常用刀具材料硬度的比较
第三章
一、选择题
1．31210111下面是关于常用刀具材料硬度的比较，那个选项的论述是正确的（A）
A 金刚石>CBN>硬质合金>高速钢B金刚石>CBN>高速钢>硬质合金
C金刚石>硬质合金>高速钢>CBN D金刚石>高速钢>硬质合金>CBN
2. 31210122下面属于性质脆、工艺性差的刀具材料是（C）
A碳素工具钢 B 合金工具钢 C 金刚石D 硬质合金钢
3. 31210113 目前使用最为广泛的刀具材料是（B）
A 陶瓷B高速钢和硬质合金 C 碳素工具钢 D CBN
4．31210114 W18Cr4V是：（C）
A 碳素钢
B 硬质合金钢
C 普通高速钢
D 高性能高速钢
5．31210125 W18Cr4V比W6Mo5Cr4V2 好的性能是：（D）
A 硬度
B 韧性
C 切削性能D可磨性
6．31210116 WC—Co类属于哪一类硬质合金：（A）
A YG类
B YT类
C YW类
D YM类
7．31210127 应用于切削一般钢料的硬质合金刀具是（B）
A YG类
B YT类
C YW类
D YM类
8．31210128 在加工高温合金（如镍基合金）等难加工材料时，刀具材料可首选：（A）
A CBN
B 硬质合金
C 金刚石
D 陶瓷
9．31210129 在粗车铸铁时，选用：（B）
A YG3
B YG8
C YT5
D YT30
10．3121012A 碳素钢、合金钢的连续精加工，应选用：（D）
A YG3
B YG8
C YT15
D YT30
11. 3121012B 在连续粗加工、不连续精加工碳素钢时，应选用：(B)
A YT5
B YT15
C YT30
D YW2
12．31310121 在数控机床和自动线上，一般采用：（C）
A 整体式刀具
B 装配式刀具
C 复合式刀具D焊接装配式刀具
13. 32210111 增大前角，下面正确的是：（D）
A 增大粗糙度
B 增大切削效率
C 切削刃与刀头的强度增大
D 减小切削的变形
14．32210122 对于不同的刀具材料，合理前角（γopt）也不同，硬质合金刀具的γopt 要____ 高速钢刀具的γopt（B）
A 大于
B 小于
C 等于
D 都有可能
15 32210113 增大前角可以（B）
A减小切削力，导热面积增大B减小切削力，导热面积减小
C增大切削力，导热面积增大D增大切削力，导热面积减小1632210114 下面有关刀具前面的卷屑槽宽度的说法，正确的是：（D）
A 愈小愈好
B 愈大愈好
C 无所谓
D 根据工件材料和切削用量决定
17 32310111 增大后角（A ）
A 减小摩擦
B 增大摩擦
C 切削刃钝园半径越大
D 刀头强度增强
1832310121 加工下面哪种材料时，应该采用较小的后角（C）
A 工件材料塑性较大B工件材料容易产生加工硬化
C 脆性材料
D 硬而脆的材料
1932410121 在背吃刀量和进给量一定的情况下,增大主偏角时,切削层的( C) A公称宽度减小,公称厚度减小B公称宽度增大,公称厚度增大
C公称宽度减小,公称厚度增大 D 公称宽度增大,公称厚度减小2032410113 当增大主偏角时，下列说法正确的是：（D）
A 减小已加工的表面粗糟度
B 背向力增大
C 进给力减小
D 切屑变得窄而厚
2132510111 λS为____时，切屑在前刀面上近似沿垂直于主切削刃的方向流出。（A）
A 00
B 负值
C 正值
D 900
22．32510122 在加工一般钢料和灰铸铁，冲击特别大时，λS应该为：（D）
A 一般负值
B 正值
C 00
D 较大负值
23 . 32410114 下面有关主偏角和付偏角的功用的叙述，正确的是：（A）
A 减小主偏角和付偏角，减小已加工的表面粗糟度
B 增大主偏角，切削层公称宽度将增大
C 增大主偏角，减小已加工的表面粗糟度
D 增大付偏角，减小已加工的表面粗糟度
2432210115 有关合理前角的选用原则，正确的是：（B）
A 工件材料的强度、硬度高，应取较大的前角
B 加工特别硬的工件时，前角很小甚至取负值
C 加工塑性材料时，应取较小的前角
D 粗加工时，应适当增加前角
2533110121 关于各种刀具耐用度的选择，哪中叙述是正确的：（C）
A 简单的刀具如车刀、钻头等，耐用度选高些
B 同一类刀具，尺寸大的，制造成本较高的，耐用度选低些
C 结构复杂和精度高的刀具，耐用度选高些
D 可转位刀具的耐用度比焊接式刀具选高些
26 33110122 提高切削速度、增大进给量和背吃刀量,都能提高金属的切除率。但是，
这三个因素中，对刀具耐用度影响的大小为（D）
A >进给量>背吃刀量>切削速度B切削速度>背吃刀量>进给量
C进给量>背吃刀量>切削速度D切削速度>进给量>背吃刀量
27 34110111 用硬质合金刀具进行精加工时，一般采用____的切削速度；高速钢刀具则一般采用____的切削速度。（C）
A 较高，较高
B 较低，较低
C 较高，较低
D 较低，较高
28．34210111 粗车时，背吃刀量和进给量均较大，切削速度______；精加工时，背吃刀量和进给量均较小，切削速度_________。（B）
A 较低，较低
B 较低，较高
C 较高，较低
D 较高，较高29．34210122 在选择切削速度时，下列说法正确的是：（D）
A 刀具材料的切削性能越好，切削速度越低
B 断续切削时，为减少冲击和热应力，应适当增加切削速度
C 加工大件、细长件、薄壁件时，应选用较高的切削速度
D 加工大件、细长件、薄壁件时，应选用较低的切削速度
30．35210111 下面不是切削液的作用的选项是：（A）
A 减小加工件表面形状误差
B 减少刀具与切屑的粘接
C 改善金属切削过程的界面摩擦
D 提高刀具耐用度和生产效率
二、填空题
1 31120321 决定刀具的切削性能是刀具切削部分的_____________、
___________、___________
231220322 刀具材料种类很多，常用的有：_______、_________、_______、___________和_____________
3 31220323 普通高速钢的特点是工艺性好，切削性能可满足一般工程材料的常
规加工，常用的品种有：____________ 、__________
4 31220324 目前在机械加工中，用的最广泛的刀具材料为_____________、___________
5 31220325 粉末冶金高速钢可以切削各种难加工材料，特别适合于制造各种________刀具和_________刀具。
631220326 常用硬质合金的硬度很高，耐热性也很好，温度在____________还能承担切削。
731220317 硬质合金的抗弯强度比高速钢_________，冲击韧性比高速钢__________。
831220328 陶瓷与金属的亲和力小，但冲击韧性低，一般适合于钢、铸铁及高硬度材料的___________加工。
9 31220329 立方氮化硼的热稳定性和化学惰性大大优于金刚石，可以耐
___________℃的高温。
10 3122032A 一般尺寸的高速钢刀具大多做成_______式，而大尺寸的高速钢刀
具则应尽量用__________式结构。
11. 31320311 尽管各种刀具的结构和形状各不相同，但是有其共同的部分，即都
是由________和__________组成的。
12. 32120311 刀具的几何参数包括：____________、_____________、
______________
13 32120322 刀具合理几何参数的选择主要决定于___________、_________ 、
__________及其他具体的工艺条件。
14．32220311 刀具前角愈大,切削时产生的切削力愈__________。
15．32220312 工艺系统刚性差时，应选用________的前角，________的后角。
16．32220313 工件材料的强度和硬度低时，可取_____的刀具前角；粗加工时，
应适当_____前角。
17．32520311 在粗加工时，λS多为____值；在精加工时，λS多为_____值。
18．32320322 同样的磨钝标准VB下，后角大的刀具耐用度_________
19．32520323 按形成方法不同，刀尖可分为三种：____________ 、__________、
__________
2032320311 后角越大，切削钝园半径r n值越________,切削刃越___________.
2132220324 卷屑槽宽度Wn根据工件材料和切削用量决定，一般可取Wn=_____f
2233120321 装夹、调整比较复杂的刀具，耐用度选的______些。
2333120322 耐用度一般有两种，一种是根据单件工时最短的观点来确定耐用度，这种耐用度称为__________；而是根据工序成本最低的观点来确定的耐用
度，称为_______。
2433120323 在生产中，一般情况下采用_________耐用度；当任务进破获生产中出现不平衡环节时，则采用__________耐用度。
25. 34120321 在制定切削用量时，对于粗加工，要尽可能保证较高______的和必
要的______。
26 34220311 提高切削速度、增大进给量和背吃刀量，都能提高金属切除率，其
中影响耐用度最大的是：___________；影响最小的是：__________。
27 34220312 切削用量的三要素是指：________、__________ 、__________。
28 34220323 精加工时，最大进给量主要受_________和_________的限制。
29 35320321 切削液的作用主要有：_________、__________ 、__________、
__________。
30 35320312 切削液的使用方法很多，常见的有：________、_________、
________等。
三、名词解释
1、31230321 硬质合金——
2、32130321 刀具合理的几何参数——
3、32230321 合理前角——
4、34130321 合理的切削用量——
四、简答题
1、31140521 根据刀具工作的条件，说明刀具材料应具备的性能。
2、32140521 刀具合理几何参数的含义是什么？选择的主要依据有哪些？
3、32240521 前角的功用是什么？
4、32340521 后角的主要功用是什么？
5、32340522 选择后角的主要依据是什么？
6、32440521 主偏角、副偏角的功用是什么？
7、32440522 主偏角、副偏角的选用原则是什么？
8、32540521 刃倾角的作用有哪些？
9、33140523 为什么高速钢刀具随主偏角的减小，耐用度会提高？
10、32540522 为什么硬质合金车刀的刀尖园弧半径选择的比高速钢车刀小一些？
11、34140521 选择切削用量的原则是什么？
12、34240522 粗加工时，进给量选择受哪些因素限制？
13、34240523 制定切削用量的步骤？
14、24240521 什么叫刀具磨钝标准？刀具磨钝标准跟那些因素有关？
15、35240511 如何合理选用切削液？
五、分析题
1、31251021 分析W18Cr4V、YT15、YG8三种刀具材料，说明个属于那类刀具材料，
适合何种工件材料，可在什么切削条件下加工。
2、31151021 如何根据不同的加工条件，合理的选用刀具材料。
3、31251022 分析硬质合金刀具材料的应用范围，按以下刀具材料、工件材料、加工
条件进行刀具材料的合理选择。
刀具材料：YG3X、YG8、YT5、YT30、W18Cr4V。
工件材料及切削条件：
（1）45#钢热轧棒料的粗加工
（2）精车40Cr工件外圆
4、32251021 分析选择合理前角的主要依据。
5、32251022 为什么加工塑性材料时，应尽可能采用大的前角？前角太大后，又会带来什么问题？
6、分析过渡刃和修光刃的作用，并说明他们的选择原则。
7、32351021 为什么精加工刀具一般都采用较大后角，而拉刀、铰刀等却相反？
8、34151021 制定切削用量时，影响切削速度的因素有哪些，并分析其原因。
9、34251021 切削用量选得越大，加工工时愈短，是否说明生产率愈高，分析其原因？
10、34251022 当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法增加进给量，而保证表
面粗糙度的要求。
参考答案
一、选择题
1 ~5 ACBCD 6 ~10 ABABD 11~15 BCDBB
16~20 DACCD 21~25 ADABC 26~30 DCBDA
二、填空题
1.材料，几何形状，刀具结构
2.高速钢，硬质合金，陶瓷，金刚石，立方氮化硼
3.W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2
4.高速钢, 硬质合金
5.精密，形状复杂
6.800-1000℃
7.低，差
8.半精和精
9.1300-1500
10.整体装配
11.工作部分夹持部分
12.刀具角度，刀面形式，切削刃形状
13.工件材料，刀具材料，刀具类型
14.小
15.大，小
16.较大，减小
17.负，正
18 .大
19 .交点刀尖，修园刀尖，倒角刀尖
20 .小，锋利
21. 7~10
22．高
23．最大生产率耐用度，经济耐用度
24．经济，最大生产率
25 金属切除率刀具耐用度
26 切削速度背吃刀量
27 背吃刀量，进给量，切削速度
28 加工精度，表面粗糙度
29 冷却作用，润滑作用，清洗作用，防锈作用
30 浇注法，高压冷却法，喷雾冷却法
三、名词解释
1、硬质合金是高硬度、难熔的金属化合物（主要是WC、TiC等，又称高温碳化物）微米
级的粉末，用钴或镍等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。
2、刀具合理几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而达
到提高切削效率和降低生产成本目的的几何参数。
3、对于不同的刀具材料，各有其对应的刀具最大耐用度的前角，这个前角叫做合理前角。
4、所谓合理的切削用量，是指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等），在
保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。
四、简答题
1、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，即刀具材料要比工件材料硬，并具有高的抵抗磨损的能力。
（2）足够的强度和韧性，以承受切削中的切削力、冲击和振动，避免崩韧和折断（3）高的耐热性，即高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
（4）良好的工艺性，如锻造性能、热处理性能、切削加工性能等，以便于刀具的制造。
（5）经济性，即价格低经济效果好。
2、所谓刀具合理几何参数，是指既能保证加工质量，又能够获得高的刀具耐用度，达到提
高切削效率和降低生产成本。
刀具合理几何参数要依据工件、刀具、工艺等具体条件综合考虑后确定。
3、（1）影响切削区的变形程度
（2）影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件
（3）影响切屑形态和断屑效果
（4）影响已加工表面质量
4、（1）后角的主要功用是减小后面与过渡表面之间的摩擦。
（2）后角越大，切削刃钝圆半径值越小，切削刃越锋利。
（3）增大后角，在刀具磨钝标准VB相同时，从新刃到磨钝标准时，所磨去的金属体积较大，因而有利于提高刀具的耐用度；但是，后角增大，在刀具磨钝标准相同时，刀具的径向磨损值NB增大，因此对某些精加工刀具就不宜采用大的后角。
（4）当后角过大时，刀具楔角会显著减小，将会降低切削刃强度和散热能力，而使刀具耐用度降低。
5、（1）精加工时切削厚度很小，磨损主要发生在后刀面上，宜取较大后角；粗加工时切削
厚度较大，前刀面磨损较大，宜取较小后角，以利于增强刀刃和改善散热。
（2）工件材料塑性好、韧性大，容易产生加工硬化，应选取较大后角；工件材料的强度和硬度较高时，为增加刀刃的强度，应选取较小的后角。
（3）当工艺系统刚度较差、出现切削振动时，应适当减小后角，增加后刀面和加工表面的接触面积。
6、（1）影响切削加工残留面积高度。
（2）影响切削层的形状，尤其是主偏角直接影响同时参与工作的切削刃长度和单位切削刃上的负荷。
（3）影响三个切削分力的大小和比例关系。
（4）主偏角和副偏角决定了刀尖角，故直接影响刀尖处的强度、导热面积和容热体积。（5）主偏角还影响断屑效果。
7、合理主偏角主要应根据工艺系统刚度来选择，同时考虑具体的加工条件。（1）系统刚度好、工件材料硬度高时，选择较小的主偏角；（2）系统刚度不好时，选择较大的主偏角。合理副偏角的选择应首先满足加工表面质量要求。（1）一般工艺系统刚度较好、不产生振动的情况下，可取副偏角5~10度；（2）在精加工时，其值比粗加工时要小，必要时可修磨副偏角为0度的修光刃。
8、（1）控制切削流方向。
（2）影响切削刃锋利性。
（3）影响刀尖强度、刀尖导热和容热条件。
（4）影响切削刃的工作长度和切入和切出的平稳性。
9、在背吃刀量和进给量一定时，减小主偏角，可增加刀具同时参与切削工作的切削刃长度和刀夹角，因此可以减小单位切削刃负荷，增加刀尖强度和改善散热条件，对韧性好的高速钢刀具，有利于提高刀具的耐用度。
10、圆弧形过渡刃------刀尖圆弧半径取得较大时，可提高刀具耐用度和减小加工表面的残留面积。但是增大刀尖圆弧半径，径向切削力也增加，在工艺系统刚度不足时，会引起切削振动。硬质合金属于脆性材料，切削振动会导致刀具破损，所以对硬质合金车刀，为减小径向切削力和避免切削振动，其刀尖圆弧选的比高速钢刀具小一些。
11、选择切削用量的原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量，其次要在机床动力和刚度允许，又能满足加工表面粗糙读的前提下，选取尽可能大的进给量，最后根据刀具耐用度选取或计算切削速度。
12、粗加工时切削力很大，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。最大进给量主要受以下因素限制：（1）机床进给机构的强度；（2）刀杆的强度和刚度；（3）工件装夹刚度；（4）硬质合金或陶瓷刀片的强度。
13、确定了工件的加工内容和切削刀具后，可以按以下步骤指定切削用量：
（1）选择切削深度a p
（2）选择进给量f
（3）选择或计算切削速度v与机床主轴转速n；
（4）校验机床功率和机床进给机构强度。
（5）计算工序加工工时。
14、刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨钝限度称为磨钝标准。
磨钝标准与工件的加工质量、工件的切削加工性、加工条件和刀具类型有关。
15、（1）根据刀具材料、加工要求选用；
（2）根据工件材料选用；
（3）根据加工性质选用。
五、分析题
1、W18Cr4V属于通用型高速钢。适用于加工硬度在250~280HBS以下的大部分结构钢和铸铁。切削普通钢材切削速度小于或等于40~60m/min
YT15属钨钴钛类硬质合金。15表示合金中含TiC15%，适合于碳钢和合金钢，切削条件最宜在连续切削的半精加工和断续切削精加工中。
YG8属钨钴类硬质合金。适于加工铸铁、有色金属及其合金，8表示合金中含Co 8%。
切削条件可以是断续切削或粗加工。
2．刀具材料的合理选用主要是根据工件材料的性质、加工条件和刀具形状等。例如，冲击力大或断续加工应选用韧性好的高速钢或含钴量较多的YT5或YG8；复杂刀具由于制造及刃磨困难，常选用高速钢材料；高速切削时因切削温度高，应使用耐磨性好的硬质合金；加工铸铁应选用YG类硬质合金。粗、精加工时，高速钢材料都可以使用，对硬质合金却有差别，粗加工应选用韧性交好的YT5或YG8，而精加工则选用耐磨性好的YT3或YG30。
3、YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。YT类硬质合金适合于加工碳素钢、一般合金钢材；低速时，选用YG类。YW类硬质合金主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。
粗加工时选用含钴量高的合金牌号；精加时选用含钴量少的合金牌号。
在加工含钛的不锈钢和含钛的合金时，不宜选用YT类硬质合金。
（1）45#钢热轧棒料的粗加工选用YT15作为刀具材料。加工45#钢时，工件塑性变形大、摩擦大、切削区温度高，所以，应选耐热性高的YT类硬质合金。
热轧棒料是外形、材质较均匀的型材，YT15适合于连续粗加工。
（2）精车40Cr工件外圆选用YT30作为刀具材料。40Cr属于合金钢，更具有切削温度高、刀具磨损快的切削加工性，所以，仍选用具有良好的耐热性和耐
磨性的YT类硬质合金。精加工切削力小，可选用强度稍低的YT30。
4、前角的大小不能随意确定，在一定的加工条件下，存在一个使刀具耐用度为最大的合理前角。合理前角的选择主要根据工件材料和刀具材料的性能，还要考虑具体加工条件。
（1）刀具材料的抗弯强度大、韧性较好是，可选择较大的前角。例如，高速钢刀具前角可以比硬质合金钢刀具大些。]
（2）加工塑性材料时，尤其是加工硬化严重的材料，应取较大的前角；加工脆性材料，应取较小的前角。工件材料强度较低时，可取较大前角；工件材料强度高、
硬度较高时，为增加刀刃强度和散热体积，应取小的前角。对硬质合金等抗弯
强度差的刀具，在高强度、高硬度、有冲击和断续切削时，应从防止刀具破损
来选择前角。
（3）粗加工，断续切削，为提高刀刃强度，宜取较小的前角；精加工，为提高工件表面质量，取较大前角。
5、切削塑性材料时，增大前角能显著减小切削变形，减小切削力和减小切削热，减小切屑
的流动阻力。切削塑性材料常得到带状切屑，切屑与前刀面的接触面积较大，刀刃受力和散热条件较好，所以应选用较大的前角。
但前角太大后，刀刃强度减弱，容易造成崩刃和打刀。为提高刀刃强度，可采取在刀刃上磨倒棱和采用负刃倾角来解决。
6、过渡刃是主偏角较大时，为增加刀尖强度，在靠近刀尖处对主切削刃进行修磨，形成了
过渡刃。修光刃是为了减小加工表面粗糙读在靠近刀尖处磨出的一小段与进给方向平行的副切削刃。
过度刃刃形有圆弧过渡刃和直线形过渡刃两种：圆弧形过渡刃的参数就是刀尖圆弧半径。对硬质合金和陶瓷车刀，圆弧半径为0.5~1.5mm，对高速钢车刀圆弧半径为0.5~4mm。
工艺系统刚度差时，圆弧半径取较小值，精加工刀具比粗加工刀具小。
7、精加工刀具切削厚度较小，磨损主要发生在后刀面上，采用较大后角，可减小后刀面与
工件加工表面的接触长度，减小摩擦和磨损，从而提高刀具耐用度。采用较大后角可以使刀刃钝圆半径减小，使切削刃更加锋利，从而提高加工表面质量。而拉刀、铰刀属于定尺寸精加工刀具，有严格的尺寸精度要求，在刀具径向磨损值NB一定时，后角小的刀具从新刃磨损到规定的径向磨损值，所磨去的金属体积较大，这样就可以减缓刀具的磨损。更主要的是，为使刀具重磨后刀具的径向尺寸尽量小，以提高刀具的使用寿命，因此拉刀、铰刀的后角一般都取得很小。
8、指定切削用量时，依次选择背吃刀量和进给量后，可用计算或查表来选择切削速度。从公式和表格中可以看出影响切削速度的因素有：
（1）背吃刀量、进给量与速度成反比例关系，即粗加工时，由于背吃刀量和进给量较大，故应该选择较低的速度；在精加工时，背吃刀量和进给量小，故应该选
择较大的速度。
（2）工件材料的性质影响切削时的速度。工件材料强度、硬度较高时，应该选择较低的速度，反之选高的；工件材料的加工性越差，速度选的越小。
（3）刀具材料的性能影响切削速度。刀具材料的切削性能愈好，速度愈高，故硬质合金刀具的切削速度比高速钢刀具要高。
（4）具体加工条件影响切削速度。断续、有冲击的切削，细长、壁薄工件等加工时应减小切削速度。
9 切削用量选得愈大，加工工时愈短，还不能说明生产率愈高。其理由是，生产率的评定可用单件工序总工时表示。而单件工序总工时是由单件工序加工工时、工序换刀所需工时和其他辅助工时组成。刀具换刀工时和刀具耐用度成反比，刀具耐用度与切削用量成反比。所以，切削用量愈大，刀具耐用度愈低，工序换刀工时愈长。以上分析表明，切削用量选得愈大，加工工时短，而换刀工时长，生产率不一定是最高。只有在考虑了刀具耐用度而合理选
择切削用量的情况下，才能获得最高的生产率。
10、半精加工和精加工时，进给量的选择受到表面粗糙度的限制。此时为减小加工表面的粗糙度，可适当增大刀尖圆弧半径rε、减小副偏角k r‘，采用修光刃等办法。此外，可增大前角γ0，提高刀具刃磨质量，选用有效的切削液等措施，以减小积屑瘤和鳞刺的不利影响。
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
常用刀具材料分类、特点及应用
常用刀具材料分类、特点及应用 刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度、已加工表面质量和加工成本等，所以正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要容之一。 1.刀具材料应具备的性能 金属切削时，刀具切削部分直接和工件及切屑相接触，承受着很大的切削压力和冲击，并受到工件及切屑的剧烈摩擦，产生很高的切削温度，即刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。因此，刀具切削部分材料应具备以下基本性能。 1.1 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大。 耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。组织中硬质点（碳化物、氮化物等）的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越高。但刀具材料的耐磨性实际上不仅取决于它的硬度，而且也和它的化学成分、强度、纤维组织及摩擦区的温度有关。 1.2 足够的强度和韧性 要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程常要出现的冲击和振动的条件下工作，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。 1.3 高的耐热性 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。 1.4 导热性好 刀具材料的导热性越好，切削热越容易从切削区散走，有利于降低切削温度。刀具材料的导热性用热导率表示。热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量就容易传散出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。
1.5 具有良好的工艺性和经济性 既要求刀具材料本身的可切削性能、耐磨性能、热处理性能、焊接性能等要好，且又要资源丰富，价格低廉。 2.常用刀具材料分类、特点及应用 刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、瓷和超硬材料等五大类。常用刀具材料的主要性能及用途见表2-1。
数控刀具的主要材料种类及用途
数控刀具的主要材料种类及用途 机床与刀具的发展是相辅相成、相互促进的。刀具是由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中最活跃的因素,刀具切削性能的好坏取决于刀具的材料和刀具结构。切削加工生产率和刀具寿命的高低加工成本的多少、加工精度和加工表面质量的优劣等,在很大程度上取决于刀具材料、刀具结构及切削参数的合理选择。近几十年来,作为切削加工最基本丰素的刀具材料得到了迅速发展,刀具的结构形式也得到了极大丰富。 数控刀具主要材料种类 (1)超硬刀具。所谓超硬材料是指人造金刚石和立方氮化硼(简称CBN),以及用这些粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石(简称PCD)和聚晶立方氮化棚(简称PCBN)等。超硬材料具有优良的耐磨性,主要运用于高速切削及难切削材料的加工。 (2)陶瓷刀具。陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高温力学性能,与金属的亲合力小,不易与金属产生粘结,并且化学稳定性好。陶瓷刀具主要应用于钢、铸铁及其合金和难加工材料的切削加工,可以用于超高速切削、高速切削和硬材料切削。 (3)涂层刀具。刀具涂层技术自问世以来,对刀具性能的改善和加工技术进步起着非常重要的作用,涂层技术将传统刀具涂覆一层薄膜后,刀具性能发生了巨大的变化。主要的涂层材料有:Tic、TiN、Ti(C,N)、TiALN、ALTiN等。涂层技术己应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片,满足高速切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、非金属等材质工件的生产技术不同要求。 (4)硬质合金。硬质合刀具是数控加工刀具的主导产品,有的国家有90%以上的车刀和55%以上的铣刀都采用了硬质合金制造,而且这种趋势还在增加。硬质合金可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超晶粒硬质合金。按化学成分区
刀具分类
一、刀具分类 刀具材料的种类很多，常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料四大类。 1、碳素工具钢 碳素工具钢是指碳的质量分数为0.65％～1.35％的优质高碳钢。用做刀具的牌号一般是T10A和T12A。常温硬度60～64HRC。当切削刃热至200～250℃时，其硬度和耐磨性就会迅速下降，从而丧失切削性能。碳素工具钢多用于制造低速手用工具，如锉刀、手用锯条等。 2、合金工具钢 为了改善碳素工具钢的性能，常在其中加入适量合金元素如锰、铬、钨、硅和钒等，从而形成了合金工具钢。常用牌号有9SiCr、GCrl5、CrWMn等。合金工具钢与碳素工具钢相比，其热处理后的硬度相近，而耐热性和耐磨性略高，热处理性也较好。但与高速钢相比，合金工具钢的切削速度和使用寿命又远不如高速钢，使其应用受到很大的限制。因此，合金工具钢一般仅用于取代碳素工具钢，作一些低速、手动刀具，如手用丝锥、手动铰刀、圆板牙、搓丝板等。 3、高速钢 高速钢是一种含钨、铝、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。高速钢主要优点是具有高的硬度、强度和耐磨性，且耐热性和淬透性良好，其允许的切削速度是碳素工具钢和合金工具钢的两倍以上。高速钢刃磨后切削刃锋利，故又称之为“锋钢”和“白钢”。高速钢是一种综合性能好、应用范围较广的刀具材料，常用来制造结构复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀。拉刀、齿轮刀具等。 高速钢按其用途和性能不同，可分普通高速钢和高性能高速钢；按其化学成分不同，又可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢。 1) 普通高速钢是指加工一般金属材料用的高速钢。常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。 ① W18Cr4V属钨系高速钢，它具有性能稳定，刃磨及热处理工艺控制方便等优点，但因钨价较高，且使用寿命短故使用较少。 ② W6Mo5Cr4V2属钨钼系高速钢，它的碳化物分布均匀，抗弯强度，冲击韧度和高温塑性都比W18Cr4V好，但磨削工艺略差。因其使用寿命长、价格低，故被广泛使用。 2) 高性能高速钢是在普通高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐热性、耐磨性。其切削速度可达50～lOOm／min。主要用于不锈钢、耐热钢、高强度钢等难加工材料的切削加工。有高钒高速钢和超硬高速钢等。 ①高矾高速钢(W12Cr4V4Mo)由于钒、碳含量的增加提高了耐磨性，刀具寿命比普通高速钢提高2～4倍，但是随着钒含量的提高使其磨削性能变差。故使用较少。 ②超硬高速钢是为了加工一些难以加工的材料而发展起来的。其常温硬度。高温硬度、耐热性和耐磨性都比普通高速钢高，具有良好的综合性能，可以加工
常用刀具材料分类特点及应用
金属切削原理读书报告 常用刀具材料分类特点及应用 姓名： 班级： 学号： 2014年5月7日
摘要 本文在阅读有关论文和专著的基础上对现阶段常用的刀具材料进行了总结和分析，总结出了碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方碳化硼等刀具材料的特点及应用范围，同时针对几种常见的切削工序中刀具材料的应用做了简单的分析。
目录 摘要 (1) 1刀具材料的发展历史 (2) 2 常用刀具材料及特点 (2) 2.1 碳素工具钢 (2) 2.2 合金工具钢 (3) 2.3 高速钢 (4) 2.4 硬质合金 (5) 2.5 陶瓷 (7) 2.6 超硬材料 (9) 3 刀具材料的典型应用 (10) 3.1 工件材料与刀具材料 (10) 3.2 加工条件与刀具材料 (11) 4 总结 (11) 5 参考文献 (12)
1刀具材料的发展历史[1] 刀具材料的发展在人类的生活、生产中有着很大的重要性。 18世纪中叶, 在欧洲出现了工业革命以后, 切削刀具一直是用碳素工具钢制造, 其成分与现代的T10、T12相近。1865年，英国罗伯特?墨希特发明了合金工具钢，其牌号有9CrSi、CrWMn等。随着对加工效率要求的提高，新的刀具材料在不断更新。1898年，美国机械工程师泰勒和冶金工程师怀特发明了高速钢。进入20世纪，人们不断寻求新型刀具材料。20世纪20年代中期到30年代初，出现了钨钴类和钨钛类硬质合金。然而硬质合金刀具仍不能满足现代高硬度工件材料的超精密加工的要求，于是更新的刀具材料相继出现。20世纪30年代出现了氧化铝陶瓷，后来又有氦化硅陶瓷到50年代和60年代又制造出人造立方氮化硼和人造聚晶金刚石。 总而言之，20世纪中，刀具材料发展的速度比过去快得多，其种类、类型、数量和性能均有大幅度的发展。 2 常用刀具材料及特点 对于金属切削刀具来说，切削过程中要承受很大的压力，同时会与工件、切屑相互接触的表面产生摩擦力，切削产生的热量使得刀具温度上升，产生一定的热应力。因此刀具材料应能满足这样几个要求：高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、良好的热物理性能和耐热冲击性能、良好的工艺性以及经济性。目前在机械加工中常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。[2]不同刀具材料的性能有所不同，因此在应根据具体的切削条件选择合适的刀具材料。下面将分别介绍每种刀具材料。 2.1 碳素工具钢 按照GB/T13304《钢分类》第1部分“钢按化学成分分类”，碳素工具钢属于非合金钢。按照标准第2部分“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。碳素工具钢牌号及化学成分见表1
数控机床的刀具材料
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7和韧性。 -------------------------加工的刀具种类视加工对象而定 刀具材料应当具备的性能 切削过程中，刀具直接完成切除余量和形成已加工表面的任务。刀具切削性能的优劣，取决于构成切削部分的材料、几何形状和刀具结构。由此可见刀具材料的重要性，它对刀具使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本影响极大。因此，应当重视刀具材料的正确选择和合理使用，重视新型刀具材料的研制。 在切削加工时，刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上承受很大的压力和强烈的摩擦，刀具在高温下进行切削的同时，还承受着切削力、冲击和振动，因此刀具材料应具备以下基本要求： 1．硬度 刀具材料必须具有高于工件材料的硬度，常温硬度须在HRC62以上，并要求保持较高的高温硬度。 2．耐磨性 耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力，它是刀具材料机械性能（力学性能）、组织结构和化学性能的综合反映。例如，组织中硬质点的硬度、数量、大小和分布对抗磨料磨损的能力有很大影响，而抗冷焊磨损(冷焊磨损即过去有些书上所称的粘结磨损、抗扩散磨损和抗氧化磨损的能力还与刀具材料的化学稳定性有关。3.强度和韧性 为了承受切削力、冲击和振动，刀材料应具有足够的强度和韧性。一般，强度用抗弯强度表示，韧性用冲击值表示。刀具材料中强度高者，韧性也较好，但硬度和耐磨性常因此而下降，这两个方面的性能是互相矛盾的。一种好的刀具材料，应当根据它的使用要求，兼顾以上两方面的性能，而有所侧重。 4．耐热性 刀具材料应在高温下保持较高的硬度、耐磨性、强度和韧性，并有良好的抗扩散、抗氧化的能力。这就是刀具材料的耐热性。 5．导热性和膨胀系数 在其他条件相同的情况下，刀具材料的导热系数(热导率)越大，则由刀具传出的热量越多，有利于降低切削温度和提高刀具使用寿命。线膨胀系数小，则可减少刀具的热变形。对于焊接刀具和涂层刀具，还应考虑刀片与刀杆材料、涂层与基体材料线膨胀系数的匹配。 6．工艺性 为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻、轧、焊接、切削加工和可磨削性、热处理特性等。材料的高温塑性对热轧刀具十分重要。可磨削性可用磨削比——磨削量与砂轮磨损体积之比来表示，磨削比大，则可磨削性好。此外，在选用刀具材料时，还应考虑经济性。性能良好的刀具材料，如成本和价格较低，且立足于国内资源，则有利于推广应用。 刀具材料种类很多，常用的有工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢)、硬质合金、陶瓷、金刚石(天然和人造)和立方氮化硼等。碳素工具钢(如T10A、T12A)和合金工具钢(如9CrSi、CrWMn)，因其耐热性很差，仅用于手工工具。陶瓷、金刚石和立方氮化硼则由于性质脆、工艺性差及价格昂贵等原因，目前尚
数控刀具材料的选用
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
常用刀具材料分类、特点、应用及发展
金属切削原理 读书报告 《常用刀具材料分类、特点及应用》 姓名 学号 班级 学院 二○一五年五月
摘要 机械制造工业是制造业最重要的组成之一，它担负着向国民经济的各个部门提供机械装备的任务。我国现代化建设的发展速度在很大程度上要取决于机械制造工业的发展水平，因此，从这个意义上说，机械制造工业的发展水平是关系全局的。机械制造中的加工方法很多，其中材料去除加工精度较高、表面质量较好，有很强的加工适应性，是目前机械制造中应用最广泛的加工方法。材料去除加工时，刀具在工作时，要承受很大的压力。同时，由于切削产生的金属塑性变形以及各部的摩擦，使刀具切削刃上产生很高的温度和受到很大的应力，在这样的条件下，刀具将迅速磨损或破损。因此刀具材料性能应满足；高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、高的耐热性、良好的热物理性能和耐热冲击性能、良好的工艺性能和经济性等要求。常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层刀具以及其他刀具材料包括陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。其中陶瓷材料和超硬刀具材料对常规刀具材料的竞争越来越激烈，且所占比重快速增长。随着上述刀具材料的发展，使车削加工的切削速度提高了100多倍，而且新刀具材料出现的周期也越来越短。但在较长时间内，各种刀具材料将仍是相互补充，相互竞争。 关键词：刀具材料性能，刀具材料分类，刀具材料特点，刀具材料应用
目录 引言 (3) 第一章绪论 (3) 1.1金属切削技术的发展概况 (3) 1.2金属切削材料的研究意义 (4) 第二章刀具材料性能 (4) 2.1刀具切削环境 (4) 2.2刀具材料性能要求 (4) 2.3刀具材料主要性能 (6) 第三章刀具材料分类 (7) 3.1高速钢 (7) 3.1.1 普通高速钢 (8) 3.1.2高性能高速钢 (8) 3.1.3粉末冶金高速钢 (9) 3.2硬质合金 (9) 3.2.1钨钴类硬质合金 (10) 3.2.2钨钛钴类硬质合金 (10) 3.2.3钨钛钽（铌）钴类硬质合金 (11) 3.2.4硬质合金的选用 (11) 3.3涂层刀具 (12) 3.4其它刀具材料 (13) 3.4.1陶瓷材料 (13) 3.4.2金刚石 (14) 3.4.3立方氮化硼（简称CBN） (15) 第四章刀具材料发展 (15) 参考文献 (16)
常用刀具材料硬度的比较
第三章 一、选择题 1．31210111下面是关于常用刀具材料硬度的比较，那个选项的论述是正确的（A）A金刚石>CBN>硬质合金>高速钢B金刚石>CBN>高速钢>硬质合金 C金刚石>硬质合金>高速钢>CBN D金刚石>高速钢>硬质合金>CBN 2. 31210122下面属于性质脆、工艺性差的刀具材料是（C） A碳素工具钢 B 合金工具钢 C 金刚石D 硬质合金钢 3. 31210113 目前使用最为广泛的刀具材料是（B） A陶瓷B高速钢和硬质合金 C 碳素工具钢 D CBN 4．31210114 W18Cr4V是：（C） A碳素钢 B 硬质合金钢 C 普通高速钢D 高性能高速钢 5．31210125 W18Cr4V比W6Mo5Cr4V2 好的性能是：（D） A硬度 B 韧性 C 切削性能D可磨性 6．31210116 WC—Co类属于哪一类硬质合金：（A） A YG类 B YT类 C YW类 D YM类 7．31210127 应用于切削一般钢料的硬质合金刀具是（B） A YG类 B YT类 C YW类 D YM类 8．31210128 在加工高温合金（如镍基合金）等难加工材料时，刀具材料可首选：（A） A CBN B 硬质合金 C 金刚石 D 陶瓷 9．31210129 在粗车铸铁时，选用：（B） A YG3 B YG8 C YT5 D YT30 10．3121012A碳素钢、合金钢的连续精加工，应选用：（D） A YG3 B YG8 C YT15 D YT30 11. 3121012B 在连续粗加工、不连续精加工碳素钢时，应选用：(B) A YT5 B YT15 C YT30 D YW2 12．31310121 在数控机床和自动线上，一般采用：（C） A整体式刀具 B 装配式刀具 C 复合式刀具D焊接装配式刀具 13. 32210111 增大前角，下面正确的是：（D） A增大粗糙度 B 增大切削效率 C 切削刃与刀头的强度增大 D 减小切削的变形 14．32210122 对于不同的刀具材料，合理前角（γopt）也不同，硬质合金刀具的γopt （B） 要____ 高速钢刀具的γ opt A大于 B 小于 C 等于 D 都有可能 15 32210113 增大前角可以（B） A减小切削力，导热面积增大B减小切削力，导热面积减小 C增大切削力，导热面积增大D增大切削力，导热面积减小1632210114 下面有关刀具前面的卷屑槽宽度的说法，正确的是：（D） A愈小愈好 B 愈大愈好 C 无所谓 D 根据工件材料和切削用量决定 17 32310111 增大后角（A） A减小摩擦 B 增大摩擦 C 切削刃钝园半径越大 D 刀头强度增强1832310121 加工下面哪种材料时，应该采用较小的后角（C） A工件材料塑性较大B工件材料容易产生加工硬化 C 脆性材料 D 硬而脆的材料
数控刀具命名规则及牌号材质详情
数控刀具型号编号规则——山特维克事例：CNMG120408-PM 4205 C:刀片形状，菱形80 N:刀片后脚，负角型刀片 M:公差 G:刀片类型 PM：刀片槽形 4205：刀片牌号（材质） GC4205(HC)–P05(P01-P15） CVD涂层牌号，具有优良的耐沟槽磨损性和抗塑性变形性。当在钢的半精加工到粗加工应用中要求高金属去除率时推荐用于稳定的工况。能承受高温，并且不会降低干湿加工应用中的刃线安全性。 1. 2. 刀片牌号（车削） 用于普通车削的牌号 ----P钢、铸钢、长切屑可锻铸铁。 基本牌号 CT5015(HT)–P10(P01-P20)
具有优良的抗积屑瘤和抗塑性变形能力的非涂层金属陶瓷牌号。新型配方提高了韧性。用于要求高表面质量与/或低切削力的低合金钢和合金钢的精加工。fnxap<0.35mm2 GC1125(HC)–M25(M10-M30 PVD涂层微颗粒硬质合金。推荐用于中等到低切削速度下各种不锈钢的精加工。锋利的切削作用与优良的切削刃韧性相结合时，或要求很高的表面质量时，该牌号表现优异。其很高的耐热冲击性能适用于轻间断切削。 GC1525（HC）-P15（P05-P25） PVD涂层金属陶瓷牌号。具有优良的耐磨损性和刃口韧性。用于低碳钢和低合金钢的精加工和半精加工。适用于中等和高切削速度下要求高表面质量的场合。fnxap<0.35mm2 GC4205(HC)–P05(P01-P15 CVD涂层牌号，具有优良的耐沟槽磨损性和抗塑性变形性。当在钢的半精加工到粗加工应用中要求高金属去除率时推荐用于稳定的工况。能承受高温，并且不会降低干湿加工应用中的刃线安全性。 GC4215(HC)-P15(P01-P30) 用于精加工到粗加工的CVD涂层硬质合金牌号，适合于钢和钢铸件的连续切削至轻型间断切削应用。梯度基体与耐磨涂层相结合，最佳化了硬度和韧性。不论湿切削还是干切削均能承受高温，同时又不会牺牲刃线安全性。 GC4225(HC)-P25(P10-P40 CVD涂层硬质合金材质，用于钢和钢铸件的精加工到粗加工。梯度基体与厚的耐磨涂层相结合，在钢车削时具有最佳的硬度和韧性。此材质能以高金属去除率进行连续切削和间断切削，并且其应用范围极广。 GC4235(HC)-P35(P20-P45 涂层硬质合金牌号，用于工况差时钢和钢铸件的粗加工。梯度基体与厚的耐磨涂层相结合，在钢车削时具有最佳硬度和和韧性。刃线高安全性使此牌号能用于以高金属去除率进行的间断切削。 GC3005(HC)-P10(P01-P25 CVD涂层硬质合金牌号，高耐磨涂层与硬基体的结合强度高，可以承受很高的温度。用于高合金钢的高切削速度精加工和半精加工。 补充牌号 GC1025(HC)–P25(P10-P35) PVD涂层微颗晶粒硬质合金牌号。推荐用于要求优良的表面质量时的低碳钢或其它“粘性”材料的精加工。它的高耐热冲击性能使它适用于断续切削。 GC2015(HC)–P25(P20-P30)
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，
浅谈数控刀具材料及选用
浅谈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0.002卩m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
机械加工常用金属材料及特性
机械加工常用金属材料及 特性 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
简介：1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例 1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。 主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。 2. Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。 主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。 主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回
数控加工常用刀具的种类及选择
数控加工常用刀具的种 类及选择 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
数控加工常用刀具的种类及选择1．数牲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。 2．1数控刀具的分类有多种方法 a．根据刀具结构可分为 （1）整体式； （2）镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，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。 b．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。 c．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％一40％，金属切除量占总数的80％～90％。 2．2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；互换性好，便于快速换刀； （2）寿命高，切削性能稳定、可靠； （3）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间; （4）刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； （5）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 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材科的性能、加
数控刀具的常用材料
2012.No7 摘 要 随着科学技术日新月异地发展,机械制造加工在刀具材料、刀具结构与设计、刀具新产品科技领域也得到了猛速的发展。近年来，数控机床(CNC)、加工中心(MC)、柔性制造单元(FMC)得到日益广泛的应用，使机械制造面貌发生了很大变化。刀具作为加工系统的一个重要组成部分，刀具材料性能对提高生产效率及加工质量具有重要意义，刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。 关键词 刀具 材料 性能 种类 特别是电子信息技术的急剧发展，加速了机械制造业的飞速发展。数控机床已经成为现代加工车间中不可缺少的重要加工设备。机床上一经采用现代电子信息新技术后就大大提高了数控机床的智能化程度。其独特的优越性和智能化程度使数控机床具有强大的生命力。然而，刀具是数控机床的最终执行部分。也是整个零件加工过程中最关键的环节。数控机床刀具的性能及材料的选用是零件加工工艺中的重要内容之一,它不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工的质量。机床与刀具的发展是相辅相成、相互促进的。刀具是由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中最活跃的因素，刀具切削性能的好坏取决于刀具的材料和刀具结构。切削加工生产率和刀具寿命的高低加工成本的多少、加工精度和加工表面质量的优劣等，在很大程度上取决于刀具材料、刀具结构及切削参数的合理选择。近几十年来，作为切削加工最基本要素的刀具材料得到了迅速发展，刀具的结构形式也得到了极大丰富。 1 刀具材料应具备的性能 1.1 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大。切削金属所用刀具的切削刃硬度，一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。组织中的硬质点(碳化物、氮化物等)的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越好。耐磨性还与材料的化学成分、强度、显微组织及摩擦区的温度有关。可用公式表示材料的耐磨性WR：WR=KIC0.5E-0.8H1.43式中：H——材料硬度(GPa)。硬度愈高，耐磨性愈好。KIC——材料的断裂韧性(MPa瞭m)。KIC愈大，则材料受应力引起的断裂愈小，耐磨性愈好。E ——材料的弹性模量(GPa)。E很小时，由于磨粒引起的显微应变，有助于产生较低的应力，耐磨性提高。 1.2 足够的强度和韧性 要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程经常出现的冲击和振动条件下工作，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。 1.3 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条件下保持一定的硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。 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 浅谈数控刀具的常用材料 罗 斌 （合川职教中心） 结和抗扩散的能力，即刀具材料应具有良好的化学稳定性。 1.4 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。刀具在断续切削或使用切削液时，常常受到很大的热冲击(温度变化剧烈)，因而刀具内部会产生裂纹而导致断裂。刀具材料抵抗热冲击的能力可用耐热冲击系数R表示，R的定义是为： R=λσb/Eα 式中：λ——导热系数； σb——抗拉强度； E——弹性模量； α——热膨胀系数。 导热系数大，使热量容易散走，降低刀具表面的温度梯度；热膨胀系数小，可减少热变形；弹性模量小，可以降低因热变形而产生的交变应力的幅度；有利于材料耐热冲击性能的提高。耐热冲击性能好的刀具材料，在切削加工时可以使用切削液。 1.5 良好的工艺性能 为了便于刀具的制造，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。 1.6 经济性 经济性是刀具材料的重要指标之一，优质刀具材料虽然单件刀具成本很高，但因其使用寿命长，分摊到每个零件的成本则不一定很高。因此在选用刀具材料时要综合考虑其经济效果。 2 数控刀具主要材料种类 2.1 高速钢 高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的强度和韧性，并且具有一定的硬度和耐磨性。适合各类刀具的要求。高速钢刀具制造工艺简单，容易磨成锋利切削刃，因此尽管各种新型刀具材料不断出现，高速钢刀具在金属切削中仍占较大的比例。可以加工有色金属和高温合金。由于高速钢具有以上性能，活塞加工中的铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀、钻油孔用钻头等刀具都为高速钢材料。 2.2 硬质合金 硬质合金是由难熔金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)和金属粘结剂(如Co、Ni等)粉末经粉末冶金的方法制成。由于硬质合金中都含有大量的金属碳化物，这些碳化物都有熔点高、硬度高、化学稳定好、热稳定性好等特点，因此，硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬度为89～93HRA，比高速钢的硬度(83～86.6HRA)高，在800～1000℃时尚能进行切削。在540℃时，硬质合金的硬度为82～87HRA，在760℃时，硬度仍能保持77～85HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可提高4～10倍。 2.3 金刚石 金刚石是目前已知矿物材料中硬度最高、热传导性最好的物质，与各种金属、非金属材料配对摩擦的磨损量仅为硬质合金
数控刀具国内外排行性能总汇
目录 一、国内刀具厂家2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222（01） 二、世界各国刀具品牌盘点22222222222222222222222222222222222222222222222222（01） 三、其余著名刀具厂商简要介绍2222222222222222222222222222222222222222222222（02） 四、刀具夹具受欢迎品牌排行榜2222222222222222222222222222222222222222222222（03） 五、各地区刀具的排名也是价格和品质的体现2222222222222222222222222222222222（04） 六、世界五大刀具派系对中国刀具市场的影响2222222222222222222222222222222222（05） 七、国内数控刀具企业生产经营规模222222222222222222222222222222222222222222（09） 八、2009国内数控刀具市场分析222222222222222222222222222222222222222222222（11） 九、数控刀具的概述2222222222222222222222222222222222222222222222222222222（20） 一、国内刀具厂家 1 株洲钻石 2 东莞耐斯卡特 3 成都森泰英格 4 成都千木 二、世界各国刀具品牌盘点 1.德国； 1 瓦尔特（WALTER）； 2 贝克（BECK）； 3 博泰(botek)； 4 维地亚(widia)； 5 威玛诺（WEMARO）； 6 德国（JBO）； 7 凯狮（KELCH）；8 蓝帜(Leitz)； 9 玛帕（MAPAL）；10 蒂泰克斯（TITEX）； 11 迪哈特(dihart)； 2.瑞典： 1 山特维克可乐满(SANDVIK)； 2 山高（SECO）； 3 DIETERLE； 3.日本： 1 京瓷（KYOCERA）； 2 尼肯（NIKKEN）； 3 圣和（SHOWA）； 4 大昭和（BIG）；
刀具材料应具备的性能及分类 (2)
刀具材料决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。使用碳工具钢作为刀具材料时，切削速度只有10m/min左右；20世纪初出现了高速钢刀具材料，切削速度提高到每分钟几十米；30年代出现了硬质合金，切削速度提高到每分钟一百多米至几百米；当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出现，使切削速度提高到每分钟一千米以上；被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。 一刀具材料应具备的性能 性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。 1.高硬度和高耐磨性 刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，是刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。 2.足够的强度与冲击韧性 强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。 冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。
3.高耐热性 耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。 4.良好的工艺性和经济性 为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。 二常用刀具材料 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，目前用得最多的为高速钢和硬质合金。 高速钢 高速钢是一种加了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合金工具钢，有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。高速钢的制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。 高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。 普通高速钢，如W18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀具。其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为40-60m/min。