現(xiàn)代刀具與數(shù)控磨削技術(shù)

前言

　　數(shù)控磨削技術(shù)的出現(xiàn)，使刀具制造技術(shù)進入了一個全新的歷史階段，它使人們能夠真正實現(xiàn)刀具的快速、高效、“量體裁衣”式的制造，不僅刀具精度得到很大提升，而且能夠針對不同的工件材料、機床、不同工序的復(fù)合加工等特定要求提供外形復(fù)雜、性能各異的專用刀具。與早期的工具磨床相比，現(xiàn)在的數(shù)控磨削技術(shù)已經(jīng)可以在計算機上模擬刀具磨削的全過程。并且主流的數(shù)控工具磨床都具有刀具毛坯和砂輪自動裝夾功能，磨削的數(shù)控程序、砂輪數(shù)據(jù)和磨削工藝參數(shù)傳送到數(shù)控工具磨床控制機后，就能實現(xiàn)從初級棒材到最終成品的一次裝夾全自動磨制?！　?shù)控萬能工具磨床經(jīng)過近30多年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于機械制造企業(yè)而成為一種常規(guī)的設(shè)備，它的任務(wù)主要是對直角立銑刀、錐形立銑刀、球頭立銑刀、圓弧刃銑刀、鉸刀、端銑刀、階梯銑刀、木工刀具等各類切削刀具進行整體磨削加工。從重復(fù)利用刀具的需求來看，隨著原材料的上漲，數(shù)控萬能工具磨床所具有的修磨技術(shù)也有很大的推廣空間?！　?shù)控磨削技術(shù)采用超硬砂輪強力磨制刀具，是多種制造技術(shù)集合的復(fù)雜生產(chǎn)過程。作為先進制造技術(shù)，國內(nèi)刀具設(shè)計、工藝手冊很少有這方面的資料，特別是一般的刀具幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)定義與刀具數(shù)控磨削過程中定義的詳細程度有很大距離。而機床廠商一般只提供設(shè)備的常規(guī)操作培訓(xùn)，相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)部分，特別是與國內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)銜接部分沒有很系統(tǒng)地介紹。因而，從事這方面的專業(yè)技術(shù)人員迫切希望能有一本完整論述刀具及其數(shù)控磨削制造技術(shù)的書?！　”緯鴥?nèi)容涉及刀具的材料、設(shè)計、數(shù)控磨削、特種制造技術(shù)一直到質(zhì)量控制、修磨與后處理等各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)地介紹了數(shù)控磨制刀具制造技術(shù)的相關(guān)理論、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及操作要領(lǐng)。主要包括磨床與刀具的發(fā)展歷史及其技術(shù)原理、刀具的材料、毛坯制備、砂輪的標(biāo)準(zhǔn)及選擇、配置方法、刀具的幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選擇原則、正交優(yōu)化方法和簡易切削參數(shù)的選擇試驗方法、輔助磨削工藝（包括刀具涂層、動平衡、磨削液選擇等）、刀具的特種加工技術(shù)及世界幾個主要品牌數(shù)控工具磨床的性能對比。

內(nèi)容概要

　　《現(xiàn)代刀具與數(shù)控磨削技術(shù)》內(nèi)容涉及刀具的材料、設(shè)計、數(shù)控磨削、特種制造技術(shù)一直到質(zhì)量控制、修磨與后處理等各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，并系統(tǒng)地介紹了數(shù)控磨制刀具制造技術(shù)的相關(guān)理論、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及操作要領(lǐng)。主要包括磨床與刀具的發(fā)展歷史及其技術(shù)原理、刀具的材料、毛坯制備、砂輪的標(biāo)準(zhǔn)及選擇、配置方法、刀具的幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選擇原則、正交優(yōu)化方法和簡易切削參數(shù)的選擇試驗方法、輔助磨削工藝（包括刀具涂層、動平衡、磨削液選擇等）、刀具的特種加工技術(shù)及世界幾個主要品牌數(shù)控磨刀機的性能對比。　　《現(xiàn)代刀具與數(shù)控磨削技術(shù)》可供數(shù)控工具磨床的操作人員、刀具設(shè)計與工藝等人員作為參考，也可用于機械制造專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)。

書籍目錄

前言第1章 刀具與磨削技術(shù)的發(fā)展歷史1.1 刀具的發(fā)展史1.2 現(xiàn)代金屬切削技術(shù)對刀具生產(chǎn)模式的影響1.2.1 現(xiàn)代切削技術(shù)的發(fā)展機制1.2.2 現(xiàn)代切削技術(shù)的技術(shù)特征1.3 磨削原理1.3.1 磨削過程及磨屑1.3.2 磨削精度和表面質(zhì)量1.3.3 磨削力和磨削功率1.3.4 磨削熱和磨削溫度1.3.5 磨削效率1.4 磨床的發(fā)展1.4.1 發(fā)展歷程1.4.2 工具磨床的發(fā)展1.4.3 刀具自動制造單元1.5 數(shù)控磨削技術(shù)1.5.1 磨削的數(shù)控編程術(shù)語與標(biāo)準(zhǔn)1.5.2 數(shù)控磨床的坐標(biāo)系定義1.5.3 坐標(biāo)運動命名1.5.4 數(shù)控磨削加工程序的程序段格式1.5.5 主程序與子程序結(jié)構(gòu)1.5.6 刀位點數(shù)據(jù)與砂輪的運動軌跡第2章 刀具的材料2.1 刀具材料應(yīng)具備的性能2.1.1 高硬度和高耐磨性2.1.2 足夠的強度與沖擊韌度2.1.3 高耐熱性和化學(xué)惰性2.1.4 良好的工藝性和經(jīng)濟性2.2 常用的刀具材料2.2.1 高速鋼2.2.2 硬質(zhì)合金2.2.3 陶瓷材料2.2.4 超硬刀具材料2.3 刀具材料的選擇第3章 刀具的結(jié)構(gòu)與設(shè)計規(guī)范3.1 刀具的結(jié)構(gòu)3.1.1 刀具的裝夾部分3.1.2 刀具的工作部分3.2 刀具的類型3.3 刀具幾何參數(shù)圖釋3.3.1 銑刀3.3.2 鉆頭3.3.3 鉸刀3.3.4 其他常用刀具3.4 銑刀的設(shè)計規(guī)范及技術(shù)條件3.4.1 模具銑刀3.4.2 T形槽銑刀3.4.3 圓柱銑刀3.4.4 鍵槽銑刀3.4.5 圓角銑刀3.4.6 凸凹半圓銑刀3.4.7 直柄反燕尾槽銑刀和直柄燕尾槽銑刀3.4.8 角度銑刀3.4.9 三面刃銑刀3.4.10 尖齒槽銑刀3.4.11 硬質(zhì)合金銑刀3.4.12 木工刀具3.4.13 銑刀直柄柄部標(biāo)準(zhǔn)3.5 銑刀主要幾何參數(shù)的選擇3.6 鉆頭的主要幾何參數(shù)及設(shè)計規(guī)范3.6.1 鉆頭的典型結(jié)構(gòu)3.6.2 鉆尖頂角對鉆削加工的影響3.6.3 鉆頭的螺旋角β3.6.4 標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的表面粗糙度3.6.5 通用標(biāo)準(zhǔn)鉆頭切削部分的改進和橫刃修磨第4章 整體磨制刀具砂輪的選擇4.1 磨料4.1.1 金剛石4.1.2 CBN4.2 結(jié)合劑4.2.1 結(jié)合劑的分類4.2.2 結(jié)合劑的適用范圍4.3 粒度、濃度4.3.1 粒度4.3.2 濃度4.4 超硬砂輪標(biāo)準(zhǔn)4.4.1 超硬材料砂輪的形狀代號4.4.2 超硬砂輪尺寸標(biāo)準(zhǔn)4.4.3 超硬砂輪的選用4.5 砂輪的配置4.6 砂輪的修整4.7 砂輪的安全管理問題第5章 刀具試驗技術(shù)5.1 正交試驗設(shè)計法5.1.1 iE交試驗設(shè)計法的基本原理5.1.2 正交表5.1.3 試驗方案設(shè)計5.1.4 試驗數(shù)據(jù)分析5.1.5 刀具試驗應(yīng)用實例5.2 簡易確定最佳切削參數(shù)的試驗方法5.2.1 試驗的作用5.2.2 試驗原理和過程5.2.3 試驗結(jié)果和分析5.2.4 需要注意的問題5.3 刀具試驗設(shè)備5.3.1 測力系統(tǒng)5.3.2 測溫系統(tǒng)5.3.3 刀具磨損測量系統(tǒng)第6章 數(shù)控刀具磨床的操作與維護6.1 操作過程中影響刀具磨制精度的主要因素6.1.1 機床精度的影響6.1.2 砂輪誤差的影響6.1.3 控制程序的編制和補償?shù)挠绊?.2 磨削操作中需要注意的問題6.3 刀具加工實例6.3.1 普通立銑刀加工實例6.3.2 汽輪機轉(zhuǎn)子輪槽銑刀(成形刀)的設(shè)計與磨制6.4 數(shù)控工具磨床的維護保養(yǎng)與維修6.4.1 數(shù)控工具磨床設(shè)備維護的基點6.4.2 數(shù)控工具磨床日常操作規(guī)范6.4.3 故障處置6.4.4 故障檢查方法6.4.5 故障排除的一般方法第7章 刀具的后處理技術(shù)及其他輔助工藝系統(tǒng)7.1 刀具材料的表面處理技術(shù)7.1.1 涂層技術(shù)7.1.2 涂層的分類7.1.3 涂層刀具的技術(shù)特點7.1.4 刀具涂層技術(shù)的應(yīng)用7.1.5 鍍膜處理技術(shù)7.2 刀具刃口鈍化技術(shù)7.2.1 進行刃口鈍化處理的原因7.2.2 刃口型式與刃口鈍化形狀及參數(shù)7.2.3 刀具刃口鈍化的效果和經(jīng)濟性7.3 刀具的動平衡7.3.1 引起刀具系統(tǒng)不平衡的原因7.3.2 動平衡技術(shù)的基本概念及計算公式……第8章 刀具失效狀況與數(shù)控修磨技術(shù)第9章 刀具的特種加工技術(shù)第10章 數(shù)控工具磨床及相關(guān)檢測設(shè)備的選擇結(jié)束語附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 刀具與磨削技術(shù)的發(fā)展歷史　　1.1 刀具的發(fā)展史　　刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，又包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機用的，但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。　　刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位。我國早在公元前28世紀(jì)～前20世紀(jì)，就已出現(xiàn)黃銅的錐和純銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國后期（公元前3世紀(jì)），由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了鋼質(zhì)刀具。當(dāng)時的鉆頭和鋸，與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來。1783年，法國的勒內(nèi)首先制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。　　那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5m/min。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和懷特發(fā)明高速鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明了硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8m/min；采用高速鋼時，又將切削速度提高兩倍以上；到采用硬質(zhì)合金時，又比用高速鋼時的切削速度提高兩倍以上，而且切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專利。1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來，從而使這種復(fù)合材料具有了更佳的切削性能。同年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片，這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。

編輯推薦

　　內(nèi)容新穎，知識量大，提高迅速。　　全面介紹刀具的數(shù)控磨削技術(shù)，可最短時間掌握刀具的數(shù)控磨削技術(shù)、設(shè)備操作、試驗技術(shù)、后處理、測量技術(shù)等。

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