绪论

0.1切削加工的重要性

0.2切削加工的系统性

0.2.1切削加工是一个复杂的系统问题

0.2.2切削加工工艺是整个切削加工系统的基础

0.2.3切削加工系统的动态特性

0.2.4机床和夹具对切削加工输出的影响

0.2.5切削加工系统中最活跃的因素——刀具

0.2.6分析和解决切削加工问题需要有系统的观点和方法

0.2.7应用系统工程方法解决切削加工问题的途径

0.3切削加工的效率和经济性分析

0.3.1分析切削加工经济性的意义

0.3.2切削加工成本的计算公式

0.3.3降低加工成本的途径

参考文献

第一篇 刀具设计基础

第1章 金属切削的基本原理

1.1切削变形与切屑的形成

1.1.1研究金属切削过程的意义

1.1.2研究金属切削过程的方法

1.1.3金属切削层的变形

1.1.4切屑类型及切屑形状的分类

1.1.5变形程度的表示方法

1.1.6积屑瘤

1.1.7鳞刺

1.1.8影响切屑变形的主要因素

1.2切削力

1.2.1切削力的来源、合成及分解

1.2.2切削力的测量

1.2.3切削力的计算公式及示例

1.2.4影响切削力的主要因素

1.3切削热和切削温度

1.3.1切削热的产生和传导

1.3.2切削温度的测量方法

1.3.3影响切削温度的主要因素

1.4刀具磨损、破损和刀具寿命

1.4.1刀具磨损的形态

1.4.2刀具磨损的原因

1.4.3刀具磨损过程及磨钝标准

1.4.4刀具寿命及其经验公式

1.4.5刀具的破损

参考文献

第2章 刀具材料

2.1概述

2.1.1刀具材料的基本性能

2.1.2刀具材料的性能特点及应用范围

2.1.3刀具材料与加工材料的匹配特性

2.2高速钢

2.2.1低合金高速钢

2.2.2普通高速钢

2.2.3高性能高速钢

2.2.4粉末冶金高速钢

2.2.5高速钢刀具的材料的应用

2.2.6高速钢刀具的刃磨

2.3硬质合金

2.3.1硬质合金的成分与性能

2.3.2硬质合金的类型及适用范围

2.3.3超细晶粒硬质合金

2.3.4切削削刀具用新型硬质合金

2.3.5硬质合金刀具的应用

2.3.6硬质合金刀具的刃磨

2.4金属陶瓷

2.4.1金属陶瓷的特性

2.4.2金属陶瓷的类型和适用范围

2.4.3涂层金属陶瓷简介

2.4.4金属陶瓷刀具的应用范围

2.5陶瓷

2.5.1陶瓷材料的成分和性能

2.5.2陶瓷刀具材料的类型和适用范围

2.5.3陶瓷刀具材料的增韧补强方法

2.5.4新型陶瓷刀具材料

2.5.5陶瓷刀具的结构及应用

2.5.6陶瓷刀具的刃磨

2.6超硬刀具材料

2.6.1金刚石

2.6.2立方氮化硼

参考文献

第3章 刀具几何参数对刀具切削性能的影响

3.1刀具几何参数的定义、功能

3.1.1工件上的3个表面

3.1.2切削运动的变量

3.1.3刀具结构要素

3.1.4刀具前角

3.1.5刀具后角

3.1.6楔角

3.1.7主偏角

3.1.8副偏角

3.1.9刀尖角

3.1.10刃倾角

3.2刀具类型几何参数的特点和识别

3.2.1可转位内、外圆车刀的几何参数

3.2.2切槽刀和切断刀的几何参数

3.2.3螺纹车刀的几何参数

3.2.4钻头的几何参数

3.2.5铣刀刀体的几何参数

3.2.6铣刀刀片的几何参数

3.2.7镗刀片的几何参数

3.3几何参数对切削过程的影响

3.3.1前角的影响

3.3.2后角的影响

3.3.3主偏角的影响

3.3.4副偏角的影响

3.3.5刀尖角的影响

3.3.6刃倾角的影响

3.3.7刀尖圆角的影响

3.3.8倒棱的影响

3.3.9钝圆半径的影响

3.3.10刃带和消振棱的影响

3.4刀具几何参数与刀具创新

3.4.1刀具前角

3.4.2刀具后角

3.4.3主偏角

3.4.4副偏角

3.4.5刀尖角

3.4.6分屑槽

第4章 刀具结构设计计算

4.1概述

4.1.1刀具结构的系统学分析

4.1.2刀具结构设计的基本步骤

4.1.3刀具结构的总体分类

4.2可转位刀具基本结构

4.3可转位刀片

4.3.1可转位刀具的孔形

4.3.2可转位刀片的槽形

4.3.3可转位刀片的定位夹紧结构

4.3.4刀片刃口的保护设计

4.4可转位车刀的常见结构

4.4.1内外圆车刀的常见结构

4.4.2可转位切槽/切断刀具和螺纹车刀的结构

4.5可转位钻头的常见结构

4.5.1可转位浅孔钻

4.5.2刀头式钻头

4.5.3较大直径深孔可转位钻头

4.6镗刀的调节结构

4.7可转位铣刀的常见结构

4.7.1铣刀刀片的安装

4.7.2铣刀片位置调整

4.8模块式刀具的结构

4.8.1模块式车刀

4.8.2模块式钻头

4.8.3模块式铣刀的结构

4.8.4模块式铰刀

4.8.5模块式丝锥

4.9刀具的内冷却通道

4.10刀具结构设计软件及应用

4.10.1刀具结构设计软件的要求

4.10.2三维设计软件的功能

4.10.3设计实例

第5章 刀具涂层

5.1涂层对刀具材料的改性作用及其发展历程

5.1.1现代刀具涂层技术的发展历程

5.1.2涂层对刀具材料表面的改性作用

5.2刀具涂层的基本原理和装备

5.2.1刀具化学涂层技术基本原理和装备

5.2.2刀具物理涂层技术的基本原理和装备

5.2.3混合涂层技术及装备

5.3刀具涂层的类别

5.3.1化学涂层的类别

5.3.2物理涂层的类别

5.4刀具涂层的设计及选用思路

5.5刀具涂层材料的类别、特点和适用范围

5.5.1含钛系列

5.5.2含铝系列

5.5.3其他常用的涂层材料

5.6刀具涂层前后处理技术

5.6.1刀具涂层前处理技术

5.6.2刀具涂层后处理技术

5.7刀具涂层重涂技术和退镀技术

5.7.1刀具重涂技术

5.7.2刀具涂层的退镀技术

参考文献

第6章 工具系统及刀具装夹技术

6.1概述

6.1.1工具系统的组成及分类

6.1.2工具系统的设计要求

6.1.3典型的工具系统

6.2数控刀柄及其工具系统的设计

6.2.1数控刀柄的结构及设计

6.2.2数控HSK刀柄的参数化设计

6.2.3数控HSK工具系统的动平衡及其设计

6.2.4 HSK刀柄及其工具系统的连接技术

6.3刀柄与机床主轴的接口技术及设计

6.3.1刀柄与机床主轴的结合要求

6.3.2刀柄与机床主轴的连接形式

6.3.3刀柄与机床主轴的接口设计

6.4刀具装夹的典型结构及其连接

6.4.1高速刀具装夹的典型结构

6.4.2高速刀具装夹及其连接方法

参考文献

第7章 刀具标准及其应用

7.1刀具标准概述

7.1.1标准化的意义

7.1.2标准化的基本原则

7.1.3我国刀具标准的现状

7.1.4刀具国际标准和国外标准情况

7.2刀具标准体系及框架

7.2.1刀具标准体系

7.2.2刀具标准体系框架

7.3刀具标准分类

7.3.1按照级别分类

7.3.2按照标准涉及的对象类型分类

7.3.3按照标准性质分类

7.4重要刀具标准分类简介

7.4.1刀具术语典型标准

7.4.2刀具代号典型标准介绍

7.4.3刀具方法典型标准介绍

7.4.4刀具接口典型标准介绍

7.4.5刀具产品标准介绍

7.5刀具标准在刀具设计和刀具使用中的应用

7.5.1标准刀具的设计及选用

7.5.2非标刀具的标准引用

7.5.3刀具标准的应用

第二篇 刀具应用技术

第8章 工件材料的可切削加工性

8.1机械工程中的工件材料

8.2工件材料的切除过程

8.3工件材料可切削加工性的概念及评定方法

8.3.1工件材料可切削加工性概念

8.3.2评定工件材料可切削加工性方法

8.3.3用相对可切削加工性综合评定工件材料的可切削加工性及可切削加工性分级

8.4影响工件材料可切削加工性的因素

8.5工件材料的分类及其可切削加工性

8.5.1工件材料分类及适宜硬质合金切削牌号

8.5.2各类工件材料的切削加工特点

8.6改善材料可切削加工性的措施

8.6.1改善工件材料可切削加工性的方法

8.6.2优化切削条件提高可切削加工性

参考文献

第9章 切削数据库的应用

9.1概述

9.1.1切削数据库的作用和使用

9.1.2切削数据库的现状

9.1.3切削数据库的体系结构

9.1.4建立切削数据库的核心技术

9.1.5切削数据库存在的问题

9.1.6切削数据库的发展方向

9.2通用切削数据库的建立和应用

9.2.1金属切削原理性数据库的建立

9.2.2工件材料数据库的建立

9.2.3切削机床数据库的建立

9.2.4切削刀具数据库的建立

9.2.5切削工艺数据库的建立

9.2.6切削技术新动态

9.2.7典型先进切削技术

9.2.8典型应用领域

9.2.9通用切削数据库查询示例

9.3切削数据库的发展

9.3.1计算机有限元分析技术与切削数据技术的结合——切削仿真技术

9.3.2计算机数字化设计/制造技术与切削数据库技术结合——切削数据集成化技术

9.3.3人工智能技术与切削数据库技术结合——切削数据智能化技术

9.3.4计算机优化技术与切削数据库技术结合——切削数据优化技术

9.3.5计算机网络技术与切削数据库技术结合——切削数据网络支持技术

9.3.6切削数据库展望

第10章 切削加工的冷却润滑技术

10.1切削液的作用及其机理

10.1.1切削液的润滑作用及其机理

10.1.2切削液的冷却作用及其机理

10.1.3切削液的清洗（排屑）作用及其机理

10.1.4切削液的防腐蚀作用及其机理

10.2切削液的种类与组成

10.2.1切削液的分类标准

10.2.2切削液组成与性能简介

10.3切削液的选择与管理

10.3.1切削液的性能比较与选用要点

10.3.2切削液的管理

10.4切削液的供液方法

10.4.1普通供液法

10.4.2压力供液法

10.4.3射流供液法

10.4.4喷雾供液法

10.4.5其他供液法

10.4.6集中供液系统

10.5微量切削液加工技术

10.5.1微量切削液加工的术语、含义及特点

10.5.2微量切削液

10.5.3 MCF的供液方式和装置

10.5.4 MCF加工的问题

10.6环境友好切削液

10.6.1环境友好切削液的含义与界定

10.6.2环境友好切削液的基础油

10.6.3环境友好切削液的添加剂

10.6.4环境友好切削液的研究动向

参考文献

第11章 加工表面完整性

11.1概述

11.1.1表面完整性的意义

11.1.2表面完整性概念及组成要素

11.1.3表面完整性评价体系及方法

11.2表面的质量及其控制

11.2.1已加工表面的形成过程

11.2.2表面粗糙度及其评定方法

11.2.3表面纹理特征及评价

11.2.4改善表面粗糙度的基本途径

11.3棱边（毛刺）的质量及控制

11.3.1毛刺的特征参数及分类体系

11.3.2毛刺形成与变化的基本规律

11.3.3主动控制毛刺的基本途径

11.4表层的质量及其控制

11.4.1表层的金相组织

11.4.2残余应力

11.4.3加工硬化

参考文献

第12章 高速切削和高效切削刀具技术

12.1高速切削技术

12.1.1高速切削加工概念

12.1.2高速切削的切削力

12.1.3高速切削的切削热

12.1.4高速切削刀具的磨损

12.1.5高速切削刀具

12.1.6高速切削刀柄与机床的连接系统

12.1.7刀具夹持及刀具系统

12.1.8高速切削削刀具的动平衡技术

12.1.9高速切削刀具安全技术

12.2高效切削技术

12.2.1高效切削加工概念

12.2.2高效加工的机床

12.2.3高效切削刀具特征

12.2.4高效切削的切削参数

12.2.5减薄切屑的高效切削

12.2.6新加工方法高效切削

12.2.7复合刀具

12.2.8柔性刀具

12.2.9智能刀具

参考文献

第13章 硬切削和干式切削刀具技术

13.1硬切削的特点

13.1.1高速硬切削机理

13.1.2硬切削刀具技术

13.1.3硬切削的切削参数

13.1.4对工艺系统的要求

13.1.5高速硬切削的应用

13.2干式切削

13.2.1干式切削特点

13.2.2干式切削的适用性

13.2.3金属切削层的软化理论

13.2.4干式切削的刀具[69-75]

13.2.5干式切削的机床

13.2.6干式切削的工艺

13.2.7干式铣削加工的应用

13.2.8自润滑刀具

13.2.9微量润滑切削技术

13.2.10其他冷却干式切削技术

参考文献

第14章 铣削走刀路线及编程方法

14.1铣削走刀路线的确定

14.2铣削加工程序的编制

14.2.1程序的格式

14.2.2程序段的格式

14.2.3数控编程的指令介绍

14.2.4固定循环指令

14.2.5用户宏功能

14.3数控铣削加工编程举例

14.3.1槽型零件的铣削

14.3.2平面凸轮的数控铣削工艺分析及程序编制

14.3.3利用宏编制固定循环

参考文献

第15章 刀具管理

15.1刀具管理的意义

15.2刀具管理的特点

15.3刀具管理的发展过程

15.4刀具管理的类别

15.5刀具管理的体系和结构

15.6刀具管理的实施

15.6.1刀具的采购及其管理

15.6.2刀具的物流和库存管理

15.6.3三套刀的循环

15.6.4刀具的调整管理

15.6.5刀具的修磨管理

15.7刀具管理信息系统

15.8刀具管理的不同模式

参考文献

附录A GB/T 9943—2008《高速工具钢》

附录B GB/T 16461—1996《单刃车削刀具寿命试验》

附录C GB/T 16460—1996《立铣刀寿命试验》

附录D 工件材料分类（按DIN/ISO 513和VDI 3323）

附录E 刀具国家、行业标准

附录F 国家标准硬度转换