超硬刀具主要包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具

中国超硬材料
中国超硬材料是指在常温下具有极高硬度和耐磨性的材料，主要包括金刚石和立方氮化硼两大类。

金刚石是自然界中最坚硬的材料，而立方氮化硼则是人工合成的超硬材料，二者在工业领域有着广泛的应用。

首先，金刚石是一种由碳元素构成的同素异形体，在自然界中极为罕见，因其在地壳深部高温高压条件下形成，通常需要通过矿石开采或人工合成来获取。

金刚石具有极高的硬度和热导率，因此被广泛应用于切削、磨削、钻孔等工业领域。

例如，金刚石刀具可以用来加工硬质材料，金刚石磨具可以用来磨削玻璃、陶瓷等材料。

其次，立方氮化硼是一种人工合成的超硬材料，具有比金刚石更高的硬度和耐磨性。

立方氮化硼是由氮元素和硼元素构成的化合物，其晶体结构类似于金刚石，因此也被称为“白色金刚石”。

立方氮化硼具有优异的化学稳定性和热稳定性，因此被广泛应用于刀具、轴承、喷嘴等领域。

例如，立方氮化硼刀具可以用来加工高硬度材料，立方氮化硼轴承可以用在高速高温环境下。

在中国，超硬材料产业得到了快速发展，已经形成了完整的产业链条。

中国超硬材料的生产商和研发机构不断进行技术创新和产品升级，推动了超硬材料在工业领域的广泛应用。

中国超硬材料产品不仅满足国内市场需求，还出口到世界各地，赢得了国际市场的认可。

总的来说，中国超硬材料在世界范围内处于领先地位，不仅在技术水平上具有竞争优势，而且在市场占有率上也具备强大的竞争力。

随着科技的不断进步和产业的不断发展，相信中国超硬材料产业将迎来更加美好的未来。

非标刀具的分类和应用
非标刀具是指不符合一般标准规格的刀具。

根据不同的划分标准，非标刀具可以按照材质、刀刃形状、刀具用途等分类。

以下是一些常见的非标刀具分类和应用：
1. 材质分类：
- 钢制非标刀具：如高速钢刀具、合金钢刀具等。

- 陶瓷非标刀具：如氧化锆刀具、碳化硅刀具等。

- 超硬非标刀具：如金刚石刀具、立方氮化硼刀具等。

- 复合材料非标刀具：如陶瓷涂层刀具、金属陶瓷刀具等。

2. 刀刃形状分类：
- 平刃非标刀具：如直刀、割刀等。

- 弯刃非标刀具：如弯刀、圆刀等。

- 锯齿非标刀具：如锯条、锯片等。

- 特殊形状非标刀具：如刺刀、花刀等。

3. 用途分类：
- 加工刀具：如铣刀、车刀、钻头等。

- 切割刀具：如切割刀、切片刀等。

- 打孔刀具：如钻孔刀、穿孔刀等。

- 雕刻刀具：如凿子、雕刻刀等。

非标刀具的应用范围广泛，主要用于工业加工、医疗器械、纺织品加工、家具制造、食品加工等领域。

例如，非标铣刀可用于金属加工中的铣削操作；非标切割刀具可用于纸张、布料、塑料等材料的切割；非标雕刻刀具可用于木材、玉石等物品的
雕刻。

通过选择不同的非标刀具，可以满足不同行业、不同领域的加工需求。

刀具磨削知识点总结大全刀具磨削是指利用磨削工具对刀具进行表面加工的一种工艺，目的是完善刀具的表面质量和精度，使刀具能够更好地满足加工要求。

刀具磨削是一项重要的加工工艺，对刀具的磨削质量要求非常高，因此需要掌握一定的磨削知识和技巧。

本文将从刀具材料、磨削工艺、磨削设备和磨削技术等方面进行总结。

一、刀具材料1. 高速钢高速钢是一种具有高硬度、高强度和高耐磨性的优质刀具材料。

它在切削加工中能够保持良好的刀具刚度和耐磨性能，因此被广泛应用于各种加工领域。

2. 硬质合金硬质合金是一种由钨钴碳等金属粉末经过真空烧结制成的材料，具有硬度高、耐磨性好等特点，常用于加工硬质材料的刀具制造，如铣刀、钻头等。

3. 陶瓷刀具陶瓷刀具是一种新型刀具材料，具有硬度高、耐磨性好、耐高温等特点，广泛应用于高速切削、精密加工等领域。

4. 超硬刀具超硬刀具是一种由金刚石、立方氮化硼等超硬材料制成的刀具，具有超高硬度、耐磨性能强的特点，适用于加工硬质材料。

二、磨削工艺1. 粗磨粗磨是指对刀具进行初步磨削，以将刀具的表面粗糙度降低到一定要求。

2. 精磨精磨是指对刀具进行精细磨削，以获得更好的表面质量和更高的精度要求。

3. 抛光抛光是指采用研磨膏等抛光材料对刀具进行磨削处理，以提高刀具的表面光洁度和亮度。

4. 硬化硬化是指对刀具表面进行热处理或表面改性，以增强刀具的硬度和耐磨性。

5. 镀层镀层是指在刀具表面涂覆一层金属或非金属材料，以提高刀具的表面硬度和耐磨性。

三、磨削设备1. 刀具磨床刀具磨床是专门用于刀具磨削加工的机床，具有磨削精度高、工作效率高等特点，能够满足各种刀具的磨削要求。

2. 精密磨削机精密磨削机是一种高精度、高速度的磨削设备，适用于对高精度刀具的磨削加工。

3. CNC磨削机CNC磨削机是一种采用数控技术的磨削设备，具有自动化程度高、加工精度高等特点，能够满足各种复杂刀具的磨削要求。

四、磨削技术1. 磨削参数磨削参数是指影响磨削加工质量和效率的各种工艺参数，如磨削速度、进给量、切削深度等。

刀具材料对金属切削性能的影响切削加工是一种常用的金属加工方法，针对不同的金属材料，我们需要选择合适的刀具材料以达到最佳的切削效果。

刀具材料的选择将直接影响到加工过程中的切削性能，如切削力、切削温度、切削速度、切削表面质量等。

本文将重点探讨刀具材料对金属切削性能的影响。

1. 高速钢刀具高速钢刀具是应用最为广泛的刀具材料之一，它具有良好的耐磨性和热稳定性。

高速钢刀具适用于中等强度金属的切削加工，如碳钢、合金钢等。

它的主要优点是价格较低、易加工、寿命较长。

然而，高速钢刀具在高温环境下容易产生热软化现象，导致切削刃失去硬度，限制了其应用范围。

2. 硬质合金刀具硬质合金刀具由钨钴合金和碳化物组成，具有优异的硬度和耐磨性。

它适用于高硬度金属的切削加工，如铸铁、不锈钢等。

硬质合金刀具的耐磨性远远超过高速钢刀具，因此寿命较长。

然而，硬质合金刀具的价格相对较高，易受冲击和振动环境的影响。

3. 陶瓷刀具陶瓷刀具主要由氧化铝和氮化硅等耐磨材料制成，具有极高的硬度和耐磨性。

它适用于高速切削和高硬度金属的加工，如钢铁、钛合金等。

陶瓷刀具的主要优点是高温稳定性好，能承受高温切削环境下的高速、高温切削，且切削力较小。

然而，陶瓷刀具容易受到冲击和振动的破损，价格较高，不适用于粗糙加工和较大切削深度。

4. 超硬刀具超硬刀具主要包括单晶金刚石和立方氮化硼刀具。

它们具有极高的硬度和耐磨性，适用于加工高硬度和高硬度脆性材料，如玻璃、陶瓷、石墨等。

超硬刀具的优点是切削力小、切削表面质量高，可实现更高的加工精度。

然而，超硬刀具的价格非常昂贵，制造和修复困难，对加工条件的要求也很高。

总结起来，刀具材料对金属切削性能的影响主要体现在刀具的耐磨性、硬度和热稳定性等方面。

不同的切削任务需要选择适合的刀具材料来实现最佳的切削效果。

在实际应用中，我们需要根据不同的金属材料特性、切削环境和加工要求等因素综合考虑，选择合适的刀具材料。

数控车削用刀具的常用分类数控车削是现代制造业中的一种重要加工技术，它的核心就是刀具。

数控车削用刀具是指用于数控车床上进行加工的工具。

根据加工材料的不同，数控车削用刀具可以分为硬质合金刀具、超硬刀具、高速钢刀具、陶瓷刀具等多种类型。

下面，本文将详细介绍数控车削用刀具的常用分类。

1.硬质合金刀具硬质合金刀具是数控车削中使用最为广泛的一种刀具。

它的主要成分是钨、钴、钛等金属元素，具有高硬度、高强度、高耐磨性等优点。

硬质合金刀具的切削速度相对较慢，但具有很好的耐磨性和耐高温性，适用于加工铸铁、钢、不锈钢等材料。

2.超硬刀具超硬刀具是指以金刚石、立方氮化硼等超硬材料为主要刀具材料的刀具。

它具有极高的硬度和耐磨性，可以高速切削各种难加工材料，如铝合金、钛合金、热塑性塑料等。

超硬刀具的切削速度快、切削效率高，但价格昂贵，需要进行精细的加工和保养。

3.高速钢刀具高速钢刀具是一种以高速钢为主要材料的刀具，具有一定的硬度和耐磨性。

它的切削速度相对较快，适用于加工较软的材料，如铝、铜、铁等。

高速钢刀具价格相对便宜，但需要定期进行磨刃和更换。

4.陶瓷刀具陶瓷刀具是指以氧化锆、碳化硅等陶瓷材料为主要材料的刀具。

它具有极高的硬度和耐磨性，可以用于高速切削各种难加工材料，如镁合金、钛合金等。

陶瓷刀具的切削速度快、寿命长，但价格昂贵，需要进行精细的加工和保养。

5.刀柄刀柄是刀具的支撑部分，也是数控车削中的重要组成部分。

根据使用方式的不同，刀柄可以分为直柄、切削柄、内螺纹柄、外螺纹柄等多种类型。

直柄适用于较小的切削力，切削柄适用于较大的切削力，内螺纹柄适用于内孔加工，外螺纹柄适用于外圆加工。

数控车削用刀具的分类有很多种，每种刀具都有其特点和适用范围。

在实际应用中，需要根据加工材料和工件形状等因素选择合适的刀具。

同时，需要注意刀具的保养和更换，以提高加工效率和质量。

五种超硬刀具材料的性能特点分析（下）超硬刀具材料指可用作刀具切削加工的超硬材料。

目前重要可分为两大类:一类是金刚石切削刀具材料；另一类是立方氮化硼切削刀具材料。

目前已经在应用或正在试验中的超硬刀具材料的重要品种有以下五种。

（1）天然和人工合成大单晶金刚石（2）聚晶金刚石（PCD）和聚晶金刚石复合刀片（PDC）（3）CVD金刚石（4）聚晶立方氮化硼（PCBN）（5）CVD立方氮化硼涂层今日接着讲后面三种。

3、CVD金刚石人工合成大单晶金刚石，PCD、PDC均是在高温高压下合成的，而CVD金刚石是在低压下制备的。

含碳气体和氢气的混合物在高不冷不热低于大气压的压力下被激发分解，形成活性金刚石碳原子在基体上沉积交互生长成聚晶金刚石（也可以掌控沉积生长条件沉积生长金刚石单晶或准单晶）。

CVD金刚石由于是不含任何金属催化剂的纯金刚石，因此它的热稳定性接近天然金刚石。

同高温高压人工合成聚晶金刚石一样，CVD聚晶金刚石晶粒也呈无序排列，无脆性解理面而呈各向同性。

实际上CVD金刚石包括三类：第一种是在适当基体上沉积的CVD 金刚石涂层（包括类金刚石DLC涂层）；第二种是沉积厚度达1mm的无支撑的CVD金刚石厚膜；第三种是在金刚石晶种上外延生长的CVD金刚石单晶膜或准单晶膜。

由于CVD金刚石涂层刀具采纳刀片基体直接置放在CVD沉积腔体中沉积生长而成，它与PCD、PDC刀具相比，具有刀具形状可多而杂、成本低、一片多刀刃等优点。

尽管如此，由于CVD金刚石涂层刀片存在金刚石涂层与基体之间结合强度低以及对有CVD金刚石涂层的刃口进行研磨处理时简单分层剥落的缺陷。

因此，目前在CVD金刚石涂层制备领域的大工作都在致力于对它的讨论。

尽管国外已有CVD金刚石涂层刀具产品推向市场，但到目前为止CVD金刚石涂层的应用市场还不是很大。

恰恰相反，CVD金刚石厚膜可以通过特别的但简便易行的技术钎焊到所要求的基体上。

然而这种钎焊强度远低于PDC材料中金刚石层与硬质合金层之间的结合强度。

常用的超硬刀具材料有哪些金刚石金刚石是目前世界上已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等性能，在有色金属和非金属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，如轿车发动机缸体、缸盖、变速箱和各种活塞等的加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具。

超硬刀具材料_近年来，由于数控机床的普及和数控加工技术的高速发展，可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具的应用日渐普及。

金刚石刀具现在和将来都是数控加工中不可缺少的重要刀具。

立方氮化硼(CBN)立方氮化硼是氮化硼的同素异构体，其结构与金刚石相似，硬度高达8000～9000HV，耐热度达1400℃，耐磨性好。

近年来开发的多晶立方氮化硼(PCBN)是在高温高压下将微细的CBN颗粒通过结合相烧结在一起的多晶材料，既能胜任淬硬钢(45~65HRC)、轴承钢(60~64HRC)、高速钢(63~66HRC)、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其他难加工材料的高速切削加工。

陶瓷刀具陶瓷刀具是最有发展潜力的刀具之一，目前已引起世界工具界的重视。

在工业发达的德国，约70%加工铸件的工序是由陶瓷刀具来完成的，而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具总量的8%~10%。

超硬刀具材料_由于数控机床、高效无污染切削、被加工材料硬等因素，迫使刀具材料必须更新换代，陶瓷刀具正是顺乎潮流，不断改革创新，在Al2O3陶瓷基体中添加20%~30%的SiC晶液制成晶须增韧陶瓷材料，SiC晶须的作用犹如钢筋混凝土中的钢筋，它能成为阻挡或改变裂纹扩展方向的障碍物，使刀具的韧性大幅度提高，是一种很有发展前途的刀具材料。

为了提高纯氧化铝陶瓷的韧性，加入含量小于10%的金属，构成所谓金属陶瓷，这类刀具材料具有强大的生命力，正以强劲势头向前发展，也许将来会自成一系，成为刀具材料家族新成员。

超硬刀具材料_陶瓷刀具的主要原料是Al2O3、SiO2、碳化物等，它们是地壳中最富足的资源，发展此类刀具不存在原料来源问题。

超硬刀具材料的种类-超硬刀具材料特性【常用】超硬刀具是现代工程材料的加工在硬度方面提出的更高要求而应运而生，20世纪的后40年中有了较大的发展。

超硬材料的化学成分及其形成硬度的规律与其他刀具材料不同，立方氮化硼是非金属的硼化物，晶体结构为面心立方体；而金刚石由碳元素转化而成，其晶体结构与立方氮化硼相似。

它们的硬度大大高于其他物质。

超硬刀具材料的种类超硬刀具材料，尤其是金刚石，其种类较多。

立方氮化硼有CBN单品粉，用于制作磨具；还有PCBN聚晶片及PCBN聚晶复合片，用于制作刀具及其他工具。

立方氮化硼是人造的。

金刚石分天然金刚石(ND)与人造金刚石。

人造金刚石有PCD单晶粉，用于制作磨具；PCD单晶粒，可做刀具；PCD聚晶片及聚晶复合片，用于制作刀具及其他工具；CVD金刚石薄膜及厚膜，可用于制作刀具、工具，并可作为光学、电子高科技原材料。

超硬刀具材料的特性1981年国际硬物质科学会议认为，硬度大于1000HV的物质均可称为硬物质，能加工诸如硬质合金（硬度1600―1800HV）、刚玉（2000HV）、碳化硅（2200HV）等这一类物质的材料称为超硬材料。

通常所说的超硬材料是指与天然金刚石的硬度、性能相近的人造金刚石和CBN（立方氮化硼）2种材料，由于天然金刚石市场价格十分高，所以，目前我国生产超硬刀具时大多采用聚晶立方氮化硼（PCBN）、人造聚晶金刚石（PCD）以及它们之间的复合材料。

超硬刀具材料具有以下性能特点：（1）高的硬度。

刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。

PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的8～12倍；CBN晶体结构与金刚石类似，因此具有与金刚石相近的硬度和强度；CBN微粉的显微硬度为8000～9000HV，其烧结体PCBN的硬度一般为3000～5000HV。

（2）高的耐磨性。

刀具材料应有好的抵抗磨损的能力，它取决于材料的力学性能，化学成分和组织结构刀具耐磨性是刀具抵抗磨损能力。

超硬刀具材料――金刚石与立方氮化硼(二)刀具资料库 2009-03-21 05:59:09 阅读70 评论0 字号：大中小摘要：介绍了超硬刀具材料(金刚石与立方氮化硼)在加工不同工件材料时的切削数据。

工件材料包括铜、铝合金和一些难加工材料。

文中列出较多的试验数据和曲线，阐述了超硬刀具的切削性能和切削处理。

关键词：超硬材料；金刚石；立方氮化硼；刀具；切削性能；切削机理1 前言随着现代科技的发展，各种新型工件材料得到了发展和应用。

其中有不少是难加工材料，且其加工精度与技术条件的要求越来越高。

传统的刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶瓷等常不能满足上述加工的需要，而必须采用超硬材料刀具。

由于超硬刀具材料与被加工材料之间的摩擦系数很小，制成刀具时能够刃磨、研磨出极其锋利的切削刃。

故超硬材料刀具可以进行精密切削与超精密切削。

在这一方面，金刚石刀具尤为突出，人们常用金刚石刀具对有色金属及其合金进行超精密切削。

利用超硬材料刀具有高硬度、高杨氏模量、高导热性能与低摩擦、低热膨胀的特点，故可切削各种硬材料和难加工材料。

但是，除考虑超硬刀具材料与被加工材料之间机械、物理性能和匹配以外，还应注意它们之间化学性能的匹配。

本文中将阐明PCPN刀具加工淬硬钢与冷硬铸铁的优越性，和金刚石刀具不能切削淬硬钢的原因，并列出切削试验数据。

本文还将介绍超硬材料刀具切削难加工材料(如纯Mo、纯W数种硬脆非铁质金属与非金属材料以及复合材料等)的情况，列出切削试验数据，分析切削机理。

2 聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具切削淬硬钢用PCBN刀具车削淬硬钢T10A(60～63HRC)，并与人造金刚石(PCD)、硬质合金YS8、Si3N4基复合陶瓷刀具进行对比。

图1所示为PCBN与PCD刀具的磨损曲线。

切削用量：αp=0.1mm，f=0.05mm/r，ν=84m/min刀具几何参数：γ0=0°，α0=8°PCBN：κr =45°，λs=0°，rε=0.5mm，bγ1=0.2mm，γ01=-20° PCD：rε=4mm，λs =0°，bγ1=0.2mm，γ01=-20°不加切削液。

超硬材料刀具超硬材料刀具是一种具有极高硬度和耐磨性的刀具，通常用于加工硬质材料，如金属、陶瓷和复合材料等。

它们在工业生产中扮演着至关重要的角色，能够提高加工效率、延长刀具使用寿命，并且能够实现高精度加工。

本文将介绍超硬材料刀具的特点、应用领域以及发展趋势。

首先，超硬材料刀具的主要特点是硬度高、耐磨性好。

它们通常采用金刚石、立方氮化硼等超硬材料制成，硬度远远超过普通刀具材料，因此能够在高速、高温、高压等恶劣条件下保持良好的切削性能。

而且，由于其耐磨性好，可以大大延长刀具的使用寿命，减少更换刀具的频率，从而提高生产效率。

其次，超硬材料刀具广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域。

在航空航天领域，超硬材料刀具常用于加工高强度、高温合金材料，如钛合金、镍基合金等，能够实现高速、高效的加工。

在汽车制造领域，超硬材料刀具常用于加工发动机缸体、曲轴等零部件，具有较高的加工精度和表面质量。

在模具加工领域，超硬材料刀具常用于加工硬质材料，如冷作模具、热作模具等，能够实现高精度、高效率的加工。

最后，随着科技的不断进步，超硬材料刀具也在不断发展。

未来，超硬材料刀具将更加注重刀具的设计与制造工艺，以满足不同加工需求。

同时，超硬材料刀具将更加注重环保与节能，推动刀具加工技术的可持续发展。

此外，超硬材料刀具还将更加注重智能化与自动化，实现刀具加工的智能化控制与自动化生产，提高生产效率。

综上所述，超硬材料刀具具有硬度高、耐磨性好的特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域，并且在不断发展中。

相信随着科技的不断进步，超硬材料刀具将在工业生产中发挥越来越重要的作用。

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。

超硬刀具材料超硬刀具材料是一种具有极高硬度和耐磨性的刀具材料，被广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等行业。

本文将介绍超硬刀具材料的定义、性能特点、应用领域和发展趋势。

超硬刀具材料是指硬度超过1500HV的材料，主要由金刚石和立方氮化硼两种材料组成。

其硬度比传统的钢材高出数倍，具有出色的耐磨性和耐高温性能，可用于高速切削、高精度加工等领域。

超硬刀具材料的主要性能特点如下：1. 极高的硬度：超硬刀具材料的硬度远超过传统的钢材，能够抵抗硬物的磨损和切削力的作用，具有长寿命的特点。

2. 优异的耐磨性：超硬刀具材料能够忍受高速摩擦和高温烧结的环境，不易磨损，并且保持精确的切削形状。

3. 良好的热稳定性：超硬刀具材料在高温条件下保持稳定的性能，不易软化和脱落，适用于高温加工环境。

4. 低摩擦系数：超硬刀具材料具有较低的摩擦系数和良好的自润滑性能，能够减少切削时的摩擦和热量，提高切削效率。

超硬刀具材料主要应用于以下领域：1. 机械制造：超硬刀具材料可用于加工硬质合金、陶瓷材料和高硬度不锈钢等难加工材料。

2. 汽车制造：超硬刀具材料用于汽车发动机缸体、缸头、曲轴等零部件的加工，提高加工效率和产品质量。

3. 航空航天：超硬刀具材料适用于加工航空零部件、航天器件和复合材料，提高加工精度和效率。

4. 电子器件：超硬刀具材料可用于加工半导体材料、光纤和硬盘等电子器件的零部件，提高生产效率和质量。

超硬刀具材料的发展趋势主要有以下几个方向：1. 提高硬度和耐磨性：超硬刀具材料的硬度和耐磨性是其关键性能，未来的发展将致力于进一步提高材料的硬度和耐磨性，以满足更严苛的工况需求。

2. 优化材料结构：超硬刀具材料的结构设计对其性能有重要影响，未来的发展将注重优化材料的晶格结构和界面结合方式，提高材料的强度和稳定性。

3. 开发新型材料：除了金刚石和立方氮化硼，未来的发展将尝试开发新型超硬刀具材料，如纳米结构材料和新型陶瓷复合材料等，以满足更多应用领域的需求。

机械制造基础（第三版复习简答题）1.切削加工由哪些运动组成？它们各有什么作用？答：切削加工由主运动和进给运动组成。

主运动是直接切除工件上的切屑层，使之转变为切屑，从而形成工件新包表面。

进给运动是不断的把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。

2.切削用量三要素是什么？答：切削用量三要素是切削速度，进给量，背吃刀量。

3.刀具正交平面参考系由哪些平面组成？它们是如何定义的？答：刀具正交平面参考系由正交平面Po, 基面 Pr, 切削平面Ps 组成；正交平面是通过切削刃上选定点 ,且与该点的基面和切削平面同时垂直的平面；基面是通过切削刃上选定点, 且与该点的切削速度方向垂直的平面；切削平面是通过切削刃上选定点,且与切削刃相切并垂直与基面的平面。

4.刀具的工作角度和标注角度有什么区别？影响刀具工作角度的主要因素有哪些？答：刀具的标注角度是刀具设计图上需要标注的刀具角度，它用于刀具的制造、刃磨和测量；而刀具的工作角度是指在切削过程中，刀具受安装位置和进给运动的影响后形成的刀具角度。

影响刀具工作角度的主要因素有：横向和纵向进给量增大时，都会使工作前角增大，工作后角减小；外圆刀具安装高于中心线时，工作前角增大，工作后角减小；刀杆中心线与进给量方向不垂直时，工作的主副偏角将增大或减小。

5.试述车刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用，并指出如何选择？答:前角对切削的难易程度有很大的影响；后角是为了减小后刀面与工件之间的摩擦和减小后刀面的磨损；主偏角其大小影响切削条件、刀具寿命和切削分力大小等；副偏角的作用是为了减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，以防止切削时产生震动；刃倾角主要影响切削刃的强度和切屑的流出方向。

前角的选择原则：①粗加工、断续切削、刀材强度韧性低、材强度硬度高，选较小的前角；②工材塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床功率不足，选较大的前角；③成形刀具、自动线刀具取小前角；后角的选择原则：①粗加工、断续切削、工材强度硬度高，选较小后角, 已用大负前角应增加α 0 ；② 精加工取较大后角，保证表面质量；③成形、复杂、尺寸刀具取小后角；④系统刚性差，易振动，取较小后角；⑤工材塑性大取较大后角，脆材减小α0；主偏角的选择原则：①主要看系统刚性。

《数控刀具基础知识概述》一、引言在现代制造业中，数控技术的应用越来越广泛，而数控刀具作为数控加工的关键要素之一，其性能和质量直接影响着加工效率、加工精度和产品质量。

本文将对数控刀具的基础知识进行全面的阐述，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势，为读者提供一个清晰、系统且深入的理解框架。

二、数控刀具的基本概念（一）定义数控刀具是指与数控机床配合使用的刀具，它具有高精度、高刚性、高耐用性等特点，能够满足数控加工对刀具的高要求。

（二）分类1. 按刀具结构分类- 整体式刀具：刀具由整体材料制成，结构简单，强度高，但制造难度较大。

- 镶嵌式刀具：将刀片镶嵌在刀体上，刀片可以更换，降低了刀具成本。

- 特殊型式刀具：如复合刀具、组合刀具等，适用于特殊加工要求。

2. 按刀具材料分类- 高速钢刀具：具有较高的韧性和抗弯强度，适用于低速切削。

- 硬质合金刀具：硬度高、耐磨性好，适用于高速切削。

- 陶瓷刀具：具有高硬度、高耐磨性和高温稳定性，适用于高速切削和干切削。

- 超硬刀具：如金刚石刀具和立方氮化硼刀具，具有极高的硬度和耐磨性，适用于高精度加工。

（三）主要参数1. 刀具直径：决定了加工的尺寸范围。

2. 刀具长度：影响加工的深度和稳定性。

3. 刀具刃数：刃数越多，切削力越小，但排屑性能可能会下降。

4. 刀具角度：包括前角、后角、主偏角、副偏角等，影响切削性能和加工质量。

三、数控刀具的核心理论（一）切削原理1. 切削力：切削力是刀具在切削过程中所受到的力，它由主切削力、进给抗力和背向力组成。

切削力的大小与刀具材料、刀具角度、切削用量等因素有关。

2. 切削热：切削热是由于切削过程中的摩擦和变形产生的，它会影响刀具的寿命和加工质量。

切削热的产生与切削力、切削速度、进给量等因素有关。

3. 切削变形：切削变形是指工件材料在切削过程中的变形情况，它会影响加工精度和表面质量。

切削变形的大小与刀具材料、刀具角度、切削用量等因素有关。

1 概述超硬刀具主要包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。

随着现代制造业（尤其是汽车制造业）的快速发展，超硬刀具的生产及应用也逐年快速增长。

图1、图2分别为PCD刀具和PCBN 刀具近十几年来全球销售额的增长情况。

至1997 年，PCD刀具年销售额已达2.3亿美元，PCBN刀具年销售额为1.7亿美元。

超硬刀具大部分用于汽车零部件的切削加工。

图3、图4分别为1995年全球PCD刀具和PCBN 刀具在各应用领域的销量份额。

其中，PCD刀具的60%用于汽车制造业，近30%用于木工刀具(至九十年代末期PCD木工刀具的份额已占到40%)；PCBN 刀具的1/2用于汽车制造业，约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工。

近年来，随着CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的超硬刀具的应用也日渐普及，同时引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。

超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。

2 超硬刀具的主要品种及特点(1) PCD金属切削刀具PCD金属切削刀具可利用PCD材料的高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和高表面光洁度加工。

此类刀具从结构上主要可分为焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀片。

近年来焊接式PCD刀具中发展较快的品种是带标准刀柄的PCD刀具，如带柄PCD铣刀、PCD镗刀、PCD铰刀等，刀柄型式主要为圆柱柄、锥柄和HSK柄。

这种刀具（尤其是多齿刀具）的特点是切削刃对刀柄的跳动小（如刃长为30mm的HSK柄PCD铣刀的切削刃跳动仅为0.002mm），尤其适合于对各种有色金属零件的成形面、孔、阶梯孔等进行大批量高速加工。

例如，采用铝基体刀盘的PCD高速铣刀（六刃，直径100mm），最高转速可达20,000R/MIN, 以上，切削速度可达7,000M/MIN，适合于汽车零部件的成形面加工。

超硬刀具金刚石刀具介绍PCD聚晶金刚石刀具;CVD金刚石膜刀具(物理涂层)PVD物理涂层金刚石刀具PCBN聚晶立方氮化硼刀具;一、概述超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。

包括：单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。

超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。

许多切削加工概念，如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。

随着科技的进步，制造业的高速发展，CNC 加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，超硬刀具的生产及应用也越来越广泛。

PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业，如汽车零部件的切削加工，强化木地板的加工等，极大地促进了切削加工及先进制造技术的飞速发展。

二、切削材料及超硬材料发展史3、金刚石、超硬材料的特性与作用众所周知，金刚石材料的成分是碳，金刚石与铁系有亲和力，切削过程中，金刚石的导热性优越，散热快，但是要注意切削热不宜高于700度，否则会发生石墨化现象，工具会很快磨损。

因为金刚石在高温下和W、Ta、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Pt等会发生反应，与黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损，所以，金刚石不能用于加工黑色金属只能用在有色金属和非金属材料上，而CBN即使在1000oC的高温下，切削黑色金属也完全能胜任。

已成为未来难加工材料的主要切削工具材料。

一般超硬材料指的是人造金刚石、人造CBN。

这两种材料的同时存在，起到了互补的作用、可以覆盖当前与今后发展的各种新型材料的加工，对整个切削加工领域极为有利。

1．PCD金刚石烧结体（PCD）的出现，在许多方面代替了天然单晶金刚石。

PCD与天然金刚石比较，价格便宜，且刃磨远比天然金刚石方便，所以其应用、推广特别迅速。

氮化硼刀片切削参数，氮化硼刀片吃刀量氮化硼刀具与金刚石刀具同称为超硬刀具，其性质与金刚石类似，可用于高速精密切削多种材料。

氮化硼刀具的发展，大幅度地提高了劳动生产率，改善了产品质量，降低了生产成本，现如今在市场上已占有很大的份额。

今天为大家说一下氮化硼刀片切削参数，氮化硼刀片吃刀量，一起来看看吧。

氮化硼是什么？氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。

化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼（HBN)、菱方氮化硼（RBN）、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。

通常氮化硼刀片是指立方氮化硼刀片。

什么是立方氮化硼刀片？立方氮化硼（CBN）刀片是利用人工方法在高温高压条件下用立方氮化硼微粉和少量的结合剂合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石刀具统称为超硬刀具。

立方氮化硼刀具的特点立方氮化硼（CBN）刀具包括立方氮化硼成型刀具和立方氮化硼刀片两类。

立方氮化硼成型刀具是把立方氮化硼复合层直接焊接到成型刀具上，它具有如下特点：（1）高强度和耐磨性。

CBN微观硬度大约为8000～9000HRC，仅次于金刚石9000～10000HRC。

此外，CBN刀具的耐磨性比硬度合金、陶瓷和金刚石刀具都高得多，可用于加工强硬的铸铁以及强度大、硬度高及热敏性高的钢件或其他合金材料。

（2）热稳定性好。

CBN耐热性可达1400～1500℃，在1200℃下可保持硬度不变，比金刚石几乎高出1倍。

CBN刀具具有抵抗周期性高温作用的能力，当用来高速加工高温合金时，CBN刀具的切削速度可以为硬质合金的4～6倍。

（3）良好的导热性。

CBN的导热性大大高于高速钢、陶瓷和硬质合金，且CBN刀具的导热系数随温度的提高而增大。

（4）化学稳定性极强。

CBN化学惰性大，在中性和还原性介质中对酸碱都是稳定的。

在2000℃高温情况下才与碳元素起反应，因此非常适合用于加工黑色金属。

立方氮化硼刀具的应用磨辊是磨煤机磨辊总成的重要耐磨件，其材料为BTMCr20，含有Cr、Ni、Mn及Cu等成分。

超硬刀具与硬质合金在切削加工中的应用硬质合金是目前金属切削加工中最常用的刀具材料之一。

它是用具有高耐热性和高耐磨性的难熔的金属碳化物（WC、TiC等）粉末作基体，以金属Co等为粘结剂，经高压压制后烧结而成的粉末冶金制品。

其特点是：硬度高，耐磨性好，硬度可达到74～82HRC；化学稳定性和热稳定性好，具有较高的耐热性，能耐850～1000℃；因而允许使用的切削速度可达100～300m/min，硬质合金的切削性能良好，因此得到广泛的应用。

但硬质合金的抗弯强度低，冲击韧性不好，工艺性能较差；使用中很少制成整体刀具，一般制成各种形状的刀片焊接或夹固在刀体上。

硬质合金的分类及应用硬质合金按化学成分可分为以下几类：钨钴类硬质合金（YG）、钨钛钴类硬质合金（YT）、钨钛钽（铌）钴类（YW）、碳化钛基类（YN）。

其特点和用途见下表。

类型特点用途YG能在较高硬度时获得较高的抗弯强度，特别适合于在较低切削速度下工作重要用于加工铸铁、有色合金及绝缘材料等YT随着TiC含量提高和Co含量降低，与YG类相比，硬度和耐磨性提高，韧性降低因抗弯强度和冲击韧性比较低，不适合加工脆性材料，如铸铁，重要用于加工塑性材料，如钢材YW加入了TaC（或NbC），提高了抗弯强度、疲乏强度、冲击韧性和高温硬度与强度既可用于加工铸铁及难加工材料，也可用于加工一般钢材，常称为通用型硬质合金YN硬度很高，耐磨性、耐热性和抗氧化本领高，化学稳定性好，抗弯强度和韧性稍差可用于加工钢，也可用于加工铸铁，特别适合高速精加工合金钢、淬硬钢，不适于重切削随着制造技术的飞速进展，先进制造技术的不断产生和应用，对机械产品的制造精度、加工质量、生产效率都提出了更高的要求；高速切削、超精密加工、绿色制造均要求刀具具有高的硬度、耐磨性和红硬性。

因而超硬刀具在现代制造加工中渐渐地被开发应用。

例如：用硬质合金刀具加工花岗岩时，在几秒钟内刀刃就被坚硬的花岗岩摧毁；再用聚晶金刚石刀具加工时，刀刃就可以保持完好。