金屬切削刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第2版）

第2版前言
第1版前言
第1章刀具幾何參數(shù)的定義1
1.1切削運(yùn)動(dòng)和切削用量1
1.1.1工件的加工表面1
1.1.2切削運(yùn)動(dòng)1
1.1.3切削用量1
1.2刀具切削部分的構(gòu)造要素2
1.3確定刀具角度的參考系4
1.3.1刀具靜止參考系4
1.3.2刀具工作參考系4
1.4刀具角度的定義與各角度間的關(guān)系6
1.4.1刀具角度（刀具的標(biāo)注角度）7
1.4.2刀具在靜止參考系內(nèi)各角度間的
關(guān)系7
1.4.3刀具的工作角度7
1.4.4刀具工作角度與標(biāo)注角度的關(guān)系10
1.5刀具幾何角度及刃部參數(shù)的選擇原則12
第2章刀具材料14
2.1概述14
2.1.1刀具材料應(yīng)具備的性能14
2.1.2常用刀具材料的種類14
2.1.3不同刀具材料的基本性能分析15
2.2刀具材料的改性和涂層17
2.2.1刀具的表面化學(xué)熱處理17
2.2.2刀具表面涂層17
2.3工具鋼27
2.3.1非合金工具鋼（原碳素工具鋼）27
2.3.2合金工具鋼27
2.3.3高速工具鋼29
2.4硬質(zhì)合金37
2.4.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)37
2.4.2硬質(zhì)合金的種類40
2.4.3硬質(zhì)合金的選用48
2.5陶瓷及超硬刀具材料54
2.5.1陶瓷刀具材料54
2.5.2金剛石和立方氮化硼刀具材料65
第3章高速切削刀具材料和工具
系統(tǒng)74
3.1高速切削刀具材料74
3.2高速切削的工具系統(tǒng)74
3.2.1HSK刀柄74
3.2.2KM刀柄75
3.2.3BT、HSK和KM刀柄的對(duì)比75
第4章車(chē)刀77
4.1整體、焊接和機(jī)夾車(chē)刀77
4.1.1車(chē)刀的種類和用途77
4.1.2車(chē)刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)78
4.1.3焊接式硬質(zhì)合金車(chē)刀85
4.1.4機(jī)夾式硬質(zhì)合金車(chē)刀105
4.1.5切斷刀105
4.1.6幾種典型車(chē)刀的制圖109
4.2可轉(zhuǎn)位車(chē)刀109
4.2.1可轉(zhuǎn)位車(chē)刀的設(shè)計(jì)特點(diǎn)109
4.2.2硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片與刀墊110
4.2.3可轉(zhuǎn)位刀片的選擇138
4.2.4可轉(zhuǎn)位車(chē)刀幾何角度的選擇與
計(jì)算146
4.2.5可轉(zhuǎn)位車(chē)刀的型號(hào)表示規(guī)則148
4.2.6可轉(zhuǎn)位車(chē)刀的型式與尺寸151
4.2.7主要夾緊元件的尺寸與計(jì)算159
4.2.8硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀技術(shù)條件162
4.2.9硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀設(shè)計(jì)示例164
4.3重型車(chē)刀166
4.3.1重型車(chē)削的定義與刀具結(jié)構(gòu)
特點(diǎn)166
4.3.2刀片的夾緊方式選擇與設(shè)計(jì)
要點(diǎn)166
4.3.3重型車(chē)刀刀片168
4.3.4模塊式重型車(chē)刀系統(tǒng)169
4.4超硬材料車(chē)刀170
4.4.1結(jié)構(gòu)型式、特點(diǎn)及適用范圍171
4.4.2復(fù)合刀片174
4.4.3金剛石車(chē)刀與立方氮化硼車(chē)刀的
幾何角度與切削用量176
4.4.4單晶金剛石車(chē)刀設(shè)計(jì)示例180
4.5插刀180
4.5.1插刀的種類、用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)180
4.5.2插刀的切削角度與插削用量181
4.6成形車(chē)刀182
4.6.1成形車(chē)刀的種類和用途182
4.6.2成形車(chē)刀的前角與后角182
4.6.3成形車(chē)刀廓形設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)樣板184
4.6.4成形車(chē)刀的結(jié)構(gòu)尺寸與夾固
結(jié)構(gòu)186
4.6.5成形車(chē)刀的刃磨與技術(shù)要求192
4.6.6成形車(chē)刀設(shè)計(jì)示例194
第5章孔加工刀具202
5.1麻花鉆202
5.1.1麻花鉆的典型結(jié)構(gòu)202
5.1.2標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃磨方法207
5.1.3標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆切削部分的刃磨
改進(jìn)212
5.1.4標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的溝形及其改進(jìn)221
5.1.5其他類型的麻花鉆228
5.2深孔鉆233
5.2.1單刃外排屑深孔鉆234
5.2.2內(nèi)排屑深孔鉆236
5.2.3噴吸鉆237
5.2.4深孔環(huán)孔鉆（套料鉆）242
5.3淺孔鉆與中心鉆244
5.3.1淺孔鉆244
5.3.2中心鉆245
5.4擴(kuò)孔鉆246
5.4.1擴(kuò)孔鉆的種類246
5.4.2標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆247
5.4.3焊硬質(zhì)合金刀片擴(kuò)孔鉆249
5.5锪鉆253
5.5.1锪鉆的種類253
5.5.2標(biāo)準(zhǔn)锪鉆253
5.5.3鑲硬質(zhì)合金刀片的專用锪鉆254
5.5.4復(fù)合專用锪鉆254
5.5.5四方孔及六方孔锪鉆254
5.6鉸刀258
5.6.1鉸刀的種類258
5.6.2鉸刀設(shè)計(jì)與選用258
5.6.3加工圓柱孔用的整體手用鉸刀262
5.6.4加工圓柱孔用的整體機(jī)用鉸刀263
5.6.5加工圓錐孔用的鉸刀270
5.6.6復(fù)合鉸刀273
5.6.7可調(diào)鉸刀273
5.6.8電鍍金剛石鉸刀278
5.6.9使用鉸刀時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題原因以及
解決措施280
5.7鏜刀281
5.7.1鏜刀分類281
5.7.2整體結(jié)構(gòu)的鏜刀281
5.7.3組合式鏜刀283
5.7.4帶可微調(diào)機(jī)構(gòu)的鏜刀283
5.7.5鏜刀的刀柄287
第6章銑刀289
6.1銑刀的種類和用途289
6.1.1尖齒銑刀289
6.1.2鏟齒銑刀289
6.2銑削參數(shù)和銑刀幾何角度的選擇289
6.2.1銑刀幾何角度的選擇289
6.2.2銑刀的減振設(shè)計(jì)289
6.2.3銑削用量要素及切削層參數(shù)293
6.2.4順銑、逆銑及銑削的特點(diǎn)295
6.3銑刀的連接結(jié)構(gòu)和常用標(biāo)準(zhǔn)296
6.4成形銑刀297
6.4.1成形銑刀的種類和用途297
6.4.2鏟齒成形銑刀297
6.4.3鏟齒成形銑刀結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定299
6.4.4加工直槽的成形銑刀廓形設(shè)計(jì)304
6.4.5加工螺旋槽的成形銑刀廓形
設(shè)計(jì)305
6.5高速工具鋼銑刀308
6.5.1高速工具鋼尖齒銑刀結(jié)構(gòu)參數(shù)的
設(shè)計(jì)308
6.5.2圓柱銑刀309
6.5.3立銑刀311
6.5.4盤(pán)銑刀318
6.5.5鋸片銑刀321
6.5.6角度銑刀322
6.5.7半圓鍵槽銑刀323
6.5.8T形槽銑刀324
6.5.9凸凹半圓銑刀327
6.5.10圓角銑刀328
6.5.11模具銑刀329
6.6硬質(zhì)合金銑刀332
6.6.1可轉(zhuǎn)位銑刀刀片332
6.6.2硬質(zhì)合金立銑刀340
6.6.3微型硬質(zhì)合金立銑刀356
6.6.4硬質(zhì)合金T形槽銑刀356
6.6.5硬質(zhì)合金鋸片銑刀358
6.6.6硬質(zhì)合金槽銑刀362
6.6.7硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼368
6.6.8面銑刀374
6.6.9插銑刀388
6.6.10高速切削時(shí)銑刀的動(dòng)平衡390
第7章拉刀394
7.1概述394
7.1.1拉刀的種類394
7.1.2拉刀的結(jié)構(gòu)要素395
7.1.3拉削的特點(diǎn)及拉削方式395
7.2拉刀參數(shù)確定399
7.2.1拉削余量及齒升量399
7.2.2容屑槽及分屑槽401
7.2.3拉刀幾何參數(shù)405
7.2.4拉刀校準(zhǔn)齒、過(guò)渡齒和精切齒405
7.2.5拉刀無(wú)刀齒的光滑部分407
7.2.6拉刀總長(zhǎng)度和成套拉刀的設(shè)計(jì)414
7.2.7拉削力及其驗(yàn)算415
7.3圓拉刀和圓推刀417
7.3.1普通圓拉刀417
7.3.2圓推刀421
7.3.3擠光圓拉刀和圓推刀423
7.3.4螺旋齒圓拉刀424
7.3.5深孔圓拉刀426
7.4鍵槽拉刀429
7.4.1鍵槽的種類與加工429
7.4.2鍵槽拉刀的結(jié)構(gòu)型式和特點(diǎn)429
7.4.3鍵槽拉刀的設(shè)計(jì)438
7.5矩形花鍵拉刀446
7.5.1普通矩形花鍵拉刀446
7.5.2螺旋花鍵拉刀455
7.5.3矩形花鍵推刀457
7.6漸開(kāi)線花鍵拉刀458
7.6.1漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)要點(diǎn)458
7.6.2漸開(kāi)線花鍵拉刀齒形的量棒
測(cè)量法462
7.6.3梯形齒粗拉刀的設(shè)計(jì)464
7.6.4直線齒形（45°壓力角）漸開(kāi)線
花鍵拉刀設(shè)計(jì)465
7.6.5漸開(kāi)線花鍵拉刀設(shè)計(jì)示例467
7.7成形孔拉刀484
7.7.1四方孔拉刀和六方孔拉刀484
7.7.2矩形孔拉刀492
7.7.3復(fù)合孔拉刀493
7.8裝配式內(nèi)拉刀495
7.8.1裝配式矩形花鍵拉刀495
7.8.2幾種裝配式拉刀實(shí)例497
7.9外拉刀503
7.9.1概述503
7.9.2刀齒設(shè)計(jì)503
7.9.3刀塊的截面尺寸及長(zhǎng)度506
7.9.4刀塊的固定方法、支承及調(diào)整507
7.9.5組合式外拉刀的典型刀塊509
7.9.6幾種外拉刀的拉削工作量分配514
7.10拉刀刀齒的廓形（齒形）修正516
7.11拉刀的技術(shù)要求521
7.12拉刀的合理使用525
7.12.1拉刀使用前的準(zhǔn)備工作525
7.12.2拉刀的正確使用530
7.12.3拉刀的刃磨531
7.12.4拉削缺陷及消除方法535
第8章螺紋刀具539
8.1螺紋刀具的分類、特點(diǎn)和用途539
8.2螺紋車(chē)刀539
8.2.1機(jī)夾刀片螺紋車(chē)刀539
8.2.2螺紋梳刀542
8.2.3圓體螺紋車(chē)刀543
8.2.4特型螺紋車(chē)刀舉例544
8.3絲錐545
8.3.1絲錐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的共性問(wèn)題545
8.3.2絲錐的螺紋公差550
8.3.3機(jī)用和手用絲錐550
8.3.4長(zhǎng)柄機(jī)用絲錐和長(zhǎng)柄螺母絲錐557
8.3.5短柄和彎柄螺母絲錐561
8.3.6螺旋槽絲錐567
8.3.7螺尖絲錐570
8.3.8內(nèi)容屑絲錐577
8.3.9擠壓絲錐581
8.3.10梯形螺紋絲錐583
8.3.11拉削絲錐587
8.3.1255°圓柱管螺紋絲錐591
8.3.1355°和60°圓錐管螺紋絲錐595
8.3.14統(tǒng)一螺紋絲錐和螺母絲錐598
8.3.15絲錐切削圖形的改進(jìn)及絲錐的
正確使用604
8.4板牙609
8.4.1圓板牙609
8.4.2G系列圓柱管螺紋圓板牙621
8.4.3R系列和60°圓錐管螺紋圓板牙623
8.4.4圓板牙架型式和互換尺寸625
8.4.5六方板牙625
8.5螺紋銑刀627
8.5.1圓盤(pán)形螺紋銑刀627
8.5.2梳形螺紋銑刀628
8.6滾絲輪和搓絲板636
8.6.1滾絲輪636
8.6.2搓絲板639
8.7螺紋切頭642
8.7.1圓梳刀螺紋切頭的典型結(jié)構(gòu)及
設(shè)計(jì)642
8.7.2徑向平梳刀螺紋切頭的結(jié)構(gòu)及
設(shè)計(jì)653
8.7.3切向平梳刀螺紋切頭659
第9章數(shù)控機(jī)床用工具系統(tǒng)663
9.1概述663
9.1.1工具系統(tǒng)的組成及分類663
9.1.2工具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求663
9.2機(jī)床與工具系統(tǒng)的接口及其標(biāo)準(zhǔn)663
9.2.17∶24及其他錐度接口663
9.2.2Capto刀柄666
9.2.3帶有法蘭接觸面的空心圓錐
接口670
9.2.4其他錐度接口679
9.2.5車(chē)削類數(shù)控機(jī)床與工具系統(tǒng)的
接口及其標(biāo)準(zhǔn)680
9.3模塊式工具系統(tǒng)接口及公稱尺寸
系列696
9.3.1概述696
9.3.2模塊式工具系統(tǒng)接口型號(hào)和結(jié)構(gòu)
簡(jiǎn)介697
9.3.3TMG21和TMG10模塊式接口的
特點(diǎn)698
9.3.4鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)700
9.3.5模塊式工具系統(tǒng)實(shí)用舉例702
9.4TSG工具系統(tǒng)703
9.4.1TSG工具系統(tǒng)中各種工具的型號(hào)和
系統(tǒng)圖703
9.4.2接長(zhǎng)桿刀柄及其接長(zhǎng)桿704
9.4.3彈簧夾頭刀柄及其接桿708
9.4.4錐柄快換夾頭刀柄及其接桿710
9.4.5鉆夾頭刀柄713
9.4.6無(wú)扁尾和有扁尾莫氏錐孔刀柄
及其接桿715
9.4.7攻螺紋夾頭刀柄717
9.4.8銑刀類刀柄718
9.4.9刀具錐柄轉(zhuǎn)換過(guò)渡套721
9.4.10套式擴(kuò)孔鉆和鉸刀刀柄722
9.4.11減振刀桿723
9.5工具系統(tǒng)的動(dòng)平衡723
9.5.1刀具的動(dòng)平衡723
9.5.2工具系統(tǒng)的不平衡量和離心力724
9.5.3工具系統(tǒng)的動(dòng)平衡方法725
9.5.4工具系統(tǒng)的合理平衡質(zhì)量等級(jí)726
9.6整體工具系統(tǒng)的制造與驗(yàn)收技術(shù)
條件727
9.6.1工具系統(tǒng)的柄部和接柄727
9.6.2工作部分727
第10章成形齒輪刀具731
10.1成形齒輪刀具的種類和應(yīng)用731
10.1.1基本工作原理731
10.1.2成形齒輪刀具的主要種類731
10.2盤(pán)形齒輪銑刀732
10.2.1盤(pán)形齒輪銑刀的主要類型732
10.2.2標(biāo)準(zhǔn)齒輪銑刀的齒形確定和銑刀
刀號(hào)734
10.2.3加工斜齒輪時(shí)盤(pán)形銑刀（磨輪）
齒形的確定739
10.2.4標(biāo)準(zhǔn)盤(pán)形齒輪銑刀的結(jié)構(gòu)尺寸和
技術(shù)條件741
10.2.5鑲齒盤(pán)形齒輪銑刀744
10.2.6硬質(zhì)合金盤(pán)形齒輪銑刀745
10.3指形齒輪銑刀747
10.3.1指形齒輪銑刀的主要類型747
10.3.2指形齒輪銑刀齒形的確定748
10.3.3指形齒輪銑刀的刀齒結(jié)構(gòu)750
10.3.4指形齒輪銑刀的夾固部分和
其他尺寸752
10.3.5粗加工用指形齒輪銑刀755
10.3.6精加工螺旋齒指形銑刀756
10.3.7指形齒輪銑刀的技術(shù)要求757
第11章齒輪滾刀759
11.1整體齒輪滾刀759
11.1.1齒形設(shè)計(jì)759
11.1.2滾刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)761
11.1.3標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀的公稱尺寸763
11.1.4齒輪滾刀的技術(shù)要求763
11.1.5齒輪滾刀的設(shè)計(jì)步驟及計(jì)算
示例767
11.2其他結(jié)構(gòu)齒輪滾刀770
11.2.1大模數(shù)鑲齒齒輪滾刀770
11.2.2圓磨法齒輪滾刀770
11.2.3小模數(shù)齒輪滾刀771
11.2.4漸開(kāi)線花鍵滾刀773
11.3剃前滾刀和磨前滾刀774
11.3.1剃前齒輪滾刀774
11.3.2磨前齒輪滾刀778
11.4硬質(zhì)合金滾刀781
11.4.1硬質(zhì)合金滾刀的結(jié)構(gòu)782
11.4.2硬質(zhì)合金滾刀的齒形和切削
角度782
11.4.3硬質(zhì)合金滾刀的公稱尺寸和計(jì)算
尺寸782
11.5滾齒切削過(guò)程分析和幾種特殊齒輪
滾刀784
11.5.1滾齒切削過(guò)程分析和滾刀技術(shù)
發(fā)展784
11.5.2長(zhǎng)度加大、正前角、齒高修正、
小壓力角齒輪滾刀785
11.6滾刀的重磨與檢驗(yàn)788
11.6.1滾刀重磨時(shí)的技術(shù)要求788
11.6.2滾刀重磨后的檢驗(yàn)789
第12章加工蝸輪蝸桿的刀具792
12.1普通蝸輪滾刀792
12.1.1ZA、ZN、ZI、ZK型圓柱蝸桿的
幾何特性792
12.1.2蝸輪滾刀的工作原理和加工
方法792
12.1.3蝸輪滾刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)794
12.1.4ZA、ZN、ZI、ZK型蝸輪滾刀的
齒形設(shè)計(jì)798
12.1.5蝸輪滾刀的技術(shù)條件802
12.1.6普通蝸輪滾刀的設(shè)計(jì)步驟及
示例807
12.1.7點(diǎn)接觸非對(duì)偶型蝸輪滾刀設(shè)計(jì)
方法的發(fā)展809
12.2普通蝸輪剃齒刀810
12.3普通蝸輪飛刀811
12.3.1蝸輪飛刀的工作原理與應(yīng)用
范圍811
12.3.2蝸輪飛刀的齒形計(jì)算811
12.3.3蝸輪飛刀及刀桿的結(jié)構(gòu)812
12.4加工圓弧齒圓柱蝸輪副的刀具813
12.4.1ZC3型軸向圓弧齒圓柱蝸輪
滾刀814
12.4.2ZC1型圓弧齒圓柱蝸輪滾刀與
飛刀816
12.4.3ZC2型圓弧齒圓柱蝸輪滾刀與
飛刀820
12.5加工多頭圓柱蝸輪的單頭蝸輪滾刀和
雙導(dǎo)程蝸輪滾刀823
12.5.1加工多頭圓柱蝸輪的單頭蝸輪
滾刀823
12.5.2雙導(dǎo)程蝸輪滾刀825
12.6加工環(huán)面蝸輪副的刀具828
12.6.1直廓環(huán)面蝸輪蝸桿傳動(dòng)簡(jiǎn)介828
12.6.2加工直廓環(huán)面蝸桿的切刀盤(pán)與
切刀831
12.6.3加工直廓環(huán)面蝸輪的滾刀與
飛刀834
12.6.4環(huán)面蝸輪剃齒刀838
第13章插齒刀和梳齒刀839
13.1插齒刀的工作原理和種類用途839
13.1.1插齒刀的工作原理839
13.1.2插齒刀的種類和應(yīng)用839
13.1.3插齒工藝和插齒刀的技術(shù)進(jìn)展841
13.2外嚙合直齒插齒刀843
13.2.1插齒刀的后角、前角和齒形
修正843
13.2.2插齒刀變位系數(shù)的確定845
13.2.3插齒刀齒頂圓角半徑的確定850
13.2.4直齒外插齒刀結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)的
確定852
13.2.5標(biāo)準(zhǔn)直齒外插齒刀的精度等級(jí)、
結(jié)構(gòu)尺寸、齒形尺寸和通用
技術(shù)條件860
13.3內(nèi)嚙合直齒插齒刀874
13.3.1內(nèi)嚙合插齒刀的特點(diǎn)874
13.3.2內(nèi)嚙合插齒刀最大變位系數(shù)
(x0)max的確定875
13.3.3內(nèi)嚙合插齒刀最小變位系數(shù)
（x0）min的確定878
13.3.4少齒數(shù)插齒刀本身根切的避免879
13.3.5內(nèi)嚙合直齒插齒刀結(jié)構(gòu)參數(shù)的
確定和設(shè)計(jì)步驟880
13.4幾種專門(mén)用途的直齒插齒刀889
13.4.1漸開(kāi)線花鍵孔插齒刀889
13.4.2諧波齒輪插齒刀894
13.4.3修緣插齒刀896
13.4.4剃前插齒刀898
13.5斜齒插齒刀904
13.5.1斜齒插齒刀概述904
13.5.2人字齒輪插齒刀904
13.5.3斜齒輪插齒刀906
13.5.4加工斜齒插齒刀的專用滾刀齒形
計(jì)算910
13.6插齒刀制造和使用中的若干問(wèn)題911
13.6.1插齒刀側(cè)刃齒形表面的磨制911
13.6.2插齒刀公稱直徑的選擇912
13.6.3插齒切削用量的優(yōu)選913
13.6.4插齒刀的刃磨913
13.7梳齒刀914
13.7.1梳齒刀概述914
13.7.2直齒梳齒刀914
13.7.3斜齒梳齒刀916
13.7.4梳齒刀的技術(shù)要求918
13.7.5加工非標(biāo)準(zhǔn)齒輪920