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专业CAD09-10班作者姓名XXXX指导教师XXXX定稿日期：2017年09月10日新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计（论文）任务书注：此表发给学生后由指导教师填写，学生按此表要求开展毕业设计（论文）工作。
新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计（论文）成绩表摘要随着材料工业及精密机械工业的发展,精密切削、超精密切削和难切削材料使用的增多,刀具材料的应用日益广泛。
材料刀具具有工效高、使用寿命长和加工质量好等特点,过去主要用于精加工,近几年来由于改进了人造超硬刀具材料的生产工艺,控制了原料纯度和晶粒尺寸,采用了复合材料和热压工艺等,应用范围不断扩大,除适于一般的精加工和半精加工外,还可用于粗加工,被国际上公认为是当代提高生产率最有希望的刀具材料之一。
,刀具寿命可比硬质合金高几十、甚至几百倍。
同时它的出现,还使传统的工艺概念发生变化,利用超硬刀具常常可直接以车、铣代磨(或抛光),对淬硬零件加工,可用单一工序代替多道工序,大大缩短工艺流程。
关键词：刀具磨损；使用寿命；切削加工；因素AbstractAlong with material industry and precision machinery industry, precision machining, precision machining and the increased use of hard cutting materials, superhard tool materials are applied more and more extensively. Superhard material cutting tool has the advantages of high work efficiency, long service life and good processing quality and other characteristics, the past is mainly used for finish machining, in recent years due to the improvement of the artificial superhard tool materials production technology, control the purity of raw material and grain size, the composite materials and hot-pressing process, expanding the scope of application, suitable for in general the semi-finishing and finishing, can also be used for the rough machining, has been internationally recognized as the most promising contemporary productivity is one of the cutting tool materials. Use of superhard materials processing steel, cast iron, nonferrous metals and their alloys and other parts, the cutting speed than the carbide is one order of magnitude higher than the hard alloy, tool life, high dozens or even hundreds of times. At the same time, it appears, also make the traditional technology concept change, use of superhard cutting tools are often directly to the car, milling instead of grinding ( or polishing ), of hardened parts processing, can be used instead of single process procedures, greatly shorten the process.Key Word: tool wear; life; factors目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................. I I 引言 . (1)第1 章刀具的种类和材料 (3)1.1 刀具的种类 (3)1.2 刀具的材料 (3)1.2.1 碳素工具钢和合金工具钢 (3)1.2.2 高速钢 (3)1.2.3 硬质合金 (4)1.2.4 涂层硬质合金 (4)1.3 刀具材料应具有的性能 (5)第2 章刀具的角度及选择 (7)2.1 刀具的几何形状 (7)2.2 角度的选择 (8)2.2.1 前角的选择 (8)2.2.2 后角、副后角的选择 (8)2.2.3 主偏角、副偏角的选择 (8)2.3 车刀切削部分的几何参数 (9)第3 章刀具的磨损 (10)3.1 刀具的磨损过程和磨损原因 (10)3.1.1 机械擦伤磨损 (10)3.1.2 粘结磨损 (10)3.1.3 扩散磨损 (10)3.1.4 化学磨损 (10)3.1.5 相变磨损 (10)3.1.6 热电磨损 (11)3.2 刀具寿命 (11)3.3 刀具寿命与切削三要素的关系 (16)3.3.1 刀具寿命方程式 (16)3.3.2 切削三要素对刀具寿命的影响 (17)3.4 刀具磨损的原因 (19)3.4.1 刀具寿命的概念 (19)3.4.2 切削速度的影响 (19)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)引言刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。
中国早在公元前28～前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。
战国后期(公元前三世纪)，由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。
当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。
然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。
1783年，法国的勒内首先制出铣刀。
1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。
有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。
那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。
1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。
1898年，美国的泰勒和．怀特发明高速钢。
1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。
在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。
刀具按工件加工表面的形式可分为五类。
加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工工具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀等等。
此外，还有组合刀具。
按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。
通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。
带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。
车刀、刨刀等一般为矩形柄；圆锥柄靠锥度承受轴向推力，并借助摩擦力传递扭矩；圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具，切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。
很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成，而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。
刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。
有的刀具的工作部分就是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。
切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。
第 1 章刀具的种类和材料1.1刀具的种类刀具按工件加工表面的形式可分为五类。
加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。
按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。
通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。
1.2刀具的材料1.2.1碳素工具钢和合金工具钢工具钢是指碳的质量分数在0.65% ~ 1.35%的高碳钢，如T8A、T10A等；耐热性很差（200~500℃），允许切削速度低，合金工具钢是指含有钨、硅、锰合金元素低的合金钢，如9SiCr、CrWMn等，合金工具钢的切削性能、淬透性、耐磨性都优于碳素工具钢。
1.2.2高速钢高工具钢全称是合金工具钢，也称白钢、锋钢。
高速钢是在高碳钢中加入较多的合金元素W、Cr、V、Mo等与C生成碳化物制作成的。
加入合金元素后，细化了晶粒，提高了合金的硬度。
一般高速钢的有的刀材料中它的抗弯强度和冲击韧性最高，是制造各种刃型复杂刀具的主要材料。
1.2.3硬质合金硬质合金的性能硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC等）和金属粘结剂（如Co、Ni、Mo等），经过粉末冶金、高压成型，并在1500℃的高温下烧结而成。