淋尖踢斛
范文一：刀具几何参数
第一.
合理的刀具几何参数是提高刀具切削性能的重要因素，传统的刀具合理几 何参数的研究方法一般是先设计并选择不同的刀具几何参数及工艺参数，并借 助于一定的测试手段，来进行实际的切削实验。用这种方法来进行研究，往往 要经历一个很长的过程，耗时、耗力、实验成本高。所以刀具合理几何参数的 选择是切削理论与实践的重要课题。所谓刀具的合理的(或者最佳) 几何参数 是在保证加工质量的前提下，能够满足生产效率高、加工成本高的刀具几何参 数。一般的说，选定刀具几何参数的合理值问题，本质上是多变量函数针对某 一目标计算求解最佳值的问题，但是，由于影响切削加工效益的因素太多，而 且影响因素之间又是相互作用的，因而建立数学模型的难度很大。实用的优化 或最佳化工作，只能在固定若干因素后，改变少量参数，取得实验数据，并且 采用适当方法(例如方差分析法、回归分析法) 进行处理，得出优选结论。
可见，选择合理的刀具几何参数的重要性，所以利用相关软件进行直接模拟优化结构、几何参数有其极其重要的现实意义。
刀具角度包括主切削刃的前角、后角、主偏角、刃倾角和副切削刃的副后 角、副偏角等。不同的角度对刀具具体切削过程的影响是不同的。
1、前角变化对切削过程中的切削力、切屑变形等有很大的影响，其中前角对切削力的影响最大。有人曾研究认为:前角每变化一度，主切削力约改变1.5%。 在切削过程中，切削力随着前角的增大而减小。这是因为当前角增大时，剪切 角也随之增大，金属塑性变形减小，变形系数减小，沿前刀面的摩擦力也减小， 因此切削力降低。这种变化趋势在较低速的切削中尤为明显。通过前述有限元 分析，将刀具上沿接触长度上各节点的应力值相加可以获得主切削力，而在构 成主切削力的各节点应力值中，刀刃部分具有最大等效力值的节点贡献最大。 因此可以这么说，为其前角变化对于切削力的影响，可以通过研究刀具前刀面 上具有最大等效应力的节点的应力状况而表现出来。所以，我们选取刀具接触 长度上节点的最大等效应力作为刀具前角优化的标准。
2、后角的主要功用是减小切削过程中刀具后刀面与加工表面之间的摩擦。后角的大小还影响作用在后刀面上的力，后刀面与工件的接触长度以及后刀面的 西华大学硕士学位论文
磨损强度，因而对刀具使用寿命和加工表面质量有很大的影响。适当增加后角 可减小工件己加工表面弹性恢复层与刀具后刀面的接触长度，因而减小了后刀 面的摩擦与磨损。但后角太大时，刀具楔角显著减小，将削弱切削刃的强度。 而且因刀具楔角减小会使刀具散热体积减少使散热条件恶化，从而使刀具使用 寿命降低。
3、刃倾角的主要功用是影响切屑的流出方向，刃倾角的大小和正负确定了流屑角的大小和正负，合理选择刃倾角和前刀面型式，可以控制切屑的排出方向。 同样刃倾角还影响切削刃的锋利性、影响刀尖强度和刀尖导热和容热条件、影 响切入切出的平稳性、影响切削刃的工作长度、影响切削分力之间的比值。刃 倾角并不是越大越好，而是在一定的条件下有一定的合理数值，是有一定的选 择原则的。
4、不论是主偏角还是副偏角，他们的共同功用是使刀具的各条切削刃有合理的分工、联结与配合，保证合理的刃形和切削层形状，同时保证刀尖部位具有 一定的强度、导热面积、和容热体积。选择合理的主偏角、副偏角和其他切削 角度，可以提高加工表面质量，提高刀具使用寿命和生产率。主偏角、副偏角 的功用:影响切削加工残留面积高度，从这个因素看来，减小主偏角和副偏角， 可以减少加工表面粗糙度，特别是副偏角对加工表面粗糙度的影响更大。主偏 角还影响断屑效果和排屑方向。此外他还影响三个切削力的大小和比例关系， 所以在选择主偏角和副偏角的时候还是考虑选用规则的。
在此基础上，根据之前几个模块输入的条件，比如，加工工艺(精加工、 粗加工) 、复杂刀具类型、刀具材料(切削部分) 、工件材料、来优化刀具的整 体几何角度(前角、后角、刃倾角、主偏角、副偏角) ，若是可转位刀具，还 要计算出刀片槽的加工几何参数。
第二.
BTA 深孔钻是内排屑深孔钻的一种典型结构，它是在单刃内排屑深孔钻的基础上改进而成，其切削刃呈双面错齿状，切屑从双面切下，并经双面排屑孔进入钻杆排出孔外。BTA 深孔钻切削力分布均匀，分屑、断屑性能好，钻削平稳可靠，钻削出的深孔直线性好。
BTA 深孔钻具有以下结构特点：
1. 刀体上分布有外刃刀片、中刃刀片、内刃刀片、导向块和双面排屑
孔，并通过刀体上的浅牙多头矩形螺纹与空心钻杆联接。
2. 钻芯部分由内刀刃代替了麻花钻的横刃，从而克服了麻花钻横刃较
长、轴向阻力较大的缺点；由于钻芯相对于钻孔轴心线偏移了一段
距离，加工时钻芯处刀刃低于中心处刀刃，因此会形成一个导向芯
柱(见图1) ，使钻头具有较好的导向性，钻孔时不易偏斜，该导向
芯柱增长到一定长度后会自行折断并随切屑一起排出。
3. 主刀刃采用非对称的分段、交错排列形式，可保证分屑可靠，并避
免用整体硬质合金刀片磨削卷屑槽、分屑槽时易产生裂纹的情况。
4. 刀片材料可采用几种不同牌号的硬质合金，以适应各部分结构对耐
磨性和强度的不同要求，如钻芯部分切削速度低、切削力大，在切
屑挤压作用下易发生崩刃，可选用韧性较好的硬质合金刀片；钻头
外缘部分则可选用耐磨性较好的硬质合金刀片。
切屑的卷曲形
与断屑方法 图1 BTA深孔钻钻孔时形成的导向芯柱 式
艾小凯 常兴 王琪
摘 要：以塑性理论为基础，分析了切屑卷曲形式，提出了设计卷屑台的具体方案。
关键词：切削 切屑 塑性变形 断屑
Chip Curling Forms and Chip Breaking Method
Ai Xiaokai et al
Abstract ：On the basis of plastic theore chip curling forms are analysed ，and a concrete scheme of designing chip groove is put forward ．
Keywords ：cutting chip plastic deformation chip breaking
在金属切削加工中，不利的屑形将严重影响操作安全、加工质量、刀具寿命、机床精度和生产率。因此有必要对切屑的卷曲形式和断屑方法进行深入研究，以便对切屑形态进行有效控制。
1．切屑卷曲形式
在塑性金属切削加工过程中，由于切屑向上卷曲和横向卷曲的程度不同，所产生的切屑形态也各不相同。为了便于分析切屑卷曲的形式，可将切屑分为向上卷曲型、复合卷曲型和横向卷曲型三大类。在脆性金属切削加工中，
容易产生粒
状切屑和针状切屑，只有在高速切削、刀具前角较大、切削厚度较小时，此类切屑的卷曲方向才与一般情况下略有差异。
在切削塑性金属时，如刀具刃倾角为0°，有卷屑槽且切削宽度较大，切屑大多向上卷曲。在其它情况下，切屑大都为横向卷曲。例如，在外圆车削加工中，当进给量与背吃刀量之比较大，且刀具的前角为0°时，切屑容易横向卷曲成垫圈状（见图1）。这是因为切屑两端部分在横向上变宽，而切屑的体积不变，横向变宽部分的厚度必然变薄，若长度不缩短，就必然产生横向卷曲；另外，若在车刀上磨有过渡刃，加上刀尖和副切削刃的作用，使得在切屑宽度方向上剪切角发生变化，也可使切屑产生横向弯曲而呈垫圈状。
图1 垫圈状切屑
在通常情况下，切屑不可能仅仅向上卷曲或横向卷曲，而是在向上卷曲的同时也产生横向卷曲。长紧卷屑和螺状卷屑的形成就是切屑同时向上和横向卷曲的结果（如图2）。
图2 精车时的长螺状卷屑
2 断屑方法
在塑性金属切削中，直带状切屑和缠绕形切屑是不受欢迎的；而在脆性金属切削中，又希望得到连续型切屑。通常，改变切削用量或刀具几何参数都能控制屑形。在切削用量已定的条件下加工塑性金属时，大都采用设置断屑台和卷屑槽来控制屑形。本文主要讨论卷屑槽基本参数的计算。
图3是直线型、直线圆弧型和圆弧型三种卷屑槽的基本形式。其主要参数如下：
（1）接触长度L
图3中，切屑在前刀面上的接触长度可由下式［4］获得
L ＝K m a ch sin （φ＋β－γo ）／sin φcos β （1）
式中 K m ——切屑与前刀面接触长度修正系数，一般取1．6左右
a ch ——切屑厚度
（2）卷屑槽半径R 2
由断裂理论可知，塑性金属的断屑条件是
εf ≥ε
式中 εf ——切屑卷曲应变
εfc ——临界断裂应变
fc （2）
图3 卷屑槽的基本形式及参数
对于向上卷曲型切屑，其折断条件如图4所示。假设在切屑外表面拉长ΔL 后达到断裂极限，由几何关系得
ΔL ＝（R 1＋y ）d θ－R 1d θ （3）
式中 ΔL ——切屑断裂时断裂表面的伸长量
R 1——切屑断裂时的卷曲半径
y ——切屑中性层至断裂表面的法向距离
因为弯曲应变为
ε＝Δl ／l
式中 l ——中性层上的切屑长度
所以断裂应变为
εfc ＝［（R 1＋y ）d θ－R 1d θ］／R 1d θ＝y ／R 1 （4） 由塑性力学知
σb ＝E εfc （5）
由式（4）和式（5）可得向上卷曲型切屑折断时的卷曲半径为
R 1＝Ey ／σb （6）
图4 向上卷曲型切屑的折断条件
由于短耳状切屑与弧形切屑类似，故其理论模型可参照弧形切屑（略）。对于长耳状切屑，因其与刀具后刀面碰撞而折断，故其理论模型如图5所示。其应变可由下式求出
εfc ＝0．5a ch （1／R 2＋1／R L ） （7）
式中 a ch ——切屑厚度
R 2——卷屑槽半径
R L ——长耳状切屑断裂时的卷曲半径
图5 长耳状切屑的卷曲折断条件
由式（5）和式（7）可得卷屑槽半径为
R 2＝1／（2σb ／Ea ch ＋1／R L ） （8）
以切削45钢（调质）为例，其弹性模量E ＝206GPa ，强度极限σb ＝650GPa ，测得切屑厚度为0．2mm 。
由式（6）得R 1＝31．7mm ，由式（8）得R 2＜31．7mm 。
为了保证断屑，根据不同材料，可选取断屑系数为8～12，此时卷屑槽最大卷曲半径为2.64～3.96mm ，而由试验统计得到的卷屑槽卷曲半径为3mm 左右。通过分析发现，金属经过塑性变形以后，硬度和强度大大提高，而塑性和韧性却显著下降，这是造成理论值远远高于试验值的主要原因。因此，在设计卷屑槽时，断屑系数可选取理论值与试验值之比。卷屑槽半径最后计算公式为
R ＝R 1／n （9）
式中 R ——卷屑槽卷曲半径
n ——断屑系数，一般取8～12
（3）在中等切深情况下，一般可选取θ＝110°～120°（参见图3）。θ角太小会使切屑堵塞在槽中，造成打刀；θ角太大，则会使切屑卷曲半径太大，切屑因变形小而不折断。
（4）卷屑槽与主切削刃的倾斜方式分为外斜式、平行式和内斜式。外斜式卷屑槽容易造成切屑翻转到车刀后刀面而得到C 形屑（短耳状或长耳状切屑）；平行式卷屑槽的切屑大多是碰到工件加工表面折断；内斜式卷屑槽的切屑容易形成连续的长紧卷屑。切削中碳钢时，内斜式和外斜式卷屑槽的斜角常取8°～10°［6］。
作者单位：艾小凯 常 兴 华北工学院（太原030051）
王 琪 河北秦皇岛电视大学（066001）
参考文献
[1] 陈日曜．金属切削原理．机械工业出版社，1993
[2] 常兴．金属切削过程中物理现象问题的探讨．太原机械学院学报，1984
（2）
[3] 曹鸿德．塑性变形力学基础与轧制原理．机械工业出版社，1981
[4] ［日］中山一雄著，李云芳译．金属切削加工理论．机械工业出版社，1985
[5] ［美］G 布思罗伊德著，山东工学院机制教研室译．金属切削加工的理论基础．山东科学技术出版社，1980
[6] 华南工学院，甘肃工业大学主编．金属切削原理及刀具设计（上册）．上海科学技术出版社，1979
[7] 常兴．关于脆性金属切屑形状和变形的试验研究．中国兵工学会论文选编，1984
编辑：石 明
收稿日期：1998年10月
二、刀具合理几何参数的基本内容
刀具的合理几何参数包含以下四个方面基本内容：
1. 刃形
刃形即是切削刃的形状。从简单的直线刃发展到折线刃、圆弧刃、月牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他适宜的空间曲线刃，同时也明确了一定的切削加工条件必定对应有某种适宜的刃形。这是刀具几何构形趋于合理的一种标志。刀尖形状的变革，也是刃形变革的内容之一。 刃形直接影响切削层的形状，影响切削图形的合理性；刃形的变化，将带来切削刃各点工作角度的变化。因此，选择合理的刃形，对于提高刀具使用寿命、改善已加工表面质量、提高刀具的抗振性和改变切屑形态等，都有直接的意义。以切断刀为例(图10—1) ，说明改革的刃形具有多样性。图中a 为左偏刃，b 为右偏刃，可避免切断后工件芯部残留一段细杆，亦可防止切断终了时刀头折断；c 为双过渡刃，增强了两个刀尖；d 为双偏角刃，e 、f 、g 、h 、i 、j 为折线刃或圆弧刃，均可增加切削刃的有效长度，改善刀尖处散热条件，获得有利于排屑的切削层形状；k 、l 为月牙弧刃，有抗振作用；m 、n 为前刀面上磨出—条或几条纵向槽(搓板槽) 形成的波形刃，抗振性好；o 为单面阶梯打；p 为双阶梯刃。这些刃形总的特点是强化了刀尖，减少单位切削刃长度上的切削负荷，排屑顺利，还有一定的抗振作用，因而在各自适宜的切削条件下均可发挥较好的作用。
图10—3所示为普通的平直切削刃切断刀与双阶梯刃切断刀(图10—2) 的切削力实验曲线。这是刃形对比实验研究的一个适例。
进行实验的双阶梯刃切断刀(图10—2) 和普通平直刃切断刀的刀片材料均为YT5，除刃形不同外，其他几何参数都一样。图10—3为三种不同的进给量下，两把切断刀的切入深度h 对主切削力Fc 的影响曲线。由图可见，随着切入深度h 的增加，普通平直刃的切削力迅速上升，约为阶梯刃切削力的两倍。这是因为阶梯刃的主切削刃分为三段，切屑也相应地分成三条，切屑同切出槽形两壁之间的摩擦大大减小，即使切入较深时，也不致使切屑 阻塞在刀头与切出槽形两壁之间。同时，切削液也容易注入切削区域，因此切削力和切削温度均显著减小。当切入深度增加时，阶梯刃切断刀仅仅由于切削速度降低而使切削力略有增加。实验得知，阶梯刃的切削温度同平直刃相比，约降低20％—25％，而刀具使用寿命延长了50％一100％。由此可以看出变革刃形的重要意义。
2. 切削刃刃区的剖面型式及参数
切削刃的剖面型式，我们通常将它简称为刃区型式，对切削加工效率、质量和成本有重要的意义。针对不同的加工条件和技术要求，选择合理的刃区型式(如锋刃、前刀面负倒棱刃、后刀面消振棱刃、倒圆刃、零度后角的刃带) 及其合理的参数值，是选择刀具合理几何参数的基本内容。图10—4所示为五种刃区型式，其合理参数值的选择见附录10。
3. 刀面型式及参数
IS0标准确立了多棱面前、后刀面的定义，标志着切削刀具刀面型式的发展和多样性。前刀面上的卷屑槽、断屑槽，后刀面的双重刃磨、铲背以及波形刀面等，都是常见的刀面型式。选择合理的刀面型式及其参数值，对切屑的变形、卷曲和折断，对切削力、切削热、刀具磨损及使用寿命，有着直接的影响，其中前刀面的影响和作用更大。关于刀面作用机理及其参数选择，可参阅本书第三章和后续课程《金属切削刀具》第一章。
4. 刀具角度
刀具角度包括主切削刃的前角γ。、后角α。、主偏角kr 、刃倾角λs和副切削刃的副后角α。’、副偏角kr’等。
三、选择刀具合理几何参数的一般性原则
1. 要考虑工件的实际情况
选择刀具合理几何参数，要考虑工件的实际情况，主要是工件材料的化学成分、制造方没热处理状态、物理机械性能(包括硬度、抗拉强度、延伸率、冲击韧性、导热系数等) ，还有毛坯表层情况、工件的形状、尺寸、精度和表面质量要求等。
2. 要考虑刀具材料和刀具结构
选择刀具合理几何参数时，要考虑刀具材料的化学成分、物理机械性能(包括硬度、抗弯强度、冲击值、耐磨性、热硬性和导热系数) ，还有刀具的结构型式，是整体式、焊接式或机夹式等。
3. 要注意各个几何参数之间的联系
刀具的刃形、刃区、刀面和角度之间是相互联系的，应该综合起来考虑它们之间的作用与影响，分别确定其合理数值。从本质上看，这是一个多变量函数的优化设计问题，若用单因素法难免有很大的局限性。例如，选择前角γ。时，至少要考虑卷屑槽型、有无倒棱及刃倾角λs的正负大小等，联系这些情况，优选合理的前角值，不要割裂它们之间的内在联系，孤立地选择某一参数。
4. 要考虑具体的加工条件
选择合理几何参数，也要考虑加工条件，这就是机床、夹具的情况，工艺系统刚度及功率大小，切削用量和切削液性能等。一般地说，粗加工时，着重考虑保证最长的刀具使用寿命，精加工时，主要考虑保证加工精度和已加工表面质量的要求；对于自动线生产用的刀具，主要考虑刀具工作的稳定性，有时需要着重解决断屑问题；机床刚性和动力不足时，刀具应力求锋利(如增大前角和主偏角，减小切削刃钝圆半径等) ，以减小切削力和振动
范文二：刀具的几何参数
(1)定义刀具角度的参考系:为了定义刀具切削部分的几何角度,需选定适当组合的基准坐标平面作为参考系。 其中用于规定刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系称为刀具静止参考系,如图2-2所示。规定刀具进行 切削加工时几何参数的参考系称为刀具工作参考系。
刀具静止参考系的各平面名称、表示符号及定义见表2-1。
图2-2 刀具静止参考系
表2-1刀具静止参考系的各方面。
名称 符号 定义
基面 P r 通过切削刃上选定点,垂直于该点切削速度方向的平面。
切削平面 P s 通过切削刃上的选定点,与切削刃相切,怯垂直于该点基面的平面。
正交平面 P o 通过切削刃上的选定点,垂直于基面和切削平面的平面。
法平面 P -n 通过切削刃上的选定点,且与切削刃垂直的平面。
假定工作
平面
P f 通过切削刃上的选定点,垂直与基面且平行与假定进给运动方向的平面。
背平面 P p 通过切削刃上的选定点,且垂直于基面和假定工作平面的平面。
(2)刀具角度的定义:刀具角度是刀具在静止参考系中的一组角度,其名称,表示符号及定义见表 2-2。外圆车刀刀具角度见图 2-3。 表 2-2 刀具角度定义
名称 符号 定义
前角 前角法前角
侧前角背前
角
y o
y n
y f
y p
定义:前到面A r 与基面p r 之间的夹角。在正交平面中测量、在法 平面中测量、在假定工作平面中测量、在背平面中测量。
后角 后角法后角
侧后角背后
角
a o
a n
a f
ap
定义:主后刀面A a 与切削平面p s 之间的夹角。早正交平面中测 量、在法平面中测量、在假定工作平面中测量、在背平面中测 量。
主偏角 k r 主切削平面p s 与假定工作平面p f 之间的夹角,在基面p r 中测量。 到尖角 εr 主切削平面p s 与副切削平面p′ s 之间的夹角,在基面p r 中测量。 刀倾角 λs 主切削刃与基面p r 间的夹角,在主切削平面p s 中测量。
注:表中所列角度都只是过主切削刃选定点的角度(εr 除外),过副切削刃选顶点的响应角度可仿照定义,并在角度符号右上角加一撇 “′” 以 示区别,例如车刀副偏为 k ′ r ,副后角为 a ′ o 。
(3)刀具角度的换算:制造或刃磨刀具时常需在不同坐标平面间进行刀具角度换算。各坐标平面间刀具角度的换算关系见表
2-3
表 2-3 刀具角度的换算关系
范文三：CNC加工刀具的几何参数
CNC加工刀具的几何参数
表1 PCBN刀具切削灰铸铁时合理的刀具几何参数
前角 0?
负倒棱 -10?,-15?
倒棱宽 0.2,0.3mm
后角 6?,8?
刀尖 0.4,0.8mm
刃倾角 0?
国外对于使用PCBN刀具车削灰铸铁时推荐的倒棱参数为:粗加工时的倒棱参数为0.2mm×-20?，精加工时的倒棱参数为0.1mm×-20?，当PCBN刀具的切削环境更恶劣时，刃口处理还要将倒棱的底边钝圆以增加刃口的强度，其钝圆半径为10,15μm。当切削力较小时，也可以仅对刃口进行钝圆处理，其钝圆半径为25,50μm。
钻削、扩削、铰削加工中铸铁群钻切削部几何参数
特点口诀
铸铁屑碎赛磨料，转速稍低大走刀，三尖刃利加冷却，双重锋角寿命高。
横内内分外圆弧总外外刃第二内刃刃刃刃外刃钻头直尖高横刃刃长 半径刃长f 锋角锋角锋角斜前斜后角圆弧后角αo2径d h 长b l,1R l 2k 2k′ 角角f 2k角αr1r1ro1l 2ф γ τ or
mm (?) 5,7 0.11 0.75 0.15 1.9 3/5l 120 70 135 65 -10 20 18 20 >7,10 0.15 1.25 0.2 2.6 3/5l 120 70 135 65 -10 20 18 20 >10,0.2 1.75 0.3 4 3/5l 120 70 135 65 -10 20 18 20 15
>15,0.3 2.25 0.4 5.5 3/5l 120 70 135 65 -10 25 15 18 20
>20,0.4 2.75 0.48 7 3/5l 120 70 135 65 -10 25 15 18 25
>25,0.5 3.5 0.55 8.5 3/5l 120 70 135 65 -10 25 15 18 30
>30,0.6 4 0.65 10 3/5l 120 70 135 65 -10 25 15 18 35
>35,0.7 4.5 0.75 11.5 3/5l 120 70 135 65 -10 25 15 18 40
>40,0.8 5 0.85 13 3/5l 120 70 135 65 -10 30 13 15 45
>45,0.9 6 0.95 14.5 3/5l 120 70 135 65 -10 30 13 15 50
>50,1 7 1.1 17, 3/5l 120 70 135 65 -10 30 13 15 60
h?0.02d
R?0.12d 参数值按直径范围的中间值来定，允许备注 近似比例 b?0.02d 偏差为? l?0.3d
l?l?0.6l 12
范文四：刀具几何参数的选择
2.4 刀具磨损和刀具耐用度
2.4.1 刀具的磨损形式及原因
（1）刀具的正常磨损形式
1）前面磨损
前面上形成月牙洼磨损 （速度高，厚度大，形成月牙洼）
2）后面磨损
后面的磨损形式是磨成后角等于零的磨损棱带。后面磨损棱带的中间部位（B 区），磨损比较均匀，其平均宽度以VB 表示，而且最大宽度以VB max 表示。
3）前后面同时磨损或边界磨损（速度底，切削厚度较小的塑性金属及加工脆性金属时）
非正常磨损：刀具在切削的过程中突然或者过早的损现象叫~ 。又叫破损。常常分为两类：1. 脆性破损（硬质合金和陶瓷刀具时）2. 塑性破损 （高速刚）
（2）刀具磨损的原因
1）硬质点磨损 （磨粒磨损）（碳化物，氧化物等）
工件材料中的杂质在刀具表面上擦伤，划出一条条的沟纹造成的机械磨损。
2）粘结磨损
在一定的压力和温度作用下，在切屑与前面、已加工表面与后面的磨擦面上，产生塑性变形，形成粘结点，这些粘结点又因相对运动而破裂，粘结点的破裂也常常发生在刀具一方面被工件材料带走，从而形成刀具的粘结磨损。
3）扩散磨损
切削过程中，刀具表面与工件由于高温与高压的作用，两磨擦表面上的化学元素有可能互相扩散到对方去，使两者的化学成分发生变化，从而削弱了刀具材料的性能，加速了刀具的磨损。扩散速度随切削温度的升高而增加 。
4）化学磨损 （氧化磨损，相变磨损）
化学磨损是在一定温度下，刀具材料与某些周围介质起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物，而被切屑带走，加速了刀具的磨损。由于切屑不易进入刀具与切屑的接触区，故氧化磨损容易在主、副切削刃的工作面处形成。
3.2 刀具合理几何参数的选择
3.2.1 概述
刀具几何参数包括：刀具角度、刀面形式、切削刃形状等。
刀具合理的几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而达到提高切削效率或降低生产成本目的的几何参数。 刀具合理几何参数的选择决定于工件材料、刀具材料、刀具类型及其他具体工艺条件。
3.2.2 前角及前面形状的选择
（1）前角的功用及合理前角的选择
1）前角的主要功用
①影响切削区的变形程度
②影响切削刃与刀头的强度
③影响切屑形态和断屑效果
④影响已加工表面质量
2）增大或减小前角各有利弊，前角有一个合理的数值。
3）合理前角的选择原则
①工件
ropt 塑>ropt脆 ，ropt 低强度纲>ropt高强度钢
②刀具
ropt 硬<>
③加工条件
ropt
3.2.3 后角的选择
（1）后角的功用 (后刀面与切削平面的夹角)
1）后角的主要功用是减小后面与过渡表面之间的磨擦。
2）后角越大，rn 值越小，切削刃越锋利。
3）在同样的磨钝标准VB 下，后角大的刀具由新用的磨钝，所磨去的金属体积较大（图3-4），可延长刀具耐用度。
4）增大后角，刀头的强度削弱，导热面积和容热体积减小。
（2）合理后角的选择原则
1）工件α0塑>α0脆;
2）刀具α0硬<>
3）工艺系统刚性差，应适当减小后角;
4）各种有尺寸精度要求的刀具, 宜取较小的后角。
3.2.4 主偏角、副偏角及刀尖形状的选择
（1）主偏角和副偏角的功用
1）影响切削加工残留面积高度。
减小主偏角和副偏角，表面粗糙度。
2）影响切削层的形状，增大主偏角时，切削层公称宽度将减小，层公称厚度。
3）影响三个切削分力的大小和比例关系。增大主偏角，可使背向力减小，进给力增大。增大副偏角也可使得背向力减小。
4）影响刀尖处的强度、导热面积的容热体积。 5）增大主偏角, 使得切屑变得窄而厚, 容易折
断。
（2）合理主偏角 Kτ的选择原则
1）精加工和半精加工，选用较大的主偏角，减少振动。
2）加工很硬的材料，为减轻单位长度切削刃上的负荷，较小的主偏角。
3）工艺系统刚性较好时，减小主偏可提高刀具耐用度。
4）单件小批生产，选取通用性较好的45°车刀或90°偏刀。
（3）合理副偏角的选择原则
1） K'τ=5°~10°
2）精加工刀具，取得更小一些，磨出一段 K'τ=0°的修光刃。
3）加工高强度高硬度材料或继续切削时， K' τ=4°~6°。
4）切断刀、锯片铣刀和槽铣刀，为保证刀头强度和重磨后刀头宽度变化较小， K'τ=1°~2°。
3.2.5 刃倾角的选择
（1）刃倾角的功用
1）控制切屑流出方向 λs=0°时（图3-6a ），切屑近似沿垂直于主切削刃的方向流出，λs 为负值时，可能缠绕、擦伤已加工表面，λs 为正值时，切屑流向与 Vf方向一致。
2）影响切削刃的锋利性
3）影响刀尖强度、刀尖导热和容热条件负的刃倾角使远尖的切削刃处先接触工件，使刀尖避免受到冲击；负的刃倾角使刀头强固，刀尖处导热和容热条件较好。
4）影响切削刃的工作长度和切入切出的平稳性 当λs=0°时，切削刃同时切入切出，冲击力大，当λs ≠0°时，切削刃逐渐切入工件，冲击小。
3.3 刀具耐用度的选择
一是根据单件工时最短的观点来确定耐用度，这种耐用度称为最大生产率耐用度；二是根据工序成本最低的观点来确定的耐用度，称为经济耐用度。
在一般情况下均采用经济耐用度, 当任务紧迫或生产中出现不平衡环节时, 则采用最大生产率耐用度。
3.4 切削用量的选择
3.4.1 制订切削用量的原则
合理的切削用量，是指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等），在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。
3.4.2 切削用量三要素的确定
（1）背吃刀量
1）在粗加工时，一次走刀应尽可能切去全部加工余量 。
2）下列情况可分几次走刀：
①加工余量太大
②工艺系统刚性不足或加工余量极不均匀
③继续切削
如分二次走刀，第一次的αsp 也应比第二次大，第二次的αsp 可取加工余量的1/3~1/4。
3）切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等冷硬较严重的材料时，背吃刀量超过硬皮或冷硬层厚度。 4）在半精加工时，αsp =0.5~2mm
5）在精加工时，αsp =0.1~0.4mm
（2）进给量的选择
合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。进给量要受到下列一些因素的限制；机床进给机构的强度、车刀刀杆的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度及工件的装夹刚度等。精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。从《切削用量用册》中查取进给量。
（3）切削速度的确定
根据已选定的背吃刀量αsp 、进给量f 及刀具耐用度T .
3.5 切削液的选择
3.5.1 切削液的作用
（1）冷却作用 （2）润滑作用
（3）清洗作用 （4）防锈作用
3.5.2 切削液的选用
3.5.3 切削液的使用方法
范文五：刀具的表面与几何参数
刀具的表面与几何参数
1．刀具表面与切削刃
任何刀具都是由刀柄(刀体) 和刀头(刀齿) 组成。刀柄或刀体用于夹持刀具，刀头或刀齿构成刀具的切削部分，担负着切削工作。金属切削加工所用刀具种类繁多，形状各异，但是它们参加切削的部分在几何特征上都有相同之处。外圆车刀的切削部分可作为其他各类刀具切削部分的基本形态，其他各类刀具就其切削部分而言，都可以看成是外圆车刀切削部分的演变。因此，通常以外圆车刀切削部分为例，来确定刀具几何参数的有关定义。
外圆车刀切削部分包括：
⑴ 前面：刀具上切屑流过的表面。
⑵ 主后面：刀具上与工件过渡表面相对的表面。
⑶ 副后面：刀具上与工件已加工表面相对的表面。
⑷ 主切削刃：前面与主后面相交而得到的刃边(或棱边) ，用于切出工件上的过渡表面，完成主要的金属切除工作
⑸ 副切削刃：前面与副后面相交而得到的刃边，它配合主切削刃完成切削工作，最终形成工件已加工表面。
外圆车刀切削部分的名称和刀具几何角度(图1所示)
图1 外圆车刀切削部分的名称
1－主切削刃；2－第一前刀面(倒棱) ；3－第二前刀面；4－第一后刀面 (刃带) ； 5－第二后刀面； 6－刀尖；7－第二副后刀面； 8－第一副后刀面；9－副切削刃
车刀角度： —前角； —后角； —楔角； —主偏角； —副偏角； —刀尖角； —刃倾角
2．正交平面参考系
刀具切削部分的几何角度是在刀具静止参考系定义的（也是刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系）。下面介绍刀具静止参考系中常用的正交平面参考系。
图2 正交平面参考系
正交平面参考系如图2所示：
⑴ 基面pr
通过切削刃选定点垂直于主运动方向的平面。对车刀，其基面平行于刀具的底面；对钻头、铣刀等旋转刀具来说，则为通过切削刃某选定点包含刀具轴线的平面。基面是刀具制造、刃磨及测量时的定位基准。
⑵ 切削平面pS
通过切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。当切削刃为直线刃时，过切削刃选定点的切削平面即是包含切削刃并垂直于基面的平面。
⑶ 正交平面p0
通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。
3．刀具的主要的标注角度
在刀具静止参考系中定义的角度称为刀具标注角度如图1，几个主要角度的定义和作用见表1
表1几个主要角度的定义和作用
