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1、铣刀 ,是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。
种类
铣刀按用途区分有多种常用的型式。
①圆柱形铣刀:用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上,按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少,刀齿强度高,容屑空间大,适用于粗加工;细齿铣刀适用于精加工。
②面铣刀:用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面端面和圆周上均有刀齿也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式 3种。
③立铣刀:用于加工沟槽和台阶面等,刀齿在圆周和端面上,工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时可轴向进给。
④三面刃铣刀:用于加工各种沟槽和台阶面其两侧面和圆周上均有刀齿。
⑤角度铣刀:用于铣削成一定角度的沟槽,有单角和双角铣刀两种。
⑥锯片铣刀:用于加工深槽和切断工件,其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦刀齿两侧有15′~1°的副偏角。此外还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等。
铣刀的结构
分为4种。①整体式:刀体和刀齿制成一体。②整体焊齿式:刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成并钎焊在刀体上。③镶齿式:刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。这种可换的刀齿可以是整体刀具材料的刀头也可以是焊接刀具材料的刀头。刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式;刀头在夹具上单独刃磨的称为体外刃磨式。④可转位式(见可转位刀具):这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。
铣刀的材料常用的是高速钢，也有镶嵌硬质合金或整体硬质合金。
车刀种类和用途 车刀是应用最广的一种单刃刀具。也是学习、分析各类刀具的基础。 车刀用于各种车床上，加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。 车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛，在车刀中所占比例逐渐增加。 二、硬质合金焊接车刀 所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。 三、机夹车刀 机夹车刀是采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。此类刀具有如下特点：（1）刀片不经过高温焊接，避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、产生裂纹等缺陷，提高了刀具的耐用度。 （2）由于刀具耐用度提高，使用时间较长，换刀时间缩短，提高了生产效率。 （3）刀杆可重复使用，既节省了钢材又提高了刀片的利用率，刀片由制造厂家回收再制，提高了经济效益，降低了刀具成本。 （4）刀片重磨后，尺寸会逐渐变小，为了恢复刀片的工作位置，往往在车刀结构上设有刀片的调整机构，以增加刀片的重磨次数。 （5）压紧刀片所用的压板端部，可以起断屑器作用。 四、可转位车刀 可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃，即可继续工作，直到刀片上所有切削刃均已用钝，刀片才报废回收。更换新刀片后，车刀又可继续工作。 1．可转位刀具的优点 与焊接车刀相比，可转位车刀具有下述优点: （1）刀具寿命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。 （2）生产效率高 由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间。 （3）有利于推广新技术、新工艺 可转位刀有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。 （4）有利于降低刀具成本 由于刀杆使用寿命长，大大减少了刀杆的消耗和库存量，简化了刀具的管理工作，降低了刀具成本。 2．可转位车刀刀片的夹紧特点与要求 （1）定位精度高 刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。 （2）刀片夹紧可靠 应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合，经得起冲击和振动，但夹紧力也不宜过大，应力分布应均匀，以免压碎刀片。 （3）排屑流畅 刀片前面上最好无障碍，保证切屑排出流畅，并容易观察。 （4） 使用方便 转换刀刃和更换新刀片方便、迅速。对小尺寸刀具结构要紧凑。 在满足以上要求时，尽可能使结构简单，制造和使用方便。 五、成形车刀 成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刃形是根据工件廓形设计的，可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。 用成形车刀加工零件时可一次形成零件表面，操作简便、生产率高，加工后能达到公差等级IT8～IT10、粗糙度为10～5μm，并能保证较高的互换性。但成形车刀制造较复杂、成本较高，刀刃工作长度较宽，故易引起振动。 成形车刀主要用在加工批量较大的中、小尺寸带成形表面的零件。
工欲善其事，必先利其器，为了在车床上做良好的切削，正确地准备和使用刀具是很重要的工作。不同的工作需要不同形状的车刀，切削不同的材料要求刀口具不同的刀角，车刀和工作物的位置和速度应有一定相对的关系，车刀本身也应具备足够的硬度、强度而且耐磨、耐热。因此，如何选择车刀材料，刀具角度之研磨都是重要的考虑因素。
车刀的种类和用途
刀具材质的改良和发展是今日金属加工发展的重要课题之一，因为良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作，并保持良好的刀具寿命。一般常用车刀材质有下列几种：
1 高碳钢：
高碳钢车刀是由含碳量0.8%~1.5%之间的一种碳钢，经过淬火硬化后使用，因切削中的摩擦四很容易回火软化，被高速钢等其它刀具所取代。一般仅适合于软金属材料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。
2 高速钢：
高速钢为一种钢基合金俗名白车刀，含碳量0.7~0.85%之碳钢中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速钢材料中含有18%钨、4%铬以及4%钒的高速钢。高速钢车刀切削中产生的摩擦热可高达至6000C，适合转速1000rpm以下及螺纹之车削，一般常用高速钢车刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。
3 非铸铁合金刀具：
此为钴、铬及钨的合金，因切削加工很难，以铸造成形制造，故又叫超硬铸合金，最具代表者为stellite，其刀具韧性及耐磨性极佳，在8200C温度下其硬度仍不受影响，抗热程度远超出高速钢，适合高速及较深之切削工作。
4烧结碳化刀具：
碳化刀具为粉未冶金的产品，碳化钨刀具主要成分为50%~90%钨，并加入钛、钼、钽等以钴粉作为结合剂，再经加热烧结完成。碳化刀具的硬度较任何其它材料均高，有最硬高碳钢的三倍，适用于切削较硬金属或石材，因其材质脆硬，故只能制成片状，再焊于较具韧性之刀柄上，如此刀刃钝化或崩裂时，可以更换另一刀口或换新刀片，这种够车刀称为舍弃式车刀。
碳化刀具依国际标准(ISO)其切削性质的不同，分成P、M、K三类，并分别以蓝、黄、红三种颜色来标识：
P类适于切削钢材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六类，P01为高速精车刀，号码小，耐磨性较高，P50为低速粗车刀，号码大，韧性高，刀柄涂蓝色以识别之。
K类适于切削石材、铸铁等脆硬材料，有K01、K10、K20、K30、K40五类，K01为高速精车刀，K40为低速粗车刀，此类刀柄涂以红色以识别。
M类介于P类与M类之间，适于切削韧性较大的材料如不?袗?等，此类刀柄涂以黄色来识别之。
5 陶瓷车刀：
陶瓷车刀是由氧化铝粉未，添加少量元素，再经由高温烧结而成，其硬度、抗热性、切削速度比碳化钨高，但是因为质脆，故不适用于非连续或重车削，只适合高速精削。
6 钻石刀具
作高级表面加工时，可使用圆形或表面有刃缘的工业用钻石来进行光制。可得到更为光滑的表面，主要用来做铜合金或轻合金的精密车削，在车削时必须使用高速度，最低需在60~100m/min，通常在200~300m/min。
7 氧化硼
立方晶氧化硼(CBN)是近年来推广的材料，硬度与耐磨性仅次于钻石，此刀具适用于加工坚硬、耐磨的铁族合金和镍基合金、钴基合金。
车刀形状及使用情形
1 一般使用之车刀尖型式有下列几种：
(1)粗车刀：主要是用来切削大量且多余部份使工作物直径接近需要的尺寸。粗车时表面光度不重要，因此车刀尖可研磨成尖锐的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圆度以避免断裂。
(2)精车刀：此刀刃可用油石砺光，以便车出非常圆滑的表面光度，一般来说精车刀之圆鼻比粗车刀大。
(3)圆鼻车刀：可适用许多不同型式的工作是属于常用车刀，磨平顶面时可左右车削也可用来车削黄铜。此车刀也可在肩角上形成圆弧面，也可当精车刀来使用。
(4)切断车刀：只用端部切削工作物，此车刀可用来切断材料及车度沟槽。
(5)螺丝车刀(牙刀)：用于车削螺杆或螺帽，依螺纹的形式分60度，或55度V型牙刀，29度梯形牙刀、方形牙刀。
(6)搪孔车刀：用以车削钻过或铸出的孔。达至光制尺寸或真直孔面为目的。
(7)侧面车刀或侧车刀：用来车削工作物端面，右侧车刀通常用在精车轴的未端，左侧车则用来精车肩部的左侧面。
2因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可区分为：
(1)右手车刀：由右向左，车削工件外径。
(2)左手车刀：由左向右，车削工件外径。
(3)圆鼻车刀：刀刃为圆弧形，可以左右方向车削，适合圆角或曲面之车削。
(4)右侧车刀：车削右侧端面。
(5)左侧车刀：车削左侧端面。
(6)切断刀：用于切断或切槽。
(7)内孔车刀：用于车削内孔。
(8)外螺纹车刀：用于车削外螺纹。
(9)内螺纹车刀：用于车削内螺纹。
车刀各部位名称及功能
车刀属于单锋刀具，因车削工作物形状不同而有很多型式，但它各部位的名称及作用却是相同的。一支良好的车刀必须具有刚性良好的刀柄及锋利的刀锋两大部份。车刀的刀刃角度，直接影响车削效果，不同的车刀材质及工件材料、刀刃的角度亦不相同。车床用车刀具有四个重要角度，即前间隙角、边间隙角、后斜角及边斜角。
1 前间隙角
自刀鼻往下向刀内倾斜的角度为前间隙角，因有前间隙角，工作面和刀尖下形成一空间，使切削作用集中于刀鼻。若此角度太小，刀具将在表面上摩擦，而产生粗糙面，角度太大，刀具容易发生震颤，使刀鼻碎裂无法光制。装上具有倾斜中刀把的车刀磨前间隙角时，需考虑刀把倾斜角度。高速钢车刀此角度约8~10度之间，碳化物车刀则在6~8度之间。
2 边间隙角
刀侧面自切削边向刀内倾斜的角度为边间隙角。边间隙角使工作物面和刀侧面形成一空间使切削作用集中于切削边提高切削效率。高速钢车刀此角度约10~12度之间。
3 后斜角
从刀顶面自刀鼻向刀柄倾斜的角度为后斜角。此角度主要是在引导排屑及减少排屑阻力。切削一般金属，高速钢车刀一般为8~16度，而碳化物车刀为负倾角或零度。
4 边斜角
从刀顶面自切削边向另一边倾斜，此倾斜面和水平面所成角度为边斜角。此角度是使切屑脱离工作物的角度，使排屑容易并获得有效之车削。切削一般金属，高速钢车刀此角度大约为10~14度，而碳化物车刀可为正倾角也可为负倾角。
5 刀端角
刀刃前端与刀柄垂直之角度。此角度的作用为保持刀刃前端与工件有一间隙避免刀刃与工件磨擦或擦伤已加工之表面。
6 切边角
刀刃前端与刀柄垂直之角度，其作用为改变切层的厚度。同时切边角亦可改变车刀受力方向，减少进刀阻力，增加刀具寿命，因此一般粗车时，宜采用切边角较大之车刀，以减少进刀阻力，增加切削速度。
7 刀鼻半径
刀刃最高点之刀口圆弧半径。刀鼻半径大强度大，用于大的切削深度，但容易产生高频振动。
在车削过程中，由于零件的形状、大小和加工要求不同，采用的车刀也不相同。车刀的种类很多，用途各异，现介绍几种常用车刀（图3-3）。
1.外圆车刀
外圆车刀又称尖刀，主要用于车削外圆、平面和倒角。外圆车刀一般有三种形状。
⑴直头尖刀 主偏角与副偏角基本对称，一般在45°左右，前角可在5～30°之间选用,后角一般为6～12°。
⑵45°弯头车刀 主要用于车削不带台阶的光轴，它可以车外圆、端面和倒角，使用比较方便，刀头和刀尖部分强度高。
⑶75°强力车刀 主偏角为75°，适用于粗车加工余量大、表面粗糙、有硬皮或形状不规则的零件，它能承受较大的冲击力，刀头强度高，耐用度高。
2.偏刀
偏刀的主偏角为90°，用来车削工件的端面和台阶，有时也用来车外圆，特别是用来车削细长工件的外圆，可以避免把工件顶弯。偏刀分为左偏刀和右偏刀两种，常用的是右偏刀，它的刀刃向左。
3.切断刀和切槽刀
切断刀的刀头较长，其刀刃亦狭长，这是为了减少工件材料消耗和切断时能切到中心的缘故。因此，切断刀的刀头长度必须大于工件的半径。
切槽刀与切断刀基本相似，只不过其形状应与槽间一致。
4.扩孔刀
扩孔刀又称镗孔刀，用来加工内孔。它可以分为通孔刀和不通孔刀两种。通孔刀的主偏角小于90°，一般在45～75°之间，副偏角20～45°，扩孔刀的后角应比外圆车刀稍大，一般为10～20°。不通孔刀的主偏角应大于90°，刀尖在刀杆的最前端，为了使内孔底面车平，刀尖与刀杆外端距离应小于内孔的半径。
5.螺纹车刀
螺纹按牙型有三角形、方形和梯形等，相应使用三角形螺纹车刀、方形螺纹车刀和梯形螺纹车刀等。螺纹的种类很多，其中以三角形螺纹应用最广。采用三角形螺纹车刀车削公制螺纹时，其刀尖角必须为60°，前角取零度。
做机械零件常用的材料
一、机械零件的常用材料
机械零件所使用的材料是多种多样的，但是金属材料，尤其是黑色金属材料，应用得最多和最广。此外各种新技术材料，如纳米材料等，在机械中的应用也将逐渐增多。
1. 金属材料
（1）钢铁
世界上的金属总产量中钢铁占 99.5 ％。纯铁呈灰白色，强度不是很大，故用处不大。通常我们所说的铁，或钢，其实是铁碳合金，或者是有意加入了锰、铬、镍、钨、钼、钛、硅等元素的铁碳合金。 钢铁由于具有较好强度、塑性、韧性、弹性等力学性能，且价格相对低廉、品种多、性能适用范围广，在工程领域得到最为广泛的应用。 钢可分为碳素钢和合金钢两大类。 合金钢由于具有优良的机械性能、工艺性、化学性能等，在要求高强度、受冲击载荷、高耐磨性、工作环境恶劣等场合得到广泛的使用。
（2）有色金属
称铝、镁、铜、铅、锌等及其合金为有色金属。有色金属多用于对质量、导电性、导热性、耐蚀性、塑性、减摩性、耐磨性有特殊要求的场合。应用较多的是铝合金和铜合金。
（3）非金属材料
在机械工程领域应用较多的非金属材料是高分子材料和陶瓷材料。高分子材料主要指塑料、橡胶及合成纤维。高分子材料独特的结构和易改性、易加工等特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。塑料的主要优点：相对密度小，绝缘性、耐蚀性、减摩性、耐磨性好等。其缺点是：刚度、强度差，导热系数小，易老化等。橡胶的最大特点是高弹性。陶瓷材料的主要优点是 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型、硬度高、耐磨性好等。陶瓷材料的主要缺点是比较脆，加工工艺性差。
（4）复合材料
复合材料就是用两种或两种以上不同化学性质或组织结构的材料组合而成的材料。复合材料是多相材料，主要包括基体相和增强相。按基体材料来分类，可以分为聚合基、陶瓷基和金属基复合材料，按增强相形状分类，复合材料可以分为纤维增强复合材料、粒子增强复合材料和层状复合材料。复合材料的主要优点是比强度（强度与密度的比）和比模量（弹性模量和密度的比）高，抗疲劳性能和减振性能好。
二、材料的选择原则
以下是选择材料的一般原则，作为选择材料的依据。
●载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况
这方面的因素主要是从强度观点来考虑的，应在充分了解材料的机械性能的前提下来进行选择。
脆性材料原则上只适用于制造在静载荷下工作的零件。在有冲击的情况下，应选择塑性材料。
金属材料的性能一般可以通过热处理加以提高和改善，因此，要充分利用热处理手段来发挥材料的潜力。对于常用的调质钢，由于其回火温度的不同，可得到力学性能不同的毛坯。
●零件的工作情况
零件的工作情况是指零件所处的环境特点、工作温度、摩擦磨损的程度等。
在湿热环境下工作的零件，其材料应有良好的防锈和耐腐蚀的能力，例如选用不锈钢、铜合金等。
工作温度对材料选择的影响，一方面要考虑互相配合的两零件的材料的线膨胀系数不能相差过大，以免在温度变化时产生过大的热应力，或者使配合松动；另一方面要考虑材料的机械性能随温度而变化的情况。
零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增加耐磨性。因此，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢等品种。
●零件的尺寸及质量
零件的尺寸及质量的大小与材料的品种及毛坯制取方法有关。用铸造材料制造毛坯时，一般可以不受尺寸及质量大小的限制；而用锻造材料制造毛坯时，则须注意锻压机械及设备的生产能力。此外，零件尺寸和质量的大小还和材料的强重比有关，应尽可能选用强重比大的材料，以便减小零件的尺寸和质量。
●零件结构的复杂程度及材料的加工可能性
结构复杂的零件宜选用铸造毛坯，或用板材冲压出元件后再经焊接而成。结构简单的零件可用锻造法制取毛坯。
对材料工艺性的了解，在判断加工可能性方面起着重要的作用。铸造材料的工艺性是指材料的液态流动性、收缩率、偏析程度及产生缩孔的倾向性等。锻造材料的工艺性是指材料的延展性、热脆性及冷态和热态下塑性变形的能力等。焊接材料的工艺性是指材料的焊接性及焊缝产生裂纹的倾向性等。材料的热处理工艺性是指材料的可淬性、淬火变形倾向性及热处理介质对它的渗透能力等。冷加工工艺性是指材料的硬度、易切削性、冷作硬化程度及切削后可能达到的表面粗糙度等。
●材料的经济性
材料的经济性主要表现在以下几方面：
◆ 材料本身的相对价格。
◆ 材料的加工费用。
◆ 材料的利用率。
◆ 采用组合结构。
◆ 节约稀有材料。
●材料的供应状况
选材时还应考虑到当时当地材料的供应状况。为了简化供应和贮存的材料品种，对于小批制造的零件，应尽可能地减少同一部机器上使用的材料品种和规格。
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