金属切削原理及刀具（第2版）

　　本书内容分两大部分，共18章。第1～10章为切削原理部分，包括基本定义、刀具材料、金属切削的变形过程、切削力、切削热和切削温度、切削摩擦学、工件材料的切削加工性、已加工表面质量、刀具合理几何参数的选择及切削用量优化、高速切削，第11～18章为切削刀具、磨削部分，包括车刀、成形车刀、孔加工刀具、铣削与铣刀、拉削与拉刀、数控加工与高速加工刀具、磨削与砂轮、切削过程有限元模拟与仿真技术。各章都配有适量的思考题和练习题。

　　武文革，男，1967年出生，工学博士，博士后，教授，博士生导师，中北大学机械与动力工程学院先进切削技术方向学术带头人。现任中国机械工程学会生产工程分会切削专业委员会委员、中国机械工业金属切削刀具技术协会理事，中国高校切削与先进制造技术研究会现代加工技术分委会理事。

第1章基本定义

1.1切削运动与切削用量

1.1.1切削运动

1.1.2工件表面

1.1.3切削用量

1.2刀具的几何参数

1.2.1刀具的组成

1.2.2刀具角度参考系

1.2.3刀具的标注角度

1.2.4刀具的工作角度

1.3刀具标注角度的换算

1.3.1法平面与正交平面内前、后角换算

1.3.2垂直于基面的任一剖面与正交平面的前、后角换算

1.3.3背平面与假定工作平面内的角度换算

1.3.4最大前角γmax和最小后角αmin的确定

1.3.5副切削刃上副前角γ′o和副刃倾角λ′s的确定

1.4切削层参数与切削方式

1.4.1切削层参数

1.4.2切削方式

思考题与练习题

第2章刀具材料

2.1刀具材料应具备的性能

2.1.1高的硬度和良好的耐磨性

2.1.2足够的强度和韧性

2.1.3高的耐热性

2.1.4良好的热物理性能和耐热冲击性能

2.1.5良好的工艺性

2.1.6经济性

2.2高速钢

2.2.1通用型高速钢

2.2.2高性能高速钢

2.2.3粉末冶金高速钢

2.3硬质合金

2.3.1硬质合金的性能特点

2.3.2切削工具用硬质合金的分类及牌号表示规则

2.3.3硬质合金各组别的要求及作业条件推荐

2.3.4常用硬质合金及其性能

2.3.5新型硬质合金

2.4涂层刀具

2.4.1涂层刀具的性能与特点

2.4.2涂层刀具的发展方向

2.5其他刀具材料

2.5.1陶瓷刀具

2.5.2金刚石刀具

2.5.3立方氮化硼刀具

2.5.4刀具材料的选用原则

2.5.5刀具材料的发展

思考题与练习题

第3章金属切削的变形过程

3.1研究金属切削变形过程的意义和方法

3.1.1研究金属切削变形过程的意义

3.1.2研究金属切削变形过程的试验方法

3.2金属切削层的变形

3.2.1变形区的划分

3.2.2变形程度的表示方法

3.3前刀面上的摩擦及积屑瘤现象

3.3.1前刀面上的挤压与摩擦及其对切屑变形的影响

3.3.2积屑瘤的形成及其对切削过程的影响

3.4切屑变形的变化规律

3.4.1工件材料

3.4.2刀具几何参数

3.4.3切削速度

3.4.4切削厚度

3.5切屑的类型及其变化规律

3.6切屑的卷曲与折断

思考题与练习题

第4章切削力

4.1切削力的来源、切削合力及其分解和切削功率

4.1.1切削力的来源

4.1.2切削合力及其分解

4.1.3工作功率

4.2切削力的测量及切削力指数公式

4.2.1测定机床功率及计算切削力

4.2.2用测力仪测量切削力

4.2.3切削力的指数公式

4.3影响切削力的因素

4.3.1被加工材料的影响

4.3.2切削用量对切削力的影响

4.3.3刀具几何参数对切削力的影响

4.3.4刀具材料对切削力的影响

4.3.5切削液对切削力的影响

4.3.6刀具磨损对切削力的影响

4.4切削方程式

4.4.1切削方程式的一般形式

4.4.2麦钱特（MEMerchant）切削方程式

4.4.3李和谢弗（Lee and Shaffer）切削方程式

4.5切削力理论公式

思考题与练习题

第5章切削热和切削温度

5.1切削热的产生和传出

5.2切削热对切削过程的影响

5.3切削温度

5.3.1切削温度的定义

5.3.2切削温度的测量

5.3.3切削温度的分布

5.3.4影响切削温度的主要因素

5.4切削温度对切削变形的影响

思考题与练习题

第6章切削摩擦学

6.1金属切削时的摩擦特点

6.2金属切削的摩擦机理

6.3切削时的摩擦系数

6.4切削液

6.4.1切削液的分类

6.4.2切削液的作用

6.4.3切削液的润滑机理

6.4.4切削液的添加剂

6.4.5切削液的选用原则

6.4.6切削液的使用方法

6.5刀具磨损

6.5.1刀具磨损的形态

6.5.2刀具磨损的机理

6.5.3刀具磨损过程及磨钝标准

6.5.4刀具耐用度的经验公式及刀具耐用度的分布

6.6刀具破损

6.6.1刀具破损的主要形式

6.6.2刀具破损的防止

6.7合理耐用度的选用原则

6.7.1刀具寿命的选择

6.7.2切削用量与生产率的关系

思考题与练习题

第7章工件材料的切削加工性

7.1切削加工性及其衡量指标

7.1.1切削加工性的概念

7.1.2切削加工性的衡量指标

7.2影响切削加工性的因素

7.2.1工件材料物理力学性能对切削加工性的影响

7.2.2化学成分对切削加工性的影响

7.2.3金属组织对切削加工性的影响

7.3改善切削加工性的途径

7.4难加工材料的切削加工性

思考题与练习题

第8章已加工表面质量

8.1已加工表面质量的概念

8.2已加工表面的形成过程

8.2.1已加工表面的形成

8.2.2切削表面的受力过程

8.3已加工表面粗糙度

8.3.1表面粗糙度产生的原因

8.3.2影响表面粗糙度的因素

8.4加工硬化

8.4.1加工硬化产生的原因

8.4.2影响加工硬化的因素

8.5残余应力

8.5.1残余应力产生的原因

8.5.2影响残余应力的因素

8.6精密切削加工的表面质量

8.6.1刀具方面的措施

8.6.2切削条件方面的措施

思考题与练习题

第9章刀具合理几何参数的选择及切削用量优化

9.1概述

9.2刀具合理几何角度及其选择

9.3制定切削用量的原则

9.4切削用量三要素的确定

9.4.1背吃刀量的选择

9.4.2进给量的选择

9.4.3切削速度的确定

9.4.4机床功率校验

9.5切削用量优化的概念

思考题与练习题

第10章高速切削

10.1概念

10.1.1高速加工技术的产生与发展

10.1.2高速加工技术的内涵

10.2理论基础及特点

10.2.1高速切削机理的研究

10.2.2高速加工技术的特点

10.3高速切削加工的结构体系

10.4相关技术及其发展现状

10.4.1高速切削的机床技术

10.4.2高速切削的刀具技术

思考题与练习题

第11章车刀

11.1车刀的种类与用途

11.2焊接车刀

11.2.1焊接车刀刀片的选择

11.2.2焊接式车刀刀槽的选择

11.2.3焊接式车刀刀杆截面形状和尺寸选择

11.3机夹车刀

11.4可转位车刀

11.4.1可转位车刀刀片

11.4.2可转位车刀夹紧结构的选择

11.4.3可转位车刀几何角度的设计计算

思考题与练习题

第12章成形车刀

12.1成形车刀种类和用途

12.2径向成形车刀前角和后角

12.3径向成形车刀的廓形设计

12.3.1径向成形车刀廓形设计的必要性

12.3.2径向成形车刀廓形修正计算的基本原理和方法

12.3.3成形车刀附加刀刃

12.4成形车刀加工圆锥面时的误差

12.4.1双曲线误差产生的原因

12.4.2避免或减少双曲线误差的方法

12.5成形车刀的样板与技术条件

12.5.1成形车刀的样板设计

12.5.2成形车刀的技术要求

思考题与练习题

第13章孔加工刀具

13.1孔加工刀具种类和用途

13.2麻花钻

13.2.1麻花钻的结构和几何角度

13.2.2切削要素

13.2.3钻削力和功率

13.2.4麻花钻几何形状的改进

13.2.5硬质合金麻花钻的结构特点

13.2.6麻花钻的刃磨

13.3深孔钻结构特点及工作原理

13.3.1深孔加工特点

13.3.2深孔钻的类型及其结构的主要特点

13.4铰刀

13.4.1铰刀的种类和用途

13.4.2铰刀的结构及几何参数

13.4.3铰刀的合理使用

13.5镗刀

13.5.1单刃镗刀

13.5.2双刃镗刀

思考题与练习题

第14章铣削与铣刀

14.1铣刀的种类和用途

14.2铣刀的几何角度

14.2.1圆柱铣刀的几何角度

14.2.2端铣刀的几何角度

14.2.3铣刀几何角度的特点

14.3铣削参数和铣削基本规律

14.3.1铣削要素

14.3.2铣削切削层参数

14.3.3铣削力和铣削功率

14.3.4铣削方式

14.3.5铣削特点

14.3.6铣削用量的选择

14.4成形铣刀

14.4.1成形铣刀的铲齿

14.4.2铲齿成形铣刀的结构要素

14.4.3前角γf＞0°成形铣刀的廓形设计

14.5尖齿铣刀结构的改进

思考题与练习题

第15章拉削与拉刀

15.1概述

15.2拉刀结构组成

15.3拉削图形

15.4拉刀设计

15.4.1圆孔拉刀设计基本公式及资料

15.4.2拉刀强度及拉床拉力校验

15.4.3圆孔拉刀的技术条件

15.5花键拉刀的结构特点

思考题与练习题

第16章数控加工与高速加工刀具

16.1数控加工刀具的特点

16.1.1数控加工常用刀具的种类及特点

16.1.2数控加工刀具的选择

16.1.3数控加工切削用量的确定

16.2数控刀具管理系统及刀具状态的在线监测

16.2.1数控刀具管理系统

16.2.2数控刀具状态的在线监测

16.3高速切削刀具的构造特点

16.3.1高速切削对刀具系统的要求

16.3.2常规7∶24锥度刀柄存在的问题

16.3.3多种新型刀柄的开发与应用

16.3.4高速切削加工用刀柄的选用

16.3.5高速切削中刀具系统的动平衡

16.3.6高速回转刀具的结构特点

思考题与练习题

第17章磨削与砂轮

17.1概述

17.2砂轮的特性及选择

17.2.1砂轮的特性

17.2.2砂轮的安装和修整

17.3磨削加工类型与磨削运动

17.3.1外圆磨削

17.3.2内圆磨削

17.3.3平面磨削

17.3.4无心磨削

17.4磨削过程

17.4.1磨粒切除切屑的几何图形

17.4.2磨粒切除切屑时与工件的接触状态

17.4.3磨削方式及磨削中各参数的关系

17.5磨削力及功率

17.5.1磨粒的受力情况

17.5.2磨粒的负前角对磨削力的影响

17.5.3砂轮上的磨削力及其影响因素

17.5.4磨削功率消耗

17.5.5磨削用量及单位时间磨除量

17.6磨削温度及工件表面状态

17.6.1磨削温度及工件表面烧伤

17.6.2磨削工件表层状态

17.7先进磨削方法简介

17.7.1高速磨削

17.7.2缓进给磨削

17.7.3砂带磨削

17.7.4精密、高精密、超精密磨削

17.7.5非球面磨削

17.7.6平面珩磨

思考题与练习题

第18章切削过程的有限元模拟与仿真技术

18.1切削过程的有限元模拟与仿真技术的发展状况

18.2切削加工过程的有限元模拟的关键技术

18.2.1有限元模拟建模方法与步骤

18.2.2切屑分离标准

18.2.3自适应网格技术

18.2.4刀-屑表面的接触

18.3切削过程的有限元模拟的实现

18.3.1DEFORM-3D软件切削过程有限元模拟

18.3.2AdvantEdgeFEM软件切削过程的有限元模拟

18.3.3Abaqus软件切削过程有限元模拟

18.3.4有限元仿真与试验误差分析

18.4切削过程的有限元模拟的发展方向

思考题与练习题

参考文献