用陶瓷刀具切削高硬度材料

用陶瓷刀具切削高硬度材料

作者：日本特殊陶业(株) 住田克彦 臼井洋

具有代表性的高硬度材料有模具钢、淬火钢和轧辊等，对这种

材料以往大都采用磨削方法进

行精加工。现在为了降低生产成本而改用切削加工。

欲实现对高硬度材料进行切削加工，必须具备的条件是刀具硬度应远远高于被切削材料的硬度。此外，由于对高硬度材料进行切削加工时，刀头的温度非常高，所以它还需具备以下各种特性：

耐塑性变形性能很好，即高温硬度很好。

化学稳定性很好，即不会与被切削材料、氧气和切削液等发生化学反应，也不会出现热分解现象。

热传导率很好，即高温刀头不会因热冲击而产生缺损现象。

以往大都用立方氮化硼(CBN)刀具对高硬度材料进行高速切削和断续切削加工。与立方氮化硼刀具相比，陶瓷刀具的韧性较差，在可靠性方面也稍差一些。但陶瓷刀具的价格比立方氮化硼刀具便宜，所以在降低生产成本方面非常有利。只要在实际使用时注意刀头的形状和选择最合适的切削条件，以保证整个加工过程一开始即进入稳定状态，那么完全可以用陶瓷刀具代替立方氮化硼刀具加工高硬度材料。

本文着重介紹由日本特殊陶业公司所生产的HC4和HC5陶瓷刀具对高硬度材料进行切削加工时的特点，并以具有代表性的实例说明其效果。

切削高硬度材料的陶瓷刀具

HC4和HC5都属于Al2O3-TiC 系的陶瓷，通常人们称这种系列的陶瓷为黑陶瓷。HC5是在原来HC2基楚上增加了硬质相，并实施了微粒化，成为一种耐磨损性和耐缺损性都得到了改善的材料。HC4是在HC5的基础上增加了高融点碳化物，是一种更为微細化的适用欢迎访问e 展厅 展厅 3 铣刀展厅 钨钢铣刀, 立铣刀, 整体铣刀, 盘铣刀, 螺纹铣刀, ...

于切削高硬度材料的材质。照片1所示是HC4的显微组织结构。照片2所示是HC5的显微组织结构。由此可以说，对高硬度材料进行切削加工的陶瓷材料显微组织结构的关键是存在硬质相和微細化结构。通常HC5可用于对广泛的高硬度材料进行加工。如果被切削材料特別硬，那么用HC4比HC5可更好地发挥其高性能。图1所示是被切削材料的硬度与HC4和HC5的适用范围。

照片1 HC4的纤维组织结构照片2 HC5的纤维组织结构

图1 被切削材料硬度和HC4、HC5的适用范围

表1所示是各种陶瓷刀具的物理特性。

表1 各种陶瓷刀具的物理特性

切削高硬度材料料时刀具的损伤类型

在用陶瓷刀具切削高硬度材料时，刀头处出现的损伤大多数是表面碎裂型损伤，如照片3所示在刀具前面出现贝壳状碎裂。与切削一般材料相比，切削高硬度材料时的切削阻抗较大，特別是背分力较大。这是因为经过连续加工后刀具背面被磨损而使背分力增大。这种背分力的增大则意味背分力和垂直方向的拉伸应力在刀片内起作用，当它们超过刀具材料强度时则就出现碎裂型损伤。

此外也容易出现刀具前面的月牙洼磨损和刀头失去锋利的缺损。产生这两种类型损伤的主要原因是刀头温度升高。防止这类损伤的方法是适当降低切削速度。綜上所述可知，欲用陶瓷刀具稳定地对高硬度材料进行加工的关键是要不断地抑制那些长时间且稳定地作用于刀片内的最大应力，并使它有所降低。

照片3 碎裂状缺损

陶瓷刀具切削高硬度材料的推荐切削条件

用陶瓷刀具可切削的被切削材料的最高硬度为HRC65。以往切削硬度较高的材料时，所用的切削速度较慢。这几年用陶瓷刀具切削硬度为HRC65的材料时，切削速度可达到

200mm/min。但在切削硬度超过HRC60的材料时，刀具易出现前面所讲的碎裂损伤，这样就缩短了刀具的使用寿命，且加工稳定性也随之下降。为此在切削这材料时推荐使用图1所示稍稍降低的切削速度。另外，用于切削高硬度材料的陶瓷刀片的前缘圆角R应稍大一些。

最适宜的进給量和切入深度的大致标准如下：

进給量≦(1/6)R；

切入深度≦(1/3)R。

式中R是刀具前缘的圆角半径。

对刀头作最佳处理的探讨

通常为了抑制陶瓷刀具出现卷刃（刀头出现微少的缺损）而设置倒角和进行圆角R的珩磨。这是在弄清楚刀头处理和损伤类型之间的关系之后，再按不同损伤类型采取对刀头进行处理的相应措施。

用作试验的被切削材料经渗碳淬火达到高于HRC60的硬度，用150mm/min的切削速度进行湿式切削。所用的刀柄是C22L-14，刀片是HC4系列的TNGN332。没有作特別说明时，只使用未经圆角R珩磨的刀片。

图2 切削阻抗随倒角角度增大的变化(低切削条件) 图3 切削阻抗随倒角量角度的变化(高切削条件)

图4 切削阻抗随倒角量增大的变化(低切削条件) 图5 切削阻抗随倒角量增大的变化(高切削条件)

测量切削阻抗

刀片倒角量为0.2mm不变的修件下，倒角角度在25°到45°之间变化。图2所示是进給量为0.10mm/rev和切入深度为0.1mm时，切削阻抗随倒角角度增大所发生的变化状況。图3所示是进給量为0.18mm/rev和切入深度为0.2mm时，切削阻抗随倒角角度增大所发生的变化状況。由图2中可见，当切削条件较低时，切削阻抗随倒角角度的增大只发生较小的变化。而从图3中可见，当切削条件较高时，切削阻抗随倒角角度的增大迅速上升，特別是背分力的升高更为明显。

另一种试验是倒角角度保持35°不变，倒角量则在0.1到0.3mm之间变化。图4所示是进給量为0.1mm/rev和切入深度0.1mm时，切削阻抗随倒角量的增大所发生的变化。图5所示是进給量为0.18mm/rev和切入深度为0.2mm时，切削阻抗随倒角量的增大所发生的变化状況。由图中可见，不论是低切削条件还是高切削条件，切削阻抗随倒角量的增大只发生很少的变化。

由此可知，切削阻抗的变化主要取决于倒角角度的大小，而与倒角量的大小变化基本上没有关系。

开始加工到刀具出现损伤的时间

图6 刀片的倒角角度对使用寿命的影响

图6所示是在4种不同切削条件下，刀具倒角量保持0.2mm不变，倒角角度在25°到45°之间变化时，测量从开始加工到刀具出现损伤的时间。由图中可以看出，在进給量为

0.1mm/r，切入深度为0.1mm的切削条件下，到刀具出现损伤的加工时间与刀具的倒角角度无关，且刀具的使用寿命为最长。随着进給量成切入深度的增大，到刀具出现损伤的加工时间随倒角角度的增大发生明显的变化。其变化特点是刀具倒角角度为35°时的使用寿命最长。在25°到35°范围内所出现的损伤类型是刀头处出现微少的卷刃。而在35°到45°范围内出现的损伤如图7所示，是在倒角度上部出现碎裂损伤。从不同类型的损伤可知，不论是何种切削条件，刀具出现初期损伤的刀片倒角角度基本上是同一角度。

由另一方面试验可知，在倒角角度保持一定的条件下，倒角量在0.1到0.3mm之间变化，在各种切削条件下，刀片的使用寿命基本上无多大变化。

图7 倒角上部的碎裂

图8 圆角珩磨提高使用寿命

刀片圆角珩磨对使用寿命的影响

前面已经讲过，在高切削条件下不论对刀头角度设置成多少度，在加工初期即可明显地看到损伤，因而不可能希望刀具有很长的使用寿命。但对刀片实施圆角R的珩磨之后，即可使刀具的使用寿命达到原来的3倍，如图8所示。这主要是对刀片实施圆角R的珩磨之后，可在加工初期即实现无损伤地稳定在某一常数处进行加工。现在，HC4刀片是以经过圆角R珩磨的状況为标准规格。

按刀片的损伤类型提高使用寿命的方法

表2 刀片损伤类型和刀片角度的处理方法

表3 实施圆角R珩磨对刀片寿命的影响

用ZC4加工齿圈

用ZC4加工半轴齿轮

用HC4加工半轴齿轮

用HC5加工半轴齿轮

用HC5加工轧辊

用HC5加工齿轮

当刀具出现上述类型损伤时，则需将刀头角度处理到最佳状态，一般都可以用珩磨圆角R 的方法来加以改善。参考表2、3所示的方法可提高刀具的使用寿命。如果对刀头的角度进行处理之后还不能延长其使用寿命，那么应该考虑切削条件是否适当，选用最适宜的进給量和切入深度。

陶瓷刀具切削高硬度材料的加工实例

采用HC4刀片加工

采用ZC4刀片加工图9中所示齿圈。ZC4刀片是在HC4刀片上涂覆后的产品。与HC4

相比，ZC4的耐磨损性得到了改善。对一般黑陶瓷来说，用ZC4加工硬度特別高的材料时，其性能也很好，使用寿命是原来刀片的2倍。

用ZC4加工图10中所示半轴齿轮。这时ZC4的使用寿命也是一般黑陶瓷的2倍。

图11所示是淬火后的曲轴轴颈部分，以往用立方氮化硼(CBN)刀片加工。现在改用HC4刀片加工，仅刀片一双角的加工量就与立方氮化硼刀片的加工量相同。这意味着四双角的加工量可使总加工数达到四倍。加之陶瓷刀片的价格比立方氮化硼刀片便宜得多，所以可大幅度地降低生产成本。

采用HC5刀片加工

图12所示半轴齿轮的材质是黑皮渗碳钢，用HC5刀片加工时，其使用寿命为一般黑陶瓷刀片的2倍。由于工件表面很粗糙且有较大余量，否则还可以进一步提高HC5刀片的使用寿命。因对刀片进行了圆角R珩磨，所以可防止出现卷刃现象。

图13所示的零件是轧辊。以往加工轧辊时刀片使用寿命较短的原因是加工不久即出现缺损。现在改用防止缺损性能很好的HC5之后，其使用寿命为以往刀片的2倍，且可以实现稳定地加工。

对图14齿轮的加工是一个成功地提高断续加工时刀片使用寿命的实例。使用耐卷刃性能很好的HC5加工时，其使用寿命为一般黑陶瓷的2倍。

以上介紹说明了只要对陶瓷刀片的卷刃和缺损等损伤类型来取有效的措施，就可以用这种刀片来加工高硬度材料，从而达到降低生产成本的目的。预计今后的机械加工还要进一步向高效率方向发展，所以还将开发各种新刀具的材料，并向用户提供最佳的刀片形状，从而再进一步提高刀具的使用寿命满足用户的需求。

硬质合金高速切削铝合金时刀具材料和切削用量的选择

中国西部科技
２０１０年０１月（下旬）第０９卷第０３期 总 第２００期
硬质合金高速切削铝合金时刀具材料 和切削用量的选择
刘楚玉 熊建武 周 进
（湖南铁道职业技术学院，湖南 株洲 ４１２００１） 摘 要：硬质合金是切削有色金属的主要刀具材料之一。本文阐述了硬质合金高速切削加工铝合金时硬质合金刀具材 料、切削用量的选择。 关键词：硬质合金；铝合金；高速切削；刀具材料；切削用量 The Choice of Cutting-tool Material of Cemented Carbide and Cutting Dosage When Aluminum Metal Alloy Be High-speed Cutted with Cemented Carbide LIU Chu-yu ，XIONG Jian-wu ，ZHOU Jin (Hunan Railway Professional-Technology College,Hunan 412001,China) Abstract:The cemented carbide is one kind of cutting-tools to cut the color metals.This paper elaborated the characteristic of cemented carbide cutting-tools,the choice of cutting-tool material of cemented carbide and cutting dosage when aluminum metal alloy be high speed cutted with cemented carbide. Key words:Cemented carbide;The aluminum alloy;High speed cutting;Cutting-tool material;Cutting dosage
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Ｋ类和Ｍ类硬质合金刀具适合于高速切削加工铝合金
磨性、抗弯强度和抗崩刃性，而且高温硬度也将提高。超 细晶粒硬质合金比同样成分的普通硬质合金的硬度可提高 ２ＨＲＡ以上，抗弯强度可提高６００～１５００ＭＰａ。超细晶粒硬质 合金含ｗ（Ｃ）为９％～１５％，硬度达到９０～９３ＨＲＡ，抗弯强度 Ｏ 达２０００～３５００ＭＰａ。早期，超细晶粒多用于Ｋ类合金，近年 来Ｍ类和Ｐ类也向晶粒细化方向发展。目前，各国都研制出 了多种牌号的细晶粒和超细晶粒硬质合金。我国生产的细 晶粒硬质合金有ＹＳ２、ＹＭ０５１及ＹＤ０５等牌号。株洲硬质合金 厂等企业对超细晶粒硬质合金也实现了批量生产。 ＩＳＯ（国际标准化组织）将切削用硬质合金分为三类： ①Ｋ类，包括Ｋ１０～Ｋ４０，相当于我国的ＹＧ类（主要成分为 ＷＣ－Ｃ Ｏ）。②Ｐ类，包括Ｐ０１～Ｐ５０，相当于我国的ＹＴ类（主要 成分为ＷＣ－ＴＩＣ－ＣＯ）。③Ｍ类，包括Ｍ１０～Ｍ４０，相当于我国的 ＹＷ类（主要成分为ＷＣ－ＴＩＣ－ＴａＣ（ＮｂＣ）－Ｃ）。 Ｏ １．２ 硬质合金刀具的特性 与其他刀具相比，硬质合金刀具的特性如下：（１）高 硬度：硬质合金刀具是由硬度和熔点很高的碳化物（称硬 质相）和金属粘结剂（称粘接相）经粉末冶金方法而制成 的，其硬度达８９～９３ＨＲＡ，远高于高速钢，在５４００Ｃ时硬度仍 可达８２～８７ＨＲＡ，与高速钢常温时硬度（８３～８６ＨＲＡ）相同。 硬质合金的硬度值随碳化物的性质、数量、粒度和金属粘 接相的含量而变化，一般随粘接金属相含量的增多而降 低。（２）抗弯强度和韧性：常用硬质合金的抗弯强度在 ９００～１５００ＭＰａ范围内。金属粘接相含量越高，则抗弯强度 也就越高。硬质合金是脆性材料，常温下其冲击韧度仅为 高速钢的１／３０～１／８。（３）导热系数：由于ＴｉＣ的导热系数
１．１ 硬质合金刀具的种类 按主要化学成分区分，硬质合金可分为碳化钨基硬质 合金和碳（氮）化钛（ＴｉＣ（Ｎ））基硬质合金。碳化钨基硬 质合金包括钨钴类（ＹＧ）、钨钴钛类（ＹＴ）和添加稀有碳 化物类（ＹＷ）三类，它们各有优缺点，主要成分为碳化钨 （ＷＣ）、碳化钛（ＴｉＣ）、碳化钽（ＴａＣ）、碳化铌（ＮｂＣ） 等 ， 常 用 的 金 属 粘 接 相 是 ＣＯ。 在 ＹＴ类 硬 质 合 金 中 加 入 ＴａＣ（ＮｂＣ）可提高其抗弯强度、疲劳强度、冲击韧度、高温 硬度、高温强度、抗氧化能力和耐磨性。常用牌号有ＹＷ１和 ＹＷ２（ 国 际 上 为 Ｍ类）。ＹＷ类合金兼具ＹＧ、ＹＴ类合金的性 能，综合性能好，它既可用于加工钢料，又可用于加工铸 铁和有色金属，常被称为通用合金。碳（氮）化钛基硬质 合金是以ＴｉＣ为主要成分（有些加入了其他碳化物或氮化 物）的硬质合金，常用的金属粘接相是ＭＯ 和Ｎｉ。 按晶粒大小区分，硬质合金可分为普通硬质合金、细 晶粒硬质合金和超细晶粒硬质合金。硬质合金晶粒细化 后，硬质相尺寸小，增加硬质相晶粒表面积、晶粒间的结 合力，粘接相更均匀地分布在其周围，可以提高硬质合金 的硬度与耐磨性；如果适当提高钻含量，还可以提高抗弯 强度。超细晶粒硬质合金是由晶粒极小的ＷＣ粒子和Ｃ粒子构 Ｏ 成，是一种高硬度、高强度兼备的硬质合金，它具有硬质 合金的高硬度和高速钢的强度。普通硬质合金晶粒度为３～ ５μｍ，一般细晶粒硬质合金的晶粒度为１．５μｍ左右，亚微 细粒合金为０．５～１μｍ，而超细晶粒硬质合金ＷＣ的晶粒度在 ０．５μｍ以下。晶粒细化后，不但可以提高合金的硬度、耐
收稿日期：２００９－１２－１４ 修回日期：２０１０－０１－０５ 基金项目：２００６年湖南省高等学校研究项目（编号０６Ｄ０６２）和湖南铁道职业技术学院课题（编号Ｋ２００６０１６）资助。 作者简介：刘楚玉（１９６５－），男，湖南株洲籍，本科，讲师、高级技师，研究方向为机械设计与制造。 熊建武（１９６４－），男，湖南安化籍，工学硕士，教授、高级工程师，研究方向为机械设计与制造。
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刀具切削用量的选用

刀具切削用量的选用 刀具切削用量的选用 所谓切削用量是指切削速度、进给速度（进给量）和吃刀量三者的总称。 1、切削用量的选用原则 粗加工时，根据刀具切削性能选择；精加工时，根据零件的加工精度和表面质量选择。 合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床的性能，在保证加工质量的前提下，获得高生产率和低加工成本的切削用量。不同的加性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，在选择切削用量时，考虑的侧重点也有所区别。 粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具寿命。因此，选择切削用量时应首先选择尽可能大的被吃刀量a；其次，根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f；最后根据刀具寿命要求，确定适合的切削速度v 。 精加工时，首先根据粗加工的余量确定被吃刀量 a ；其次，根据已加工表面的粗糙度要求，选取合适的进给量f；最后在保证刀具寿命的前提下，尽可能选取较高的切削速度v 。 2、切削用量的选取方法 平行于铣刀轴线的吃刀量为被吃刀量，垂直于铣刀轴线的吃刀量为侧吃刀量（a ）。 （1）被吃刀量a 的选择粗加工时，除留下精加工余量外，一次走到尽可能切除全部余量。在加工余量过大、工艺系统刚性较低、机床功率不足、刀具强度不够等情况下，可分多次走刀。切削表面有硬皮的的铸件时，应尽量使 a 大于硬皮层的厚度，以保护刀尖。 精加工的加工余量一般较小，可一次切除。 在中等功率机床上，粗加工的被吃刀量可达8~10mm；半精加工的被吃刀量取0.5~5mm；精加工的被吃刀量取0.2~1.5mm。 （2）进给速度（进给量）的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及

机械材料切削性能研究3

徐州建筑学院继续教育学院 专业专科毕业论文 机械材料切削加工性能的研究学生姓名： 学号： 指导教师： 专业： 年级： 教学点：江苏省交通技师学院 二0一二年六月

摘要：材料的化学成分不一样, 材料的组织结构不同, 热处理的方法不同, 力学性能也不同, 其切削加工性也完全不同。而切削加工性又会影响刀具的耐用度、零件表面质量、产品的生产率, 甚至使被加工零件变成次品、废品。因此, 必须对影响工件材料切削加工性的因素进行分析, 为以后选择正确的加工工艺路线提供依据。主要对影响工件材料切削加工的各种因素如材料的力学性能、物理性能、化学性能、化学成分、金相组织等进行了较为详细的分析, 并提出了改善工件材料切削加工性的基本途径。 关键词：切削加工、热处理、工艺路线，物理特性 Abstract: Chemical composition is not the same as the organizational structure of the material, heat treatment, mechanical properties, its machinability is also completely different. Cutting would affect the durability of the tool parts surface quality, the product of productivity, even the parts to be processed into defective, waste. Therefore, we must analyze the factors affecting the machinability of the workpiece material to provide a basis for the future to select the correct processing line. On a variety of factors influence the machining of the workpiece material, such as the mechanical properties, physical properties, chemical properties, chemical composition, microstructure, etc. in a more detailed analysis, and basic way to improve workpiece material machinability. Keywords:Machining, heat treatment, process route, the physical characteristics

数控刀具材料及选用

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

CNC加工中心刀具的选择与切削用量的确定

CNC加工中心刀具的选择与切削用量 的确定 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用C AD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 1.数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。 根据刀具结构可分为： 1)整体式； 2)镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； 3)特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。

根据制造刀具所用的材料可分为： 1)高速钢刀具； 2)硬质合金刀具； 3)金刚石刀具； 4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等 从切削工艺上可分为 : 1)车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 2)钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 3)镗削刀具； 4)铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： 1)刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； 2)互换性好，便于快速换刀； 3)寿命高，切削性能稳定、可靠； 4)刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； 5)刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 6)系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 2.数控加工刀具的选择

重型车床刀具及切削用量

重型车床刀具及切削用量的选择 1.引言 重型机械加工行业的特点是被加工件的尺寸很大，重量很重（有的可达上百吨），因此重型加工用卧式车床的回转直径可达到6米，立式车床更可达到10余米。与普通切削加工相比，由于重型切削加工具有切削深度大、切削速度低、进给速度慢等特点，因此其加工工艺与普通的机械切削加工工艺有很大不同，这些工艺问题包括刀具的选择、刀具的安装、切削用量的选择以及工件的装夹等各个方面。本文对重型车床切削加工不同加工阶段的特点分别作如下论述。 2.刀具的选择 机械加工中常用的刀具材料主要有高速钢、硬质合金、立方氮化硼（cbn）、陶瓷等。由于重型切削的特点（切削深度大，余量不均，表面有硬化层），刀具在粗加工阶段的磨损形式主要是磨粒磨损。由于切削温度高，尽管切削速度处于积屑瘤发生区，但高温可以使切屑与前刀面的接触部位处于液态，减小了摩擦力，抑制了积屑瘤的生成，所以刀具材料的选择应要求耐磨损、抗冲击，刀具涂层后硬度可达80hrc，具有高的抗氧化性能和抗粘结性能，因而有较高的耐磨性和抗月牙洼磨损能力。硬质合金涂层具有较低的摩擦系数，可降低切削时的切削力及切削温度，可以大大提高刀具耐用度（涂层硬质合金刀片的耐用度至少可提高1倍）等优点，但由于涂层刀片的锋利性、韧性、抗剥落和抗崩刃性能均不及未涂层刀片，故不适用高硬度材料和重载切削的粗加工。陶瓷类刀具硬度高，但抗弯强度低，冲击韧性差，不适用于余量不均的重型切削，cbn刀具同样也存在这个问题。综合以上分析，只有硬质合金刀具适合于重型切削的粗加工。硬质合金分为钨钴类（yg）、钨钴钛类（yt）和碳化钨类（yw）。加工钢料时，由于金属塑性变形大，摩擦剧烈，切削温度高，yg类硬质合金虽然强度和韧性较好，但高温硬度和高温韧性较差，因此在重型切削中很少应用。与之相比，yt类硬质合金刀具适于加工钢料，由于yt类合金具有较高的硬度和耐磨性，尤其是具有高的耐热性，抗粘结扩散能力和抗氧化能力也很好，在加工钢料时刀具磨损较小，刀具耐用度较高，因此yt类硬质合金是重型加工时较常用的刀具材料。然而在低速切削钢料时，由于切削过程不太平稳，yt类合金的韧性较差，容易产生崩刃，而且在加工一些高强度合金材料时，它的耐用度下降很快，无法满足使用要求。如电站用机械产品工作于高温、高压、高转速的环境中，对材料（如26cr2ni4mov、mn18cr18）机械性能的要求非常高；而一些高硬度轧辊，表面硬度在淬火后可达hs90，yt类刀具在加工此类产品时就无法胜任，在这种情况下应选用yw类刀具或细晶粒、超细晶粒合金刀具（如643等）。细晶粒合金的耐磨性好，更适用于加工冷硬铸铁类产品，效率较yw类刀具可提高一倍以上。 精加工阶段同样要求刀具耐磨损，但是精加工阶段的磨损形式是以粘蚀磨损为主，这时的切削速度虽然有了很大提高（可达到40m/r），但由于工件材质等原因，仍然会产生积屑瘤，当积屑瘤增长到一定高度时会从刀具上剥离，将接触部位的刀具材料带走一部分，形成刀具的磨损。同时，剥离的积屑瘤会扎进工件表面，形成硬点，降低加工表面质量。因此，如果精加工时仍然采用普通硬质合金刀具，则刀具磨损非常快，换刀次数增多，不仅影响加工效率，也易在工件表面形成接刀痕迹，影响外观质量。解决这个问题的办法就是改变刀具材料。在实际加工中发现涂层刀具比较适合重型切削的精加工，刀具的涂层减小了切屑与刀面间的摩擦，减少了积屑瘤的发生，降低了刀具的磨损，延长了刀具的寿命。实际加工中，我们采用瓦尔特公司的涂层硬质合金刀片，在加工45cr4nimov支撑辊时，刀具耐用度提高了一倍；但使用陶瓷刀具未达到预期效果，当切削速度达到100m/min时，刀片的磨损显著加快，这是因为陶瓷刀具与金属材料之间由于亲和作用加剧了刀具的磨损。高速钢刀具在精加工阶段得到了广泛的应用，由于高速钢刀具的锋锐性较好，经常用于精加工阶段的光整工序以去除微小余量，目前来看，其它刀具还无法完全取代高速钢刀具的作用。 3.刀具角度的选择

如何选用干式切削及所用刀具材料

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

金刚石刀具切削铝合金时刀具材料和切削用量的选择

熊建武周进陈湘舜 （湖南铁道职业技术学院机电工程系，湖南株洲 412001） 摘要：金刚石是切削有色金属的优选刀具材料。本文阐述了金刚石刀具材料的特性，切削加工铝合金时PCD刀具材料粒度和复合片厚度、几何角度、切削用量的选择。 关键词：金刚石；刀具材料；粒度；切削用量；选择 The Choice of the Material and the Cutting Parameter when Aluminum Alloy Cutted by Diamond Cutting-tools XIONG Jian-wu,ZHOU Jin,CHEN Xiang-shun (Department of Machine and Electricity Enginerring,Hunan Railway Professional-Technology College,Zhuzhou 412001 China) Abstract：Diamond is the best material of cutting-tools to cut nonferrous metals.This paper discussed the specific property of diamond cutting-tools,the choice of the size and thickness of PCD cutting-tools,the choice of degree of cutting-tools and cutting parameter,when the aluminum alloy cutted by diamond cutting-tools. Key words：diamond;material of cutting-tools;size;cutting parameter;choice 1 金刚石刀具材料的特性适合于切削加工铝合金 金刚石的热稳定性比较差，切削温度达到8000C时，其硬度就会大大降低。金刚石刀具不适合于加工钢铁类材料，因为，金刚石与铁有很强的化学亲合力，在高温下铁原子容易与碳原子相互作用使其转化为石墨结构，刀具极容易损坏。金刚石刀具主要适合于加工非金属材料、有色金属及其合金。采用单晶金刚石刀具，在超精密车床上可实现镜面加工。 单晶金刚石刀具是目前超精密切削加工领域中最主要的刀具，其刃口可磨得非常锋利，刃口钝圆半径可达20～30nm，加工工件表面粗糙度极小，可达Ra为0.01μm的镜面水平，且刀具寿命很高，刃磨一次可以使用几百个小时。目前，单晶金刚石刀具广泛应用于加工计算机磁盘基片、录像机磁鼓、激光反射镜、各种天文望远镜、显微镜、光学仪器。 聚晶金刚石（PCD）刀具主要用于加工耐磨有色金属及其合金和非金属材料，与硬质合金刀具相比，能在很长的切削过程中保持锋利刃口和切削效率，使用寿命远远高于硬质合金刀具。PCD刀具应用领域分布为：车削占37.6％、镗削占27.1％、面铣占20％、铰削占14.1％、钻削占1.2％。目前，PCD刀具已经广泛应用于汽车、摩托车、航空航天工业、国防工业中一些难加工的有色金属及其合金零部件的高速精密加工。据统计，在PCD刀具的使用领域中，汽车、摩托车占53%，飞机占10%，木材及塑料加工占26%，其他占11％。

数控加工中刀具的选择原则和切削用量

数控加工中刀具的选择原则和切削用量 作者：佚名来源：不详发布时间：2008-3-9 0:57:41 发布人：admin 减小字体增大字体 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，一般取15-30min。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M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，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛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。 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、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。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。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900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。 二是圆弧形车刀。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

[2017年整理]金属切削原理及刀具参考答案

金属基本原理及刀具习题 一. 填空题 1.普通外圆车刀的刀头是由（ 3 ）个面（2 ）个刃（1 ）个尖组成的。 2.正交平面参考系由3各平面组成，分别是（切削平面）、（基面）、（正交平面）。 3.标注刀具角度时，静止状态所指的三个假设条件分别是：1.（进给速度为零）2.（刀尖 与工件中心线等高）3.（刀杆安装成与工件中心线平行或垂直）。 4.静止状态下定义的刀具角度称为刀具的（标注）角度，它是刀具设计、制造、测量的 依据。 5.组成普通外圆车刀的三个平面应标注的6个独立角度分别是：（γo、αo、κr、λs 、 αoˊ、κrˊ）。 6.在车刀的6各独立角度中，（γo、λs）确定前刀面的方位；（αo、κr）确定后刀面 的方位；确定副后刀面方位的角度是（αoˊ、κrˊ）。 7.在车削多头螺纹或大螺距螺纹时，因（纵向进给量）值较大，则必须考虑由此引起的角 度变化对加工过程的影响。 8.在车床上用切断刀切断时，越到工件中心，刀具的前角越大，后角越（小）。 9.在车床上车外圆时，刀尖相对于工件中心线安装的越高，车削半径越小，车刀的工作后 角就越（小）。 10.按整体结构，车刀可以分为四种：（整体式）、（焊接式）、（机夹式）、（可转位式）。 11.在机床上加工零件时，最常用的刀具材料是（高速钢）、（硬质合金）。 12.积屑瘤是在（中等偏低）切削速度加工（塑性）材料条件下的一个重要物理现象。 13.由于切削变形复杂，用材料力学、弹性、塑性变形理论推倒的计算切削力的理论公式与 实际差距较大，故在实际生产中常用（经验公式）计算切削力的大小。 14.在切削塑性材料时，切削区温度最高点在前刀面上（距离刀尖有一定距离）处。 15.刀具的磨损形态包括（前刀面磨损或月牙洼磨损）、（后刀面磨损）、（边界磨损）。 16.切削用量三要素为（切削速度υC）、（进给量f）、（背吃刀量ap）。 17.切削运动一般由（主运动）和（进给运动）组成。 18.切削层参数包括：（切削厚度）、（切削宽度）、（切削面积）。 二.选择题 单选 1.在正交平面内测量的基面与前刀面的夹角为（A）。 A前角；B后角；C主偏角；D刃倾角； 2.刃倾角是主切削刃与（B ）之间的夹角。 A切削平面；B基面；C主运动方向；D进给方向； 3.背吃刀量是指主刀刃与工件切削表面接触长度（D ）。 A在切削平面的法线方向上测量的值；B在正交平面的法线方向上测量的值； C在基面上的投影值；D在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值； 4.切削塑性材料时，切削区温度最高点在（B ）。 A刀尖处；B前刀面上靠近刀刃处；C后刀面上靠近刀尖处；D主刀刃处； 5.车削加工时，车刀的工作前角（D）车刀标注前角。 A大于；B等于；C小于；D有时大于，有时小于； 6.在背吃刀量ap和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（C ）。

夹具、刀具的选择及切削用量的确定

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

加工刀具和切削用量的选择

技师评审论文 专业：数控车工 浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定 姓名：刘胜华 班级：074101 学号：07 指导老师：陈兵 单位：江苏省盐城技师学院邮编：224002 2010-3-17

浅谈数控加工中刀具选择和切削用量的确定【摘要】：在切削加工中不仅要确定刀具的几何参数，还需选择切削用量的参数。本文从加工零件的形状入手简单的讨论了数控加工中刀具的选择，从零件的加工质量和刀具的耐用度入手简单的讨论了切削用量的选择。在切削深度A p和进给量F c初步选定后，合理的选择切削速度对切削效率和加工成本也有很大的影响。 【关键词】：数控加工；刀具选择；切削用量等。 无论在普通车床加工还是在数控加工中，刀具选择和切削用量的确定不仅影响加工效率，而且直接影响零件加工精度和表面粗糙度。现在我们使用的许多机械设计与制造软件都提供自动编程功能，只要选择好所用的刀具、切削用量等有关的加工参数，就可以自动生成程序并传输至数控机床完成其加工。这与普通车床的加工形成鲜明的对比，也是最大的不同点。因此，本文在数控编程中必须面对的刀具如何选择和切削如何用量确定问题进行了论述。 一、数控加工常用刀具材料的类型及性能

数控加工刀具必须适应数控机床高速旋转、高效率的特点，还需有较好的工艺性、经济性。工具钢还应具有比较好的热处理工艺性。在选择刀具材料时，很难找到各方面都很好的，因为材料硬度与韧性之间、综合性能和刀具价格之间都是相互制约的。 ㈠、数控刀具的分类有多种方法具体如下。 1、根据结构可分为：整体式、镶嵌式。 2、根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、陶瓷刀具等。 3、从切削工艺上可分为：车削刀具、钻削刀具、铣削刀具等。 各类常用刀具材料的物理力学能如表1： 表1各类常用刀具材料的物理力学性能 材料种类相对 密度 硬度 H R C 抗弯 能力 冲击 韧度 导热 率 耐热 性 切削速度 大体比值 碳素钢7.6-8 .1 60-6 5 2.16-----41.8 7 200- 250 0.32-0.4 合金7.5-760-6 2.35----41.8300-0.48-0.6

金属切削刀具材料的选择

金属切削刀具材料的选 择 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

金属切削刀具材料的选择金属切削加工时利用刀具切除被加工零件多余材料从而获得合格零件的加工方法，它是机械制造业中最基本的方法。而在金属切削加工中，刀具是必不可少的一部分，而刀具材料的选择更是重要的一部分。 在现代机械制造业中，机械加工的切削刀具对于提高生产效率，改进产品质量起到关键的作用。由于目前国家各工厂所应用的刀具材料非常复杂，又由于刀具材料的性能优劣能够影响加工零件表面的切削效率，刀具寿命等，而在金属切削过程中刀具切削部分在高温下承受着很大的切削力与剧烈摩擦，所以为了提高工件表面质量，刀具寿命及切削效率因此刀具材料应具备以下性能： 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良好的工艺性与经济性⑤好的导热性和小的膨胀系数。因此面对刀具所应具备的性能，刀具材料选择时很难找到各方面的性能都是最佳的，因为各种材料性能之间有的是相互制约的，面对如此情况只能根据工艺的需要保证主要需求性能。 当前使用的刀具材料主要分为四大类：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢）、硬质合金、陶瓷、超硬质刀具材料，一般的机加工使用最多的是高速钢与硬质合钢。 1、工具钢 用来制造刀具的工具钢主要有三种即碳素工具钢，合金工具钢和高速钢。工具钢的主要特点是耐热性差但抗弯强度高，价格便宜焊接与刃磨性能好故广泛用于中低速切削的成形刀具，不宜高速切削。

⑴碳素工具钢 碳素工具钢按化学成分分类，碳素工具钢负属于非合金钢，按主要质量等级和主要性能及使用特性分类，碳素工具钢属于特殊质量非合金钢，碳素工具钢常用于制作刀具、模具和量具的碳素钢，其加工性良好价格低廉，使用范围广泛所以它在工具钢中用量较大。由于碳素工具钢生产成本极低，原材料来源方便易于冷热加工，在热处理后可获得相当高的硬度，由于碳素工具钢在切削温度高于250～300℃时，马氏体要分解，使得硬度降低，碳化物分布不均匀，淬火后变形较大，易产生裂纹，淬透性差，淬硬层薄所以只适于用于切削速度很低的刀具，如锉刀、手用锯条等。 ⑵合金工具钢 合金工具钢是在碳素工具钢基础上加热铬、钨、钒等合金元素，以提高淬透性，韧性，耐磨性和耐热性的一类钢种，它主要用于制造量具、刀具、耐冲击工具和冷热模具及一些特殊用途的工具。由于合金工具钢热硬性达325～400℃，允许切削速度为10～15m/min，所以其目前主要用于低速工具如丝锥、板牙等 ⑶高速钢 高速钢是含有W、Mo、Cr、V等元素较多，具有高硬度，高耐磨性的工具钢，又称高速工具钢为白钢或锋钢。高速钢的综合性能较好，应用范围最广的一种刀具材料，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具也可制造高温轴承和冷挤压模具等，高速钢经过热处理后硬度达62～66HRC，抗弯强度约为，耐热性为600℃左右，此外还具有热处理变形小，

刀具、加工工艺切削用量的计算

第八章加工中心的编程 §8-1 加工中心简介 一、概述 本书所涉及的加工中心是指镗铣类加工中心，它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段，又由于工件经一次装夹后，能对两个以上的表面自动完成加工，并且有多种换刀或选刀功能及自动工作台交换装置（APC），从而使生产效率和自动化程度大大提高。加工中心为了加工出零件所需形状，至少要有三个坐标运动，即由三个直线运动坐标X、Y、Z和三个转动坐标A、B、C适当组合而成，多者能达到十几个运动坐标。其控制功能应最少两轴半联动，多的可实现五轴联动、六轴联动。现在又出现了并联数控机床，从而保证刀具按复杂的轨迹运动。加工中心应具有各种辅助功能，如：各种加工固定循环，刀具半径自动补偿，刀具长度自动补偿，刀具破损报警，刀具寿命管理，过载自动保护，丝杠螺距误差补偿，丝杠间隙补偿，故障自动诊断，工件与加工过程显示，工件在线检测和加工自动补偿乃至切削力控制或切削功率控制，提供直接数控(DNC)接口等，这些辅助功能使加工中心更加自动化、高效、高精度。同样，生产的柔性促进了产品试制、实验效率的提高，使产品改型换代成为易事，从而适应于灵活多变的市场竞争战略。 二、工艺特点 加工中心作为一种高效多功能机床，在现代化生产中扮演着重要角色，它的制造工艺与传统工艺及普通数控加工有很大不同，加工中心自动化程度的不断提高和工具系统的发展使其工艺范围不断扩展。现代加工中心更大程度的使工件一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加工，即工序集中，但一台加工中心只有在合适的条件下才能发挥出最佳效益。 (一) 适合于加工中心加工的零件 (1) 周期性重复投产的零件有些产品的市场需求具有周期性和季节性，如果采用专门生产线则得不偿失，用普通设备加工效率又太低，质量不稳定，数量也难以保证，以上两种方式在市场中必然淘汰。而采用加工中心首件（批）试切完后，程序和相关生产信息可保留下来，下次产品再生产时，只要很少的准备时间就可开始生产。进一步说，加工中心工时包括准备工时和加工工时，加工中心把很长的单件准备工时平均分配到每一个零件上，使每次生产的平均实际工时减少，生产周期大大缩短。 (2) 高效、高精度工件有些零件需求甚少，但属关键部件，要求精度高且工期短，用传统工艺需用多台机床协调工作，周期长、效率低，在长工序流程中，受人为影响容易出废品，从而造成重大经济损失。而采用加工中心进行加工，生产完全由程序自动控制，避免了长工艺流程，减少了硬件投资及人为干扰，具有生产效益高及质量稳定的特点。 (3) 具有合适批量的工件加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上，而且可以快速实现批量生产，拥有并提高市场竞争能力。加工中心适合于中小批量生产，特别是小批量生产，在应用加工中心时，尽量使批量大于经济批量，以达到良好的经济效果。随着加工中心及辅具的不断发展，经济批量越来越小，对一些复杂零件，5～10件就可生产，甚至单件生产时也可考虑用加工中心。 (4) 多工位和工序可集中的工件。

切削用量及刀具合理的选用

合理的选用数控车床的切削用量及刀具 摘要：刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控加工的效率，而且直接影响加工质量。本文从数控加工中刀具的分类与特点入手，分类说明在数控自动编程中，刀具合理选用的重要意义。 关键词：刀具；编程；数控加工；合理选用 当今，几乎所有的CAD/CAM软件包都提供自动编程的功能，这些软件一般在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只需设置有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床加工完成。显然，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控技术加工的特点，正确选择刀具及切削用量。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。 1.数控刀具的分类方法 根据刀具结构可分为整体式、镶嵌式、特殊型式（如复合式刀具、减震式刀具等）；若采用焊接或机夹式联结，机夹式又可分为不转位和可转位两种；根据刀具的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、其他材料刀具（如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）；按切削工艺上可分为车削刀具（分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等）、钻削刀具（包括钻头、绞刀、丝锥等）、镗削刀具、铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 刀具按工件加工表面的形式可分为五类： 刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。 按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。