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金属切削刀具基本知识 武汉智威星二维科技有限公司 培训教材 技术篇 Ⅱ金属切削刀具基本知识 2022年8月 第二部分：金属切削刀具基本知识 一、概论 (一)刀具的在机械加工中的作用与地位 机械加工中，所需要的装备，主要包括： ?机床 ?夹具 ?量具 ?刀具 刀具在机械加工中起到至关重要的作用一个毛坯装的零件要变成所需的形状，必须通过刀具来加工，刀具的好坏直接影响到： ●加工效率 ●表面质量 ●加工精度 ●生产成本 刀具成本在整个生产成本中所占比率并不大---约2-5%，但作用非同小可！改善刀具是机械加工中提高生产效率、改善加工质量、有效保证加工精度、降低生产成本的最经济、最有效的办法 (二)刀具的分类 ?按刀具的组合部位分类 刀具是安装在机床上来对工件进行加工的，所以从与机床的连接到与工件接触加工，主要分为三个部分： ●与机床的主轴联结部分： 这一部分称为刀具系统（或称工具系统，刀柄系统）传统意义上，把这一部分归入机床附件。

●中间部分 这一部分称为刀体、刀座、刀杆、刀盘等等，它们一头通过上述的刀具系统与机床连接，或直接与机床的刀塔、尾座连接；另一头与刃具相连接 ●刃具部分 这一部分是直接参与切削工件的部分 ?按刀具的加工形态分类 ●车削刀具 车床上使用的刀具 最基本特征是：工件与机床主轴一起作旋转运动，刀具只作轴向进给运动 ●旋转刀具 在铣削类机床上使用，包括：铣床，钻床，镗床，攻丝机床及各类加工中心 最基本特征是：刀具与机床主轴一起作旋转运动，工件只作轴向进给运动 ●特种刀具 如齿轮加工刀具等等 (三)国内刀具发展状况 十几年前，国内普遍使用的是焊接式刀具、高速钢刀具、一般的硬质合金等传统刀具；如今，随着技术的进步，数控机床的普及，先进的刀具已广泛被采用 ?技术上的发展主要体现在如下方面： ●双面定位刀具系统-------传统的刀具系统中与机床主轴连接的标准主要采用莫氏锥度，7/24锥度，圆柱直柄；如今，已广泛采用双面定位的（锥度与端面）技术，从而提高了刀具系统的定位与重复定位精度、刚性。

这类双面定位的标准主要有：HSK,CAPTO,KM,BIG-PLUS等 ●高速刀具系统-------采用先进的动平衡技术，实现刀具系统的高速化，如今转速可达10000RPM以上的刀具已非常普遍 ●刀具系统的模块化------传统的刀具系统多采用整体结构；如今模块化结构已被广泛采用其优点是灵活性强，可以自由组合而且随着制造精度的提高，新材料的出现，热处理技术的进步，模块化刀具系统的组合精度及刚性也能达到整体结构的效果 ●机夹式刀具（不重磨刀具，舍弃式刀具，镶片式刀具）广泛使用除普通机床还有部分使用焊接式刀具之外，数控机床几乎全部采用机夹刀具 ●新型刃具材料的采用传统刀具的刃具部分的材料有工具钢，高速钢，普通硬质合金；如今刃具材料既要求高耐磨性，又要求具有高韧性，所以工具钢已很少用做刃具材料（耐磨性差），高速钢也多采用含钴高速钢（HSS-Co，HSSE),粉末冶金高速钢为了改善硬质合金的韧性，微粒或超微粒硬质合金已广泛采用除此之外，金属陶瓷，陶瓷材料，立方氮化硼（CBN）材料，金刚石（PCD）材料已普遍采用 ●新的涂层技术：原来多采用CVD化学涂层，涂层材料多为TIN；为了提高刃具材料的硬度，改善刃具表面的抗粘连性能,同时又保持基体的良好韧性，近年来，物理涂层（PVD)涂层被广泛采用，涂层材料也由单一的TIN发展到TICN,TIALN，PCD涂层以及复合涂层，涂层的层数也由单层发展到多层、纳米级涂层。

?刀具市场状况 近几年以来，我国的机械行业发展迅猛无论是汽车及零部件，还是航空航天、造船、军工、工程机械、IT制造业、冶金、电力、通用机械等行业都大量使用数控机床，从而刀具的用量也日益增长，据权威机构不完全统计，2022年我国的刀具总用量高达500亿左右今后若干年以内，市场需求量仍然处于上升趋势，特别是我国的中部地区 ?市场上的主要刀具品牌 ●国内品牌：主要以几家传统的大国营企业为主，如：株洲硬质合金、自贡硬质合金、成量、哈量、上海工具集团、陕西硬质合金厂等等,另外民营或私营公司：森泰英格、千木、阿诺、锑玛，以生产刀具系统、刀杆、刀盘及整体合金铣刀、钻头、铰刀为主 ●国外品牌：也包括有些在国内有合资或独资厂的国外品牌 ?欧洲品牌：以瑞典的山特维克（SANDVIK)集团为主，其旗下品牌包括：SANDVIK 可乐满(Coromant)、瑞典山高(Seco)、德国瓦尔特(Walter)，法国Safety等其它品牌：德国KOMET集团、德国MAPAL、德国蓝帜、钴领Guehring另外还有一些有特点的、专项刀具品牌，如瑞士Urma、瑞士Lamina、法国Magafor、德国NeoBOSS、英国圣德兰、瑞士好优利、德国EMUGE等等。

?美国品牌：以肯纳（KENNA)集团为主，其旗下品牌包括：美国KENNA、德国WIDIA. 其它品牌：美国AMEC、STAR等等 ?以色列品牌：以ISCAR集团（IMC), 其旗下品牌包括：以色列ISCAR、美国英格索尔（Ingersoll）、韩国特固克（TaeguTec）、日本泰克勒（原东芝）等另外还有一些专项刀具品牌，如Vargus、Carmex(CPT)等 ?日本品牌：包括京瓷(Kyocera)、三菱（MITSUBISHI）、住友(SUMITOMO)、欧士机（OSG）、黛杰（DIJET）、不二越（NACHI）、日立(HITACHI)、大昭和（BIG）、日研(NIKKEN)、圣和(SHOWA) 、恩司迪（MST）、弥满和（YAMAWA）等 ?韩国品牌：KORLOY、大因（DINE）、YG-1、 ?台湾品牌：包括勤堃(Evermore)、安威(ANNWAY)、正河源(SYIC)、丸荣(Acrow)、大宝（T-OSG）、三禄（SUNROXM）、益铨E-CHAIN、OSL等等，台湾品牌主要以生产刀具系统、车刀杆、刀体、刀盘及整体合金铣刀为主，无刀片。

二、金属切削原理及相关理论 1.切削运动 为了对金属表面进行加工，刀具与工件必须有一定的相对运动，就是所谓切削运动. 切削运动包括主运动(刀具或工件的旋转运动--图中Ⅰ）和进给运动(刀具或工件的线性运动---图中Ⅱ）主运动是切下切屑最基本的运动；进给运动是使金属层不断投入切削，从而形成加工表面所需的运动各种切削加工方法（车削、铣削、钻削、磨削和齿轮加工等）都是为了加工某种表面而发展起来的，因此，都有其特定的切削运动 2.金属切削三要素-----切削用量 在金属切削加工过程中,有三个参数是至关重要的,也就是我们常说的“切削三要素”,也称”切削用量”: ?切削速度V ---也就是刀尖与工件接触点的线速度，单位为m/min 切削速度与主运动的转速之间的换算关系：V=2*π*R*N/1000 其中: π=3.14, R=刀尖与工件接触点处的工件或刀具的半径，单位为mm N=主运动的转速，单位为转/min（RPM） ?进给量----又称进给速度，是工件或刀具在进给运动方向（轴向）的位移速度有三种进给量： F---每分钟进给量，单位为mm/min。

f---每转进给量，单位为mm/R fz—每齿、每转进给量，单位为mm/Z.R（多齿刀具） 。