高速钢刀具

数控刀具分类按基本形式可分为五类：第一类：加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；第二类：孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；第三类：螺纹加工刀具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；第四类：齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；第五类：切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。

此外，还有组合刀具。

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。

1．数控加工刀具的种类数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具两大类。

模块化刀具是发展方向。

发展模块化刀具的主要优点：减少换刀停机时间，提高生产加工时间；加快换刀及安装时间，提高小批量生产的经济性；提高刀具的标准化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能；有效地消除刀具测量工作的中断现象，可采用线外预调。

事实上，由于模块刀具的发展，数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。

（１）从结构上可分为①整体式②镶嵌式可分为焊接式和机夹式。

机夹式根据刀体结构不同，分为可转位和不转位；③减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，多采用此类刀具；④内冷式切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部；⑤特殊型式如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。

（２）从制造所采用的材料上可分为①高速钢刀具高速钢通常是型坯材料，韧性较硬质合金好，硬度、耐磨性和红硬性较硬质合金差，不适于切削硬度较高的材料，也不适于进行高速切削。

七、高速钢刀具打的变形开裂及防止措施淬火变形是钢淬火必然产生的客观规律。

高速钢刀具在热处理过程中经常遇到变形开裂的问题，尺寸较大、形状较复杂的刀具及细长的刀具尤为突出（前者易开裂，后者易变性）。

现在仅将生产过程中遇到的刀具变形、开裂情况及防止措施，结合典型刀具为例作一些说明。

【高速钢刀具产生变形开裂的原因】高速钢刀具产生变形开裂，主要是受到组织应力和热应力的影响。

1、组织应力的影响刀具在加热和冷却过程中发生各种组织转变，由于钢中各组织的比容不同，因此在相变时发生体积变化。

尤其是高速钢，淬火冷却胡得到高合金度的马氏体组织，马氏体的比容大，使刀具淬火后体积膨胀。

另一方面，由于刀具具有复杂的几何形状，加热和冷却是的组织转变非同时进行，一些尖角的地方容易引起应力集中，导致刀具变形开裂。

影响组织应力大小的因素很多，如加热温度、冷却方法等。

要减小组织应力，主要是在热处理中设法调节马氏体。

奥氏体和贝氏体的相对量，这与淬火方法（油淬分级及等温淬火）直接有关。

2、热应力的影响热应力是刀具在加热和冷却是产生内外温差所引起的。

由于工件表里各种存在温差、造成热胀冷缩的不一致。

高速钢的导热性较差，更加剧热应力的作用。

故对一般易裂易变性的刀具应采用多次预热、多次分级、甚至等温的工艺。

3、原材料碳化物偏析导致变形开裂生产实践中由于碳化物的不均匀性，是工具沿碳化物集中处开裂。

例如铣刀、剃齿刀等刀具的内孔开裂，多数是上述原因所导致的。

4、淬火前刀具内部存在较大的应力在处理过程中易引起变形开裂。

例如薄形锯片铣刀在处理前先消除应力，处理后能减少变形。

5、淬火温度过高使钢材强度大大下降，因此在加热和冷却过程中容易发生变形与开裂。

实践经验证明，凡刀具有过热、过烧现象，则刀具变形就大（如车刀、钻头之类），容易引起开裂（如铣刀、滚刀之类）。

6、冷却过快在热应力和组织应力的复杂作用下，易引起变形开裂。

同样，加热过快也易引起变形开裂。

高速钢具有极好的淬透性，只有在600℃以后缓慢的冷却都不妨碍刀具的硬度和其他切削性能。

普通高速钢的常用牌号摘要：一、普通高速钢简介二、普通高速钢的常用牌号及性能特点1.W18Cr4V（W18）2.W6Mo5Cr4V2（M2）3.W14Cr4VManX三、高速钢的应用领域四、如何选择合适的普通高速钢牌号正文：一、普通高速钢简介普通高速钢是一种含多量碳（C）、钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等元素的高合金钢。

它具有高热硬性，当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降。

因此，用普通高速钢制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上。

普通高速钢主要应用于制造形状复杂、磨削困难的刀具。

二、普通高速钢的常用牌号及性能特点1.W18Cr4V（W18）：综合性能好、通用性强、可磨削性强，主要用于制造轻合金、碳素钢、合金钢、普通铸铁的精加工和复杂刀具，如螺纹车刀、钻头、铰刀、丝锥、铣刀、齿轮刀具、拉刀等。

2.W6Mo5Cr4V2（M2）：强度和韧性略高于W18Cr4V，主要用于制造要求热塑性好的刀具和受大冲击载荷的刀具。

3.W14Cr4VManX：切削性能与W18Cr4V相当，热塑性好，适用于制造热轧刀具。

三、高速钢的应用领域高速钢广泛应用于各类切削刀具制造，如铣床、钻床、车床等。

它具有较高的切削速度和耐磨性，可以显著提高生产效率和降低刀具更换频率。

四、如何选择合适的普通高速钢牌号选择普通高速钢牌号时，需根据实际加工材料、切削条件、刀具形状和性能要求进行综合考虑。

例如，对于轻合金、碳素钢、合金钢和普通铸铁的精加工和复杂刀具，可以选择W18Cr4V（W18）；而对于要求热塑性好、受大冲击载荷的刀具，可以选择W6Mo5Cr4V2（M2）。

cnc刀具工艺知识点总结在CNC加工过程中，刀具是非常重要的一环。

刀具的选择、使用和维护对加工质量和效率有着关键的影响。

本文将就CNC刀具工艺的一些知识点进行总结，包括刀具材料、刀具类型、刀具几何参数、刀具涂层、刀具的选择和刀具的维护等方面的内容。

一、刀具材料刀具材料的选择直接影响到刀具的使用寿命和加工效率。

常见的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷刀具等。

1. 高速钢刀具高速钢是一种适用于切削金属材料的经典刀具材料。

它具有良好的耐磨性和切削性能，适用于一般的金属加工。

然而，高速钢的耐热性较差，不适用于高速切削等要求较高的加工场合。

2. 硬质合金刀具硬质合金刀具是由硬质合金刀片和刀具体连接部分组成的。

硬质合金刀片具有优秀的硬度和耐热性能，因此适用于高速切削和深孔加工等工艺。

硬质合金刀具是现代CNC加工中使用最广泛的一种刀具。

3. 陶瓷刀具陶瓷刀具主要由氧化物和碳化物等材料制成，具有高硬度、优异的热稳定性和耐磨性，适用于高速切削和高温加工等要求较高的加工情况。

二、刀具类型根据刀具的结构和用途，可以将刀具分为整体刀具和复合刀具、车削刀具、钻削刀具、铣削刀具、切槽刀具等多种类型。

下面将分别介绍一些常见的刀具类型。

1. 整体刀具整体刀具是将刀杆和刀片整体制造成型的刀具，一般用于一般的车削、铣削、镗削等加工。

2. 复合刀具复合刀具是将不同种类的刀片整合在一起的刀具，一般用于复杂的加工情况，如加工轮毂等。

3. 车削刀具车削刀具是专门用于车削加工的刀具，主要包括外圆刀具、内圆刀具、切螺纹刀具等。

钻削刀具是专门用于钻孔加工的刀具，主要包括中心钻、旋转钻、铰刀等。

5. 铣削刀具铣削刀具是专门用于铣削加工的刀具，主要包括立铣刀、面铣刀、滚齿刨刀等。

6. 切槽刀具切槽刀具是专门用于切槽加工的刀具，主要包括立式切槽刀、侧面切槽刀等。

三、刀具几何参数刀具的几何参数是刀具设计的关键要素，直接影响着刀具的切削性能和加工质量。

主要包括刀尖半径、刀身倾角、主偏角、切削刃倾角等。

第五节合金工具钢与高速工具钢工具钢用于制造各种工具，如量具、刃具、模具等。

工具钢按化学成分可分为非合金工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类。

碳素工具钢已在第五章中介绍，以下主要讲解后两种工具钢。

一、合金工具钢合金工具钢包括量具刃具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。

1．量具刃具钢[应用场合]：主要用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规、样板等）。

量具刃具钢要求具有高硬度（62～65HRC）、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性（即刃具在高温时仍能保持高的硬度）；为保证测量的准确性，要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。

扳牙丝锥量具[化学成分]：量具刃具钢具有高碳成分，w C=0.8％～1.50％，以保证高的硬度和耐磨性。

加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等，用以提高钢的淬透性、耐回火性、热硬性和耐磨性。

[常用刃具钢]：9SiCr是应用广泛的刃具钢，用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具，如板牙、丝锥、铰刀等。

[常用量具钢]：高精度量具（如块规）可采用Cr2、CrWMn等量具刃具钢制造，也可用轴承钢（如GCr15）制造；简单量具(如卡尺、样板、直尺、量规等)多用碳素工具钢（如T10A）；要求精密并须防止腐蚀的量具，采用不锈钢3Cr13、9Cr18。

常用量具刃具钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途(摘自GB1299-2000)注：表中Cr06钢的平均w C ＞1%，为与结构钢区别，不标含碳量数字。

其平均w Cr =0.6%。

[热处理]：量具刃具钢的预先热处理为球化退火，最终热处理为淬火加低温回火，热处理后硬度达60～65HRC 。

高精度量具在淬火后可进行冷处理，以减少残余奥氏体量，从而增加其尺寸稳定性。

为了进一步提高尺寸稳定性，淬火回火后，还可进行时效处理。

2．冷作模具钢 [应用场合]：冷作模具用于冷态下（工作温度低于200～300℃）金属的成形加工，如冷冲模、冷挤压模、剪切模等。

加工中心对刀具的基本要求⑴高刚度、高强度为提高生产效率，往往采用高速、大切削用量的加工，因此加工中心采用的刀具应具有能承受高速切削和强力切削所必须的高刚度、高强度。

⑵高耐用度加工中心可以长时间连续自动加工，但若刀具不耐用而使磨损加快，轻则影响工件的表面质量与加工精度，增加换刀引起的调刀与对刀次数，降低效率，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，重则因刀具破损而发生严重的机床乃至人身事故。

除上述两点之外，与普通切削一样，加工中心刀具的切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，积屑瘤等弊端在数控铣削中也是十分忌讳的．⑶刀具精度随着对零件的精度要求越来越高，对加工中心刀具的形状精度和尺寸精度的要求也在不断提高，如刀柄、刀体和刀片必须具有很高的精度才能满足高精度加工的要求。

总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高、精度高的加工中心刀具，是充分发挥加工中心的生产效率和获得满意加工质量的前提。

3.2.2 加工中心刀具的材料⑴高速钢（High Speed Steel）自1906 年Taylor 和White 发明高速钢以来，通过许多改进至今仍被大量使用着，大体上可分为W系和MO系两大类。

其主要特征有：合金元素含量多且结晶颗粒比其他工具钢细，淬火温度极高（12000C）而淬透性极好，可使刀具整体的硬度一致。

回火时有明显的二次硬化现象，甚至比淬火硬度更高且耐回火软化性较高，在6000C仍能保持较高的硬度，较之其他工具钢耐磨性好，且比硬质合金韧性高，但压延性较差，热加工困难，耐热冲击较弱。

因此高速钢刀具仍是数控机床刀具的选择对象之一。

目前国内外应用WMO、WMOAI、WMOCO为主，其中WMOAI是我国所特有的品种。

⑵硬质合金（Cemented Carbide）硬质合金是将钨钻类WC，钨钦钻类WC-TiC ，钨钦钽（铌）钻类WC TiC-TaC 等硬质碳化物以CO为结合剂烧结而成的物质，于1926年由德国的Krupp公司发明，其主体为WC-CO 系在铸铁、非铁金属和非金属的切削中大显身手。

数控刀片上一般都会有一连串的字母加数字来作为数控刀片的型号，对于专业的人员来说，看懂这些字母以及数字的含义非常简单，但是对于很多商家来说这些字母都认识，字母代表的意义却是截然不知道的。

数控刀具是指与数控机床(包括加工中心、数控车床、数控镗铣床、数控钻床、自动线以及柔性制造系统)相配套使用的各种刀具的总称,是数控机床不可缺少的关键配套产品。

在国外数控刀具发展很快,品种很多,已形成系列。

在我国,由于对数控刀具的研究开发起步较晚,数控刀具成了工具行业中最薄弱的一个环节。

数控刀具的落后已经成为影响我国国产和进口数控机床充分发挥作用的主要障碍。

数控刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括刀具及连接刀柄:刀柄要连接刀具并装在机床的动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。

近年来,快速发展的数控加工技术促进了数控刀具的发展。

每当一种新型数控刀具产品的面市,会使数控加工技术跃上一个新台阶,产生巨大的经济和社会效益。

数控刀具的分类方法很多。

一般可按下列方法进行分类。

1.按刀具切削部分的材料分按刀具切削部分的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具和涂层刀具等。

2.按刀具的结构形式分按刀具的结构形式可分为整体式、镶嵌式和特殊形式等。

(1)整体式。

整体式包括钻头和立铣刀等。

(2)镶嵌式。

镶嵌式包括刀片采用焊接和机夹式等。

(3)特殊形式。

特殊形式包括复合式和减振式等。

3。

按切削加工工艺分按切削加工工艺可分为车削刀具、铣削刀具、钻削刀具和镗削刀具等。

(1)车削刀具。

车削刀具包括外圆车刀、内孔车刀、切槽(断)刀、端面车刀、螺纹车刀等:(2)铣削刀具。

铣削刀具包括面铣刀、立铣刀和螺纹铣刀等。

(3)钻削刀具。

钻削刀具包括钻头、铰刀和丝锥等。

(4)镗削刀具。

镗削刀具包括粗镗刀和精镗刀等。

数控车刀型号1、YG3x/ K01/ 1420 92.5 /适于铸铁、有色金属及合金、淬火钢、合金钢、小切削断面高速精加工。

高速钢属莱‎氏体钢，含有大量合‎金元素，冶炼后形成‎大量一次共‎晶碳化物和‎二次碳化物‎(约占成分总‎量的18%～22%)，这对高速钢‎刀具的淬火‎质量及使用‎寿命有很大‎影响。

高速钢淬火‎温度接近熔‎点，淬火后组织‎中仍有25‎%～35%的残余奥氏‎体，致使高速钢‎刀具容易产‎生裂纹和腐‎蚀。

下面分析影‎响高速钢刀‎具淬火裂纹‎和腐蚀的原‎因，并提出相应‎预防措施。

1 高速钢原材料的冶金缺陷‎高速钢中所‎含大量碳化‎物硬而脆，为脆性相。

一次共晶碳‎化物呈粗大‎骨骼状(或树枝状)分布于钢基‎体内。

钢锭经开坯‎压延和轧制‎后，合金碳化物‎虽有一定程‎度的破碎和‎细化，但碳化物偏‎析依然存在‎，并沿轧制方‎向呈带状、全网状、半网状或堆‎积状分布。

碳化物不均‎匀度随原材‎料直径或厚‎度的增加而‎增加。

共晶碳化物‎相当稳定，常规热处理‎很难消除，可导致应力‎集中而成为‎淬火裂纹源‎。

钢中硫、磷等杂质偏‎析或超标也‎是导致淬裂‎的重要原因‎。

高速钢的导‎热性和热塑‎性差、变形抗力大‎，热加工时易‎导致金属表‎层和内层形‎成微裂纹，最终在淬火‎时因裂纹扩‎展而导致材‎料报废。

大型钢锭在‎冶炼、轧制或锻造‎等热加工过‎程中形成的‎宏观冶金缺‎陷如疏松、缩孔、气泡、偏析、白点、树枝状结晶‎、粗晶、夹杂、内裂、发纹、大颗粒碳化‎物及非金属‎夹渣等均易‎导致淬火时‎应力集中，当应力大于‎材料强度极‎限时便会产‎生淬火裂纹‎。

预防措施为‎：①选用小钢锭‎开坯轧制各‎种规格的刀‎具原材料；②选用二次精‎炼电渣重熔‎钢锭，它具有纯度‎高、杂质少、晶粒细、碳化物小、组织均匀、无宏观冶金‎缺陷等优点‎；③对不合格原‎材料进行改‎锻，击碎材料中‎的共晶碳化‎物，使共晶碳化‎物不均匀度‎≤3级；④采取高温分‎级淬火、再高温回火‎的预处理工‎艺，通过精确控‎温等措施，可有效避免‎高速钢原材‎料冶金缺陷‎引起的淬火‎裂纹。

2 高速钢过热‎、过烧组织高速钢过热‎、过烧组织的‎特点为晶粒‎显着粗化，合金碳化物‎出现粘连、角状、拖尾状及沿‎晶界呈全网‎状、半网状或连‎续网状分布‎；钢组织内部‎局部熔化出‎现黑色组织‎或共晶莱氏‎体，形成过烧组‎织，显着降低晶‎间结合力和‎钢的强韧性‎。