第三章车削刀具
1、车削刀具有以下几种
(1)外圆车削
(2)内孔车削
(3)螺纹车削
(4)切槽
2、外圆车刀杆的表示方法。
注：外圆车刀杆的型号表示是ISO标准，每个厂家都一样。例：
①表示压紧方式，即刀片是怎么压紧的
常用的有以下几种：
M――上压式
P――杠杆式
S――螺钉夹紧
C---压板压紧式
车刀杆最容易坏的就是这些配件，请注意使用。
②表示刀片的形状，即此刀杆装什么刀片的形状
上面已经有过，这里就不讲解了。
③表示刀杆的主偏角
主偏角是指切削刃下进给方向所成的角度叫主偏角。
根据工件及加工要求来选的偏角，常用的主偏角有以下几种：J――90o主偏L――－95o主偏V――72.5o主偏常用的刀杆主偏角选配刀片形状
T
V
J
D
C
L
W
④表示刀片的后角，即所装此刀杆刀片的后角
N――0o后角，上面已讲解过了，这里就不再讲解。
⑤表示正反手车刀
有三种表示
R――右手、正手L－左手、反手N－中间刀
⑥⑦表示刀杆的高度跟宽度，选刀杆高度跟宽度只根据机床的中心高来选取的。常用的机床中心高有以下几种：16×16、20×20、25×25、32×32。
M T J N R 25 25 M 16
①②③④⑤⑥⑦⑧⑨
⑧表示刀杆的长度
常用的有以下几种：1616 H-100㎜
2020 K-125㎜
2525 M－150㎜
3232 P－170㎜
⑨表示刀杆的切削刃长度
即在此刀杆上的刀片切削刃长度
上面已讲解过，这里不再讲解。
3、外圆车刀杆选取时应注意的问题
（1）必需要了解机床的中心高。
（2）客户需要的正刀还是反刀。
（3）根据工件或图纸选取不同的刀片跟主偏角。
（4）了解工件的材质，可选相应的刀片材质。
4、选好车刀杆后要要配上相应的刀片，例如MTJNR2525M16这支车刀
杆应配TN――1604-刀片。车刀杆的第二、四个字母就是要配刀片的
形状跟刀片的后角，最后一个字母要配刀片的切削刃长度。
5。目前我公司所做的车刀品牌有山特维克、台湾三禄两个品牌，以后选型号时，可针对这两种品牌选取。
6、内径车刀杆的表示方法
S 25 R －S C L C R 09
①②③④⑤⑥⑦⑧⑨
①表示刀杆的杆质，一般有三种：
S－工具钢
H－高速钢
C－硬质合金（防震）
选内孔刀杆时，刀杆直径D跟孔深L的比要知道。
如L/D＜3时，应选用S工具钢材料的内孔刀杆。
3＜L/D＜5时，应选用H高速钢材料的内孔刀杆。
5＜L/D＜7时，应选用C硬质合金材料的内孔刀杆。
②表示内孔刀杆的直径
根据内孔刀杆直径，确定被加工的工件的直径，一般为
刀杆直径D 被加工工件的最小孔径
810
10 12
12 16
16 20
20 25
25 32
32 40
即要加工一件孔径为￠20的工件要选用16以下的刀杆。
③刀杆的长度，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。
④刀片的压紧方式，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。 ⑤刀片的形状，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。 ⑥主偏角，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。 ⑦刀片的后角，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。 ⑧刀杆的正反手，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。
⑨所装刀片的切削刃长度，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。
7、内孔车刀在选取时应注意的几点：
（1）、需了解工件的材料。 （2）、需了解加工工件的内孔直径。 （3）、需了解工件内孔的深度。 （4）、客户所使用的正手刀还是反手刀。
8、选好内孔车刀杆后要配上相应的刀片。例如：
S25R-SCLCR09这支刀杆应配CC —09T3 刀片，内孔刀杆的第5、7字母是配的形状跟刀片的后角。
9、外圆车刀杆、内孔车刀杆都是ISO 标准型号表示方法，每一个品牌都一样，但螺纹刀、切槽刀表示方法却不一们，下面主要讲解台湾的螺纹刀表示方法（同山特维克可对照样本看）。 10、外螺纹及内螺纹的表示方法：
①表示螺钉夹紧 ②E 表示外螺纹
③表示正反手刀杆，R 为正手，L 为反手 ④⑤表示机床中心高 ⑥表示刀杆的长度。 ⑦表示刀片的边长
注：此刀杆配的刀片为16ER ―― ――。 螺距 材质
①表示螺钉夹紧 ②N 表示内螺纹
③表示正反手刀杆，R 为正手，L
为反手
④⑤表示螺纹刀杆的直径。 ⑥表示刀杆的长度。 ⑦表示刀片的边长
注：配此刀杆的刀片为16IR ―― ――。
S E R 25 25 M 16 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
S N R 00 16 M 16 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
螺距材质
11、选螺纹刀时要注意的几个问题：
（1）、确定内螺纹还是外螺纹。
（2）、确定螺纹类型螺距。
（3）、外螺纹要确定机床中心高。
（4）、内螺纹要确定螺纹底孔直径。
（5）、确定被加工工件的材质。
12、螺纹类型有好多，下面将讲解常用的螺纹种类。
（1）通用型
①60o
A60o＿＿表示60o螺纹、螺距0.5～1.5㎜
G60o＿＿表示60o螺纹、螺距1.75～3㎜
AG60o＿＿表示60o螺纹、螺距0.5～3㎜
②55 o
A55o＿＿表示55o螺纹、螺距0.5～1.5㎜
G55o＿＿表示55o螺纹、螺距1.75～3㎜
AG55o＿＿表示55o螺纹、螺距0.5～3㎜
例：刀片型号：16ERA60，即表示此刀片可做60o螺纹，螺距在0.5-1.5之间都可以用。注：通用螺纹刀片加工出来的螺纹有毛边，不好看，一般我们都选全牙型的。
（2）全牙型的
①公制（标准ISO螺纹刀片60o）即客户要做的大螺距的工件就选用多大的螺距的刀片。例:
16ERM1.5就是ISO螺距为1.5的刀片。
②美制（美制统一标准UN，螺纹刀片60o）。
美制是以UN表示，叫做几牙，例客户要一种14牙的60o螺纹刀片，即16ER14UN。
③英制（英制惠氏W螺纹刀片55o）
英制只以W表示，也叫做几牙，例客户要一种14牙的55o螺纹刀片即16ER14W。
④管螺纹（NPT斜管螺纹刀片60o）
以NPT表示管螺纹，例16ER14NPT表示为14NPT的管螺纹。
⑤梯形螺纹（TR、30o梯形螺纹）
例：16ER3TR表示螺距3TR的梯形螺纹刀片。
⑥圆头螺纹（RD、30o圆头螺纹）
例：16ER3RD表示螺距3RD的圆头螺纹刀片。
13、切槽加工
切槽刀杆的表示方法每个品牌都不一样，这里就不讲解了。这里主要讲一下怎么样去选取切槽刀及注意的地方。
（1）、外圆切槽：它分为切断、切槽、车削。
外圆切槽
切槽刀的分类内孔切槽
端面切槽
选取时要注意：
（1）机床中心高
（2）槽宽
（3）槽深
（4）工件材料
（5）正反手刀杆
（2）、内槽加工
选取时应注意：
（1）槽宽
（2）槽深
（3）孔径多大
（4）工件材料
（5）槽离孔口距离
（3）端面槽加工
它分为：外圆端面、内孔端面
选取时应注意：
（1）槽宽
（2）槽深
（3）机床中心高
（4）加工工件材料
（5）端面槽的直径
14、车削刀具最基础就到这里，车刀的材质选取到后面讲解。
练习题：
1、写出以下刀杆所配的刀片
MWLNR2525M08
MVJNR2020K16
SCLCR2525M12
STACL1212K11
SDNCN2525M11
S20Q－STVCR16
S25R－MVUNR16
2、选一支内孔车刀杆
（1）客户要一把能加工孔径￠22、孔深为85、装80o菱形刀片的刀杆，配上相应的刀片。
3、写出常用的螺纹有哪几种类型
4、客户有车一个外螺纹、螺距为55o、11牙的机床中心高为2020，选一把反手刀杆配上相
应的刀片。
5、客户要一把外槽刀，你应该要了解哪些东西后才能帮客户选刀？
数控刀具之—车削刀具 编著：吴光辉
车削刀具 车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机夹可转位刀片车刀。机夹可转位刀片车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀，所以在现代生产中应用越来越多。 2.1 车削刀具基础 1.可转位车刀的结构 目前，数控车床上大多使用系列化、标准化刀具。可转位 车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。其由刀杆、刀片、刀垫和 夹紧元件等部分组成（如图2.1a）。车刀的前、后角是靠刀片在 刀杆槽中安装后得到的。当一条切削刃用钝后可迅速转换成另 一条切削刃使用，即可继续工作，直到刀片上的所有的切削刃 都用钝，刀片才报废回收，更换新刀片后，车刀又可继续工作。 2.可转位车刀的优点 与焊接、整体是刀具相比，可转位刀具具有以下优点： a.刀具寿命高。由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的的缺陷，刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具的寿命。 b.生产效率高。由于机床操作工人不需要在磨刀，可大大的减少停机换刀等辅助时间。 c.有利于推广新技术、新工艺。可转位车刀由利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。 d.有利于降低刀具成本。刀杆使用寿命长，且大大减少了刀杆的消耗＆库存量，简化了刀具的管理工作，降低了刀具成本。 3.可转位刀片 可转位刀片的形状、尺寸、精度、结构特点等，均用不同的代码表示。如下图所示。 编码1表示刀片的形状。如C表示80°的菱形刀片，T表示三角型刀片； 编码2表示刀片的后角。通常刀具的后角靠刀片安装倾斜形成。若可转位车刀使用平装结构，则需按后角要求选择相应带后角的刀片。目前使用比较多的是C、N、P等三种后角； 编码3表示刀片的尺寸公差等级，精度较高的公差等级代号位A、F、C、H、E、G；精度较低的公差等级代号有J、K、L、M、N、U。最常用的刀片公差等级M、G、K等； 编码4表示刀片的结构类型（断屑槽及夹固形式）。如用M表示刀片中间有锁紧孔，并单边带有断屑槽。用N表示无孔无断屑槽平面型； 编码5两位数字表示刀片的切削刃长度。数字只取尺寸的整数部分； 编码6两为数字表示刀片的厚道。数字也只取厚度的整数部分。刀片的厚度是指切削刃刀尖处至刀片底面的尺寸。不同大小的刀片采用不同的厚度。 编码7两位数字表示刀尖圆角半径，用放大10倍的两位数字来表示刀尖圆角半径的大小，如刀尖圆角半径为0.4mm的刀片，编码就用04表示； 编码8表示刀片的槽型，每个厂家的刀片槽型代码不同； 编码9表示刀片的材质，每个厂家的刀片材质代号也是不同的； （1）刀片的基本形状和刀尖半径 刀片具有基本形状和尖角处的圆弧。刀片的基本形状有很多种，刀尖角从小至35°到大至100°，甚至圆刀片，在此间有方刀片、三角形刀片、以及刀尖角分别为55°、80°的菱形刀片。不同的刀尖角决定了刀片的应用特性，大的刀尖角适合于重载粗加工，而最尖的刀尖角具有最好的仿形加工能力。 使用大刀尖角、高强度切削刃进行长接触切削，将导致加工过程中的振动趋势以及高功率要求。在切削中使用可达性高的刀片，则意味着刀片的强度很弱。刀尖角越大，强度越大，切削热会被分散，除会增加切削法向外力，一般是有利的（见图2.1b）。因此，必须综合考虑加工的平衡性。做为数控车
第三章车削刀具 1、车削刀具有以下几种 (1)外圆车削 (2)内孔车削 (3)螺纹车削 (4)切槽 2、外圆车刀杆的表示方法。 注：外圆车刀杆的型号表示是ISO标准，每个厂家都一样。例： ①表示压紧方式，即刀片是怎么压紧的 常用的有以下几种： M――上压式 P――杠杆式 S――螺钉夹紧 C---压板压紧式 车刀杆最容易坏的就是这些配件，请注意使用。 ②表示刀片的形状，即此刀杆装什么刀片的形状 上面已经有过，这里就不讲解了。 ③表示刀杆的主偏角 主偏角是指切削刃下进给方向所成的角度叫主偏角。 根据工件及加工要求来选的偏角，常用的主偏角有以下几种：J――90o主偏L――－95o主偏V――72.5o主偏常用的刀杆主偏角选配刀片形状 T V J D C L W ④表示刀片的后角，即所装此刀杆刀片的后角 N――0o后角，上面已讲解过了，这里就不再讲解。 ⑤表示正反手车刀 有三种表示 R――右手、正手L－左手、反手N－中间刀 ⑥⑦表示刀杆的高度跟宽度，选刀杆高度跟宽度只根据机床的中心高来选取的。常用的机床中心高有以下几种：16×16、20×20、25×25、32×32。 ⑧表示刀杆的长度 M T J N R 25 25 M 16 ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨
常用的有以下几种：1616 H-100㎜ 2020 K-125㎜ 2525 M－150㎜ 3232 P－170㎜ ⑨表示刀杆的切削刃长度 即在此刀杆上的刀片切削刃长度 上面已讲解过，这里不再讲解。 3、外圆车刀杆选取时应注意的问题 （1）必需要了解机床的中心高。 （2）客户需要的正刀还是反刀。 （3）根据工件或图纸选取不同的刀片跟主偏角。 （4）了解工件的材质，可选相应的刀片材质。 4、选好车刀杆后要要配上相应的刀片，例如MTJNR2525M16这支车刀 杆应配TN――1604-刀片。车刀杆的第二、四个字母就是要配刀片的 形状跟刀片的后角，最后一个字母要配刀片的切削刃长度。 5。目前我公司所做的车刀品牌有山特维克、台湾三禄两个品牌，以后选型号时，可针对这两种品牌选取。 6、内径车刀杆的表示方法 S 25 R －S C L C R 09 ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨ ①表示刀杆的杆质，一般有三种： S－工具钢 H－高速钢 C－硬质合金（防震） 选内孔刀杆时，刀杆直径D跟孔深L的比要知道。 如L/D＜3时，应选用S工具钢材料的内孔刀杆。 3＜L/D＜5时，应选用H高速钢材料的内孔刀杆。 5＜L/D＜7时，应选用C硬质合金材料的内孔刀杆。 ②表示内孔刀杆的直径 根据内孔刀杆直径，确定被加工的工件的直径，一般为 刀杆直径D 被加工工件的最小孔径 810 10 12 12 16 16 20 20 25 25 32 32 40 即要加工一件孔径为￠20的工件要选用16以下的刀杆。 ③刀杆的长度，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。 ④刀片的压紧方式，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。 ⑤刀片的形状，跟外圆刀杆一样，这里不做讲解了。
车削刀具的选择 材料一般分为7种类型，为简化问题，这里分为三类。 l 第一类为要求使用锋利的正前角切削刃进行切削的材料。它包括高温合金、钛合金、铝材、塑料和其他非铁金属以及奥氏体不锈钢。锋利的切削刃能防止这些材料的工作硬化。例如，锋利的切削刃允许使用高的切削速度和进给量，并能整齐地切断硅铝合金而不会留下卷边。同样它也适合于大多数非金属材料(如塑料、尼龙和其他软的免于加工的材料)。 第二类为要求使用零前角或负前角切削刃进行切削的材料。它包括标准的碳钢、合金钢和铸铁。零前角或负前角可以增加切削刃的强度，并允许采用更大的进给速度以及防止断续切削时切削刃的破坏。对于大多数产生连续长切屑的材料，应采用这种零前角或负前角的刀具，它也是工业生产中最经常使用的类型。 第三类包括那些要求使用带断屑器的刀具进行加工的材料，断屑器的类型将在后面讨论。这些材料在正常的切削速度和进给率条件下，将产生丝状的长切屑，如轴承工业中使用的52100#钢和其他高等级钢 我们在选择刀具的时候首先要了解加工材料的 机床在加工时通常要求使用断屑器。当用低的额定进给速度加工软的低碳钢和合金钢时，通常会产生不希望出现的长切屑，因此要求操作者经常停机来清除切屑。这样将降低生产率并危及操作者，因为这些切屑是非常锋利的。采用非常低的切削速度加工一些种类的高温合金时，也会产生同样的问题。 螺纹加工车刀 螺纹车削的要求要高于普通车削操作。切削力一般较高，螺纹刀片的切削端部半径较小，比较薄弱。 在螺纹加工中，进给速度必须与螺纹的节距精确对应。对于节距为8螺纹/英寸（tpi）的情况，刀具必须以8转/英寸或者0.125英寸/转的进给速度前进。与普通车削应用（其中典型的进给速度大约为0.012ipr）相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍。螺纹加工刀片刀尖处的作用力可能要高100～1,000倍。 选螺纹刀的关键：最主要是螺距，一般现在的供应商都有现种螺距的：一是标准牙和宽牙（如：P=0.5~1.75）两种。在枇量生产时选用标准牙，小枇量时用宽牙.有些还有带修光刃的,比较适合于精加要的,内螺纹刀还要考虑其钢性,原理与内孔刀一样. 我们很多时候以为刀尖的角越小就合适精加工的,相之,就是粗加工.其实不是的 R角的也是可以作精加工的 我们很多时候以为刀尖的角越小就合适精加工的,相之,就是粗加工.其实不是的 R角的也是可以作精加工的 很多时候,刀尖角与进给量,切深配合的时候,可以选择不同的加工精度的 我再给一个表是关于刀尖角与切速度的相应表格给大家参考一下 上 切槽刀和切断刀有什么根本区别？能不能代替使用？这个是没有界线的,一般来说槽刀是要求加工精度高是有修磨过的,如果精度不高,切断刀可以用在切槽刀上,同理,如果切槽刀要是能满足加工的圆直径时,也可以作为切断用的
数控刀具材料及选用，再也不用盲目选刀 加工设备与高性能的数控刀具相配合，才能充分发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。随着刀具材料迅速发展，各种新型刀具材料，其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高，应用范围也不断扩大。 一. 刀具材料应具备基本性能 刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此，刀具材料应具备如下一些基本性能： (1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。 (2) 强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。 (3) 耐热性。刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。 (4) 工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。 二.刀具材料的种类、性能、特点、应用 1．金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用 金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一种材料。金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能，在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。 ⑴金刚石刀具的种类 ①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002靘，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。 ②PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石
数控车床常用刀具及选择 1．数控刀具的结构数控车床刀具种类繁多，功能互不相同。根据不同的加工条件正确选择刀具是编制程序的重要环节，因此必须对车刀的种类及特点有一个基本的了解。在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。 数控车床使用的车刀、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具均有整体式和机夹式之分，除经济型数控车床 外，目前已广泛使用可转位机夹式车刀。 (1) 数控车床可转位刀具特点 数控车床所采用的可转位车刀，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如下表所示。 表2-2 可转位车刀特点 (2) 可转位车刀的种类可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、 切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等，见表2-3。 表2-3 可转位车刀的种类
端面车刀900、450、750 普通车床和数控车床 内圆车刀450、600、750、900、910、930、 950、107.50 普通车床和数控车床 切断车刀普通车床和数控车床 螺纹车刀普通车床和数控车床 切槽车刀普通车床和数控车床 (3) 可转位车刀的结构形式 ①杠杆式： 结构见图2-16，由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片所组成。这种方式依靠螺钉旋紧压靠杠杆，由杠杆的力压紧刀片达到夹固的目的。其特点适合各种正、负前角的刀片，有效的前角范围为-60°～ +180°；切屑可无阻碍地流过，切削热不影响螺孔和杠杆；两面槽壁给刀片有力的支撑，并确保转位精度。 ②楔块式： 其结构见图2-17，由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的挤压力将刀片紧固。其特点适合各种负前角刀片，有效前角的变化范围为-60～+180。两面无槽壁，便于仿形切削 或倒转操作时留有间隙。 ③楔块夹紧式： 其结构见图2-18，由紧定螺钉、刀垫、销、压紧楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的压下力将刀片夹紧。其特点同楔块式，但切屑流畅不如楔块式。 此外还有螺栓上压式、压孔式、上压式等形式。 2、刀片材料 刀具材料切削性能的优劣直接影响切削加工的生产率和加工表面的质量。刀具新材料的出现，往往
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。因而刀具材料应具备耐热冲击性。 导热系数大，使热量容易散走，降低刀具表面的温度；热膨胀系数小，可减少热变形；而弹性模量大，可以降低因热变形而产生的交变应力幅度。这些均有利于材料耐热冲击性能的提高。 (5)良好的工艺性能。为便于刀具制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能，如锻造 性能、热处理性能、高温塑性变形性能、磨削加工性能等等。 (6)经济性。经济性是刀具材料的重要指标之一，刀具材料的发展应结合本国资源。 有的刀具(如超硬材料刀具)虽然单件成本很高，但因其使用寿命很长，分摊到每个零件的成本不一定很高。因此在选用时要考虑经济效果。此外，在切削加工自动化和柔性制造系统中，也要求刀具的切削性能比较稳定和可靠，有一定的可预测性和高度的可靠性。
干切削是切削加工的发展方向 就在二十年前，切削液曾是非常便宜，在大多数加工过程的成本中，其所占比例不到3%。以至没有谁会对此多加注意。可是，现在不一样了，切削液在车间生产成本中所占比例上升为15%，这就不得不引起生产经营者的极大关注。 特别是那些含油的切削液已经成为一项很大的支出。更重要的是它的排放污染环境，国外环保部门要监控这些混合制剂的处理。而且，许多国家和地区也把它们划归为危险废物，如果其中含有油和某些合金，还要采取更为严厉的控制措施。再有，许多高速加工工序加了切削液会产生烟雾，环保部门也限制切削液烟雾释放量要在允许范围内，职业安全和职工健康管理部门为了降低切削液烟雾排放允许值，正在考虑一项咨询委员会的建议。其中包括制定比较高的切削液的价格政策。因此，越来越多的厂家开始采用干切，以避免这笔费用和与切削液处理相关连的麻烦。 以前，金属加工行业使用切削液已形成"习惯"，所以推广干式切削的主要障碍是这种习惯势力，他们认为切削液是取得良好加工表面、提高刀具寿命所必须的。也有许多人认为变湿切为干切，费用可能会更高。其实两种看法都不对。对于多数金切件，干切应该是"标准加工环境"。在高速下干车、干铣淬硬材料不仅可能，而且更经济。关键是要知道如何正确地选择刀具、机床和切削方法。尽管切削液在有些场合还是需要的，可是研究表明：由于今天的刀具材料有了很大发展，情况也在不断的变化。新的硬质合金牌号特别是那些涂层牌号，在高速、高温的情况下不用切削液，切削效率更高。事实上，对于间断切削，切削区温度越高，越不适合用切削液。 先来看看铣削，假定切削液能克服高速旋转的铣刀引起的离心力，那它在到达切削区之前也就已经蒸发了，它的冷却效果是很小的甚至没有。而应用切削液刀具会产生温度的激烈变化，铣刀刀片自工件切出时冷却，再切入时温度又上升。尽管在干切削时也有类似的加热和冷却循环产生，但是加了切削液这种温度变化要大得多。温度急剧变化在刀片中产生应力，会导致裂纹的产生。 类似的情况在车削中也会出现，例如用非涂层硬质合金，在速度高于130m/min时，车削中碳钢，刀尖切入工件不到40秒，然后暴露在冷却液中，就能很明显地表现出热冲击的损害。这种热冲击加快了月牙洼磨损和后面磨损，从而大大地缩短刀具寿命。对于大多数车削加工，干切通常能延长刀具寿命。 然而，对于钻削则是另一种情况。钻削时切削液是必要的，因为它提供了润滑和从孔中冲出切屑。没有切削液，切屑可能粘在孔内，并且表面粗糙度平均值(Ra)可能达到湿钻时的两倍。在这种情况下，切屑液也能减少所需的机床扭矩，因为钻头边缘上与孔壁接触的点得到润滑。尽管涂层钻头也能够起到类似切削液的润滑效果，涂层还能减少切削力并能使磨擦阻力趋向最小。从总的效果来看，目前还不能完全代替切削液。用哪种型号的切削液要根据具体情况，润滑性切削液用于低速加工难加工材料以及表面粗糙度要求较高时比较好。而冷却能力较高的切削液，可以增强易切削材料高速加工性能，可以用于有产生积屑瘤倾向或有严格的尺寸公差的情况下。 可是许多时候用了切削液取得了某些效果，但它需要很高的额外费用，也带来非常有害
数控车削加工刀具的优化 最近几年来，数控车床的应用日益广泛，机械制生产企业和 各类职业院校越来越普遍地采用数控车床进行零件加工和技术 培训，在生产实践中，数控车削刀具的优化对于提高加工质量和 生产效率具有十分重要的作用，刀具问题解决不好，直接影响到能否完成加工，能否达到加工要求和提高生产效率。在生产实践中，最常用的刀具问题主要刀具寿命短，刀具易损坏、易磨损，刀具更换频繁，刀具维修时间长，影响生产。因此数控车削加工刀具的优化对于保证加工质量，减少停机时间，提高加工效率具有举足轻重的作用。下面主要以轴类零件的数控车削加工为例，对数控车削加工刀具的优化进行分析与探讨。 1.数控车削加工常用的刀具类型、刀具材料 数控车削加工常用的刀具主要有外圆车刀、切槽刀、切断刀、螺纹车刀等。常用的刀具材料有高速钢、硬质合金，陶瓷合金刀具材料在实践中用得不多。在加工中最常用的硬质合金的主要 YT15 YT30 YG3 YG8等牌号的硬质合金。 2.数控车削加工刀具常见刀具问题及原因分析 数控车削加工刀具主要以下几个方面。 2.1刀具磨损快，需要频繁重磨。 造成此问题的主要原因是选用的刀具材料耐磨和耐热性能较差，在加工过程中，不适应高速和高温条件切削和较高硬度工 件材料的切削，切削过程中冷却和润滑条件不好，容易造成直接造成直接造成车刀快速磨损。 2.2刀具易崩刃，易损坏，更换频繁。 造成此类问题的主要原因是选用的刀具材料韧性较差，在加工过程中，如遇到振动、冲击，很容易产生车刀崩刃。
2.3刀具修理、重磨、安装时间长，影响生产。 造成造成此类问题的常见原因主要是选用焊接结构的硬质合金车刀和选择用高速钢车刀。焊接结构硬质合金车刀崩刃后，就需要重新焊接和刃磨，需要较长时间，一把焊接结构的硬质合金车刀重新焊接和刃磨往往需要一两个小时甚至更多，一把高速钢车刀的重磨也需要一定的时间，换刀还需要一定的拆装时间。 由此可见，此类问题对生产的影响是相当严重的，这个问题如果解决不好，就可能造成刀具损坏过快、换刀频繁，严重影响生产，有时甚至造成直接备用刀具供应不上而被迫停机和停产。 3.数控车削加工刀具优化 做好刀具优化工作，对于保障加工生产的正常进行，具有举足轻重的作用。在生产中可以从以下几个方面解决好数控车削加工刀具优化问题。 3.1 正确选用刀具材料。 在车削加工中，要根据不同的条件，合理选择刀具材料，优先选择用耐磨和耐热性能好的刀具材料。在生产中，硬质合金刀具材料和高速钢刀具材料都很常见，这两类刀具材料的性能特点
单元二数控刀具与选用习题 一判断题 1.一般车削工件，欲得良好的精加工面，可选用正前角刀具。（） 2．刀具前角越大，切屑越不易流出，切削力越大，但刀具的强度越高。（） 3.粗车削应选用刀尖半径较小的车刀片。（） 4.主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（） 5.判断刀具磨损，可借助观察加工表面之粗糙度及切削的形状、颜色而定。（） 6.精车削应选用刀尖半径较大的车刀片。( ) 7.高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。( ) 8.硬质合金是一种耐磨性好，耐热性高，抗弯强度和冲击韧性多较高的一种刀具材料。（） 9.在工具磨床上刃磨刀尖能保证切削部分具有正确的几何角度和尺寸精度及较小的表面粗糙度。( ) 10.YT类硬质合金中含钴量愈多，刀片硬度愈高，耐热性越好，但脆性越大。( ) 11.在切削过程中，刀具切削部分在高温时仍需保持其硬度，并能继续进行切削。这种具有高温硬度的性质称为红硬性。 ( ) 12.刀具的材料中，它们的耐热性由低到高次排列是碳素工具钢、合金工具钢，高速钢和硬质合金。（） 13.数控机床对刀具材料的基本要求是高的硬度、高的耐磨性、高的红硬性和足够的强度和韧性。（） 14.刀具规格化的优点之一为选用方便。（） 二填空题 1.常用的刀具材料有高速钢、、陶瓷材料和超硬材料四类。 2.加工的圆弧半径较小时，刀具半径应选。 3.铣刀按切削部分材料分类，可分为铣刀和刀。 4.当金属切削刀具的刃倾角为负值时，刃尖位于主刀刃的最高点，切屑排出时流向工件表面。 5.工件材料的强度和硬度较低时，前角可以选得些；强度和硬度较高时，前角选得些。刀具切削部分的材料应具备如下性能；高的硬度、、、。 6.常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、、四种。 7.影响刀具寿命的主要因素有；工件材料. 、、。 8.刀具磨钝标准有和两种料。
数控刀具种类_数控刀片型号 数控刀具是指与数控机床(包括加工中心、数控车床、数控镗铣床、数控钻床、自动线以及柔性制造系统)相配套使用的各种刀具的总称,是数控机床不可缺少的关键配套产品。在国外数控刀具发展很快,品种很多,已形成系列。在我国,由于对数控刀具的研究开发起步较晚,数控刀具成了工具行业中最薄弱的一个环节。数控刀具的落后已经成为影响我国国产和进口数控机床充分发挥作用的主要障碍。 数控刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括刀具及连接刀柄:刀柄要连接刀具并装在机床的动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。近年来,快速发展的数控加工技术促进了数控刀具的发展。每当一种新型数控刀具产品的面市,会使数控加工技术跃上一个新台阶,产生巨大的经济和社会效益。 数控刀具的分类方法很多。一般可按下列方法进行分类。 1.按刀具切削部分的材料分 按刀具切削部分的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金 刚石刀具和涂层刀具等。 2.按刀具的结构形式分 按刀具的结构形式可分为整体式、镶嵌式和特殊形式等。 (1)整体式。整体式包括钻头和立铣刀等。
(2)镶嵌式。镶嵌式包括刀片采用焊接和机夹式等。 (3)特殊形式。特殊形式包括复合式和减振式等。 3。按切削加工工艺分 按切削加工工艺可分为车削刀具、铣削刀具、钻削刀具和镗削刀具等。 (1)车削刀具。车削刀具包括外圆车刀、内孔车刀、切槽(断)刀、端面车刀、螺纹车刀等: (2)铣削刀具。铣削刀具包括面铣刀、立铣刀和螺纹铣刀等。 (3)钻削刀具。钻削刀具包括钻头、铰刀和丝锥等。 (4)镗削刀具。镗削刀具包括粗镗刀和精镗刀等。 数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具两大类。 模块化刀具是发展方向。发展模块化刀具的主要优点：减少换刀停机时间，提高生产加工时间；加快换刀及安装时间，提高小批量生产的经济性；提高刀具的标准化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能；有效地消除刀具测量工作的中断现象，可采用线外预调。事实上，由于模块刀具的发展，数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。 （1）从结构上可分为 ② 体式 ②镶嵌式可分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同，分为 可转位和不转位； ③减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振
数控加工中刀具的选择与切削用量的确定 摘要：现代刀具显著的特点是结构的创新速走加快。随着计算机应用领域的不断扩大，机械加工也开始运用数拉技术，这时刀具选择与切削用量提出了更高的要求。本文就扣何确定数控加工中的刀具选择与切削用全进行了探讨。 关键词：数控技术；机械加工；刀具选择 一、科学选择数控刀具 1、选择数控刀具的原则 刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。 选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率
的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排屑性能好的同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如硬质合金、陶瓷等)并使用可转位刀片。 2、选择数控车削用刀具 数控车削车刀常用的一般分成型车刀、仿形车刀、圆弧形车刀三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。仿形形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑并应兼顾刀尖本身的强度。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车
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 W18Cr4V B W6Mo5Cr4V2 C W6Mo5Cr4V3 D W6Mo5Cr4V2Al 37、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 YN10 B YG3 C PC D D CBN 45、高速精车铸铁常选用的刀具材料是： A YN10 B YG3 C PC D D CBN 46、粗加工铸钢宜选用的刀片牌号是 A W18Cr4V B W6Mo5Cr4V2 C YT5 D YG6 47、车HRC58-60的钢料最宜选用的刀具材料是： A YN10 B YT30 C PC D D CBN 48、低速精车梯形螺纹最宜选用的刀具材料是： A YG3 B YT30 C W18Cr4V D YG6X 49、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、TiN B TiC、TiN、NiMo、TiCN C TiC、TiN、NiMo、TiCN、TiAlN D TiC、TiN、Al2O3 51、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：
夹具、刀具的选择及切削用量的确定 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、夹具的选择、工件装夹方法的确定 1．夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： 1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 2．夹具的类型 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。 数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。
3．零件的安装品质新空间 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点： 1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 二、刀具的选择及对刀点、换刀点的设置 1．刀具的选择 与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排屑性能好；同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可转位刀片。（1）车削用刀具及其选择数控车削常用的车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀以及成型车刀三类。 1）尖形车刀尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。 尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。2）圆弧形车刀圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。 圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点：一是车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上
车削内孔时刀具振动的分析与解决方法 尹霞（邮政编码412000） 摘要：通过对车削内孔时刀具振动原因的深刻分析，提出了在保持高生产效率下的解决办法，并在生产中得到应用。 关键词：刀具振动长径比振动频率减轻振动高效率 车削内孔的加工中，刀具的振动将会影响到加工精度。在传统机械加工车间中刀具振动的解决还是采用老式的加工理论，往往是以牺牲生产效率为代价，并且其中许多加工理念已经不再适合现代加工技术。但随着国外越来越多先进的机夹刀具进入到传统机械加工车间后，给我们带来了新的加工理念。现在向大家介绍这种高效率的解决方法。 1.刀具振动的原因 刀具振动实际应该切削振动，通常发生在长悬臂刀杆的镗削和铣削，薄壁件的切削加工等。切削振动顾名思义只有在刀具进行切削时才产生。而切削振动最明显的是工件被加工表面有振纹。我们将振动分为三种。它们是高频振动、中频振动和低频振动。 我们以内孔车刀杆的振动分析来看：刀尖切削工件时会产生切削力，这个力使镗刀杆产生弹性变形，当刀尖上的铁屑断掉后，刀杆的弹性变形就恢复。随着铁屑不断产生在断掉，那么径向切削力随着铁屑的生成和断裂由大到小不断变化，形成正玄波动镗削力F。此力的大小和方向是一直有规律的变化，如果切削力的变化频率等于或在刀具固有的弹变频率范围之内，镗削振动就产生了。其实任何强壮的刀杆都不能确保切削时刀杆不会产生弹变，实际上刀片在切削时都是颤动的，但是只有弹变足够大时颤动才变为震动。 因此我们得到这样的结论：刀具在切削工件时发生振动需要有以下三个条件同时存在：第一是包括刀具在内的工艺系统刚性不足导致其固有频率低，第二是切削时产生了一个足够大的外激力，第三是这个外激力的频率与工艺系统固有频率相同随即 一是减小切削力至最小；二是尽量增强刀具系统或者夹具与工件的刚性；三是在刀杆内部再制造一个振动去打乱外激切削力的振频，从而消除刀具振动。 2.采用阻尼避振刀杆从而减轻振动 我们虽然可通过改变刀杆的材质来达到消振的目的。即把钢质刀杆改成整体硬质合金刀杆或重金属刀杆，它的刀杆夹持悬伸与刀杆直径避振极限比值（简称长径比）
3．3 数控刀具材料及选用 先进的加工设备与高性能的数控刀具相配合，才能充分发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。随着刀具材料迅速发展，各种新型刀具材料，其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高，应用范围也不断扩大。 3．3．1刀具材料应具备基本性能 刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此，刀具材料应具备如下一些基本性能：(1)硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。 (2)强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。 (3)耐热性。刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。 (4)工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。 3．3．2刀具材料的种类、性能、特点、应用 1．金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用
金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一种材料。金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能，在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。 ⑴金刚石刀具的种类 ①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002μm，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。 ②PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD)，自20世纪70年代初，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauine diamond，简称PCD刀片研制成功以后，在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。PCD原料来源丰富，其价格只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一。 PCD刀具无法磨出极其锋利的刃口，加工的工件表面质量也不如天然金刚石，现在工业中还不能方便地制造带有断屑槽的PCD刀片。因此，PCD只能用于有色金属和非金属的精切，很难达到超精密镜面切削。 ③CVD金刚石刀具：自从20世纪70年代末至80年代初，CVD金刚石技术在日本出现。CVD金刚石是指用化学气相沉积法(CVD)在异质基体(如硬质合金、陶瓷等)上合成金刚石膜，CVD金刚石具有与天然金刚石完全相同的结构和特性。 CVD金刚石的性能与天然金刚石相比十分接近，兼有天然单晶金刚石和聚晶金刚石(PCD)的优点，在一定程度上又克服了它们的不足。 ⑵金刚石刀具的性能特点： ①极高的硬度和耐磨性：天然金刚石是自然界已经发现的最硬的物质。金刚石具有极高的耐磨性，加工高硬度材料时，金刚石刀具的寿命为硬质合金刀具的lO～100倍，甚至高达几百倍。 ②具有很低的摩擦系数：金刚石与一些有色金属之间的摩擦系数比其他刀具都低，摩擦系数低，加工时变形小，可减小切削力。 ③切削刃非常锋利：金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利，天然单晶金刚石刀具可高达0.002～0.008μm，能进行超薄切削和超精密加工。 ④具有很高的导热性能：金刚石的导热系数及热扩散率高，切削热容易散出，刀具切削部分温度低。 ⑤具有较低的热膨胀系数：金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍，由切削热引起的
第二章刀具材料 第一节刀具材料应具备的性能 刀具的工作条件：高压、高温、强烈摩擦、振动、冲击、热冲击 一、刀具材料应具备的性能 1、高硬度和耐磨性 硬度≥62HRC 耐磨性与硬度、化学成分、强度、显微组织、摩擦区温度有关 2、足够的强度和韧性 动静载荷下变形小、不崩刃折断 3、高耐热性 高温下保持耐磨性、硬度、化学成分、强度、韧性的能力（高温硬度表示） 一般以高温硬度表示 4、良好的热物理性能和耐热冲击性能 导热系数热膨胀系数 5、良好的工艺性 6、经济性 二、刀具材料的分类 工具钢碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金 陶瓷 超硬材料人造金刚石 立方氮化硼 第二节工具钢 一、碳素工具钢 含碳量0.65～1.35％的优质高碳钢 T7A T8A T10A T12A 工艺性好可热处理 耐磨性好淬火硬度可达HRC58～64 价格低 耐热性差250～300℃硬度下降（马氏体分解）碳化物分布不均匀淬火变形大淬透性差 v 5～10m/min 锉刀、丝锥、锯条、板牙等低速手动工具 二、合金工具钢 高碳钢中加入合金元素（Si、Cr、W、Mn、V）总量不超过3～5％ 9SiCr CrWMn CrMn CrW5 9Mn2V 提高韧性、耐磨性、耐热性
耐热性325～400℃ v 10～15m/min 丝锥、板牙、铰刀、搓丝板等低速机用工具 三、高速钢（白钢、锋钢、风钢） 含有较多合金元素（W、Cr、Mo、V等）的高合金工具钢 HRC63～67 500～650℃ 强度高 工艺性好 高性能HSS 高耐热性HSS 高碳HSS 9W6Mo5Cr4V2 （提高耐热、耐磨）高钒HSS W6Mo5Cr4V3 钴HSS W2Mo9Cr4VCo8 超硬HSS 铝HSS W6Mo5Cr4V2Al 粉末冶金HSS（可加大含碳量、细小均匀结晶组织、磨加工性好、物理力学性能高度各向同性、减小淬火变形、碳化物不易剥落） 四、合金元素的作用 W、Fe、Cr、V与C形成化合物提高耐磨性 W溶于基体，增加高温硬度 Mo作用同W（1％Mo＝2％W）并可细化碳化物，提高韧性 Co、Al、Si、Nb（铌）提高高温硬度 V提高耐磨性（不宜超过3％） 第三节硬质合金 一、组成及特点 1、组成 高硬度、高熔点的重金属碳化物（WC、TiC、TaC钽、NbC铌）粉末和金属结合剂（Co、Ni）粉末冶金而成 2、特点 高硬度HRA89～91 强度韧性低 高耐热性800～1000℃ 热稳定性好 v是HSS的4～10倍 二、影响硬质合金性能的因素 金属碳化物的种类、性能、数量、粒度、结合剂数量 1、种类和性能 硬度TiC＞WC＞TaC 熔点TaC＞TiC＞WC 强度WC＞TiC＞TaC 导热WC＞TiC＞TaC 2、数量、粒度、结合剂数量 碳化物↑→硬度↑强度↓
1.金属切削过程的实质是什么？ 答：金属切削过程就是刀具从工件上切除多余的金属，使工件得到符合技术要求的几何精度 和表面质量的过程。 2.切削运动可分哪两类，各有什么特点？ 答：切削运动可分为主运动和进给运动。主运动在切削过程中速度最高，消耗的功率最大， 并且在切削过程中切削运动只有一个。进给运动的速度较低、消耗的功率较小，进给运动可以有一个或多个。 3.切削用量的主要参数有哪些？ 答.：切削用量的参数有切削速度、进给量和背吃刀量。 4.试述车刀前角、后角、主偏角、负偏角和刃倾角的作用，并指出如何使用？ 答：前角对切削的难易程度有很大的影响，前角大小的选择与工件材料、刀具材料、加工要求有关。后角的作用是为了减小后刀面与工件之间的摩擦和减少后刀面的磨损。主偏角的大小影响切削条件、刀具寿命和切削分力的大小。 5.车外圆时，车刀装得过高或过低、偏左或偏右，刀具角度会发生哪些变化？什么情况下可 以利用这些变化？ 答：当刀尖高于工作中心时，刀具工作前角将增大，工作后角将减小。如果刀尖低于工作中心，则刀具工作前角减小，后角增大。若刀杆右偏，则车刀的工作主偏角将增大，负偏角将 减小。若刀杆左偏，则车刀的工作主偏角将减小，负偏角将增大。 6.试标出图 2.52 刀具的五个基本角度及主切削刃和副切削刃。
7.列举外圆车刀在不同参考系中的主要标准角度及其定义。 答：1）前角：在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角；后角：在正交平面内测量的 主后刀面与切削平面之间的夹角；主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给 方向的夹角；副偏角：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角； 刃倾角：在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角；副后角：在副切削刃上选定点的副正交平面内，副后刀面与副切削平面之间的夹角。 8.偏角的大小对刀具耐用度和三个切削分力有何影响？当车削细长轴时，主偏角应选得较大还是较小？为什么？ 答：当切削面积不变时，主偏角增大，切削厚度也随之增大，切屑变厚，因而主切削力随着 主偏角的增大而减小，但当主偏角增大到60 ~70 之间时，主切削力又逐渐增大主偏角； 背向力随着主偏角的增大而减小，进给力随着主偏角的增大而增大。 9.试述刀具的标注角度与工作角度的区别。为什么横向切削时，进给量不能过长？ 答：刀具的标注角度是指在刀具工作图中要标注出的几何角度，即在几何参考系中的几何角度。而工作角度是指以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的刀 具角度。在进行横向切削时，实际的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角，使得车刀的工作前角增大，工作后角减小。前刀面的受力也相应增大，影响加工质量和车刀的使用 寿命。 10.试分析钻孔时的切削厚度、切削宽度及其进给量、背吃刀量的关系。 答：答：切削厚度是每次进给量的总和，切削宽度等于背吃刀量 11.常用的刀具材料有哪些？各有很么特点？ 答：常用刀具材料有工具钢，高速钢，硬质合金，陶瓷和超硬刀具材料。 1.高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状复 杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。但抗弯性比高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。 3.陶瓷刀具有很高的硬度和耐磨性，有很高的耐热性 和化学稳定性，有较低的摩擦系数，可应用范围广。 4.超硬材料刀具常用的有金刚石刀具和 立方氮化硼。金刚石刀具不宜于切削铁及其合金工件。立方氮化硼是高速切削黑色金属的较 理想刀具材料。 12.刀具的工作条件对刀具材料提出哪些性能要求，何者为主？ 答：1，高的硬度和耐磨性， 2 足够的强度和韧性。 3 高的耐热性。 4.更好的热物理性能和耐 热冲击性能。在不同的工作条件下各有偏倚。 13.试述各类硬质合金的性能和使用范围。举例说明选用不同牌号时要考虑的问题。 答：切削用硬质合金分为三类： 1.P 类。此类硬质合金硬度高，耐热性好，在切削韧性材料 时的耐磨性较好，但韧性较差。一般适用于加工钢件。 2.K 类。此类硬质合金的韧性较好， 耐磨性较差。它适用于加工铸铁，有色金属及合金材料。也可用于加工高强度钢，耐热合金等难加工材料。 3.M 类。抗弯性能，疲劳强度，冲击韧性，高温硬度和强度，抗氧化能力和 耐磨性等较好。既可用于加工铸铁，也可用于加工钢。 选用不同牌号要考虑其加工精度。如：加工钢件时YT5 用于粗加工，YT30 用于精加工。14.试比较硬质合金和高速钢性能的主要区别。 答：高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状 复杂的刀具。 2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。耐用度较高速钢几十倍，耐用度 相同时，切削速度可提高 4 至10 倍。但抗弯性比高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受 大的振动和冲击负荷。