关于刀具材料及其合理选用的研究

四大材料刀具的性能与选择刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。

本文介绍了切削中所使用的金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等刀具材料的性能及适用范围。

刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果。

就活塞在切削加工时的刀具材料选用作了阐述。

高速钢：活塞加工中铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀，钻油孔用钻头等都为高速钢材料。

硬质合金：YG、YD系列硬质合金刀具被广泛应用于铝活塞加工的各个工序中，特别是活塞粗加工和半精加工工序。

立方氮化硼：立方氮化硼刀具被用于镶铸铁环活塞的车削铸铁环槽工序中。

同时也应用于活塞立体靠模的加工中。

金刚石：金刚石刀具可利用金刚石材料的高硬度、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。

在切削铝合金时，PCD刀具的寿命是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍，是目前铝活塞精密加工的理想刀具，已经应用于精车活塞环槽、精镗活塞销孔、精车活塞外圆、精车活塞顶面及精车活塞燃烧室等精加工工序中。

刀具材料性能的优劣是影响加工表面质量、切削加工效率、刀具寿命的基本因素。

切削加工时，直接担负切削工作的是刀具的切削部分。

刀具切削性能的好坏大多取决于构成刀具切削部分的材料、切削部分的几何参数及刀具结构的选择和设计是否合理。

切削加工生产率和刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上都取决于刀具材料的合理选择。

正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一。

每一品种刀具材料都有其特定的加工范围，只能适用于一定的工件材料和切削速度范围。

不同的刀具材料和同种刀具加工不同的工件材料时刀具寿命往往存在很大的差别，例如：加工铝活塞时，金刚石刀具的寿命是YG类硬质合金刀具寿命的几倍到几十倍；YG类硬质合金刀具加工含硅量高、中、低的铝合金时其寿命也有很大的差别。

数控机床选用合适加工刀具的建议数控机床是现代制造业中广泛应用的一种关键设备，它的高效性和精度要求对加工刀具的选用提出了更高的要求。

正确选择合适的加工刀具可以提高生产效率、提高产品质量，并降低生产成本。

本文将就数控机床选用合适加工刀具的建议进行探讨。

首先，需要根据具体加工任务的要求来确定所需的加工刀具。

不同的加工任务对加工刀具的要求各有不同，如钻孔、镗孔、铣削、车削等。

因此，在选用加工刀具之前，我们需要明确加工任务的类型、材料和尺寸等信息。

比如对于切削工序，需要根据被切材料的硬度、粘附性和切削深度等因素来选择合适的刀具。

其次，需要考虑加工刀具的工艺参数。

工艺参数包括切削速度、进给速度和切削深度等，这些参数对于加工结果起到至关重要的作用。

合理的工艺参数可以提高切削效率，减少切削力，同时也可以提高切削表面的质量。

因此，在选用加工刀具时，需要根据具体的工艺参数来选择刀具的刀片材料、刃角以及刀具的涂层等因素。

此外，还需考虑加工刀具的耐用性和生命周期成本。

数控机床通常是长时间运行的，因此需要选择具有较高耐磨性和稳定性的加工刀具，以延长刀具的寿命和减少更换频率。

同时，生命周期成本也是一个重要的考虑因素，我们需要综合考虑刀具的购买成本、刃磨和再涂层的成本等因素，以选择性价比较高的加工刀具。

此外，还需考虑数控机床的刀座和刀具的匹配性。

数控机床的刀座与刀具直接相关，其稳定性和精度对加工结果有着重要影响。

因此，在选用加工刀具时，需要确保刀具与刀座的匹配性，并进行必要的调整和校正。

最后，需要考虑加工刀具供应商的信誉和服务。

一个可靠的供应商可以提供高品质的加工刀具，并提供技术支持和售后服务。

我们应该选择那些有着良好信誉的供应商，并与他们建立长期的合作关系，以确保能够及时获取到合适的加工刀具。

综上所述，正确选择合适的加工刀具对于数控机床的运行效率和加工质量具有重要影响。

在选择加工刀具时，我们需要考虑具体加工任务的要求，工艺参数，耐用性和生命周期成本，刀座和刀具的匹配性，以及供应商的信誉和服务等因素。

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(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(Polycrystauinediamond，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。

最适合做刀的材料首先，我们需要了解刀具所需具备的基本性能。

刀具在使用过程中需要具备较高的硬度、耐磨性和韧性。

硬度是指材料抵抗外力的能力，耐磨性是指材料在摩擦和磨损作用下的抗性，而韧性则是指材料在受力作用下不易断裂的性能。

因此，最适合做刀的材料应该具备较高的硬度、耐磨性和韧性。

目前，常见的刀具材料主要有碳素钢、不锈钢、合金钢、陶瓷等。

碳素钢是指含有较高碳含量的钢铁，具有较高的硬度和耐磨性，但韧性较差，容易断裂。

不锈钢是一种抗腐蚀性能较好的钢铁，硬度和耐磨性相对较弱。

合金钢是指通过添加合金元素来提高钢铁的性能，既具备较高的硬度和耐磨性，又具有一定的韧性。

而陶瓷则是一种硬度极高的材料，但韧性较差。

综合考虑以上几种材料的性能，我们可以得出结论，合金钢是最适合做刀的材料。

合金钢通过添加合金元素，既能够提高硬度和耐磨性，又能够保持一定的韧性，因此在刀具制造领域得到了广泛应用。

合金钢刀具不仅具有较高的切削性能，而且在使用过程中不易断裂，使用寿命较长，因此深受消费者的青睐。

当然，针对不同的使用场景和需求，还可以选择其他材料来制作刀具。

比如在一些特殊的环境下需要抗腐蚀性能较好的刀具，可以选择不锈钢材料；在一些对刀具硬度要求较高的场合，可以选择碳素钢或陶瓷材料。

因此，在选择刀具材料时，需要根据实际需求来综合考虑材料的硬度、耐磨性和韧性等性能。

综上所述，合金钢是最适合做刀的材料，它具备较高的硬度、耐磨性和韧性，能够满足刀具在使用过程中的各项要求。

当然，在实际选择刀具时，还需要根据具体的使用场景和需求来进行综合考虑，以选择最适合的刀具材料。

希望本文能够帮助大家更好地了解刀具材料的选择，为大家的生产生活提供一些参考。

刀具几何参数的合理选用摘要:刀具几何参数的选择是高职院校机电专业的专业基础课《机械制造》中的重要应用性课题之一,本文主要对刀具几何参数的内容及合理选用的原则及方法进行分析和阐述。

关键词:刀具几何参数的合理选用几何角度刀尖的修磨俗话说“工欲善其事,必先利其器”,作为直接参与切削工件的刀具,其几何参数选择合理与否对切削效率、加工质量、加工成本及刀具寿命等必然起着重要影响。

在机械技术人员长期的生产实践中,总结出这样一个结论:若刀具结构和几何参数的合理改善,将使刀具寿命成倍提高。

这也说明了刀具几何参数合理选择的重要意义。

1 刀具几何参数包含的内容1.1 主副切削刃主副切削刃的形状有直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃等。

切削刃的形状如何会影响工件切削层横断面形状、面积及刀具切削刃上各点角度的数值,从而对切削加工产生影响。

近几年刃形发展的主要特点是提高刀尖处的强度、减少切削加工负荷、提高刀具的抗振能力、有效加强刀具热量传散等以保护刀具。

1.2 刃口型式刃口型式主要有锋刃、负倒棱、消振棱及刃带等。

锋刃应用较多,负倒棱是在刀具前刀面开设倒棱面,消振棱是在刀具后刀面开设倒棱面,选择时要注意负倒棱与消振棱各自的作用及区别。

1.3 刀具几何角度刀具的角度有前角、后角、主偏角、刃倾角、副切削刃的副后角及副偏角等。

完整的刀具形状及结构是由刀具几何参数决定的,各参数间相互依赖、相互制约,无视它们的内在联系而孤立地选择某一参数将无法满足加工的需求。

因此刀具合理几何参数指在一定的切削条件下,在保证工件加工质量和精度的前提下,能满足刀具正常磨损而不破损、刀具寿命高、高率、低成本的刀具几何参数。

本文将介绍刀具几何角度及刀尖修磨形状的合理选择。

2 刀具几何参数合理选择时应注意的事项2.1 切削条件要考虑机床、夹具、刀具及工件组成的机械加工工艺系统刚性及功率、切削用量大小等。

通常,若工艺系统刚性较差小时,应选较大前角和主偏角等,以降低切削力和防止工件受冲击与振动。

刀具及切削参数选择在进行切削加工时，刀具及切削参数的选择是非常重要的。

刀具的选择取决于工件的材料、加工方式和所需的加工质量，而切削参数的选择则直接影响到切削效率、加工质量和工具寿命。

下面将详细介绍刀具及切削参数的选择要点。

首先，刀具的选择应根据工件的材料来确定。

不同材料的硬度、耐磨性和塑性等性质会对刀具的选择产生影响。

常用的刀具材料有高速钢、硬质合金和陶瓷等。

高速钢刀具适用于切削低硬度的材料，如铸铁、铝等。

硬质合金刀具具有较好的耐磨性和硬度，适用于切削高硬度材料，如钢和钛合金等。

陶瓷刀具具有良好的高温硬度和耐磨性，适用于切削高硬度和高温材料。

其次，根据加工方式来选择刀具的类型。

常见的刀具类型有立铣刀、立铣刀、钻头、螺纹刀和车刀等。

立铣刀适用于平面和立面的铣削加工。

立铣刀适用于开槽和切割加工。

钻头适用于孔加工。

螺纹刀适用于螺纹加工。

车刀适用于车削加工。

再次，切削参数的选择要考虑切削效率、加工质量和刀具寿命的平衡。

常见的切削参数有切削速度、进给速度和切削深度等。

切削速度是刀具切削的线速度，影响切削热的产生和刀具寿命。

一般来说，当工件材料硬度较高时，切削速度应适当降低。

进给速度是工件在单位时间内移动的距离，影响切削力和加工质量。

一般来说，较高的进给速度可以提高切削效率，但过高的进给速度会增加切削力和工具磨损。

切削深度是刀具在每次切割时进入工件的距离，影响切削力和切削热的产生。

较大的切削深度可以提高切削效率，但会增加切削力和工具磨损。

此外，还应考虑冷却润滑剂的选择和使用。

合适的冷却润滑剂可以降低切削热的产生，减小工具磨损，提高加工质量。

综上所述，刀具及切削参数的选择需要考虑工件材料、加工方式和所需加工质量。

合理选择刀具类型和切削参数可以提高切削效率、加工质量和工具寿命。

在实际应用中，还需要根据具体情况进行调整和优化。

刀具的几何参数包括刀具的切削角度，刀面的形式(如平前刀面，带卷屑断屑槽的前刀面、波形刀面等)以及切削刃的形状(直线形、折线形、圆弧形等)。

刀具的几何参数对切屑变形、切削力、切削温度和刀具磨损都有显著影响，从而影响切削加工生产率、刀具耐用度、加工质量和加工成本。

刀具的合理几何参数．是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而能达到提高切削效率，降低加工成本目的的几何参数。

选择刀具合理几何参数主要取决于工件材料、刀具材料、刀具类型，也与切削用量、工艺系统刚性和机床功率等因素有关。

第一节前角及前刀面形状的选择一、前角的功用及选择前角是刀具上重要的几何参数之一，它的大小决定切削刃的锋利程度和强固程度，直接影响切削过程。

前角有正前角和负前角之分。

取正前角的目的是为了减小切屑被切下时的弹塑性变形和切屑流出时与前面的摩擦阻力，从而可减小切削力和切削热，使切削轻快，提高刀具寿命，并提高已加工表面质量。

但前角过大时，楔角过小，会削弱切削刃部的强度并降低散热能力，反而会使刀具寿命降低。

由图可知，加工不同材料时，前角太大或太小，刀具耐用度都较低。

在一定加工条件下，存在一个耐用度为最大的前角，即合理前角。

取负前角的目的在于改善刃部受力状况和散热条件，提高切削刃强度和耐冲击能力。

负前角刀具通常在用脆性刀具材料加工高强度高硬度工件材料而当切削刃强度不够、易产生崩刃时才采用。

前角的合理数值选取原则刀具合理前角的选择主要取决于刀具材料、工件材料的种类与性质：1．刀具材料：强度和韧性较高时可选择较大的前角。

高速钢的强度高，韧性好；硬质合金脆性大，怕冲击，易崩刃。

因此，高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具选得大一些，可大5°～10°。

陶瓷刀具的脆性更大，故前角应选择得比硬质合金还要小一些。

选择要充分注意增加切削刃强度，常取负值(多在－4°～－15°范围)以改善刀具受力时的应力状态，并选负的刃倾角(取0°～－10°)与之配合以改善切入时承受冲击的能力。

刀具技术最新研究报告一、引言刀具技术作为制造业的基础和关键环节，对于提高生产效率、保证加工质量和降低生产成本具有举足轻重的作用。

近年来，随着我国制造业的快速发展，刀具技术的创新与突破显得尤为重要。

然而，目前我国刀具技术与国际先进水平相比仍有一定差距，尤其在高端刀具领域。

因此，深入研究刀具技术，推动我国刀具行业的技术进步，具有重要的现实意义。

本研究报告旨在探讨刀具技术的最新发展动态，分析现有技术存在的问题与不足，提出针对性的研究假设，并对刀具技术的未来发展进行展望。

研究问题的提出主要围绕以下几个方面：一是刀具材料的研究与应用；二是刀具结构设计与优化；三是刀具加工工艺的创新与发展。

通过本研究，力求为刀具行业提供有益的理论指导和实践参考。

研究目的与假设：本研究旨在提高刀具性能，降低生产成本，假设通过优化刀具材料、结构和加工工艺，可以显著提升刀具的使用寿命和加工效率。

研究范围与限制：本报告主要针对金属切削刀具展开研究，不包括非金属切削刀具和其他特殊用途刀具。

研究范围涵盖刀具设计、制造、应用及维护等方面。

本报告简要概述了刀具技术的背景、重要性、研究问题、目的与假设以及研究范围与限制，为后续内容的展开奠定了基础。

以下是本报告的主要研究内容与发现。

二、文献综述在刀具技术领域，国内外学者进行了大量研究。

早期研究主要关注刀具材料的研究与应用，如高速钢、硬质合金等。

随着技术的发展，研究者逐渐转向刀具结构设计与优化，以及加工工艺的创新。

以下对相关研究成果进行简要回顾。

在理论框架方面，研究者提出了刀具寿命模型、切削力模型等，为刀具设计和优化提供了重要依据。

同时，有关切削稳定性、切削温度和表面质量等方面的研究，为刀具技术在实际应用中的性能评估提供了理论支持。

主要研究发现包括：一是刀具材料对刀具性能具有重要影响，新型材料如陶瓷、金刚石等具有较高硬度和耐磨性；二是刀具结构优化可显著提高加工效率，如采用非对称刀具结构、涂层技术等；三是加工工艺参数的合理选择与调整，有助于提高刀具使用寿命和加工质量。