一、刀具磨损形态和磨损机制
1．刀具磨损的形态
（1）前刀面磨损（月牙洼磨损） 切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较大，切屑在前刀面上经常会磨出一个月牙洼，这种磨损形式称作前刀面磨损。出现月牙洼的部位就是切削温度最高的部位。月牙洼和切削刃之间有一条小棱边，月牙洼随着刀具磨损不断变大，当月牙洼扩展到使棱边变得很窄时，切削刃强度降低，极易导致崩刃。月牙洼磨损量以其深度KT表示。
（2）后刀面磨损 由于后刀面和加工表面间的强烈摩擦，后刀面靠近切削刃部位会逐渐地被磨成后角为零的小棱面，这种磨损形式称作后刀面磨损。切削铸铁和以较小的切削厚度、较低的切削速度切削塑性材料时，后刀面磨损是主要形态。后刀面上的磨损棱带往往不均匀，刀尖附近（C区）因强度较差，散热条件不好，磨损较大；中间区域（B区）磨损较均匀，其平均磨损宽度以VB 表示。
（3）边界磨损 切削钢料时，常在主切削刃靠近工件外皮处和副切削刃靠近刀尖处的后刀面上磨出较深的沟纹，这种磨损称作边界磨损。沟纹的位置在主切削刃与工件待加工表面、副切削刃与已加工表面接触的部位。
2．刀具磨损机制
（1）硬质点划痕 由工件材料中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片等在刀具表面上划出一条条沟纹，造成机械磨损。硬质点划痕在各种切削速度下都存在，它是低速切削刀具（如拉刀、板牙等）产生磨损的主要原因。
（2）冷焊粘结 切削时，切屑与前刀面之间由于高正压力和高温度的作用，切屑底面材料与前刀面发生冷焊粘结形成冷焊粘结点，在切屑相对于刀具前刀面的运动中冷焊粘结点处刀具材料表面微粒会被切屑粘走，造成粘结磨损。上述冷焊粘结磨损机制在工件与刀具后刀面之间也同样存在。在中等偏低的切削速度条件下，冷焊粘结是产生磨损的主要原因。
（3）扩散磨损 切削过程中，刀具后刀面与已加工表面、刀具前刀面与切屑底面相接触，由于高温和高压的作用，刀具材料和工件材料中的化学元素相互扩散，使刀具材料化学成分发生变化，耐磨性能下降，造成扩散磨损。例如，用硬质合金刀具切削钢质工件时，切削温度超过800℃，硬质合金刀具中的Co、C、W等元素就会扩散到切屑和工件中去，由于Co元素减少，硬质相（WC 、TiC）的粘结强度下降，导致刀具磨损加快。扩散磨损在高温下产生，且随温度升高而加剧。
（4）化学磨损 在一定温度作用下，刀具材料与周围介质（例如空气中的氧，切削液中的极压添加剂硫、氯等）起化学作用，在刀具表面形成硬度较低的化合物，易被切屑和工件擦掉造成刀具材料损失，由此产生的刀具磨损称为化学磨损。化学磨损主要发生在较高的切削速度条件下。
二、刀具磨损过程及磨钝标准
1．刀具磨损过程
刀具磨损实验结果表明，刀具磨损过程可以分为三个阶段：
（1）初期磨损阶段 新刃磨的刀具刚投入使用，后刀面与工件的实际接触面积很小，再加上 刚刃磨后的后刀面微观凸凹不平，单位接触面积上承受的正压力极大，刀具磨损速度极快，此阶段称为刀具的初期磨损阶段。刀具刃磨以后如能用细粒度磨粒的油石对刃磨面进行研磨，可以显著降低刀具的初期磨损量。
（2）正常磨损阶段 经过初期磨损后，刀具后刀面的微观粗糙表面已经磨平，刀具后刀面与工件的接触面积逐渐增大，单位接触面积上承受的压力逐渐减小，磨损速度趋缓。此阶段的刀具磨损称为正常磨损阶段，它是刀具的有效工作阶段。
（3）急剧磨损阶段 当刀具磨损量增加到一定限度时，切削力、切削温度将急剧增高，刀具磨损速度加快，直至丧失切削能力，此阶段称为刀具的急剧磨损阶段。在急剧磨损阶段让刀具继续工作是一件得不偿失的事情，既保证不了加工质量，又将大量消耗刀具材料，如出现刀刃崩裂的情况，损失就更大。刀具在进入急剧磨损阶段之前必须更换。
2．刀具的磨钝标准
刀具磨损到一定限度就不能继续使用了，这个磨损限度称为刀具的磨钝标准。
因为一般刀具的后刀面都会发生磨损，而且测量也较方便，因此国际标准ISO统一规定以 1/2背吃刀量处后刀面上测量的磨损带宽度 作为刀具的磨钝标准。
自动化生产中使用的精加工刀具，从保证工件尺寸精度考虑，常以刀具的径向尺寸磨损量 作为衡量刀具的磨钝标准。
制订刀具的磨钝标准时，既要考虑充分发挥刀具的切削能力，又要考虑保证工件的加工质量。精加工时磨钝标准取较小值，粗加工时取较大值；工艺系统刚性差时，磨钝标准取较小值；切削难加工材料时，磨钝标准也要取较小值。
国际标准ISO推荐硬质合金车刀刀具寿命试验的磨钝标准，有下列三种可供选择：
（1） ；
（2）如果主后刀面为无规则磨损，取 ；
（3）前刀面磨损量 ,式中f为以mm/r为单位的进给量值。
三、刀具寿命
1．刀具寿命的定义
刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止所经历的总切削时间，称为刀具寿命，用 表示。一把新刀往往要经过多次重磨，才会报废，刀具寿命指的是两次刃磨之间所经历的切削时间。刀具寿命乘刃磨次数，就是刀具总寿命。
2．刀具寿命的经验计算公式
切削速度 对刀具寿命的影响最大，进给量 次之，背吃刀量 最小。这与它们对切削温度的影响顺序完全一致，表明切削温度与刀具寿命之间有着紧密的内在联系。
切削用量与刀具寿命密切相关。刀具寿命T定得高，切削用量就要取得低，虽然换刀次数少， 刀具消耗少了，但切削效率下降，经济效益未必好；刀具寿命T定得低，切削用量可以取得高，切削效率是提高了，但换刀次数多，刀具消耗变大，调整刀具耗时长，经济效益也未必好。在生产中，确定刀具寿命有两种不同的原则，按单件时间最少原则确定的刀具寿命叫最大生产率刀具寿命；按单件工艺成本最低的原则确定的刀具寿命叫最小成本刀具寿命。
一般情况下，应采用最小成本刀具寿命。在生产任务紧迫或生产中出现节拍不平衡时，可选用最高生产率刀具寿命。
制订刀具寿命时，还应具体考虑以下几点：
1）刀具构造复杂、制造和磨刀费用高时，刀具寿命应规定得高些。
2）多刀车床上的车刀，组合机床上的钻头、丝锥和铣刀，自动机及自动线上的刀具，因为调 整复杂，刀具寿命应规定得高些。
3）某工序的生产成为生产线上的瓶颈时，刀具寿命应定得低些，这样可以选用较大的切削用量，以加快该工序生产节拍；某工序单位时间的生产成本较高时，刀具寿命应规定得低些，这样可 以选用较大的切削用量，缩短加工时间。
4）精加工大型工件时，刀具寿命应规定得高些，至少保证在一次走刀中不换刀。
四、刀具的破损及刀具状态监控
在切削加工中，刀具有时没有经过正常磨损，而在很短时间内突然损坏，这种情况称为刀具破损。磨损是逐渐发展的过程，而破损是突发的。破损的突发性很容易在生产过程中造成较大的危害和经济损失。
1．刀具的破损形式
刀具的破损形式分为脆性破损和塑性破损。
（1）脆性破损
硬质合金刀具和陶瓷刀具切削时，在机械应力和热应力冲击作用下，经常发生以下几种形态的破损：
1）崩刃 切削刃产生小的缺口。在继续切削中，缺口会不断扩大，导致更大的破损。用陶瓷 刀具切削和用硬质合金刀具作断续切削时，常发生这种破损。
2）碎断 切削刃发生小块碎裂或大块断裂，不能继续进行切削。用硬质合金刀具和陶瓷刀具作断续切削时，常发生这种破损。
3）剥落 在刀具的前、后刀面上出现剥落碎片，经常与切削刃一起剥落，有时也在离切削刃 一小段距离处剥落。陶瓷刀具端铣时常发生这种破损。
4）裂纹破损 长时间进行断续切削因疲劳而引起的一种破损。热冲击和机械冲击均会引发裂 纹，裂纹不断扩展合并就会引起切削刃的碎裂或断裂。
（2）塑性破损
在刀具前刀面与切屑、后刀面与工件间接触面上，由于过高的温度和压力的作用，刀具表层材料将因发生塑性流动而丧失切削能力，这就是刀具的塑性破损。抵抗塑性破损的能力取决于刀具材料的硬度和耐热性。硬质合金和陶瓷的耐热性好，一般不易发生这种破损。相比之下，高速钢耐热性较差，较易发生塑性破损。
2．刀具破损的防治措施
（1）合理选择刀具材料 用作断续切削的刀具，刀具材料应具有较高的韧性。
（2）合理选择刀具几何参数 通过选择合适的几何参数，使切削刃和刀尖有较好的强度。在切削刃上磨出负倒棱是防止崩刃的有效措施。
（3）保证刀具的刃磨质量 切削刃应平直光滑，不得有缺口，刃口与刀尖部位不允许烧伤。
（4）合理选择切削用量 防止出现切削力过大和切削温度过高的情况。
（5）工艺系统应有较好的刚性 防止因为产生强烈振动而损坏刀具。
（6）对刀具状态进行实时监控 监测刀具状态的方法有测力法、测主电机电流法和声发射法等。
五、切削用量的选择
1．切削用量的选择原则
切削用量的选择，对生产效率、加工成本和加工质量均有重要影响。所谓合理的切削用量是 指在保证加工质量的前提下，能取得较高的生产效率和较低成本的切削用量。约束切削用量选择的主要条件有：工件的加工要求，包括加工质量要求和生产效率要求；刀具材料的切削性能；机床性能，包括动力特性（功率、扭矩）和运动特性；刀具寿命要求。
（1）切削用量与生产效率、刀具寿命的关系
机床切削效率可以用单位时间内切除的材料体积 (mm3/min)表示，切削用量三要素 、 、 均与 呈正比关系，三者对机床切削效率影响的权重是完全相同的。从提高生产效率考虑，切削用量三要素 、 、 中任一要素提高一倍，机床切削效率 都提高一倍，但提高 一倍与提高 一倍对刀具寿命带来的影响却是完全不相同的。切削用量三要素中对刀具寿命影响最大的是 ，其次是 ，再其次是 ；在保持刀具寿命一定的条件下，提高背吃刀量 比提高进给量 的生产效率高，比提高切削速度 的生产效率更高。
（2）切削用量的选用原则
选择切削用量的基本原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量 ；其次根据机床进给机构强度、刀杆刚度等限制条件（粗加工时）或已加工表面粗糙度要求（精加工时），选取尽可能大的进给量f；最后根据“切削用量手册”查取或根据公式计算确定切削速度 。
（3）切削用量三要素的选用
1）背吃刀量 背吃刀量根据加工余量确定。粗加工时，只要机床功率许可，粗加工余量应争取在一次走刀中全部切除。下面几种情况，可几次走刀分切：①加工余量太大，导致机床动力不足或刀具强度不够；②工艺系统刚性不足；③断续切削。切削表层有硬皮的锻铸件或切削冷硬倾向较为严重的材料（例如不锈钢）时，应尽量使 值超过硬皮或冷硬层深度，以防刀具过快磨损。半精加工时， 可取为0.5~2mm 。精加工时， 可取0.1~0.4 。
2）进给量 粗加工时，对表面质量没有太高要求，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。限制粗加工进给量的因素是：机床进给机构的强度、刀杆的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度等。限制精加工进给量的主要因素是表面粗糙度和加工精度要求。
实际生产中，经常采用查表法确定进给量。粗加工时，根据加工材料、车刀刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量等条件由“切削用量手册”查得进给量 的取值。半精加工和精加工时，则主要根据加工表面粗糙度要求，选择进给量 值。
3）切削速度 根据已经选定的背吃刀量、进给量 及刀具寿命T ，可以用公式计算或用查表法确定切削速度 。
在确定切削速度时，还应考虑以下几点：
1）精加工时，应尽量避开产生积屑瘤的速度区。
2）作断续切削，应适当降低切削速度。
3）在易产生振动的情况下，机床主轴转速应选择能进行稳定切削的转速区进行。
4）加工大件、细长件、薄壁件以及带铸、锻外皮的工件时，应选较低的切削速度。
刀具的切削性能主要是由刀具材料的性能和刀具几何参数两方面决定的。刀具几何参数的选择是否合理对切削力、切削温度及刀具磨损有显著影响。选择刀具的几何参数要综合考虑工件材料、刀具材料、刀具类型及其他加工条件（如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等）的影响。
一、前角 的选择
前角是刀具上最重要的几何参数之一。增大前角可以减小切削变形，降低切削力和切削温度；但过大的前角使刀具楔角减小，刀刃强度下降，刀头散热体积减小，刀具温度上升，使刀具寿命下降。针对某一具体加工条件，客观上有一个最合理的前角取值。
工件材料的强度、硬度较低时，前角应取得大些；加工塑性材料宜取较大的前角，加工脆性材料宜取较小的前角。刀具材料韧性好时宜取较大前角，硬质合金刀具就应取比高速钢刀具较小的前角。粗加工时，为保证刀刃强度，应取小前角；精加工时，为提高表面质量，可取较大前角。工艺系统刚性较差时，应取较大前角。为减小刃形误差，成形刀具的前角应取较小值。
用硬质合金刀具加工中碳钢工件时，通常取 ；加工灰铸铁工件时，通常取 。
二、后角 的选择
后角的主要功用是减小切削过程中刀具后刀面与工件之间的摩擦。较大的后角可减小刀具后刀面上的摩擦，提高已加工表面质量。在磨钝标准取值相同时，后角较大的刀具，磨损到磨钝标准时，磨去的刀具材料较多，刀具寿命较长；但是过大的后角会使刀具楔角显著减小，削弱切削刃强度，减小刀头散热体积，导致刀具寿命降低。
可按下列原则正确选择合理后角值。切削厚度（或进给量）较小时，宜取较大的后角。进行粗加工、强力切削和承受冲击载荷的刀具，为保证刀刃强度，宜取较小后角。工件材料硬度、强度较高时，宜取较小的后角；工件材料较软、塑性较大时，宜取较大后角；切削脆性材料，宜取较小后角。对精度要求高的定尺寸刀具（例如铰刀），宜取较小的后角；因为在径向磨损量NB 取值相同的条件下，后角较小时允许磨掉的刀具材料较多，刀具寿命长。
车削中碳钢和铸铁工件时，车刀后角通常取为6~8°。
三、主偏角 、副偏角 的选择
减小主偏角和副偏角，可以减小已加工表面上残留面积的高度，使粗糙度减小；同时又可以提高刀尖强度，改善散热条件，提高刀具寿命；减小主偏角还可使切削厚度减小、切削宽度增加，切削刃单位长度上的负荷下降，对提高刀具寿命有利。另外，主偏角取值还影响各切削分力的大小和比例的分配，例如车外圆时，增大主偏角可使背向力 减小，进给力 增大。
工件材料硬度、强度较高时，宜取较小主偏角，以提高刀具寿命。工艺系统刚性较差时，宜取较大的主偏角；工艺系统刚性较好时，则宜取较小主偏角，以提高刀具寿命。
精加工时，宜取较小副偏角，以减小表面粗糙度；工件材料强度、硬度较高或刀具作断续切削时，宜取较小副偏角，以增加刀尖强度。在不会产生振动的情况下，一般刀具的副偏角均可选较小值（ ）。
四、刃倾角 的选择
改变刃倾角可以改变切屑流出方向，达到控制排屑方向的目的。负刃倾角的车刀刀头强度好，散热条件也好。增大刃倾角绝对值可使刀具的切削刃实际钝圆半径减小，切削刃变得锋利。刃倾角不为零时，刀刃是逐渐切入和切出工件的，增大刃倾角绝对值可以减小刀具受到的冲击，提高切削的平稳性。
加工中碳钢和灰铸铁工件时，粗车取 ，精车取 ；有冲击负荷作用时取 ，冲击特别大时取 ；加工高强度钢、淬硬钢时，取 ；工艺系统刚性不足时，为避免背向力 过大而导致工艺系统受力变形过大，不宜采用负的刃倾角。
一、砂轮的特性和选择
1.普通砂轮的特性和选择
普通砂轮是用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整制成，它的特性决定于磨料、粒度、结合剂、硬度、组织及形状尺寸等。
（1）磨料
磨料是砂轮的主要成分，普通砂轮常用的磨料有氧化物系和碳化物系两类。
（2）粒度
粒度表示磨料颗粒的尺寸大小。当磨粒尺寸较大时，用筛选法分级，以其能通过的筛网上每英寸长度上的孔数来表示粒度号，如F60表示磨粒刚能通过每英寸60个孔眼的筛网；粒度号越大，磨粒越细。直径小于63?m的磨粒称为微粉，用光电沉降仪法分级；微粉的粒度号为F230~F1200，F后的数字越大，微粉越细。
粗磨加工选用颗粒较粗的砂轮，以提高生产效率；精磨加工选用颗粒较细的砂轮，以减小加工表面粗糙度。砂轮与工件接触面积较大时，选用颗粒较粗的砂轮，防止烧伤工件。
（3）结合剂
结合剂的作用是将磨粒粘结在一起，形成具有一定形状和强度的砂轮。常用的结合剂种类有陶瓷结合剂、树脂结合剂和橡胶结合剂。
（4）硬度
砂轮的硬度是指磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度，砂轮硬度越高，磨粒越不容易脱落。砂轮的硬度分七个等级。
磨削时，如砂轮硬度过高，则磨钝了的磨粒不能及时脱落，会使磨削温度升高而造成工件烧伤；若砂轮太软，则磨粒脱落过快，不能充分发挥磨粒的磨削效能，也不易保持砂轮的外形。
工件材料硬度较高时应选用较软的砂轮；工件材料硬度较低时，应选用较硬的砂轮；砂轮与工件接触面较大时，应选用较软砂轮；磨薄壁件及导热性差的工件时应选用较软的砂轮；精磨和成形磨时，应选用较硬的砂轮；砂轮粒度号大时，应选用较软的砂轮。
（5）组织
砂轮的组织是指磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。磨粒在砂轮体积中所占的比例越大，则组织越紧密。
（6）砂轮形状
在砂轮的端面上一般都印有标志，用以标示砂轮的特性。
2. 超硬砂轮的特性和选择
超硬砂轮采用人造金刚石或立方氮化硼为磨料，除使用树脂结合剂和陶瓷结合剂外，还使用青铜和铸铁纤维等金属结合剂。
超硬砂轮用浓度来表示砂轮内含有磨粒的疏密程度；浓度的高低用百分比表示。加工石材、玻璃时选较低浓度的金刚石砂轮，加工超硬合金、金属陶瓷等难加工材料时选高浓度金刚石砂轮。立方氮化硼砂轮只用于加工金属材料，应选用较高浓度的砂轮。成型磨削和镜面磨削选用高浓度砂轮。
二、磨削过程
磨削时砂轮表面上有许多磨粒参与磨削工作，每个磨粒都可以看做是一把微小的刀具。磨粒的形状很不规则，其尖点的顶锥角大多为90°~120°。磨粒上刃尖的钝圆半径 大约在几微米至几十微米之间，磨粒磨损后 值还将增大。由于磨粒以较大的负前角和钝圆半径对工件进行切削（如图2-44所示），磨粒接触工件的初期不会切下切屑，只有在磨粒的切削厚度增大到某一临界值后才开始切下切屑。磨削过程中磨粒对工件的作用包括滑擦、耕犁和形成切屑三个阶段。
（1）滑擦阶段 磨粒刚开始与工件接触时，由于切削厚度非常小，磨粒只是在工件上滑擦， 砂轮和工件接触面上只有弹性变形和由摩擦产生的热量。
（2）耕犁阶段 随着切削厚度逐渐加大，被磨工件表面开始产生塑性变形，磨粒逐渐切入工件表层材料中。表层材料被挤向磨粒的前方和两侧，工件表面出现沟痕，沟痕两侧产生隆起。此阶段磨粒对工件的挤压摩擦剧烈，产生的热量大大增加。
（3）形成切屑 当磨粒的切削厚度增加到某一临界值时，磨粒前面的金属产生明显的剪切滑移形成切屑。
磨削过程中产生的沟痕两侧隆起现象对磨削表面粗糙度影响较大。隆起量与磨削速度的关系，随着磨削速度的增加，隆起减小，这是因为在较高磨削速度条件下，工件材料塑性变形的传播速度远小于磨削速度，磨粒侧面的材料来不及变形。由图知，增加磨削速度对减小隆起量是有利的。
三、磨削力
磨削力可以分解为三个分力：主磨削力（切向磨削力） ，背向力 ，进给力 。与切削力相比，磨削力具有以下特征：
1）单位磨削力 都在 以上，切削加工的 值均在 以下，原因是磨粒大多以较大的负前角进行切削。
2）三向磨削分力中 值最大。
四、磨削温度
1．磨削温度
由于磨削时单位磨削力 比车削时大得多，切除金属体积相同时，磨削所消耗的能量远远大于车削所消耗的能量。这些能量在磨削中将迅速转变为热能，磨粒磨削点温度高达1000~1400℃，砂轮磨削区温度也有几百度。磨削温度对加工表面质量影响很大，须设法控制。
2．影响磨削温度的因素
（1）砂轮速度 提高砂轮速度 ，单位时间通过工件表面的磨粒数增多，单颗磨粒切削厚度减小，挤压和摩擦作用加剧，单位时间内产生的热量增加，使磨削温度升高。
（2）工件速度 增大工件速度 ，单位时间内进入磨削区的工件材料增加，单颗磨粒的切削厚度加大，磨削力及能耗增加，磨削温度上升；但从热量传递的观点分析，提高工件速度 ，工件表面与砂轮的接触时间缩短，工件上受热影响区的深度较浅，可以有效防止工件表面层产生磨削烧伤和磨削裂纹，在生产实践中常采用提高 的方法来减少工件表面烧伤和裂纹。
（3）径向进给量 径向进给量 增大，单颗磨粒的切削厚度增大，产生的热量增多，使磨削温度升高。
（4）工件材料 磨削韧性大、强度高、导热性差的材料，因为消耗于金属变形和摩擦的能量大，发热多，而散热性能又差，故磨削温度较高；磨削脆性大、强度低、导热性好的材料，磨削温度相对较低。
（5）砂轮特性 选用低硬度砂轮磨削时，砂轮自锐性好，磨粒切削刃锋利，磨削力和磨削温度都比较低。选用粗粒度砂轮磨削时，容屑空间大，磨屑不易堵塞砂轮，磨削温度比选用细粒度砂轮磨削时低。
机械制造中的加工方法很多，按照工件在加工过程中质量的变化（ ），可将加工方法分为材料去除加工（ ）、材料成形加工（ ）和材料堆积加工（ ）三种形式。
1．材料去除加工
材料去除加工是通过在被加工对象上去除一部分材料后才制成一合格零件的。与其它方法相比，其材料利用率较低，但由于该方法的加工精度相对较高、表面质量相对较好，并且有很强的加工适应性，故至今仍然是机械制造中应用最广泛的加工方法，而且在未来相当长的时期内仍将占有重要地位。
在材料去除加工中，还可按材料去除方式不同分为切削加工和特种加工两种加工方法。切削加工是利用切削刀具从工件上切除多余材料的方法，切削刀具的硬度比工件硬度高得多；常用的切削加工方法有车削、铣削、刨削、拉削、磨削等。特种加工主要是指利用机械能以外的其它能量（如光、电、化学、声、热能等）直接去除材料的加工方法，加工过程中基本上无机械力作用；常见的特种加工方法有电火花加工、电子束加工、离子束加工、激光加工等。
2．材料成形加工
材料成形加工是一种在较高温度（或压力）下，使材料在模具中成形的方法，如铸造、锻造 、挤压、粉末冶金等，它的主要特点是生产效率较高。由于材料成形方法目前所能达到的加工经济精度还较低，一般常用于制造零件的毛坯，也可用于制造形状复杂但精度和表面粗糙度要求较低的 零件。应用“接近最终形状(Near-Net-Shape)成型技术”，例如精密铸造、精密锻造、挤压及粉末冶金等，则可用来直接制造精度要求较高（例如IT7）的零件。
3．材料堆积加工
材料堆积加工是利用微体积材料逐渐叠加的方式使零件成形的。这类加工方法中包括电镀、 化学镀等原子沉积加工，热喷涂、静电喷涂等微粒沉积加工以及快速原型制造等。
快速原型制造的基本原理是：先将零件的三维实体CAD模型数据沿某一坐标轴进行分层处理, 得到分层截面的一系列二维数据, 然后让成型材料在计算机控制下逐层堆积成型，生成三维实体原型。快速原型制造方法的特点是：可以制造任意复杂的零件，不需任何刀具、模具。快速原型制造目前除用于快速制造零件的三维实体模型外，还可用于模具和少量零件的快速制造。
材料成型方法将在机械类专业开设的另一门技术基础课《材料成型技术》中讨论，此处不作介绍。本书以讨论典型表面的切削加工方法及其装备为主，也要介绍一部分常用的特种加工方法和快速原型制造方法。
（一）零件表面的形成方法及所需运动
1.零件表面的形状
机器零件的结构形状尽管千差万别，但其轮廓都是由一些单一的几何表面（例如：平面、内、外旋转表面等）及自由曲面按一定位置关系构成的。
零件表面可以看作是一条线（称为母线）沿另一条线（称为导线）运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线（成形线）。常见的零件表面按其形状可分为四类：
⑴旋转表面
⑵纵向表面
⑶螺旋表面
⑷复杂曲面
2．零件表面的形成方法及所需的成形运动
研究零件表面的形成方法，应首先研究表面发生线的形成方法。表面发生线的形成方法可归纳为以下四种：
（1）轨迹法
（2）成形法
（3）相切法
（4）展成法
在切削加工中，为获得所需工件表面形状，必须使刀具和工件按上述四种方法之一完成各自的运动。用来形成被加工表面形状的运动称为表面成形运动，成形运动由机床的主运动和进给运动组成。
(1)主运动 它是机床上形成切削速度并消耗大部分切削动力的运动。主运动可由工件或刀具来实现，例如车床主轴带动工件的转动，钻床主轴带动钻头的转动，铣床工作台带动工件的直线运动等。主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。
(2)进给运动 进给运动是根据工件的形状配合主运动使切削得以继续的运动。根据刀具相对于工件被加工表面运动方向的不同，进给运动可分为纵向进给、横向进给、圆周进给、径向进给和切向进给运动等。
除了上述表面成形运动之外，为完成工件加工，机床还需有一些辅助运动，以实现加工中的各种辅助动作，例如切入运动、分度运动、操纵和控制运动等。
（二）机床的基本结构和传动
1．金属切削机床的基本结构
机床的基本结构包括如下几个部分：
（1）动力源 机床动力源一般采用交流异步电动机、步进电机、直流或交流伺服电动机及液压驱动装置等，它们为机床执行机构的运动提供动力。可以是几个运动共用一个动力源，也可以是一个运动单独使用一个动力源。
（2）运动执行机构 运动执行机构是机床执行运动的部件，如主轴、刀架和工作台等，它们带动工件或刀具旋转或移动。
（3）传动机构 传动机构将机床动力源的运动和动力传给运动执行机构，或将运动由一个执行机构传递到另一个执行机构，以保持两个运动之间的准确传动关系。传动机构还可以改变运动方向、运动速度及运动形式（例如将旋转运动变为直线运动）。
（4）控制系统和伺服系统 控制系统是指数控机床上由计算机及相应的软、硬件构成的控制系统。它对机床运动进行控制，实现各运动之间的准确协调。伺服系统根据控制系统给出的速度和位置指令驱动机床进给运动部件，完成指令规定的动作。
（5）支承系统 支承系统是机床的机械本体，包括床身、立柱及相关机械连接在内的支承结构，属于机床的基础部分。
我们在分析一台机床时，一定要从认识这台机床的基本结构入手。
2．金属切削机床的传动
机床为了获得所需的运动，需要通过传动机构把执行机构（例如机床主轴）和动力源，或者把执行机构和执行机构（例如把机床主轴和刀架）连接起来，构成机床传动联系。构成机床传动联系的一系列传动件称为传动链。根据传动联系的性质，传动链可分为以下两类：
（1）外联系传动链 机床动力源和运动执行机构之间的传动联系称为外联系传动链。外联系 传动链的作用是使执行机构按预定的速度运动，并传递一定的动力。外联系传动链传动比的变化只影响执行机构的运动速度，不影响发生线的性质，外联系传动链不要求动力源与执行机构间有严格的传动比关系。例如，在车床上用轨迹法车削圆柱面时，主轴的旋转和刀架的移动是电动机分别经由两条外传动链传动的，两者之间不要求严格的传动比关系。
（2）内联系传动链 执行件与执行件之间的传动联系称为内联系传动链。内联系传动链的作用是将两个或两个以上的单独运动组成复合的成形运动，内联系传动链所联系的各执行件之间的相对运动有严格要求，例如，在车床上用螺纹车刀车螺纹时，为了保证所加工螺纹的导程，主轴（工件）每转一转，车刀必须移动一个导程，联系主轴与刀架之间的传动链，就是一条有严格传动比要求的内联系传动链。
数控机床各执行件之间的运动关系由数控装置控制协调，在数控机床上一般无内联系传动链。
（三）机床的分类
机床是机械加工系统的主要组成部分。为适应不同的加工对象和加工要求，机床有许多品种 和规格。为便于区别、使用和管理，须对机床加以分类并编制型号。
机床的分类方法很多，最基本的是按机床的主要加工方法、所用刀具及其用途进行分类。根据国家制定的机床型号编制方法，机床共分为11类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其它机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局型式和结构性能等，分为10个组，每一组又分为若干系（系列）。
在上述基本分类的基础上，机床还可根据其它特征进一步细分。
同类机床按应用范围（通用性程度）又可分为通用机床、专门化机床和专用机床。通用机床的工艺范围很宽，可以加工一定尺寸范围内的各类零件，完成多种多样的工序，例如卧式车床、摇臂钻床、万能升降台铣床等。专门化机床的工艺范围较窄，只能加工一定尺寸范围内的某一类（或少数几类）零件，完成某一种（或少数几种）特定工序，例如曲轴车床、凸轮轴车床等。专用机床的工艺范围最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序，例如加工机床主轴箱的专用镗床、加工机床导轨的专用导轨磨床等；组合机床也属于专用机床。
同类机床按工作精度又可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。
机床还可按重量、尺寸、自动化程度、主要工作部件（如主轴等）的数目等进行分类。随着机床的不断发展，机床的分类方法将不断变化。
（四）金属切削机床型号的编制
机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、性能和结构特点、主要技术参数等。我国机床型号编制方法的现行国家标准是“GB/T15375-1994 金属切削机床型号编制方法”，机床型号由一组汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。
1．通用机床的型号编制
（1）型号表示方法；
（2）机床类、组、系的划分及其代号；
（3）机床的特性代号；
（4）机床主参数和设计顺序号；
（5）主轴数和第二主参数的表示方法；
（6）机床的重大改进顺序号；
（7）其它特征代号及其表示方法；
（8）企业代号及其表示方法。
2．专用机床的型号编制
（1）设计单位代号；
（2）专用机床的设计顺序号；
需要说明的是，我国的机床型号编制方法自1957年第一次颁布以来，已作过六次修改和补充（1959年、1963年、1971年、1976年、1985年和1994年）。目前工厂中使用和生产的机床有相当一部分还是按照1994年以前颁布的机床型号编制方法编制的，其涵义可查阅相应的标准。
与外圆表面加工相比，孔加工的条件要差得多，加工孔要比加工外圆困难。这是因为：（1）孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制，刚性差，容易产生弯曲变形和振动；（2）用定尺寸刀具加工孔时，孔加工的尺寸往往直接取决于刀具的相应尺寸，刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度；（3）加工孔时，切削区在工件内部，排屑及散热条件差，加工精度和表面质量都不易控制。
一、钻孔与扩孔
1． 钻孔
钻孔是在实心材料上加工孔的第一道工序，钻孔直径一般小于80mm 。钻孔加工有两种方式：一种是钻头旋转；另一种是工件旋转。上述两种钻孔方式产生的误差是不相同的，在钻头旋转的钻孔方式中，由于切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时，被加工孔的中心线会发生偏斜或不直，但孔径基本不变；而在工件旋转的钻孔方式中则相反，钻头引偏会引起孔径变化，而孔中心线仍然是直的。
常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等，其中最常用的是麻花钻，其直径规格为 。
由于构造上的限制，钻头的弯曲刚度和扭转刚度均较低，加之定心性不好，钻孔加工的精度较低，一般只能达到IT13～IT11；表面粗糙度也较大， Ra一般为50~12.5μm；但钻孔的金属切除率大，切削效率高。钻孔主要用于加工质量要求不高的孔，例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等。对于加工精度和表面质量要求较高的孔，则应在后续加工中通过扩孔、铰孔、镗孔或磨孔来达到。
2． 扩孔
扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工，以扩大孔径并提高孔的加工质量，扩孔加工既可以作为精加工孔前的预加工，也可以作为要求不高的孔的最终加工。扩孔钻与麻花钻相似，但刀齿数较多，没有横刃。
与钻孔相比，扩孔具有下列特点：（1）扩孔钻齿数多（3~8个齿）、导向性好，切削比较稳定；（2）扩孔钻没有横刃，切削条件好；（3）加工余量较小，容屑槽可以做得浅些，钻芯可以做得粗些，刀体强度和刚性较好。扩孔加工的精度一般为IT11~IT10级，表面粗糙度Ra为12.5~6.3 。扩孔常用于加工直径小于 的孔。在钻直径较大的孔时（D ≥30mm ），常先用小钻头（直径为孔径的0.5~0.7倍）预钻孔，然后再用相应尺寸的扩孔钻扩孔，这样可以提高孔的加工质量和生产效率。
扩孔除了可以加工圆柱孔之外，还可以用各种特殊形状的扩孔钻（亦称锪钻）来加工各种沉头座孔和锪平端面示。锪钻的前端常带有导向柱，用已加工孔导向。
二、铰孔
铰孔是孔的精加工方法之一，在生产中应用很广。对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法。
1． 铰刀
铰刀一般分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为直柄，工作部分较长，导向作用较好，手用铰刀有整体式和外径可调整式两种结构。机用铰刀有带柄的和套式的两种结构。铰刀不仅可加工圆形孔，也可用锥度铰刀加工锥孔。
2． 铰孔工艺及其应用
铰孔余量对铰孔质量的影响很大，余量太大，铰刀的负荷大，切削刃很快被磨钝，不易获得光洁的加工表面，尺寸公差也不易保证；余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，自然也就没有改善孔加工质量的作用。一般粗铰余量取为0.35~0.15mm，精铰取为01.5~0.05 。
为避免产生积屑瘤，铰孔通常采用较低的切削速度（高速钢铰刀加工钢和铸铁时，v ＜8m/min）进行加工。进给量的取值与被加工孔径有关，孔径越大，进给量取值越大，高速钢铰刀加工钢和铸铁时进给量常取为0.3~1mm/r 。
铰孔时必须用适当的切削液进行冷却、润滑和清洗，以防止产生积屑瘤并及时清除切屑。
与磨孔和镗孔相比，铰孔生产率高，容易保证孔的精度；但铰孔不能校正孔轴线的位置误差，孔的位置精度应由前工序保证。铰孔不宜加工阶梯孔和盲孔。
铰孔尺寸精度一般为IT9～IT7级，表面粗糙度Ra一般为3.2~0.8 。对于中等尺寸、精度要求较高的孔（例如IT7级精度孔），钻—扩—铰工艺是生产中常用的典型加工方案。
三、镗孔
镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩大的一种加工方法，镗孔工作既可以在镗床上进行，也可以在车床上进行。
1. 镗孔方式
镗孔有三种不同的加工方式。
（1）工件旋转，刀具作进给运动 在车床上镗孔大都属于这种镗孔方式。工艺特点是：加工后孔的轴心线与工件的回转轴线一致，孔的圆度主要取决于机床主轴的回转精度，孔的轴向几何形状误差主要取决于刀具进给方向相对于工件回转轴线的位置精度。这种镗孔方式适于加工与外圆表面有同轴度要求的孔。
（2）刀具旋转，工件作进给运动 镗床主轴带动镗刀旋转，工作台带动工件作进给运动。
(3) 刀具旋转并作进给运动 采用这种镗孔方式镗孔，镗杆的悬伸长度是变化的，镗杆的受力 变形也是变化的，靠近主轴箱处的孔径大，远离主轴箱处的孔径小，形成锥孔。此外，镗杆悬伸长度增大，主轴因自重引起的弯曲变形也增大，被加工孔轴线将产生相应的弯曲。这种镗孔方式只适于加工较短的孔。
2. 金刚镗
与一般镗孔相比，金刚镗的特点是背吃刀量小，进给量小，切削速度高，它可以获
得很高的加工精度（IT7～IT6）和很光洁的表面（Ra为0.4~0.05 ）。金刚镗最初用金刚石镗刀加工，现在普遍采用硬质合金、CBN和人造金刚石刀具加工。主要用于加工有色金属工件，也可用于加工铸铁件和钢件。
金刚镗常用的切削用量为：背吃刀量预镗为 0.2~0.6mm，终镗为0.1mm ；进给量为0.01~0.14mm/r ；切削速度加工铸铁时为100~250m/min ，加工钢时为150~300m/min ，加工有色金属时为300~2000m/min 。
为了保证金刚镗能达到较高的加工精度和表面质量，所用机床（金刚镗床）须具有较高的几何精度和刚度，机床主轴支承常用精密的角接触球轴承或静压滑动轴承，高速旋转零件须经精确平衡；此外，进给机构的运动必须十分平稳，保证工作台能做平稳低速进给运动。
金刚镗的加工质量好，生产效率高，在大批大量生产中被广泛用于精密孔的最终加工，如发动机气缸孔、活塞销孔、机床主轴箱上的主轴孔等。但须引起注意的是：用金刚镗加工黑色金属制品时，只能使用硬质合金和CBN制作的镗刀，不能使用金刚石制作的镗刀，因金刚石中的碳原子与铁族元素的亲和力大，刀具寿命低。
3. 镗刀
镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀。
4. 镗孔的工艺特点及应用范围
镗孔和钻—扩—铰工艺相比，孔径尺寸不受刀具尺寸的限制，且镗孔具有较强的误差修正能力，可通过多次走刀来修正原孔轴线偏斜误差，而且能使所镗孔与定位表面保持较高的位置精度。
镗孔和车外圆相比，由于刀杆系统的刚性差、变形大，散热排屑条件不好，工件和刀具的热变形比较大，镗孔的加工质量和生产效率都不如车外圆高。
综上分析可知， 镗孔的加工范围广，可加工各种不同尺寸和不同精度等级的孔，对于孔径较大、尺寸和位置精度要求较高的孔和孔系，镗孔几乎是唯一的加工方法。镗孔的加工精度为IT9～IT7级，表面粗糙度Ra为 。镗孔可以在镗床、车床、铣床等机床上进行，具有机动灵活的优点，生产中应用十分广泛。在大批大量生产中，为提高镗孔效率，常使用镗模。
四、珩磨孔
1. 珩磨原理及珩磨头
珩磨是利用带有磨条（油石）的珩磨头对孔进行光整加工的方法。珩磨时，工件固定不动，珩磨头由机床主轴带动旋转并作往复直线运动。珩磨加工中，磨条以一定压力作用于工件表面，从 工件表面上切除一层极薄的材料，其切削轨迹是交叉的网纹。为使砂条磨粒的运动轨迹不重复，珩磨头回转运动的每分钟转数与珩磨头每分钟往复行程数应互成质数。
珩磨轨迹的交叉角 与珩磨头的往复速度 及圆周速度 有关， 角的大小影响珩磨的加工质量及效率，一般粗珩时取 °，精珩时取 °。为了便于排出破碎的磨粒和切屑，降低切削温度，提高加工质量，珩磨时应使用充足的切削液。
为使被加工孔壁都能得到均匀的加工，砂条的行程在孔的两端都要超出一段越程量。为保证珩磨余量均匀，减少机床主轴回转误差对加工精度的影响，珩磨头和机床主轴之间大都采用浮动连接。
珩磨头磨条的径向伸缩调整有手动、气动和液压等多种结构形式。
2. 珩磨的工艺特点及应用范围
（1）珩磨能获得较高的尺寸精度和形状精度，加工精度为IT7~IT6级，孔的圆度和圆柱度误差可控制在 的范围之内，但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。
（2）珩磨能获得较高的表面质量，表面粗糙度Ra为 ，表层金属的变质缺陷层深度极微（ ）。
（3）与磨削速度相比，珩磨头的圆周速度虽不高（vc=16~60m/min），但由于砂条与工件的接触面积大，往复速度相对较高(va=8~20m/min)，所以珩磨仍有较高的生产率。
珩磨在大批大量生产中广泛用于发动机缸孔及各种液压装置中精密孔的加工，孔径范围一般为 或更大，并可加工长径比大于10的深孔。但珩磨不适用于加工塑性较大的有色金属工件上的孔，也不能加工带键槽的孔、花键孔等。
五、拉孔
1. 拉削与拉刀
拉孔是一种高生产率的精加工方法，它是用特制的拉刀在拉床上进行的。拉床分卧式拉床和立式拉床两种，以卧式拉床最为常见。
拉削时拉刀只作低速直线运动（主运动）。拉刀同时工作的齿数一般应不少于3个，否则拉刀 工作不平稳，容易在工件表面产生环状波纹。为了避免产生过大的拉削力而使拉刀断裂，拉刀工作时，同时工作刀齿数一般不应超过6~8个。
拉孔有三种不同的拉削方式，分述如下：
(1) 分层式拉削 这种拉削方式的特点是拉刀将工件加工余量一层一层顺序地切除。为了便于断屑，刀齿上磨有相互交错的分屑槽。按分层式拉削方式设计的的拉刀称为普通拉刀。
(2) 分块式拉削 这种拉削方式的特点是加工表面的每一层金属是由一组尺寸基本相同但刀齿相互交错的刀齿（通常每组由2-3个刀齿组成）切除的。每个刀齿仅切去一层金属的一部分。按分块拉削方式设计的拉刀称为轮切式拉刀。
(3) 综合式拉削 这种方式集中了分层及分块式拉削的优点，粗切齿部分采用分块式拉削，精切齿部分采用分层式拉削。这样既可缩短拉刀长度，提高生产率，又能获得较好的表面质量。按综合拉削方式设计的拉刀称为综合式拉刀。
2. 拉孔的工艺特征及应用范围
（1）拉刀是多刃刀具，在一次拉削行程中就能顺序完成孔的粗加工、精加工和光整加工工作，生产效率高。
（2）拉孔精度主要取决于拉刀的精度，在通常条件下，拉孔精度可达IT9~IT7，表面粗糙度Ra可达6.3~1.6 μm 。
（3）拉孔时，工件以被加工孔自身定位（拉刀前导部就是工件的定位元件），拉孔不易保证 孔与其它表面的相互位置精度；对于那些内外圆表面具有同轴度要求的回转体零件的加工，往往都是先拉孔，然后以孔为定位基准加工其它表面。
（4）拉刀不仅能加工圆孔，而且还可以加工成形孔，花键孔。
（5）拉刀是定尺寸刀具，形状复杂，价格昂贵，不适合于加工大孔。
拉孔常用在大批大量生产中加工孔径为Ф10~80mm 、孔深不超过孔径5倍的中小零件上的通孔。
一、概述
平面是箱体类零件、盘类零件的主要表面之一，平面加工的技术要求包括：平面本身的精度（例如直线度、平面度），表面粗糙度，平面相对于其它表面的尺寸精度、位置精度（例如平行度、垂直度等）。
加工平面的方法很多，常用的有铣、刨、车、拉、磨削等方法。铣平面是平面加工最常用的方法。
刨平面所用机床、工具结构简单，调整方便，通用性好。经粗刨—精刨后，两平面间的尺寸精度可达IT9~IT7级，表面粗糙度Ra可达 ，直线度可达0.04~0.08mm/m ；如果再经过宽刃细刨，刨削质量还可相应提高；但刨削为断续切削，往复运动换向时有较大的惯性冲击，刨削速度比其它切削方式低得多(一般都小于60m/min )，再加上刨平面还有空行程损失，故刨平面的生产效率较低；刨平面只适于在单件小批量生产中应用，尤其适于加工狭长平面，例如床身导轨等。
平面加工中的车、拉、磨削等加工方法，其工艺特点与前面在外圆表面及孔加工中的论述基本相同。车平面主要用于加工轴、套、盘等回转体零件的端面，端面较大时，一般都在立式车床上加工；在车床上加工端面容易保证端面与轴线的垂直度要求。拉平面是一种加工精度高、生产效率高的先进加工方法，适于在大批大量生产中加工质量要求较高，但面积不大的平面。磨平面更适合于做精加工工作，它能加工淬硬工件。
二、铣平面
铣削时，铣刀的旋转运动是主运动。 为背吃刀量（铣削深度），是指平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸； 是侧吃刀量（铣削宽度），是指垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸； 为进给速度，是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。
1. 铣削方式
铣平面有端铣和周铣两种方式，端铣是指用分布在铣刀端面上的刀齿进行铣削的方法；周铣是指用分布在铣刀圆柱面上的刀齿进行铣削的方法。由于端铣的加工质量和生产效率比周铣高，在大批量生产中端铣比周铣用得多。周铣可使用多种形式的铣刀，能铣槽、铣成形表面，并可在同一刀杆上安装几把刀具同时加工几个表面，适用性好，在生产中用得也比较多。
按照铣平面时主运动方向与进给运动方向的相对关系，周铣有顺铣和逆铣之分。工件进给方向与铣刀的旋转方向相反称为逆铣，工件进给方向与铣刀的旋转方向相同称为顺铣。
顺铣和逆铣各有特点，应根据加工的具体条件合理选择。
⑴从切屑截面形状分析 逆铣时，刀齿的切削厚度由零逐渐增加，刀齿切入工件时切削厚度为零，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在已加工表面上滑擦一段距离后才能真正切入工件，因而刀齿磨损快，加工表面质量较差；顺铣时则无此现象。实践证明，顺铣时铣刀寿命比逆铣高2~3倍 ，加工表面也比较好，但顺铣不宜铣带硬皮的工件。
⑵从工件装夹可靠性分析 逆铣时，刀齿对工件的垂直作用力Fv向上，容易使工件的装夹松动；顺铣时，刀齿对工件的垂直作用力Fv向下，使工件压紧在工作台上，加工比较平稳。
⑶从工作台丝杠、螺母间隙分析 螺母固定不动，丝杠回转带动工作台(与工件)作进给运动。逆铣 时，工件受到的水平铣削力FH与进给速度vf的方向相反，铣床工作台丝杠始终与螺母接触。顺铣时，工件受到的水平铣削力FH与进给速度vf相同，由于丝杠螺母间有间隙，铣刀会带动工件和工作台连同丝杠一起窜动，使铣削进给量突然增大，容易打刀。采用顺铣法加工时必须采取措施消除丝杠与螺母之间的间隙。
端铣时，铣刀刀齿切入切出工件阶段会受到很大的冲击。在刀齿切入阶段，刀齿完全切入工件的过渡时间越短，刀齿受到的冲击越大。刀齿完全切入工件时间的长短与刀具的切入角β有关，切入角β越小，刀齿全部切入工件的过渡时间越短，刀齿受到的冲击就越大，β趋于0时是最不利的情况。从减小刀齿切入工件时受到的冲击考虑，不对称铣比对称铣较为有利。
2. 铣刀及其几何角度
铣刀的种类很多，按用途可分为圆柱形铣刀、面铣刀、三面刃铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀等。
铣刀的几何角度如下：
1）前角 及 铣刀前角 在正交平面 中测量。为了便于铣刀制造和测量，圆柱
柱形铣刀还要标注法平面 内的法前角 。
2）后角 铣刀后角在正交剖面 中测量。
3）刃倾角 铣刀的刃倾角是主切削刃和基面之间的夹角，在切削平面 中测量。圆柱形铣刀的刃倾角就是刀齿的螺旋角 。
3. 铣削的工艺特点及应用范围
由于铣刀是多刃刀具，刀齿能连续地依次进行切削，没有空程损失，且主运动为回转运动，可实现高速切削，故铣平面的生产效率一般都比刨平面高。其加工质量与刨平面相当，
经粗铣--精铣后，尺寸精度可达IT9～IT7级，表面粗糙度Ra可达6.3~1.6 。
由于铣平面的生产率高，在大批大量生产中铣平面已逐渐取代了刨平面。在成批生产中，中小件加工大多采用铣削，大件加工则铣刨兼用，一般都是粗铣、精刨。而在单件小批生产中，特别是在一些重型机器制造厂中，刨平面仍被广泛采用。因为刨平面不能获得足够的切削速度，有色金属材料的平面加工几乎全部都用铣削。
三、复杂曲面加工
除前面讨论过的外圆、内孔表面（同属旋转表面）的加工及平面加工外，在机械制造中复杂曲面加工也占一定比例。表面不能通过一条固定形状的母线沿另一条导线运动形成，通常称为复杂曲面。
复杂曲面由刀具相对于工件在三维空间内作坐标运动形成，其切削加工方法主要有仿形铣和数控铣两种，使用的刀具一般为头部为圆形的球头铣刀。仿形铣必须预先制造出具有与被加工曲面相同形状的样件作为靠模。加工中与球头铣刀直径相同的球形仿形头始终以一定的压力紧靠样件表面，仿形头相对样件的运动被转换成电信号，经数据处理后用来控制仿形铣床各相应坐标轴的伺服进给机构，球头铣刀便在工件上加工出与样件具有相同形状的曲面。
随着数控加工技术的发展及数控加工设备的普及，特别是随着CAD/CAM和计算机辅助编程技术的发展，数控铣削现已成为复杂曲面切削加工最主要的方法。在数控铣床或加工中心上加工曲面时，由加工程序控制机床运动，使球头铣刀逐点按曲面三维坐标加工，被加工曲面是球头铣刀刃形在各点切削时形成的包络面。
在数控编程中处理的复杂曲面有两类，一类是用方程式描述的解析曲面；另一类是以复杂方式自由变化的曲面，称为自由曲面，这类曲面通常是用三维离散坐标点表示的。对于解析曲面，只要给出任意两个坐标值就可以求出第三个坐标值，曲面上的每个点都可由曲面方程严格定义。对于自由曲面，首先应采用适当的数学方法对曲面进行描述，建立曲面数学模型，然后将数学模型转换成计算机能够接受的形式输入计算机，编程时再由计算机按照输入的数据对曲面进行计算和处理，形成数控加工程序。复杂曲面的数控加工程序一般情况下要由计算机辅助完成。一些大型的商业化CAD/CAM集成软件包（如pro/E、UG、CATIA、Mastercam等）可利用零件设计时提供的信息，自动生成复杂曲面的数控加工程序，并可进行加工过程的动态模拟。
大型的复杂曲面需要在多轴联动加工中心上加工，加工中心上设有刀库，一般都配备十几把、几十把甚至上百把刀具用来完成不同曲率半径曲面的粗、精加工。
数控加工与仿形法加工相结合，产生了数控仿形技术。对于要根据实物模型来进行加工的零件，数控仿形加工系统可在利用数控机床本身的数控坐标测量系统对实物模型进行仿形测量的同时，完成物体几何形状的数字化转换，直接进行仿形加工。
数控仿形加工的另一种加工方式是利用机床本身的测量系统或三坐标测量机先进行型面测量，对测量结果进行数字化建模处理后，再生成数控加工程序，然后按此程序加工出原实物模型的复制品，这种方式称为数字化仿形加工。数字化仿形加工的数字化模型可以是实物模型型面密集测量后的点集，按照它进行复制加工；也可在型面上有选择地测量少量特征点，通过这些点进行几何反求，建立CAD曲面模型后，再生成数控加工程序进行加工，后者称作反求工程。
西域优选现货
