金属切削基础知识与刀具选用;1.1金属切削基本概念;1．主运动
切削运动中直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，以形成工件新表面的运动是主运动。一般来说，主运动是产生主切削力的运动，由机床主轴提供，其运动速度高，消耗的切削功率大。通常主运动只有1个，它可由工件运动完成，也可由刀具运动完成，如车削时由车床主轴带动工件的回转运动，如图所示；钻削和铣削时由机床主轴带动的刀具回转运动。;2．进给运动
结合主运动把切削层不断地投入切削，以完成对一个表面切削的运动是进给运动，如车削时刀具的走刀运动（见图），铣削时的工件的纵向、横向移动等。进给运动速度小，消耗的功率少。切削加工中进给运动可以是1个、2个或多个，甚至可能没有，如拉床。进给运动可连续可间断。;在切削过程中，工件上的多余金属层不断地被刀具切除而转变为切屑，同时工件上形成3个不断变化的表面，这些表面可分为如下三种。
（1）待加工表面：工件上有待切除的表面称为待加工表面。
（2）已加工表面：工件上经刀具切削后产生的表面称为已加工表面。
（3）过渡表面：主切削刃正在
切削的表面，它在切削过程中不断
变化，是待加工表面与已加工表面的
连接表面。;切削速度vc、进给量?和背吃刀量ap是切削用量三要素，总称为切削用量，如图所示。;2．进给量
（1）进给量f。进给量是刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用刀具或工件每转（主运动为旋转运动时）或双行程（主运动为直线运动时）的位移量来表达，符号是f，单位为mm/r或mm/双行程。
（2）进给速度vf。是刀具切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。进给速度用符号vf表示，单位是mm/min。
（3）每齿进给量fz。对于多齿刀具（如铣刀），每转或每行程中每齿相对于工件在进给运动方向上的位移量称为每齿进给量fz，单位为mm/齿。
;3．背吃刀量
车削加工中，刀具的横向进给（也称为吃刀）和铣削加工中刀具的横向进给是间歇的进给运动，是由机床的吃刀机构提供的，也称为吃刀运动。通常把切削加工中的吃刀深度称为背吃刀量，用符号ap表示，单位为mm。车削中背吃刀量是指已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。外圆车削时，其背吃刀量ap等于工件上已加工表面dw与待加工表面dm之间的垂直距离，如图所示，即：;外圆车刀的构造如图所示，包括刀体和刀头（切削部分）两部分。刀柄是定位和夹持的部分，刀头用于切削工件。
1．前面：又叫前刀面，指刀具上切屑流过的表面。
2．主后面：又叫主后刀面，刀具上与工件过渡表面相对的表面。
3．副后面：又叫副后刀面，刀具上与工件已加工表面相对的表面。
4．主切削刃：刀具前面与主后面相交而得到的刃边（或棱边），用于切出工件上的过渡表面，它承担主要的切削工作。
5．副切削刃：刀具前面与副后面相交而得到的刃边，它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。
6．刀尖：是指主切削刃与副切削刃连接处相当少的一部分切削刃。;其他各类刀具，如刨刀、钻头、铣刀等，都可以看做是车刀的演变和组合。钻头可看做是两把一正一反并在一起同时镗削孔壁的车刀，因此有两个主切削刃和两个副切削刃，另外还多了一个横刃；铣刀可看做由多把车刀组合而成的复合刀具，每一个刀齿相当于一把车刀。;刀具在切削加工中，要承受很大的切削力作用，在加工余量不均匀或断续切削时，刀具还要承受冲击载荷和震动，切削层金属与刀具表面相互接触、相对运动，刀具受到剧烈的摩擦作用，并产生大量的热量，使刀具受到热冲击、热应力，尤其是切削刃及相邻的前面和后面，长期处在切削高温环境中工作。为了适应如此繁重的切削负荷和恶劣的工作条件，刀具材料必须具备相应的物理、化学和机械性能。
从切削加工的使用实际出发，刀具材料应具备如下性能。
1．高硬度
2．高耐磨性
3．足够的强度和韧性
4．高的耐热性（热稳定性）
5．良好的热物理性能和耐热冲击性能
6．良好的工艺性;刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢因耐热性较差，通常只用于制造手工工具和切削速度较低的刀具，陶瓷、金刚石、立方氮化硼仅用于有限场合，目前生产中使用最多的刀具材料是高速钢和硬质合金。各种刀具材料的物理力学性能如表1所示。;高速钢，俗称白钢条、锋钢，是在合金工具钢中加入了较多的钨、铬、钼、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的硬度（热处理硬度可达63～66?HRC）和耐热性（600～650?℃），切削中碳钢的速度一般不高于50～60?m/min，具有高的强度（抗弯强度为一般硬质合金的2～3倍）和韧性，刀刃锋利，能抵抗一定的冲击震动。它具有较好的工艺性，可以制造刃形复杂的刀具，如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀和齿轮刀具等。高速钢刀具可加工从碳钢到合金钢，从有色金属到铸铁等多种材料。
高速钢按用