2.3　金屬切削刀具

2.3.1　刀具材料

刀具材料一般是指刀具切削部分的材料。它的性能優劣是影響加工表面質量、切削效率、刀具壽命等的重要因素。

各種類型的金屬切削刀具大都分成兩大組成部分——夾持部分和工作部分。前者的作用是將刀具夾持在機床上，并要保證刀具的正確位置，傳遞所需要的運動和動力，還要保證夾固可靠，裝卸方便。工作部分有些又分切削部分和校準部分（如鉆頭、鉸刀等），但多數刀具則無校準部分（如車刀、刨刀、銑刀），切削部分擔負主要切削工作，校準部分則完成輔助的切削工作，用來修整、刮光工件表面和導向，使工件的形狀和尺寸更精確，表面更光潔。

夾持部分的材料一般多用中碳鋼，而切削部分材料的種類較多，要根據不同的加工要求選擇合適的材料。所謂刀具材料通常是指切削部分材料。

1. 刀具材料應具有的性能

金屬切削過程中，由于塑性變形以及摩擦，使刀具切削部分直接受到高溫、高壓以及強烈的摩擦作用，此外還要受到沖擊與振動。在斷續切削工作時，還伴隨著沖擊與振動，引起切削溫度的波動。為了防止刀具快速磨損，因此，刀具材料必須具備下列基本性能要求。

（1）高的硬度和耐磨性　即刀具材料應具有比被切削材料更高的硬度和抵抗磨損的能力。一般刀具材料在常溫下硬度應在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。

（2）足夠的強度和韌性　刀具材料不僅要求有高的硬度和耐磨性，還應保持有足夠的強度和韌性，以承受切削時產生的沖擊和振動，避免崩刃和折斷。

（3）高的耐熱性　耐熱性也稱熱硬性，是指刀具材料在較高溫度下仍能保持高的硬度、好的耐磨性和較高的強度等綜合性能。耐熱性是刀具切削部分材料的主要性能。耐熱性越好的材料允許的切削速度越高。

（4）良好的工藝性與經濟性　即刀具材料應具有較好的可加工性、可磨削性、熱處理性（變形小、淬透性好等）、焊接性、刃磨性能等。另外，在滿足使用性能的前提下，還應考慮其經濟性，經濟性差的刀具材料很難推廣使用。

（5）良好的導熱性和較小的膨脹系數　導熱性越好，刀具傳出的熱量越多，有利于降低切削溫度和提高刀具的使用壽命。膨脹系數小，有利于減小刀具的熱變形。

2.常用刀具材料

刀具材料的種類很多，常用的刀具材料分為四大類：工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼）、硬質合金、陶瓷、超硬刀具材料。一般機加工使用最多的是高速鋼與硬質合金。各類刀具材料所適應的切削范圍如圖2-20所示。

工具鋼耐熱性差，但抗彎強度高，價格便宜，焊接與刃磨性能好，故廣泛用于中、低速切削的成形刀具，不宜高速切削。硬質合金耐熱性好，切削效率高，但刀片強度、韌性不及工具鋼，焊接刃磨工藝性也比工具鋼差，故多用于制作車刀、銑刀及各種高效切削刀具。

一般刀體均用普通碳鋼或合金鋼制作。如焊接車刀、鏜刀的刀柄、鉆頭、鉸刀的刀體常用45鋼或40Cr制造。尺寸較小的刀具或切削負荷較大的刀具宜選用合金工具鋼或整體高速鋼制作，如螺紋刀具、成形銑刀、拉刀等。

機夾、可轉位硬質合金刀具、鑲硬質合金鉆頭、可轉位銑刀等，可用合金工具鋼制作，如9CrSi或GCr15等。

對于一些尺寸較小的精密孔加工刀具，如小直徑鏜刀、鉸刀，為保證刀體有足夠的剛度，宜選用整體硬質合金制作，以提高刀具的切削用量。

3.工具鋼

用來制造刀具的工具鋼主要有三種，即碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼。

（1）碳素工具鋼　是一種含碳量較高的優質鋼，含碳量在0.7%～1.2%之間。其特點是淬火后硬度可達61～65HRC，而且價格低廉，但這種材料不耐高溫，在切削溫度高于250～300℃時，馬氏體要分解，使得硬度降低；碳化物分布不均勻，淬火后變形較大，易產生裂紋；淬透性差，淬硬層薄。常用于制造低速、簡單的手工工具，如銼刀、手用鋸條、絲錐和板牙等。一般允許的切削速度為8m/min，常用的牌號有T8、T10、T10A、T12、T12A，其中以T12A用得最多，其含碳量為1.15%～1.2%，淬火后硬度可達58～64HRC，熱硬性達250～300℃，允許切削速度可達vc=5m/min～10m/min。

（2）合金工具鋼　合金工具鋼是在高碳鋼中加入Si、Cr、W、Mn等合金元素，其目的是提高淬透性和回火穩定性，細化晶粒，減小變形。熱硬性達325～400℃，允許切削速度可達vc=10～15m/min。常用于制造低速（允許的切削速度可比碳素工具鋼提高20%左右）、復雜的刀具（如鉸刀、板牙、絲錐等），常用的牌號有鉻鎢錳鋼（CrWMn）和鉻硅鋼（9CrSi）等。

（3）高速鋼　高速鋼是含有W、Mo、Cr、V等合金元素較多的合金工具鋼。高速鋼是綜合性能較好、應用范圍最廣的一種刀具材料。熱處理后硬度達62～65HRC，抗彎強度約3.3GPa，耐熱性為600℃左右，允許的切削速度為30～50m/min。此外還具有熱處理變形小、能鍛造、易磨出較鋒利的刃口等優點。高速鋼的使用約占刀具材料總量的60%～70%，特別是用于制造結構復雜的成形刀具、孔加工刀具，例如各類鉆頭、銑刀、拉刀、螺紋刀具、切齒刀具等。高速鋼的物理力學性能見表2-5。

注：牌號中化學元素后面數字表示質量分數的大致百分比，未注者在1%左右。

高速鋼按其用途和性能可分為通用高速鋼和高性能高速鋼兩類。

①通用高速鋼　這類高速鋼應用最為廣泛，約占高速鋼總量的75%。按鎢、鉬含量不同，分為鎢系、鎢鉬系。主要牌號有以下幾種。

W18Cr4V（鎢系高速鋼），具有較好的綜合性能。因含釩量少，刃磨工藝性好。淬火時過熱傾向小，熱處理控制較容易。缺點是碳化物分布不均勻，不宜作大截面的刀具。熱塑性較差。又因鎢價高，國內使用逐漸減少，國外已很少采用。

W6Mo5Cr4V（鎢鉬系高速鋼），是國內外普遍應用的牌號。其減少鋼中的合金元素，降低鋼中碳化物的數量及分布的不均勻性，有利于提高熱塑性、抗彎強度與韌度。主要缺點是淬火溫度范圍窄，脫碳過熱敏感性大。

W9Mo3Cr4V（鎢鉬系高速鋼），是根據我國資源研制的牌號。其抗彎強度與韌性均比W6Mo5Cr4V好。高溫熱塑性好，而且淬火過熱、脫碳敏感性小，有良好的切削性能。

②高性能高速鋼　在通用型高速鋼中增加碳、釩，添加鈷或鋁等合金元素的新鋼種。其常溫硬度可達67～70HRC，耐磨性與耐熱性有顯著提高，能用于不銹鋼、耐熱鋼和高強度鋼的加工。常用高性能高速鋼主要有：高釩高速鋼、鈷高速鋼和鋁高速鋼。

③粉末冶金高速鋼　通過高壓惰性氣體或高壓水霧化高速鋼水而得到細小的高速鋼粉末，然后壓制或熱壓成形，再經燒結而成的高速鋼。粉末冶金高速鋼與熔煉高速鋼相比有很多優點，如硬度與韌性較高，熱處理變形小，磨削加工性能好，材質均勻，質量穩定可靠，刀具使用壽命長。可以切削各種難加工材料，適合于制造各種精密刀具和形狀復雜的刀具，如精密螺紋車刀、拉刀、切齒刀具等。

4.硬質合金

目前常用的硬質合金是由硬度和熔點都很高的碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）等金屬碳化物做基體，以鈷（Co）作黏結劑，用粉末冶金法制成的合金。硬質合金的物理力學性能取決于合金的成分、粉末顆粒的粗細及合金的燒結工藝。含高硬度、高熔點的硬質相愈多，合金的硬度與高溫硬度愈高。含黏結劑愈多，強度也就愈高。常用的硬質合金牌號中含有大量的WC、TiC，因此硬度、耐磨性、耐熱性均高于工具鋼。常溫下硬度達89～94HRA（相當于70～75HRC），耐熱性達800～1000℃，故其允許的切削速度可達100～300m/min，這是硬質合金得到廣泛應用的主要原因，切削鋼時，切削速度可達220m/min左右。在合金中加入熔點更高的TaC、NbC，可使耐熱性提高到1000～1100℃，切削鋼時，切削速度可進一步提高到200～300m/min。硬質合金是當今主要的刀具材料之一，大多數車刀、端銑刀和部分立銑刀等均已采用硬質合金制造。

硬質合金按其化學成分與使用性能分為三類，即鎢鈷類硬質合金YG（WC+Co）、鎢鈦鈷類硬質合金YT（WC+TiN+Co）、鎢鈦鉭鈷類硬質合金YW［WC+TiC+TaC（NbC）+Co］。常用硬質合金成分和性能見表2-6。

（1）鎢鈷類硬質合金（YG類）　由碳化鎢和鈷組成。這類合金因為含鈷較多，故韌性較好，而硬度和耐磨性稍差，適于加工鑄鐵、青銅等脆性材料。常用的這類合金按含鈷量的不同可分為YG3、YG6、YG8等牌號。其中數字表示含鈷量的高低，數字越大，表示含鈷量越高，含碳化鎢的量越低，故韌性越高，硬度及耐磨性越差，因此，依次適用于精加工、半精加工和粗加工。

（2）鎢鈦鈷類硬質合金（YT類）　由碳化鎢、碳化鈦和鈷組成。這類合金由于加入碳化鈦，因而其耐磨性及熱硬性更高，能耐900～1000℃，但性脆不耐沖擊，宜用于加工塑性材料，如鋼件。常用的牌號有YT5、YT14、YT15、YT30等，其中數字表示碳化鈦的含量，數字越大則表示碳化鈦的含量就越多，耐磨性也就越高，但鈷的含量則相應降低，韌性因之降低，所以它們依次適用于粗加工、半精加工和精加工。

（3）鎢鈦鉭鈷類硬質合金（YW類）　在鎢鈦鈷類硬質合金中加入碳化鉭（TaC）或碳化鈮（NbC）稀有難熔金屬碳化物，具有較好的綜合切削性能，人們常稱“萬能合金”，既能加工脆性材料，又能加工塑性材料。但是，這類合金的價格比較高，主要用于加工難加工材料。

注：Y—硬質合金；G—鈷，其后數字表示含鈷量（質量）；X—細晶粒；T—TiC，其后數字表示TiC含量（質量）；A—含TaC（NbC）的鎢鈷類合金；W—通用合金；N—以鎳、鉬作黏結劑的TiC基合金。

上述三類硬質合金的應用是指在一般條件下，而在某些特殊條件下尚可靈活應用，例如切速不太高或充分使用冷卻潤滑液（切削液）的條件下，車削某些鋼件，如大的鑄鋼件時，采用耐沖擊性較好的YG類合金刀片較之YT類更為有利。常用硬質合金牌號的選用見表2-7。

5.陶瓷材料

陶瓷刀具材料是以氧化鋁（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）為基體再添加少量金屬，在高溫下燒結而成的一種刀具材料。主要特點是：

①有高硬度與耐磨性，常溫硬度達91～95HRA，超過硬質合金，因此可用于切削60HRC以上的硬材料；

②有高的耐熱性，1200℃下硬度為80HRA，強度、韌性降低較少；

③有高的化學穩定性，在高溫下仍有較好的抗氧化、抗黏結性能，因此刀具的熱磨損較少；

④有較低的摩擦系數，切屑不易粘刀，不易產生積屑瘤；

⑤強度與韌性低，強度只有硬質合金的1/2，因此陶瓷刀具切削時需要選擇合適的幾何參數與切削用量，避免承受沖擊載荷，以防崩刃與破損；

⑥熱導率低，僅為硬質合金的1/2～1/5，熱脹系數比硬度合金高10%～30%，這就使陶瓷刀抗熱沖擊性能較差，故陶瓷刀切削時不宜有較大的溫度波動。

陶瓷刀具一般適用于在高速下精細加工硬材料。但近年來發展的新型陶瓷刀具也能半精或粗加工多種難加工材料，有的還可用于銑、刨等斷續切削。其使用壽命、加工效率和已加工表面質量常高于硬質合金刀具，能承受更高的切削速度。但陶瓷材料性脆怕沖擊，容易崩刃，影響推廣使用。氧化鋁的價格低廉，原料豐富，很有發展前途。如何提高其沖擊韌性及抗彎強度，已成為各國研究工作的重點。近年來各國先后研究成功“金屬陶瓷”，其成分除Al2O3外，還含有各種金屬元素，抗彎強度已有提高。

6.金剛石

金剛石是碳的同素異形體，是目前已知的最硬物質，顯微硬度達10000HV。金剛石有天然和人造之分。天然金剛石質量好，但價格昂貴，主要用于有色金屬及非金屬的精密加工。天然金剛石有一定的方向性，不同的晶面上硬度與耐磨性有較大的差異，刃磨時需選定某一平面，否則影響刃磨與使用質量。人造金剛石是通過合金觸媒的作用，在高溫高壓下由石墨轉化而成。

金剛石具有極高的耐磨性，能保持長期的鋒利的切削刃，因而在精密切削加工中都采用金剛石刀具，金剛石刀具用于切削加工很多耐磨非鐵材料如陶瓷、剛玉、玻璃等的精加工，以及難加工的復合材料的加工。不但壽命長，生產效率高，因此應用越來越廣。金剛石刀具不適宜加工黑色金屬。

7.立方氮化硼（CBN）

立方氮化硼是由六方氮化硼（白石墨）在高溫高壓下轉化而成的。

立方氮化硼刀具的主要優點是：有很高的硬度與耐磨性，硬度達3500～4500HV，僅次于金剛石；有很高的熱穩定性，1300℃時不發生氧化，與大多數金屬、鐵系材料都不起化學作用。因此能高速切削高硬度的鋼鐵材料及耐熱合金，刀具的黏結與擴散磨損較小；有較好的導熱性，與鋼鐵的摩擦系數較小；抗彎強度與斷裂韌性介于陶瓷與硬質合金之間。切削性能好，不但適用于非鐵族難加工材料的加工，也適用于鐵族材料的加工。

CBN和金剛石刀具脆性大，故使用時機床剛性要好，主要用于連續切削，盡量避免沖擊和振動。

8.其他新型刀具材料簡介

隨著科學技術和工業的發展，出現一些高強度、高硬度的準加工材料的工件，要求性能更好的刀具材料進行切削，推動了國內外對新型刀具材料進行大量的研究和試驗。

（1）高速鋼的改進　通過調整基本化學成分和添加其他含金元素，使其性能進一步提高。例如，鈷高速鋼（110W1.5Mo9.5Cr4VCo8）是通過添加鈷元素使其硬度及熱硬性都有提高，但由于含鈷較多不適于我國資源狀況。立足于我國資源狀況已研制成鋁高速鋼，即添加了鋁等元素（如W6Mo5Cr4V2Al），它的硬度可達70HRC，耐熱性超過600℃，是一種高性能高速鋼。

近年來又出現粉末冶金高速鋼，其基本原理是將高頻感應爐熔煉的鋼液用高壓惰性氣體（氬氣）霧化成粉末，再經過冷壓和熱壓（同時進行燒結）制成致密鋼坯，然后用一般方法軋制和鍛造成材。粉末冶金法制造高速鋼可細化晶粒，消除碳化物偏析，所以韌性大，硬度較高，材質均勻，熱處理變形小，適于制造各種高精度刀具。

（2）涂層硬質合金　涂層硬質合金是20世紀60年代出現的刀具材料。采用化學氣相沉積（CVD）工藝，在硬質合金表面涂覆一層或多層（5～13μm）難溶金屬碳化物。如前所述硬質合金的缺點是強度和韌性低，耐沖擊性差。改進的方法是添加少量的碳化鉭（TaC）、碳化鈮（NbC）等和細化晶粒。例如在普通YT類硬質合金中加入少量的碳化鉭后，既可加工特種鑄鐵，也可加工耐熱鋼、高錳鋼等特種鋼材，故有通用硬質合金之稱。國產的YW1、YW2等牌號便是。又如在YG類硬質合金中加入少量的碳化鈮后，也適于加工奧氏體不銹鋼、耐熱鋼等特種鋼和鑄鐵等材料，國產的YA6牌號便是。

近年來還發展了涂層刀片，就是在韌性較好的硬質合金（YG類）基體表面，涂覆一層（5～12μm）硬度和耐磨性很高的物質（如TiC或TiN），得到既有高硬度和高耐磨性的表面，又有韌性較好的基體。目前涂層硬質合金主要用于半精加工和精加工，并為不重磨刀片（又稱可轉位刀片）的推廣提供了良好的條件。隨著涂層技術的發展和工藝的改進，它的應用將會進一步擴大。

（3）人造金剛石　它的硬度極高（接近10000HV，而硬質合金僅達1000～2000HV），耐熱性為700～800℃，粒度一般在0.5mm以內。大顆粒金剛石分單晶和聚晶兩種。聚晶金剛石大顆粒可制成一般切削刀具，單晶微粒者主要制成砂輪。金剛石除去可以加工高硬度而耐磨的硬質合金、陶瓷、玻璃等材料外，還可以加工有色金屬及其合金，但不宜加工鐵族金屬，這是由于鐵和碳原子的親和力較強，易產生黏結作用而加快刀具磨損。用金剛石車刀高速精車有色金屬時，表面粗糙度值很小；用金剛石砂輪磨削硬質合金刀具時，質量好，效率高。

2.3.2　金屬切削刀具的種類和用途

在機械加工中，常用的金屬切削刀具有車刀、孔加工刀具（中心鉆、麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀等）、磨削刀具、銑刀和齒輪刀具等。在大批量生產和加工特殊形狀零件時，采用專用刀具、組合刀具和特殊刀具。在加工過程中，為了保證零件的加工質量、提高生產率和經濟效益，應合理地選用相應的各種類型刀具。

1.車刀

車刀是金屬切削加工中應用最廣的一種刀具。由于零件的形狀、大小和加工要求不同，采用的車刀也不相同。車刀的種類很多，用途各異，它可以在車床上加工外圓、端面、螺紋、內孔，也可用于切槽和切斷等。

（1）按用途分類　車刀按其用途可分為外圓車刀、內孔車刀、端面車刀、切斷車刀、螺紋車刀等，如圖2-21所示。

外圓車刀又分直頭和彎頭車刀，還常以主偏角的數值來命名，如κr=90°時稱為90°外圓車刀，κr=45°時稱為45°外圓車刀。

下面分別介紹它們的使用用途。

①外圓車刀　又稱尖刀，主要用于車削外圓、平面和倒角。外圓車刀一般有四種形狀。

a.直頭車刀　主偏角與副偏角基本對稱，一般在45°左右，前角可在5°～30°之間選用，后角一般為6°～12°， 主要用于車削不帶臺階的光軸。

b. 45°彎頭車刀　主要用于車削不帶臺階的光軸和平面，它可以車外圓、端面和倒角，使用比較方便，刀頭和刀尖部分強度高。

c. 75°強力車刀　主偏角為75°，適用于粗車加工余量大、表面粗糙、有硬皮或形狀不規則的零件，它能承受較大的沖擊力，刀頭強度高，耐用度高。

d. 90°外圓車刀　90°外圓車刀的主偏角為90°，用來車削工件的端面和臺階，有時也用來車外圓，特別是用來車削細長工件的外圓，可以避免把工件頂彎。90°外圓車刀分為左車刀和右車刀兩種，常用的是右車刀，它的刀刃向左。

②切斷刀和切槽刀

a.切斷刀的刀頭較長，其刀刃亦狹長，這是為了減少工件材料消耗和切斷時能切到中心的緣故。因此，切斷刀的刀頭長度必須大于工件的半徑。

b.切槽刀與切斷刀基本相似，只不過其形狀應與槽的形狀一致，但刀頭相對較短。

③擴孔刀　又稱鏜孔刀，用來加工內孔。它可以分為通孔刀和不通孔（盲孔）刀兩種。

a.通孔刀的主偏角小于90°，一般在45°～75°之間，副偏角20°～45°，擴孔刀的后角應比外圓車刀稍大，一般為10°～20°。

b.不通孔刀的主偏角應大于90°，刀尖在刀桿的最前端，為了使內孔底面車平，刀尖與刀桿外端距離應小于內孔的半徑，擴孔刀的長度和大小應與加工的孔相配套。

④螺紋車刀　螺紋按牙型有三角形、方形和梯形等，相應使用三角形螺紋車刀、方形螺紋車刀和梯形螺紋車刀等。螺紋的種類很多，其中以三角形螺紋應用最廣。采用三角形螺紋車刀車削公制螺紋時，其刀尖角必須為60°，前角取0°。

（2）按結構分類　車刀按結構可分為整體式車刀、焊接式車刀、焊接裝配式車刀、機夾式車刀和可轉位式車刀等。

①整體式車刀　如圖2-22所示，用整塊高速鋼做成長條形狀，俗稱“白鋼刀”。刃口可磨得較鋒利，主要用于小型車床或加工有色金屬。

②焊接式車刀　如圖2-23所示，它是將一定形狀的刀片和刀柄用紫銅或其他焊料通過鑲焊連接成一體的車刀，一般刀片選用硬質合金，刀柄用45鋼。

焊接式車刀結構簡單，制造方便，可根據需要刃磨，硬質合金利用充分，但其切削性能取決于工人的刃磨水平，并且焊接時會降低硬質合金硬度，易產生熱應力，嚴重時會導致硬質合金裂紋，影響刀具壽命。此外，焊接車刀刀桿不能重復使用，刀片用完后，刀桿也隨之報廢。一般車刀，特別是小車刀多為焊接車刀。

③焊接裝配式車刀　如圖2-24所示，它是將硬質合金刀片釬焊在小刀塊上，再將小刀塊裝配到刀桿上。焊接裝配車刀多用于重型車刀，采用裝配式結構以后，可使刃磨省力，刀桿也可重復使用。

④機夾式車刀　如圖2-25所示，機夾式車刀是指用機械方法定位，夾緊刀片，通過刀片體外刃磨與安裝傾斜后，綜合形成刀具角度的的車刀。機夾車刀可用于加工外圓、端面、內孔車槽、車螺紋等。

⑤可轉位式車刀　如圖2-26所示，可轉位式車刀是將可轉位刀片用機械夾固的方法裝夾在特制刀桿上的一種車刀。它由刀片、刀墊、刀柄及刀桿、螺釘等元件組成。刀片上壓制出斷屑槽，周邊經過精磨，刃口磨鈍后可方便轉位換刀，不需重磨就可使新的切削刃投入使用，只有當全部切削刃都用鈍后才需更換新刀片。

主要優點是：不用焊接，避免了焊接、刃磨引起的熱應力，提高刀具壽命及抗破壞能力；可使用涂層刀片，有合理槽形與幾何參數，斷屑效果好，能選用較高切削用量，提高生產率；刀片轉位、更換方便，縮短了輔助時間；刀具已標準化，能實現一刀多用，減少刀具儲備量，簡化刀具管理等工作。

可轉位式車刀刀片形狀很多，常用的有三角形、偏8°三角形、凸三角形、五角形和圓形等。如圖2-27所示。

⑥成形車刀　如圖2-28所示。成形車刀又稱樣板刀，是在普通車床、自動車床上加工內外成形表面的專用刀具。用它能一次切出成形表面，故操作簡便、生產率高。用成形車刀加工零件可達到公差等級IT10～IT8，粗糙度Ra10～5μm。成形刀制造較為復雜，當切削刃的工作長度過長時，易產生振動，故主要用于批量加工小尺寸的零件。

2.孔加工刀具

機械加工中的孔加工分為兩類：一類是在實體工件上加工出孔的刀具，如扁鉆、麻花鉆、中心鉆及深孔鉆等；另一類是對已有孔進行再加工的刀具，如擴孔鉆、锪鉆、鉸刀及鏜刀等。

（1）扁鉆　如圖2-29所示。扁鉆是使用最早的鉆孔刀具。特點是結構簡單、剛性好、成本低、刃磨方便。扁鉆有整體式和裝配式兩種。

（2）麻花鉆　如圖2-30所示。麻花鉆是使用最廣泛的一種孔加工刀具，不僅可以在一般材料上鉆孔，經過修磨還可在一些難加工材料上鉆孔。

麻花鉆屬于粗加工刀具，其常用規格為?0.1～?80mm，可達到的尺寸公差等級為IT13～IT11，表面粗糙度Ra值為25～12.5μm。呈細長狀，麻花鉆的工作部分包括切削部分和導向部分。兩個對稱的、較深的螺旋槽用來形成切削刃和前角，并起著排屑和輸送切削液的作用。沿螺旋槽邊緣的兩條棱邊用于減小鉆頭與孔壁的摩擦面積。切削部分有兩個主切削刃、兩個副切削刃和一個橫刃。橫刃處有很大的負前角，主切削刃上各點前角、后角是變化的，鉆心處前角接近0°，甚至負值，對切削加工十分不利。

鉆削加工中最常用的刀具為麻花鉆，按柄部形狀分為直柄麻花鉆和錐柄麻花鉆；按制造材料分為高速鋼麻花鉆和硬質合金麻花鉆。硬質合金麻花鉆一般制成鑲片焊接式，直徑5mm以下的硬質合金麻花鉆通常制成整體式。

①麻花鉆結構要素　圖2-31為麻花鉆的結構圖，它由工作部分、柄部和頸部所組成。

a.工作部分　麻花鉆工作部分分為切削部分和導向部分。

（a）切削部分　切削部分擔負主要的切削工作，包含以下結構要素。

前刀面：毗鄰切削刃，是起排屑和容屑作用的螺旋槽表面。

后刀面：位于工作部分前端，與工件加工表面（即孔底的錐面）相對的表面，其形狀由刃磨方法決定，在麻花鉆上一般為螺旋圓錐面。

主切削刃：前刀面與后刀面的交線。由于麻花鉆前刀面與后刀面各有兩個，所以主切削刃有兩條。

橫刃：兩個后刀面相交所形成的刀刃。它位于切削部分的最前端，切削被加工孔的中心部分。

副切削刃：麻花鉆前端外圓棱邊與螺旋槽的交線。顯然，麻花鉆上有兩條副切削刃。

刀尖：兩條主切削刃與副切削刃相交的交點。

（b）導向部分　用于鉆頭在鉆削過程中的導向，并作為切削部分的后備部分。它包含了刃溝、刃瓣、刃帶。刃帶是其外圓柱面上兩條螺旋形的棱邊，由它們控制孔的廓形和直徑，保持鉆頭進給方向。為減少刃帶與已加工孔孔壁之間的摩擦，一般將麻花鉆的直徑沿錐柄方向做成逐漸減小的錐度，形成倒錐，相當于副切削刃的副偏角。

b.柄部　用于裝夾鉆頭和傳遞動力。鉆頭直徑小于13mm時，通常做成直柄（圓柱柄），直徑在13mm以上時，做成莫氏錐度的圓錐柄。

c.頸部　是柄部與工作部分的連接部分，并作為磨外徑時砂輪退刀和打印標記處。直柄麻花鉆不做出頸部。

②麻花鉆結構參數

a.螺旋角β　鉆頭刃帶棱邊螺旋線展開成直線后與鉆頭軸線的夾角，相當于副切削刃刃傾角，如圖2-32所示。

tanβ=πd/P

式中　P——螺旋槽導程，mm；

d——鉆頭外徑，mm。

標準麻花鉆的螺旋角一般為25°～32°。增大螺旋角有利于排屑，能獲得較大前角，使切削輕快，但鉆頭剛性變差。小直徑鉆頭，為提高鉆頭剛性，螺旋角β可取小些。鉆軟材料、鋁合金時，為改善排屑效果，β角可取大些。圖2-32中βx為切削刃上x點的螺旋角，rx為該點到中心的距離。

b.直徑d　麻花鉆的直徑是鉆頭兩刃帶之間的垂直距離，其大小按標準尺寸系列和螺紋孔的底孔直徑設計。

③麻花鉆的標注參考系　麻花鉆具有較復雜的外形和切削部分：為便于標注其幾何參數，依據麻花鉆的結構特點和工作時的運動特點，除基面pr、切削平面ps、正交平面po外，還使用了端平面pt、柱剖面pz和中剖面pc ，其定義分別如下。

端平面pt：與麻花鉆軸線垂直的平面。該平面也是切削刃上任意一點的背平面pp，并垂直于該點的基面。

柱剖面pz：主切削刃上任一點的柱剖面是通過該點，并以該點的回轉半徑為半徑和以麻花鉆軸線為軸心的圓柱面。它與該點的工作平面pf相切，并與基面在該點垂直。

中剖面pc：通過麻花鉆軸線，并與兩主切削刃相平行的軸向剖面。

圖2-33所示為麻花鉆的標注參考系。與車刀的標注參考系相比，雖然基面、切削平面、正交平面的定義相同，但位置不同。外圓車刀上各點的基面相互平行，而麻花鉆的主切削刃上各點的切削速度方向不同，基面的位置也不同（過軸心線并與選定點的速度方向垂直）。相應各點的切削平面和正交平面的位置也不相同。

④麻花鉆的幾何角度

a.頂角2?　如圖2-32所示，它是兩主切削刃在中剖面內投影的夾角。頂角越小，則主切削刃越長，切削寬度增加，單位切削刃上的負荷減輕，軸向力減小，這對鉆頭軸向穩定性有利。且外圓處的刀尖角增大，有利于散熱和提高刀具耐用度。但頂角減小會使鉆尖強度減弱，切屑變形增大，導致扭矩增加。標準麻花鉆的頂角2?約為118°±2°。

b.主偏角κr和端面刃傾角λt　麻花鉆主切削刃上選定點的主偏角，是在該點基面上主切削刃投影與鉆削進給方向之間的夾角。由于麻花鉆主切削刃上各點基面不同，各點的主偏角也隨之改變。麻花鉆磨出頂角2?后，各點的主偏角也就確定了，如圖2-34所示。它們之間的關系為

tanκr=tan?cosλt

式中　λt—— 選定點的端面刃傾角，它是主切削刃在端面中的投影與該點的基面之間的夾角。

由于切削刃上各點的刃傾角絕對值從外緣到鉆心逐漸變大，所以切削刃上各點的主偏角κr也是外緣處大，鉆心處小。

c.前角γox　在正交平面pox—pox內前刀面和基面間的夾角，如圖2-34所示。主切削刃上任一選定點的前角γox與該點的螺旋角βx、主偏角κr以及刃傾角的關系為

tanγox=tanβx/sinκrx+tanλtxcosκrx

由上式可知，由于βx從外徑向鉆心逐漸減小，λtx也逐漸減小（負值增大），在κrx一定時，前角γox變小，約由+30°減小到-30°，靠近鉆頭中心處切削條件很差。

d.后角αf　麻花鉆主切削刃上選定點的后角，用柱剖面中的軸向后角αf（相當于假定工作面內的后角）來表示，如圖2-34中的αfx。這個后角在一定程度上反映鉆頭作圓周運動時，后刀面與孔底加工表面之間的摩擦情況，也能直接反映出進給量對后角的影響，同時，αf角也便于測量。

鉆頭后角是刃磨得到的。刃磨時，要注意使其外緣處的后角磨得小些（約8°～10°），靠近鉆心處磨得大些（約20°～25°）。這樣可以與切削刃上各點前角的變化相適應，使各點的楔角大致相等，散熱體積基本一致，從而達到其鋒利程度、強度、耐用度的相對平衡，又能彌補由于鉆頭軸向進給運動而使刀刃上各點實際工作后角減少所產生的影響，同時還可改善橫刃的工作條件。鉆頭的名義后角是指外圓處的后角。

e.橫刃角度　如圖2-35所示，橫刃是麻花鉆端面上一段與軸線垂直的切削刃，該切削刃的角度包括橫刃斜角ψ、橫刃前角γoψ、橫刃后角αoψ。

（a）橫刃斜角ψ　在端平面中，橫刃與主切削刃之間的夾角。它是刃磨鉆頭時自然形成的，頂角、后角刃磨正常的標準麻花鉆ψ=47°～55°，后角越大，ψ角越小。ψ角減小會使橫刃的長度增大。

（b）橫刃前角γoψ　由于橫刃的基面位于刀具的實體內，故橫刃前角γoψ為負值。

（c）橫刃后角αoψ　橫刃后角αoψ=90°-|γoψ|。

對于標準麻花鉆，γoψ=-（54°～60°），αoψ=30°～36°。故鉆削時橫刃處金屬擠刮變形嚴重，軸向力很大。實驗表明，用標準麻花鉆加工時，約有50%的軸向力由橫刃產生。對于直徑較大的麻花鉆，一般均需修磨橫刃以減小軸向力。

（3）中心鉆　中心鉆是用來加工軸類零件中心孔的刀具，其結構主要有三種形式：帶護錐中心鉆［見圖2-36（a）］、無護錐中心鉆［見圖2-36（b）］和弧形中心鉆［見圖2-36（c）］。

（4）深孔鉆　通常把孔深與孔徑之比大于5～10倍的孔稱為深孔，加工所用的鉆頭稱為深孔鉆。

由于孔深與孔徑之比大，鉆頭細長，強度和剛度均較差，工作不穩定，易引起孔中心線的偏斜和振動。由于孔深度大，容屑及排屑空間小，切屑流經的路程長，切屑不易排除；深孔鉆頭是在封閉狀態下工作，切削熱不易散出，必須設法采取措施確保切削液的順利進入，充分發揮冷卻和潤滑作用。

深孔鉆有很多種，常用的有外排屑深孔鉆（圖2-37）、內排屑深孔鉆（圖2-38）和噴吸鉆（圖2-39）等。

噴吸方式常見的深孔鉆有噴吸鉆，由鉆頭、內管和外管三部分組成，如圖2-39所示。

（5）擴孔鉆　如圖2-40所示。擴孔鉆專門用來擴大已有孔，它比麻花鉆的齒數多（3～4個），容屑槽較淺，無橫刃，工作部分短，強度和剛度均較高，導向性和切削性較好，加工質量和生產效率比麻花鉆高。擴孔公差等級為IT10～IT9，表面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm，屬于半精加工。

常用的擴孔鉆有高速鋼整體擴孔鉆、高速鋼鑲套式擴孔鉆及硬質合金鑲齒套式擴孔鉆。

用擴孔工具對已有孔（鉆、鑄、鍛）進行擴大的一種加工方法，擴孔工具有麻花鉆和擴孔鉆兩種，精度要求不高的孔可用麻花鉆擴孔，精度要求較高的孔須用擴孔鉆進行擴孔。

（6）锪鉆　如圖2-41所示。锪鉆用于加工各種埋頭螺釘沉孔、錐孔和凸臺面等。常見的锪鉆有三種：圓柱形沉頭锪鉆［圖2-41（a）］、錐形沉頭锪鉆［圖2-41（b）］及端面凸臺锪鉆［圖2-41（c）］。

（7）鉸刀　鉸孔時，鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬層，以提高其尺寸精度和減小其表面粗糙度值，鉸孔是孔的精加工方法之一。鉸孔加工精度可達IT9～IT7級，表面粗糙度一般達Ra1.6～0.8μm。機鉸生產率高，勞動強度小，適宜于大批大量生產。

經過鉸孔的工件，孔既光潔又精確，不僅質量好，效率高，而且操作也很方便，在批量生產中已經被廣泛采用。鉸孔前一般先進行擴孔或車孔等半精加工，并留適當加工余量，一般為0.08～0.15mm。鉸孔可以在車床、鉆床、鏜床上進行機械鉸孔，也可以將工件裝夾在臺虎鉗上進行手工鉸孔。

①常用鉸刀的類型　如圖2-42所示。

②鉸刀的結構　鉸刀由工作部分、頸部和柄部組成，鉸刀的組成，如圖2-43所示。

常用的鉸刀可分為手用鉸刀和機用鉸刀，手用鉸刀用于手工鉸孔，工作部分比較長，柄部為直柄；機用鉸刀的工作部分比較短，多為錐柄，裝夾在鉆床或車床上進行鉸孔。

③保證鉸孔時的加工質量應注意問題

a.合理選擇鉸削余量和切削規范，鉸孔的余量視孔徑和工件材料及精度要求等而異。對孔徑為?5～?80mm ，精度為 IT7～IT10 級的孔，一般分粗鉸和精鉸。余量太小時，往往不能全部切去上工序的加工痕跡，同時由于刀齒不能連續切削而以很大的壓力沿孔壁打滑，使孔壁的質量下降；余量太大時，則會因切削力大，發熱多引起鉸刀直徑增大及顫動，致使孔徑擴大。加工余量可參見表2-8。

b.合理選用切削速度可以減少積屑瘤的產生，防止表面質量下降。

鉸削鑄鐵時可選為8～10m/min；鉸削鋼時的切削速度要比鑄鐵時低，粗鉸為4～10m/min，精鉸為1.5～5m/min 。鉸孔的進給量也不能太小，因進給量過小會使切屑太薄，致使刀刃不易切入金屬層面打滑，甚至產生啃刮現象，破壞了表面質量，還會引起鉸刀振動，使孔徑擴大。

c.合理選擇底孔。底孔（即前道工序加工的孔 ）好壞，對鉸孔質量影響很大。底孔精度低，就不容易得到較高的鉸孔精度。例如上一道工序造成軸線歪斜，由于鉸削量小，且鉸刀與機床主軸常采用浮動連接，故鉸孔時就難以糾正。對于精度要求高的孔，在精鉸前應先經過擴孔、鏜孔或粗鉸等工序，使底孔誤差減小，才能保證精鉸質量。

d.合理使用鉸刀。鉸刀是定尺寸精加工刀具，使用得合理與否，將直接影響鉸孔的質量。鉸刀的磨損主要發生在切削部分和校準部分交接處的后刀面上。隨著磨損量的增加，切削刃鈍圓半徑也逐漸加大，致使鉸刀切削能力降低，擠壓作用明顯，鉸孔質量下降，實踐經驗證明，使用過程中若經常用油石研磨該交接處，可提高鉸刀的耐用度。鉸削后孔徑是擴大或收縮以及其數值的大小，與具體加工情況有關。在批量生產時，應根據現場經驗或通過試驗來確定，然后才能確定鉸刀外徑，并研磨鉸刀。為了避免鉸刀軸線或進給方向與機床回轉軸線不一致，出現孔徑擴大或“喇叭口”現象，鉸刀和機床一般不用剛性連接，而可采用浮動夾頭來裝夾刀具。

⑤正確選擇切削液。鉸削時切削液對表面質量有很大影響，鉸孔時正確選用切削液，對降低摩擦系數，改善散熱條件以及沖走細屑均有很大作用，因而選用合適的切削液除了能提高鉸孔質量和鉸刀耐用度外，還能消除積屑瘤，減少振動，降低孔徑擴張量。

濃度較高的乳化油對降低粗糙度的效果較好，硫化油對提高加工精度效果較明顯。鉸削一般鋼材時，通常選用乳化油和硫化油。鉸削鑄鐵時，一般不加切削液，如要進一步提高表面質量，也可選用潤濕性較好、黏性較小的煤油做切削液。

（8）鏜刀　鏜刀用于加工機座、箱體、支架等外形復雜的大型零件上的直徑較大的孔（d>80mm），特別是有位置精度要求的孔和孔系。鏜刀的類型按切削刃數量可分為單刃鏜刀、雙刃鏜刀和多刃鏜刀；按工件的加工表面特征可分為通孔鏜刀、盲孔鏜刀、階梯孔鏜刀和端面鏜刀；按刀具結構可分為整體式、裝配式和可調式。

鏜刀可在車床、鏜床或銑床上使用，可加工精度不同的孔，加工精度可達IT7～IT6級，表面粗糙度Ra值達6.3～0.8μm。

①單刃鏜刀　普通單刃鏜刀只有一條主切削刃在單方向參加切削，其結構簡單、制造方便、通用性強，但剛性差，鏜孔尺寸調節不方便，生產效率低，對工人操作技術要求高。圖2-44為不同結構的單刃鏜刀。加工小直徑孔的鏜刀通常做成整體式，加工大直徑孔的鏜刀可做成機夾式或機夾可轉位式。鏜桿不宜太細太長，以免切削時產生振動。鏜桿、鏜刀頭尺寸與鏜孔直徑的關系見表2-9。

為了使鏜刀頭在鏜桿內有較大的安裝長度，并具有足夠的位置壓緊螺釘和調節螺釘，在鏜盲孔或階梯孔時，鏜刀頭在鏜桿上的安裝傾斜角δ一般取10°～45°，鏜通孔時取δ=0°，以便于鏜桿的制造。通常壓緊螺釘從鏜桿端面或頂面來壓緊鏜刀頭。新型的微調鏜刀調節方便，調節精度高，適用于坐標鏜床、自動線和數控機床。

鏜刀的剛性差，切削時易引起振動，所以錐刀的主偏角選得較大，以減小徑向力Fp。鏜鑄件孔或精鏜時，一般取κr=90°；粗鏜鋼件孔時，取κr=60°～75°，以提高刀具的耐用度。為避免工件材質不均等原因造成扎刀現象以及使刀頭底面有足夠支承面積，往往需要使鏜刀刀尖高于工件中心Δh值，一般取Δh=1/20D（工件孔徑）或更大些，使切削時鏜刀的工作前角減小，工作后角增大，所以在選擇鏜刀頭的前、后角時要相應地增大前角，減小后角。

②雙刃鏜刀　雙刃鏜刀是定尺寸的鏜孔刀具，通過改變兩刀刃之間距離，實現對不同直徑孔的加工。常用的雙刃鏜刀有固定式鏜刀、可調式雙刃鏜刀和浮動鏜刀三種。

a.固定式鏜刀　如圖2-45所示，工作時，鏜刀塊可通過斜楔或者在兩個方向傾斜的螺釘等夾緊在鏜桿上。鏜刀塊相對軸線的位置誤差會造成孔徑的誤差。所以，鏜刀塊與鏜桿上方孔的配合要求較高。刀塊安裝方孔對軸線的垂直度與對稱度誤差不大于0.01mm。固定式鏜刀用于粗鏜或半精鏜直徑大于40mm的孔。

b.可調式雙刃鏜刀　如圖2-46所示，采用一定的機械結構可以調整兩刀片之間的距離，從而使一把刀具可以加工不同直徑的孔，并可以補償刀具磨損的影響。

c.浮動鏜刀　浮動鏜刀（如圖2-47所示）特點是鏜刀塊自由地裝入鏜桿的方孔中，不需夾緊，通過作用在兩個切削刃上的切削力來自動平衡其切削位置，因此它能自動補償由刀具安裝誤差、機床主軸偏差而造成的加工誤差，能獲得較高的孔的直徑尺寸精度（IT7～IT6），但它無法糾正孔的直線度誤差和位置誤差，因而要求預加工孔的直線性好，表面粗糙度不大于Ra3.2μm。主要適用于單件、小批生產加工直徑較大的孔，特別適用于加工孔徑大（d>200） 而深（L/d>5）的筒件和管件孔。

浮動鏜刀的主偏角通常取為κr=1°30'～2°30'，κr角過大，會使軸向力增大，鏜刀在刀孔中摩擦力過大，會失去浮動作用。由于鏜桿上裝浮動鏜刀的方孔對稱于鏜桿中心線，所以在選擇前角、后角時，必須考慮工作角度的變化值，以保證切削輕快和加工表面質量。浮動鏜削的切削用量一般取為：vc=5～8m/min、f=0.5～1mm/r、ap=0.03～0.06mm。切削鋼件時用乳化液或硫化切削油，加工鑄鐵時用煤油或柴油作切削液。

3.砂輪

砂輪是由磨料加結合劑用燒結的方法而制成的多孔物體。由于磨料、結合劑及制造工藝等的不同，砂輪特性可能相差很大，對磨削的加工質量、生產效率和經濟性有著重要影響。圖2-48為砂輪結構及磨削示意圖。

磨削過程中，磨粒在高速、高壓與高溫的作用下，將逐漸磨損而變圓鈍。圓鈍的磨粒，切削能力下降，作用于磨粒上的力不斷增大。當此力超過磨粒強度極限時，磨粒就會破碎，產生新的較鋒利的棱角，代替舊的圓鈍的磨粒進行磨削；此力超過砂輪結合劑的黏結力時，圓鈍的磨粒就會從砂輪表面脫落，露出一層新鮮鋒利的磨粒，繼續進行磨削。砂輪的這種自行推陳出新、保持自身鋒銳的性能，稱為“自銳性”。

砂輪本身雖有自銳性，但由于切屑和碎磨粒會把砂輪堵塞，使它失去切削能力；磨粒隨機脫落的不均勻性，會使砂輪失去外形精度。所以，為了恢復砂輪的切削能力和外形精度，在磨削一定時間后，仍需對砂輪進行修整。

砂輪的特性包括磨料、粒度、硬度、結合劑、組織以及形狀和尺寸等。

（1）磨料　磨料分為天然磨料和人造磨料兩大類。一般天然磨料含雜質多，質地不勻；天然金剛石雖好，但價格昂貴。所以目前主要采用人造磨料。常用人造磨料可分為氧化物系、碳化物系和超硬磨料系三大類。氧化物系主要成分為Al2O3；碳化物系主要以碳化硅、碳化硼為基體，根據其純度或添加的金屬元素不同又可分為不同品種；超硬磨料系中主要有人造金剛石和立方氮化硼。各種常用磨料的名稱、代號、性能和用途見表2-10。

（2）粒度　粒度是指磨料顆粒的大小。GB/T 2481.1—2009《固結磨具用磨料　粒度組成的檢測和標記　第1部分：粗磨粒 F4-F220》、GB/T 2481.2—2009《固結磨具用磨料　粒度組成的檢測和標記　第2部分：微粉F230-F1200》規定，粒度號以每英寸（25.4mm）篩網長度上篩孔的數目來表示，粒度號越大，表示顆粒越細。一般磨粒（F4-F220，制砂輪用）用篩分法來確定粒度號；微粉F230-F1200用沉降法區別，主要用光電沉降儀區分，多用于研磨等精密加工和超精密加工。

粒度對磨削生產率和加工表面粗糙度影響很大。一般來說，粗磨用粗粒度，精磨用細粒度。當工件材料軟、塑性和磨削面積大時，為避免堵塞砂輪采用粗粒度。磨料粒度號和應用見表2-10。

（3）結合劑　把磨粒固結成磨具的材料稱為結合劑。結合劑的性能決定了磨具的強度、耐沖擊性、耐磨性和耐熱性，此外，它對磨削溫度和磨削表面質量也有一定的影響。常用結合劑及其選擇見表2-10。

（4）硬度　磨粒在磨削力作用下從磨具表面脫落的難易程度稱為硬度。砂輪硬度主要由結合劑的強度決定，反映了結合劑固結磨粒的牢固程度，與磨粒本身硬度無關。同一種磨料可以制成不同硬度的砂輪。砂輪硬就是磨粒固結得牢，不易脫落；砂輪軟，就是磨粒固結得不太牢，容易脫落。砂輪的硬度對磨削生產率和磨削表面質量都有很大的影響。如果砂輪太硬，磨粒磨鈍后仍不能脫落，則磨削效率很低，工件表面粗糙并可能被燒傷。如果砂輪太軟，磨粒未磨鈍已從砂輪上脫落，砂輪損耗大，形狀不易保持，影響工件質量。砂輪的硬度合適，磨粒磨鈍后因磨削力增大而自行脫落，使新的鋒利的磨粒露出，具有自銳性。砂輪自銳性好，磨削效率高，工件表面質量好，砂輪的損耗也小。

砂輪硬度選擇的原則，主要是根據加工工件材料的性質和具體的磨削條件。一般來說，工件材料較硬、砂輪與工件磨削接觸面較大、磨削薄壁零件及導熱性差的工件（如不銹鋼、硬質合金）、砂輪氣孔率較低時，需選用較軟的砂輪，內圓磨削和端面平磨與外圓磨削相比，半精磨與粗磨相比，樹脂與陶瓷相比，選用的砂輪硬度要低些。加工軟材料時，因易于磨削，磨粒不易磨鈍，砂輪應選硬一些，但對于像有色金屬這種特別軟而韌的材料，由于切屑容易堵塞砂輪，砂輪的硬度應選得較軟一些。精磨和成形磨削時，應選用硬一些的砂輪，以保持砂輪必要的形狀精度。

（5）組織　組織表示砂輪中磨料、結合劑和氣孔三者體積的比例關系，也表示砂輪結構的緊密或疏松程度。磨粒在砂輪體積中所占比例越大，砂輪的組織越緊密，氣孔越小；反之，組織越疏松。根據磨粒在砂輪中占有的體積分數（稱磨料率），砂輪的組織可分為緊密、中等、疏松三大類，如圖2-49所示，組織號細分為0～14，其中0～3 號屬緊密類；4～7 號屬中等類；8～14 號屬疏松類。

緊密類砂輪，氣孔率小，使砂輪變硬，容屑空間小，容易被磨屑堵塞，磨削效率較低。但可承受較大的磨削壓力，故適用于在重壓力下磨削（如手工磨削以及精磨、成形磨削等）。中等組織的砂輪適用于一般磨削。疏松類砂輪，磨粒占的比例越小，氣孔越大，砂輪越不易被切屑堵塞，切削液和空氣也易進入磨削區，使磨削區溫度降低，工件因發熱而引起的變形和燒傷減小，但疏松類砂輪易失去正確廓形，降低成形表面的磨削精度，增大表面粗糙度。故適用于粗磨、平面磨、內圓磨等磨削接觸面積較大的工件，以及磨削熱敏感性較強的材料、軟金屬和薄壁工件。常用的組織號為5。砂輪的組織及選擇見表2-10。

（6）砂輪的形狀、尺寸與標志　為了適應在不同類型的磨床上磨削各種不同形狀和尺寸工件的需要，砂輪需制成不同的形狀和尺寸。GB/T 2484—2006《固結磨具　一般要求》對砂輪的名稱、代號、形狀、尺寸標記等作了規定，砂輪的標志印在砂輪端面上，其順序是：形狀代號、尺寸、磨料、粒度號、硬度、組織號、結合劑和允許的最高線速度。例如圖2-50為砂輪標志。表2-11列出了常用砂輪的名稱、代號、斷面圖和基本用途。

4.銑刀

銑刀的種類很多，按安裝方法可分為帶孔銑刀和帶柄銑刀兩大類。帶孔銑刀（見圖2-51）一般用于臥式銑床，帶柄銑刀（見圖2-52）多用于立式銑床。

5.切齒刀具

切齒刀具是指切削各種齒輪、蝸輪、鏈輪和花鍵等齒廓形狀的刀具。切齒刀具種類繁多， 按照齒形的形成原理，切齒刀具可分為兩大類：成形法切齒刀具和展成法切齒刀具。

（1）成形法切齒刀具　這類刀具切削刃的廓形與被切齒槽形狀相同或近似相同。較典型的成形法切齒刀具有兩類。

①盤形齒輪銑刀　如圖2-53所示，盤形齒輪銑刀是一種把鏟齒成形銑刀，可加工直齒與斜齒輪。

②指形齒輪銑刀　如圖2-54所示，指形齒輪銑刀是一把成形立銑刀。工作時銑刀旋轉并進給，工件分度。這種銑刀適合于加工大模數的直齒、斜齒輪，并能加工人字齒輪。

（2）展成法切齒刀具　這類刀具切削刃的廓形不同于被切齒輪任何剖面的槽形。切齒時除主運動外，還需有刀具與齒坯的相對嚙合運動，稱為展成運動。工件齒形是由刀具齒形在展成運動中若干位置包絡切削形成的。

展成切齒法的特點是一把刀具可加工同一模數的任意齒數的齒輪，通過機床傳動鏈的配置實現連續分度，因此刀具通用性較廣，加工精度與生產率較高。在成批加工齒輪時被廣泛使用。較典型的展成切齒刀具有齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀及蝸輪滾刀等。

①齒輪滾刀　圖2-55所示是齒輪滾刀的工作情況。滾刀相當于一個開有容屑槽的，有切削刃的蝸桿狀的螺旋齒輪。滾齒可對直齒或斜齒輪進行粗加工或半精加工。

②插齒刀　圖2-56所示為插齒刀的類型。插齒刀相當于一個有前后角的齒輪。插齒刀與齒坯嚙合傳動比由插齒刀的齒數與齒坯的齒數決定，在展成滾切過程中切出齒輪齒形。插齒刀常用于加工帶臺階的齒輪如雙聯齒輪、三聯齒輪等，特別能加工內齒輪及無空刀槽的人字齒輪，故在齒輪加工中應用很廣。

常用的直齒插齒刀已標準化，按照國家標準GB/T 6081—2001規定，直齒插齒刀有盤形、碗形和錐柄插齒刀。

③剃齒刀　圖2-57所示為剃齒刀的工作情況。剃齒刀相當于齒側面開有屑槽形成切削刃的螺旋齒輪。剃齒時剃齒刀帶動齒坯滾轉，相當于一對螺旋齒輪的嚙合運動。在一定嚙合壓力下剃齒刀與齒坯沿齒面的滑動將切除齒側的余量，完成剃齒工作。剃齒刀常用于未淬火的軟齒面的精加工，其精度可達IT6級以上，且生產效率很高，因此應用十分廣泛。

④蝸輪滾刀　如圖2-58所示，蝸輪滾刀是利用蝸桿與蝸輪嚙合原理工作的，所以蝸輪滾刀產形蝸桿的參數均應與工作蝸桿相同，加工時，蝸輪滾刀與蝸輪的軸相交、中心距也應與蝸桿、蝸輪副工作狀態相同。蝸輪滾刀加工蝸輪可采用徑向進給或切向進給，如圖2-59所示。

6.其他刀具

（1）拉刀　拉削是用拉刀加工內、外成形表面的一種加工方法。如圖2-60所示，拉刀是多齒刀具，拉削時，利用拉刀上相鄰刀齒的尺寸變化來切除加工余量，使被加工表面一次拉削成形，因此拉床只有主運動，無進給運動，進給量是由拉刀的齒升量來實現的。

（2）刨刀　刨削是平面加工的主要方法之一。刨削所用刀具稱為刨刀（圖2-61），常見刨刀有平面刨刀、偏刀、角度刀及成形刨刀。刨削屬于斷續切削，切削時沖擊很大，容易發生“崩刃”和“扎刀”現象，因而刨刀刀桿截面比較粗大，以增加刀桿的剛性，而且往往做成彎頭，使刨刀在碰到硬點時可適當產生彎曲變形而緩和沖擊，以保護刀刃。

（3）插刀　插削與刨削基本相同，只是插削是在垂直方向進給。常用插刀形狀見圖2-62，插削時為了避免刀桿與工件相碰，插刀刀刃應該突出于刀桿。

2.3.3　刀具切削部分的幾何角度

刀具的種類繁多，形狀各異（如車刀、鉆頭、銑刀等），它們的幾何形狀各不相同，復雜程度也有差異。各類刀具都有各自的特性，又都存在著共性。但無論哪種刀具都由承擔切削功能的切削部分和用于裝夾的部分組成。其中以車刀最為簡單常用，其他各種刀具的切削部分，均可看作是車刀的演變和組合。

以車刀為例了解各種類型刀具的特性，逐步認識其共性。

車刀由兩大組成部分：夾持部分（刀體）和切削部分（刀頭），刀頭為車刀的切削部分，它由三面（前刀面、主后刀面、副后刀面）、二刃（主切削刃，副切削刃）、一尖（刀尖）組成，如圖2-63所示。

1.刀具切削部分的構成要素

刀具切削部分主要由刀面和切削刃兩部分構成。

（1）前面（前刀面）Ar　刀具上切屑流出的表面。

（2）后面（后刀面）Aα　刀具上與工件新形成的過渡表面相對的刀面。

（3）副后面（副后刀面）A'α　刀具上與工件新形成的過渡表面相對的刀面。

（4）主切削刃S　前面與后面形成的交線，在切削中承擔主要的切削任務。

（5）副切削刃S'　前面與副后面形成的交線，它參與部分的切削任務。

（6）刀尖　主切削刃與副切削刃匯交的交點或一小段切削刃，如圖2-64所示。

2.刀具角度參考平面與刀具角度參考系

為了保證切削加工的順利進行，獲得合格的加工表面，所用刀具的切削部分必須具有合理的幾何形狀。刀具角度是用來確定刀具切削部分幾何形狀的重要參數。

為了描述刀具幾何角度的大小及其空間的相對位置，可以利用正投影原理，采用多面投影的方法來表示。用來確定刀具角度的投影體系，稱為刀具角度參考系，參考系中的投影面稱為刀具角度參考平面。

用來確定刀具角度的參考系有兩類：一類為刀具角度靜止參考系，它是刀具設計時標注、刃磨和測量的基準，用此定義的刀具角度稱為刀具標注角度；另一類為刀具角度工作參考系，它是確定刀具切削工作時角度的基準，用此定義的刀具角度稱為刀具的工作角度。

（1）刀具角度參考平面　用于構成刀具角度的參考平面主要有基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面，如圖2-65所示。

①基面pr　過切削刃選定點，垂直于主運動方向的平面。通常，它平行（或垂直）于刀具上的安裝面（或軸線）的平面。

②切削平面ps　過切削刃選定點，與切削刃相切，并垂直于基面pr的平面。它也是切削刃與切削速度方向構成的平面。

③正交平面po　過切削刃選定點，同時垂直于基面pr與切削平面ps的平面。

④法平面pn　過切削刃選定點，并垂直于切削刃的平面。

⑤假定工作平面pf　過切削刃選定點，平行于假定進給運動方向，并垂直于基面pr的平面。

⑥背平面pp　過切削刃選定點，同時垂直于假定工作平面pf與基面pr的平面。

（2）刀具角度參考系　刀具標注角度的參考系主要有三種：正交平面參考系、法平面參考系和假定工作平面參考系。

①即正交平面參考系　由基面pr、切削平面ps和正平面po構成的空間三面投影體系稱為正交平面參考系。

②法平面參考系　由基面pr、切削平面ps和法平面pn構成的空間三面投影體系稱為法平面參考系。

③假定工作平面參考系　由基面pr、假定工作平面pf和背平面pp構成的空間三面投影體系稱為假定工作平面參考系。

3.刀具的標注角度

車刀的角度是在切削過程中形成的，它們對加工質量和生產率等起著重要作用。在切削時，與工件加工表面相切的假想平面稱為切削平面，與切削平面相垂直的假想平面稱為基面，另外采用機械制圖的假想剖面（主剖面）， 由這些假想的平面再與刀頭上存在的三面二刃就可構成實際起作用的刀具角度。對車刀而言，基面呈水平面，并與車刀底面平行。切削平面、主剖面與基面是相互垂直的（圖2-66）。

車刀的主要角度有前角γo、后角αo、主偏角κr、副偏角κ'r和刃傾角λs（圖2-67）。

（1）前角γo　前刀面與基面之間的夾角，表示前刀面的傾斜程度。前角可分為正、負、零，前刀面在基面之下則前角為正值，反之為負值，相重合為零。一般所說的前角是指正前角而言。如圖2-68（a）所示。

前角的作用：增大前角，可使刀刃鋒利、切削力降低、切削溫度低、刀具磨損小、表面加工質量高。但過大的前角會使刃口強度降低，容易造成刃口損壞。

選擇原則：用硬質合金車刀加工鋼件（塑性材料等），一般選取γo=10°～20°；加工灰口鑄鐵（脆性材料等），一般選取γo=5°～15°。精加工時，可取較大的前角，粗加工應取較小的前角。工件材料的強度和硬度大時，前角取較小值，有時甚至取負值。

（2）后角αo　主后刀面與切削平面之間的夾角，表示主后刀面的傾斜程度。

主后刀面與切削平面重合時，后角為零；主后刀面與基面之間的夾角小于90°時，后角為正；主后刀面與基面之間的夾角大于90°時，后角為負，如圖2-68（a）所示。

后角的作用：減少主后刀面與工件之間的摩擦，并影響刃口的強度和鋒利程度。

一般后角可取αo=6°～8°。

（3）主偏角κr　主切削刃與進給方向在基面上投影間的夾角。

主偏角的作用：影響切削刃的工作長度（圖2-69）、切深抗力、刀尖強度和散熱條件。主偏角越小，則切削刃工作長度越長，散熱條件越好，但切深抗力越大（圖2-70）。

選擇原則：車刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°幾種。工件粗大、剛性好時，可取較小值。車細長軸時，為了減少徑向力而引起工件彎曲變形，宜選取較大值。

（4）副偏角κ'r　副切削刃與進給方向在基面上投影間的夾角。

副偏角的作用：影響已加工表面的表面粗糙度（圖2-71），減小副偏角可使已加工表面光潔。

選擇原則：一般選取κ'r=5°～15°，精車時可取5°～10°，粗車時取10°～15°。

（5）刃傾角λs　主切削刃與基面間的夾角。主切削刃與基面重合或平行時，刃傾角為零；刀尖為切削刃最高點時，刃傾角為正值；刀尖處于最低點時，刃傾角為負值［圖2-68（b）］。

刃傾角的作用：主要影響主切削刃的強度和控制切屑流出的方向。以刀桿底面為基準，當刀尖為主切削刃最高點時，λs為正值，切屑流向待加工表面，如圖2-72（a）所示；當主切削刃與刀桿底面平行時，λs=0°，切屑沿著垂直于主切削刃的方向流出，如圖2-72（b）所示；當刀尖為主切削刃最低點時，λs為負值，切屑流向已加工表面，如圖2-72（c）所示。

選擇λs原則：一般λs在0°～±5°之間選擇。粗加工時，常取負值，雖切屑流向已加工表面無妨，但保證了主切削刃的強度好。精加工常取正值，使切屑流向待加工表面，從而不會劃傷已加工表面的質量。

圖2-73為車外圓時偏刀的幾何角度。圖2-74為切斷刀的幾何角度。

在假定工作平面pf和背平面pp中測量的刀具角度有：側前角γf、側后角αf、背前角γp和背后角αp，如圖2-75所示。

2.3.4　刀具工作角度

刀具在使用中，應考慮合成運動和實際安裝情況。按照刀具工作的實際情況，所確定的刀具角度參考系稱刀具工作角度參考系，在刀具工作角度參考系中標注的刀具角度稱刀具工作角度。

通常進給運動在合成切削運動中起的作用很小，在一般安裝條件下，可用標注角度代替工作角度。

（1）進給運動對刀具工作角度的影響（橫車時）　切斷刀切斷工件時的情況如圖2-76所示。

當考慮進給運動時，切削刃上A點的運動軌跡是一條阿基米德螺旋線，實際切削平面Pse為過A點且切于螺旋線的平面，實際基面Pre為過A點與Pse垂直的平面，在實際測量平面內的前、后角分別稱為工作前角γoe和工作后角αoe，其大小為：

γoe=γo+η

αoe=αo-η

式中　η——合成切削速度角，是主運動方向與合成切削速度方向的夾角；

f——刀具相對工件的橫向進給量，mm/r；

dw——切削刃上選定點A處的工件直徑，mm。

不難看出，切削刃越接近工件中心，dw值越小，η值越大，γoe越大，而αoe越小，甚至變為零或負值，對刀具的工作越不利。

（2）刀尖位置高低對工作角度的影響　安裝時，刀尖不一定在機床中心高度上。如刀尖高于機床中心高度，如圖2-77所示。

此時選定點A的基面和切削平面已變為過A點的徑向平面pre和與之垂直的切平面pse，其工作前角和后角分別為γpe、αpe。可見刀具工作前角γpe比標注前角γp增大了，工作后角αpe比標注后角αp減小了。其關系為：

γpe=γp+θp

αpe=αp-θp

式中　θp——刀尖位置變化引起前后角的變化值，rad；

h——刀尖高于機床中心線的數值，mm；

dw——工件直徑，mm。

2.3.5　刀具幾何參數的合理選擇

刀具的幾何參數除包括刀具的切削角度外，還包括刀面的形式，切削刃的形狀，刃區型式（切削刃區的剖面型式）等。刀具幾何參數對切削時金屬的變形、切削力、切削溫度和刀具磨損都有顯著影響，從而影響生產率、刀具壽命、已加工表面質量和加工成本。為充分發揮刀具的切削性能，除應正確選用刀具材料外，還應合理選擇刀具幾何參數。

1.前角的選擇

前角的大小決定切削刃的鋒利程度和強固程度。增大前角可使刀刃鋒利，使切削變形減小，切削力和切削溫度減小，可提高刀具壽命，并且，較大的前角還有利于排除切屑，使表面粗糙度減小。但是，增大前角會使刃口楔角減小，削弱刀刃的強度，同時，散熱條件惡化，使切削區溫度升高，導致刀具壽命降低，甚至造成崩刃。所以前角不能太小，也不能太大。

刀具合理前角通常與工件材料、刀具材料及加工要求有關。

首先，當工件材料的強度、硬度大時，為增加刃口強度，降低切削溫度，增加散熱體積，應選擇較小的前角；當材料的塑性較大時，為使變形減小，應選擇較大的前角；加工脆性材料，塑性變形很小，切屑為崩碎切屑，切削力集中在刀尖和刀刃附近，為增加刃口強度，宜選用較小的前角。通常加工鑄鐵γopt=5°～15°；加工鋼材γopt=10°～12°；加工紫銅γopt=25°～35°；加工鋁γopt=30°～40°。

其次，刀具材料的強度和韌性較高時可選擇較大的前角。如高速鋼強度高，韌性好；硬質合金脆性大，怕沖擊；而陶瓷刀應比硬質合金刀的合理前角還要小些。

此外，工件表面的加工要求不同，刀具所選擇的前角大小也不相同。粗加工時，為增加刀刃的強度，宜選用較小的前角；加工高強度鋼斷續切削時，為防止脆性材料的破損，常采用負前角；精加工時，為增加刀具的鋒利性，宜選擇較大前角；工藝系統剛性較差和機床功率不足時，為使切削力減小，減小振動、變形，故選擇較大的前角。

2.后角的選擇

刀具后角的作用是減小切削過程中刀具后刀面與工件切削表面之間的摩擦。后角增大，可減小后刀面的摩擦與磨損，刀具楔角減小，刀具變得鋒利，可切下很薄的切削層；在相同的磨損標準VB時，所磨去的金屬體積減小，使刀具壽命提高；但是后角太大，楔角減小，刃口強度減小，散熱體積減小，αo將使刀具壽命減小，故后角不能太大。

刀具的合理后角的選擇主要依據切削厚度ac（或進給量f）的大小。ac增大，前刀面上的磨損量加大，為使楔角增大以增加散熱體積，提高刀具壽命，后角應小些；ac減小，磨損主要在后刀面上，為減小后刀面的磨損和增加切削刃的鋒利程度，應使后角增大。一般車刀合理后角αopt與進給量f的關系為：f>0.25mm/r，αopt=5°～8°；f≤0.25mm/r，αopt=10°～12°。

刀具合理后角αopt取決于切削條件，一般原則如下。

（1）材料較軟，塑性較大時，已加工表面易產生硬化，后刀面摩擦對刀具磨損和工件表面質量影響較大，應取較大的后角；當工件材料的強度或硬度較高時，為加強切削刃的強度，應選取較小的后角。

（2）切削工藝系統剛性較差時，易出現振動應使后角減小。

（3）對于尺寸精度要求較高的刀具，應取較小的后角。這樣可使磨耗掉的金屬體積較多，刀具壽命增加。

（4）精加工時，因背吃刀量ap及進給量f較小，使得切削厚度較小，刀具磨損主要發生在后面，此時宜取較大的后角。粗加工或刀具承受沖擊載荷時，為使刃口強固，應取較小后角。

（5）刀具的材料對后角的影響與前角相似。一般高速鋼刀具可比同類型的硬質合金刀具的后角大2°～3°。

（6）車刀的副后角一般與主后角數值相等，而有些刀具（如切斷刀）由于結構的限制，只能取得很小。

3.主偏角的選擇

主偏角κr的大小影響著切削力、切削熱和刀具壽命。當切削面積Ac不變時，主偏角減小，使切削寬度aw增大，切削厚度ac減小，會使單位長度上切削刃的負荷減小。使刀具壽命增加；主偏角減小，刀尖角εr 增大，使刀尖強度增加，散熱體積增大，使刀具壽命提高；主偏角減小，可減少因切入沖擊而造成的刀尖損壞；減小主偏角可使工件表面殘留面積高度減小，使已加工表面粗糙度減小。但是，減小主偏角，將使徑向分力Fp增大，引起振動及增加工件撓度，這會使刀具壽命下降，已加工表面粗糙度增大及降低加工精度。主偏角還影響斷屑效果和排屑方向。增大主偏角，使切屑窄而厚，易折斷。對鉆頭而言，增大主偏角，有利于切屑沿軸向順利排出。因此，主偏角可根據不同加工條件和要求選擇使用，一般原則如下。

（1）粗加工、半精加工和工藝系統剛性較差時，為減小振動提高刀具壽命，選擇較大的主偏角。

（2）加工很硬的材料時，為提高刀具壽命，選擇較小的主偏角。

（3）據工件已加工表面形狀選擇主偏角。如加工階梯軸時，選κr= 90°；需45°倒角時，選κr= 45°等。

（4）有時考慮一刀多用，常選通用性較好的車刀，如κr=45°或κr=90°等。

4.副偏角的選擇

副偏角κ'r的作用是減小副切削刃和副后刀面與工件已加工表面間的摩擦。副偏角對刀具耐用度和已加工表面粗糙度都有影響。副偏角減小，會使殘留面積高度減小，已加工表面粗糙度減小；同時，副偏角減小，使副后刀面與已加工表面間摩擦增加，徑向力增加，易出現振動。但是，副偏角太大，使刀尖強度下降，散熱體積減小，刀具壽命減小。

一般選取：精加工κ'r =5°～10°；粗加工κ'r=10°～15°。

有些刀具因受強度及結構限制（如切斷車刀），取κr' =1°～2°。

5.刃傾角的選擇

刃傾角λs的作用是控制切屑流出的方向、影響刀頭強度和切削刃的鋒利程度。當刃傾角λs>0°時，切屑流向待加工表面；λs=0°時，切屑沿主剖面方向流出；λs<0°時，切屑流向已加工表面，如圖2-78所示。粗加工時宜選負刃傾角，以增加刀具的強度；在斷續切削時，負刃傾角有保護刀尖的作用，因此，當λs=0°時，切削刃全長與工件同時接觸，因而沖擊較大；當λs>0°時，刀尖首先接觸工件，易崩刀尖；當λs<0°時，離刀尖較遠處的切削刃先接觸工件，保護刀尖。當工件剛性較差時，不易采用負刃傾角，因為負刃傾角將使徑向切削力FP增大。精加工時宜選用正刃傾角，可避免切屑流向已加工表面，保證已加工表面不被切屑碰傷。大刃傾角刀具可使排屑平面的實際前角增大，刃口圓弧半徑減小，使刀刃鋒利，能切下極薄的切削層（微量切削）。

刃傾角主要由切削刃強度與流屑方向而定。一般加工鋼材和鑄鐵時，粗車取λs=-5°～0°，精車取λs=0°～5°，有沖擊負荷時取λs=-15°～-5°。

刀具各角度間是互相聯系互相影響的，而任何一個刀具的合理幾何參數，都應在多因素的互相聯系中確定。

2.3.6　切削液的合理選擇

1.切削液的作用

切削液進入切削區域，可以改善切削條件，提高工件的加工質量和切削效率。與切削液有相似功效的還有某些氣體和固體，如壓縮空氣、二硫化鋁和石墨等。切削液的主要作用如下。

（1）冷卻作用　切削液能從切削區域帶走大量的熱量，從而降低切削區的溫度。切削液冷卻性能的好壞，取決于它的熱導率、比熱容、汽化熱、汽化速度、流量和流速等。

（2）潤滑作用　切削液能滲透到刀具與切屑和加工表面之間，形成一層潤滑膜，以減小他們之間的摩擦。切削液的潤滑效果主要取決于切削液的滲透能力、吸附成膜能力和潤滑膜的強度等。

（3）清洗作用　切削液大量流動，可以沖走切削區域和機床上的細小切屑和脫落的磨粒。清洗性能的好壞，主要取決于切削液的流動性、使用壓力和切削液的油性。

（4）防銹作用　在切削液中加入防銹劑，可在金屬表面形成一層保護膜，對工件、機床、刀具和夾具等都能起到防銹作用。防銹作用的強弱，主要取決于切削液本身的成分和添加劑的作用。

2.切削液的種類

（1）水溶液　水溶液是以水為主要成分的切削液。

（2）切削油　切削油的主要成分是礦物油。可在其中加入油性添加劑和極壓添加劑，以改善其油性及極壓性。

（3）乳化液　乳化液是通過乳化添加劑形成的切削油和水溶液的混合液。其性能介于水溶液和切削油之間。也可在其中加入油性添加劑或極壓添加劑，以改善其油性或極壓性。

3.切削液的選擇原則

切削加工的多樣性導致切削液選擇的復雜性，切削液的選擇原則較多，大致可歸納為如下幾條。

（1）能延長刀具壽命　這是大多數情況下切削液應具有的重要功能。切削液通過降低刀尖溫度以延長刀具壽命。在正常切削速度范圍內，使用高速鋼刀具是通過化學作用生成潤滑膜來減輕摩擦、降低溫度的。對硬質合金鋼刀具，選擇切削液應注意通過熱傳遞（冷卻作用）來降低刀尖溫度。

（2）能改善工件表面粗糙度　在低速加工中（如攻絲）采用具有化學活性的切削液可減少切屑瘤，從而改善加工件的表面粗糙度。

（3）易清除切屑　清除切屑是切削液的一項重要性能。如在鉆孔中，需用切削液及時將切屑排出孔外。切削液的密度和流速對清除切屑有重要影響。具有較大密度及較高流速工作的切削液可表現出良好的排屑性能，因較重的液體在高流速下可傳遞更多的功能以達到清除切屑的目的。通常水基切削液較油基切削液的密度大，具有更好的排屑性能。

（4）淺色、低揮發性、低氣味　工廠中的操作人員都喜歡擁有一個良好的工作環境，因而不喜歡使用對皮膚有刺激性、易產生油霧、易弄臟衣服的切削液。

（5）具有潤滑性和抑制腐蝕的能力　選擇切削液時還應考慮的兩個因素是潤滑性和抑制腐蝕的能力。就流體潤滑而言，當加工件需依靠切削液潤滑時，其潤滑作用變得非常重要。切削油相對于水基液而言具有更好的潤滑性，使用水基液應具有良好的抗腐蝕性能，某些添加劑應能在加工件表面和刀具上形成保護膜，隔離空氣中的氧氣起到防銹作用。在某些場合下，因防銹劑及減摩劑的失效需定期更換切削液。

4.影響切削液性能的因素

切削液的使用性能主要表現為冷卻與減摩作用。

（1）冷卻性能　切削液的冷卻能力可粗略地通過比熱來確定。比熱越大，冷卻性能越佳。此外，影響切削液性能的因素還有密度、黏度及表面張力。密度越大、黏度越低、表面張力越小的切削液其冷卻性能越好。根據上述性能，水可很好地用于切削液，當使用特殊的添加劑后，可降低表面張力，有利于冷卻。此外，水還具有很高的蒸發潛熱，對提高切削液冷卻性能十分有利。

（2）減摩性能　切削液的減摩性能取決于化學組成。天然脂肪油含有減摩成分，具有良好的減摩性能；而礦物油和水基乳化液則依賴于添加劑，但不能僅憑加入的添加劑來判定切削液的性能優劣，關鍵應看添加劑在實際切削試驗中是否能在加工工件、刀具表面上形成良好的潤滑膜。若所加入的添加劑之間發生不利的化學反應，則不能充分發揮添加劑的功能。