数控加工手册

第3篇 数控刀具

第1章数控刀具概论

1.1刀具发展概况

1.2数控刀具类型与特点

1.2.1数控刀具类型

1.2.2数控加工刀具的特点

1.2.3刀具标准

1.2.4常用数控刀具图例

1.3数控工具系统以及新型刀具结构

1.4数控刀具的选用

1.5数控刀具的发展方向

第2章数控切削刀具

2.1金属切削基本术语

2.1.1切削运动

2.1.2切削层

2.1.3刀具几何形状和角度

2.2金属切削过程及其物理现象

2.2.1切削过程中的变形

2.2.2积屑瘤与鳞刺

2.2.3切削力和切削功率

2.2.4切削热与切削温度

2.3金属切削过程基本规律的应用

2.3.1刀具寿命

2.3.2切屑的形状及其控制

2.3.3金属材料的切削加工性

2.3.4冷却润滑

2.4刀具几何角度与切削刃部参数的选择

2.4.1前角及前面形状的选择

2.4.2刃区参数的选择

2.4.3后角及后面形状的选择

2.4.4主偏角、副偏角的选择

2.4.5刀尖形状的选择

2.4.6斜角切削及刃倾角的选择

2.4.7切削刃形状

2.4.8刀具几何参数选择示例

2.5数控刀具预调

2.5.1数控刀具预调方法

2.5.2刀具预调测量仪

第3章数控刀具材料

3.1概述

3.1.1数控加工对刀具材料的要求

3.1.2刀具材料应具备的性能和刀具材料选用原则（工件——刀具匹配原则）

3.1.3常用刀具材料的种类

3.2高速钢

3.2.1普通高速钢

3.2.2高性能高速钢

3.2.3粉末冶金高速钢

3.2.4涂层高速钢

3.3硬质合金

3.3.1硬质合金的性能及牌号表示方法

3.3.2普通硬质合金的种类、牌号及适用范围

3.3.3新型硬质合金

3.4金刚石刀具材料的种类、性能和特点

3.4.1金刚石刀具的种类

3.4.2金刚石刀具的性能特点

3.4.3人造金刚石刀具的制备

3.4.4单晶金刚石刀具

3.4.5聚晶金刚石（PCD）刀具

3.4.6CVD金刚石刀具

3.4.7国外常用PCD刀具的牌号

3.5立方氮化硼刀具材料的种类、性能和特点

3.5.1立方氮化硼刀具的种类

3.5.2立方氮化硼的主要性能特点

3.5.3立方氮化硼刀具的制备

3.5.4聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具

3.5.5立方氮化硼薄膜涂层刀具

3.5.6国内外常用PCBN刀具的主要牌号和性能特点

3.6陶瓷刀具材料的种类、性能和特点

3.6.1陶瓷刀具材料的种类

3.6.2陶瓷刀具的性能特点

3.6.3陶瓷刀具的制备

3.6.4陶瓷刀具材料的增韧补强

3.6.5氧化铝基陶瓷刀具

3.6.6氮化硅基陶瓷刀具

3.6.7新型陶瓷刀具材料

3.6.8国外陶瓷刀具的主要牌号

3.7涂层刀具材料的种类、性能和特点

3.7.1涂层刀具的种类

3.7.2涂层刀具的特点

3.7.3涂层刀具的制备方法

3.7.4涂层材料、基体材料、涂层方式和涂层厚度

3.7.5“硬”涂层刀具

3.7.6“软”涂层刀具

第4章数控刀具涂层

4.1刀具涂层概述

4.1.1概述

4.1.2常用的涂层

4.1.3刀具涂层的发展

4.1.4涂层方法——气相沉积技术

4.2物理涂层刀具

4.2.1物理涂层的种类、性能和特点

4.2.2离子镀膜的主要特点

4.3化学涂层刀具

4.3.1化学涂层的种类、性能和特点

4.3.2不同化学涂层的选用

4.4集成涂层

4.4.1多元涂层

4.4.2多层涂层

4.4.3纳米复合涂层

第5章数控高速切削刀具

5.1高速切削的概念、特点和应用

5.2高速切削加工刀具的构造

5.3高速切削加工刀具材料性能和选择

5.3.1高速切削刀具材料性能

5.3.2高速切削刀具材料选择的基本原则

5.3.3典型加工材料的高速切削刀具材料合理选择

5.4高速切削铣刀的安全分析

5.4.1基于安全技术的铣刀分类及危险分析

5.4.2高速切削铣刀的安全措施和检测

5.5高速切削加工中的刀具应用示例

第6章数控车削刀具

6.1数控车刀结构

6.2可转位车刀

6.2.1可转位车刀的型号表示规则

6.2.2可转位车刀的结构类型和用途

6.2.3可转位车刀的夹紧结构

6.2.4可转位车刀型式和尺寸

6.2.5可转位车刀技术条件

6.2.6可转位车刀问题与对策

6.2.7可转位车刀的合理使用

6.3螺纹车刀

6.3.1螺纹车刀的结构类型和特点

6.3.2螺纹车刀的几何参数

6.3.3硬质合金机夹螺纹车刀

6.3.4可转位螺纹车刀

6.4切断刀

6.4.1切断刀的几何参数

6.4.2切断车刀的夹紧方式

6.4.3硬质合金机夹切断车刀

6.4.4切断刀的选用

6.5重型车刀

6.6超硬材料车刀

6.6.1超硬材料车刀简介

6.6.2超硬材料焊接车刀

6.6.3天然金刚石车刀

6.7先进高效车刀

6.8数控车削刀具设计

6.8.1可转位车刀设计

6.8.2硬质合金可转位车刀设计示例

6.8.3单晶金刚石车刀设计示例

第7章数控铣削刀具

7.1铣削加工知识

7.1.1铣削特征与铣削方式

7.1.2铣刀的种类和用途

7.1.3铣刀几何角度特点

7.1.4铣削切削层参数

7.1.5铣削力的计算

7.1.6数控铣削的经济精度

7.1.7铣削的减振设计

7.1.8高速切削铣刀的安全要求

7.1.9插铣加工

7.1.10模块式铣刀

7.2铣刀的结构型号表示规则

7.2.1整体或镶齿结构的带柄立铣刀

7.2.2装可转位刀片的带柄和带孔铣刀

7.3立铣刀

7.3.1硬质合金立铣刀

7.3.2粗加工立铣刀

7.3.3焊接聚晶金刚石或立方氮化硼立铣刀

7.4面铣刀

7.4.1面铣刀几何参数选择

7.4.2镶齿套式面铣刀

7.5三面刃铣刀

7.5.1硬质合金错齿三面刃铣刀

7.5.2硬质合金机夹三面刃铣刀

7.6硬质合金T形槽铣刀

7.7硬质合金锯片铣刀

7.8硬质合金旋转锉

7.8.1硬质合金旋转锉的结构型号表示规则

7.8.2硬质合金旋转锉几何参数

7.8.3硬质合金旋转锉型式和尺寸

7.9螺旋铣刀

7.9.1螺旋铣刀结构类型

7.9.2螺纹铣刀几何参数

7.9.3数控螺旋铣刀

7.10可转位铣刀

7.10.1可转位铣刀简介

7.10.2可转位硬质合金立铣刀

7.10.3可转位面铣刀

7.10.4可转位三面刃铣刀

7.11先进高效铣刀

第8章数控孔加工刀具

8.1孔加工方法及其特点

8.2钻头

8.2.1麻花钻

8.2.2硬质合金钻头

8.2.3深孔钻

8.3镗刀

8.3.1单刃镗刀

8.3.2浮动镗刀

8.4铰刀

8.5可转位孔加工刀具

8.5.1可转位钻头

8.5.2硬质合金可转位单刃铰刀

8.5.3可转位镗刀

8.5.4可转位复合孔加工刀具实例

第9章数控成形刀具设计

9.1数控刀具设计计算

9.1.1刀具原始表面的形成方法和相切接触的条件

9.1.2刀具角度的计算

9.1.3刀具刃形曲线的拟合计算

9.2成形车刀廓形的精确设计与计算

9.2.1成形车刀的类型及特点

9.2.2成形车刀的前角和后角

9.2.3成形车刀廓形的精确设计

9.3成形铣刀的精确设计与计算

9.3.1加工直槽面的成形铣刀廓形精确设计

9.3.2加工螺旋面的成形铣刀廓形精确设计

第10章刀具失效分析与可靠性

10.1数控刀具的常见失效形式及其解决方法

10.2数控刀具的可靠性

10.2.1刀具材料的可靠性

10.2.2基于刀具可靠性的高速切削刀具结构设计

10.2.3提高刀具可靠性的主要途径

10.3可转位车刀的合理使用技术

10.3.1切削力夹紧和刀片的机械夹固

10.3.2刀尖圆弧半径rε的选择与刀尖修磨

10.3.3刃区的修磨

10.3.4可转位刀具的磨钝标准VB

10.3.5可转位车刀的切削用量和断屑

10.4硬质合金可转位面铣刀的合理使用技术

10.4.1铣刀的安装与调整

10.4.2铣刀直径与铣削方式

10.4.3刀具角度的应用

10.4.4有效的螺旋角

10.4.5刀片密度

10.4.6铣刀轴线与已加工表面的位置关系

10.4.7磨钝标准与定位精度

10.4.8修光刀片的使用及其刃磨

第11章数控工具系统

11.1数控车削加工刀具的工具系统

11.2数控镗铣加工刀具的工具系统

11.2.1镗铣类工具系统简介

11.2.2TSG工具系统

11.2.3TMG模块式工具系统

11.2.4国外镗铣类模块式数控工具系统简介

11.3高速加工工具系统

11.3.1HSK刀柄

11.3.2KM刀柄

11.3.3NC5工具系统

11.3.4其他高速加工工具系统

11.3.5适用于高速切削的新型夹头

11.4数控刀具预调

11.4.1数控刀具预调方法

11.4.2刀具尺寸调整方法

11.4.3刀具预调测量仪

第12章典型加工材料的数控刀具选用

12.1碳素钢

12.1.1碳素钢的合理切削条件

12.1.2切削碳素钢的刀具实例

12.2合金钢

12.2.1合金渗碳钢的合理切削条件

12.2.2合金调质钢的合理切削条件

12.2.3切削合金钢的刀具实例

12.3淬火钢

12.3.1淬火钢的合理切削条件

12.3.2切削淬火钢的刀具实例

12.4不锈钢

12.4.1不锈钢的合理切削条件

12.4.2切削不锈钢的刀具实例

12.5高锰钢

12.5.1高锰钢的合理切削条件

12.5.2切削高锰钢的刀具实例

12.6高温合金

12.6.1高温合金的合理切削条件

12.6.2切削高温合金的刀具实例

12.7普通铸铁

12.7.1普通铸铁的合理切削条件

12.7.2切削普通铸铁的刀具实例

12.8难加工铸铁

12.8.1冷硬铸铁

12.8.2高铬铸铁

12.8.3高硅铸铁

12.9钛合金

12.9.1钛合金的合理切削条件

12.9.2切削钛合金的刀具实例

12.10有色金属

12.10.1铜及铜合金

12.10.2铝合金

12.11喷涂层材料

12.11.1喷涂层材料的合理切削条件

12.11.2切削喷涂层材料的实用刀具实例

第13章数控切削刀具的刀片

13.1可转位刀片型号表示规则

13.1.1可转位刀片型号表示规则示例

13.1.2可转位刀片型号表示代号含义

13.2硬质合金可转位刀片

13.2.1硬质合金可转位刀片圆角半径

13.2.2带圆角圆孔固定的硬质合金可转位刀片

13.2.3带圆角沉孔固定的硬质合金可转位刀片

13.2.4无孔的硬质合金可转位刀片

13.2.5硬质合金可转位铣刀片

13.3重型车刀刀片

13.4陶瓷刀片

13.4.1陶瓷可转位刀片的技术要求

13.4.2陶瓷G级无孔可转位刀片

13.4.3陶瓷U级无孔可转位刀片

13.4.4陶瓷带孔可转位刀片

13.5超硬材料刀片

13.5.1超硬材料刀片简介

13.5.2立方氮化硼刀片

13.5.3金刚石刀片

第14章可转位刀具

14.1可转位刀具的结构

14.2可转位刀片的装夹方式和典型结构

14.3可转位刀片常用的硬质合金牌号

14.4可转位刀片的选用

14.5刀片寿命的预测

14.6可转位刀具的选用

第15章刀具产品检测

15.1刀具产品检测方法通则

15.2可转位三面刃铣刀检测

15.3可转位面铣刀检测

15.4可转位立铣刀检测

15.5可转位车刀检测

第16章切削数据库的应用

16.1绪论

16.1.1切削数据库的作用

16.1.2切削数据库的使用

16.1.3切削数据库的国内外现状

16.1.4切削数据库的体系结构

16.1.5切削数据库的核心技术

16.1.6切削数据库存在的问题

16.1.7切削数据库的发展方向

16.2通用切削数据库的建立和应用

16.2.1金属切削原理性数据库的建立

16.2.2工件材料数据库的建立

16.2.3切削机床数据库的建立

16.2.4切削刀具数据库的建立

16.2.5切削工艺数据库的建立

16.2.6切削技术新动态

16.2.7典型先进切削技术

16.2.8典型应用领域

16.2.9通用切削数据库查询示例

16.3仿真型切削数据库的建立

16.4集成化切削数据库的建立

16.4.1集成化技术内涵及分类

16.4.2接口程序设计

16.4.3集成化实现过程

16.5智能化切削数据库的建立

16.5.1智能化切削数据库技术内涵

16.5.2智能规则库的建立

16.5.3推理机的设计

16.5.4智能化切削数据示例

16.5.5切削参数智能生成技术

16.6优化型切削数据库的建立

16.6.1优化技术内涵

16.6.2切削数据优化数学模型

16.6.3优化算法程序设计

16.6.4优化切削参数示例

16.7网络切削数据库的建立

16.7.1网站特性及层次结构

16.7.2网站采用的开发技术及运行平台

16.7.3网站主要功能

16.7.4网上切削数据的查询示例

16.8典型零件切削工艺数据查询实例

16.9切削数据库的发展展望

参考文献

第4篇 机床夹具、组合夹具与机床辅具

第1章机床夹具设计的基础知识

1.1工件的定位方法及定位元件

1.1.1平面定位

1.1.2圆柱孔定位

1.1.3外圆柱面定位

1.2定位误差的分析与计算

1.3夹紧力的确定

1.3.1实际所需夹紧力的计算公式

1.3.2各种加工方法的切削力计算

1.4典型夹紧形式实际所需夹紧力的计算

1.5专用夹具的设计方法

1.5.1专用夹具的设计步骤

1.5.2夹具公差配合的制定

1.5.3夹具公差的制定

1.5.4夹具技术条件的制定

1.5.5夹具零件的公差和技术条件

第2章定位零部件技术设计参数

2.1固定支承零件

2.2V形块

2.3可调支承零件与部件

2.4工件以内孔表面作为定位基准的定位零件与部件

第3章夹紧零部件技术设计参数

3.1螺母

3.2螺钉与螺栓

3.3垫圈

3.4压块

3.5压板

3.6偏心轮

3.7支承件

3.8快速夹紧部件

3.8.1楔槽式快速夹紧装置

3.8.2螺旋式自定心台虎钳

3.8.3浮动式台虎钳夹紧装置

第4章其他夹紧元件技术设计参数

4.1螺钉用垫板

4.2T形滑块

4.3切向夹紧套

4.4压入式螺纹衬套

4.5旋入式螺纹衬套

4.6内胀器

第5章导向零部件技术设计参数

5.1钻套

5.2镗套

5.3衬套

5.4钻套和镗套用螺钉

第6章对刀与对定零部件技术设计参数

6.1对刀零部件

6.1.1对刀块

6.1.2对刀用塞尺

6.2对定零件与部件

6.2.1手拉式定位器

6.2.2枪栓式定位器

6.2.3齿条式定位器

第7章键、支承用零部件及操作件

技术设计参数7.1键

7.1.1定位键

7.1.2定向键

7.2支承用零部件

7.2.1支柱

7.2.2万能支柱

7.2.3螺钉式支柱

7.2.4螺钉式支座

7.2.5支脚

7.2.6角铁

7.3操作件

7.3.1有关操作件

7.3.2把手

第8章机床夹具其他零件技术设计参数

8.1铰链轴

8.2螺塞

8.3导板

8.4薄挡块

8.5厚挡块

8.6支板

8.7锁扣

8.8堵片

8.9弹簧用吊环

8.10起重螺栓

第9章组合夹具基础理论

9.1组合夹具概述

9.2槽系组合夹具系统

9.2.1槽系组合夹具的组成

9.2.2槽系组合夹具元件技术条件

9.2.3槽系组合夹具元件结构要素

9.2.4槽系组合夹具元件的组装

9.3孔系组合夹具系统

9.3.1孔系组合夹具的特点

9.3.2孔系组合夹具元件的主要技术参数

9.3.3孔系组合夹具元件分类编号规则

9.3.4孔系组合夹具元件

9.3.5孔系组合夹具元件结构要求

9.3.6孔系组合夹具的组装

第10章小型系列组合夹具

标准件技术设计参数

10.1基础件

10.2支承件

10.3定位件

10.4导向件

10.5压紧件

10.6紧固件

10.7其他件

第11章中型系列组合夹具标准件

技术设计参数

11.1基础件

11.2支承件

11.3定位件

11.4导向件

11.5压紧件

11.6紧固件

11.7其他件

第12章大型系列组合夹具

标准件技术设计参数

12.1支承件

12.2定位件

12.3导向件

12.4压紧件

12.5紧固件

12.6其他件

第13章H型孔系组合夹具

标准件技术设计参数

13.1多夹具基础件

13.2基础件

13.3定位件

13.4压板类件

13.5系统附件

13.6紧固件

13.7钻模类件

13.8成组定位夹紧件

第14章K型孔系组合夹具

标准件技术设计参数

14.1基础件类

14.2支承件类

14.3其他件类

第15章铣床辅具标准件技术设计参数

15.1中间套

15.2刀杆及其附件

15.3定位轴、接杆等

第16章钻床辅具标准件技术设计参数

16.1锥柄工具用套

16.2直柄工具、丝锥用弹性夹紧套

16.3扁尾锥柄用楔

16.4接杆

16.5刀杆

16.6快换套

16.7丝锥用安全夹套

第17章镗床辅具标准件技术设计参数

17.1镗刀杆

17.2镗铰刀杆

17.3定心圆锥螺钉

17.4可调镗刀架

17.5接杆

17.6刀杆、刀座和找正棒

第18章车床辅具标准件技术设计参数

18.1刀杆

18.2刀杆夹、夹持器、夹套和夹头

18.3卧式多轴自动车床辅具

18.4单轴纵切自动车床辅具

18.5单轴转塔自动车床辅具

第19章拉床、刨床、磨床辅具标准件技术设计参数

19.1接头和夹头

19.2导套、垫片和支座

19.3刀杆

19.4外圆磨床顶尖

19.5内圆磨床接杆

19.6内圆磨床用螺钉

第20章齿轮加工机床辅具标准件技术设计参数

20.1夹具、心轴和刀杆

20.2夹板、中间套、螺母、压板和垫

参考文献

索引

《数控加工手册(第2卷)》结合航空航天、汽车工业等高端制造行业的应用需求，以数控机床和数控加工工艺为主线，系统整理和总结了数控加工相关的关键技术和方法、标准数据资料、典型工艺编程实例等内容，并将逐步采用多种数字媒体形式出版。本手册结合航空航天、汽车工业等高端制造行业的应用需求，以数控机床和数控加工工艺为主线，系统整理和总结了数控加工相关的关键技术和方法、标准数据资料、典型工艺编程实例等内容，并将逐步采用多种数字媒体形式出版。本手册分为4卷，共8篇。第1卷包括第1篇数控加工常用资料（共3章）和第2篇数控机床（共20章）；第2卷包括第3篇数控刀具（共16章）和第4篇机床夹具、组合夹具与机床辅具（共20章）；第3卷包括第5篇数控加工工艺（共11章）和第6篇数控编程技术（共12章）；第4卷包括第7篇数控测量技术（共8章）和第8篇常用数控系统（共7章）。本手册汇集了国内数控行业与制造行业生产、科研、教学一线的几十位资深专家与学者的智慧，紧跟数控技术发展前沿，以先进翔实的技术内容结构、充实的经验图表实例和最新的国家、行业标准，体现了国内外数控技术发展的最新水平，具有较高的技术水平与实际应用价值，能够满足生产、教学、科研的广泛需求，可作为从事数控方面工作的广大技术人员、科研人员以及大中专院校师生的工具书。