金屬切削原理與機(jī)床

緒論

一、本課程的性質(zhì)和任務(wù)

二、金屬切削原理理論的發(fā)展

三、切削加工技術(shù)發(fā)展

四、金屬切削機(jī)床的發(fā)展概況

第一章 刀具的幾何角度及切削要素

第一節(jié) 切削運(yùn)動(dòng)與工件的加工表面

一、切削運(yùn)動(dòng)

二、工件上的加工表面

三、切削用量

第二節(jié) 刀具的幾何參數(shù)

一、刀具的分類

二、刀具的構(gòu)成

三、刀具的切削部分

四、刀具切削部分幾何形狀和角度

第三節(jié) 刀具工作參考系及工作角度

一、刀具的工作參考系

二、刀具的工作角度

三、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)刀具角度的影響

四、刀尖安裝高度對(duì)工作角度的影響

五、切削層參數(shù)與切削方式

思考題與練習(xí)題

第二章 刀具材料

第一節(jié) 刀具材料應(yīng)具備的性能和刀具材料的類型

一、刀具材料應(yīng)具備的性能

二、刀具材料類型和刀體材料

第二節(jié) 高速鋼

一、通用型高速鋼

二、高性能高速鋼

三、粉末冶金高速鋼

第三節(jié) 硬質(zhì)合金

一、硬質(zhì)合金的組成

二、硬質(zhì)合金的種類及硬質(zhì)合金牌號(hào)表示方法

三、硬質(zhì)合金的性能

四、新型硬質(zhì)合金

第四節(jié) 涂層刀具

一、涂層高速鋼

二、涂層硬質(zhì)合金

三、金剛石涂層

四、立方氮化硼（CBN）涂層

第五節(jié) 陶瓷

一、刀具用陶瓷的分類

二、陶瓷刀具的切削性能

三、陶瓷刀具適用于加工的材質(zhì)

第六節(jié) 超硬刀具材料

一、金剛石

二、立方氮化硼

思考題與練習(xí)題

第三章 金屬切削過程的基本理論

第一節(jié) 金屬切削層的變形

一、金屬切削層的變形和切屑

二、變形程度的表示方法

三、影響前刀面摩擦因數(shù)的主要因素

第二節(jié) 切屑的種類和積屑瘤的形成

一、切屑的種類

二、積屑瘤的形成及其對(duì)切削過程的影響

第三節(jié) 切削力

一、切削力的來源、切削合力及分力、切削功率

二、影響切削力的因素

第四節(jié) 切削熱與切削溫度

一、切削熱的產(chǎn)生和傳出

二、影響切削熱傳導(dǎo)的主要因素

三、影響切削溫度的主要因素

第五節(jié) 刀具磨損和耐用度

一、刀具磨損的形態(tài)

二、刀具磨損的原因

三、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

四、刀具耐用度及其經(jīng)驗(yàn)公式

五、刀具的破損

思考題與練習(xí)題

第四章 工件材料的切削加工性

第一節(jié) 衡量切削加工性的指標(biāo)

一、以刀具壽命T或一定壽命下的切削速度vT衡量加工性

二、以切削力或切削溫度衡量切削加工性

三、以已加工表面質(zhì)量衡量切削加工性

四、以切屑控制或斷屑的難易衡量切削加工性

第二節(jié) 工件材料切削加工性的影響因素

一、金屬材料物理力學(xué)性能的影響

二、金屬材料化學(xué)成分的影響

三、金屬材料熱處理狀態(tài)和金相組織的影響

四、切削條件對(duì)切削加工性的影響

第三節(jié) 改善切削加工性的途徑

一、采用熱處理改善材料切削加工性

二、調(diào)整材料的化學(xué)成分

三、合理選擇刀具材料

四、采用先進(jìn)的切削技術(shù)

思考題與練習(xí)題

第五章 切削液

第一節(jié) 切削液的作用、要求和添加劑

一、切削液的作用

二、切削液的添加劑

第二節(jié) 切削液的分類及特性

一、油基切削液的類型及特性

二、水基切削液的類型及特性

三、膏狀及固體潤滑劑

四、氣體冷卻劑

第三節(jié) 切削液的選擇

一、根據(jù)刀具材料選擇切削液

二、根據(jù)工件材料選擇切削液

三、根據(jù)加工方法選擇切削液

第四節(jié) 切削液的維護(hù)與管理

一、油基切削液的維護(hù)與管理

二、乳化液的維護(hù)與管理

三、合成切削液的維護(hù)與管理

四、切削液使用中的常見問題及其對(duì)策

思考題與練習(xí)題

第六章 已加工表面質(zhì)量

第一節(jié) 已加工表面質(zhì)量概述

一、已加工表面的形成過程

二、已加工表面質(zhì)量的范疇

三、已加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響

第二節(jié) 已加工表面粗糙度

一、表面粗糙度產(chǎn)生的原因

二、影響表面粗糙度的因素

三、磨削加工影響表面粗糙度的因素

第三節(jié) 加工硬化

一、加工硬化產(chǎn)生的原因

二、影響加工硬化的因素

第四節(jié) 殘余應(yīng)力

一、殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因

二、影響殘余應(yīng)力的因素

思考題與練習(xí)題

第七章 切削用量和刀具幾何參數(shù)的選擇

第一節(jié) 切削用量的制訂原則

一、切削用量同加工生產(chǎn)率的關(guān)系

二、切削用量的選擇原則

第二節(jié) 刀具幾何參數(shù)的選擇

一、刀具合理幾何參數(shù)的基本內(nèi)容

二、選擇刀具合理幾何參數(shù)的一般性原則

三、前角、后角和主、副偏角的功用及其選擇

思考題與練習(xí)題

第八章 金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)

一、機(jī)床的分類和型號(hào)編制

二、工件的加工表面及其形成方法

三、機(jī)床傳動(dòng)原理及傳動(dòng)系統(tǒng)分析

思考題與練習(xí)題

第九章 車床

第一節(jié) 臥式車床

第二節(jié) 臥式車床的傳動(dòng)系統(tǒng)

一、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈

二、進(jìn)給傳動(dòng)鏈

第三節(jié) CA6140型車床的主要結(jié)構(gòu)部件

一、主軸箱

二、變速機(jī)構(gòu)

三、變向機(jī)構(gòu)

四、操作機(jī)構(gòu)

五、開合螺母機(jī)構(gòu)

第四節(jié) 車床常見故障與調(diào)整

一、主軸啟動(dòng)、停止不正常

二、主軸回轉(zhuǎn)精度下降

三、刀架移動(dòng)軌跡誤差較大

第五節(jié) 其他車床

一、馬鞍車床和落地車床

二、立式車床

三、轉(zhuǎn)塔車床

四、軋輥車床

五、自動(dòng)和半自動(dòng)車床

第六節(jié) 車削與車刀

一、車刀的種類和用途

二、機(jī)夾式車刀

三、可轉(zhuǎn)位車刀

四、焊接車刀

五、成形車刀

六、車刀幾何參數(shù)合理選擇的綜合分析

思考題與練習(xí)題

第十章 磨床

第一節(jié) M1432A型萬能磨床

一、磨床的結(jié)構(gòu)組成

二、磨床的機(jī)械傳動(dòng)

三、機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

四、機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)及調(diào)整

第二節(jié) 磨削加工特點(diǎn)與外圓磨削方法

一、磨削加工特點(diǎn)

二、磨削加工的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和磨削速度

三、外圓磨削方法

第三節(jié) 其他磨床簡介

一、普通外圓磨床與半自動(dòng)寬砂輪外圓磨床

二、無心外圓磨床

三、內(nèi)圓磨床

四、平面磨床

第四節(jié) 砂輪的特性及其選擇

一、砂輪的組成與特性

二、砂輪的形狀和尺寸及代號(hào)

三、砂輪使用過程中的注意事項(xiàng)

思考題與練習(xí)題

第十一章 銑床

第一節(jié) 臥式萬能升降臺(tái)銑床

一、X6132銑床的組成

二、X6132銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)

三、X6132銑床的典型結(jié)構(gòu)

四、順銑機(jī)構(gòu)

第二節(jié) 其他銑床

一、萬能工具銑床

二、立式銑床

第三節(jié) 銑床附件——萬能分度頭

一、FW250型萬能分度頭的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)

二、分度方法

第四節(jié) 銑削及銑刀

一、銑削

二、銑刀

三、銑削用量及其選擇

四、銑刀壽命及其選擇

五、銑刀使用中注意的問題

六、銑削力

七、銑削方式的合理選擇

思考題與練習(xí)題

第十二章 其他機(jī)床

第一節(jié) 齒輪加工機(jī)床

一、滾齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析

二、Y3150E型滾齒機(jī)

第二節(jié) 鉆床

一、立式鉆床

二、臺(tái)式鉆床

三、搖臂鉆床

第三節(jié) 鏜床

一、臥式鏜床

二、坐標(biāo)鏜床和精鏜床

第四節(jié) 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床

一、刨床

二、插床

三、拉床

第五節(jié) 其他機(jī)床常用刀具

一、麻花鉆的組成與結(jié)構(gòu)

二、群鉆

三、深孔鉆

四、鉸刀

五、擴(kuò)孔鉆

六、锪鉆

七、孔加工復(fù)合刀具

八、鏜刀

九、齒輪加工刀具

十、拉刀

十一、刨刀

思考題與練習(xí)題

附錄 金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法

一、主要內(nèi)容規(guī)定與適用范圍

二、通用機(jī)床型號(hào)

三、專用機(jī)床的型號(hào)

四、機(jī)床自動(dòng)線的型號(hào)

五、金屬切削機(jī)床統(tǒng)一名稱和類、組、系的劃分

參考文獻(xiàn)

第一章 刀具的幾何角度及切削要素

金屬切削加工就是用切削刀具把工件毛坯上預(yù)留的金屬材料（統(tǒng)稱余量）切除，以獲得滿足零件圖紙要求的加工過程。在金屬切削過程中，絕大部分是由擔(dān)當(dāng)切削工作的刀具（手動(dòng)工具包括鋸、銼、鏨子等，機(jī)用工具包括標(biāo)準(zhǔn)通用刀具、專用刀具、標(biāo)準(zhǔn)專用刀具等）直接接觸被加工工件毛坯。刀具和工件之間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。就機(jī)械加工而言，這些運(yùn)動(dòng)是用金屬切削機(jī)床來完成的。

如果不考慮刀具部分材料等因素，對(duì)不同被加工材料，刀具切削部分幾何形狀的選擇正確與否直接關(guān)系著切削加工的質(zhì)量、效率、刀具制造、刃磨的難易程度及使用壽命的長短。引外，刀頭部分與其他部分的結(jié)合方式、刃磨質(zhì)量以及刀具的合理使用等也是影響刀具壽命的重要因素。

另外，切削層參數(shù)及切削方式的合理選擇對(duì)掌握金屬的切削規(guī)律、提高切削效率、降低成本、改善加工質(zhì)量是至關(guān)重要的。

第一節(jié) 切削運(yùn)動(dòng)與工件的加工表面

一、切削運(yùn)動(dòng)

（1）主運(yùn)動(dòng) 迫使工件表面部分金屬分離的運(yùn)動(dòng)即為主運(yùn)動(dòng)。

（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 為了實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性或使分離金屬的面積增大，實(shí)現(xiàn)整個(gè)余量被切除的目的。

（3）合成運(yùn)動(dòng) 當(dāng)主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)稱為合成切削運(yùn)動(dòng)。

切削運(yùn)動(dòng)與工件表面如圖1-1所示。

二、工件上的加工表面

在整過切削過程中，工件上有三個(gè)不斷變化的表面，如圖1-2所示。

《金屬切削原理與機(jī)床(第2版)》為化學(xué)工業(yè)出版社出版發(fā)行。

本教材第一版于2004年6月出版發(fā)行，在幾年的使用過程中，得到了眾多讀者的認(rèn)可，同時(shí)收到了許多讀者提出的寶貴意見。為使教材更加適合廣大使用者的需要，特對(duì)本教材第一版進(jìn)行了修訂，并在此特別感謝為本書提出寶貴修訂意見的讀者。

這次修訂主要做了以下幾方面的工作。

（1）刪除了與實(shí)驗(yàn)重復(fù)的內(nèi)容如切削溫度的測(cè)量；因生產(chǎn)實(shí)際中切削力常常是用儀器測(cè)量而獲取的，因此刪除了理論研究用的指數(shù)法計(jì)算切削力的例題。

（2）增加了生產(chǎn)實(shí)際中必須掌握的內(nèi)容如硬質(zhì)合金牌號(hào)的表示方法、硬質(zhì)合金材料的牌號(hào)、性能及其應(yīng)用；加工表面質(zhì)量的范疇、磨削加工影響表面質(zhì)量的因素、磨削加工時(shí)表面層材料金相組織變化和避免磨削燒傷的措施，切削液的維護(hù)與保管知識(shí)。

（3）增加了新技術(shù)方面的知識(shí)如在改善材料的切削加工性能中，對(duì)一些先進(jìn)的加工切削技術(shù)進(jìn)行了簡介；增加了陶瓷刀具的分類和性能特點(diǎn)、陶瓷刀具適用加工的材質(zhì)。

（4）對(duì)第一版教材中一些編寫得太簡單但學(xué)生難以掌握的內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充如可轉(zhuǎn)位車刀片十個(gè)代號(hào)表示的特征意義內(nèi)容，對(duì)砂輪組成要素、代號(hào)、性能和適用范圍，砂輪的選擇和砂輪的維護(hù)與保養(yǎng)等知識(shí)進(jìn)行了詳細(xì)的補(bǔ)充。

在修訂過程中始終圍繞“必需、夠用”的原則，力求使教材與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，專業(yè)理論為專業(yè)技能服務(wù)，注重對(duì)學(xué)生專業(yè)能力和解決生產(chǎn)實(shí)際問題能力的培養(yǎng)，使學(xué)生獲得的知識(shí)滿足生產(chǎn)第一線的需要。

本教材可作為中等專業(yè)學(xué)校、職工大學(xué)、成人教育和從事機(jī)械行業(yè)的職員職業(yè)培訓(xùn)的試用教材以及工程技術(shù)人員的參考書。

由于編者水平有限，疏漏和不妥之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。