金属切削刀具概论(一)
21《金属切削刀具概论》教学大纲
《金属切削刀具概论》课程教学大纲
课程代码：010141037
课程英文名称：Introduction to metal cutting tools 课程总学时：16 讲课：16 实验：0 上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化 大纲编写（修订）时间：2010.7
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
本课程是研究金属切削加工中的现象、规律及所使用刀具的一门应用科学，是机械设计制造及其自动化专业学生的专业基础课之一。通过学习，使学生掌握金属切削过程的一般现象和基本规律，能根据具体条件，掌握设计刀具的方法，合理选择各种刀具及其切削用量。使学生在实际工作中能够寻找出改善加工表面质量，提高切削加工生产率和降低刀具成本的基本途径，并能运用所学的知识分析和解决生产实践中出现的一些有关问题。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
1．使学生掌握金属切削加工的基本理论，能按加工条件选择合理的刀具材料、几何参数、切削用量。
2．了解常用刀具的类型、结构特点、应用范围并能正确地选择使用。 3．通过学习几种典型专用刀具，初步掌握专用刀具的设计与计算方法。 4．了解现代切削加工发展的动态和重要研究成果。
（三）实施说明
1．金属切削概论部分应主要掌握金属切削过程中各种物理现象，从中找出其变化规律，并运用这些规律去寻找改善加工表面质量，降低刀具成本以及提高生产率的途径。
2．金属切削刀具部分应充分掌握其各种刀具的种类、结构特点、应用范围以及合理选用。介绍几种常用刀具的设计方法，从而了解一般刀具的设计原则和计算方法。
（四）对先修课的要求
机械工程材料，理论力学，材料力学，互换性与技术测量，机械制造技术基础。
（五）对习题课、实践环节的要求
对习题方面，要求少而精，以各章节为单元布置平时作业，个别章节安排大作业。 （六）课程考核方式 1．考核方式：考查
2．考核目标：考核学生对其各种刀具的种类、结构特点、应用范围以及合理选用的掌握，刀具的设计原则和计算方法。
3. 成绩构成: 出勤+平时作业+期末考核，综合评定。 （七）参考书目
《金属切削原理与刀具》，陆建中编，机械工业出版社，2006 《金属切削刀具》，乐兑谦主编，机械工业出版社，2011 《金属切削原理与刀具》芦福桢编 机械工业出版社，2008
二、中文摘要
金属切削刀具概论教学大纲是对以前版本进行了修订。简化一些重复以及落后的理论技术。主要章节有：金属切削基本理论的应用、车刀设计、钻头与钻削、其它孔加工刀具（扩孔钻、锪
钻、镗刀、铰刀和复合孔加工刀具）、拉刀、铣削与铣刀、切齿刀具和数控刀具及其工具系统。使学生既能掌握基本技术又能把握发展方向。
三、课程学时分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分 金属切削基本理论的应用
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
1) 掌握切屑控制；【金属切削刀具概论】
2) 掌握刀具几何参数的合理选择； 重 点:
卷屑和断屑； 难 点:
卷屑和断屑控制 第2部分 车刀设计
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
1) 掌握车刀的类型； 2) 掌握焊接车刀结构特点 3) 掌握机夹车刀结构特点；
4) 掌握可转位车刀结构特点。 重 点:
可转位车刀刀槽的设计。 难 点:
可转位车刀的结构。 习 题:
1） 绘图表示外圆车刀主剖面标注角度参考系的六个基本角度。 2） 机夹可转位车刀的刀槽设计计算。 第3部分 钻头与钻削
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
掌握麻花钻结构特点及选用。以麻花钻为典型孔加工刀具，介绍孔加工的基本原理。 重 点:
分析标准麻花钻的几何参数以及其结构存在的问题和修磨方法。 难 点:
麻花钻的修磨结构
第4部分 扩孔钻、锪钻、镗刀、铰刀和复合孔加工刀具 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
掌握孔加工刀具的种类、结构特点及选用。 重 点:
圆柱铰刀设计 难 点:
圆柱铰刀结构与参数
第5部分 拉刀
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容：
以圆孔拉刀为典型，主要内容包括拉削方式、以及综合式圆孔拉刀的结构设计。 重 点:
综合式圆孔拉刀的结构设计。 难 点:
综合式圆孔拉刀的结构与参数。 习 题:
拉刀的结构设计 第6部分 铣削与铣刀
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
了解铣刀的种类和用途。以圆柱铣刀、面铣刀为例掌握铣削的基本规律。 重 点:
常用铣刀的结构及选用 难 点:
面铣刀几何角度 第7部分 切齿刀具
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
齿轮刀具品种极其繁多，主要内容应介绍插齿刀、齿轮滚刀的工作原理、类型和结构以及合理的选择。 重 点:
齿轮加工原理 难 点:
阿基米德滚刀结构参数
第8部分 数控刀具及其工具系统
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
包括自动化加工刀具的种类、结构以及刀具的管理系统。 重 点:
数控刀具工具系统 难 点:
数控刀具结构
编写人: 宋书汉 审核人: 李兴山 批准人: 丁 茹
金属切削刀具概论(二)
金属切削刀具大纲-1
《金属切削原理与刀具》
课程编号：
适用专业：机械相关专业
责任教学单位：机电工程系……教研室 总学时：48 考核形式：考试 课程类型：专业基础课 选读方式：必修课
课程简介
《金属切削原理与刀具》是研究金属切削过程基本规律与应用、标准刀具的选型与使用、非标刀具设计原理与方法的一门科学。材料的切削加工是用一种硬度高于工件材料的单刃或多刃刀具，在工件表层切除加工余量，使工件达到预定的几何形状、尺寸精度、表面质量及低加工成本的要求。切削过程牵涉到材料的塑性变形、高切削温度、刀具及加工表面相当高的应力和刀具的磨损和破损。因此，这门科学与金属物理学、金属工艺学、力学、化学、工程数学、计算技术、电子学和经济学有着密切联系，是机械制造专业的重要专业基础课。
教学大纲
一、本课程的性质、任务和基本要求
《金属切削原理与刀具》是研究金属切削过程基本规律与应用、标准刀具的选型与使用、非标刀具设计原理与方法的一门科学，是机械制造专业的重要专业基础课。学生通过本课程的教学、实验、并配合生产实习，应达到下列要求：
在基本理论方面，掌握金属切削及磨削过程中切削变形、切削力、切削热及切削温度，刀具磨损、破损以及砂轮磨损的基本理论与基本规律。
在基本知识方面，掌握常用刀具材料的种类、性能及应用范围；掌握材料加工性及加工表面质量的评定标准、影响因素和提高加工性及加工表面质量的主要措施等知识；掌握切削用量的选定原则，并初步了解切削液的种类、作用和选用。
在基本技能方面，应具有根据加工条件合理选择刀具材料、刀具几何参数的能力；具有合理选择切削用量的能力。
二、学时分配
三、课程内容：
绪 论
【目的要求】【金属切削刀具概论】
了解我国切削加工技术发展的概况和刀具在现代机械制造业中的作用与地
位。
第一章 刀具几何角度及切削要素
【教学内容】
1.1切削运动与切削用量
1.2刀具切削部分的基本定义 1.3刀具的几何参数 1.4刀具角度的换算 1.5切削层与切削方式 【目的要求】
了解切削运动与切削用量、切削层与工作方式的基本知识；掌握刀具切削部分的基本定义、刀具的几何参数、刀具角度的换算；了解刀具的工作角度。 【教学重点】 刀具切削部分的基本定义，刀具工作角度。 【教学难点】 刀具角度。 【教学建议】
以课堂教学为主，结合挂图、实物、教学模型、动手实践为辅以利于教学的进行。
第二章 刀具材料
【教学内容】 2.1 高速钢 2.2 硬质合金 2.3 陶瓷 2.4 超硬刀具材料 【目的要求】
了解各种刀具材料的性能、特点；学会根据工件材料和加工条件选择刀具材料。 【教学重点】 高速钢、硬质合金。 【教学难点】 普通硬质合金使用性能。 【教学建议】 课堂教学结合实物进行授课。
第三章 金属切削过程的基本规律
【教学内容】
3.1 切削变形与切屑形成 3.2 切削力
3.3 切削热与切削温度 3.4 刀具磨损与刀具寿命
【目的要求】
了解切削变形过程、切削力的来源知识；掌握切削温度对加工的影响；熟悉刀具磨损的知识。
【教学重点】 切削变形过程，影响切削力、切削温度的因素，刀具的磨损。 【教学难点】 切削变形、积屑瘤、刀具磨损。 【教学建议】
课堂教学辅以教学挂图利于教学的开展，结合现场教学和金工实习以利于理论学习。
第四章 切削基本理论的应用
【教学内容】 4.1 切屑控制
4.2 工件材料的切削加工性 4.3 切削液的选用 4.4 已加工表面质量
4.5 刀具几何参数的合理选择 4.6 切削用量的合理选择 4.7 现代切削新技术简介 【目的要求】
通过本章学习，学生能够将切削原理的基本理论用于分析和解决有关切削加工中产生的一些工艺技术问题。 【教学重点】
切屑控制，刀具几何参数的合理选择，切削用量的合理选择。 【教学难点】
切屑的流向和折断；影响表面粗糙度的因素。 【教学建议】
以课堂教学为主，结合复习思考题和现场教学以利于理论教学的开展。
第五章 车 刀
【教学内容】
5.1 车刀的类型
金属切削刀具概论(三)
刀具
金属切削刀具概论
学院：机械工程学院班级：姓名：徐俊
1201015232
镗刀应用及发展
徐俊
（沈阳理工大学 机械工程学院 机械设计制造及其自动化 1201015232）
摘要：镗刀是镗削刀具的一种，一般是圆柄的，也有较大工件使用方刀杆，最常用的场合就是 镗刀内孔加工，扩孔，仿形等。有一个或两个切削部分、专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工的刀具。镗刀可在镗床、车床或铣床上使用。为了适应各种孔径和孔深的需要并减少镗刀的品种规格，人们将镗杆和刀头设计成系列化的基本件──模块。使用时可根据工件的要求选用适当的模块，拼合成各种镗刀,从而简化了刀具的设计和制造。 关键字：镗刀 分类 应用 发展趋势
0前言
镗刀是机械制造中用于切削加工的工具，经过多年发展，中国的镗刀行业逐渐走向成熟，不仅种类丰富而且规格齐全，极大地满足了机械制造业的市场需求。 镗刀是具有一个或两个切削部分、专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工的刀具。镗刀可在镗床、车床或铣床上使用。因装夹方式的不同，镗刀柄部有方柄、莫氏锥柄和7：24锥柄等多种形式。
微调镗刀可以在机床上精确地调节镗孔尺寸，它有一个精密游标刻线的指示盘，指示盘同装有镗刀头的心杆组成一对精密丝杆螺母副机构。当转动螺母时，装有刀头的心杆可沿定向键作直线移动，藉助游标刻度读数精度可达0.001mm。镗刀的尺寸也可在机床外用对刀丁预调。 1.1.1机夹式镗刀
复合成型镗刀，阶梯镗刀，台阶镗刀的应用，在用户现场生产的柴油机系列制造中,飞轮罩、齿轮室、齿轮室盖等零件,形状复杂,孔较多而有些孔较大,其原材料为铸件对这些孔径较大、并带有同轴孔和倒角的零件,一般采用专机或铣床加工,专机采用复合镗刀加工,铣床由单刃镗刀改为复合镗刀加工。用复合镗刀加工,可减少机动和辅助时间,大大提高生产率,同时保证
1 镗刀的分类及应用
镗刀根据刀刃的数量分为单刃镗刀和双刃镗刀 1.1单刃镗刀
单刃镗刀切削部分的形状与车刀相似。为了使孔获得高的尺寸精度， 精加工用镗刀的尺寸需要准确地调整。
加工表面间的相互位置精度,通过众多的实践证明机夹式镗刀能在镗头孔中作径向浮动，由切削力平衡而自动定心，能补偿镗刀安装中的一些误差，普遍用作孔的精加工刀具。特别是大(孔径d200mm以上)深(L/d5以上)的简件和管件孔的精镗是必不可少的重要刀具。因此,浮动镗刀的结构形式和合理几何参数的选取很值得深入研讨。 1.1.2整体式镗刀
对于精度要求较高、孔径较大、粗糙度要求较低的深孔类零件加工，以往均采用铰孔或珩磨孔等精加工工艺方法加工,由于加工效率低且刀具采
购成本较高,不适于单件或小批量生产。介绍一种采用整体浮动镗刀以镗代铰加工此类高精度深孔的工艺方法.取得了较好的应用效果。 1.1.3可转位式镗刀
刀片固定,刚性充足。直柄结构：装卸简单方便采用CNC铣加工中心精制，刀片重复定位精度在0.05之内。可加工粗镗孔等工件。 1.2双刃镗刀
双刃镗刀有两个分布在中心两侧同时切削的刀齿，由于切削时产生的径向力互相平衡，可加大切削用量，生产效率高。双刃镗刀按刀片在镗杆上浮动与否分为浮动镗刀和定装镗刀。
浮动镗刀适用于孔的精加工。它实际上相当于铰刀，能镗削出尺寸精度高和表面光洁的孔，但不能修正孔的直线性偏差。为了提高重磨次数，浮动镗刀常制成可调结构。 1.2.1固定式双刃镗刀
镗刀块两个切削刃切削背向力相互抵消，不易引起震动。镗刀块的刚性好，容削空间大，切削效率高。固定式镗刀用于粗镗、半精镗d>40mm的孔，对空进行粗加工、半精加工、锪沉孔或端面等 1.2.2浮动式双刃镗刀
能自动补偿由刀具安装、机床主
轴偏差等造成的加工误差，能获得较高的加工精度，但无法纠正空的直线度误差和位置误差。适用于单件、小批生产加工直径较大的孔，特别适用于精镗直径大二深的简件和管件孔。
2镗刀的工艺特点
2.1单刃镗刀工艺特点
（1）结构简单，有较大的灵活性和较强的适应性。
（2）可以矫正底孔轴线的偏差和位置误差。
（3）镗杆刚性差，切削用量小，生产效率低。【金属切削刀具概论】
2.2浮动镗刀工艺特点
（1）镗刀片径向浮动，加工精度高。
（2）镗刀片有修光刃，表面加工质量高。
（3）镗刀片两切削刃同时工作，生产效率高。
3镗刀的研究现状
3.1深孔镗削
深孔镗削是深孔加工的重要部分，对其展开研究具有重要意义。以无氧铜难加工材料深孔镗刀研制试验为主要研究对象。分析深孔镗削运动形式、深孔镗削受力、深孔镗刀设计基本理论；设计并加工无氧铜材料的深孔镗刀，并进行相关刀具切削加工试验。分析加工试验中出现问题，提出解决问题的方法，通过试验来证明该方法的可行性，指导并应用于深孔加工的生产实际中。为以后实现相应材料和形状的零件的加工提高宝贵的经验,对深孔镗刀进一步研究具有很高的经济和研究价值。
3.2数控双刃镗刀应用研究
在金属切削加工过程中,更安全、高效利用金属切削刀具始终是金属切削工艺师不断追求的目标之一,在优化机床、刀具、夹具、工件所组成的工艺系统中,切削刀具毫无疑问处于举足轻重的地位。围绕金属切削刀具开展应用研究往往是解决问题的关键。笔者根据扭力臂零件的工艺特点,对其加
工工艺进行了细致的分析,用实际试制的数据和现象论述了TMG21数控双刃镗刀在不同工艺要求下的巧妙灵活的使用,通过扭力臂零件具体加工过程研究,介绍一种数控双刃镗刀的新用法。
4发展趋势
新型镗刀可缩短工艺过程中的调刀时间，帮助用户高速、小批量地生产产品，从而保证工厂和车间及时完成生产加工任务。此外，这种镗刀自身可进行自动调节、修正磨损、补偿误差或自动成形。以KomTronic镗刀为例，这一系列的侍服传动镗刀由美国Komet公司生产提供。镗削加工头内的滑板由侍服电机传动，它控制着脉冲，使镗杆向较大的直径方向移动，或支持其向较小的直径方向移动。这一机构提高了镗床的加工精度，不需采用手工调节的方法调节螺丝。
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