切削刀具应用
数控切削中刀具的选择与应用分析
数控切削 中刀具 的选择 与应用分析
裴计达 乔 宇
（ 沈阳床 集团中捷机床有限公司技术部 ）
特性，加工阶段工区别以及 刀具的 自身特 性确定 刀具选择 的主 要条 件，从以下几个方面进行分析 ： 根据零件加工区域的特点选 择刀具和几何参数。在 零件 结构允 许的情况下应选用大直径 、长径比值小的刀具；切削薄壁 、超 薄壁 【 关键词 】 加工 工艺；刀具选择 ；数控切削 零件的过中心铣刀端刃应有足够的 向心角，以减少刀具和切 削部位 的切削力。加工铝、铜等较软材料零件 时应选择前角稍大一些的立 引 言 铣刀，齿数也不要超 过 ４齿 。 在现代化 的制造企业 中数控切 削起着举足轻重 的作用 ，制造型 根据零件材料 的切削性能选择刀具 。如车或铣高强度钢、钛合 企 业不断引进现代化 的数 控切削设备， 以提高产 品的生 产效率与加 金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好 的可转位硬质合金刀具。 工质量 在数控切 削中，产 品的加工质量不仅取 决于数控机床 自身 根据零件相应 的加工阶段选择刀具 。在零件 的粗加工阶段应以 的精度， 还与数控切 削中的刀具选择密切相关， 与传 统加 工方法相 比 去除余量为主 ，适合选择刚性较好 、精度较低的刀具 ，在半精加工 数控切 削机床本 身的主轴输 出功率较大 ，转速范 围及切 削能力远 高 与精加工阶段 ，零件 以保证其加工精度和产品质量为主 ，适合选择 于普通机床 ，因此对数控切 削刀具 的选择提 出了更高的要 求。因此 耐用度高、精度较高 的刀具 。粗加工阶段所用刀具的精度最低 、而 在 数控切 削进行产 品及零部件 的加工 中， 要按照数控 刀具选择 原则 ， 精加工阶段所用刀具的精度最高， 如果粗、 精加工选择相 同的刀具 ， 对 切削用量进 行科学的分析，充分 考虑零部 件的材 质与刀具的匹配 建议粗加工时选用精加工淘汰下来 的刀具 ，因为精加工淘汰的刀具 参数， 从而采 取适 当的工艺措施， 利 用数控机 床加 工精度 高的特 点有 磨损情况大 多为刃部轻微磨损 ，涂层磨损修光 ，继续使用会影响精 效地保证数控机床 加工质量， 适 应现阶段零件高精度 多 品种小批 量 加工 的加工质量 ，但对粗加工的影响较 小。 订 制加 工 的特 点 。 在 满 足 加 工要 求 的前 提 下 ，尽 量 选 择 较 短 的刀 柄 ， 以提 高 刀 具 １数控刀具分类与选用原则分析 加工 的刚性 。选取刀 具时 ，要使刀具 的尺寸与被加工工件 的表面尺 数 控 刀 具 根 据 相 应 的 刀 刃 形 状 与 切 削 方 式 与 工 艺 的 不 同 可 分 为 寸相适应 。生产 中，毛坯表面或粗加工孔通常选用镶有硬质合金刀 三大类 ，包括系列化通用刀具，如车刀类、铣刀类、刨刀类、镗刀 片的玉 米铣 刀；平面 零件 的铣 削选 用硬质合金刀 片铣刀 ，其周边轮 类、钻头类、铰刀类和锯类等：成形刀具，这类刀具具有与被加工 廓 的加 工通 常选 用 立 铣刀 ；在 凹槽 与 凸 台 的加 工 中 ，通 常 选 用 高速 工件预加工截面相同或接近相同的形状的刀刃，如成形车刀类、成 钢立铣 刀；而对 于加 工变斜 角轮廓 与复杂立体型 面的外形 时通 常采 形 铣 刀 类 、成 形 刨 刀 类 、拉 刀 类 、圆锥 铰 刀 和 各 种 螺 纹 加 工 刀 具 等 ； 用 球 头 铣 刀 、 环 形铣 刀 、锥 形铣 刀 和盘 形铣 刀 。 刀具 选 择 中值 得 注 展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似形状 的工件 ，如滚齿刀 意 的 一 点 是 ， 选 择较 好 的 刀 具尽 管 增加 了 刀 具成 本 ，但 因此 带 来 的 类、剃齿刀类、 ， 插齿刀类、锥 齿轮刨 刀类和锥齿轮铣刀盘等 。 加工效率与质量的提升，则可大大降低 整体 的加 工成本 。切 削用量 根据制造刀具所用的材 料可分 为：硬质合金刀具、高速钢刀具 、 包括主轴转速 ｎ（ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ） 、背吃刀量及进给速度 ｖ Ｆ等，具体数 值应 金刚石刀具、其他材料刀具，如立方 氮化硼 刀具 、陶瓷刀具等 。 根据机床说明书、刀具切削手册，并结合加工经验而 定，本文不做 数控刀具按工件加工表面形式的不同可分为 如下五类 ： 详细介绍，应使主轴转速、切削深度及进给速度 三者能相互适应， （ １ ）表面轮廓 类加工 刀具 ：包括 车刀、铣刀、刨刀、锉 刀外和 以形 成 最 佳 切 削 用量 。 表面拉刀等 ： 在数控加工 中心的刀具管理 中，所有的切削刀具都预先装在刀 （ ２ ） 内孔 类加 工 刀 具 包 括 镗 刀 、钻 头 、扩 孔 钻 、铰 刀 和 内表 库 中，刀具更换过程是通过抓刀和更换指令在数控程 序中实现相应 面拉刀等 ； 的换刀动作 ，因此应一次性选用成套的刀柄与刀具，并保证他们适 （ ３ ）螺 纹 类 加 工 刀 具 包括板牙、丝锥、螺 纹车刀 、螺 纹铣刀 合加工 中心刀具库系统规格， 以便数控加工用刀具能够迅速、准确 和 自动 开 合 螺 纹 切 头 等 ； 地安装到机床主轴上或返 回刀库 。编程人员应能够了解机床所用刀 （ ４ ）齿 轮 类 加 工 刀 具 包括滚齿刀、剃齿刀、插齿刀、锥齿轮 柄 的结构尺寸、调整方法 以及调整范围等方面的 内容 ，以保证在编 加工刀具等 ； 程时确定刀具的径向和轴向尺寸，合理 安排刀具 的排列顺序 。 （ ５ ） 切槽切断类刀具，包括切断车 刀、锯片铣刀、 镶 齿圆锯 片、 ３ 结 语 弓锯 带锯 等 等 。此 外 ，还 有 组 合 刀 具 。 随着数控机床在制造 型企业生产实 际中的广泛应用 ，数控刀具 现阶段数控机床选用的系列化标准化的数控刀具互换性强便于 的应用 已经成为数控加工 中的关键 问题之一 。在使用数控刀具过程 调整，而且 普遍具有刚性好，精度高，切削性能稳定等特点，利于 中，要在人机交 互状态下 即时选择刀具和确定切 削用量 。因此 ，切 各种粗精加工的选择并可进行科学的刀具管理。针对不同加工材质 削人员必须 熟悉 刀具种类 ，选择方法和切 削用量 的制定原则 ，从而 与加工方案 ，应选用不同的切削用量，在粗加工 中， 以提高生产率 满 足产 品及 零部件 的加工 效率 与加工质量 ，充分发挥数控机床 的优 为主要原则 ，兼顾经济性和加工成本；在半精加工和精加工时 ，以 势 ， 提高 企 业 的生 产 水 平 与 经 济 效 益 。 保证加工质量为主要原则，兼顾切 削效率 、经济性和加工成本 。 参考文献 ： ２ 数 控 刀具 选 择 方 法 与技 巧 『 １ １ 成 大先 机械设计手册， 第五卷 ｆ Ｍ １ ． 北京： 化 学工业 出版社， ２ ０ ０ ２ 刀具 的选择是数控切 削工艺 中的重要 内容之一 ，也是提高加工 【 ２ ］ ｍ 爱玲 ， 白 恩远 ． 现代数控机床 『 Ｍ１ ． 北京 ： 国防 工 业 出版 社 ， ２ ０ ０ ３ 效率的先决条件之一 ，根据被加工零件 的加工 区域特性 ，切 削材料 ｆ ３ １ 王杰等． 机械 制造 工程 学『 Ｍ１ ． 北京： 北京邮 电大学 出版社， ２ ０ ０ ４
车刀是金属切削加工中使用最广泛的刀具, 它可以用来加工各种内、外回转体表面
车刀是金属切削加工中使用最广泛的刀具1. 背景介绍车刀是金属切削加工中使用最广泛的刀具之一，它主要用于加工各种内、外回转体表面。
车刀通过切削将金属材料去除，以达到加工工件的目的。
本文将介绍车刀的工作原理、类型和应用领域，以及如何正确使用和维护车刀。
2. 车刀的工作原理车刀是通过旋转主轴和移动进给刀架来实现金属材料的切削。
主要包括以下几个步骤：1.刀具接触工件表面，刀具受到工件的反力。
2.主轴旋转，刀具进行切削。
3.进给刀架在给定的方向上移动，刀具继续切削。
4.重复以上步骤，直到完成整个加工过程。
车刀的工作原理简单清晰，能够高效地完成金属加工任务。
3. 车刀的类型根据不同的加工需求，车刀可分为以下几种类型：•外圆车刀：用于加工外圆表面，可分为切断刀、车削刀和车切刀等。
•内圆车刀：用于加工内圆表面，可分为镗削刀和车削刀等。
•切槽刀：用于加工各种槽形表面，如直槽、倒角槽等。
•螺纹车刀：用于加工螺纹表面，可分为螺纹切削刀和螺纹车削刀等。
不同类型的车刀适用于不同的加工任务，能够满足各种金属切削加工的需求。
4. 车刀的应用领域车刀广泛应用于各个工业领域，如制造业、航空航天、汽车制造等。
它主要用于以下几个方面的加工：•内外圆加工：用于加工各种轴、套、齿轮等零件的内外圆表面。
•槽形加工：用于加工各种槽形表面，如键槽、齿槽等。
•螺纹加工：用于加工各种螺纹表面，如螺纹孔、螺纹轴等。
•切断加工：用于将工件切割成所需长度。
车刀的广泛应用使得金属切削加工工艺更加高效和精确。
5. 车刀的使用和维护为了确保车刀的正常工作和延长其使用寿命，需要注意以下几点：•安装调整：正确安装车刀，调整刀具的位置和角度，保证切削面与工件表面的匹配。
•切削参数：合理选择切削速度、进给量和切削深度，以保证切削质量和效率。
•冷却液：在切削过程中使用适量的冷却液，降低切削温度，减少摩擦和磨损。
•定期检查：定期检查车刀的磨损程度，及时更换磨损严重的刀具。
高速切削刀具在数控加工中的应用
高速切削刀具在数控加工中的应用摘要:高速切削刀具在数控加工的过程中存在一定的技术优势,但是受技术和操作行为的影响仍然有着许多加工问题,必须要进行全面的可靠性分析,保证数控的模块化控制分析,实现数控加工技术的全面推广。
本文从制造业的发展现状出发,分析了高速切削刀具的优势所在,总结了高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题,并提出了高速切削刀具在数控加工中的应用措施,为我国数控机械制造业提供了刀具应用的实效建议。
关键词:高速切削刀具数控应用21世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争,这种竞争是全方位的,我国的数控加工技术起步虽晚,但是其发展前景广阔。
数控加工不但可以满足模具高精度制造的要求和形状的复杂变化;还能进行高速切削,提高生产效率、提高产品的竞争力。
本文从制造业的发展现状出发,分析了高速切削刀具的优势所在,总结了高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题,并提出了高速切削刀具在数控加工中的应用措施,为我国数控机械制造业提供了刀具应用的实效建议。
1 高速切削刀具的优势机械加工发展总趋势高效率、高精度、高柔性强化环境意识。
机械加工领域,切(磨)削加工应用最广泛加工方法。
高速切削切削加工发展方向,已成为切削加工主流。
随着技术的发展,对工程材料提出了愈来愈高的要求,各种高强度、高硬度、耐腐蚀和耐高温的工程材料愈来愈多地被采用。
高速切削除了要求刀具材料具备普通刀具材料的一些基本性能之外,还突出要求刀具材料具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。
而更为理想的刀具优势则要考虑到不同刀具的不同加工优势1。
例如:硬质合金刀具具有良好的抗拉强度和断裂韧性,但由于较低的硬度和较差的高温稳定性,使其在高速硬切削中的应用受到一定限制。
而如果进行了细晶粒和超细晶粒产品优化后,就可以使得其打磨加工的情况更为理想,获得更好地产品加工应用能力。
2 高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题高速的切削刀具在生产上有着极强的优势化表现,但是受数控技术和操作情况的影响,高速切削刀具仍然有着加工操作方面的问题。
数控车削加工工具的种类及应用
数控车削加工工具的种类及应用如下：
1.车刀：用于对旋转的工件进行切削加工。
车刀有不同的形状和
应用，如粗车刀、精车刀、圆鼻车刀、切断车刀等。
2.切槽刀：用于切削加工轴向和径向的槽。
3.螺纹车刀：用于加工内外螺纹，有外螺纹车刀和内螺纹车刀两
种。
4.内孔车刀：用于加工内孔。
5.整体式车刀：这种车刀的刀体由一个坯料制造而成，适用于小
型车刀和加工有色金属的车刀。
6.焊接式车刀：采用焊接方法连接刀头与刀杆，结构紧凑，适用
于各类车刀，特别是小刀具。
7.机夹式车刀：刀片用机械夹固在刀杆上，可以重复利用，是数
控车床常用的刀具。
8.特殊式车刀：如复合式车刀、减震式车刀等，适用于特定的工
件材料和加工需求。
9.高速钢刀具：采用高速钢制造，可以不断修磨，是粗加工和半
精加工的通用刀具。
10.硬质合金刀具：采用硬质合金制造，适用于切削铸铁、有色
金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高猛钢、工具钢等难加工的材料。
11.金刚石刀具：具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹
性模量、高导热、低热膨胀系数等优势，可以用于非金属脆硬材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。
12.其它材料刀具：如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等，正向高硬
度合金铸铁粗加工、断续切削方向发展。
高速切削刀具在数控加工应用论文
高速切削刀具在数控加工中的应用[摘要]：随着科学技术水平的不断提高，作为先进制造技术的重要组成部分高速切削技术在模具加工制造中已得到越来越广泛的应用。
本文结合高速切削技术的发展现状，阐述了高速切削技术的应用及其未来趋势。
[关键词]：高速切削刀具数控加工应用中图分类号：tg659文献标识码：tg文章编号：1009-914x（2013）01- 0239-01一、高速切削技术和高速切削刀具目前，切削加工仍是机械制造行业应用广泛的一种加工方法。
其中，集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。
“高速切削”的概念首先是由德国的c.s～omom博士提出的，并于1931年4月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。
该理论的核心是：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高，当到达某一速度极限后，切削温度随着切削速度的提高反而降低。
此后，高速切削技术的发展经历了以下4个阶段：高速切削的设想与理论探索阶段（193l—l971年），高速切削的应用探索阶段（1972-1978年），高速切削实用阶段（1979--1984年），高速切削成熟阶段（20世纪90年代至今）。
高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点：第一，生产效率提高3～1o倍。
第二，切削力降低30%以上，尤其是径向切削分力大幅度减少，特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。
第三，切削热95%被切屑带走，特别适合加工容易热变形的零件。
第四，高速切削时，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率，工作平稳，振动较小，适合加工精密零件。
高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。
刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一，不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设，完全不起作用。
由于高速切削的切削速度快，而高速加工线速度主要受刀具限制，因为在目前机床所能达到的高速范围内，速度越高，刀具的磨损越快。
数控车削加工刀具的用途
数控车削加工刀具的用途数控车削加工刀具是用于数控车床进行切削加工的工具。
数控车床是一种通过计算机程序控制的自动机床，通过控制工件和刀具在三维坐标系上的相对运动，实现对工件进行精密的切削加工。
而数控车削加工刀具，则是数控车床实现切削功能的核心部件。
数控车削加工刀具的主要用途有以下几个方面：1. 外圆车削：数控车床通过控制刀具在工件上的相对运动，实现对工件外圆的切削加工。
数控车削加工刀具主要用于加工工件的外表面，比如轴类零件、套筒类零件等。
通过调整数控车床的参数和刀具的形状，可以实现不同精度和不同形状的外圆加工。
2. 内圆车削：数控车床还可以通过控制刀具的运动，实现对工件内圆的切削加工。
数控车削加工刀具主要用于加工工件的内表面，比如孔类零件、内圆套等。
通过选择不同的刀具形状和刀具直径，可以实现不同精度和不同直径范围的内圆加工。
3. 面铣削：数控车床还可以进行面铣削加工，即对工件的平面进行切削加工。
数控车削加工刀具主要用于加工工件的平面，比如面铣、车削平面螺纹等。
通过选择不同的刀具形状和刀具刃数，可以实现不同精度和不同形状的面铣削加工。
4. 螺纹加工：数控车床可以通过控制刀具的运动，实现对工件的螺纹加工。
数控车削加工刀具主要用于加工工件的外螺纹和内螺纹。
通过选择合适的刀具和切削参数，可以实现不同精度和不同规格的螺纹加工。
5. 钻孔加工：数控车床还可以通过控制刀具的运动，实现对工件的钻孔加工。
数控车削加工刀具主要用于加工工件的孔类结构。
通过选择合适的刀具和切削参数，可以实现不同精度和不同直径范围的钻孔加工。
总的来说，数控车削加工刀具是数控车床进行切削加工的关键部件。
根据不同的加工需求，通过选择合适的刀具形状、刀具材料和切削参数，可以实现对工件不同形状、不同精度和不同尺寸的切削加工。
数控车削加工刀具的应用范围非常广泛，在机械加工、航空航天、汽车制造、光电子等领域都有重要的应用。
高速切削刀具在数控加工中的应用
金属 、陶瓷 、玻 璃 、石墨 等非金 属材 料最 高速 切削措施 的运用 中 ，要 把硬质 采用 了 超 细 晶粒 的梯 度硬 质合金 基体 ，配以氮碳 ２ ． ２ 立 方氮化 硼刀 具材 料 化 钛 中温化 学 涂层 和 细 晶柱状 化 学 涂层 ， 和 金 刚 石 相 比，Ｃ Ｂ Ｎ是 人 工 合 成 表 面 则采 用 消 除表 面应 力 的后 处 理工 艺 ， 材 料 。它 的 生 产 加 工 技 术 和 金 刚 石 差 不 能 够提 升硬质 合金 的使用 能力 ，使其 硬度 多 ，其 硬度 仅次 于金 刚石 而远高 于其他 材 以及耐 磨性 能更 高 ，能够 普遍 的在 硬切 削 料 。一 样拥 有高硬 度 、高稳 固性 、高化 学 中运用 。实 际上最佳 的刀 具原 料不光 能够 稳 定性 等 特 点 。现 在 普 遍 适 用 于 钢 质 材 耐 磨 、 硬度 高 ， 还要 拥有 稳定 的化学 性能 ， 料 的切 割。 这 种 材 质 要 达 到 氧 化 程 度要 良好 的传 热功 能 以及 机械 功能 ，这样 才符 １ ３ ６ ０ ℃ ，能 够和钢 铁材 质 的原料相 容 ，并 合 高速 切削措 施对 刀具 的需求 。切 削过程 且Ｃ Ｂ Ｎ材 质 的 刀具 是 固结 体 的 结构 ，拥 中 ，对稳 定性 要求较 高 的 ，就 可 以使 用 陶 有 高耐 磨 的性能 。生产 这种 刀具要 在持 续 瓷 刀具 ， 更能 够达 到切削设 施 的工作 要求 。 高 温进行 加热 的方 式下 掺人催 化剂 转变来 降低 切 削的 困难 ，直 接受 影 响的就是 其效 的 ，它 的稳定 性 比金刚 石好 。在生 产制 造 率 以及失 误率 。不过 由于 陶瓷 刀具拥 有强 硬 度原料 的 时候适 合选择 这种 刀具 。此 刀 抗 断性 ，因此 在续切 工作 中得 到 了普遍 的 具 不光抗 高 温抗热 抗磨 ，并且 和铁 相 比 ， 运用。 其 惰性很 大 。随着 技术进 步 ，能够 代替 达 结语 不 到高 速切 削刀具 标准 的黑色 金属 ，或 者 高 速 切 削 加 工 工艺 的 出现 改 变 了 以 能 够在 高难度 加工 的材 料 中普 遍使 用 。它 往 传 式 的 切 削 模 式 ，在 很 大 程 度 上 提 高 适 合制作 铁 、高合 金钢 、高温 合金 或者表 了工 作 效 率 ，因 为 切 割 的 速 度 比 较快 ， 传 导 性 能 比较 优 越 ，大 大 缩 短 了工 作 时 面 具有 喷料 的工件 等 。在发达 国家 汽车 生 产 加工行 业 中就普 遍使用 立方 氮化 硼刀具 间 。 同 时 它可 以根 据 不 同 的施 工 工 艺 采 切 割铸铁 。立 方氮 化硼 刀具 已经成 为发达 取 不 同切 削 方 式 。 同 时 由于 加 工 产 生 热 国家汽 车生产 行业 中各个 生产 流水线 中普 量 的 ７ ０ ％～ ８ ０ ％ 都集 中在切 屑上 ，而切 屑 遍使 用 的刀具 。 的去 除 速 度 很 快 ，传 导 到 工 件 上 的热 量 ２ － ３ 陶瓷刀 具 大 大 减 少 ，提 高 了加 工 精 度 。高 速 切 削 陶瓷 刀 具 韧 度 不 够 、 比钢 刀 翠 ，限 加 工 是 一 种 不 增加 设 备 数 量 而 大 幅 度 提 制 了其普 遍使 用 ， 因为纳米 氧化 锆 的出现 ， 高 加 工 效 率 所 必 不 可少 的技 术 ，优 点 主 和 陶瓷 刀具结 合 ，为陶瓷 刀具 的普及 增加 要 在 于 ：提高 生产 效 率 ；提 高 加 工 精 度 了动力 。陶瓷 刀具有 高潜 力 的高速 切削使 和 表 面 质 量 ； 降低 切 削 阻力 。 高 速 切 削 用 的工具 ， 在加 工制 造业 中有着 美好远 景 ， 措 施 的 研 发 以及 运 用 转 变 了人 们 在 以 往 已经 受到 各 国关 注 。 切 削 工 作 中 的 思 想 以及 形 式 ，在 很 大 程 ２ ． ４ 涂 层刀 具 度 上 提 升 了 制 作 速 度 以及 制 作 品质 。 而 以往 的 涂 层 刀 具 通 过 了从 简单 到繁 且 高 速 切 削 措 施 运 用 到模 具 制 作 中 ，转 琐 的加工 技术 过程 。随着 技术进 步 ，涂层 变 了 以 往 模具 制作 的生 产 程 序 。 高 速 切 刀具 得 到普遍 应用 。在发 展起来 的硬 质涂 削措 施 中使用 的 刀具 是这 项 措施 的重点 ， 层 刀具 材 料 中 ，Ｔ ｉ ｎ措施 作 为一 种 新技 术 伴 随 着措 施 的 持续 改 善 ，会 推 动模 具 的 得 到了普 遍使 用 。金 属 陶瓷 的硬度 比陶瓷 加工 迈 向一个全 新 的发展模 式 。 原料 的刀 具差 ， 但 是 比硬质 合金 的硬度 强 ， 参考文 献 水平方 向的断 裂强度 比硬 质合金 小 ，但是 ［ １ 】 李 良才 ． 插 齿 刀 前 角对 刀 具 耐 用 度 及 比陶瓷原料的刀具好 ，其化学性能稳固， 齿形误 差 的影响 Ｄ １ ． 工具技 术 ，２ ０ ０ ２ ． 具有 强耐 氧化性 ， 拥有 比较 低 的粘 结性 能 ， ｆ ２ １ 张林 ． 刀具在数控 加 工 中的应 用 『 Ｚ １ ． 以及 比较 高的刀 刃强 度 。 ３ 高 速切削 刀具 的具体 应用 情况 硬 质 合 金 刀 具 具 有 硬 度 高 、耐磨 、
现代切削刀具材料性能及应用课件
如立方氮化硼（CBN）、聚晶金刚石（PCD）等，提高加工效 率与降低成本。
应用新型涂层技术
如纳米涂层、梯度涂层等，提高刀具性能与降低成本。
开发新型刀具结构
如复合刀具、可转位刀片等，提高加工效率与降低成本。
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现代切削刀具材料性能及应用课件
contents
目录
• 切削刀具材料概述 • 硬质合金刀具材料 • 陶瓷刀具材料 • 超硬刀具材料 • 其他刀具材料 • 切削刀具材料的应用选择与优化建议
01
切削刀具材料概述
刀具材料的定义与分类
刀具材料定义
指用于制造切削刀具、钻头、铣 刀等工具的金属和非金属合加工韧性材料 。
03
陶瓷刀具材料
陶瓷刀具的成分与性能
01
成分
陶瓷刀具主要由氧化铝、氧化锆、 碳化硅等无机非金属材料组成。
耐磨性
陶瓷刀具具有较好的耐磨性，可长 时间使用。
03
02
硬度
陶瓷刀具具有很高的硬度，可与金 刚石相媲美。
耐热性
陶瓷刀具具有较好的耐热性，可在 高温下保持优良的性能。
刀具材料分类
根据成分和用途，刀具材料可分 为高速钢、硬质合金、陶瓷、立 方氮化硼等。
刀具材料的重要性与性能要求
刀具材料的重要性
在机械加工中，刀具材料直接影响切 削效率、加工质量和刀具寿命。
刀具材料的性能要求
包括高硬度、高耐磨性、高耐热性、 高强度和良好的工艺性能等。
现代切削刀具材料的现状与发展趋势
通过表面涂层技术提高刀具性能
提高刀具表面硬度
01
采用TiN、TiCN等涂层技术，提高刀具表面硬度，增强耐磨性
。
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住友电工K类硬质合金
铸铁车削用涂层材质 ACE涂层AC410K
●采用新开发超级FF涂层，实现耐磨损性2倍以上的提高。 ●采用超厚膜▪高强度氧化铝，实现较以往产品1、5倍以上的高速、高效率加工。 ●通过表面平滑化处理，加工稳定性大幅提高。
切削速度 (Cutting speed) 逃げ面摩耗幅 (Flank wear)
夹具刚性
冷却液类型
刀具材料
高速钢
非涂层 硬质合金
涂层 硬质合金
金属陶瓷
冷却液类型
陶瓷刀片
有效功率
立方氮化硼 人造金刚石
刀具 几何形状
导向角 (或主偏角）
前角 后角
刀片形状
断屑槽
刃口处理
刀尖圆弧半径
涂层类型 化学涂层 物理涂层 中温化学涂层
材料篇
切削刀具材质种类和位置
优 金刚石烧结体 ｃＢＮ烧结体 陶瓷
金属陶瓷
涂层
耐磨损性（硬度）
耐热性
劣 劣
硬质合金
超微粒
硬质合金 高速钢
韧性（刀具材质的韧性）
优
硬质材料粉末 WC,TiC．．．
金属粉末 Co,Ni．．
硬质合金及涂层的制造过程
原料
混合
約1400℃，真空中 烧结
研磨
干燥造粒 约1000℃
完粉
硬质合金制品
模压
涂层制品
涂层
检查评价
制品
硬质合金分类及标志
切削刀具讲座
住友电工硬质合金贸易上海有限公司 2009年5月12日
本次讲座主要内容
一、金属切削原理 二、金属加工的刀具材料 三、车削刀具及刀具几何参数 四、断屑 五、铣削刀具及几个参数 六、钻削刀具及几何参数 七、切削振动的解决方法 八、住友在汽车行业的刀具 九、住友新产品介绍
金属切削原理
什么叫做切削？
切分量削 别 、刀以结具字构用母、硬硬P、质度M合和、金导K根热、据性N、国能S际。、标H准表IS示O。分分类类，的把主所要有依牌据号是分加成工用材颜料色的标化识学的元六素大含类，
P类
用于加工长切屑的
钢件
M类
用于加工
不锈钢件
K类
用于加工短切屑的
铸铁件
N类
用于加工短切屑的
非铁材料
S类
用于加工
难加工材料
硬化。
切屑的变形与热
热能在工件、切屑及刀具里的分布取决于加 。工条件，对其影响较大的为切削速度、切削 厚度、刀片的几何形状及刀片的磨损程度。 对较高速的切削，大约80%~90%的热量被切 屑带走。 对工件来讲有三个热源:剪切面、切屑从工 件上断裂所做的功;后刀面的摩擦;切屑与前 刀面的摩擦。
切屑的种类
■适用领域 Application range
(m/min) 300
AC410K
200
AC700G AC2000
100
～
连续・轻
部分断续
強断续
Light
Medium
刀具磨损与刀具寿命
（一）刀具磨损：刀具在切削过程中，其前刀面、后刀面上微粒材料被切屑
或工件带走的现象，称为刀具磨损。
刀具的主要磨损形态： ➢后面磨损：机械磨损为主 ➢前面磨损（月牙磨损）：热磨损为主 ➢前后面同时磨损：
大多数情况下刀 具前、后刀面都 有磨损，后刀面 磨损对加工质量 影响最大，测量 方便，通常以VB 来表示刀具磨损 程度。
后刀面磨损
前刀面月牙洼磨损
沟槽磨损
塑性变形
积屑瘤 刃口崩损
磨损过程
初期磨损阶段（OA）： 切削时间短磨损快
正常磨损阶段（AB）： 磨损量均匀增长
急剧磨损阶段（BC）： 磨损量急剧增加伴有明显的噪
声和振动
材料的被切削性能
所谓材料的被切削性能，就是被切削材料在切削过程中的难易程度
工件材质的特性与切削的关系：
所谓切削，就是刀具与被加工材 质之间剧烈的撞击与摩擦，使材 质剥离母体。
金属材料受刀具作用后,经过 弹性变形→弹-塑性变形→挤压分离 三阶段,沿刀具前刀面滑出形成切屑
第一变形区：始滑移面OA与终滑移面 OE之间的区域,变形量最大。 第二变形区：与前刀面接触的切屑底 层的变形区域,靠近前刀面处金属纤 维化,基本与前刀面平行。 第三变形区：与已加工表面层内产生 的变形区域,产生金属纤维化和加工
镍N基i base耐d 热合金
加工硬化: 表面结构可能变形，表面硬度将会增加
钴C基o bas耐ed 热合金
工件材料 硬度
材料抗拉强度 化学成分
微观结构
冷作程度
变形硬化 工件的形状/
尺寸 工件的刚性
影响加工性能的因素
加工条件 及 加工类型 速度 进给量
切深
断续切削连续切削来自影响加工性能的因素机床设备 冷却液 机床刚性
H类
用于加工
硬材料
每一类中的各个牌号分别给以一个01～50之间的数字，表示从最高硬度到最大 韧性之间的一系列合金，以供各种被加工材料的不同切削工序及加工条件时选 用。根据使用需要，在两个相邻的分类代号之间，可插入一个中间代号，如在 P10和P20之间插入P15，K20和K30之间插入K25等，但不能多于一个。
推荐切削参数
切削状况 材质
AC610M AC630M 100
切削速度(m/min) 进给(mm/rev.)
130
230
0.1
0.4
160
0.1
0.4
断屑槽的应用
6.0
4.0 切深 (mm)
2.0
)
0
0.2
0.4
0.6
进给(mm/rev.)
住友电工M类硬质合金（三）
高速高效的AC610M
住友电工M类硬质合金（四）
由于加工材料和切削条 件的不同，产生的切屑
主要有三种类型：
节状（挤裂）切屑：上表面锯齿状，下表面光滑的连续切屑，较低 vc，较大ap/f
加工中等硬度塑性金属（高碳钢/不锈钢）时产生。
带状切屑：上表面毛茸状，下表面光滑的连续切屑，大γ0，高vc，小ap/f 加工塑 性金属（碳素钢/合金钢）时产生。
崩碎切屑：不规则屑片，较低 vc，较大ap/f 加工脆性金属（铸铁）时产生。
工具寿命短
高强度材质
Y
高硬度材质
Y
加工硬化（大） Y
热传导率（小） Y
延展性（大）
亲和性（大）
硬粒子（多）
Y
切削阻力大 Y Y Y
切削温度高 Y
Y
表面质量差
Y Y Y Y
切屑处理差
Y Y Y
加工硬化
Work hardening
Work Hardening
S不ta锈inl钢es s
Steel
铁Fe基bas耐ed 热合金