金属切削刀具设计简明手册

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出版者:机械工业出版社
作者:刘华明
出品人:
页数:114
译者:
出版时间:2005-7
价格:11.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111039266
丛书系列:
图书标签:
  • 金属切削
  • 刀具设计
  • 切削工具
  • 机械制造
  • 工业工程
  • 机械工程
  • 制造工艺
  • 工具材料
  • 刀具磨削
  • 设计手册
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具体描述

本书是按照1991年机械制造专业教材编审委员会刀具教材编审组讨论通过的关于力具课程设计基本要求编写的。按照基本要求,本书用五章的内容介绍了五种刀具的设计方法、设计资料与设计计算举例。这五种刀具是可转位车刀、成形车刀、成形铣刀、拉刀与蜗轮滚刀。

  本书可作为高等学校刀具课程设计的辅助教材,亦可供有关的业余大 学、中等专业学校的教师和学生以及有关的工程技术人员参考。

《精密加工技术与刀具应用指南》 本书全面深入地探讨了现代精密加工的核心技术,以及与之密不可分的金属切削刀具的原理、分类、选用与优化。我们将带领读者穿越精密机械制造的迷人世界,从基础理论到实际应用,层层剖析,力求为广大机械工程技术人员、工艺工程师、一线操作工以及相关专业学生提供一份详实、实用的技术参考。 第一部分:精密加工基础理论 本部分将系统阐述精密加工的基本概念、发展历程及其在现代工业中的关键作用。我们将详细介绍影响加工精度的主要因素,包括机床精度、刀具性能、工件材料特性、切削工艺参数以及环境条件等。读者将了解到不同类型的精密加工方法,如车削、铣削、钻削、镗削、磨削以及电火花加工、激光加工等特种加工技术,并对它们的加工原理、适用范围和优缺点进行深入对比分析。特别地,我们将聚焦于切削过程中的关键物理现象,如切削力、切削热、切削振动以及切削表面生成机理,并通过图文并茂的方式,揭示这些现象对加工精度、表面质量和刀具寿命的影响。同时,本部分还将简要介绍精密加工在航空航天、汽车制造、模具制造、电子信息等领域的广泛应用案例,以增强读者对精密加工重要性的认知。 第二部分:金属切削刀具的设计原理与制造工艺 本部分将深入剖析金属切削刀具的设计要素和制造技术。我们将首先介绍刀具材料的选择原则,重点讲解高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)和聚晶金刚石(PCD)等先进刀具材料的性能特点、优势及适用范围。随后,我们将详细阐述刀具几何参数的含义及其对切削过程的影响,包括前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径、刀刃形状等。读者将学习如何根据工件材料、加工方式和工艺要求,合理选择和设计刀具的几何角度,以实现最佳的切削效率和加工质量。 在刀具制造工艺方面,我们将涵盖刀具的成型方法、热处理工艺、刃磨技术以及表面涂层技术。从传统的锻造、铸造、压制到现代的粉末冶金、钎焊、焊接等连接技术,我们将一一介绍。关于热处理,将重点讲解退火、正火、淬火、回火等关键工艺,以及它们如何提升刀具的硬度、韧性和耐磨性。刃磨技术是刀具性能的关键,我们将详细介绍平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、成形磨削等,并讲解砂轮的选择、修整以及磨削参数的优化。此外,本部分还将专题介绍PVD(物理气相沉积)和CVD(化学气相沉积)等先进涂层技术,以及这些涂层(如TiN、TiCN、TiAlN、Al2O3等)如何显著提高刀具的硬度、耐磨性、抗粘结性和耐氧化性,从而大幅延长刀具寿命并改善加工性能。 第三部分:金属切削刀具的选用与优化 本部分是本书的实践核心,旨在指导读者如何根据具体的加工任务,科学、高效地选择和使用金属切削刀具。我们将系统梳理各类常用切削刀具的分类,如车刀(外圆车刀、内圆车刀、螺纹车刀、切槽刀等)、铣刀(面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀、球头铣刀等)、钻头(麻花钻、中心钻、阶梯钻等)、镗刀、铰刀、丝锥、板牙等。对于每种刀具,我们将详细介绍其结构特点、工作原理、适用材料和工艺范围。 在刀具选用的关键环节,我们将重点阐述如何根据工件材料(如碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金、铸铁等)的机械性能(硬度、强度、塑性、导热性等),以及加工类型(粗加工、精加工、半精加工)、加工精度要求、表面粗糙度要求、切削参数(切削速度、进给量、切削深度)等因素,来确定合适的刀具种类、刀具材料、几何参数(如前角、后角、刀尖半径)和涂层。 此外,本部分还将深入探讨刀具的优化应用策略。我们将讲解如何通过调整切削参数来延长刀具寿命,如何进行刀具的正确安装与夹持,以及如何识别和处理刀具磨损的典型失效模式(如崩刃、磨损、粘结、烧伤等)。同时,我们还将介绍刀具的重磨与再涂层技术,以及如何通过刀具管理系统来实现刀具资源的优化配置和成本控制。本书还将包含一些实际案例分析,通过具体工况下的刀具选用和性能评估,帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 第四部分:先进切削技术与新型刀具 本部分将前瞻性地介绍当前精密加工领域的前沿技术和未来发展趋势,特别是与新型刀具相关的创新。我们将探讨CBN刀具和PCD刀具在加工难加工材料(如高温合金、硬质合金、复合材料等)方面的突出优势,详细分析其独特性能和应用实例。 数控刀具的智能化和模块化将是重点介绍的内容。我们将深入分析可转位刀片刀具的设计理念和优势,如刀片材料的多样性、几何形状的可调性、高效的刀片更换机制以及对加工精度的稳定性保障。读者将了解到如何根据不同的加工需求,选择和组合不同的刀片和刀杆,实现加工效率和经济性的最大化。 高速切削(HSC)和超精密切削是现代精密加工的代名词。我们将详细解析实现高速切削和超精密切削所需的关键刀具技术,包括高刚性、高精度、高动平衡性的刀柄系统,以及具有特殊几何形状和表面处理的微小尺寸刀具。我们将探讨微细刀具的设计挑战,如如何保证微小刀具的强度、刚度和刃磨精度,以及它们在微纳制造、光学器件加工等领域的应用。 此外,本部分还将介绍复合加工技术对刀具的需求,如集切削、磨削、抛光于一体的多功能刀具。同时,我们还将关注智能刀具的发展,即集成了传感器、数据采集和通信功能的刀具,能够实时监测切削状态,反馈加工信息,并进行自适应调整,以实现更高效、更安全的加工。 通过对这些先进技术和新型刀具的介绍,我们希望能够激发读者对精密加工领域不断创新和发展的思考,并为他们提供解决复杂加工难题的思路和方法。 本书力求语言严谨,结构清晰,内容翔实,辅以大量的图表和实例,旨在成为一本真正帮助读者提升精密加工技能和刀具应用水平的实用工具书。

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目录信息

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用户评价

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“刀具的结构设计与强度分析”章节,是本书内容深度的一个体现。作者在此部分详细阐述了刀具在切削过程中所承受的各种载荷,以及如何根据这些载荷进行结构设计和强度校核。书中不仅介绍了刀具常见的失效形式,如折断、崩刃、塑性变形等,还提供了相应的计算公式和校核方法,以确保刀具在设计阶段就能满足工艺要求。我特别学习了书中关于刀具材料疲劳强度和断裂韧性的分析,以及如何通过优化刀具的几何形状和尺寸来提高其抗疲劳和抗断裂性能。我非常期待书中能有更多关于“整体硬质合金刀具”的整体结构设计与优化方法。例如,如何通过合理的刀体强度设计来提高其抗弯曲和抗扭转能力,以及如何通过优化刀齿布局来降低切削力,减少振动。书中对“刀具制造工艺”的介绍也为我理解刀具的设计提供了更完整的视角。例如,了解刀具的热处理、磨削、涂层等制造过程,有助于我设计出更易于制造且性能优越的刀具。我希望书中能提供更多关于“刀具应力分析”的先进数值模拟技术研究,比如如何利用有限元分析(FEA)来精确预测刀具在切削过程中的应力分布和变形,从而指导刀具的优化设计。

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这本书的“数控加工刀具”部分,为我打开了理解现代制造技术中刀具角色的新视角。作者深入探讨了数控机床上刀具的特殊需求,以及如何针对数控加工的特点来优化刀具设计。在高速切削、五轴加工等先进技术中,刀具的性能表现尤为关键,书中对此进行了详细的分析。我尤其欣赏书中对“刀具补偿”的介绍,它解释了如何在数控程序中进行刀具长度和半径的补偿,以及这些补偿对加工精度的影响。我非常期待书中能提供更多关于“刀具管理系统”的构建和应用案例。例如,如何通过信息技术手段对刀具进行全生命周期的管理,包括刀具的采购、库存、使用、磨损监测、报废等,以提高刀具使用的效率和经济性。书中关于“刀具磨损在线监测与预警”的技术进展也让我倍感振奋。例如,通过集成在刀具上的传感器或利用加工过程中的声、振信号来实时监测刀具的磨损状态,并及时发出预警,避免因刀具损坏而导致的工件报废或设备损坏。我希望书中能提供更多关于“刀具集成化与模块化”设计理念的探讨,例如如何设计可更换刀头的刀具,或者如何实现刀具与刀柄的快速、可靠连接,以提高生产效率和降低成本。

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“现代切削刀具设计基础”这一章,真正展现了这本书的深度和广度。作者并没有停留在基础的几何参数和材料选择上,而是将目光投向了更广泛的切削工艺和先进的刀具技术。书中对不同加工方式下刀具设计的特殊要求进行了详细的阐述,例如,在高速切削中,对刀具的动平衡、散热性和切削刃的稳定性提出了更高的要求,而书中也相应地介绍了优化这些性能的设计方法。我特别关注了书中关于“切屑控制”的部分,它不仅分析了切屑的形成机理,还介绍了通过优化刀具几何形状(如断屑槽设计)和切削参数来实现高效切屑控制的技术。这对于提高加工效率、保证加工表面质量以及延长刀具寿命都至关重要。我希望书中能有更多关于智能刀具和自适应切削技术在刀具设计中的应用案例。例如,集成传感器的刀具如何实时监测切削力、温度等参数,并通过反馈系统自动调整切削参数,以实现更优化的加工。书中对刀具刃磨和修磨技术的探讨也十分实用,它不仅介绍了各种刃磨设备的原理和操作方法,还强调了刃磨质量对刀具性能的影响。我期待书中能提供更多关于精密刃磨的技术细节,以及如何通过刃磨来恢复刀具的性能和延长其使用寿命。

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这本书在“刀具的磨损机理与寿命预测”方面的论述,为我理解刀具的实际应用提供了重要的理论支撑。书中不仅列举了磨损的几种常见类型,如磨粒磨损、粘结磨损、疲劳磨损等,还深入分析了每种磨损类型发生的原因以及在切削过程中各自扮演的角色。例如,对于磨粒磨损,书中详细解释了硬质颗粒在切削区域的运动轨迹,以及它们如何刮削刀具表面,导致刀具刀刃逐渐钝化。我还很欣赏书中关于刀具寿命预测方法的介绍,从经验模型到基于物理机制的预测方法,都进行了比较详细的阐述。这对于我进行生产计划和成本控制非常有帮助。我非常期待书中能够提供更多不同刀具材料在不同加工条件下的寿命试验数据和统计分析,从而能够更准确地预测刀具的寿命。例如,针对特定牌号的硬质合金刀片,在加工某种牌号的铝合金时,其在不同切削速度和进给量下的平均寿命范围是多少,这些信息对于我选择合适的刀具和优化加工参数非常有价值。书中对刀具磨损的表征方法,如显微观察、硬度测量等,也进行了介绍,这有助于我更全面地了解刀具的磨损状况。我希望书中能提供更多关于刀具磨损在线监测技术的研究进展,以及这些技术如何在实际生产中应用,以实现刀具寿命的实时预测和更换。

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“特定加工工艺的刀具设计”章节,是我认为本书最具有实践指导意义的部分之一。作者针对不同的加工工艺,如钻削、镗削、螺纹加工、齿轮加工等,详细分析了各类刀具的设计特点和关键参数。我特别学习了书中关于“钻头设计”的内容,包括钻尖角、钻心厚、螺旋槽等参数如何影响钻削的效率、精度和切屑排出。书中对“镗刀设计”的阐述也十分到位,它不仅介绍了单刃镗刀和多刃镗刀的结构特点,还分析了如何通过调整刀具的径向跳动和轴向跳动来获得高精度的镗孔。我非常期待书中能提供更多关于“复杂曲面加工刀具”的设计案例。例如,在航空发动机叶片、汽车覆盖件等零件的加工中,需要用到各种非标的成形刀具,书中对此的深入分析将极大地拓宽我的视野。书中对“特种刀具”的介绍,如电火花加工刀具、激光加工刀具等,也为我提供了更多了解前沿制造技术的机会。我希望书中能提供更多关于“刀具设计软件”的应用指南,例如如何利用CAD/CAM软件进行刀具的三维建模、仿真分析和制造路径规划,以提高刀具设计的效率和精度。

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这本书的书名直截了当,令人一看便知其内容,正是我这类想快速入门金属切削刀具设计领域的读者所需要的。翻开目录,扑面而来的专业术语和清晰的章节划分,就预示着这是一本理论与实践并重的工具书。我尤其欣赏它在“基本概念与术语”这一部分花费的篇幅,对于初学者来说,建立扎实的理论基础至关重要,而这里的内容恰恰满足了这一点。它不仅解释了刀具的几何参数,如前角、后角、刃倾角等,还深入浅出地阐述了这些参数对切削过程的影响,比如为何某些角度组合能提高加工效率,哪些角度组合能改善表面粗糙度。书中还特别强调了刀具材料的选择,从高速钢、硬质合金到陶瓷、立方氮化硼,每种材料的特性、优缺点以及适用的加工对象都进行了详细的对比分析。这对于我这种刚开始接触刀具设计,对各种材料性能不够了解的人来说,无疑是一份宝贵的指南。我期待书中能够有更多的实际案例,展示不同材料如何应用于特定工况下的刀具设计,以及这些设计背后的考量。例如,在加工高温合金时,选择哪种类型的刀具材料,以及相应的切削参数如何设置,这些都是我非常感兴趣的内容。同时,书中对刀具磨损的机理和预测方法也进行了探讨,这对于理解刀具的寿命和提高加工稳定性具有重要意义。我希望书中能提供更具体的磨损图谱和相应的解决方法,方便读者在实际生产中遇到问题时能够快速定位并解决。总而言之,这本书以其清晰的结构和详实的理论讲解,为我打开了金属切削刀具设计的大门,我满怀期待地希望能从中获得更多实用的知识和经验。

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在阅读完这本书后,我最大的感受是其内容的系统性和实用性。从基础的刀具几何参数,到现代的刀具材料和制造工艺,再到具体的加工应用,书中几乎涵盖了金属切削刀具设计领域的方方面面。作者的叙述条理清晰,逻辑严谨,即使是复杂的概念,也能通过生动的讲解和精美的插图变得易于理解。我尤其赞赏书中对“刀具性能评价指标”的系统性介绍,包括切削力、切削温度、表面粗糙度、刀具寿命等,以及如何通过实验方法来测量和评价这些指标。这为我后续进行刀具的性能评估提供了坚实的方法论基础。我非常期待书中能够增加更多的“国际标准与规范”的介绍,例如ISO、ANSI等关于刀具的命名、分类、尺寸系列和性能测试等方面的标准,这对于我进行国际合作和技术交流非常有帮助。书中对“刀具发展趋势”的展望也让我对未来的技术革新充满期待。例如,智能化、绿色化、高效化是未来刀具发展的重要方向,书中对这些趋势的分析将有助于我把握行业的发展脉络。总而言之,这本书不仅是我学习刀具设计的入门指南,更是一本能够伴随我职业生涯不断深入的参考书籍。

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本书在“刀具选择与应用原则”部分,将理论知识与实际应用紧密结合,为我提供了一个非常清晰的刀具选型框架。作者首先强调了根据被加工材料的特性、工件的形状和尺寸、以及加工要求(如精度、表面粗糙度)来选择合适的刀具类型和材料。书中通过大量的实例,展示了在不同工况下,如何科学合理地选择刀具。例如,在加工高强度钢时,选择合适的硬质合金刀具和相应的切削参数,可以有效提高加工效率并减少刀具磨损。我尤其欣赏书中关于“经济性分析”的讨论,它不仅考虑了刀具本身的成本,还权衡了刀具寿命、加工效率、工件合格率等多种因素,从而帮助读者做出最经济最优的刀具选择。我非常期待书中能提供更多关于“刀具刀柄一体化”设计的研究进展。例如,通过优化刀柄与刀体的连接方式,可以提高刀具系统的刚性,减少振动,从而提高加工精度和表面质量。书中对不同行业(如汽车、航空航天、模具制造)的典型加工案例分析也为我提供了宝贵的参考。我希望书中能提供更多关于“切削参数优化”方面的具体指导,比如如何利用实验设计方法或机器学习算法来寻找最佳的切削参数组合,以实现最高的加工效率和最佳的加工质量。

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这本书的“现代刀具材料及其应用”章节,可以说是我本次阅读体验中最具吸引力的部分之一。作者对各种新型刀具材料的介绍,不仅仅是罗列数据和性能参数,更深入地分析了这些材料在微观结构上的特点,以及这些特点如何转化为宏观的切削性能。比如,对于CBN(立方氮化硼)刀具,书中详细介绍了其极高的硬度和耐磨性,以及在加工高硬度材料方面的卓越表现。它不仅解释了CBN为何能承受高温和高切削力,还通过图文并茂的方式展示了CBN刀具在加工淬火钢、铸铁等材料时的切削痕迹和表面质量。另外,陶瓷刀具的介绍也让我印象深刻,特别是其在高速切削和干切削方面的优势,以及在加工难加工材料如高温合金和钛合金时的应用。书中对陶瓷刀具的脆性问题也进行了分析,并提出了相应的刃磨和使用技巧,这对于避免刀具在使用过程中意外损坏至关重要。我尤其希望看到更多关于复合材料刀具或涂层技术在刀具设计中的应用。例如,多层纳米涂层如何有效降低摩擦系数,提高刀具的耐磨性和抗粘结性,这些都是当前刀具技术发展的重要方向。书中对这些前沿技术的探讨,将极大地拓宽我对于刀具设计的认知边界。此外,书中对刀具冷却与润滑技术的讲解也十分细致,特别是针对不同加工工艺和刀具材料的冷却润滑策略,提供了非常实用的指导。我期待书中能有更多的关于纳米技术在刀具材料改性中的应用案例,以及这些技术如何影响刀具的整体性能。

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从“刀具的几何参数设计”这个章节开始,我便被书中严谨的逻辑和详细的计算方法深深吸引。作者没有简单地给出一些经验性的数值,而是从切削力学和工艺学原理出发,逐一分析了各种刀具几何参数的确定依据。例如,对于车刀的前角选择,书中不仅讨论了其对切削力的影响,还结合刀具材料的强度和塑性变形,给出了在不同加工条件下确定最佳前角的计算公式和图表。同样,后角的设计也得到了详细的阐述,解释了后角如何影响切削刃的耐磨性和加工表面的质量。我特别注意到书中关于切削刃强化和刀具表面处理的内容,这对于提高刀具的使用寿命和加工精度至关重要。例如,对刀具进行倒角处理、R角设计,以及采用PVD或CVD涂层技术,这些都能显著提升刀具的抗冲击性和耐磨性。我期待书中能更深入地探讨不同切削刃几何形状对切削机理的影响,比如螺旋刃、断屑槽等的设计如何优化切屑的形成和排出,以及这些设计如何影响加工的平稳性和表面质量。书中对铣刀刀齿设计的研究也让我受益匪浅,特别是关于螺旋角、齿距、刀齿圆角的选择,这些参数的合理搭配直接影响到铣削的效率和表面粗糙度。我希望书中能提供更多不同类型铣刀(如端铣刀、面铣刀、球头铣刀)的设计实例,并详细分析其关键几何参数的确定过程。

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