～-10°。Aκr′A向f圖2-50車刀的主要角度γ0γ′0α′0α0κrεrλs后角的作用是為了減小主后刀面與工件加工外表之間的摩擦以及主后刀面的磨損。但后角過(guò)大，刀刃強(qiáng)度下降，刀具導(dǎo)熱體積減小，反而會(huì)加快主后刀面的磨損。α02-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)粗加工和承受沖擊載荷的刀具，為了使刀刃有足夠強(qiáng)度，后角可選小些，一般為4°～6°；精加工時(shí)切深較小，為保證加工的外表質(zhì)量，后角可選大一些，一般為8°～12°。主偏角應(yīng)根據(jù)加工對(duì)象正確選取，車刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°幾種。κr的大小影響刀具壽命。減小主偏角，主刃參加切削的長(zhǎng)度增加，負(fù)荷減輕，同時(shí)加強(qiáng)了刀尖，增大了散熱面積，使刀具壽命提高。κr的大小還影響切削分力。減小主偏角使吃刀抗力增大，當(dāng)加工剛性較弱的工件時(shí)，易引起工件變形和振動(dòng)。2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)Aκr′A向f圖2-50車刀的主要角度γ0γ′0α′0α0κrεrλsκrκr′AA向f圖2-50車刀的主要角度γ0γ′0α′0α0κrεrλs副偏角的作用是為了減小副切削刃與工件已加工外表之間的摩擦，以防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。副偏角的大小影響刀尖強(qiáng)度和外表粗糙度。2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)κr′在切深、進(jìn)給量和主偏角相同的情況下，減小副偏角可使殘留面積減小，外表粗糙度降低。a）b）c）圖2-51刃傾角對(duì)排屑方向的影響2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)λs影響刀尖強(qiáng)度和切屑流動(dòng)方向。粗加工時(shí)為增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，λs常取負(fù)值；精加工時(shí)為防止切屑劃傷已加工外表，λs常取正值或零。2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)標(biāo)注角度參考系還有：法平面參考系及標(biāo)注角度在刃傾角較大時(shí)，常用法平面內(nèi)前、后角

n、

n代替正交平面前、后角

o、

o。所謂法平面Pn，它是通過(guò)主切削刃上的選定點(diǎn)，垂直于切削刃在該點(diǎn)的切線的平面。由Pn、Pr、PS組成法平面參考系，如圖2－18a所示。標(biāo)注角度除

n、

n外，其余標(biāo)注角度與正交平面參考系相同背平面和假定工作平面參考系及標(biāo)注角度在制造和刃磨刀具時(shí)，常需要知道刀具在背平面和假定工作平面的角度。假定工作平面Pf是通過(guò)切削刃上的選定點(diǎn)，垂直于基面Pr且平行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面；背平面PP是通過(guò)切削刃上的選定點(diǎn)垂直于基面Pr和假定工作平面的平面。由Pf、Pr、PP組成背平面和假定工作平面參考系2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)標(biāo)注角度參考系還有：法平面參考系及標(biāo)注角度在刃傾角較大時(shí)，常用法平面內(nèi)前、后角

n、

n代替正交平面前、后角

o、

o。所謂法平面Pn，它是通過(guò)主切削刃上的選定點(diǎn)，垂直于切削刃在該點(diǎn)的切線的平面。由Pn、Pr、PS組成法平面參考系，如圖2－18a所示。標(biāo)注角度除

n、

n外，其余標(biāo)注角度與正交平面參考系相同背平面和假定工作平面參考系及標(biāo)注角度在制造和刃磨刀具時(shí)，常需要知道刀具在背平面和假定工作平面的角度。假定工作平面Pf是通過(guò)切削刃上的選定點(diǎn)，垂直于基面Pr且平行于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的平面；背平面PP是通過(guò)切削刃上的選定點(diǎn)垂直于基面Pr和假定工作平面的平面。由Pf、Pr、PP組成背平面和假定工作平面參考系刀具工作角度參考系及工作角度

2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)在實(shí)際工作中，由于假定的工作條件發(fā)生了變化，使標(biāo)注參考系中的各個(gè)坐標(biāo)面和測(cè)量面的位置也發(fā)生了變化。因此，刀具在切削加工時(shí)的工作角度要在工作參考系中進(jìn)行測(cè)量。工作參考系也分為正交平面工作參考系、法平面工作參考系以及工作平面和背平面工作參考系等。工作參考系中各坐標(biāo)平面的定義與標(biāo)注參考系方法一樣，只要用合成切削速度

e方向的取代主運(yùn)動(dòng)

c的方向即可。它們是工作基面Pre、工作切削平面Pse、工作正交平面Poe、工作法平面Pne、工作平面Pfe、工作背平面Ppe等相應(yīng)的工作角度分別用kre、kre′

、

Se、

oe、

oe表示，它們是在切削過(guò)程中真正起作用的角度。刀具工作角度

式中μ角是主運(yùn)動(dòng)方向與合成切削速度方向間的夾角。◆進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響橫向（圖2-53）α0e=α0-μγ0e=γ0+μ

μγ0μPsPes圖2-53切斷刀的工作角度f(wàn)xα0（2-8）2.6.2刀具幾何角度

（2-8a）

縱向（圖2-54）

在進(jìn)給剖面，有：將其換算到主剖面內(nèi)得到：在主剖面內(nèi)：（2-9）O—O圖2-54外圓車刀工作角度μffγoeαoeπdwμγooαμfoκrACAO

vf

B

C

B

f

O

dwαffeαγfγfe2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)◆刀具安裝對(duì)工作角度的影響

2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)刀尖高于工件的中心線車削外圓時(shí)，工作基面Pre和Pr、工作切削平面Pse和Ps之間有夾角

p,這時(shí)在背平面Pp內(nèi)工作的前、后角分別為：圖2-52車刀安裝高度對(duì)工作角度的影響γre=γrα0e=α0a）α

0e＜α0b）α

0e＞α0c）γre＜γrγre＞γr

2.6.2刀具幾何角度

如果刀尖低于工件中心，那么上述工作角度的變化正好相反。我們可以自己分析一下?！舻毒甙惭b傾斜的影響

2-3.2刀具切削局部的幾何參數(shù)式中G——刀具軸線的傾斜角度。對(duì)刀具切削部分材料的要求1〕高的硬度和耐磨性2〕足夠的強(qiáng)度和韌性3〕較好的熱硬性4〕良好導(dǎo)熱性5)較好的抗粘接性6〕較好化學(xué)穩(wěn)定性7)良好的工藝性經(jīng)濟(jì)性2-3.3刀具材料刀具材料種類很多，常用的有工具鋼〔包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼〕、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石〔天然和人造〕和立方氮化硼等。碳素工具鋼和合金工具鋼，因其耐熱性很差，目前僅用于手工工具?！舾咚黉摳咚黉撌且环N參加了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。特點(diǎn)：1〕強(qiáng)度高，抗彎強(qiáng)度為硬質(zhì)合金的2～3倍；2〕韌性高，比硬質(zhì)合金高幾十倍；3〕硬度HRc63以上，且有較好的耐熱性；4〕可加工性好，熱處理變形較小。應(yīng)用：常用于制造各種復(fù)雜刀具〔如鉆頭、絲錐、拉刀、成型刀具、齒輪刀具等〕。2-3.3刀具材料

常用刀具材料表2-9常用高速鋼牌號(hào)及其應(yīng)用范圍類別牌號(hào)主要用途普通高速鋼W18Cr4V廣泛用于制造鉆頭、絞刀、銑刀、拉刀、絲錐、齒輪刀具等W6Mo5Cr4V2用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等W14Cr4VmnRe用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等高性能高速鋼高碳95W18Cr4V用于制造對(duì)韌性要求不高，但對(duì)耐磨性要求較高的刀具高礬W12Cr4V4Mo用于制造形狀簡(jiǎn)單，對(duì)耐磨性要求較高的刀具超硬W6Mo5Cr4V2Al用于制造復(fù)雜刀具和難加工材料用的刀具W10Mo4Cr4V3Al耐磨性好，用于制造加工高強(qiáng)度耐熱鋼的刀具W6Mo5Cr4V5SiNbAl用于制造形狀簡(jiǎn)單的刀具，如加工鐵基高溫合金的鉆頭W12Cr4V3Mo3Co5Si耐磨性、耐熱性好，用于制造加工高強(qiáng)度鋼的刀具W2Mo9Cr4VCo8（M42）用作難加工材料的刀具，因其磨削性好可作復(fù)雜刀具，價(jià)格昂貴

2-3.3刀具材料

◆硬質(zhì)合金

超硬刀具材料包括天然金剛石、聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼三種。金剛石刀具主要用于加工高精度及粗糙度很低的非鐵金屬、耐磨材料和塑料，如鋁及鋁合金、黃銅、預(yù)燒結(jié)的硬質(zhì)合金和陶瓷、石墨、玻璃纖維、橡膠及塑料等。立方氮化硼主要用于加工淬硬鋼、噴涂材料、冷硬鑄鐵和耐熱合金等。天然金剛石是自然界最硬的材料，根據(jù)其質(zhì)量的不同，硬度范圍為HK8000～12000〔HK，Knoop硬度，單位kgf/mm2〕，密度為3.48～3.56。由于天然金剛石是一種各向異性的單晶體，因此，在晶體上的取向不同，耐磨性及硬度也有差異，其耐熱性為700～800℃。天然金剛石的耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃的鈍圓半徑可達(dá)0.01μm左右，刀具壽命可長(zhǎng)達(dá)數(shù)百小時(shí)。但天然金剛石價(jià)格昂貴，因此主要用于制造加工精度和外表粗糙度要求極高的零件的刀具，如加工磁盤、激光反射鏡、感光鼓、多面鏡等。金剛石刀具不適于加工鋼及鑄鐵。聚晶金剛石是由金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，因此不存在各向異性，其硬度比天然金剛石低，為HK6500～8000，價(jià)格廉價(jià)，焊接方便，可磨削性好，因此成為當(dāng)前金剛石刀具的主要材料，可在大局部場(chǎng)合替代天然金剛石刀具。用等離子CVD法開發(fā)的金剛石涂層刀具，其基體材料為硬質(zhì)合金或氮化硅陶瓷，用途和聚晶金剛石相同。由于可在形狀復(fù)雜的刀具〔如硬質(zhì)合金麻花鉆、立銑刀、成形刀具及帶斷屑槽的刀片等〕上進(jìn)行涂層，故具有廣闊的開展前途。聚晶立方氮化硼是由單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。由于成份及粒度的不同，聚晶立方氮化硼刀片的硬度在HV3000～4500間變動(dòng)，其耐熱性達(dá)1200℃左右，化學(xué)惰性很好，在1000℃的溫度下不與鐵、鎳和鈷等金屬發(fā)生化學(xué)反響。主要用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料等。用于高精度銑削時(shí)可以代替磨削加工。由于陶瓷、金剛石和立方氮化硼等材料韌性差、硬度高，因此要求使用這類刀具的機(jī)床剛性好、速度高、功率足夠、主軸偏擺小，并且要求機(jī)床一夾具一工件一刀具系統(tǒng)的剛性好。只有這樣才能充分發(fā)揮這些先進(jìn)刀具材料的作用，取得良好的使用效果。硬質(zhì)合金因其切削性能優(yōu)良而被廣泛用來(lái)制作各種刀具。在我國(guó)，絕大多數(shù)車刀、面銑刀和深孔鉆都采用硬質(zhì)合金制造，目前，在一些較復(fù)雜的刀具上，如立銑刀、孔加工刀具等也開始應(yīng)用硬質(zhì)合金制造。2-3.3刀具材料

超硬刀具材料包括天然金剛石、聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼三種。金剛石刀具主要用于加工高精度及粗糙度很低的非鐵金屬、耐磨材料和塑料，如鋁及鋁合金、黃銅、預(yù)燒結(jié)的硬質(zhì)合金和陶瓷、石墨、玻璃纖維、橡膠及塑料等。立方氮化硼主要用于加工淬硬鋼、噴涂材料、冷硬鑄鐵和耐熱合金等。天然金剛石是自然界最硬的材料，根據(jù)其質(zhì)量的不同，硬度范圍為HK8000～12000〔HK，Knoop硬度，單位kgf/mm2〕，密度為3.48～3.56。由于天然金剛石是一種各向異性的單晶體，因此，在晶體上的取向不同，耐磨性及硬度也有差異，其耐熱性為700～800℃。天然金剛石的耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃的鈍圓半徑可達(dá)0.01μm左右，刀具壽命可長(zhǎng)達(dá)數(shù)百小時(shí)。但天然金剛石價(jià)格昂貴，因此主要用于制造加工精度和外表粗糙度要求極高的零件的刀具，如加工磁盤、激光反射鏡、感光鼓、多面鏡等。金剛石刀具不適于加工鋼及鑄鐵。聚晶金剛石是由金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，因此不存在各向異性，其硬度比天然金剛石低，為HK6500～8000，價(jià)格廉價(jià)，焊接方便，可磨削性好，因此成為當(dāng)前金剛石刀具的主要材料，可在大局部場(chǎng)合替代天然金剛石刀具。用等離子CVD法開發(fā)的金剛石涂層刀具，其基體材料為硬質(zhì)合金或氮化硅陶瓷，用途和聚晶金剛石相同。由于可在形狀復(fù)雜的刀具〔如硬質(zhì)合金麻花鉆、立銑刀、成形刀具及帶斷屑槽的刀片等〕上進(jìn)行涂層，故具有廣闊的開展前途。聚晶立方氮化硼是由單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。由于成份及粒度的不同，聚晶立方氮化硼刀片的硬度在HV3000～4500間變動(dòng)，其耐熱性達(dá)1200℃左右，化學(xué)惰性很好，在1000℃的溫度下不與鐵、鎳和鈷等金屬發(fā)生化學(xué)反響。主要用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料等。用于高精度銑削時(shí)可以代替磨削加工。由于陶瓷、金剛石和立方氮化硼等材料韌性差、硬度高，因此要求使用這類刀具的機(jī)床剛性好、速度高、功率足夠、主軸偏擺小，并且要求機(jī)床一夾具一工件一刀具系統(tǒng)的剛性好。只有這樣才能充分發(fā)揮這些先進(jìn)刀具材料的作用，取得良好的使用效果。表2-10各種硬質(zhì)合金的應(yīng)用范圍牌號(hào)應(yīng)用范圍YG3X鑄鐵、有色金屬及其合金精加工、半精加工，不能承受沖擊載荷YG3鑄鐵、有色金屬及其合金精加工、半精加工，不能承受沖擊載荷YG6X普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工、半精加工YG6鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和粗加工YG8鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料粗加工，也可用于斷續(xù)切削YG6A冷硬鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工，亦可用于高錳鋼、淬硬鋼的半精加工和精加工YT30碳素鋼、合金鋼的精加工YT15碳素鋼、合金鋼在連續(xù)切削時(shí)的粗加工、半精加工，亦可用于斷續(xù)切削時(shí)的精加工YT14同YT15YT5碳素鋼、合金鋼的粗加工，也可以用于斷續(xù)切削YW1高溫合金、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和精加工YW2高溫合金、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的粗加工和半精加工抗彎強(qiáng)度、韌性、進(jìn)給量硬度、耐磨性、切削速度抗彎強(qiáng)度、韌性、進(jìn)給量硬度、耐磨性、切削速度抗彎強(qiáng)度、韌性、進(jìn)給量硬度、耐磨性、切削速度2-3.3刀具材料

超硬刀具材料包括天然金剛石、聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼三種。金剛石刀具主要用于加工高精度及粗糙度很低的非鐵金屬、耐磨材料和塑料，如鋁及鋁合金、黃銅、預(yù)燒結(jié)的硬質(zhì)合金和陶瓷、石墨、玻璃纖維、橡膠及塑料等。立方氮化硼主要用于加工淬硬鋼、噴涂材料、冷硬鑄鐵和耐熱合金等。天然金剛石是自然界最硬的材料，根據(jù)其質(zhì)量的不同，硬度范圍為HK8000～12000〔HK，Knoop硬度，單位kgf/mm2〕，密度為3.48～3.56。由于天然金剛石是一種各向異性的單晶體，因此，在晶體上的取向不同，耐磨性及硬度也有差異，其耐熱性為700～800℃。天然金剛石的耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃的鈍圓半徑可達(dá)0.01μm左右，刀具壽命可長(zhǎng)達(dá)數(shù)百小時(shí)。但天然金剛石價(jià)格昂貴，因此主要用于制造加工精度和外表粗糙度要求極高的零件的刀具，如加工磁盤、激光反射鏡、感光鼓、多面鏡等。金剛石刀具不適于加工鋼及鑄鐵。聚晶金剛石是由金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，因此不存在各向異性，其硬度比天然金剛石低，為HK6500～8000，價(jià)格廉價(jià)，焊接方便，可磨削性好，因此成為當(dāng)前金剛石刀具的主要材料，可在大局部場(chǎng)合替代天然金剛石刀具。用等離子CVD法開發(fā)的金剛石涂層刀具，其基體材料為硬質(zhì)合金或氮化硅陶瓷，用途和聚晶金剛石相同。由于可在形狀復(fù)雜的刀具〔如硬質(zhì)合金麻花鉆、立銑刀、成形刀具及帶斷屑槽的刀片等〕上進(jìn)行涂層，故具有廣闊的開展前途。聚晶立方氮化硼是由單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。由于成份及粒度的不同，聚晶立方氮化硼刀片的硬度在HV3000～4500間變動(dòng)，其耐熱性達(dá)1200℃左右，化學(xué)惰性很好，在1000℃的溫度下不與鐵、鎳和鈷等金屬發(fā)生化學(xué)反響。主要用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料等。用于高精度銑削時(shí)可以代替磨削加工。由于陶瓷、金剛石和立方氮化硼等材料韌性差、硬度高，因此要求使用這類刀具的機(jī)床剛性好、速度高、功率足夠、主軸偏擺小，并且要求機(jī)床一夾具一工件一刀具系統(tǒng)的剛性好。只有這樣才能充分發(fā)揮這些先進(jìn)刀具材料的作用，取得良好的使用效果?！籼沾傻毒卟牧咸沾刹牧媳扔操|(zhì)合金具有更高的硬度〔HRA91～95〕和耐熱性，在1200℃的溫度下仍能切削，耐磨性和化學(xué)惰性好，摩擦系數(shù)小，抗粘