第1章 基本定义 1
1.1切削运动与切削用量 1
1.1.1切削运动 1
1.1.2工件表面 2
1.1.3切削用量 2
1.2刀具的几何参数 3
1.2.1刀具的组成 3
1.2.2刀具角度参考系 3
1.2.3刀具的标注角度 5
1.2.4刀具的工作角度 8
1.3刀具标注角度的换算 11
1.3.1法平面与正交平面内前、后角换算 11
1.3.2垂直于基面的任一剖面与正交平面的前、后角换算 12
1.3.3背平面与假定工作平面内的角度换算 13
1.3.4最大前角γmax和最小后角αmin的确定 13
1.3.5副切削刃上副前角γ＇o和副刃倾角λ＇s的确定 13
1.4切削层参数与切削方式 14
1.4.1切削层参数 14
1.4.2切削方式 14
思考题与练习题 16
第2章 刀具材料 17
2.1刀具材料应具备的性能 17
2.1.1高的硬度和良好的耐磨性 17
2.1.2足够的强度和韧性 17
2.1.3高的耐热性 18
2.1.4良好的热物理性能和耐热冲击性能 18
2.1.5良好的工艺性 18
2.1.6经济性 18
2.2高速钢 19
2.2.1通用型高速钢 20
2.2.2高性能高速钢 21
2.2.3粉末冶金高速钢 22
2.3硬质合金 22
2.3.1硬质合金的性能特点 22
2.3.2切削工具用硬质合金的分类及牌号表示规则 23
2.3.3硬质合金各组别的要求及作业条件推荐 24
2.3.4常用硬质合金及其性能 27
2.3.5新型硬质合金 30
2.4涂层刀具 30
2.4.1涂层刀具的性能与特点 30
2.4.2涂层刀具的发展方向 31
2.5其他刀具材料 33
2.5.1陶瓷刀具 33
2.5.2金刚石刀具 34
2.5.3立方氮化硼刀具 36
2.5.4刀具材料的选用原则 36
2.5.5刀具材料的发展 37
思考题与练习题 38
第3章 金属切削的变形过程 39
3.1研究金属切削变形过程的意义和方法 39
3.1.1研究金属切削变形过程的意义 39
3.1.2研究金属切削变形过程的试验方法 40
3.2金属切削层的变形 42
3.2.1变形区的划分 43
3.2.2变形程度的表示方法 45
3.3前刀面上的摩擦及积屑瘤现象 47
3.3.1前刀面上的挤压与摩擦及其对切屑变形的影响 47
3.3.2积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 50
3.4切屑变形的变化规律 52
3.4.1工件材料 53
3.4.2刀具几何参数 53
3.4.3切削速度 53
3.4.4切削厚度 54
3.5切屑的类型及其变化规律 55
3.6切屑的卷曲与折断 56
思考题与练习题 60
第4章 切削力 61
4.1切削力的来源、切削合力及其分解和切削功率 61
4.1.1切削力的来源 61
4.1.2切削合力及其分解 61
4.1.3工作功率 62
4.2切削力的测量及切削力指数公式 62
4.2.1测定机床功率及计算切削力 62
4.2.2用测力仪测量切削力 63
4.2.3切削力的指数公式 64
4.3影响切削力的因素 65
4.3.1被加工材料的影响 65
4.3.2切削用量对切削力的影响 66
4.3.3刀具几何参数对切削力的影响 67
4.3.4刀具材料对切削力的影响 71
4.3.5切削液对切削力的影响 72
4.3.6刀具磨损对切削力的影响 72
4.4切削方程式 72
4.4.1切削方程式的一般形式 72
4.4.2麦钱特（M.E.Merchant）切削方程式 73
4.4.3李和谢弗（Lee and Shaffer）切削方程式 73
4.5切削力理论公式 74
思考题与练习题 77
第5章 切削热和切削温度 78
5.1切削热的产生和传出 78
5.2切削热对切削过程的影响 79
5.3切削温度 81
5.3.1切削温度的定义 81
5.3.2切削温度的测量 81
5.3.3切削温度的分布 86
5.3.4影响切削温度的主要因素 87
5.4切削温度对切削变形的影响 90
思考题与练习题 91
第6章 切削摩擦学 92
6.1金属切削时的摩擦特点 92
6.2金属切削的摩擦机理 93
6.3切削时的摩擦系数 97
6.4切削液 98
6.4.1切削液的分类 98
6.4.2切削液的作用 98
6.4.3切削液的润滑机理 99
6.4.4切削液的添加剂 100
6.4.5切削液的选用原则 101
6.4.6切削液的使用方法 102
6.5刀具磨损 102
6.5.1刀具磨损的形态 102
6.5.2刀具磨损的机理 104
6.5.3刀具磨损过程及磨钝标准 109
6.5.4刀具耐用度的经验公式及刀具耐用度的分布 110
6.6刀具破损 113
6.6.1刀具破损的主要形式 113
6.6.2刀具破损的防止 115
6.7合理耐用度的选用原则 115
6.7.1刀具寿命的选择 115
6.7.2切削用量与生产率的关系 116
思考题与练习题 117
第7章 工件材料的切削加工性 118
7.1切削加工性及其衡量指标 118
7.1.1切削加工性的概念 118
7.1.2切削加工性的衡量指标 118
7.2影响切削加工性的因素 120
7.2.1工件材料物理力学性能对切削加工性的影响 120
7.2.2化学成分对切削加工性的影响 121
7.2.3金属组织对切削加工性的影响 123
7.3改善切削加工性的途径 125
7.4难加工材料的切削加工性 126
思考题与练习题 133
第8章 已加工表面质量 134
8.1已加工表面质量的概念 134
8.2已加工表面的形成过程 135
8.2.1已加工表面的形成 135
8.2.2切削表面的受力过程 136
8.3已加工表面粗糙度 137
8.3.1表面粗糙度产生的原因 138
8.3.2影响表面粗糙度的因素 141
8.4加工硬化 143
8.4.1加工硬化产生的原因 143
8.4.2影响加工硬化的因素 143
8.5残余应力 145
8.5.1残余应力产生的原因 145
8.5.2影响残余应力的因素 146
8.6精密切削加工的表面质量 149
8.6.1刀具方面的措施 149
8.6.2切削条件方面的措施 150
思考题与练习题 151
第9章 刀具合理几何参数的选择及切削用量优化 152
9.1概述 152
9.2刀具合理几何角度及其选择 152
9.3制定切削用量的原则 159
9.4切削用量三要素的确定 160
9.4.1背吃刀量的选择 160
9.4.2进给量的选择 160
9.4.3切削速度的确定 161
9.4.4机床功率校验 162
9.5切削用量优化的概念 162
思考题与练习题 165
第10章 高速切削 167
10.1概念 167
10.1.1高速加工技术的产生与发展 167
10.1.2高速加工技术的内涵 169
10.2理论基础及特点 169
10.2.1高速切削机理的研究 169
10.2.2高速加工技术的特点 171
10.3高速切削加工的结构体系 171
10.4相关技术及其发展现状 172
10.4.1高速切削的机床技术 172
10.4.2高速切削的刀具技术 176
思考题与练习题 181
第11章 车刀 182
11.1车刀的种类与用途 182
11.2焊接车刀 184
11.2.1焊接车刀刀片的选择 184
11.2.2焊接式车刀刀槽的选择 186
11.2.3焊接式车刀刀杆截面形状和尺寸选择 186
11.3机夹车刀 187
11.4可转位车刀 189
11.4.1可转位车刀刀片 189
11.4.2可转位车刀夹紧结构的选择 191
11.4.3可转位车刀几何角度的设计计算 192
思考题与练习题 194
第12章 成形车刀 195
12.1成形车刀种类和用途 195
12.2径向成形车刀前角和后角 196
12.3径向成形车刀的廓形设计 199
12.3.1径向成形车刀廓形设计的必要性 199
12.3.2径向成形车刀廓形修正计算的基本原理和方法 199
12.3.3成形车刀圆弧廓形的近似计算 203
12.3.4成形车刀附加刀刃 204
12.4成形车刀加工圆锥面时的误差 204
12.4.1双曲线误差产生的原因 204
12.4.2避免或减少双曲线误差的方法 206
12.5成形车刀的样板与技术条件 207
12.5.1成形车刀的样板设计 207
12.5.2成形车刀的技术要求 207
思考题与练习题 208
第13章 孔加工刀具 209
13.1孔加工刀具种类和用途 209
13.2麻花钻 212
13.2.1麻花钻的结构和几何角度 212
13.2.2切削要素 215
13.2.3钻削力和功率 216
13.2.4麻花钻几何形状的改进 217
13.2.5硬质合金麻花钻的结构特点 220
13.2.6麻花钻的刃磨 221
13.3深孔钻结构特点及工作原理 222
13.3.1深孔加工特点 222
13.3.2深孔钻的类型及其结构的主要特点 223
13.4铰刀 227
13.4.1铰刀的种类和用途 227
13.4.2铰刀的结构及几何参数 229
13.4.3铰刀的合理使用 233
13.5镗刀 234
13.5.1单刃镗刀 234
13.5.2双刃镗刀 235
思考题与练习题 236
第14章 铣削与铣刀 238
14.1铣刀的种类和用途 238
14.2铣刀的几何角度 240
14.2.1圆柱铣刀的几何角度 240
14.2.2端铣刀的几何角度 240
14.2.3铣刀几何角度的特点 241
14.3铣削参数和铣削基本规律 242
14.3.1铣削要素 242
14.3.2铣削切削层参数 243
14.3.3铣削力和铣削功率 245
14.3.4铣削方式 249
14.3.5铣削特点 251
14.3.6铣削用量的选择 251
14.4成形铣刀 253
14.4.1成形铣刀的铲齿 253
14.4.2铲齿成形铣刀的结构要素 257
14.4.3前角γf＞0°成形铣刀的廓形设计 258
14.5尖齿铣刀结构的改进 259
思考题与练习题 262
第15章 拉削与拉刀 263
15.1概述 263
15.2拉刀结构组成 266
15.3拉削图形 267
15.4拉刀设计 269
15.4.1圆孔拉刀设计基本公式及资料 269
15.4.2拉刀强度及拉床拉力校验 280
15.4.3圆孔拉刀的技术条件 281
15.5花键拉刀的结构特点 281
思考题与练习题 284
第16章 数控加工与高速加工刀具 285
16.1数控加工刀具的特点 285
16.1.1数控加工常用刀具的种类及特点 285
16.1.2数控加工刀具的选择 287
16.1.3数控加工切削用量的确定 287
16.2数控刀具管理系统及刀具状态的在线监测 288
16.2.1数控刀具管理系统 288
16.2.2数控刀具状态的在线监测 292
16.3高速切削刀具的构造特点 296
16.3.1高速切削对刀具系统的要求 296
16.3.2常规7：24锥度刀柄存在的问题 297
16.3.3多种新型刀柄的开发与应用 297
16.3.4高速切削加工用刀柄的选用 306
16.3.5高速切削中刀具系统的动平衡 309
16.3.6高速回转刀具的结构特点 312
思考题与练习题 314
第17章 磨削与砂轮 315
17.1概述 315
17.2砂轮的特性及选择 316
17.2.1砂轮的特性 316
17.2.2砂轮的安装和修整 321
17.3磨削加工类型与磨削运动 322
17.3.1外圆磨削 323
17.3.2内圆磨削 324
17.3.3平面磨削 324
17.3.4无心磨削 325
17.4磨削过程 327
17.4.1磨粒切除切屑的几何图形 327
17.4.2磨粒切除切屑时与工件的接触状态 329
17.4.3磨削方式及磨削中各参数的关系 329
17.5磨削力及功率 331
17.5.1磨粒的受力情况 331
17.5.2磨粒的负前角对磨削力的影响 331
17.5.3砂轮上的磨削力及其影响因素 333
17.5.4磨削功率消耗 334
17.5.5磨削用量及单位时间磨除量 335
17.6磨削温度及工件表面状态 335
17.6.1磨削温度及工件表面烧伤 335
17.6.2磨削工件表层状态 337
17.7先进磨削方法简介 338
17.7.1高速磨削 338
17.7.2缓进给磨削 339
17.7.3砂带磨削 340
17.7.4精密、高精密、超精密磨削 342
17.7.5非球面磨削 343
17.7.6平面珩磨 346
思考题与练习题 346
第18章 切削过程的有限元模拟与仿真技术 347
18.1切削过程的有限元模拟与仿真技术的发展状况 347
18.2切削加工过程的有限元模拟的关键技术 350
18.2.1有限元模拟建模方法与步骤 350
18.2.2切屑分离标准 351
18.2.3自适应网格技术 353
18.2.4刀-屑表面的接触 354
18.3切削过程的有限元模拟的实现 355
18.3.1 DEFORM-3D软件切削过程有限元模拟 355
18.3.2 AdvantEdgeFEM软件切削过程的有限元模拟 384
18.3.3 Abaqus软件切削过程有限元模拟 395
18.3.4有限元仿真与试验误差分析 409
18.4切削过程的有限元模拟的发展方向 410
思考题与练习题 411
参考文献 412