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一、刀具種類
（一）刀具分類

由于機(jī)械零件的材質(zhì)、形狀、技術(shù)要求和加工工藝的多樣性，客觀上要求進(jìn)行加工的刀具具有不同的結(jié)構(gòu)和切削性能。因此，生產(chǎn)中所使用的刀具的種類很多。刀具常按加工方式和具體用途，分為車刀、孔加工刀具、銑刀、拉刀、螺紋刀具、齒輪刀具、自動(dòng)線及數(shù)控機(jī)床刀具和磨具等幾大類型。刀具還可以按其它方式進(jìn)行分類，如按所用材料分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金剛石刀具等；按結(jié)構(gòu)分為整體刀具、鑲片刀具、機(jī)夾刀具和復(fù)合刀具等；按是否標(biāo)準(zhǔn)化分為標(biāo)準(zhǔn)刀具和非標(biāo)準(zhǔn)刀具等。

（二）常用刀具簡介

1.車刀

車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣的一種刀具。它可以在車床上加工外圓、端平面、螺紋、內(nèi)孔，也可用于切槽和切斷等。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接裝配式車刀和機(jī)械夾固刀片的車刀。機(jī)械夾固刀片的車刀又可分為機(jī)床車刀和可轉(zhuǎn)位車刀。機(jī)械夾固車刀的切削性能穩(wěn)定，工人不必磨刀，所以在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用越來越多。

2.孔加工刀具

孔加工刀具一般可分為兩大類：一類是從實(shí)體材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等；另一類是對(duì)工件上已有孔進(jìn)行再加工的刀具，常用的有擴(kuò)孔鉆、鉸刀及鏜刀等。例如，下圖示標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的結(jié)構(gòu)。工作部分（刀體）的前端為切削部分，承擔(dān)主要的切削工作，后端為導(dǎo)向部分，起引導(dǎo)鉆頭的作用，也是切削部分的后備部分。

3.銑刀

銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具，其種類很多。按用途分有：1）加工平面用的，如圓柱平面銑刀、端銑刀等；2）加工溝槽用的，如立銑刀、T形刀和角度銑刀等；3）加工成形表面用的，如凸半圓和凹半圓銑刀和加工其它復(fù)雜成形表面用的銑刀。銑削的生產(chǎn)率一般較高，加工表面粗糙度值較大。

4.拉刀

拉刀是一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具，廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，可加工各種內(nèi)、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同，可分為各種內(nèi)拉刀和外拉刀兩類。使用拉刀加工時(shí)，除了要根據(jù)工件材料選擇刀齒的前角、后角，根據(jù)工件加工表面的尺寸（如圓孔直徑）確定拉刀尺寸外，還需要確定兩個(gè)參數(shù)：（1）齒升角af[即前后兩刀齒（或齒組）的半徑或高度之差]；（2）齒距p[即相鄰兩刀齒之間的軸向距離]。

5.螺紋刀具 螺紋可用切削法和滾壓法進(jìn)行加工。 6.齒輪刀具
齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具。按刀具的工作原理，齒輪分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具。常用的成形齒輪刀具有盤形齒輪銑刀和指形齒輪刀具等。常用的展成齒輪刀具有插齒刀、齒輪滾刀和剃齒刀等。選用齒輪滾刀和插齒刀時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）刀具基本參數(shù)（模數(shù)、齒形角、齒頂高系數(shù)等）應(yīng)與被加工齒輪相同。
（2）刀具精度等級(jí)應(yīng)與被加工齒輪要求的精度等級(jí)相當(dāng)。
（3）刀具旋向應(yīng)盡可能與被加工齒輪的旋向相同。滾切直齒輪時(shí)，一般用左旋齒刀。

7.自動(dòng)線與數(shù)控機(jī)床刀具

這類刀具的切削部分總的來說與一般刀具沒有多大區(qū)別不同情況，只是為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)線加工的特點(diǎn)，對(duì)它們提出了更高的要求。

二、刀具材料
刀具切削性能的好壞，取決于構(gòu)成刀具切削部分的材料、幾何形狀和刀具結(jié)構(gòu)。刀具材料對(duì)刀具使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等都有很大影響，因此要重視刀具材料的正確選擇與和合理使用。

（一）刀具材料應(yīng)具備的性能

1、  高的硬度和耐磨性

刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度、數(shù)量和分布。

2、足夠的強(qiáng)度和韌性

為了承受切削中的壓力沖擊和韌性，避免崩刀和折斷，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性。

3、高耐熱性

刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性得能力。

4、良好的工藝性

為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性。如，切削加工性、鑄造性、鍛造性和熱處理性等。

5、良好的經(jīng)濟(jì)性

（二）常用的刀具材料

目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼（如T10A、T12A）、工具鋼（如9SiCr、CrWMn）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。

• 高速鋼

?  定義：是一種加入較多的鎢、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。

?性能：有較高的熱穩(wěn)定性；有較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造。是制造鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等的主要材料。

? 分類：

按用途分：通用型高速鋼和高性能高速鋼；

按制造工藝分：熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。

1、通用型高速鋼

鎢鋼：典型牌號(hào)為W18Cr4V，有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。

鎢鉬鋼：典型牌號(hào)為W6Mo5Cr4V2，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨加工性好，目前各國廣泛應(yīng)用。

2、高性能高速鋼

典型牌號(hào)為高碳高速鋼9W18Cr4V、高釩高速鋼W6MoCr4V3、鈷高速鋼W6MoCr4V2Co8和超硬高速鋼W2Mo9Cr4Co8等。適合于加工高溫合金、鈦合金和超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。

3、粉末冶金高速鋼

用高壓氬氣或氮?dú)忪F化熔融的高速鋼水，直接得到細(xì)小的高速鋼粉末，高溫下壓制成致密的鋼坯，而后鍛壓成材或刀具形狀。適合于制造切削難加工材料的刀具、大尺寸刀具（如滾刀、插齒刀）、精密刀具、磨加工量大的復(fù)雜刀具、高動(dòng)載荷下使用的刀具等。

• 硬質(zhì)合金

由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結(jié)劑（Co）經(jīng)粉末冶金法制成。

硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占50%）。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等。
具有高耐磨性和高耐熱性，但抗彎強(qiáng)度低、沖擊韌性差，很少用于制造整體刀具。它還可用于高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。

ISO將切削用的硬質(zhì)合金分為三類：（各種牌號(hào)的應(yīng)用范圍見p16表1.1）

1、  YG(K)類，即WC-Co類硬質(zhì)合金

2、  YT(P)類，即WC-TiC-Co類硬質(zhì)合金

3、  YW(M)類，即WC-TiC-TaC-Co類硬質(zhì)合金

（三）其它刀具材料

1、  涂層刀具

2、  陶瓷：硬度高、耐用度高，還可用于沖擊負(fù)荷下的粗加工，切削效率顯著提高。

3、  金剛石

4、  立方氮化硼

三、刀具選用

1.刀具種類的選擇 刀具種類主要根據(jù)被加工表面的形狀、尺寸、精度、加工方法、所用機(jī)床及要求的生產(chǎn)率等進(jìn)行選擇。 2.刀具材料的選擇 刀具材料主要根據(jù)工件材料、刀具形狀和類型及加工要求等進(jìn)行選擇。 3.刀具角度的選擇(見P47)

刀具角度的選擇主要包括刀具的前角、后角、主偏角和刃傾角的選擇。

（1）前角

前角γo對(duì)切削的難以程度有很大影響。增大前角能使刀刃變得鋒利，使切削更為輕快，并減小切削力和切削熱。但前角過大，刀刃和刀尖的強(qiáng)度下降，刀具導(dǎo)熱體積減少，影響刀具使用壽命。前角的大小對(duì)表面粗糙度、排屑和斷屑等也有一定影響。工件材料的強(qiáng)度、硬度低，前角應(yīng)選得大些，反之小些；刀具材料韌性好（如高速鋼），前角可選得大些，反之應(yīng)選得小些（如硬質(zhì)合金）；精加工時(shí)，前角可選得大些。粗加工時(shí)應(yīng)選得小些。

（2）后角

后角αo的主要功用是減小后刀面與工件間的摩擦和后刀面的磨損，其大小對(duì)刀具耐用度和加工表面質(zhì)量都有很大影響。一般，切削厚度越大，刀具后角越小；工件材料越軟，塑性越大，后角越大。工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小后角，尺寸精度要求較高的刀具，后角宜取小值。

（3）主偏角

主偏角κr的大小影響切削條件和刀具壽命。在工藝系統(tǒng)剛性很好時(shí)，減小主偏角可提高刀具耐用度、減小已加工表面粗糙度，所以κr宜取小值；在工件剛性較差時(shí)，為避免工件的變形和振動(dòng)，應(yīng)選用較大的主偏角。

（4）副偏角

副偏角κr'的作用是可減小副切削刃和副厚刀面與工件已加工表面之間的摩擦，防止切削振動(dòng)。κr'的大小主要根據(jù)表面粗糙度的要求選取。

（5）刃傾角

刃傾角λs主要影響刀頭的強(qiáng)度和切屑流動(dòng)的方向。