數(shù)控機(jī)床刀具選擇

1、第二篇第二篇 模具數(shù)控操作詳解模具數(shù)控操作詳解第第3章章 數(shù)控機(jī)床的刀具選擇數(shù)控機(jī)床的刀具選擇 加工中心的常用操作加工中心的常用操作第第5章章 數(shù)控銑床的常用操作數(shù)控銑床的常用操作第第6章章 數(shù)控車床的常用操作數(shù)控車床的常用操作第第7章章 數(shù)控線切割機(jī)床的常用操作數(shù)控線切割機(jī)床的常用操作第第8章章 數(shù)控電火花機(jī)床的常用操作數(shù)控電火花機(jī)床的常用操作 隨著制造業(yè)的高速發(fā)展，模具行業(yè)、汽車工業(yè)以及航空航天工業(yè)等重點(diǎn)行業(yè)對(duì)數(shù)控切削加工不斷提出更高的要求，同時(shí)也推動(dòng)著金屬切削刀具的持續(xù)發(fā)展。模具工業(yè)的特點(diǎn)是高效、單件、小批生產(chǎn)、模具材料的硬度高、加工難度大、形狀復(fù)雜、金屬切除量大、交貨周期短，因此要求模

2、具數(shù)控加工刀具必須具備高效率、高精度、高可靠性和專用化的特點(diǎn)。本章重點(diǎn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的刀具選擇做一些介紹。第3章 數(shù)控機(jī)床的刀具選擇 3.1 數(shù)控刀具概述數(shù)控刀具概述3.1.1 數(shù)控刀具的種類數(shù)控刀具的種類 數(shù)控刀具通常是指數(shù)控機(jī)床和加工中心用刀具，在國(guó)外數(shù)控刀具通常是指數(shù)控機(jī)床和加工中心用刀具，在國(guó)外發(fā)展很快，品種很多，已形成系列。在我國(guó)，由于對(duì)數(shù)控發(fā)展很快，品種很多，已形成系列。在我國(guó)，由于對(duì)數(shù)控刀具的研究開(kāi)發(fā)起步較晚，數(shù)控刀具成了工具行業(yè)中最薄刀具的研究開(kāi)發(fā)起步較晚，數(shù)控刀具成了工具行業(yè)中最薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。數(shù)控刀具的落后已經(jīng)成為影響我國(guó)國(guó)產(chǎn)和弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。數(shù)控刀具的落后已經(jīng)成為影響我國(guó)國(guó)產(chǎn)和

3、進(jìn)口數(shù)控機(jī)床充分發(fā)揮作用的主要障礙。數(shù)控機(jī)床進(jìn)口數(shù)控機(jī)床充分發(fā)揮作用的主要障礙。數(shù)控機(jī)床(包括加包括加工中心工中心)除數(shù)控磨床和數(shù)控電加工機(jī)床之外，其他的數(shù)控機(jī)除數(shù)控磨床和數(shù)控電加工機(jī)床之外，其他的數(shù)控機(jī)床都必須采用數(shù)控刀具。床都必須采用數(shù)控刀具。 （1）按刀具切削部分的材料，可分為高速鋼、）按刀具切削部分的材料，可分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金剛石等刀硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金剛石等刀具。具。 （2）按刀具的結(jié)構(gòu)形式，可分為整體式、焊）按刀具的結(jié)構(gòu)形式，可分為整體式、焊接式、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式和涂層刀具接式、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式和涂層刀具(數(shù)控機(jī)床廣泛數(shù)控機(jī)床廣泛使用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式刀

4、具使用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式刀具)、減振式、內(nèi)冷式和一、減振式、內(nèi)冷式和一些特殊形式刀具；些特殊形式刀具； （3）從切削工藝的劃分，包括下面幾個(gè)方面。）從切削工藝的劃分，包括下面幾個(gè)方面。 車削刀具分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切車削刀具分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。數(shù)控車床一槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。數(shù)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。 數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀

5、具、外數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）?？准庸さ毒撸òㄖ行目足@頭、鏜刀、絲錐等）。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時(shí)通常采用螺釘、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時(shí)通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。常規(guī)車削刀具為螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。常規(guī)車削刀具為長(zhǎng)條形方刀體或圓柱刀桿。長(zhǎng)條形方刀體或圓柱刀桿。 方形刀體一般用方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它們與機(jī)床刀盤之間的聯(lián)接螺釘緊

6、固方式固定。它們與機(jī)床刀盤之間的聯(lián)接是通過(guò)槽形刀架和套筒接桿來(lái)聯(lián)接的。在模塊化是通過(guò)槽形刀架和套筒接桿來(lái)聯(lián)接的。在模塊化車削工具系統(tǒng)中，刀盤的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接車削工具系統(tǒng)中，刀盤的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系插入快換式系統(tǒng)統(tǒng)”。它既可以用于外圓車削又可用于內(nèi)孔鏜削，。它既可以用于外圓車削又可用于內(nèi)孔鏜削，也適用于車削中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。也適用于車削中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。 數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具

7、。3.1.1 數(shù)控刀具的種類數(shù)控刀具的種類 數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：模塊化刀具是發(fā)展方向。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；加快換刀及減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；加快換刀及安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有

8、效地消除刀具測(cè)量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。效地消除刀具測(cè)量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。事實(shí)上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三事實(shí)上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。數(shù)控刀具的分類方法很多，下面具體敘述。系統(tǒng)。數(shù)控刀具的分類方法很多，下面具體敘述。鉆削刀具鉆削刀具鉆削刀具分小孔、短孔、深孔、鉆削刀具分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。鉆削刀具可用攻螺紋、鉸孔等。鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。因此于數(shù)控鏜銑床和加工中

9、心。因此它的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接形式有多種。有它的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接（圓錐或圓紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接（圓錐或圓柱聯(lián)接）等多種。柱聯(lián)接）等多種。鏜削刀具鏜削刀具鏜削刀具分粗鏜、精鏜等刀具。鏜削刀具分粗鏜、精鏜等刀具。鏜刀從結(jié)構(gòu)上可分為整體式鏜刀鏜刀從結(jié)構(gòu)上可分為整體式鏜刀柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類。從柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類。從加工工藝要求上可分為粗鏜刀和加工工藝要求上可分為粗鏜刀和精鏜刀。精鏜刀。銑削刀具銑削刀具數(shù)控銑削刀具分面銑、立銑、三數(shù)控銑削刀具分面銑、立銑、三面刃銑等刀具，如圖面刃銑等刀具，如圖3-1所示為各所示為各種數(shù)控

10、銑削刀具。種數(shù)控銑削刀具。圖3-1數(shù)控銑削刀具面銑刀（也叫端銑刀）面銑刀（也叫端銑刀） 面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。立銑刀立銑刀 立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。結(jié)上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可

11、單獨(dú)進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整體式和機(jī)夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的構(gòu)有整體式和機(jī)夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。常用材料。模具銑刀模具銑刀 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部

12、分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。速鋼或硬質(zhì)合金制造。鍵槽銑刀。用來(lái)加工鍵槽類工序，可以軸向進(jìn)給。鍵槽銑刀。用來(lái)加工鍵槽類工序，可以軸向進(jìn)給。鼓形銑刀。鼓形銑刀的切削刃分布在半徑的圓弧面上，端鼓形銑刀。鼓形銑刀的切削刃分布在半徑的圓弧面上，端面無(wú)切削刃。加工時(shí)控制刀具上下位置，相應(yīng)改變刀面無(wú)切削刃。加工時(shí)控制刀具上下位置，相應(yīng)改變刀刃的切削部位，可以在工件上切出從負(fù)到正的不同斜刃的切削部位，可以在工件上切出從負(fù)到正的不同斜角。一般用在與安裝面傾斜的表面進(jìn)行三坐標(biāo)加工。角。一般用在與安裝面傾斜的表面進(jìn)行三坐標(biāo)加工。成形銑刀。根據(jù)加工零件的形狀特制與之相適應(yīng)的刀具，成形銑刀。根據(jù)加工零件的形狀特制與之相適

13、應(yīng)的刀具，仿形加工。仿形加工。（4）特殊型刀具）特殊型刀具 特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強(qiáng)力彈簧夾頭刀柄、可逆式特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強(qiáng)力彈簧夾頭刀柄、可逆式（自動(dòng)反向）攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復(fù)合（自動(dòng)反向）攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復(fù)合刀具和接桿類等。刀具和接桿類等。具體分類如圖具體分類如圖3-2所示。所示。圖3-2 數(shù)控刀具分類3.1.2 數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn)數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn)1。數(shù)控刀具的要求。數(shù)控刀具的要求（1）要有很高的切削效率。提高切削速度致關(guān)重要，硬質(zhì)合金刀具切）要有很高的切削效率。提高切削速度致關(guān)重要，硬質(zhì)合金刀具切削速度可達(dá)削速度可達(dá)500600m/min,陶

14、瓷刀具可達(dá)陶瓷刀具可達(dá)8001000m/min。（2）要有很高的精度和重復(fù)定位精度，一般）要有很高的精度和重復(fù)定位精度，一般35個(gè)微米或者更高。個(gè)微米或者更高。（3）要有很高的可靠性和耐用度，是選擇刀具的關(guān)鍵指標(biāo)）要有很高的可靠性和耐用度，是選擇刀具的關(guān)鍵指標(biāo),（4）實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀，縮短輔助時(shí)間提高加工效率）實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀，縮短輔助時(shí)間提高加工效率（5）具有完善的模塊式工具系統(tǒng)，儲(chǔ)存必要的刀具以適應(yīng)多品種零件）具有完善的模塊式工具系統(tǒng)，儲(chǔ)存必要的刀具以適應(yīng)多品種零件的生產(chǎn)的生產(chǎn) （6）建立完備的刀具管理系統(tǒng)，以便可靠、高效、有序的管理刀具系）建立完備的刀具管理系統(tǒng)，

15、以便可靠、高效、有序的管理刀具系統(tǒng)統(tǒng)（7）要有在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)，監(jiān)控加工過(guò)程中刀具的狀態(tài)，提）要有在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)，監(jiān)控加工過(guò)程中刀具的狀態(tài)，提高加工可靠度。高加工可靠度。2。數(shù)控加工刀具的特點(diǎn)。數(shù)控加工刀具的特點(diǎn)隨著高剛度整體鑄造床身、高速運(yùn)算數(shù)控系統(tǒng)和主軸動(dòng)平衡等新技術(shù)的采用以隨著高剛度整體鑄造床身、高速運(yùn)算數(shù)控系統(tǒng)和主軸動(dòng)平衡等新技術(shù)的采用以及刀具材料的不斷發(fā)展，現(xiàn)代切削加工朝著高速、高精度和強(qiáng)力切削方向及刀具材料的不斷發(fā)展，現(xiàn)代切削加工朝著高速、高精度和強(qiáng)力切削方向發(fā)展，因此現(xiàn)代切削刀具有悖于傳統(tǒng)的刀具，被中國(guó)工具業(yè)命名的發(fā)展，因此現(xiàn)代切削刀具有悖于傳統(tǒng)的刀具，被中國(guó)工具業(yè)

16、命名的“數(shù)控?cái)?shù)控刀具刀具”，特指與加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控鉆等先進(jìn)高效的，特指與加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控鉆等先進(jìn)高效的數(shù)控機(jī)床相配套使用的整體合金刀具、超硬刀具，可轉(zhuǎn)位刀片、工具系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床相配套使用的整體合金刀具、超硬刀具，可轉(zhuǎn)位刀片、工具系統(tǒng)、可轉(zhuǎn)位刀具等，以其高效精密和良好的綜合切削性能取代了傳統(tǒng)的刀具?？赊D(zhuǎn)位刀具等，以其高效精密和良好的綜合切削性能取代了傳統(tǒng)的刀具。為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應(yīng)具有以下特點(diǎn)：刀具相比應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（1）刀片及刀柄高度的

17、通用化、規(guī)格化、系列化。）刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化。（2）刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。）刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。（3）刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。）刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。（4）刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配。）刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配。（5）刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對(duì)機(jī)床主軸）刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對(duì)機(jī)床主軸的相對(duì)位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。的相對(duì)位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。（

18、6）刀柄的強(qiáng)度要高、剛性及耐磨性要好。）刀柄的強(qiáng)度要高、剛性及耐磨性要好。（7）刀柄或工具系統(tǒng)的裝機(jī)重量有限度。）刀柄或工具系統(tǒng)的裝機(jī)重量有限度。（8）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。（9）刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。）刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。另外，數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好另外，數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。等要求。3.1.3 數(shù)控刀具的材料數(shù)控刀具的材料 刀具的發(fā)展伴隨切削加工技術(shù)高速發(fā)展，尤刀具的發(fā)展伴隨切削加工技術(shù)高速發(fā)展，尤其是到了數(shù)控高速

19、切削等技術(shù)得到發(fā)展應(yīng)用后，其是到了數(shù)控高速切削等技術(shù)得到發(fā)展應(yīng)用后，新材料的加工對(duì)刀具的切削性能要求也越來(lái)越高，新材料的加工對(duì)刀具的切削性能要求也越來(lái)越高，為了不斷滿足切削加工的需要，刀具的材料也進(jìn)為了不斷滿足切削加工的需要，刀具的材料也進(jìn)行了一系列的革命性的創(chuàng)新。從初期的工具鋼到行了一系列的革命性的創(chuàng)新。從初期的工具鋼到現(xiàn)在生產(chǎn)中廣泛使用的硬質(zhì)合金鋼，再到能夠切現(xiàn)在生產(chǎn)中廣泛使用的硬質(zhì)合金鋼，再到能夠切削高硬度工件材料的陶瓷、超硬刀具材料等。近削高硬度工件材料的陶瓷、超硬刀具材料等。近年來(lái)廣泛使用的刀具表面涂層技術(shù)，極大提高了年來(lái)廣泛使用的刀具表面涂層技術(shù)，極大提高了刀具的表面硬度和耐磨性，

20、延長(zhǎng)了刀具的使用壽刀具的表面硬度和耐磨性，延長(zhǎng)了刀具的使用壽命。命。1。刀具材料性能比較。刀具材料性能比較（1）刀具材料硬度與韌性，如圖）刀具材料硬度與韌性，如圖3-3。圖3-3 刀具材料硬度與韌性對(duì)比圖（2）刀具材料的抗拉強(qiáng)度，如圖3-4。圖3-4 刀具材料的抗拉強(qiáng)度2。常用刀具材料。常用刀具材料圖圖3-5分類列出了刀具的常用材料。分類列出了刀具的常用材料。（1）高速鋼）高速鋼高速鋼具有較高強(qiáng)度、良好的韌性，切削加工時(shí)性能比較高速鋼具有較高強(qiáng)度、良好的韌性，切削加工時(shí)性能比較穩(wěn)定，加工工藝性好、便于制造各種形狀復(fù)雜的刀具等穩(wěn)定，加工工藝性好、便于制造各種形狀復(fù)雜的刀具等優(yōu)點(diǎn)；但是高速鋼硬度較

21、低，特別是在高溫的環(huán)境下保優(yōu)點(diǎn)；但是高速鋼硬度較低，特別是在高溫的環(huán)境下保持硬度的能力較弱，使其使用范圍得到了較大的限制。持硬度的能力較弱，使其使用范圍得到了較大的限制。（2）硬質(zhì)合金）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是一種主要由不同的碳化物和粘結(jié)相組成的粉末硬質(zhì)合金是一種主要由不同的碳化物和粘結(jié)相組成的粉末冶金產(chǎn)品，在硬質(zhì)合金工廠，硬質(zhì)合金需經(jīng)過(guò)混合、壓冶金產(chǎn)品，在硬質(zhì)合金工廠，硬質(zhì)合金需經(jīng)過(guò)混合、壓制和燒結(jié)。硬質(zhì)合金的硬度很高，這主要由其中的碳化制和燒結(jié)。硬質(zhì)合金的硬度很高，這主要由其中的碳化物和粘結(jié)相造成的。其主要碳化物有：碳化鎢（物和粘結(jié)相造成的。其主要碳化物有：碳化鎢（WC）、）、碳化鈦（碳化鈦（T

22、iC）、碳化鉭（）、碳化鉭（TaC）和碳化鈮（）和碳化鈮（NbC）等，）等，在大部分情況下，鈷作為粘結(jié)相使用。在大部分情況下，鈷作為粘結(jié)相使用。圖3-5 刀具材料列表 不同的硬質(zhì)合金材質(zhì)有不同的用途，如車削、銑削、不同的硬質(zhì)合金材質(zhì)有不同的用途，如車削、銑削、孔加工、螺紋加工、切槽等。切削刀具用硬質(zhì)合金根據(jù)孔加工、螺紋加工、切槽等。切削刀具用硬質(zhì)合金根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO分類，把所有牌號(hào)用顏色標(biāo)識(shí)分成六大類，分類，把所有牌號(hào)用顏色標(biāo)識(shí)分成六大類，分別以字母分別以字母P、M、K、N、S 、H表示。分類的主要依據(jù)表示。分類的主要依據(jù)是加工材料的化學(xué)元素含量、結(jié)構(gòu)、硬度和導(dǎo)熱性能。是加工材料的化

23、學(xué)元素含量、結(jié)構(gòu)、硬度和導(dǎo)熱性能。其中，其中，P類硬質(zhì)合金材料用于加工長(zhǎng)切屑的鋼件；類硬質(zhì)合金材料用于加工長(zhǎng)切屑的鋼件；M類用類用于加工不銹鋼材料；于加工不銹鋼材料；K類用于加工短切屑的鑄鐵類材料；類用于加工短切屑的鑄鐵類材料；N類用于加工短切屑的非鐵類材料，如有色金屬等；類用于加工短切屑的非鐵類材料，如有色金屬等；S類類用于加工難切削材料，如鎳基材料、鈦合金等；用于加工難切削材料，如鎳基材料、鈦合金等；H類用類用于加工硬度高的材料，如淬硬鋼等。于加工硬度高的材料，如淬硬鋼等。 每一類中的各個(gè)牌號(hào)分別給以一個(gè)每一類中的各個(gè)牌號(hào)分別給以一個(gè)0150之間的數(shù)字，之間的數(shù)字，表示從最高硬度到最大韌性

24、之間的一系列合金，以供各表示從最高硬度到最大韌性之間的一系列合金，以供各種被加工材料的不同切削工序及加工條件時(shí)選用。根據(jù)種被加工材料的不同切削工序及加工條件時(shí)選用。根據(jù)使用需要，在兩個(gè)相鄰的分類代號(hào)之間，可插入一個(gè)中使用需要，在兩個(gè)相鄰的分類代號(hào)之間，可插入一個(gè)中間代號(hào)，如在間代號(hào)，如在P10和和P20之間插入之間插入P15，K20和和K30之間插之間插入入K25等，但不能多于一個(gè)。等，但不能多于一個(gè)。 近年來(lái)快速發(fā)展的金屬陶瓷材料，也稱為鈦近年來(lái)快速發(fā)展的金屬陶瓷材料，也稱為鈦基硬質(zhì)合金，因此也屬于硬質(zhì)合金材料的范疇?；操|(zhì)合金，因此也屬于硬質(zhì)合金材料的范疇。它是指以它是指以TiC或或TiC

25、、TiN為主要硬質(zhì)相，以為主要硬質(zhì)相，以NiMo或或Ni-CoMo等為粘結(jié)相的硬質(zhì)合金。這類等為粘結(jié)相的硬質(zhì)合金。這類材料開(kāi)發(fā)較早，材料開(kāi)發(fā)較早，50年代已出初型，但由于脆性太年代已出初型，但由于脆性太大，長(zhǎng)期未能穩(wěn)定應(yīng)用于生產(chǎn)，直至大，長(zhǎng)期未能穩(wěn)定應(yīng)用于生產(chǎn)，直至80年代中期年代中期在組成、燒結(jié)工藝等方面取得了技術(shù)新進(jìn)展，在在組成、燒結(jié)工藝等方面取得了技術(shù)新進(jìn)展，在保留其高硬度特性基礎(chǔ)上，大幅度提高了強(qiáng)度。保留其高硬度特性基礎(chǔ)上，大幅度提高了強(qiáng)度。相對(duì)于鎢基硬質(zhì)合金，除抗沖擊韌度略低于部分相對(duì)于鎢基硬質(zhì)合金，除抗沖擊韌度略低于部分新牌號(hào)鎢基硬質(zhì)合金外，在高溫硬度、耐磨損性、新牌號(hào)鎢基硬質(zhì)合金

26、外，在高溫硬度、耐磨損性、與被加工材料的親和力等方面均有其優(yōu)勢(shì)，因而與被加工材料的親和力等方面均有其優(yōu)勢(shì)，因而成為現(xiàn)代小余量、精密車削的主要刀具材料品種成為現(xiàn)代小余量、精密車削的主要刀具材料品種之一。之一。（3）超硬材料）超硬材料立方氮化硼立方氮化硼CBN。氮化硼的化學(xué)組成和石墨非常相似，顏色為白色，晶格為氮化硼的化學(xué)組成和石墨非常相似，顏色為白色，晶格為密排六方晶格，象石墨一樣的低硬度。密排六方晶格，象石墨一樣的低硬度。立方氮化硼刀片是由立方氮化硼細(xì)小顆粒在氮化鈦等基體立方氮化硼刀片是由立方氮化硼細(xì)小顆粒在氮化鈦等基體材料上通過(guò)壓力燒結(jié)方式制造出來(lái)的。石墨經(jīng)高溫高壓材料上通過(guò)壓力燒結(jié)方式制造

27、出來(lái)的。石墨經(jīng)高溫高壓處理變成人造金剛石，用類似的手段處理氮化硼（六方）處理變成人造金剛石，用類似的手段處理氮化硼（六方）就能得到立方氮化硼。立方氮化硼是六方氮化硼的同素就能得到立方氮化硼。立方氮化硼是六方氮化硼的同素異形體，是人類已知的硬度僅次于金剛石的物質(zhì)。異形體，是人類已知的硬度僅次于金剛石的物質(zhì)。立方氮化硼的熱穩(wěn)定性大大高于金剛石。在空氣中，人造立方氮化硼的熱穩(wěn)定性大大高于金剛石。在空氣中，人造金剛石在金剛石在800時(shí)即碳化，而立方氮化硼可耐時(shí)即碳化，而立方氮化硼可耐13001500的高溫，甚至在的高溫，甚至在1500時(shí)也不發(fā)生相變。聚時(shí)也不發(fā)生相變。聚晶立方氮化硼在晶立方氮化硼在 1

28、400仍然保持其硬度，與鐵族元素的仍然保持其硬度，與鐵族元素的化學(xué)惰性比金剛石大，能以加工普通鋼和鑄鐵的切削速化學(xué)惰性比金剛石大，能以加工普通鋼和鑄鐵的切削速度切削淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等，從而大大提高度切削淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等，從而大大提高生產(chǎn)率。生產(chǎn)率。金剛石材料金剛石材料碳元素被組成兩種不同的晶格形式碳元素被組成兩種不同的晶格形式, 密排六方晶格的軟石墨和眾所周知密排六方晶格的軟石墨和眾所周知的最硬的刀具材料立方晶格的金剛石。的最硬的刀具材料立方晶格的金剛石。金剛石主要存在于沉積巖中。當(dāng)被開(kāi)采出來(lái)的時(shí)候，金剛石主要積聚金剛石主要存在于沉積巖中。當(dāng)被開(kāi)采出來(lái)的時(shí)候，金剛石主要積

29、聚在金伯利巖石之中。此外金剛石也存在于河流沉積物中。金剛石有在金伯利巖石之中。此外金剛石也存在于河流沉積物中。金剛石有天然的和人造的兩種，都是碳的同素異形體。人造金剛石是在高壓天然的和人造的兩種，都是碳的同素異形體。人造金剛石是在高壓高溫條件下，借合金觸媒的作用，由石墨轉(zhuǎn)化而成的。金剛石硬度高溫條件下，借合金觸媒的作用，由石墨轉(zhuǎn)化而成的。金剛石硬度極高，是目前已知的最硬物質(zhì)，其硬度接近于極高，是目前已知的最硬物質(zhì)，其硬度接近于10000HV，而硬質(zhì)合，而硬質(zhì)合金的硬度僅為金的硬度僅為1,0601,800 HV。金剛石刀具既能勝任硬質(zhì)合金、陶瓷、高硅鋁合金等高硬度、耐磨材金剛石刀具既能勝任硬質(zhì)合

30、金、陶瓷、高硅鋁合金等高硬度、耐磨材料的加工，又可用以切削有色金屬及其合金和不銹鋼但它不適合料的加工，又可用以切削有色金屬及其合金和不銹鋼但它不適合加工鐵族材料。這是由于鐵和碳原子的親和性產(chǎn)生的粘附作用而損加工鐵族材料。這是由于鐵和碳原子的親和性產(chǎn)生的粘附作用而損壞刀具。壞刀具。大顆粒金剛石分單晶和聚晶兩種。所謂聚晶就是由許多細(xì)小的金剛石大顆粒金剛石分單晶和聚晶兩種。所謂聚晶就是由許多細(xì)小的金剛石晶粒（直徑約在晶粒（直徑約在1100m之間）聚合而成的大顆粒的多晶金剛石之間）聚合而成的大顆粒的多晶金剛石塊，而晶粒的無(wú)定向排列，使其具有優(yōu)于天然金剛石的強(qiáng)度和韌性。塊，而晶粒的無(wú)定向排列，使其具有優(yōu)

31、于天然金剛石的強(qiáng)度和韌性。3.2 機(jī)夾式可旋轉(zhuǎn)刀片機(jī)夾式可旋轉(zhuǎn)刀片3.2.1 可轉(zhuǎn)位刀片的可轉(zhuǎn)位刀片的ISO符號(hào)標(biāo)記符號(hào)標(biāo)記如圖如圖3-6所示，可轉(zhuǎn)位刀片的所示，可轉(zhuǎn)位刀片的ISO符號(hào)標(biāo)記有符號(hào)標(biāo)記有字母和數(shù)字組成，其中各位字母和數(shù)字含字母和數(shù)字組成，其中各位字母和數(shù)字含義如下：義如下：（1）刀片形狀。刀片形狀字母對(duì)應(yīng)的具體）刀片形狀。刀片形狀字母對(duì)應(yīng)的具體刀片形狀見(jiàn)圖刀片形狀見(jiàn)圖3-7所示。所示。圖3-6可轉(zhuǎn)位刀片的ISO符號(hào)標(biāo)記圖3-7 刀片形狀（2）后角特征。后角符號(hào)標(biāo)注由字母構(gòu)成，）后角特征。后角符號(hào)標(biāo)注由字母構(gòu)成，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖其對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3-8所示。所示。（3）刀片公差。如圖）刀

32、片公差。如圖3-9所示。所示。圖3-8 后角特征圖3-9 刀片公差（4）切削及夾緊特征。如圖）切削及夾緊特征。如圖3-10所示。所示。（5）刀片刃長(zhǎng)。表示刀片主切削刃長(zhǎng)度，用兩位數(shù)代表，）刀片刃長(zhǎng)。表示刀片主切削刃長(zhǎng)度，用兩位數(shù)代表，取理論長(zhǎng)度的整數(shù)部分。如舍取小數(shù)部分后只剩下一位取理論長(zhǎng)度的整數(shù)部分。如舍取小數(shù)部分后只剩下一位數(shù)字，則必須在數(shù)字前加一個(gè)數(shù)字，則必須在數(shù)字前加一個(gè)“0”。（6）刀片厚度。表示刀片主切削刃到刀片定位面的距離，）刀片厚度。表示刀片主切削刃到刀片定位面的距離，用兩位數(shù)代表，取理論長(zhǎng)度的整數(shù)部分。如舍取小數(shù)部用兩位數(shù)代表，取理論長(zhǎng)度的整數(shù)部分。如舍取小數(shù)部分后只剩下一位

33、數(shù)字，則必須在數(shù)字前加一個(gè)分后只剩下一位數(shù)字，則必須在數(shù)字前加一個(gè)“0”；當(dāng)；當(dāng)?shù)镀穸鹊恼麛?shù)相同而小數(shù)部分值不同，則將小數(shù)部分刀片厚度的整數(shù)相同而小數(shù)部分值不同，則將小數(shù)部分大的刀片的代號(hào)用大的刀片的代號(hào)用“T”代替代替“0”，以示區(qū)別。，以示區(qū)別。（7）刀尖圓角半徑或刀尖轉(zhuǎn)角形狀。如）刀尖圓角半徑或刀尖轉(zhuǎn)角形狀。如02表示刀尖圓弧半表示刀尖圓弧半徑為徑為0.2mm。（8）刃口形狀。刃口形狀與切削力、切削功率以及刀口鋒）刃口形狀。刃口形狀與切削力、切削功率以及刀口鋒利程度和刃口強(qiáng)度的關(guān)系，如圖利程度和刃口強(qiáng)度的關(guān)系，如圖3-11所示。所示。（9）切削方向。如圖）切削方向。如圖3-12所示。所

34、示。（10）倒棱寬度。如圖）倒棱寬度。如圖3-13所示。所示。（11）倒棱角度。所圖）倒棱角度。所圖3-14如示。如示。圖3-10 切削及夾緊特征圖3-11 刃口形狀與切削力關(guān)系 圖3-12 切削方向圖3-13 倒棱寬度 圖3-14倒棱角度3.2.2 刀片夾緊系統(tǒng)刀片夾緊系統(tǒng) 刀片的夾緊系統(tǒng)對(duì)刀片在刀柄上安裝的刀片的夾緊系統(tǒng)對(duì)刀片在刀柄上安裝的可靠度、排屑以及刀片更換操作是否便捷可靠度、排屑以及刀片更換操作是否便捷關(guān)系重大。下面分別對(duì)車刀和銑刀的幾種關(guān)系重大。下面分別對(duì)車刀和銑刀的幾種常用夾緊方式進(jìn)行介紹。常用夾緊方式進(jìn)行介紹。1。車刀刀片夾緊方式。車刀刀片夾緊方式（1）杠桿式夾緊系統(tǒng)）杠桿式

35、夾緊系統(tǒng)杠桿式夾緊系統(tǒng)是最常用的刀片夾緊方式。如圖杠桿式夾緊系統(tǒng)是最常用的刀片夾緊方式。如圖3-15所示，其特點(diǎn)為：所示，其特點(diǎn)為：夾緊較為牢固可靠；夾緊較為牢固可靠；有兩個(gè)定位面有兩個(gè)定位面, 定位精度高；定位精度高；調(diào)節(jié)距離較偏心銷大；調(diào)節(jié)距離較偏心銷大；定位精度高定位精度高,切屑流暢切屑流暢,操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便,可與其它系列刀具可與其它系列刀具產(chǎn)品通用；產(chǎn)品通用；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝差和加工成本高，故適合專業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝差和加工成本高，故適合專業(yè)廠集中生產(chǎn)。廠集中生產(chǎn)。圖3-15杠桿式夾緊系統(tǒng) 圖3-16鍥銷壓緊式（2）鍥銷壓緊式）鍥銷壓緊式鍥銷壓緊式夾緊系統(tǒng)如圖鍥銷壓緊式夾緊系統(tǒng)如圖

36、3-16所示，它常用于仿形加工，所示，它常用于仿形加工，具有以下特點(diǎn)：具有以下特點(diǎn)：調(diào)節(jié)距離大，能可靠地夾緊燒結(jié)刀片；調(diào)節(jié)距離大，能可靠地夾緊燒結(jié)刀片；鎖緊穩(wěn)定，能抑制振動(dòng)和承受大的切削力。鎖緊穩(wěn)定，能抑制振動(dòng)和承受大的切削力。（3）螺釘式鎖緊式）螺釘式鎖緊式螺釘式鎖緊式夾緊系統(tǒng)如圖螺釘式鎖緊式夾緊系統(tǒng)如圖3-17所示，它適用于小孔徑內(nèi)所示，它適用于小孔徑內(nèi)孔以及長(zhǎng)懸伸加工，具有以下優(yōu)點(diǎn)：孔以及長(zhǎng)懸伸加工，具有以下優(yōu)點(diǎn)：甚至小型刀片也可用此方法夾緊；甚至小型刀片也可用此方法夾緊；出屑流暢。出屑流暢。但使用時(shí)也會(huì)有以下缺點(diǎn)：但使用時(shí)也會(huì)有以下缺點(diǎn)：螺絲出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象時(shí)難以保證可轉(zhuǎn)位刀片的可靠定位；

37、螺絲出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象時(shí)難以保證可轉(zhuǎn)位刀片的可靠定位；操作要小心，因?yàn)樵谏匣蛉〉镀瑫r(shí)螺絲容易滑落；操作要小心，因?yàn)樵谏匣蛉〉镀瑫r(shí)螺絲容易滑落；螺絲頂部可能會(huì)被出屑損壞，尤其在內(nèi)部加工時(shí)容易出現(xiàn)螺絲頂部可能會(huì)被出屑損壞，尤其在內(nèi)部加工時(shí)容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。這種現(xiàn)象。圖3-17螺釘式鎖緊式（4）彈性刀槽壓緊式彈性刀槽自鎖式）彈性刀槽壓緊式彈性刀槽自鎖式彈性刀槽壓緊式如圖彈性刀槽壓緊式如圖3-18所示，彈性刀槽自所示，彈性刀槽自鎖式如圖鎖式如圖3-19所示。這兩種刀片都具有以所示。這兩種刀片都具有以下特征：下特征：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；夾緊力可靠；夾緊力可靠；彈性刀槽壓緊式可使用雙頭刀片；彈性刀槽彈性刀槽壓緊

38、式可使用雙頭刀片；彈性刀槽自鎖式可使用單頭刀片；自鎖式可使用單頭刀片；彈性刀槽自鎖式無(wú)需人工夾緊彈性刀槽自鎖式無(wú)需人工夾緊圖3-18彈性刀槽壓緊式圖3-19彈性刀槽自鎖式 2。銑刀夾緊系統(tǒng)。銑刀夾緊系統(tǒng)（1）鍥形鎖緊）鍥形鎖緊使用鎖緊鍥將可轉(zhuǎn)位刀片夾緊，如圖使用鎖緊鍥將可轉(zhuǎn)位刀片夾緊，如圖3-20所示。其所示。其優(yōu)點(diǎn)是刀齒可密布。但使用時(shí)也在以下不便之處：優(yōu)點(diǎn)是刀齒可密布。但使用時(shí)也在以下不便之處：用鎖緊螺釘將可轉(zhuǎn)位刀片僅以力傳遞方式夾緊（圓用鎖緊螺釘將可轉(zhuǎn)位刀片僅以力傳遞方式夾緊（圓周方向端面跳動(dòng)問(wèn)題）。周方向端面跳動(dòng)問(wèn)題）。由于需要夾緊元件，刀片的一部分被覆蓋，因而容由于需要夾緊元件，刀片

39、的一部分被覆蓋，因而容屑槽小，排屑不暢。屑槽小，排屑不暢。導(dǎo)熱性差。導(dǎo)熱性差。因可轉(zhuǎn)位刀片定位低，承受交變彎曲應(yīng)力，使可轉(zhuǎn)因可轉(zhuǎn)位刀片定位低，承受交變彎曲應(yīng)力，使可轉(zhuǎn)位刀片耐用度降低。位刀片耐用度降低。在夾緊時(shí)，鍥形鎖緊夾緊方式所使用的可轉(zhuǎn)位刀片在夾緊時(shí)，鍥形鎖緊夾緊方式所使用的可轉(zhuǎn)位刀片可帶孔或不帶孔夾緊?？蓭Э谆虿粠Э讑A緊。圖3-20鍥形鎖緊 圖3-21螺釘鎖緊 （2）螺釘鎖緊）螺釘鎖緊用鎖緊螺釘?shù)镀粤鬟f和形狀傳遞的方式夾緊用鎖緊螺釘?shù)镀粤鬟f和形狀傳遞的方式夾緊（三點(diǎn)接觸）。如圖（三點(diǎn)接觸）。如圖3-21所示，其優(yōu)點(diǎn)有：所示，其優(yōu)點(diǎn)有：可轉(zhuǎn)位刀片鎖緊可靠。可轉(zhuǎn)位刀片鎖緊可靠。大容量

40、屑槽能使切屑自由流出。大容量屑槽能使切屑自由流出?？赊D(zhuǎn)位刀片承受的熱載荷較小，從而提高了刀片的可轉(zhuǎn)位刀片承受的熱載荷較小，從而提高了刀片的耐用度。耐用度。 即使是最小的可轉(zhuǎn)位刀片也能可靠地鎖緊。即使是最小的可轉(zhuǎn)位刀片也能可靠地鎖緊。其缺點(diǎn)是刀齒分布不能過(guò)密，只能使用廠家提供的其缺點(diǎn)是刀齒分布不能過(guò)密，只能使用廠家提供的鎖緊螺釘。鎖緊螺釘。3.2.3可轉(zhuǎn)位刀片的鍍層技術(shù)可轉(zhuǎn)位刀片的鍍層技術(shù) 鍍層硬質(zhì)合金材料對(duì)于發(fā)展切削材料的鍍層硬質(zhì)合金材料對(duì)于發(fā)展切削材料的耐磨性和提高材料硬度方面具有里程碑的耐磨性和提高材料硬度方面具有里程碑的意義。自從開(kāi)發(fā)第一種鍍層材料以來(lái)，現(xiàn)意義。自從開(kāi)發(fā)第一種鍍層材料以來(lái)

41、，現(xiàn)在所用的硬質(zhì)合金的性能和可靠性比以往在所用的硬質(zhì)合金的性能和可靠性比以往有了相當(dāng)?shù)奶岣摺ｅ儗佑操|(zhì)合金的使用壽有了相當(dāng)?shù)奶岣?。鍍層硬質(zhì)合金的使用壽命比未鍍層的硬質(zhì)合金高出許多倍，現(xiàn)在命比未鍍層的硬質(zhì)合金高出許多倍，現(xiàn)在所使用的車刀片將近所使用的車刀片將近90%的是鍍層的。的是鍍層的。1。常用鍍層材料。常用鍍層材料（1）碳化鈦高硬度耐磨化合物，有著良好的抗摩擦磨損性能。）碳化鈦高硬度耐磨化合物，有著良好的抗摩擦磨損性能。（2）氮化鈦的硬度稍低，但卻有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，并可大大減少刀）氮化鈦的硬度稍低，但卻有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，并可大大減少刀具與被加工工件之間的摩擦系數(shù)。具與被加工工件之間的摩擦系

42、數(shù)。（3）碳氮化鈦）碳氮化鈦(TiCN)是在單一的是在單一的TiC晶格中，氮原子（晶格中，氮原子（N）占據(jù)原來(lái)碳）占據(jù)原來(lái)碳原子（原子（C）在點(diǎn)陣中的位置而形成的復(fù)合化合物，）在點(diǎn)陣中的位置而形成的復(fù)合化合物，TiCxNy中碳氮原中碳氮原子的比例有兩種比較理想的模式，即子的比例有兩種比較理想的模式，即TiC0.5N0.5和和TiC0.3N0.7。由。由于于TiCN具有具有 TiC和和TiN的綜合性能，其硬度（特別是高溫硬度）高的綜合性能，其硬度（特別是高溫硬度）高于于 TiC和和TiN，因此是一種較理想的刀具鍍層材料。，因此是一種較理想的刀具鍍層材料。 （4）氧化鋁）氧化鋁(Al2O3)在抗氧

43、化磨損和抗擴(kuò)散磨損性能上，沒(méi)有任何材料在抗氧化磨損和抗擴(kuò)散磨損性能上，沒(méi)有任何材料能與氧化鋁相比。但由于氧化鋁與基體材料的物理、化學(xué)性能相差能與氧化鋁相比。但由于氧化鋁與基體材料的物理、化學(xué)性能相差太大，單一的氧化鋁鍍層無(wú)法制成理想的鍍層刀具。太大，單一的氧化鋁鍍層無(wú)法制成理想的鍍層刀具。（5）鋁氮化鈦（）鋁氮化鈦（TiAlN）在切削過(guò)程中鋁氧化而形成）在切削過(guò)程中鋁氧化而形成Al2O3，從而起到，從而起到抗氧化和抗擴(kuò)散磨損作用，但其抗氧化性能比單一的抗氧化和抗擴(kuò)散磨損作用，但其抗氧化性能比單一的Al2O3鍍層稍鍍層稍差，因?yàn)椴?，因?yàn)門iAlN中形成的中形成的Al2O3在切削過(guò)程中邊生成邊磨掉

44、。但在高在切削過(guò)程中邊生成邊磨掉。但在高速切削時(shí)，其效果優(yōu)于不含鋁的速切削時(shí)，其效果優(yōu)于不含鋁的TiCN鍍層。鍍層。2。鍍層類型。鍍層類型（1）化學(xué)氣相沉積（）化學(xué)氣相沉積（CVD方法）方法）化學(xué)氣相沉積可以定義為一種材料合成方法。這種方法使化學(xué)氣相沉積可以定義為一種材料合成方法。這種方法使氣相的幾種組成成分反應(yīng)并在一些表面上形成一固體膜。氣相的幾種組成成分反應(yīng)并在一些表面上形成一固體膜。CVD系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)可劃分為還原、氧化、水解、熱系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)可劃分為還原、氧化、水解、熱解等，是在低壓解等，是在低壓CVD反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)的。沉積反應(yīng)幾乎永反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)的。沉積反應(yīng)幾乎永遠(yuǎn)是一種不均勻的多相

45、反應(yīng)。遠(yuǎn)是一種不均勻的多相反應(yīng)。（2）物理氣相沉積（）物理氣相沉積（PVD方法）方法）物理氣相沉積是一種固態(tài)的金屬反應(yīng)成分的過(guò)程，例如鈦。物理氣相沉積是一種固態(tài)的金屬反應(yīng)成分的過(guò)程，例如鈦。物理氣相沉積一般有真空中蒸發(fā)沉積、濺射、離子鍍?nèi)锢須庀喑练e一般有真空中蒸發(fā)沉積、濺射、離子鍍?nèi)N將固態(tài)鍍層材料氣化的方法。由于種將固態(tài)鍍層材料氣化的方法。由于PVD工藝溫度低，工藝溫度低，不會(huì)降低硬質(zhì)合金刀片自身的強(qiáng)度，刀片刃部可磨得十不會(huì)降低硬質(zhì)合金刀片自身的強(qiáng)度，刀片刃部可磨得十分鋒利，從而可降低機(jī)床的功率消耗。分鋒利，從而可降低機(jī)床的功率消耗。 （3）CVD與與PVC的比較的比較CVD與與PVC的由

46、于鍍層時(shí)所采用的溫度、時(shí)間不盡相同，的由于鍍層時(shí)所采用的溫度、時(shí)間不盡相同，因此鍍層效果也有所區(qū)別。如下表因此鍍層效果也有所區(qū)別。如下表3-1所示。所示。CVD鍍層PVD鍍層可進(jìn)行a-Al2O3鍍層臨界載荷一般為30-40N臨界載荷可大于90N鍍層厚度必須控制在3-5m，否則鍍層易產(chǎn)生剝落現(xiàn)象鍍層的厚度可達(dá)7-10m工業(yè)化鍍層成本工業(yè)化鍍層成本高表3-1CVD與PVC鍍層 3。鍍層硬質(zhì)合金材料的優(yōu)缺點(diǎn)。鍍層硬質(zhì)合金材料的優(yōu)缺點(diǎn) 應(yīng)用鍍層技術(shù)的硬質(zhì)合金材料，其性能應(yīng)用鍍層技術(shù)的硬質(zhì)合金材料，其性能與未采用鍍層技術(shù)的硬質(zhì)合金材料比較如與未采用鍍層技術(shù)的硬質(zhì)合金材料比較如表表3-2所示。所示。表3-

47、2采用鍍層技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)是否鍍層優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鍍層能達(dá)到較高的切削值，耐用性較好因?yàn)榈度袔в绣儗?，刀片不可能具有很鋒利的刀刃磨損易識(shí)別因帶鍍層，刀片變得耐磨刀片雖然價(jià)格較高，但經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)未鍍層可提供切削刃十分鋒利的刀片（因?yàn)榍邢魅胁粠у儗樱┣邢髦抵豢赡芙档?，耐用度小磨損不易被發(fā)現(xiàn) 在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效

48、率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。 在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上，按程序規(guī)定隨時(shí)

49、進(jìn)行在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中心采用心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)工具系統(tǒng)，

50、其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。種不同用途的刀柄。 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測(cè)在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：循以下原則：盡量減少刀具數(shù)量；盡量減少刀具數(shù)量；一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；部位；粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)

51、格的刀具；格的刀具；先銑后鉆；先銑后鉆；先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。3.3 數(shù)控刀具的選擇數(shù)控刀具的選擇3.3.1數(shù)控刀具的選擇數(shù)控刀具的選擇刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。用戶應(yīng)根據(jù)機(jī)床刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。用戶應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選

52、擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼

53、立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形刀、錐形銑刀和盤形銑刀。銑刀和盤形銑刀。 3.3.2數(shù)控車刀選刀典型實(shí)例數(shù)控車刀選刀典型實(shí)例 下面介紹具體的刀具選擇實(shí)例。選刀對(duì)下面介紹具體的刀具選擇實(shí)例。選刀對(duì)象為如圖象為如圖3-22所示零件，材料為所示零件，材料為45號(hào)鋼，號(hào)鋼，毛坯為直徑毛坯為直徑145mm的棒料，分粗精加工兩的棒料，分粗精加工兩道工序完成加工。選擇數(shù)控車刀及相應(yīng)刀道工序完成加工。選擇數(shù)控車刀及相應(yīng)刀片，刀具為瓦爾特刀具。片，刀具為瓦爾特刀具。圖3-22選刀實(shí)例1。刀桿選擇。刀桿選擇 根據(jù)零件輪廓選擇如圖根據(jù)零件輪廓選擇如圖3-23所示刀桿類型。所示刀桿類型。再根據(jù)切削深度，機(jī)床刀夾尺寸，從產(chǎn)品目再根據(jù)切削深度，機(jī)床刀夾尺寸，從產(chǎn)品目錄樣本中選擇刀桿型號(hào)錄樣本中選擇刀桿型號(hào)PDJN R/L 2525 M11刀桿，如表刀桿，如表3-3所示。所示。圖3-23刀