第二章金屬切削原理第一節概述

第二節刀具的幾何角度與材料

第三節金屬切削過程

第四節切削力、切削熱和切削溫度

第五節刀具磨損和刀具使用壽命

第六節材料的切削加工性

第七節切削條件的合理選擇

第八節磨削與砂輪第一節概述一、切削運動與切削加工表面

二、切削用量

三、切削層參數一、切削運動與切削加工表面圖2-1外圓車削運動和加工表面切削加工中的工件表面

(1)切削用量

1)切削速度vc

2)進給量f

3)背吃刀量（切削深度）αp圖2-1切削運動與切削表面二、切削用量圖2-2切削用量與切削層數(2)切削層幾何參數切削寬度αw

2)切削厚度αc3)切削面積Ac三、切削層參數第二節刀具的幾何角度與材料一、刀具幾何角度

二、刀具材料一、刀具幾何角度(一)刀具切削部分的結構要素

(二)刀具標注角度的參考系

(三)刀具標注角度

(四)刀具工作角度圖2-3車刀的組成刀具切削部分的組成(一)刀具切削部分的結構要素刀具角度的參考平面圖2-5確定車刀角度的參考平面(二)刀具標注角度的參考系(1)前角γo(2)后角αo(3)主偏角κr(4)副偏角κr

(5)刃傾角λs圖2-6車刀的主要角度(三)刀具標注角度以切削過程中實際的切削平面、基面和正交平面為參考平面所確定的刀具角度稱為刀具的工作角度，又稱實際角度。1)刀具安裝位置對工作角度的影響圖2-8車刀安裝高度對工作角度的影響a)刀尖高于工件軸線b)刀尖低于工件軸線(四)刀具工作角度圖2-9車刀安裝偏斜對工作角度的影響

(θ為切削時刀桿縱向軸線的偏轉角)(四)刀具工作角度圖2-10縱向進給運動對工作角度的影響2)進給運動對工作角度的影響圖2-11橫向進給運動對工作角度的影響(四)刀具工作角度二、刀具材料(一)刀具材料應具備的基本性能

(二)常用刀具材料

(三)其他刀具材料

1.高的硬度

2.高的耐磨性

3.高的耐熱性

4.足夠的強度和韌性

5.良好的工藝性

6.良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能(一)、刀具材料應具備的性能

1.碳素工具鋼與合金工具鋼

碳素工具鋼是含碳量最高的優質鋼（碳的質量分料為0.7%～1.2%），如T10A。

(二)、常用的刀具材料

2.高速鋼

又稱為鋒鋼或風鋼，它是含有較多W、Cr、V合金元素的高合金工具鋼，如W18Cr4V。

3.硬質合金

它是以高硬度、高熔點的金屬碳化物（WC，TiC）為基體，以金屬Co，Ni等為粘結劑，用粉末冶金方法制成的一種合金。

(三)、其他刀具材料陶瓷是以氧化鋁（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）等為主要成分，經壓制成形后燒結而成的刀具材料。陶瓷的硬度高、化學性能高、耐氧化，所以被廣泛用于高速切削加工中。但由于其強度低、韌性差，長期以來主要用于精加工。

陶瓷刀具與傳統硬質合金刀具相比，具有以下優點：①可加工硬度高達65HRC的高硬度難加工材料；②可進行扒荒粗車及銑、刨等大沖擊間斷切削；③耐用度可提高幾倍至幾十倍；④切削效率提高3-10倍，可實現以車、銑代磨。第三節金屬切削過程一、切屑的形成過程

二、剪切角的計算

三、變形系數和剪應變

四、前刀面上的摩擦

五、積屑瘤的形成與控制

六、影響切削變形的因素

七、切屑的種類第一變形區OA—始滑移線OM—終滑移線剪切滑移變形加工硬化一般速度范圍內Ⅰ區寬度為0.02～0.2mm，速度越高，寬度越小，可看作一個剪切平面（剪切滑移區）變形的主要特征：一、切屑的形成過程第二變形區第三變形區

切屑沿前刀面排出時進一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面的金屬纖維化，基本與前刀面平行。（擠壓摩擦區）

已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦，產生變形與回彈，造成纖維化和加工硬化。刃前區：三個變形區匯集在切削刃附近，此處的應力集中而復雜，被切削層在此與工件本體材料分離（擠壓摩擦回彈區）一、切屑的形成過程(1)剪切角

在相同切削條件下，剪切角越大，剪切面積越小，切屑厚度越小，變形越小。剪切角

可采用快速落刀實驗獲得切屑根部照片再測量得到。

o

二、剪切角的計算變形系數

（克賽）由實驗和生產可知，切屑厚度ach大于切削層厚度ac，切屑長度lch

小于切削層長度lc。變形系數

l

切削層長度與切屑長度之比

l=lc/lch

a=ach/ac忽略切屑寬度的變化，有

a=

l=

變形系數

能直觀反映切屑的變形程度，且容易求得，生產中常用。變形系數

求法三、變形系數和剪應變按剪應變即相對滑移關系有

=

s/

y，而

s=NP，

y=MK故

=NP/MK=(NK+KP)/MK=ctg

+tg(

-

0)剪切變形示意圖三、變形系數和剪應變切屑與前刀面摩擦示意圖切削塑性材料時刀

屑接觸區的摩擦示意圖。可見，刀

屑接觸面分兩個區域：粘結區和滑動區。四、前刀面上的摩擦刀具前刀面的摩擦特性

，

法應力

=

s

剪應力，=

OAB

刀具四、前刀面上的摩擦OA—粘結區（內摩擦區）：摩擦系數是變化的AB—滑動區（外摩擦區）：摩擦系數是常數四、前刀面上的摩擦粘結區

內摩擦切塑性金屬時，切屑與前刀面間高溫(幾百度)、高壓（2-3GPa）

使切屑底部與前刀面間發生粘結，亦稱“冷焊”；粘結區并非一般的外摩擦，而是粘結層金屬與相鄰切屑較上層之間的晶粒相對剪切滑移，屬內摩擦。單位切向力=材料的剪切屈服極限

s四、前刀面上的摩擦滑動區

外摩擦單位切向力由

s逐漸減小到0。刀

屑接觸面上正應力

在刀尖處最大，逐漸減小到0。四、前刀面上的摩擦影響前刀面摩擦系數的主要因素工件材料：強度硬度增大，減小切削厚度：切削厚度增大，減小切削速度：低速，V大，

越大；高速，V大，

越小刀具前角：

o增大，

越大四、前刀面上的摩擦（1）積屑瘤對切削過程的影響：1)

積屑瘤包圍著切削刃，可以代替前面、后面和切削刃進行切削，從而保護了刀刃，減少了刀具的磨損。2)

積屑瘤使刀具的實際工作前角增大，而且，積屑瘤越高，實際工作前角越大，刀具越鋒利。3)

積屑瘤前端伸出切削刃外，直接影響加工尺寸精度。4)

積屑瘤直接影響工件加工表面的形狀精度和表面粗糙度。五、積屑瘤的形成與控制（2）積屑瘤的成因：1）工件材料的塑性；2）切削速度；圖3-17切削速度對積屑瘤的影響五、積屑瘤的形成與控制（2）積屑瘤的成因：1）工件材料的塑性；2）切削速度；3）刀具前角；五、積屑瘤的形成與控制（2）積屑瘤的成因：1）工件材料的塑性；2）切削速度；3）刀具前角；4）冷卻潤滑條件。五、積屑瘤的形成與控制抑制積屑瘤的措施：

（1）降低切削速度，使溫度降低到不易產生粘結現象；

（2）采用高速切削，使溫度高于積屑瘤消失的極限溫度；

（3）增大刀具前角，減小刀—屑接觸壓力；

（4）使用潤滑性好的切削液和精研刀具表面，降低刀—屑接觸壓力

（5）提高工件材料硬度，減小材料硬化指數。

五、積屑瘤的形成與控制1）工件材料的性能對切削力有顯著的影響。

工件材料的硬度或強度愈高，材料的剪切屈服強度也愈高，發生剪切變形的抗力也愈大，故切削力也愈大。

六、影響切削變形的因素2）切削用量對切削力的影響。a）背吃刀量asp

和進給量f對切削力的影響;背吃刀量asp進給量fAD↑↑↑↑變形抗力摩擦力切削力↑六、影響切削變形的因素1．帶狀切屑

最常見。內側表面光滑，外側表面呈毛茸狀，用顯微鏡觀察可見到有均勻整齊的剪切裂紋。通常加工塑性金屬材料，切削厚度較小，切削速度較高，刀具前角較大時得到。切削力波動很小，切削過程平穩，已加工表面粗糙度較小。七、切屑的種類2．擠裂切屑

外側面呈鋸齒狀，內側面有時有裂紋加工塑性金屬材料，切削厚度較大，切削速度較低，刀具前角較小時得到切削力波動較大，切削過程產生一定的振動，已加工表面較粗糙。

七、切屑的種類3．單元切屑生產中很少見到。在擠裂切屑的基礎上切削厚度增大，切削速度、前角減小，使剪切裂紋進一步擴展而斷裂成單元體。七、切屑的種類可見：從帶狀

擠裂

單元切屑的變化：切削厚度由小到大，切削速度和刀具前角由大到小。掌握其變化規律，就可改變切屑形態以達控制切屑（卷屑、斷屑）和改善已加工表面質量的目的。七、切屑的種類4．崩碎切屑切削脆性金屬材料如灰鑄鐵時得到的。產生原因：材料受到拉應力已超過其抗拉強度。切削力波動甚大，有沖擊負荷，已加工表面凹凸不平。改變切削條件，如大前角，大刃傾角，小切削厚度，高切削速度，可得到針狀切屑或松散的帶狀切屑。此時切削過程平穩，已加工表面粗糙度較小。

七、切屑的種類第四節切削力、切削熱和切削溫度一、切削力

二、切削熱和切削溫度在金屬切削時，刀具切入工件，使被加工材料發生變形并成為切屑所需的力，稱為切削力。圖2-35切削合力和分力切削力的來源，切削合力及其分解，切削功率一、切削力計算切削力的指數公式一、切削力按單位切削力計算切削力和切削功率單位切削力kc是指單位切削面積上的切削力：一、切削力切削力的經驗公式切削力一、切削力1.切削用量的影響2.工件材料的影響3.刀具角度的影響4.刀具磨損的影響5.切削液的影響影響切削溫度的主要因素一、切削力1.切削熱的來源與傳出圖3-29切削熱的來源與傳出二、切削熱和切削溫度1.切削熱的來源與傳出式中Q——單位時間產生的熱量，單位：J

/

s；

Fc——切削力，單位：N；

vc——切削速度單位：m

/

s。

二、切削熱和切削溫度1.切削熱的來源與傳出圖3-30不同切削速度下的熱量傳出比例二、切削熱和切削溫度1.切削熱的來源與傳出加工方法切屑工件刀具車削50~80%10~40%<5%銑削70%<30%5%鉆、鏜削30%>50%15%磨削4%>80%12%二、切削熱和切削溫度2.切削溫度的分布

a）法平面內的切削溫度分布b）刀具前面上的切削溫度分布圖3-33切削溫度的分布二、切削熱和切削溫度3.影響切削溫度的主要因素(1)工件材料工件材料的強度、硬度越高，總切削力越大，單位時間內產生的熱量越多，切削溫度也就越高。工件材料的導熱性好，從切屑和工件傳出的切削熱相應增多，切削區的平均溫度降低。

例如，合金結構鋼的強度普遍高于45鋼，而導熱系數又一般均低于45鋼，所以切削合金結構鋼的切削溫度高于切削45鋼的切削溫度。二、切削熱和切削溫度(2)切削用量

在切削用量中，切削速度對切削溫度的影響最大。

隨著切削速度的提高，材料切除率隨之成正比例的增加。但隨著切削速度的提高，切屑變形相應減小，所以，切削功和切削熱雖然有所增高，但不可能成正比例的增高，因此，切削溫度也不會成正比例的增高。二、切削熱和切削溫度(2)切削用量切削速度

二、切削熱和切削溫度(2)切削用量進給量材料切除率Q

=

1000

vc

asp

f二、切削熱和切削溫度(2)切削用量背吃刀量材料切除率Q

=

1000

vc

asp

f二、切削熱和切削溫度綜上所述，切削用量對切削溫度的影響程度以切削速度為最大，進給量次之，背吃刀量最小。

因此，若要切除給定的余量，又要求切削溫度較低，則在選擇切削用量時，應優先考慮采用大的背吃刀量，然后選擇一個適當的進給量，最后再選擇合理的切削速度。

上述切削用量選擇原則是從最低切削溫度出發考慮的，這也是制訂零件加工工藝規程時，確定切削用量的原則。

二、切削熱和切削溫度(3)刀具幾何參數1）

前角2）

主偏角(4)切削液

二、切削熱和切削溫度第五節刀具磨損和刀具使用壽命一、刀具磨損形態

二、刀具磨損原因

三、刀具磨損過程及磨鈍標準

四、刀具壽命

五、刀具破損1.前刀面磨損刀具磨損的形態及其原因圖2-38刀具的磨損形態圖2-39前刀面的磨損痕跡隨時間的變化一、刀具磨損形態2.后刀面磨損圖2-40刀具磨損的測量位置切削時，工件的新鮮加工表面與刀具后刀面接觸，相互摩擦，引起后刀面磨損。3.邊界磨損切削鋼料時，常在主切削刃靠近工件外表皮處以及副切削刃靠近刀尖處的后刀面上，磨出較深的溝紋。刀具磨損的原因(1)擦傷磨損（任何切削溫度）(2)粘結磨損(3)擴散磨損（高速切削）(4)氧化磨損（高速切削）二、刀具磨損原因刀具磨損的原因(1)擦傷磨損(2)粘結磨損(3)擴散磨損(4)氧化磨損圖3-37切削溫度對磨損影響的示意圖①擦傷磨損

②粘結磨損③擴散磨損④氧化磨損二、刀具磨損原因刀具磨損過程及磨鈍標準(1)刀具的磨損過程圖3-38硬質合金車刀的典型磨損曲線YD05-30CrMnSiA；go=4o，ao=8o，kr=45o，ls=-4o；vc=150m/min，f=0.2mm.r，asp=0.5mm三、刀具磨損過程及磨鈍標準刀具磨損過程及磨鈍標準(2)刀具的磨鈍標準刀具允許達到的最大的磨損量，稱為“磨鈍標準”。

對于一般刀具，常以后面磨損帶高度VB的允許極限值作為磨鈍標準，定尺寸刀具和自動化生產中的精加工刀具，常以徑向磨損量NB的允許值作為磨鈍標準。

三、刀具磨損過程及磨鈍標準刀具磨損過程及磨鈍標準(2)刀具的磨鈍標準

圖3-39車刀的徑向磨損三、刀具磨損過程及磨鈍標準1）精加工VB＝0.1mm

～

0.3mm；

粗加工VB＝

0.6mm

～

0.8mm。2）

工藝系統剛性較差時，應規定較小的磨鈍標準；3）

粗車鋼件，特別是粗車合金鋼和高溫合金時，磨鈍標準要比粗車鑄鐵時取得小些。4）加工同一種工件材料時，硬質合金刀具的磨鈍標準要比高速鋼刀具取得小些。三、刀具磨損過程及磨鈍標準刀具壽命(1)定義刃磨或換刃后的刀具，自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止的切削時間，稱為刀具壽命，符號用T，單位用min或s。

四、刀具壽命刀具壽命(2)刀具壽命與切削用量的關系

式中，Cv、CT是與切削條件有關的常數；m、n、p為指數．其值為：

四、刀具壽命刀具壽命(2)刀具壽命與切削用量的關系

例如，當用硬質合金車刀車削sb

=

0.65GPa的中碳鋼時，切削用量與刀具壽命的關系為：四、刀具壽命4.刀具壽命(2)刀具壽命與切削用量的關系

切削用量對刀具壽命T的影響程度與切削用量對切削溫度θ的影響程度是一致的，切削速度對刀具壽命的影響最大，其次是進給量，背吃刀量的影響很小。

四、刀具壽命4.刀具壽命(2)刀具壽命與切削用量的關系

制訂工藝規程時，如果既要保證較長的刀具壽命，又要追求較高的切削效益，那么，確定切削用量就應該遵循下列原則：采用盡可能大的背吃刀量，采用能滿足已加工表面粗糙度要求的盡可能大的進給量，再根據所確定的刀具壽命值，按切削用量與刀具壽命的關系公式計算切削速度。四、刀具壽命1)刀具的脆性破損

2)刀具的塑性破損切削時，由于高溫和高壓的作用，有時在前、后刀面和切屑、工件的接觸層上，刀具表層材料發生塑性流動而喪失切削能力，這就是刀具的塑性破壞。五、刀具破損2.刀具破損的防止1)合理選擇刀具材料的牌號，如斷續切削刀具，必須具有較高的沖擊韌度、疲勞強度和熱疲勞抗力。

2)選擇合理的刀具角度，通過調整前角、后角、刃傾角和主、副偏角，增加切削刃和刀尖的強度；在切削刃上磨出負倒棱，可以有效的防止崩刃。

3)合理選擇切削用量，避免切削力過大和過高的切削溫度，以防止刀具破損。

4)保證焊接和刃磨質量，避免因焊接、刃磨不當所產生的各種弊病。

5)盡可能保證工藝系統具有較好的剛性，以減少切削時的振動。

6)盡量使刀具不承受或少承受突變性載荷。第六節材料的切削加工性一、衡量材料切削加工性的指標

二、影響材料切削加工性的因素

三、改善材料切削加工性的途徑衡量材料切削加工性的指標

以刀具使用壽命T或切削速度vT來衡量

相同切削條件比T

；T一定，比速度vT

或切除材料體積Q以已加工表面質量來衡量

精加工，用Ra；精密零件，用加工硬化、殘余應力

低碳鋼的切削加工性不如中碳鋼，純鋁的切削加工性不如硬鋁。以切削力或切削溫度來衡量

粗加工、機床剛性或功率不足用力或功率;導熱差用溫度銅、鋁及其合金的加工性比鋼好，灰鑄鐵的加工性比冷硬鑄鐵好。

以斷屑性能來衡量

自動機床、數控機床、自動線等，斷屑性能是主要指標一、衡量材料切削加工性的指標影響工件材料切削加工性的因素工件材料物理力學性能的影響硬度、強度、塑性、韌性、導熱性、熱膨脹系數、彈性模量等

工件材料的硬度越高，切削力越大，切削溫度越高，刀具磨損越快，加工性便越低。硬質點越多切削加工性越低。

工件材料的強度越高，切削力越大，切削功率越大，切削溫度越高，刀具磨損越快，切削加工性越低。工件材料的的塑性越高，切削力大，刀具磨損較快，切削加工性越低。硬度強度塑性二、影響材料切削加工性的因素熱膨脹系數材料的導熱性好，切削加工性較好。導熱性由強到弱依次為：純金屬有色金屬

碳素結構鋼

鑄鐵

低合金結構鋼

合金結構鋼

工具鋼

耐熱鋼及不銹鋼。

彈性模量

材料的韌性越大，切斷時消耗的能量多，產生的切削力大，切削溫度較高，刀具磨損快，且不易斷屑，切削加工性差。韌性導熱性

材料的熱膨脹系數大，工件尺寸變化很大，控制困難，切削加工性差

材料的彈性模量大，原子間結合力大，切削消耗的能量大，切削加工性差；彈性模量小，加工時彈性恢復很大，難于控制尺寸，造成摩擦，刀具磨損加劇，切削加工性差。二、影響材料切削加工性的因素工件材料化學成分的影響

碳素結構鋼切削加工性取決于含碳量。碳素鋼的強度與硬度隨含碳量的增加而提高，而塑性與韌性隨含碳量的增加而減小。在鋼中加入鉻、鎳、釩、鉬、鎢、錳、硅、鋁等合金元素可以改變鋼的切削加工性。

凡是能促進石墨化的元素，如鋁、硅、鈦、鎳、銅等都能提高鑄鐵的切削加工性；反之，凡是能阻礙石墨化的元素，如釩、鉻、硫、鉬、錳等都會使鑄鐵的切削加工性變差。鋼材的化學成分對切削加工性的影響鑄鐵化學成分對切削加工性的影響工件材料的金相組織的影響二、影響材料切削加工性的因素調整材料的化學成分

鋼中加硫、鉛等元素；鑄鐵中增加石墨成分進行適當的熱處理

低、中碳鋼宜選正火處理，均勻組織，調整硬度塑性

高碳鋼宜用球化退火,降低硬度,均勻組織,改善加工性

中碳以上的合金鋼硬度較高，需退火以降低硬度

不銹鋼常要進行調質處理，降低塑性，以便加工

鑄鐵需進行退火處理，降低表皮硬度，消除內應力改善切削加工性的途徑改善材料切削加工性的途徑三、改善材料切削加工性的途徑選擇合適的刀具材料和切削用量

難加工材料，導熱性差，選YG、YW合金或涂層刀片

刀具合理幾何參數，斷屑槽、卷屑槽，控制排屑選擇合理切削用量等

選用合適的設備和加工方法

難加工材料加工，機床要有足夠的功率和剛性選擇合適的切削液，供給充足高硬度材料加工采用磨削加工更容易選擇切削加工性好的材料狀態

低碳鋼選冷拔狀態；中碳鋼選熱軋狀態改善切削加工條件三、改善材料切削加工性的途徑第七節切削條件的合理選擇一、刀具幾何參數的選擇

二、切削用量的選擇原則

三、切削液的選擇前角的選擇1）前角的功用2）合理前角的選擇一、刀具幾何參數的選擇后角的選擇1）后角的功用2）后角的選擇取決于切削厚度或進給量的大小一、刀具幾何參數的選擇主偏角的選擇1）主偏角功用2）主偏角的選擇取決于工藝系統的剛度的大小一、刀具幾何參數的選擇刃傾角的選擇1）刃傾角功用控制切屑流出的方向影響刀頭的強度影響刀刃的鋒利程度度影響軸向力和徑向力的大小一、刀具幾何參數的選擇2）刃傾角的選擇選擇切削用量的基本原則：首先選取盡可能大的背吃刀量ap；其次根據機床進給機構強度、刀桿剛度等限制條件(粗加工時)或已加工表面粗糙度要求(精加工時)，選取盡可能大的進給量f；最后根據切削用量手冊查取或根據公式計算確定切削速度。機床切削效率可以用單位時間內切除的材料體積Q(mm3/min)表示:Q=fapvc二、切削用量的選擇原則切削液的作用切削液的作用主要有冷卻、潤滑、清洗和防銹。冷卻作用

可以迅速將切削過程中產生的熱量從切削區帶走，使切削區溫度降低。切削液的冷卻性能決定于其導熱系數、比熱、汽化熱、溫度、流量、流速及冷卻方式等。切削液主要用來降低切削溫度和減少切削過程中的摩擦。合理使用切削液對減輕刀具磨損、提高表面質量及加工精度都起著重要作用。切削液的種類對冷卻效果有很大的影響。切削液本身的溫度對冷卻效果有很大的影響。

三、切削液的選擇

切削過程中，刀具與切屑、刀具與加工表面間的摩擦劇烈。采用切削液可起到潤滑作用，減輕摩擦。這時的潤滑狀態可以分為三種：潤滑作用極性潤滑油膜的形成液體潤滑

接觸面之間形成完全的潤滑油膜，金屬的直接接觸很小或近于零

干摩擦切削液未起作用，接觸面完全保持金屬與金屬的接觸

邊界潤滑介于兩者之間、接觸面間大部分為潤滑油膜，小部分是接觸面的直接接觸三、切削液的選擇

在礦物油中添加油性添加劑，將改善潤滑作用。但溫度高于200℃以上時將失去吸附能力。切削液添加劑油性添加劑

極壓添加劑主要利用添加劑中的化合物，在高溫下與加工金屬快速反應形成化學吸附膜，從而起固體潤滑劑作用。但有些對有色金屬和鋼鐵有腐蝕作用，應注意合理使用。表面活性劑

使礦物油微小顆粒穩定分散在水中，形成穩定的水包油乳化液。表面活性劑是一種有機化合物，除起乳化作用外，還能吸附在金屬表面，形成潤滑膜，起潤滑作用。三、切削液的選擇清洗作用切削液應能將切屑或磨粒沖走，以免切屑堵塞或劃傷已加工表面及機床導軌，對磨削、深孔加工等工序特別重要。防銹作用

為了防止工件、機床、刀具受到周圍介質的腐蝕，要求切削液具有良好的防銹作用。防銹作用取決于切削液本身的性能和使用的防銹添加劑。

一些切削液中加入了防銹添加劑，它能與金屬表面起化學反應而生成一層保護膜，從而起到防銹的作用。三、切削液的選擇切削液的種類水溶液乳化液切削油

主要成分是水，冷卻性能最好，透明易觀察。但純水易使金屬生銹，潤滑性能差，需加入添加劑。

用乳化油加70％～98％的水稀釋而成，潤滑性能優于水溶液，但潤滑和防銹性能仍較差，需加入油性添加劑、極壓添加劑和防銹添加劑。

以礦物油為基體，但純礦物油不能形成堅固的潤滑膜，需加入油性添加劑、極壓添加劑和防銹添加劑，提高潤滑和防銹性能。三、切削液的選擇切削鋼等塑性材料時，可以使用切削液；切削鑄鐵、青銅等脆性材料時，可以不用切削液；切削高強度鋼、高溫合金等難加工材料時，摩擦狀態為高溫高壓邊界摩擦狀態，宜選用極壓切削油、極壓乳化液，有時還需要配制特殊的切削液；切削銅、鋁及鋁合金，為了得到較高的表面質量和精度，可采用乳化液或煤油等。切削液的選用

加工中使用的切削液要根據工件材料、刀具材料、加工方法、加工要求等情況綜合考慮，合理選用。工件材料方面的考慮三、切削液的選擇刀具材料方面的考慮高速鋼刀具耐熱性差，一般應采用切削液。硬質合金刀具耐熱性好，一般不用切削液。必要時采用低濃度乳化液或多效切削液，但是澆注必須充分、連續，否則刀片會因冷熱不均而導致破裂。成形刀具、螺紋刀具、齒輪刀具等價格較貴，要求刀具耐用度高，可采用極壓切削油。加工方法方面的考慮鉆孔、攻絲、鉸孔和拉削等工序的刀具與已加工表面的摩擦嚴重，宜采用乳化液、極壓乳化液和極壓切削油。磨削加工溫度很高，且會產生大量的碎屑，要求切削液具有良好的冷卻和清洗性能，常采用乳化液。

三、切削液的選擇從加工要求考慮

粗加工，選用水溶液或低濃度乳化液精加工，選用極壓切削油或高濃度乳化液從刀具材料考慮

高速鋼，需用切削液；Y合金等,可不用或充分連續用從工件材料考慮

鋼等塑性材料，需用切削液；鑄鐵等脆材，可不用高強度鋼等難加工材料，宜用極壓切削油或乳化液從加工方法考慮

鉆孔鉸孔、攻螺紋和拉削等，宜用極壓乳化液或切削油成形刀具齒輪刀具等用極壓切削油；磨削宜用乳化液切削液的合理選用歸納三、切削液的選擇粗加工時，切削用量大，產生的切削熱較多，這時使

用切削液的主要目的是降低切削溫度，故應選用以冷

卻性能為主的切削液。加工要求方面的考慮

切削加工中，除了采用切削液進行冷卻、潤滑之外，有時也采用固體的二硫化鉬作潤滑劑及采用各種氣體作冷卻劑，這樣可以減輕飛濺造成的不良影響以及減少化學腐蝕作用。精加工時，要求減小加工表面粗糙度和提高加工精度，應選用以潤滑性能為主的切削液。三、切削液的選擇潤滑油術語粘度就是液體的內磨擦粘度指數

表示粘度和溫度的關系總酸值

表示潤滑油當中有機酸和無機酸的總含量總堿值

中和1g試樣中全部堿性組分所需高氯酸的量閃點

在規定的條件下，加熱潤滑油最低的閃火溫度傾點和凝點

在規定的條件下冷卻時，能夠繼續流動的最低溫度稱為傾點，不流動時的最高溫度稱為凝點機械雜質

潤滑油中的沉淀和懸浮物，經過濾而分出的雜質灰分

在規定的條件下完全燃燒后，剩下的殘留物殘炭

不通入空氣把試油加熱，經蒸發分解生成焦炭狀的殘余物三、切削液的選擇抗泡性抗泡性也是潤滑油的一項重要使用性能機械安定性潤滑脂受機械剪切后，產生稠度變化的性能抗水性潤滑脂在水中不溶解、不乳化、不吸收水分，不被水洗掉以及與水接觸時不改變它的性能的能力水分油品含水量的多少蒸發度給定的壓力和溫度條件下的蒸發程度和速度。抗乳化試驗測定油品與水分離的能力稱為抗乳化性試驗腐蝕試驗測定油品在一定溫度下對金屬的腐蝕作用氧化試驗潤滑油在加熱和在金屬的催化作用下，抵抗氧化變質能力潤滑性試驗潤滑劑的潤滑性包括油性、抗磨損性和極壓性三、切削液的選擇第八節磨削與砂輪一、磨削過程

二、磨削力與磨削溫度

三、砂輪的特性與選擇滑擦階段

工件表層產生彈性變形和熱應力磨削過程刻劃階段產生塑性變形溝痕隆起現象和熱應力切削階段切削厚度、切應力和溫度達一定值，材料明顯滑移形成切屑。

磨粒形狀、大小各異，一般都有鈍圓半徑，磨粒以較大的負前角進行切削。磨削機理及磨削過程一、磨削過程1）磨削力的主要特征及磨削階段切向力Fc徑向力Fp軸向力Fa★二、磨削力與磨削溫度2）磨削力和磨削功率的計算磨削力Fp磨削功率Pm（N）（KW）單位砂輪寬度的材料切除率二、磨削力與磨削溫度磨削時，由于磨削速度很高，切削厚度很小，切削刃很鈍，所以切除單位體積金屬所消耗的功率為車、銑等切削方法的10～20倍。磨削所消耗能量的大部分轉變為熱能，使磨削區形成高溫。磨削溫度常用磨削點溫度和磨削區溫度來表示。磨削點溫度是指磨削時磨粒切削刃與工件、磨屑接觸點溫度。磨削點溫度非常高(可達1000～1400℃)，它不但影響表面加工質量，而且對磨粒磨損也有很大的影響。砂輪磨削區溫度就是通常所說的磨削溫度，是指砂輪與工件接觸面上的平均溫度，約在400～1000℃之間，它是產生磨削表面燒傷、殘余應力和表面裂紋的原因。二、磨削力與磨削溫度氧化物系(剛玉類)主要成分是Al2O3，適宜磨削各種鋼材。碳化物系主要是碳化硅、碳化硼，硬度比Al2O3

高，磨粒鋒利，但韌性差，適于磨削脆性材料。超硬磨料主要有金剛石和立方氮化硼，及以此兩者為主要成分的復合材料，用于制造超硬砂輪。砂輪組成由磨粒、結合劑和氣孔三要素組成砂輪的特性

包括磨料、粒度、結合劑、硬度和組織砂輪的切削性能取決于砂輪的特性磨料制造普通砂輪的磨料主要有氧化物系和碳化物系兩大類。三、砂輪的特性與選擇剛玉類外圓磨砂輪剛玉類內圓磨砂輪三、砂輪的特性與選擇砂輪的粒度是指磨料顆粒的大小，以磨粒剛好能通過的篩網一英寸長度上有多少孔目數來表示。當直徑小于40μm時，這種磨粒稱為微粉，以W表示。影響生產率與表面粗糙度。

是用于把細小的磨粒粘固成磨輪的結合物質，影響砂輪的強度、硬度及耐熱等特性。粒度結合劑陶瓷結合劑（V）化學穩定性好、耐熱、耐腐蝕、價廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速樹脂結合劑（B）強度高彈性好，耐沖擊，適于高速磨或切槽切斷等工作，但耐腐蝕耐熱性差，自銳性好橡膠結合劑（R）金屬結合劑（M）青銅、鎳等，強度韌性高，成形性好，但自銳性差，適于金剛石、立方氮化硼砂輪。三、砂輪的特性與選擇表示砂輪中磨料、結合劑和氣孔三者之間不同體積的比例關系，用氣孔率和磨粒率表示。影響砂輪結構的松緊程度。組織緊密組織成形性好，加工質量高，適于成形磨、精密磨和強力磨削。中等組織適于一般磨削工作，如淬火鋼、刀具刃磨等。疏松組織不易堵塞砂輪，適于粗磨、磨軟材、磨平面、內圓等接觸面積較大時，磨熱敏性強的材料或薄件。三、砂輪的特性與選擇砂輪硬度是指砂輪工作時在外力作用下磨粒脫落的難易程度。易脫落則砂輪硬度低；反之，砂輪硬度高。影響切削質量和生產率。硬度砂輪硬度選擇原則磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪；磨削導熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷；砂輪與工件接觸面積大時，選較軟的砂輪；成形磨精磨時，選硬砂輪；粗磨時選較軟的砂輪。三、砂輪的特性與選擇砂輪的形狀

常用的幾種主要砂輪種類、形狀代號及用途列表中。平形、雙斜邊、雙面凹、切斷、筒形、杯形、碗形、碟形等。砂輪的特性參數：在砂輪端面上印出，便于使用選擇三、砂輪的特性與選擇常用砂輪的形狀、代號及用途三、砂輪的特性與選擇三、砂輪的特性與選擇2.1金屬切削機床概述一、金屬切削機床的分類及型號編制1.機床的分類

機床的品種規格繁多，為便于區別、使用和管理，必須加以分類。對機床的分類方法有以下幾種：通用機床型號構成車床按加工性質、所用刀具和機床用途分鉆床磨床鏜床齒輪加工機床螺紋加工機床銑床刨插床拉床特種加工機床鋸床其它機床按機床的通用性程度分通用機床專門化機床專用機床按機床工作精度分普通機床精密機床高精度機床2.機床的技術參數與尺寸系列

機床的技術參數是表示機床的尺寸大小和加工能力的各種數據，一般包括：主參數，第二主參數，主要工作部件的結構尺寸，主要工作部件的移動行程范圍，各種運動的速度范圍和級數，各電機的功率，機床輪廓尺寸等。3.機床的型號編制C

A

6

1

40類別代號（車床類）結構特性代號（結構不同）組別代號（落地及臥式車床組）系別代號（臥式車床系）主參數代號（最大工件回轉直徑400mm）舉例：表2-1機床的類別和分類代號:

類別車床鉆床鏜床磨

床齒輪加工機床螺紋加工機床銑床刨插床拉床鋸床其他機床代號CZTM2M3MYSXBLGQ讀音車鉆鏜磨二磨三磨牙絲銑刨拉割其表2-2機床的通用特性代號:

通用特性高精度精密自動半自動數控加工中心(自動換刀)仿形輕型加重型簡式或經濟型柔性加工單元數顯高速代號GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控換仿輕重簡柔顯速機床的組成運動源傳動裝置支承系統

執行件

2.2機床的組成2.2機床的運動1.工件表面的形成方法1）機械零件上常見的表面（圖）2）零件表面的形成（圖2-1）形成發生線的方法軌跡法（圖2-2a）成形法（圖2-2b）相切法（圖2-2c）展成法（圖2-2d）是一條母線沿一條導線運動而形成。母線和導線統稱為表面發生線。圖圖機械零件上常見的表面圖2-1零件表面的形成1-母線2-導線a）軌跡法b）成形法c）相切法d）展成法圖2-2零件表面成形方法2.機床的運動

就機床上運動的功能來看，可區分為表面成形運動、切入運動、分度運動、調位運動和其它運動等。（1）表面成形運動

是保證得到工件要求的表面形狀的運動。它是機床上最基本的運動，是機床上的刀具和工件為了形成表面發生線而作的相對運動。例如圖（a）中的A1和A2。

圖形成發生線所需的運動1－刀尖或切削刃；2－發生線；3－刀具軸線的運動軌跡

1）主運動——對切削起主要作用的工作運動，消耗機床的主要功率。機床主運動通常只有1個。

◆主要形式：

①工件或刀具作回轉運動，用轉速（r/min）表示；

②工件或刀具作直線運動，用速度（m/s）或行程次數（dst/min）表示；

③復合運動2）進給運動——使工件不斷投入切削的運動。機床的進給運動可以有一個或幾個。

◆兩種形式：連續進給和間歇進給。

◆表示方法：mm/s，mm/r，mm/dst表面成形運動

外圓磨無心磨車銑加工滾壓加工銑削成形磨（橫磨）主運動進給運動表外圓表面加工方法

刀具T/RT主運動進給運動

工件表面成形原理圖RRRRRTRRT/R車削成形車削拉削研磨表內圓表面加工方法表面成形原理圖鉆擴鉸鏜拉擠行星式內圓磨主運動進給運動刀具主運動進給運動工件RRTRRT/RTRTRTTRTT內圓磨無心磨主運動進給運動表平面加工方法刀具主運動進給運動工件表面成形原理圖RTRTTT刨插周銑端銑平磨端面平磨車拉T車螺紋板牙主運動進給運動表螺紋加工方法刀具主運動進給運動工件表面成形原理圖RTRRTTR滾壓絲錐銑螺紋梳形銑刀旋風銑磨螺紋RR主運動進給運動表齒形加工方法刀具主運動進給運動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1）切入運動

使刀具切入工件表面一定深度，以使工件獲得所需的尺寸。2）分度運動

工作臺或刀架的轉位或移位，以順序加工均勻分布的若干個相同的表面或使用不同的刀具作順次加工。3）調位運動

根據工件的尺寸大小，在加工之前調整機床上某些部件的位置，以便于加工。（2）輔助運動4）其它運動

如刀具快速趨近工件或退回原位的空程運動，控制運動的開、停、變速、換向的操縱運動等。三、機床的傳動1.機床傳動的組成（1）執行件

是執行機床運動的部件，如主軸、刀架、工作臺等，其任務是裝夾刀具或工件，直接帶動它們誤差一定形式的運動（旋轉或直線運動），并保證運動軌跡的準確性。

為了實現加工過程中所需的各種運動，機床必須有執行件、運動源、傳動裝置和支承系統等基本部分。（2）動力源

是為執行件提供運動和動力的裝置，如交流異步電動機、直流或交流調速電動機和伺服電動機等。（3）傳動裝置（傳動件）

是傳遞運動和動力的裝置，通過它將運動和動力從動力源傳至執行件，使執行件獲得運動速度和方向的運動，并使有關執行件之間保持某種確定的相對運動關系。2.傳動鏈

機床上為了得到所需的運動，需要通過一系列的傳動件把執行件與運動源（如把主軸和電機），獲者把執行件和執行件（例如主軸和刀架）之間聯系起來，稱為傳動聯系。構成一個傳動聯系的一系列順序排列的傳動件，稱為傳動鏈。（1）外聯系傳動鏈

它是聯系動力源（如電動機）和機床執行件（如主軸、刀架、工作臺等）之間的傳動鏈，使執行件得到運動，而且能改變運動的速度和方向，但不要求動力源和執行件之間有嚴格的傳動比關系。（圖2-6）圖2-6車床的傳動原理圖（2）內聯系傳動鏈

當傳動鏈的兩個末端件的轉角或移動量之間有嚴格的比例關系要求時，該傳動鏈稱為內聯系傳動鏈。（圖）3.傳動原理圖

用一些簡單的符合表示各執行件、運動源之間傳動聯系的圖形，稱為傳動原理圖。（圖）4.轉速圖

用來表達傳動系統中各軸轉速的變化規律和傳動副速比的圖形，稱為轉速圖。它可以用來擬定新的傳動系統，也可以用來對現有的機床傳動系統進行分析和比較。（圖）例主運動傳動鏈的傳動路線表達式（傳動結構式）圖某車床主運動轉速圖5.傳動系統圖圖6.運動平衡式

為了表達傳動鏈兩個末端件計算位移之間的數值關系，常將傳動鏈內各傳動副的傳動比相連乘組成一個等式，稱為運動平衡式。例圖主運動傳動系統圖2-3車床與車削CA6140臥式車床的組成圖2-9

車床(圖)主要用于加工各種回轉表面，如內外圓柱面、圓錐面、成形回轉面、端平面和各種內外螺紋面等。（圖2-8）CA6140臥式車床傳動系統圖2-10

一、臥式車床的工藝范圍及其組成圖2-8臥式車床的典型加工表面

圖2-9臥式車床的外形XZn圖2-10CA6140型臥式車床傳動系統圖(1)主運動傳動鏈

1）高速傳動路線2）低速傳動路線

傳動鏈圖摩擦式離合器

主軸的反轉運動通常不用于切削，車螺紋時，為實現在不斷開主軸和刀架間內聯系傳動鏈的情況下將刀架退回到起始位置，要求主軸作反轉運動。主軸的各級轉速，可根據各有關滑動齒輪的嚙合關系求得。機床主軸轉速為傳動鏈圖1）車螺紋進給運動傳動鏈主軸每轉一轉，刀架應均勻地移動一個導程L

CA6140型普通車床可以車削米制、英制、模數和徑節四種螺紋

車削公制螺紋的傳動路線

（2）進給運動傳動鏈

傳動鏈圖車削公制螺紋的運動平衡式由傳動系統圖和傳動路線表達式，可以列出車削米制螺紋的運動平衡式：

傳動鏈圖（3）機動進給運動傳動鏈

將上式化簡可得：

1）縱向機動進給傳動鏈

2）橫向機動進給傳動鏈

當橫向機動進給與縱向進給的傳動路線一致時，所得到的橫向進給量是縱向進給量的一半傳動鏈圖3）刀架快速機動移動

傳動鏈圖

二、車刀1.硬質合金焊接式車刀

結構簡單、緊湊，抗振性能好，制造方便使用靈活。但刀片易產生應力和裂紋。

車刀是金屬切削加工中使用最廣泛的刀具，它可以在普通車床、轉塔車床、立式車床、自動與半自動車床上，完成工件的外圓、端面、切槽或切斷等不同的加工工序。（圖）a)直頭外圓車刀b)彎頭外圓車刀c)彎頭外圓車刀

d)端面車刀e)內孔車刀f)切斷刀g)寬刃光刀成形車刀

2.硬質合金機夾重磨式車刀

避免焊接引起的缺陷，提高了刀具耐用度；刀桿可重復使用利用率較高。但結構復雜、不能完全避免由于刃磨而可能引起刀片的裂紋。

3.機夾可轉位式車刀（圖2-14）1.不需刃磨，刀片材料能較好地保持原有力學性能、切削性能、硬度和抗彎強度。

2.減少了刃磨、換刀、調刀所需的輔助時間，提高了生產效率。

3.可使用涂層刀片，提高刀具耐用度。圖2-14

可轉位式車刀的組成2-4其它加工方法與機床

一、鉆床與鉆削2.搖臂鉆床1.立式鉆床

孔加工刀具一般可分為兩大類:一類是從實體材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等;另一類是對工件上己有孔進行再加工用的刀具，常用的有擴孔鉆、鉸刀及鏜刀等。3.孔加工刀具

擴孔鉆常用作鉸或磨前的預加工以及毛坯孔的擴大，擴孔效率和精度均比麻花鉆高。用于對已鉆孔的進一步加工，IT10~IT11級；表面粗糙度6.3~3.2μm。（1）擴孔鉆1）擴孔鉆的類型

2）擴孔鉆與麻花鉆的比較

圖

①刀齒數多（3～4個），故導向性好，切削平穩；

②刀體強度和剛性較好；

③沒有橫刃，改善了切削條件。因此，大大提高了切削效率和加工質量。

鉸刀是精加工刀具，加工精度可達IT6～IT7。用于中、小尺寸孔的半精加工和精加工；表面粗糙度1.6～0.4μm。（2）鉸刀1）鉸刀的結構與類型

2）鉸刀與擴孔鉆的比較

圖1

圖2

①刀齒數多（6～12個），故導向性好，切削平穩；

②刀體強度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑大）；因此，鉸孔的加工質量更好。圖鉸刀的結構

圖鉸刀的類型（a）直柄機用鉸刀（b）錐柄機用鉸刀c）硬質合金錐柄機用鉸刀（d）手用鉸刀（e）可調節手用鉸刀（f）套式機用鉸刀（g）直柄莫式圓錐鉸刀（h）手用1:50錐度鉸刀二、銑削與銑床2.仿形銑床1.升降臺式銑床3.龍門銑床4.工具銑床4.銑刀

主要用于平面、臺階、溝槽和各種成形面的加工。（圖）圖2-25常用銑刀5.銑削方式及合理選用

銑削方式是指銑削時銑刀相對于工件的運動和位置關系。不同的銑削方式對刀具的耐用度、工件的加工表面粗糙度、銑削過程的平穩性及切削加工的生產率等都有很大的影響。（1）圓周銑削法（周銑法）

周銑法有兩種銑削方式：逆銑法和順銑法。

逆銑與順銑（a）逆銑（b）順銑逆銑切削動畫順銑切削動畫1）逆銑

逆銑時，刀齒的切削厚度從ac=0至acmax。當ac=0時，刀齒在工件表面上擠壓和摩擦，刀齒較易磨損。同時，工件表面受到較大的擠壓應力，冷硬現象嚴重，更加劇刀齒磨損，并影響已加工表面質量。此外，逆銑時刀齒作用于工件上的垂直進給力FfN朝上有挑起工件的趨勢，這就要求工件裝夾緊固。但是逆銑時刀齒是從切削層內部開始工作的，當工件表面有硬皮時，對刀齒沒有直接影響；同時作用于工件上的進給力Ff與其進給方向相反，使銑床工作臺進給機構中的絲杠螺母始終保持良好的右側面接觸，因此進給速度比較平穩。（圖）銑刀旋轉切入工件的方向與工件的進給方向相反。圖2）順銑

順銑時，刀齒的切削厚度從acmax

到ac=0。容易切下切削層，刀齒磨損較少，已加工表面質量較高。順銑法可提高刀具耐用度2～3倍。但在順銑過程中，作用于工件上的進給力Ff與其進給方向相同，此時如果銑床工作臺下面的傳動絲杠與螺母之間的間隙較大，則力Ff有可能使工作臺連同絲杠一起沿進給方向移動，導致絲杠與螺母之間的間隙轉移到另一側面上去，引起進給速度時快時慢，影響工件表面粗糙度，有時甚至會因進給量突然增加很多而損壞銑刀刀齒。因此，采用順銑法加工時，要求銑床的進給機構具有消除絲杠螺母間隙的裝置。此外，用順銑法加工時，要求工件表面沒有硬皮，否則銑刀很易磨損。（圖）銑刀旋轉切入工件的方向與工件的進給方向相同。（圖）

一般情況下，尤其是粗加工或是加工有硬皮的毛坯時，多采用逆銑。

精加工時，加工余量小，銑削力小，不易引起工作臺竄動，可采用順銑。（2）端面銑削法（端銑法）

1）對稱銑削

刀齒切入工件與切出工件的切削厚度ac相同者稱為對稱銑削。（圖a）

對稱銑削方式具有最大的平均切削厚度，可避免銑刀切入時對工件表面的擠壓、滑行，銑刀耐用度高。在精銑機床導軌面時，可保證刀齒在加工表面冷硬層下銑削，能獲得較高的表面質量。2）不對稱銑削

刀齒切入時的切削厚度小于或大于切出時的切削厚度者稱為不對稱銑削。（圖b、c）不對稱逆銑切削平穩，切入時切削厚度小，減小了沖擊，從而可使刀具耐用度和加工表面質量得到提高，適合于加工碳鋼及低碳合金鋼。不對稱順銑時，刀齒切出工件時，切削厚度較小，適于切削強度低，塑性大的材料（如不銹鋼、耐熱鋼等）。

端面銑削方式四、拉削與插削2.拉床1.拉削圖2-33拉削特點:

拉削加工質量好，生產率高。拉刀壽命長，并且拉床結構簡單。但拉刀結構復雜，制造比較麻煩，價格較高，因而多用于大量和批量生產的精加工。圖2-33拉削加工典型表面

拉刀是一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具，廣泛應用于大批量生產中，可加工各種內、外表面。3.拉刀(1)拉刀的類型（圖）（2）拉刀的結構頭部——與機床連接，傳遞運動和拉力。頸部——頭部和過渡錐連接部分。過渡錐部——使拉刀容易進入工件孔中，起對準中心的作用。圖前導部——起導向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可檢查拉削前孔徑是否太小，以免拉刀第一刀齒負荷太大而損壞。切削部——切除全部的加工余量，由粗切齒、過渡齒和精切齒組成。

拉刀的類型校準部——起校準和修光作用，并作為精切齒的后備齒。后導部——保持拉刀最后幾個刀齒的正確位置，防止拉刀即將離開工件時，工件下垂而損壞已加工表面。尾部——防止長而重的拉刀自重下垂，影響加工質量和損壞刀齒。

圖2-35圓孔拉刀的結構1－頭部；2－頸部；3－過渡錐部；4－前導部5－切削部；6－校準部；7－后導部；8－尾部(4)刀齒幾何參數1）齒升量af

前、后兩刀齒半徑或高度之差。af影響拉刀強度及拉床負荷；難以切下很薄的金屬層，容易磨損刀齒，加工表面也不光潔af

粗切齒：

af=0.02～

0.20mm

精切齒：

af=0.005～0.015mm圖2）齒距p

相鄰兩刀齒之間的軸向距離。確定齒距的大小時，應考慮拉削的平穩性及足夠的容屑空間。

粗切齒的齒距按經驗公式計算：過渡齒的齒距：精切齒的齒距：當p>10mm時，當p≤10mm時,（便于制造）圖L為拉削長度

拉刀切削部分的主要幾何參數3）前角γo

根據工件材料選擇。4）后角αo

為使刀齒前刀面重磨之后，直徑變小較慢，以及延長拉刀的使用壽命，拉刀的后角應取較小值。5）刃帶寬度ba1

其作用是制造時便于控制刀齒直徑、保持切削過程的穩定性和重磨后保持直徑不變。圖（4）拉削方式1）分層式拉削2）分塊式拉削

可獲得較高的表面質量，但拉刀長度較長，生產率較低。（圖）

拉刀長度短，生產率高，但拉刀結構復雜，制造困難，拉削后的工件表面比較粗糙。（圖）3）綜合式拉削

綜合了上述兩種拉削方式的優點，拉刀短，生產率高，加工表面也較光潔。（圖）分層式拉削分塊式拉削綜合式拉削五、齒形加工

按形成輪齒的原理可分為成形法和展成法兩大類。成形法加工出來的漸開線齒廓是近似的，加工精度低，且生產率低。因此主要用于單件小批和加工精度要求不高的修配行業。圖展成法的加工精度和生產率較高，因而在齒輪加工機床中應用最為廣泛。屬于展成法的有滾齒、插齒、剃齒、珩齒、磨齒等。圖圖成形齒輪銑刀一、滾齒1.滾齒原理

依照交錯軸螺旋齒輪嚙合原理。滾齒時的成形運動是滾刀旋轉運動和工件旋轉運動組成的復合運動，這個復合運動稱為展成運動。再加上滾刀沿工件軸線垂直方向的進給運動，就可切出整個齒長。（圖2-37）（1）滾切直齒圓柱齒輪圖2-381）展成運動傳動鏈

滾刀（B11）－4－5－ux－6－7－工作臺（B12）2）主運動傳動鏈

電動機－1－2－uv－3－4－滾刀（B11）3）軸向進給運動傳動鏈

工作臺（B12）－7－8－uf－9－10－刀架（A2）圖2-37滾齒原理圖2-38滾切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖（2）滾切斜齒圓柱齒輪1）機床的運動和傳動原理圖

2）差動運動傳動鏈

刀架（A21）－12－13－uy－14－15－（合成）－6－7－ux

－工作臺（B22）

圖2-39）圖2-39）圖2-39滾切斜齒圓柱齒輪的傳動原理圖3)工件附加轉動的方向

齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具,按刀具的工作原理，齒輪刀具分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具。齒輪滾刀（1）齒輪滾刀的工作原理

（2）齒輪滾刀的基本蝸桿

圖圖2-40阿基米德滾刀用于精加工和小模數齒輪法向直廓滾刀用于粗加工和大模數齒輪圖齒輪滾刀的工作原理圖2-40滾刀的基本蝸桿和切削要素（3）齒輪滾刀的選用

1）基本參數與齒輪相同2）精度等級應與加工齒輪一致3）旋向相同直齒用右旋滾刀,

左旋齒輪用左旋滾刀圖2-42Y3150E型滾齒機二、插齒1.插齒原理

插齒機加工原理類似一對圓柱齒輪相嚙合，其中一個是工件，另一個是具有齒輪形狀的插齒刀。（圖）（1）展成運動傳動鏈

2.插齒機的傳動原理

插齒刀轉動－蝸桿副B－9－8－10－ux－11－12－蝸桿副C－工作臺傳動原理圖（2）主運動傳動鏈

（3）圓周進給運動傳動鏈

電動機M－1－2－uv－3－4－5－曲柄偏向盤A－插齒刀主軸曲柄偏心盤A－5－4－6－uf－7－8－9－蝸桿副B－插齒刀轉動傳動原理圖

插齒原理及所需運動圖插齒刀的基本工作原理2.插齒刀插齒刀后刀面的形成

磨齒機多用于對淬硬的齒輪進行齒廓的精加工。磨齒機有兩大類即用成形砂輪磨齒和用展成法磨齒。

1、成形砂輪磨齒機的原理和運動三、磨齒機床2、展成法磨齒機的原理和運動1）連續磨齒2）分度磨齒一、磨床

用磨料、磨具（砂輪、砂帶、油石、研磨料）為工具對工件進行切削加工的機床，統稱為磨床。

磨床主要用于零件精加工，尤其是淬硬鋼和高硬度材料零件的精加工。磨床與砂輪

◆外圓磨床圖2-26M1432B