第1章 车削刀具应用禁忌

1.1 刀具应用禁忌

1.1.1 不同外形特征轴类零件车削刀具应用禁忌

加工不同外形特征的轴类零件时应考虑零件特点、零件材料和机床参数等因素（见表1-1），以确定最佳的加工方法和刀具解决方案。

在选择刀具时应根据加工形状、加工性质确定刀杆，根据刀杆的形状确定刀片的基本形状，再根据加工条件、材料特性和机床参数选择合适的刀片，具体应用禁忌见表1-2。

（范存辉）

1.1.2 不同几何精度车削刀片刀尖圆弧半径应用禁忌

刀片刀尖圆弧半径RE在车削工序中是一个关键因素，刀尖圆弧半径的选择取决于：背吃刀量ap、进给量fn，并影响表面质量、断屑和刀片强度。小刀尖圆弧半径的刀片强度较低，适用于小吃刀量，可以减小切削振动；大刀尖圆弧半径刀片的切削刃强度较高，提高切削的径向力，适用于大吃刀量、大进给量。

在车削加工中，加工出来的工件表面质量直接受到刀尖圆弧半径和进给量组合的影响，刀尖圆弧半径越大，加工出来的工件表面粗糙度值越低，但可能会产生工件振动，加工出来的工件几何精度与刀尖圆弧半径与吃刀量有着直接关系，具体应用禁忌见表1-3。

（范存辉）

1.1.3 粗、精加工车削刀具槽型应用禁忌

在切削过程中产生的热量大部分会被切屑带走，剩余热量由工件保留下来，如果不能适当分散，会导致刀具磨损快、粘连切屑、积屑瘤等现象，加工中产生的热量也会改变合金的微结构，会产生残余应力，减少部件的疲劳寿命。因此，在加工中需选用合适的断屑槽槽型，以生成有韧性、连续可控的切屑。切屑控制是车削中的一个关键因素，有以下3种主要的断屑方式（见图1-1）。

影响断屑的因素有刀片槽型、刀尖圆弧半径RE、主偏角κr、背吃刀量ap、进给量fn和切削速度vc等。车削槽型可分为3种基本型，优化用于精加工、半精加工和粗加工工序，每一种槽型的断屑范围可以通过进给量和背吃刀量定义。粗加工用PR型断屑槽，保证最高切削刃安全性，适用于大背吃刀量和大进给量；半精加工用PM型断屑槽，适用于各种背吃刀量和进给量的组合；精加工用PF断屑槽，切削力低，适用于小背吃刀量和小进给量。

在实际应用中，不同的槽型及不同的切削参数会产生不同的切屑及刀具失效形式，具体应用禁忌见表1-4。

（范存辉）

1.1.4 数控车削外螺纹刀具应用禁忌

外螺纹车削的关键因素有：进给量必须等于螺距，选择适当的螺纹切削走刀次数和吃刀量，获得理想的切屑形状以避免切屑缠绕工件；当刀具悬伸长时要避免振动，正确对刀和获得正确的中心高。在选用刀具时应确定：①螺纹的直径、螺距、牙型、右手或左手。②刀片的类型及槽型：刀片类型有全牙型刀片、V形刀片和多刃刀片，槽型有A槽型、F槽型和C槽型。③进给方式：径向进给、侧向进给和交替式进给（见图1-2）。

用现代化的切削刀具加工螺纹是一种有效和可靠的加工工艺。当正确使用时，能够加工出高质量的螺纹，但如果刀具使用不当则会造成切屑缠绕、工件产生振动等现象，严重的会导致工件及刀具损坏和生产加工时间损失。在使用过程中的具体禁忌见表1-5。

（范存辉）

1.1.5 数控车削内螺纹刀具应用禁忌

内螺纹加工的关键因素类似于外螺纹加工，但是顺畅排屑更加重要，需要考虑的重要因素还有刀杆类型、冷却、加工间隙及悬长等。具体细则如下。

1）车削方法。根据螺纹旋向、左右手刀片而定（见表1-6）。

2）刀具悬伸（最大值）。钢制刀杆大约2.5 DMM（DMM为刀具直径），硬质合金刀杆大约3.5 DMM，减振刀杆大约5 DMM。

3）使用内部切削液供给（见图1-3），以得到最佳排屑效果以改善螺纹质量。

内螺纹切削过程中，刀片必须和螺旋角垂直，尽可能使用改进侧面进刀和交替侧面进刀方式，选择合适的刀垫使有效前角与有效间隙角对称，可优化加工表面，并最大限度地延长刀具使用寿命。具体应用禁忌见表1-7。

（范存辉）

1.1.6 数控外圆车削刀具应用及维护禁忌

数控刀具是机械加工的重要组成部分，对数控刀具进行良好的维护可以延长刀具使用寿命，能减少机床的停机时间，比坏了再修理可节省更多人力和财力，在车间对刀具执行例行保养可预防出现问题和节省资金。维护细则如下。

1）检查刀片座（见图1-4），确保刀片座在加工或处理过程中没有受到损坏。清洁刀片座，确保刀片座中没有灰尘或加工产生的碎屑。如有必要，用压缩空气清洁刀片座。

2）查看刀片座是否因磨损而使尺寸过大，刀片能否在刀片座侧面正确定位（见图1-5）。用0.02mm刀垫检查间隙（见图1-6）。用塞尺检查是否有小间隙。

3）为使各种刀片夹紧系统达到最佳性能，建议使用扭矩扳手来正确夹紧刀片。过高的扭矩将给刀具性能带来不利影响并导致刀片和螺钉断裂；过低的扭矩将导致刀片移动、振动和切削效果变差，用扭矩扳手以正确的扭矩拧紧螺钉。另外，给螺钉涂抹充足的润滑油，以防止卡滞。应将润滑油涂抹到螺纹和螺钉头表面（见图1-7），并更换磨损严重或失效的螺钉。

工欲善其事必先利其器，数控刀具的日常使用及维护是数控加工不可忽视的一个重要环节，具体应用及维护禁忌见表1-8。

（范存辉）

1.1.7 球面心盘车削刀具系统应用禁忌

球面心盘是铁路车辆和冶金车辆的重要承载部件之一，是车辆运行中整个转向架的回转中心。欧洲焊接构架式Y25Lsd1型转向架用球面下心盘（见图1-8）的材质为E300-520-MS C2，内凹球面和外锥面的加工多在卧式数控车床上分2个工步完成车削任务。

1.刀具选择

（1）问题 由于球面下心盘的材质、形状及其加工工序复杂，因此刀具的选用成为难点。

（2）解决办法 立足于使用最少数量的刀具获得最佳表面质量与加工精度（尤其是凹球面的成形），推荐选择机夹可转位刀具（见表1-9），以满足球面下心盘在卧式数控车床上进行精车削加工的要求。

2.刀杆接长杆设计

（1）问题 受卧式数控车床上四方刀塔形状的限制，以及加工时不得存在任何与球面下心盘的干涉。

（2）解决办法 所选车刀杆不可直接安装使用，必须为每把刀具配置1件刀杆接长杆（见图1-9）。刀杆接长杆的技术要求为：采用45钢材料，锐角倒钝1.2mm×45°，表面粗糙度值Ra全部为3.2μm，淬火42～48HRC并发蓝处理。

3.精加工

（1）问题 精车刀布置。如果车刀杆与刀杆的悬伸量太大，便会引发振动而降低刀具的最大稳定性。

（2）解决办法 加工球面下心盘时，操作人员先分别用4条M16×80mm的C级六角头螺栓将对应车刀的刀杆接长杆安装在相应的四方刀塔上，再分别用3～4条M12×45mm内六角圆柱头螺钉将对应的车刀杆按图1-10所示角度紧固在各自的刀杆接长杆上。

（刘胜勇）

1.1.8 内孔刀具规格选用禁忌

内圆车削的基本应用范围是纵向车削和仿形车削。刀具选择时必须明确孔内径及刀杆直径DMM，其他考虑因素有：切削内径、刀杆直径和形状、排屑情况及安全退刀距离等。在加工不干涉及排屑流畅的情况下，尽量选择较大直径的刀杆；当悬伸及刀径发生冲突时，使用减振刀杆及合金刀杆。具体说明见表1-10。

（张世君）

1.1.9 刀片角度与加工状态选用禁忌

刀片角度是刀片形状的分解，刀片有顶角、前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径、中心高、断屑槽及刃口修磨等要素；加工状态分为：重加工H、粗加工R、中加工M、轻加工S及精加工F等状态。对刀具形状的认识是刀具选用的基础，是提高工件加工质量、提高生产效率及降低切削刀具成本的关键。

刀片的顶角、前角和后角的选用禁忌见表1-11、表1-12。

当背吃刀量ap小于刀尖圆弧半径RE时，工件承受的径向力随着背吃刀量加大而增加。而当背吃刀量等于或大于刀尖圆弧半径时，径向力稳定在最大值。刀尖圆弧半径对刀尖的强度及加工表面粗糙度影响很大，一般是根据刀尖圆弧半径RE来设定进给量。

开粗时，背吃刀量ap应不小于刀尖圆弧半径RE，即ap≥RE。表面粗糙度值与进给量fn及刀尖圆弧半径RE的关系如下：Ra=1000fn/（8RE），可知：刀尖圆弧半径RE与表面粗糙度值Ra成反比，理论上刀尖圆弧半径RE越大，表面粗糙度值越小（优良）。

此外，刀尖圆弧半径RE与进给力Fr及背吃刀量ap的关系如图1-11所示。刀尖圆弧半径RE选用禁忌见表1-13，刀具断屑槽选用禁忌见表1-14和表1-15，刀具刃口修磨选用禁忌见表1-16。

（张世君）

1.1.10 Wiper修光刃刀片应用禁忌

在刀尖圆弧半径与直线刃的接合部设有修光刃（精加工刃、挤压刃）。修光刃（见图1-12）有两种：圆弧形和直线形。

使用修光刃刀片的优点是可改善加工表面的表面质量，即加工条件不变，使用修光刃刀片，即使进给量提高也能改善加工工件表面的表面质量，提高加工效率。提高进给量不仅能缩短加工时间，同时还能将粗加工与精加工两道工序合并成一个工序，从而提高生产率。延长刀具寿命和增加进给量，将缩短加工一个工件的时间，因此每个刃角加工的工件数量增加。

修光刃应用禁忌见表1-17。

（张世君）

1.1.11 车削薄壁零部件刀具应用禁忌

薄壁件没有确切定义，壁厚相对于长度或直径比较薄，壁厚一般3～5mm，可分为不规则薄壁件和规则薄壁件。影响薄壁零件加工的因素有：受力变形、弹性变形量大、自激振动、受热变形及刀具破损等。

加工薄壁零件的措施如下：

1）增加产品工件刚性，规则工件采取的检具方案有芯轴、可胀芯轴、全包爪、赛钢卡爪和包爪等工装。

2）消除工件自激振动，可用异型工件增加支撑面积等办法。可用材料有橡胶、聚氨酯材料、石膏和石蜡等。

3）利用德国MATRIX矩阵夹持技术中液压驱动多根圆柱体夹持技术，可以夹持异型面或曲面。

以图1-13所示薄壁零件为例，进行分析。此规则薄壁零件内孔直径580mm±0.10mm，外圆直径600mm±0.10mm，长度260mm；外圆对内孔轴线的径向圆跳动要求0.05mm。毛坯材质：航空铝材，单边加工余量3mm。

工艺流程如下：先立车加工外圆，然后以外圆为基准夹紧加工内孔，保证同轴度0.05mm。薄壁零件工装装夹如图1-14所示。工艺选择刀具清单见表1-18。

薄壁零件（细长轴）切削刀具应用禁忌见表1-19。

（张世君）

1.1.12 细长轴刀具应用禁忌

长径比L/D＞25的长轴定义为细长轴。影响细长轴加工的因素有受力变形、自激振动、受热变形及刀具破损等诸多失效模式。

为增加产品工件刚性，对加工细长轴采取一定的装夹优化措施：中心架、跟刀架、赛钢卡爪和包爪等工装，如果两端同轴度要求较小，则可以制作工艺夹头，使用左右刀同时进行加工，保证以车代磨，加工两端，再去掉工艺夹头即可；还有自定心夹头、鱼叉式顶针等治具。

近几年细长轴专机已经在逐步普及，但基本上只能加工无阶梯的或一级台阶细长轴。以图1-15所示的细长轴为例，进行分析。工艺装夹见图1-16。工件长380mm，直径15mm，长径比为25.3:1，属于细长轴范畴。有车削外圆、外圆槽和外圆螺纹等工步，细长轴加工中的难点是细长轴容易变形、挠曲和发热变形。刀具图片、清单及切削参数见表1-20。细长轴刀具具体选取禁忌与薄壁件切削刀具选取禁忌相同（见表1-19）。

（张世君）

1.1.13 常用刀具结构选用禁忌

常用的车削刀具按其结构型式不同可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、机夹可转位车刀和成形车刀等。随着制造业的飞速发展，普通的机夹式刀具在实际应用中几乎被机夹可转位式刀具完全替代。刀具在使用过程中具体选择技巧与禁忌见表1-21。

（尹子文、邹毅）

1.1.14 常用刀具材料性能选用禁忌

1.刀具切削部分的基本性能及选用禁忌

（1）刀具切削部分结构组成 常用的车削刀具结构可分为两部分：刀头与刀体（刀柄），如图1-17所示。一般刀体可选用价格稍便宜的优质碳素结构钢或合金工具钢，而刀头（刀片）又称切削部分，其材料选择是加工的关键。

（2）刀具切削部分选用 刀具切削部分忌高温、高压，以及强烈的摩擦、冲击和振动的切削环境。刀具切削部分的材料、几何参数以及结构合理性等是影响切削性能的重要因素，其中刀具的材料性能选择对刀具使用寿命、生产效率、加工质量及生产成本都有着很大影响，所以要合理选择刀具切削部分材料。刀具切削部分材料性能见表1-22。

2.刀具切削部分的常用材料及应用禁忌

目前，刀具切削部分材料种类繁多，常用的有硬质合金、高速钢、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。车削加工常用的刀具材料主要有硬质合金、高速钢和刀具涂层三大类。硬质合金、高速钢和刀具涂层材料的应用禁忌见表1-23。

（邹毅、尹子文）

1.1.15 表面涂层车刀在切削加工中的应用禁忌

1.涂层的分类、方法及使用

随着涂层技术的应用和推广，根据涂层刀具基体材料的不同，涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具（见图1-18）、高速钢涂层刀具（见图1-19）、陶瓷涂层刀具、立方氮化硼涂层刀具和金刚石涂层刀具等。

2.表面涂层刀具材料的性能及应用禁忌

如图1-20所示，在实际应用中，涂层方式有单涂层、多涂层、梯度涂层、软/硬复合涂层、纳米涂层及超硬薄膜涂层等，它们的共同特点就是硬度高、化学稳定性好、抗扩散磨损性能好及摩擦因数小，从而能降低切削温度与切削力，使刀具的切削性能显著提高。下面对几种生产实践中常用的涂层进行分析，具体涂层刀具材料的性能及应用禁忌见表1-24。

随着国内外金属加工技术的飞速发展，对刀具的质量要求越来越高，需求数量也要求越来越大。为了满足高切削速度、大进给量、高稳定性、长寿命、高精度和良好的切屑控制性，国内外涂层技术的研发和应用使刀具的切削性能取得了重大突破。目前，涂层技术已应用于各种车刀、高速钢钻头、立铣刀、剃齿刀、插齿刀、成形拉刀、铰刀、齿轮滚刀及各种机夹可转位刀具中，以满足高速切削加工的需要。

（邹毅）

1.1.16 锥孔精车加工刀具设计及应用禁忌

1.应用背景

安装座的装夹加工如图1-21所示。该零件为组合件，要求在数控卧式车床上完成锥孔的精车加工。原锥孔的车削是使用一把普通的内孔机夹车刀进行“分层式”加工，由于粗车和精车是一次进行，所以经常出现刀具磨损、表面粗糙度和尺寸精度不符合图样要求的现象。针对刀具刚性不足，效率不高，劳动强度过大，以及产品质量不稳定等问题，自主设计了一种专用刀具用来批量加工该零件。

2.车刀的自主设计与应用禁忌

安装座这类零件属于不规则的组合件，为了满足用户需求，针对该零件的外形和技术要求进行全面的剖析，并制定解决方案。车刀的自主设计及应用禁忌见表1-25。

（邹毅）

1.1.17 断续车削时刀具应用禁忌

在实际车削过程中，难免会遇到断续车削工件的情况，在断续车削过程中会发生较大的冲击力，除保证工艺系统的刚性足够外，还必须选择合理的刀具及其切削参数，否则，极有可能导致车刀毁损或扎刀、废件等不良现象。因此，在断续车削工件的过程中必须保证工艺系统的刚性足够，并认真选择所用刀具的材质、样式及切削参数。断续车削时刀具应用禁忌见表1-26。

断续车削易扎刀，可以采取“阻尼式”进给，消除工艺系统在进给方向上的间隙。

（赵忠刚）

1.1.18 淬火薄壁零件刀具应用禁忌

在机械加工领域中将淬火硬度>45HRC的切削定义为硬态切削。硬态切削多数情况下只能采用PCBN（聚晶立方氮化硼）刀片或金刚石刀片进行加工。此类刀片多采用负前角切削方式，刃口不锋利，刀片韧性差、易破碎，且切削速度要求快、价格昂贵，用此类刀片加工薄壁零件，易产生振动，且不能进行断续切削。因此，淬火薄壁零件加工时刀具的合理选择和应用就显得非常重要。

以图1-22所示零件为例，说明淬火薄壁零件刀具应用时存在的禁忌（见表1-27）。

（邹峰）

1.1.19 抑制积屑瘤生成的刀具应用禁忌

在加工过程中，由于工件材料是被挤裂的，因此切屑对刀具的前刀面产生很大的压力，并摩擦生成大量的切削热。在这种高温高压下，与刀具前刀面接触的那一部分切屑受摩擦力的影响，流动速度相对减慢，形成滞留层。当摩擦力一旦大于材料内部晶格之间的结合力时，滞留层中的一些材料就会粘附在刀具近刀尖的前面上，形成积屑瘤，如图1-23所示。

由于积屑瘤是在很大的压力、强烈摩擦和剧烈的金属变形条件下产生的，所以切削条件也必然要通过这些作用而影响积屑瘤的产生、长大与消失。

除从切削用量抑制积屑瘤外，在刀具几何角度的选择上也有相应的说明，见表1-28。

（赵敏）

1.1.20 影响寿命及加工质量的刀具前角、后角选用禁忌

刀具的前角、后角如图1-24所示，其角度的微小变化对刀具寿命及加工质量都有明显的影响。

加大前角，可使刃口锋利，减小切削变形及前刀面与切屑之间的摩擦，从而降低切削力和切削热，减小工件与刀具因热变形对加工精度的影响。加大后角，可减小后刀面与工件之间的摩擦，降低已加工表面的表面粗糙度值。但前、后角过大，会降低切削刃强度、刚度和散热体积，缩短刀具寿命，刀具磨损加快，从而影响工件尺寸精度和表面粗糙度。因此，应该根据加工性质、刀具材料和工件材料合理选择刀具的前角、后角。在实际加工过程当中应注意以下禁忌（见表1-29）。

（赵敏）

1.1.21 高塑性材料加工刀具应用禁忌

高塑性材料属难加工材料，主要包括电工纯铁、软磁合金、不锈钢、高温合金、钛合金、纯铜及防锈铝等，具有塑性好、韧性好、易出现积屑瘤等加工特点。在此类零件加工中，切屑不易排出，易造成刀具磨损和损坏快，切削时切屑极易缠绕刀体上，划伤工件表面，导致零件表面质量差，尺寸精度、几何公差难控制，甚至在零件表面出现划痕的现象。因此，在加工高塑性材料时，必须通过选用合适的刀具（见图1-25）和合理的切削参数，才能充分发挥出数控机床加工精度高、尺寸一致性好、工作效率高的优点，保证高塑性材料的加工质量。高塑性材料加工刀具应用禁忌见表1-30。

（邹峰）

1.1.22 车削中仿形刀具应用禁忌

在数控机床广泛应用的今天，人们不仅追求其高效率和一致性，而且更注重数控机床对复杂形面的加工精度，如圆弧、球面、圆弧与锥面相连接及锥面与锥面相连接等的位置精度、尺寸精度、表面粗糙度和形状精度。这些复杂形面的加工精度，都需要通过仿形刀具来实现和保证。

车削中仿形刀具（见图1-26）可分为中置、左手、右手以及全角为35°、55°的仿形刀。车削中仿形刀具应用禁忌见表1-31。

（邹峰）

1.1.23 修光刃刀片应用禁忌

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，其两波峰或两波谷之间的距离很小，它属于微观几何形状误差。表面粗糙度值越低，则表面越光滑。为了在相同进给量的情况下获得更低的表面粗糙度值，得到更好的表面质量；或者为了在保持相同表面粗糙度的情况下实现更大的进给量，得到更高的加工效率，通常会使用带有修光刃的车刀片。修光刃刀片应用禁忌见表1-32。

（宋永辉）

1.1.24 多方向车刀应用禁忌

图1-27所示为MDT（多方向车削）系统。该系统由用于外圆径向、外圆轴向和内孔加工的刀杆和刀片组成，可用于车削、仿形加工、切槽、切断和螺纹加工。

当有多种不同直径、复杂轮廓和槽的车削应用时（见图1-28），可用一把MDT 刀具替代几把标准和非标刀具。通过减少换刀次数和刀具库存，可节约成本，因此被广泛使用。

多方向车刀应用禁忌见表1-33。

（宋永辉）

1.1.25 组合件的车削方法选用禁忌

1.组合件的车削方法简述

本节主要以五件套组合件为例（见图1-29），进行介绍。组合件是由多个零件通过螺纹配合、偏心配合、圆锥配合和内、外圆配合等装配组合而成。因其涵盖了车工的多项操作技术、工艺分析及装配基准选取等技巧，所以车削时有一定的难度，这种组合件在技能鉴定考试和技能比赛中常常会遇到。在组合件的加工中，如果只考虑单件零件的加工方法，虽然尺寸精度和几何公差均符合图样要求，但是由于没有按有关经验“组装放量”，未对配合面进行修配，所以一次组装就能达到组合精度要求是比较困难的。要想顺利、高质量地完成组合件的加工，加工前就要认真地分析工艺，采用切实可行的加工方法，设计准确的工序、工步，并合理地选择刀具及切削参数，才能顺利地完成组合件的加工。

2.工艺安排必须合理、节约用料

1）此组合件为五件套组合，由锥套、螺母、偏心套、偏心台阶套和锥度轴组成，提供的毛坯材料尺寸为ϕ56mm×245mm。螺母、偏心套、偏心台阶套和锥度轴共使用1根料。此组合件的5件零件的长度之和为210mm，去除切断必须用去的4×5=20mm，备料毛坯材料的总长度只多15mm。如果不能正确地选择坯料尺寸，零件的加工就会导致不完整和无法实现单个零件的顺利加工。五件套组合件工序见表1-34。

2）此五件套组合件主要包含了锥套与偏心台阶的圆柱配合，偏心套与锥度轴、偏心台阶的偏心配合，锥度轴与锥套的锥度配合，以及螺母与锥度轴的螺纹配合；除了未标注公差外，所有尺寸精度均要求较高，且各配合面的表面粗糙度值要求Ra=1.6μm。组合后的偏心台阶套端面距离锥度螺母一侧槽宽（5±0.035）mm，锥度螺母左端面相对基准C（锥度轴右端端面）的平行度为0.03mm，锥度螺母外圆和偏心台阶套外圆相对于基准A、B（锥度轴中心线）的轴向圆跳动≤0.025mm，组装后的组合件总长为（90±0.045）mm，即与锥度轴同长。如果可以借助辅助装夹或者“一次加工到位”，车削时就能有效地保证零件的几何公差。

3）根据以上技术要求及先加工配合基准（外圆、外螺纹）的加工原则，选择先加工锥度轴，然后加工锥套、螺母、偏心台阶套和偏心套的加工顺序比较合理。如果不采用基准先行的原则，零件就会导致无法装配或者装配耗时费力的不利因素。

3.组合件车削禁忌

组合件车削禁忌见表1-35。

组合件经过正确的工艺分析、合理的工序设计和掌握组合车削技巧与禁忌后，能够保证各个加工环节顺利进行，使整个加工过程井然有序。这样不但能够在规定的时间内保证单个零件的尺寸精度和几何公差达到图样技术要求，而且能保证各零件能够顺利组装起来，达到图样的组合技术要求。

（邹毅、尹子文）

1.1.26 大型薄壁零件加工变形控制禁忌

1.永磁电动机机座简述

永磁电动机机座（见图1-30）是机车永磁电动机的重要部件，是典型的薄壁零件。在加工过程中，由于机座材质比较软，直径大，壁较薄，所以容易产生加工变形，变形会对电动机的使用性能产生很大的影响。通过工艺分析，选择合理的加工路线；改进刀具及夹具，可防止加工变形，保证尺寸和几何精度的技术要求。

2.影响加工变形的因素

由图1-30可知，永磁电动机机座壁较薄，刚性差，强度低，因而在加工过程中常出现加工变形，加工精度得不到保证。根据零件的形状特点、技术要求和装夹方案，对零件精车工艺（见图1-31）进行分析可知，影响机座加工精度和变形的因素主要表现为两个方面：一是工件的弹性变形的影响，也是决定性的因素；二是切削力的影响、工艺系统热变形以及零件的残余应力等。因此，要加工出能满足图样尺寸精度和几何精度的电动机座，就必须解决这些关键问题。

3.电动机座变形的解决方案和禁忌

电动机座变形的解决方案和应用禁忌见表1-37。

通过上述加工方法和采取相应的措施，拟定合理的加工路线，优选刀具种类和采用合理的切削要素以及改进夹具等，有效地解决了大型薄壁零件加工变形的难题。

（邹毅、尹子文）

1.1.27 数控车床去螺纹毛刺时刀具应用禁忌

螺纹毛刺是在螺纹加工时，螺纹部位头、尾处因不足以形成一个完整牙形而产生的，其长度一般约为1/3倍螺距（按照产品的性能及使用情况，一般要求至少1/2倍螺距的长度上无毛刺）。毛刺会因切削力、残余应力的影响而发生弯曲变形。在车削螺纹时，产生毛刺是一个必然现象，无法根除，但可以利用数控车床完成普通车床的毛刺去除工作，加工效率高，螺纹一致性好，可避免数控车削螺纹后再用普通车床进行后续补充加工。

数控车床去螺纹毛刺时刀具的应用禁忌见表1-39。去除螺纹毛刺所用自制A、B型刀具的参数见表1-40。

（邹峰）

1.1.28 车削高强度钢刀具几何角度选用禁忌

高强度钢具有很高的强度和硬度，其广泛应用于起重机、鼓风机、化工机械、油罐、管道、机车车辆及其他大型焊接结构件中。高强度钢切削加工难度大，主要表现在切削力大、切削温度高、刀具磨损快、刀具寿命短、生产率低和断屑困难等。

车削加工时要求刀具不仅具有较高的红硬性、耐磨性及冲击韧性，而且不易产生粘结磨损和扩散磨损；粗加工和断续切削时，要求刀具具有抗热冲击性能。在选择刀具材料时，应根据切削条件合理选择。

加工高强度钢时刀具的几何角度应按表1-41进行选择。

（赵敏）

1.1.29 车削平底孔的刀具应用禁忌

内孔加工较外圆加工而言，由于受到孔径大小影响，因而加工内孔的刀具的刀杆截面积不可能很大。内孔机工刀具较外圆机工刀具的刚性要差，切削用量不能大，否则容易在加工中出现振刀和噪声大的现象，且表面质量不易保证，在加工平底孔时，这种情况更加突出。在加工平底孔时，刀具需要车削至内孔中心，车刀的退刀量更大，刀尖至刀杆外侧距要小于内孔孔径的1/2，进一步消减了内孔刀的截面积，造成平底孔的刚性差，容易产生崩刀、车刀损坏和让刀现象。因此平底孔加工一直是孔加工中的一个难点。

平底孔加工时，选用不同的刀具几何角度，不仅切屑流向不同，而且直接影响加工质量。具体刀具应用禁忌见表1-42。

（赵敏）

1.1.30 沉淀硬化不锈钢类材料的车削刀具应用禁忌

沉淀硬化不锈钢经固溶和时效处理后的材料特点为：强度高、韧性好、耐腐蚀，是近几年航空领域零件常用的材料。但其材料特性使其加工硬化严重，切削力大，切削温度高，工件易产生热变形，导致断屑困难、工件粘刀现象明显，且刀具易快速磨损，切削不易折断，易粘结等，加工较困难。

为保证该类材料的高效切削加工，需正确选择切削刀具并合理选择切削参数，具体选用禁忌见表1-43。

（范存辉）