金屬切削原理與刀具 第二章 刀具材料

1、第二章 刀具材料 （1）熟悉刀具材料應(yīng)具備的性能；（2）掌握常用刀具材料：高速鋼、硬質(zhì)合金的性能、常用牌號及選用；（3）了解新的刀具材料，如涂層硬質(zhì)合金、陶瓷材料、超硬刀具材料的性能及應(yīng)用；（4）對刀具材料在金屬切削中的重要作用有所了解。 刀具材料是指刀具切削部分的材料。合理選擇刀具材料影響到：（1）切削加工生產(chǎn)率（2）刀具耐用度（3）刀具消耗和加工成本（4）加工精度和表面質(zhì)量按刀具所用材料分：按刀具所用材料分：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、金剛石刀具等。陶瓷刀具、金剛石刀具等。2-1 概述概述 刀具切削部分承受較大的（1）切削壓力（2）切削溫度（3）劇烈摩擦（

2、4）沖擊振動因此刀具材料應(yīng)具備以下性能：1、高硬度：刀具材料硬度要高于被加工材料的硬度，切削刃的硬度一般在HRC60以上。2、高耐磨性：抗磨損能力，硬度，耐磨性，金相組織中硬質(zhì)點(diǎn)（氮化物，碳化物）的硬度高，耐磨性好，硬質(zhì)點(diǎn)數(shù)量多，顆粒越小，分布均勻，則耐磨性越好。3、足夠的強(qiáng)度與韌性：抗沖擊，承受各種應(yīng)力而不崩刃、折斷。與硬度、耐磨性相矛盾。4、高的耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性： 耐熱性（紅硬性）：高溫下保持材料硬度、 耐磨性、強(qiáng) 度、韌性韌性越好，切削速度越高?；瘜W(xué)穩(wěn)定性：（熱穩(wěn)定性）：高溫下抗氧化， 不與工件材料和介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， （抗氧化、粘結(jié)、擴(kuò)散）刀具磨損慢， 表面質(zhì)量好。 5、良好的工藝性

3、：便于刀具制造，（1）鍛造性能（2）熱處理性能（3）高溫塑性變形（4）容削加工性能（5）焊接性能6、經(jīng)濟(jì)性：（1）刀具材料發(fā)展結(jié)合本國資源，資源豐富，則成本極低（2）有的刀具材料（超硬刀具材料）雖然單件成本貴，但壽命長，分?jǐn)偟矫總€零件的成本不一定 高，要注重經(jīng)濟(jì)效益。7、切削加工性能的可預(yù)測性： 為適應(yīng)切削加工自動化和柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展，要求刀具磨損及刀具耐用度等具有良好的可預(yù)測性。高的硬度； 高的耐磨性；高的耐熱性(熱穩(wěn)定性) 足夠的強(qiáng)度和韌性；良好的工藝性。 總之，刀具應(yīng)具備的性能主要就這四個方面，當(dāng)然還有經(jīng)濟(jì)性、切削性能的可預(yù)測性等要求。 選擇刀具材料時，各性能之間相互矛盾，如強(qiáng)度，則硬

4、度高；耐磨，則加工工藝?yán)щy，要抓住主要矛盾。二、刀具材料類型： 工具鋼（碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼） 硬質(zhì)合金 陶瓷 超硬材料（金剛石、立方氮化硼 ）最常用工具鋼耐熱性差，但抗彎強(qiáng)度好，價格便宜，焊接與刃磨性好，故廣泛用于中低速切削的成形刀具，不宜高速切削。如：碳素工具鋼(如T10A、T12A)及合金工具鋼(如9SiCr、CrWMn)，因耐熱性較差通常僅用于手工工具和切削速度較低的刀具。硬質(zhì)合金耐熱性好，切削效率高，但刀片強(qiáng)度、韌性、焊接刃磨性不及工具鋼，多用于制作車刀、銑刀及各種高效切削工具。陶瓷、金剛石和立方氮化硼等目前僅用于較為有限的場合。 目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工目

5、前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金及陶瓷等。具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金及陶瓷等。 碳素工具鋼碳素工具鋼 碳素工具鋼是一種含碳素工具鋼是一種含C C量較高的優(yōu)質(zhì)鋼（含量較高的優(yōu)質(zhì)鋼（含C C一一般為般為0.650.651.35%1.35%）。）。 1 1、常用牌號、常用牌號有有 T7AT7A、T8AT8AT13AT13A等等 2 2、主要性能、主要性能 淬火后硬度較高，可達(dá)淬火后硬度較高，可達(dá)HRC61HRC616565；紅硬性為紅硬性為200200250250，價格低廉，不耐高溫，切，價格低廉，不耐高溫，切削 速 度 因 此 而 不 能 提 高 ，

6、 允 許 切 削 速 度削 速 度 因 此 而 不 能 提 高 ， 允 許 切 削 速 度V VC C10m/min,10m/min,只能制作低速手用刀具，如板牙、鋸只能制作低速手用刀具，如板牙、鋸條、銼等。條、銼等。 在碳素工具鋼中加入一定量的鉻（在碳素工具鋼中加入一定量的鉻（CrCr）、鎢（）、鎢（WW）、錳（）、錳（MnMn）等合金元素，能夠提高材料的）等合金元素，能夠提高材料的耐熱性、耐磨性和韌性，同時還可以減少熱處耐熱性、耐磨性和韌性，同時還可以減少熱處理時的變形。理時的變形。 1 1、主要牌號、主要牌號 有有 9SiCr CrWMn9SiCr CrWMn 2 2、主要性能、主要性能

7、 淬火后的硬度可達(dá)淬火后的硬度可達(dá)HRC61HRC616565，紅硬性為紅硬性為300300400400，允許切削速度，允許切削速度Vc=10Vc=1015m/min,15m/min,制作低速、形狀比較復(fù)雜、要求淬制作低速、形狀比較復(fù)雜、要求淬火后變形小的刀具。如板牙、拉刀、手用鉸刀火后變形小的刀具。如板牙、拉刀、手用鉸刀（孔的精加工）等。（孔的精加工）等。合金工具鋼合金工具鋼ISO-513-2004（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）將切削用硬質(zhì)合金分三大類，在此基礎(chǔ)上增加了H、S、N三類：P類：用于加工長切屑的鋼類材料，相當(dāng)于 我國的YT、YC、SC類。M類：用于加工長或短切屑的黑色金屬和有 色金屬。 YW

8、、YM類K類：用于加工短切屑的黑色金屬（鑄鐵）， 有色金屬和非金屬材料 YG、YD類H類：用于加工淬火鋼、硬鑄鐵，可實(shí)現(xiàn)高速切削 切削高硬度的工件。PCBN即聚晶立方氮化硼（Polycrystalline Cubic Boron Nitride）作為利用人工方法合成的硬度僅次于天然金剛石的新型刀具材料，是目前高速切削鐵系金屬最合適的刀具材料。S類：用于加工高溫合金及耐熱材料。包含PVD涂層合金（PVD是英文Physical Vapor Deposition（物理氣相沉積）的縮寫，是指在真空條件下，采用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù)，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)并使被蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離，利用電場的

9、加速作用，使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上。）及超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金，CBN（立方氮化硼，縮寫為：CBN或cBN。目前，在自然界還沒有找到這種物質(zhì)的存在，是人工合成的一種超硬材料。 ）及氮碳化硼材料。N類：用于高速切削有色金屬（鋁合金、非金屬的纖維強(qiáng)化型塑料），如PCD金剛石（又名聚晶金剛石）刀體一般用普通碳鋼或合金鋼制作。尺寸較小或切削負(fù)荷大的刀具宜選用合金工具鋼或整體高速鋼制作。機(jī)夾、可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具，鑲硬質(zhì)合金鉆頭、可轉(zhuǎn)位銑刀等刀體用合金工具鋼制作。如9CrSi，GCr15（滾鉻15）。尺寸較小、剛度較差的精密孔加工刀具，可選用整體硬質(zhì)合金制作。2-2 高速鋼高速鋼 高速鋼是一種加入了

10、較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。別名： （風(fēng)鋼）良好的淬透性，空氣中冷卻就可 得到高硬度。 （鋒鋼）刃容鋒利。 （白鋼）磨光后，表面光亮。1、較高的熱穩(wěn)定性：切削溫度高達(dá)500- 650，與碳素工具鋼，合金工具鋼相比，切削速度提高1-3倍，耐用度提高10-40倍，可加工有色金屬至高溫合金（范圍廣）。2、高強(qiáng)度，韌性：抗彎強(qiáng)度為硬質(zhì)合金的2-3倍數(shù)，是陶瓷的5-6倍，韌性比它們高幾十倍。 3、一定的硬度（HRC63-70）：耐磨性好，適合各類切削刀具的要求，也可用于在剛性較差的機(jī)床上加工。4、刀具制造工藝簡單：能鍛造，制作形狀復(fù)雜刀具，大型成型刀具（這一點(diǎn)極為重要）如鉆頭、絲錐、成

11、型刀具、拉刀、齒輪刀具。特點(diǎn)：特點(diǎn)：5、材料性能較硬質(zhì)合金和陶瓷穩(wěn)定，在自動機(jī)床上使用可靠。 因此，盡管各種新型刀具材料不斷出現(xiàn)，高速鋼仍占現(xiàn)用刀具材料的一半以上。高速鋼刀具制造工藝較簡單，刀刃鋒利，適用于制造各種形狀復(fù)雜刀具(如鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等) 普通高速鋼（通用型）、高性能高 速鋼和粉末冶金高速鋼）高性能高速鋼：再加入一些碳、釩，鈷或鋁等合金、性能高。粉末冶金高速鋼：制造工藝不同，性能高。 普通高速鋼：分鎢鋼，鎢鉬鋼兩類，V不高于40-60%。1、鎢鋼：W18Cr4V（18-4-1）此牌號國內(nèi)普 遍使用，性能穩(wěn)定，刃磨、熱處理工藝控制 較方便，國外鎢價高，很少使用。

12、簡稱：W18，18%W、4% Cr、1%V 綜合性能好，600，HRC48.5，用以制造各 種復(fù)雜刀具。優(yōu)點(diǎn)：（1）淬火時過熱傾向小。 （2）含釩少，磨加工性好。 （3）碳化物含量高，塑性變形抗力較大。缺點(diǎn)：（1）碳化物分布不均勻，剩余碳化物 顆粒大（最大30m），影響薄 刃刀具或小截面刀具的耐用度。 （2）強(qiáng)度和韌性，顯得不夠，此材料 30mm，抗彎強(qiáng)度33.5Ga 6080mm，抗彎強(qiáng)度22.3Ga 適宜做小截面刀具，此時強(qiáng)度， 韌性才是滿意的。 （3）熱塑性差，很難用作熱成形法制 造的刀具（如熱軋鉆頭）。2、鎢鉬鋼 W6M05Cr4V2（6-5-4-2） （為缺鎢而產(chǎn)生）優(yōu)點(diǎn)：（1）合金

13、元素少，減少了碳化物數(shù)量 及分布不均勻性，有利于提高高溫塑 性、抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性，抗彎強(qiáng)度比 W18高1015%，韌性高5060%。 （2）可加大截面刀具，可做尺寸較大，承 受沖擊力較大的刀具。缺點(diǎn)：淬火溫度范圍窄，脫碳，過熱敏感性 大，主要用于熱軋刀具（扭槽，麻花鉆） 如9W6MoSCr4V2W6MoSCr4V3比通用型高速鋼具有更好的切削性能，適合于 加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、釷合金和高強(qiáng)度鍘等難加工材料 。高性能高速鋼高碳高速鋼： 95W18Cr4V（含碳量為0.95%）、 110W6Mo5Cr4V2高釩高速鋼： W6Mo5Cr4V3、W9Cr4V5鈷高速鋼： W6Mo5Cr4V2C

14、o8、12Mo3Cr4V3Co5Si鋁高速鋼： W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V3Al 1）粉末冶金高速鋼： 2）表面滲入式高速鋼 3）表面涂覆式高速鋼 粉末冶金高速鋼的制造過程是：將高頻感應(yīng)爐熔煉出的鋼液，用高壓氣體(氬氣或氮?dú)?噴射使之霧化，再急冷而得到細(xì)小均勻的結(jié)晶組織(粉末)。上述過程亦可用高壓水水噴霧化形成粉末再將所得的粉末在高溫(約1100)、高壓(約00MPa)下壓制成刀坯，或先制成鋼坯再經(jīng)過鍛造、軋制成刀具形狀。（1）沒有碳化物偏析的缺陷。（2）可獲得細(xì)小均勻的結(jié)晶組織（3）無方向性（4）提高材料的利用率優(yōu)點(diǎn)：涂層高速鋼在高速鋼刀具的基體上，用物理氣相沉積方法(P

15、VD)，涂覆耐磨材料薄層，可以大幅度地提高高速鋼刀具的使用性能。般，涂層材料用TiN、TiC等，但多采用TiN。涂層后，刀具表面呈金黃色。涂層厚度為28m。 TiN的硬度為HV18002000，而高速鋼基體的硬度僅為HV800850。故涂層后的高速鋼刀具，表面有硬層，耐磨性好，與被加工材料之間的摩擦系數(shù)小，基體材料的韌性不降低。與未涂層的高速鋼刀具相比，涂層后高速鋼刀具的切削力可降低510，由于涂層材料有熱屏障作用，刀具基體切削部分的切削溫度也有所降低；工件已加工表面粗糙度減小；刀具使用壽命顯著提高。高速鋼的表面處理與涂層1、表面化學(xué)處理：提高刀具的切削性能 （氧氮化處理）：將刀具成品置于氨氣

16、和水蒸氣的混和體中，540560保溫12小時，形成0.003mmFe3O4氧化膜，內(nèi)層為氧、氮、碳擴(kuò)散層：厚0.03-0.05mm。HV1000以上，耐用度提高60%-70%。2、涂層：物理氣相沉積TiN涂層 550以下高真空下進(jìn)行，鈦氣化與氮反應(yīng)，生成TiN（0.002mm），HRC80以上，切削力，切削溫度下降25%，Vf提高一倍，耐用度顯著提高。重磨后，性能仍優(yōu)于普通高速鋼。2-3 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金 = 硬質(zhì)相（TiC或WC）+ + 粘結(jié)相（Co、Ni、Mo等，其中Co比較常用） 硬質(zhì)合金是用高耐熱性和高耐磨性的金屬碳化物(碳化鎢WC、碳化鈦TiC、碳化鉭TaC，碳化鈮NbC等

17、)與金屬粘結(jié)劑(鈷、鎳、鉬等)在高溫下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。硬度為8994HRA；能耐8501000的高溫；具有良好的耐磨性；允許使用的切削速度可達(dá)100300mmin； 可加工包括淬硬鋼在內(nèi)的多種材料，因此獲得廣泛應(yīng)用。 但是，硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，不能承受切削振動和沖擊負(fù)荷，刃口不鋒利，較難加工，不易做成形狀較復(fù)雜的整體刀具，因此目前還不能完全取代高速鋼。特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：硬質(zhì)合金中：碳化物含量高，則硬度高， 抗彎強(qiáng)度低。硬質(zhì)合金中：粘結(jié)劑含量高，則硬度低， 抗彎強(qiáng)度高。 適用范圍較廣：絕大多數(shù)車刀、端銑刀、深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等。 ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）將切削用硬質(zhì)

18、合金分三類：P類（YT類）：用于加工長切屑的黑色金屬。K類（YG類）：用于加工短切屑的黑色金屬， 有色金屬和非金屬材料 。M類（YW類）：用于加工長或短切屑的黑 色金屬和有色金屬硬質(zhì)合金牌號的表示方法示例如下：YG6X硬的漢語拼音第一個字母G6鎢鈷類合金及鈷含量.T15鎢鈷鈦類合金及TiC含量.W鎢鈷鈦鉭類合金。N鎢鈦鎳鉬合金附加字母分別表示X細(xì)晶粒C粗晶粒N加鈮元素A加鉭元素 現(xiàn)代加工材料中 9095%可用P和K類硬質(zhì)合金加工，510%可用M類硬質(zhì)合金加工。主要介紹 YT，YG類：YG：鎢鈷類：（WC+Co）硬質(zhì)合金 主要牌號：YG3x、YG6x、YG6、YG8 含Co為3%、6%、6%、8

19、%特點(diǎn)：抗彎強(qiáng)度與韌性比YT高，導(dǎo)熱性高， 加工性好，刃口容磨得鋒利，硬度差， Co越高韌性越好，用于粗加工，反之Co越 低，用于精加工、加工材料、鑄鐵、有色金屬和非金屬材料。YG3（ 精 加 工 ） YG6（ 半 精 加 工 ） YG8（ 粗 加 工 ）Co的 含 量 韌 性 強(qiáng) 度 HRC 耐 磨 性 Co的 含 量 韌 性 強(qiáng) 度 HRC 耐 磨 性 脆 性 YT：鎢鈦鈷類：（WC+TiC+ Co） 主要牌號 YT5、YT14、YT15、YT30，數(shù)字為TiC含量。鈷含量為：10%、8%、6%、4%。加工材料：鋼 TiC ，Co ，材料硬度 、耐磨性 、抗彎強(qiáng)度、導(dǎo)熱性 、磨削性能 ，焊

20、接性能 ，耐熱性 ，用于精加工。 反之， TiC ，Co ，用于粗加工。YT5（粗加工） YT14、YT15（半精加工） YT30（精加工） TiC含量 硬度 耐磨性 脆性 韌性 TiC含量 硬度 耐磨性 脆性 韌性 選用：（1）當(dāng)要求刀具有較高的耐熱性及耐磨 性，TiC的牌號（TiC含量）高？低 ？ （2）當(dāng)?shù)毒?在切削時受沖擊和振動易 崩刃時，TiC的牌號？ 。3、添加稀有金屬硬質(zhì)合金（M類） 鎢鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金（YA）和鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金（YW），是在鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金（YT）中加入TaC(NbC),可提高其抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性，提高合金的高溫硬度和高溫強(qiáng)度，提高抗氧化能

21、力和耐磨性。這類合金可以用于加工鑄鐵及有色金屬，也可用于加工鋼材，因此常成為通用硬質(zhì)合金，他們主要用于加工難加工材料。4、碳化鈦基硬質(zhì)合金（YN類） 這種合金有很高的耐磨性，有較高的耐熱性和抗氧化能力，化學(xué)穩(wěn)定性好，與工件材料的親合力小，抗粘結(jié)能力較強(qiáng)。主要用于鋼材、鑄鐵的精加工、半精加工和粗加工。不同硬質(zhì)合金牌號的性能和應(yīng)用范圍見下表2-3TiC62%適宜加工短切屑的脆性金屬和有色金屬材料如灰鑄鐵、耐熱合金、銅鋁合金等其牌號有K01、K10、K20、K30、K40等精加工可用K01半精加工選用K10粗加工宜用K30 適宜加工長切屑的塑性金屬材料如普通碳鋼、合金鋼等其牌號有P01、P10、P2

22、0、P30、P50等精加工可用P01半精加工選用Pl0、P20粗加工宜用P30具有較好的綜合切削性能適宜加工K切屑或短切屑的金屬材料如普通碳鋼、鑄鋼、冷硬鑄鐵、耐熱鋼、高錳鋼、有色金屬等其牌號有M10、M20、M30、M40精加工可用M10半精加工選用M20粗加工宜用M30 化學(xué)氣相沉積法，涂復(fù)一層（510m）耐磨、難熔金屬化合物。涂層材料：TiC、TiN、AL2O3涂層硬質(zhì)合金的刀具壽命至少可提高l3倍涂層高速鋼的刀具壽命可提高210倍三、涂層硬質(zhì)合金三、涂層硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金刀片（機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位-不重磨刀片）2-4 陶瓷陶瓷 陶瓷材料主要是以氧化鋁（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）等為主

23、要成分，經(jīng)壓制成型后燒結(jié)而成的刀具材料。陶瓷的硬度高，化學(xué)性能穩(wěn)定，耐氧化，所以被廣泛用于高速切削加工中。陶瓷刀具和傳統(tǒng)硬質(zhì)合金刀具相比，具有以下特點(diǎn)：1、很高的硬度與耐磨性，HRA9195， 高于硬質(zhì)合金。2、使用良好時，有很高的耐用度。3、很高的耐熱性，760 HRA87 1200 HRA80，切削速度比硬質(zhì)合金高25倍， 抗彎強(qiáng)度，韌性下降極小。4、很高的化學(xué)穩(wěn)定性，與金屬親和力小， 抗粘結(jié)，抗擴(kuò)散，抗氧化能力強(qiáng)。5、較低的摩擦系數(shù)，切屑不易粘刃，不 易產(chǎn)生積屑瘤，加工表面粗糙度較小。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)：（1）脆性大，強(qiáng)度、韌性低，為硬質(zhì)合金的 1/21/3，不能承受沖擊負(fù)荷，崩刃、破 損。（2）

24、導(dǎo)熱率低，1/21/5，不宜溫度波動，不 能用切削液。三、應(yīng)用范圍：三、應(yīng)用范圍：1、高速切削2、加工硬材料（硬鑄鐵、淬硬鋼）3、大件、高精件加工4、車削、銑削例：Si3N4氮化硅基陶瓷，硬度僅次于金剛石、立方氮化硼，作為連續(xù)切削用的刀具材料，今后將很有發(fā)展前途。（一）金剛石（一）金剛石 分為人造和天然兩種，是目前已知最硬的，硬度約為HV10000,故其耐磨性好，不足之處是抗彎強(qiáng)度和韌性差，對鐵的親和作用大，故金剛石刀具不能加工黑色金屬，在800時，金剛石中的碳與鐵族金屬發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，刀具急劇磨損。金剛石價格昂貴，刃磨困難，應(yīng)用較少。主要用作磨具及磨料，有時用于修整砂輪。2-5 超硬刀具材料天

25、然單晶金剛石晶體聚晶金剛石刀具（就刀頭一小部分材料）（二）立方氮化硼（二）立方氮化硼 它是一種人工合成的新型刀具材料。立方氮化硼在高溫下、其硬度很高，可達(dá)80009000HV,僅次于金剛石，并具有很好的熱穩(wěn)定性，可承受1000以上的切削溫度，它的最大的優(yōu)點(diǎn)是在高溫12001300時也不會與鐵族金屬起反應(yīng)。因此既能勝任淬火鋼、冷硬鑄鐵的粗車和精車，又能勝任高溫合金、熱噴涂材料、硬質(zhì)合金及其他難加工材料的高速切削。立方氮化硼刀具（就刀頭一小部分材料） 在熟悉工件與刀具材料特性的基礎(chǔ)上，使被選用的刀具材料與工件材料相互“匹配”。既做到充分發(fā)揮刀具特性，又能較經(jīng)濟(jì)的滿足加工要求。值得說明的是，加工一般

26、材料大量使用的仍是普通高速鋼與硬質(zhì)合金。只有加工難加工材料才有必要選用新牌號合金或高性能高速鋼，加工高硬度材料或精密加工時才需選用超硬材料。1、盡可能根據(jù)我國資源情況，發(fā)展或代用某些 新材料。2、改善現(xiàn)有刀具材料的切削性能。3、發(fā)展界于現(xiàn)有高速鋼與硬質(zhì)合金之間的材料。4、發(fā)展通用性廣的合金。5、發(fā)展復(fù)合刀具材料。6、發(fā)展耐熱、高硬度、高強(qiáng)度，能加工難加工 材料的其他新型刀具材料?？准庸さ毒?、銑刀和螺紋刀具這一類普通刀具，制造工藝較為簡單，精度要求較低，材料費(fèi)用占刀具成本的比重較大，常采用W6MoSCr4V2、W18Cr4V等通用型高速鋼。 拉刀、齒輪刀具些復(fù)雜刀具，由于制造精度高，制造費(fèi)用占刀

27、具成本的比重較大宜采用硬度和耐磨性均較高的高性能高速鋼。 為了提高生產(chǎn)效率，延長刀具壽命，應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金硬質(zhì)合含在面銑刀、鉆頭、鉸刀和齒輪刀具等方面已獲得廣泛應(yīng)用近年來，國內(nèi)外已廣泛選用涂層刀具。 (1)選擇合理的刀具類型 加工同一個零件，有時可用多種不同類型的刀具。要根據(jù)零件的加工要求、生產(chǎn)批量、工藝要求、設(shè)備條件等因素綜合考慮，選用合適的刀具?；驹瓌t是在保證加工質(zhì)量的前提下，優(yōu)先考慮提高生產(chǎn)效切削方式是指刀具切削刃從工件上切去加工余量的形式。切削方式的合理與否，將直接影響切削刃形狀、加工質(zhì)量、刀具壽命和 生產(chǎn)效率等。要遵循“銳字當(dāng)頭，銳 中求固”的原則應(yīng)考慮刀具的工作條件、重磨情況等

28、因素。 對于成形刀具，其切削刃的廓形會直接影響零件成形表面的形狀必須根據(jù)零件的輪廓形狀，正確地設(shè)計(jì)切削刃的廓形，同時要兼顧制造，檢測、重磨等方面的簡便性。 麻花鉆、立銑刀、絲錐、拉刀等有容屑要求的刀具，切屑能否順利排出確保刀具能否正常工作的關(guān)鍵。若切屑堵塞在槽內(nèi)，就會劃傷已加工表面或損壞刀齒。而刀具的容屑、排屑與其強(qiáng)度、剛度有著密切的關(guān)系。例如，加大麻花鉆的螺旋槽（容屑空間）就會影響和降低刀具的強(qiáng)度和剛度因此，應(yīng)恰當(dāng)處理，合理兼顧兩者的關(guān)系。刀具的刃磨表面應(yīng)根據(jù)磨損形式和刀具使用要求來選擇。如成形車刀、成形銑刀等要求刃磨后切削刃的形狀保持不變，應(yīng)選擇面為刃磨表面又如鉸刀、鉆頭等刀具，后面磨損量

29、較大，故刃磨表面常選擇后面粗加工用車刀、刨刀等因其前、后面磨損均較大，故前、后面部 應(yīng)刃磨。刃磨時要保證刀具原始的幾何參數(shù)和表面質(zhì)量。刃磨后表面不能有燒傷或裂紋，切削刃應(yīng)鋒利，不允許有缺口、崩刃、毛刺等缺陷存在。 先進(jìn)的刀具結(jié)構(gòu)能有效地減少換刀和重磨時間、提高切削效率和加工質(zhì)量。應(yīng)根據(jù)不同的條件選用合理的刀具結(jié)構(gòu)，優(yōu)先采用機(jī)夾式、可轉(zhuǎn)位式、模塊式、成組式等結(jié)構(gòu)。同時，應(yīng)根據(jù)切削負(fù)荷強(qiáng)度、剛度等要求，正確設(shè)計(jì)刀具夾持部分的結(jié)構(gòu)尺寸 還應(yīng)考慮刀具與機(jī)床、工裝的合理配置及選擇合理的切削用量和切削液等。 六 刀具發(fā)展金屬切削加工是機(jī)械制造工業(yè)中運(yùn)用最廣泛的一種加工方法，占機(jī)械制造總工作量的50以上，而

30、金屬切削刀具則是其中不可缺少的重要工具之一。無論是普通機(jī)床，還是先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床和加工中心，以至柔性制造系統(tǒng)，都必須依靠刀具才能完成各種需要的切削加工實(shí)際證明，刀具的更新可以成倍、數(shù)十倍地提高生產(chǎn)效率。例如：群鉆與麻花鉆相比，工效可提高3-5倍數(shù)控機(jī)床、加工中心等先進(jìn)設(shè)備效率的發(fā)揮，很大程度上取決于刀具的性能，刀具所產(chǎn)生的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于刀具本身的費(fèi)用數(shù)控機(jī)床和自動線的應(yīng)用又要求刀具可靠性好，精度高，以及具有自動更換、自動識別和自動檢測等功能。因此，不斷采用新技術(shù)、新工藝、新材料是機(jī)械制造工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)刀具材料(含磨料)的研制，新型刀具材料，新型刀具結(jié)構(gòu)及新的磨削加工方法的應(yīng)用，對切削加工技術(shù)，尤其

31、對金屬切削刀具的發(fā)展起著決定性的作用。不僅能大幅度地提高生產(chǎn)效率，降低成本和保證加工質(zhì)量，而且還能促進(jìn)加工工藝和加工設(shè)備的更新和發(fā)展。20世紀(jì)初，刀具材料為碳素鋼，切削速度不超過10mmin。自20世紀(jì)80 年代，金剛石、立方氮化硼刀具材料的出現(xiàn)，使最高切削速度可達(dá)1000m/min。各種新型刀具材料的出現(xiàn)和特種加工、精密加工等新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，加工精度已超過0.01m。為適應(yīng)宇航、激光、電子等新型工業(yè)發(fā)展的需要，加工精度正向納米(1nm)級進(jìn)軍(1)通用刀具和齒輪刀具進(jìn)入更新?lián)Q代的新階段 (2)可轉(zhuǎn)位立銑刀朝著多功能高性能多品種方向發(fā)展 (3)專用刀具趨向智能化 (4)刀具的新型夾頭及裝夾技術(shù)的發(fā)展 通用刀具指麻花鉆、絲錐、立銑刀等進(jìn)入優(yōu)質(zhì)高性能的新時代廣泛采用鉆高速鋼、粉末冶金高速鋼、細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料，并可涂覆TiN、TiCW、TiAlN、金剛石膜等復(fù)合涂層使這類刀具的切削性能成倍地提高，同時也擴(kuò)大了淬硬鋼、模具鋼等難加