第二章：刀具材料
第二章 第五节刀具选用与工件装夹
１）材料：刀片材料通常有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、 陶瓷、立方碳化硼或金刚石等种类。 2）尺寸：刀片尺寸参数为有效切削刃长度、被吃刀量、主偏角 等。 ３）形态：根据表面形状、切削方式、转位次数等分为很多类 型的刀片，用于不同加工场合。 ４）刀尖半径：粗加工、工件直径大、要求刀刃强度高、机床 刚度大时选大刀尖圆弧；精加工、切深小、细长轴加工、机 床刚度小选小刀尖圆弧。
第二章 数控车床加工工艺设计
2.6.1、数控车削加工工序卡片
数控车削加工工序卡与普通车削加工工序卡有许多相似之处，所不同 的是：加工图中应注明编程原点与对刀点，要进行编程简要说明及切削参 数的选定。见表2-5。 一、数控车削加工工序卡片 在工序加工内容不十分复杂的情况下，用数控加工工序卡的形式较好， 可以把零件加工图、尺寸、技术要求、工序内容及程序要说明的问题集中 反映在一张卡片上，做到一目了然
第二章 数控车床加工工艺设计
３、刀杆安装时应注意的问题
车刀安装时其底面应清洁无粘着物。若使用垫片调 整刀尖高度，垫片应平直，最多不能超过三块。如果 内侧和外侧面也须作安装的定位面，则也应擦净。 刀杆伸出长度在满足加工要求下应尽可能短，一般 伸出长度是刀杆高度的1.5倍。如确要伸出较长才能满 足加工需要，也不能超过刀杆高度的3倍。
第二章 数控车床加工工艺设计
2-5计算图2-20所示零件的编程尺寸，并确定编程原点，计算各基点 坐标。
１）被加工工件的材料性能 金属与非金属材料，其硬度、刚 度、塑性、韧性及耐磨性等。 ２）加工工艺类别 车削、钻削、镗削或粗加工、半精加工、
精加工和超精加工等。
３）工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。
４）刀具能承受的切削用量。
《金属切削原理与刀具》知识点总结
《金属切削原理与刀具》知识点总结第一章金属切削原理金属切削原理是金属切削工艺的基础，本章主要介绍了金属切削的基本原理，包括金属切削过程、刀具与被切削材料接触形式、切削能量与热力学原理、切削硬度与切削力的关系等。
第二章刀具材料与结构刀具材料与结构对切削加工的质量和效率有重要影响，本章主要介绍了刀具材料的选择与评价，以及刀具的结构与分类。
刀具材料的选择包括一般刀具材料、质子刀具材料和陶瓷刀具材料等。
第三章切削力分析与测定切削力是切削加工过程中的重要参数，正确定量和测定切削力对于提高切削加工的效率和质量至关重要。
本章主要介绍了切削力的分析与计算方法，以及切削力的测定方法，包括间隙力法、应力传感器法、功率法和应力波法等。
第四章刨削刨削是一种通过切削工具的多齿切削运动将金属材料切割成所需形状和尺寸的加工方法。
本章主要介绍刨削的工艺流程、刨削用刀具和切削参数的选择，以及刨削的切削力分析与测定方法。
第五章车削车削是一种利用车床刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工领域。
本章主要介绍了车削的工艺流程、车削刀具的选择和切削参数的确定，以及车削的主要工艺规律和效果评定方法。
第六章铣削铣削是一种通过旋转刀具进行切削的加工方法，广泛应用于金属加工和模具制造等领域。
本章主要介绍了铣削的工艺流程、铣削刀具的选择和切削参数的确定，以及铣削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。
第七章钻削钻削是一种利用钻头进行切削的加工方法，广泛应用于孔加工和螺纹加工等领域。
本章主要介绍了钻削的工艺流程、钻头的选择和切削参数的确定，以及钻削中的刀具磨损与刀具寿命评价方法。
第八章线切割线切割是一种利用细金属丝进行切削的加工方法，主要用于金属板材的切割。
本章主要介绍了线切割的工艺流程、线切割刀具的选择和切削参数的确定，以及线切割中的切削质量评价方法和切削速度对切割效果的影响。
此外，本书还包括金属切削中的润滑与冷却、数控机床中的刀具管理、切削机床中的刀具装夹等内容，为读者提供了全面的金属切削工艺和刀具知识。
刀具材料
补充一些常用牌号: 高碳高速钢: W18Cr4V(9W18) , W6Mo5Cr4V2(CM2) 其碳的质量分数从普通高速钢的0.7％～0.8％增加 到0. 9％～l .0%，使常温硬度提高到66～68HRC， 600°c时高温硬度提高到51～52HRC。适用于耐磨 性要求高的铰刀、锪钻，丝锥以及加工较硬材料 (220～250HBS)的刀具。
含铝高速钢
铝高速钢W6M05cr4V2A1(简称501)和 W10M04Cr4V3Al(简称5F一6)是我国独创的新钢 种，这种钢常温硬度为67～69HRC，600°C高温 时硬度为54～55HRc，切削性能相当于钻高速钢 M42，刀具寿命比W18cr4V显著提高(至少1～2 倍)，而价格却相差不多，用这种钢做的齿轮滚刀 允许l 67m／s的切削速度。
2、 高速钢
概念：高速钢是一种含钨(w)、钼(Mo)、铬(cr)、钒 (V)等合金元素较多的合金工具钢。 以重量计其碳的质量分数为0.7%～1．5％，铬 的质量分数约为4%，钨的质量分数和钼的质量分 数为10％～20%，钒的质量分数为1％～5％。 由于合金元素与碳化合形成较多的高硬度碳化 物，如碳化钒，硬度高达2800HV，且晶粒细小， 分布均匀。而且合金元素和碳原子结合力很强，提 高了马氏体受热时的稳定性。
高钒高速钢 W6Mo5Cr4V3、W12Cr4V4Mo 高钒高速钢质量分数在3％～5％，由于形成 大量高硬度耐磨的碳化钒弥散在钢中，提高 了高速钢的耐磨性，且能细化晶粒和降低钢 的过热敏感性。
3） 粉末冶金高速钢 是20世纪70年代开发的新型刀具材料， 其工艺方法是用高压惰性气体（氩气 或氮气）或高压水雾化高速钢水得到 细小的高速钢粉末，再经热压制成刀 具毛坯。
钴高速钢
M42(W2MO9Cr4VCO8) 和 W10MO4Cr4V3CO10
第二章 刀具材料题解
第二章刀具材料2．1 必备知识和考试要点2．1．1 刀具材料应具备的性能1。
了解刀具切削过程的工作环境。
2．熟悉刀具材料应具备的性能。
2．1．2 高速钢1．熟悉高速钢的基本性能和应用范围。
2．了解通用型高速钢、高性能高速钢主要牌号和数字的含义。
2．1．3 硬质合金1．熟悉硬质合金的特点，能区别硬质合金与高速钢的不同性质和应用特点。
2．熟悉各类硬质合金牌号的含义。
3．根据已知的工件材料、加工条件，正确地选用硬质合金牌号。
2．1．4 其他1．了解涂层刀具材料的性能及应用范围。
2．熟悉陶瓷、金刚石、立方氮化硼刀具材料的性能及应用范围。
2．2 典型范例和答题技巧[例2．1] 根据刀具工作的条件说明刀具材料应具备的性能。
[答案] 刀具在切削时，要承受很大的压力和很高的切削温度，有时还要承受冲击、振动。
所以刀具材料应满足以下要求：(1)高的硬度和耐磨性。
硬度是刀具材料应具备的基本特性。
刀具要从工件上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度高。
切削金属所用刀具的切削刃的硬度，一般都在60HRC以上。
耐磨性是材料抵抗磨损的能力。
要保证刀具有足够的使用寿命，刀具材料应具有很好的耐磨性。
(2)足够的抗弯强度和韧性。
要使刀具在承受很大压力和在切削过程中通常出现的冲击和振动的条件下正常工作，而不产生崩刃和折断，刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。
(3)高的耐热性(热稳定性)。
耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。
它是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。
刀具材料的高温硬度愈高，则刀具的切削性能愈好，允许的切削速度也愈高。
除高温硬度外，刀具材料还应具有在高温下抗氧化的能力以及良好的抗粘结和抗扩散的能力，即刀具材料应具有良好的化学稳定性。
(4)良好的热物理性能和耐热冲击性能。
刀具材料的导热性愈好，切削热愈容易从切削区散走，有利于降低切削温度。
刀具在断续切削(如铣削)或使用切削液切削时，常常受到很大的热冲击(温度变化剧烈)，使刀具内部产生裂纹而导致断裂。
《金属切削原理与刀具》课程授课教案
13
3
5
第七，八章孔加工刀具
1.孔加工刀具的种类及用途
2.麻花钻
3.深孔钻
4.铰刀
4
7-2 7-4
7-8 8-1
课次二十四、五
14ห้องสมุดไป่ตู้
3
第九章拉刀
1.拉刀的种类及用途
2.拉刀的结构
3.圆孔拉刀的设计
2
9-1 9-2
9-3
课次二十六
14
15
5
3
第十章铣刀
1.铣刀的种类及用途
2.铣刀的几何角度
3.铣削力及铣削方式
其次，要根据机器的结构和技术要求，把某些零件装配成部件。部件是由若干组件、套件和零件在一个基准上装配而成的。部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能。这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺，应用相应的装配工具和技术完成的。部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。
1.刀具材料应具备的基本性能
2.高速钢
3.硬质合金
4.其他刀具材料
4
2-1，2-2，
2-5
课次五
课次六
4
4
3
5
第三章金属切削过程的基本规律
一、切削变形
1.金属切削过程定义
2.切削层的变形
3.第一变形区
4.第二变形区
5.第三变形区
6．切削变形的变化规律
4
3-1，3-2
课次七
课次八
5
5
3
5
二、切削力
1.切削力的来源
0.4本课程的内容与学习方法
金属切削原理与刀具是研究金属切削过程基本规律、刀具设计与使用的一门科学，是机械制造专业的重要课程。
机械设计制造及其自动化专业毕业设计——刀具材料分析以及新型高效刀具设计
目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章前言 (4)1.1研究背景、意义及问题的提出 (4)1.2研究现状及存在的问题 (4)1.3 研究手段、方式、方法 (5)1.4研究取得的成果及意义 (5)第二章刀具材料以及刀具结构的发展 (7)2.1 刀具材料的新发展及实用前景 (7)2.2 高速切削的发展 (10)2.3 我国金属切削刀具的发展 (11)第三章硬质合金刀具材料分析研究 (13)3.1刀具材料的大致分类 (13)3.1.1刀具材料的分类 (13)3.1.2硬质合金分类及标志 (14)3.2硬质合金刀具材料的几种改良方向 (16)3.2.1 硬质合金刀具材料的发展思路 (21)3.2.2 硬质合金刀具材料小结 (25)第四章高速钢刀具材料分析研究 (26)4.1 对高速钢材料的分析 (26)4.2高速钢刀具材料的分类 (29)4.2.1高性能高速钢 (29)4.2.2 粉末冶金高速钢 (30)4.2.3低合金高速钢的发展及其不足 (31)4.2.4 涂层高速钢优势及发展 (32)4.3 高速钢刀具材料的发展 (34)第五章关于可转位刀具的设计 (36)5.1什么是可转位刀具 (36)5.1.1刀具的组成 (37)5.1.2 刀具的结构 (37)5.2设计中要注意哪些地方 (40)5.3 设计的程序 (41)5.3.1总体方案的制定 (42)5.3.2刀具角度的形成 (48)5.3.3刀片的选用及其定位和夹紧 (49)第六章总结 (56)致谢 (57)参考文献 (58)毕业设计小结 (61)摘要制造业是国民经济的支柱，机械制造是发展先进制造技术的前提和基础，而金属切削技术及刀具是机械制造的主要工艺,本论文主要论述金属的切削加工性及刀具设计的一般过程和步骤。
机夹可转位刀具的切削性能首先取决于刀具材料，其次是几何形状、表面强化、热处理、质量保证等。
合理选择刀具材料是刀具制造的第一步，也是决定刀具使用性能的先决条件。
《金属切削原理与刀具》知识点总结
I 切削原理部分第1章刀具几何角度及切削要素1、切削加工必备三个条件：刀具与工件之间要有相对运动；刀具具有适当的几何参数，即切削角度；刀具材料具有一定的切削性能2、切削运动：刀具与工件间的相对运动，即表面成形运动。
分为主运动和进给运动。
1）主运动是刀具与工件之间最主要的相对运动，消耗功率最大，速度最高。
有且仅有一个。
运动形式：旋转运动（车削、镗削的主轴运动）直线运动（刨削、拉削的刀具运动）运动主体：工件（车削）；刀具（铣削）。
2）进给运动：使新切削层不断投入切削，使切削工作得以继续下去的运动。
进给运动的速度一般较低，功率也较少。
其数量可以是一个，也可以是多个。
可以是连续进行的，也可以是断续进行的。
可以是工件完成的，也可以是刀具完成的。
运动形式：连续运动：如车削；间歇运动：如刨削。
一个运动，如钻削；多个运动，如车削时的纵向与横向进给运动；没有进给运动，如拉削。
运动主体：工件，如铣削、磨削；刀具，如车削、钻削。
3、切削用量切削用量是指切削速度c v 、进给量f （或进给速度）和背吃刀量p a 。
三者又称为切削用量三要素。
1）切削速度c v （m／s 或m／min）：切削刃选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。
主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定1000dn v c π=式中：d-工件或刀具的最大直（mm）n-工件或刀具的转速(r/s 或r/min)2）进给量f：工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm／r（或mm／双行程）。
3）背吃刀量p a （切削深度mm）2m w p d d a -=式中:w d -工件上待加工表面直径（mm）；m d -工件上已加工表面直径（mm）。
4、工件表面：切削过程中，工件上有三个不断变化的表面待加工表面：工件上即将被切除的表面。
过渡表面：正被切削的表面。
下一切削行程将被切除。
己加工表面：切削后形成的新表面。
5、刀具上承担切削工作的部分称为刀具的削部分，刀具切削部分由一尖二刃三面组成。
刀具材质及加工参数
生氧化钛膜，减小摩擦及刀具磨损。
2 、 TiN 涂层：在高温时能产生氧化膜，与铁基材料摩擦系数
较小，抗粘结性能好，并能有效降低切削温度。
3 、 TiC—TiN 复合涂层：第一层涂 TiC ，与刀具基体粘牢不易 脱落。第二层涂TiN,减少表面层与工件间的摩擦。 4 、 TiC-Al203 复合涂层：第一层涂 TiC, 与刀具基体粘牢不易 脱落。第二层涂Al203可使刀具表面具有良好的化学稳定性和 抗氧化性能。 目前单涂层刀片已很少应用，大多采用TiC-TiN复合涂层 或TiC-Al2O3-TiN三复合涂层。
上，涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属化合物而制成的。
涂层 硬质合 金 一般采 用 化学气 相 沉积法 ， 沉积温度 在
1000℃左右；涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法， 沉
积温度在500℃左右。 常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3等。 涂层厚度：硬质合金为4～5 μm，表层硬度可达HV2500～ 4200； 高速钢为2 μm， 表层硬度可达HRC 80。
二、金刚石（C） 应用：目前主要用于磨具及磨料，可用于加工硬质合 金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨的材 料，可用于加工硬质合金、陶瓷等硬度达 65 ～ 70HRC 的材 料。也可用于加工高硬度的非金属材料，如石材、压缩木 材、玻璃等，还可加工有色金属，如铝硅合金材料以及复 合难加工材料的精加工或超精加工。 用作刀具材料时，多用于在高速下精细车削或镗削有色金 属及非金属材料。加工铝合金、铜合金时，切速可达 800～3800 m／min。
2.5 其它刀具材料
一、 陶瓷
※陶瓷：以氧化铝（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）为基体 再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。 特点： 优点：硬度高，耐磨性、耐高温性能好，有良好的化学 稳定性和抗氧化性，与金属的亲合力小、抗粘结和抗扩 散能力强； 缺点：是脆性大、抗弯强度低，冲击韧性差，易崩刃， 所以使用范围受到限制； 应用：可用于钢、铸铁类零件的车削、铣削加工。高速 切削加工的精加工阶段。
§ 2.1 刀具的结构
镗刀（单刃镗刀）
机械工程学院
γ 0e＞γ0
γ0e=γ0
γ re＜γr
a）
α0e=α0
α 0e＜α0
b） 刀具安装高度对工作角度的影响
c）
α 0e＞α0
机械工程学院
机械制造技术——第二章 金属切削原理与刀具 §2.1 刀具的结构
● 车刀安装偏斜对工作角度的影响
车刀安装偏斜对工作角度的影响 (θ为切削时刀杆纵向轴线的偏转角)
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机械制造技术——第二章 金属切削原理与刀具 §2.1 刀具的结构
（2）孔加工工具 孔加工工具 一般可分为两大类： a.从实体材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等； b.对工件上已有孔进行再加工的刀具，常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。
普通麻花钻头
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机械制造技术——第二章 金属切削原理与刀具 §2.1 刀具的结构
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机械制造技术——第二章 金属切削原理与刀具 §2.1 刀具的结构
3. 刀具的标注角度 刀具的标注角度是制造和刃磨刀具所必需的，并在刀具设计图上予以标注的 角度。 刀具的标注角度主要有五个，以车刀为例，表示了几个角度的定义。 （1） 前角γ0 γ 0α0 在正交平面内测量的前刀面与 α0′ 基面之间的夹角。前角表示前面的 ′ + 倾斜程度，有正、负和零值之分。 γ 0 通过选定点的基面位于刀头实体之 A 外时γo定为正值；位于刀头实体之 f ′ κ r 内时γo定为负值。 κr A向 ε r γo影响切削难易程度。增大前角可使刀具 锋利，切削轻快。但前角过大，刀刃和刀尖强 λs 度下降，刀具导热体积减小，影响刀具寿命。 用硬质合金车刀切削钢件，γo取10～20°；切削 灰铸铁，γo取5～15°；切削铝及铝台金，γo取25～ 35°；切削高强度钢，γo取-5～ -10°。
第二章 金刚石刀具精密切削加工
复习晶体结构
晶格模型
面心结构
晶体结构指晶体内部原子规则排列的方式.晶体结构不同， 其性能往往相差很大。为了便于分析研究各种晶体中原子 或分子的排列情况，通常把原子抽象为几何点，并用许多 假想的直线连接起来，这样得到的三维空间几何格架称为 晶格。
晶胞
Z
晶胞
c
b Y
a
X
晶格常数 a ， b， c
人造单晶金刚石刀具 金刚石刀具 PCD刀具
多晶金刚石刀具
CVD金刚石薄膜涂层刀具
CVD金刚石刀具 金刚石厚度膜焊接刀具
金刚石刀具的性能特点
极高的硬度和耐磨性：硬度达HV10000，是自然界最硬的物质， 具有极高的耐磨性，天然金刚石耐磨性为硬质合金80-120倍，人 造金刚石耐磨性为硬质合金60-80倍。 各向异性能：单晶金刚石晶体不同晶面及晶向的硬度、耐磨性能 、微观强度、研磨加工的难易程度以及与工件材料之间的摩擦系 数等相差很大，因此，设计和制造单晶金刚石刀具时，必须进行 晶体定向。
二、典型机床简介
Pneumo 公司的MSG-325超精密车床
采用T形布局，机床空气主轴的径向圆跳动和轴向 跳动均小于等于0.05μm。床身溜板用花岗岩制造，导 轨为气浮导轨；机床用滚珠丝杠和分辨率为0.01μm的 双坐标精密数控系统驱动，用HP5501A双频激光干涉仪 精密检测位移。
DTM-3大型超精密车床
分为：液体静压和空气静压
供油压力恒定的液体静压轴承
主轴始终悬浮 在高压油膜上
液体静压轴承与气压轴承
1、液体静压轴承主轴
优点
回转稳定性好 刚度高 无振动
缺点
回转运动有温升 回油时有空气进入油源 注：空气静压轴承原理与静
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第二章：刀具材料一、填空35、硬质合金的类型可分为A 普通合金、超细合金、添加碳化钽（铌）三类B YG，YT，YN，YW四类C 普通合金、涂层合金、新牌号合金三类D YG，YT，YN，YW，涂层合金五类36、下列刀具材料中高温硬度最好的是A W18Cr4VB W6Mo5Cr4V2C W6Mo5Cr4V3D W6Mo5Cr4V2Al37、含Co较多的硬质合金的特点是A强度高B韧性好 C 耐热性好 D 耐磨性好38、YT5牌号硬质合金最不适用于A 精车铸铁B 粗车锻钢C 车合金钢D车钛合金39、YG3牌号硬质合金适用于A精车铸铁 B 粗车铸铁 C 车合金钢D车铜合金40、YG8牌号硬质合金适用于A 精车铸铁B粗车铸铁 C 车合金钢D车钛合金41、YG类硬质合金适合切削铸铁的主要原因是A YG类硬质合金耐磨性好B YG类硬质合金强度高C YG类硬质合金抗冲击性好D 铸铁的切屑是崩碎状42、含TiC较多的硬质合金的特点是A 强度高B 韧性好C耐热性好D耐磨性好43、YG6X硬质合金属于A细颗粒硬质合金 B 粗颗粒硬质合金 C 添加稀有金属类硬质合金D钨钴类硬质合金44、高速精车有色金属最宜选用的刀具材料是：A YN10B YG3C PCD D CBN45、高速精车铸铁常选用的刀具材料是：A YN10B YG3C PCD D CBN46、粗加工铸钢宜选用的刀片牌号是A W18Cr4VB W6Mo5Cr4V2C YT5D YG647、车HRC58-60的钢料最宜选用的刀具材料是：A YN10B YT30C PCD D CBN48、低速精车梯形螺纹最宜选用的刀具材料是：A YG3B YT30C W18Cr4VD YG6X49、加工有色金属最宜选用的硬质合金是A YT类B YG类C YN类D YW类50、最常用于涂层硬质合金的涂复材料有A TiC、TiNB TiC、TiN、NiMo、TiCNC TiC、TiN、NiMo、TiCN、TiAlND TiC、TiN、Al2O351、陶瓷刀具的类型有：A 氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷B 氧化铝陶瓷、金属陶瓷C 氧化铝陶瓷、混合陶瓷D 冷压烧结陶瓷、热压烧结陶瓷52、金刚石刀具可适用的场合是：A 切削淬火钢B超精加工铜、铝合金C 精加工超硬材料D 切削超硬材料、石材、玻璃等非金属53、必须用金刚石磨轮刃磨的刀具材料有：A 硬质合金刀片B CBN刀片C PCD刀片D 高速钢刀片二、课后练习2-1刀具切削部分材料应具备哪些性能？答：刀具材料应具备的性能1、硬度，耐磨性2、强度和韧性3、耐热性（高温硬度，抗氧化，抗粘结，抗扩散）4、热物理性能和热冲击性能，热冲击系数5、工艺性6、(经济性)2-2普通高速钢有哪几种牌号？他们的主要物理、力学性能如何？适合于做什么刀具？答：W18Cr4V（W18），化学成分中含钨量18%主要特点：（1）综合性能较好（2）淬火过热倾向小，热处理易控制，刃磨性能好（3）含碳量高，塑性变形抗力大（4）碳化物分布不均，剩余碳化物颗粒大（30μm（5）抗弯强度、韧性较低，钨钼钢W6Mo5Cr4V2（M2）特点：优点：（1）碳化物细小均匀，机械性能好，可做大尺寸刀具；（2）热塑性好；（3）刃磨性好。
（4）热稳定性稍低于W18，V>40m/min时，性能稍差；（5）热处理时脱碳倾向大，易氧化，淬火温度范围较窄。
W9Mo3Cr4V（1）热稳定性能高于M2（2）碳化物均匀性接近M2，良好的热塑性；（3）脱碳倾向小于M2（4）耐用度较高。
2-3高生产率高速钢有几种类型，与普通高速钢比较有什么特点？答：高生产率高速钢有高碳高速钢，高钒高速钢，钴高速钢，铝高速钢等。
与普通高速钢比较有以下特点：（1）硬度，耐磨性提高，当强度，韧性有所下降（2）高温硬度提高（3）钒高速钢刃磨难度大。
2-4 P、K、M硬质合金的色标是何颜色？答：P蓝色、M黄色、K红色2-5常用硬质合金有哪些牌号？他们的用途如何？为什么？答：常用硬质合金有四大类：钨钴类（YG）、钨钛钴类（YT）、钨钛钽（铌）钴类（YT）和碳（氮）化钛类（YN）。
YG类常用牌号有：YG3X、YG6X、YG6、YG8。
主要特点为：硬度较低、韧性高、导热性好，切削温度低、刃磨性好，刃口锋利。
主要用于加工铸铁等脆性材料，或加工有色金属。
YT类的常用牌号有：YT5、YT14、YT15、YT30主要特点为：硬度高，σ弯和αk较低，随着TiC含量的增加，其导热性、刃磨性、焊接性下降；耐热性好。
主要用于加工钢。
YW类的常用牌号有：YW1、YW2。
主要特点为：晶粒细化，提高σ弯、αk、σ-1和高温性能，同时保持较高的硬度。
可加工铸铁和钢YN类硬质合金的常用牌号有：YN05、YN10主要性能为：硬度最高、耐磨性好；摩擦系数小，抗粘结能力好；耐热性好，化学稳定性高；抗弯强度，韧性不如WC基，易崩刃。
应用：高速精加工淬火钢，较长较大件。
2-6 涂层硬质合金有什么优点？有几种涂层材料？他们各有何特点？答：涂层硬质合金一般选择YG类硬质合金为基体，韧性较好，而涂层一般要求硬度较高，耐磨性好，与金属亲和力小，高温下有良好的热稳定性，因此涂层硬质合金的主要优点有：（1）涂层比基体硬度高；（2）涂层具有高的抗氧化性，抗粘结性，耐磨性，抗月牙洼磨损（3）低的摩擦系数，可降低切削力，切削温度25%（4）耐用度提高1-3倍（WC）常用涂层材料有：TiC、TiN、Al2O32-8陶瓷刀具材料有何特点？各类陶瓷刀具材料的适用场合如何？答：氧化铝基陶瓷刀具的特点及应用（1）高硬度和耐磨性（2）耐热性高，切削速度较硬质合金高2-5倍（3）很高的化学稳定性：抗粘结，抗扩散；（4）较低的摩擦系数（5）抗弯强度低：冷压纯Al2O3的σ弯为0.5GPa，（6）导热率低，热冲击性差（6）主要用于高速精车、半精车铸铁及调质结构钢。
氮化硅基陶瓷刀具的特点及应用（1）硬度不如氧化铝陶瓷，（2）较高的抗弯强度、韧性（3）热稳定性：切削温度可达1300-1400度：（4）较高的导热系数，较低的热膨胀系数，小的弹性模量，耐热冲击性能好于氧化铝陶瓷。
应用：加工铸铁，镍基合金。
三、补充练习1、刀具在什么条件下工作？答：刀具工作时，要承受很大的压力，同时，由于切削是产生的金属塑性变形以及在刀具、切屑工件相互接触表面间产生的强烈摩擦，使刀具切削刃上产生很高的温度和受到很大的应力。
另外，在加工脆性材料，断续切削，粗加工过程中，刀具切削部分要承受一定的冲击力的作用。
2、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼各有何性能特点，适用于何处？答：高速钢的特点：耐热温度低，切削速度低；强度高，工艺性最好。
主要低速加工铸铁，结构钢硬质合金的主要特点：（1）随碳化物含量的提高，其熔点、硬度、耐磨性提高；（2）化学稳定性好，热稳定性好（3）切削速度高（4）抗弯强度低，冲击韧性低主要应用：加工铸铁，结构钢，不锈钢，耐热合金，钛合金等陶瓷刀具的主要特点：（1）硬度高，耐磨性好，切削速度高（2）热化学稳定性好，耐热温度高（3）抗弯强度低，冲击韧性差（4）导热性能差主要应用：氧化铝基陶瓷刀具主要用于高速精车、半精车铸铁及调质结构钢；氮化硅基陶瓷刀具加工铸铁，镍基合金。
金刚石主要特点：（1）具有极高的硬度和耐磨性（2）切削刃可以刃磨得非常锋利（3）导热性能非常好（4）热稳定性能较低（5）高温下和黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损应用：主要用于磨料，用作刀具时，多用于在高速下对有色金属及非金属进行精细车削，镗孔3、常用高速钢有哪些牌号？其化学成分和性能特点如何？目前通过那些途径提高高速钢的切削性能？答：W18Cr4V（W18），化学成分中含钨量18%主要特点：（1）综合性能较好（2）淬火过热倾向小，热处理易控制，刃磨性能好（3）含碳量高，塑性变形抗力大（4）碳化物分布不均，剩余碳化物颗粒大（30μm（5）抗弯强度、韧性较低，钨钼钢W6Mo5Cr4V2（M2）特点：优点：（1）碳化物细小均匀，机械性能好，可做大尺寸刀具；（2）热塑性好；（3）刃磨性好。
（4）热稳定性稍低于W18，V>40m/min时，性能稍差；（5）热处理时脱碳倾向大，易氧化，淬火温度范围较窄。
W9Mo3Cr4V（1）热稳定性能高于M2（2）碳化物均匀性接近M2，良好的热塑性；（3）脱碳倾向小于M2（4）耐用度较高。
W2Mo9Cr4VCo8（M42）（1）67-69HRC，600 ℃时，55HRC（2）含V量低，刃磨性好（3）含Co，成本高（4）综合性能好，应用广泛（5）可加工耐热钢、不锈钢，加工材料硬度越高，效果越明显。
W6Mo5Cr4V2Al（501）（1）Al的作用：提高高温硬度，热塑性与刃性，高温形成Al2O3，减轻粘刀。
（提高W,Mo的溶解度，组织晶粒长大）（2）600 ℃时，54HRC；抗弯强度2.9-3.9GPa，（3）成本低（4）刃磨性差（5）切削性能优良：加工30-40HRC调质钢，耐用度较HSS高3-4倍。
目前提高高速钢切削性能的主要途径有：（1）在通用性高速钢成分中再增加含碳量、含钒量及添加钴、铝等合金元素（2）采用粉末冶金的方法制备高速钢4、常用硬质合金有哪几大类，各有哪些常用牌号，其性能特点如何？加工钢料和加工铸铁、粗加工和精加工应如何选择硬质合金？为什么？答：常用硬质合金有四大类：钨钴类（YG）、钨钛钴类（YT）、钨钛钽（铌）钴类（YT）和碳（氮）化钛类（YN）。
YG类的主要特点为：硬度较低、韧性高、导热性好，切削温度低、刃磨性好，刃口锋利，常用牌号有：YG3X、YG6X、YG6、YG8。
YT类的主要特点为：硬度高，σ弯和αk较低，随着TiC含量的增加，其导热性、刃磨性、焊接性下降；耐热性好。
常用牌号有：YT5、YT14、YT15、YT30YW类的主要特点为：晶粒细化，提高σ弯、αk、σ-1和高温性能，同时保持较高的硬度。
粗加工加工钢料时，应选择耐热温度高，有一定抗冲击性能的硬质合金，如YT5,YG3精加工加工钢料时，应选择硬度高，耐磨性好的硬质合金，如YT15,YT30粗加工加工铸铁时，应选择抗弯强度高，冲击性能好的硬质合金，如YG6，YG8精加工加工铸铁时，应选择冲击韧性较好，硬度高，耐磨性好的硬质合金，如YG3，YT55、涂层硬质合金有哪些优点？常用涂层材料有哪些？答：涂层硬质合金一般选择YG类硬质合金为基体，韧性较好，而涂层一般要求硬度较高，耐磨性好，与金属亲和力小，高温下有良好的热稳定性，因此涂层硬质合金的主要优点有：（1）涂层比基体硬度高；（2）涂层具有高的抗氧化性，抗粘结性，耐磨性，抗月牙洼磨损（3）低的摩擦系数，可降低切削力，切削温度25%（4）耐用度提高1-3倍（WC）常用涂层材料有：TiC、TiN、Al2O37、按下列条件选择刀具材料类型和牌号：（1）45号钢锻件粗车；（2）HT200铸铁精车；（3）低速精车合金钢蜗杆；（4）高速精车调质钢长轴；（5）高速精密镗削铝合金缸套；（6）中速车削淬火钢轴；（7）加工65HRC冷硬铸铁答：（1）45号钢锻件粗车的特点：工件表面有硬皮，要求刀具耐磨性好，切削力加大，切削温度高，要求刀具耐热性能好，因此选择YT5，YW1，（2）HT200铸铁精车的特点：切削力不大，有较小的冲击，由于是精车，要求较好的耐磨性，因此选择CBN ，陶瓷刀YG3（3）低速精车合金钢蜗杆：特点：加工余量小，切削力小，无冲击，由于是合金钢，要求刀具耐磨性好，选择刀具：YT30,YG3（4）高速精车调质钢长轴：特点：由于是长轴，要求刀具耐磨性很好，对高速精车，要求耐热性良好，选择刀具：CBN，YN10，陶瓷刀（5）高速精密镗削铝合金缸套：特点：工件材料塑性极好，精密镗削，要求刀刃锋利，抗粘结性好。