工件材料与刀具材料的关系
六章刀具磨损和刀具使用寿命
• 6.2.2粘结磨损
• 粘结是冷焊和熔焊的总称。在摩擦副的实际接触面上，在 极大的法向压力下产生塑性变形而发生粘附—冷焊；在切 削高温区，材料软化而处于易变形状态，由于原子的热运 动作用，原子克服它们之间的位能壁垒，使两种金属互融 的可能性增大，这样发生的粘附—熔焊。在切削过程中， 两摩擦面由于有相对运动，粘结点将产生撕裂，被对方带 走，即造成粘结磨损。
6.2刀具的磨损原因
刀具的磨损过程和机理非常复杂，有机械负荷和硬质点 造成的机械磨损；切屑粘附造成的粘附磨损；周期性交变 载荷造成的疲劳磨损；化学效应造成的氧化和扩散磨损及 刀尖区高温塑性变形、热应力造成的磨损等。其特点可归 纳为： ⑴摩擦接触表面是活性很高的新鲜表面； ⑵摩擦接触的温度很高，可达800oC～1000oC； ⑶摩擦接触面之间的接触压应力很大，可达2GPa以上； ⑷磨损速度很快。刀具的磨损通常是机械、化学和热效应 综合作用的结果。
削速度称为最大生产率的切削速度(Vcp)和经济的切 削速度(Vcc)。一般情况下，应采用经济使用寿命。
• 1.刀具最大生产率使用寿命 • 完成一个工序所需要的工时tw，则：
•
tw
tmtct
tm T
to
t
• tm：工序的切削时间（机动时间） • tct：刀具磨钝后，换一次刀所消耗的时间（包括卸刀、装刀、对
• 国际标准ISO推荐硬质合金外圆车刀的磨钝标准，可以是 以下任何一种：
• （1） VB=0.3mm；
四大材料刀具的性能与选择
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。
数控车床类刀具知识
数控车床类刀具知识1)刀具材料性能刀具材料不仅是影响刀具切削性能的重要因素，而且它对刀具耐用度、切削用量、生产率、加工成本等有着重要的影响。
因此，在机械加工过程中，不数控车床但要熟悉各种刀具材料的种类、性能和用途，还必须能根据不同的工件和加工条件，对刀具材料进行合理的选择。
切削时，刀具在承受较大压力的同时，还与切屑、工件产生剧烈的摩擦，由此而产生较高的切削温度；在加工余量不均匀和切削断续表面时，加工中心刀具还将受到冲击，产生振动。
为此，刀具切削部分的材料应具备下列基本性能。
①硬度和耐磨性。
刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度，一般情况下，要求其常温硬度在60HRC以上。
通常，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好，刀具切削部分抗磨损的能力也就越强。
耐磨性还取决于材料的化学成分、显微组织。
刀具材料组织中硬质点的硬度越高，数量越多，晶粒越细，分布越均匀，则耐磨性越好。
此外，刀具材料对工件材料的抗黏附能力越强，耐磨性也越好。
②强度和韧性。
由于切削力、冲击和振动等作用，数控车床刀具材料必须具有足够的抗弯强度和冲击韧性，以避免刀具材料在切削过程中产生断裂和崩刃。
③耐热性与化学稳定性。
耐热性是指刀具材料在高温下保持其硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
耐热性越好，则允许的切削速度越高，同时抵抗切削刃塑性变形的能力也越强。
化学稳定性是指刀具材料在高温下不易和工件材料、周围介质发生化学反应的能力。
化学稳定性越好，刀具的磨损越慢。
除此之外，刀具材料还应具有良好的工艺性和经济性。
如工具钢淬火变形要小加工中心，脱碳层要浅及淬透性要好；热轧成形刀具应具有较好的高温塑性等。
(2)常用刀具材料①高速钢。
高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢，有较高的热稳定性，切削温度达500～650~C时仍能进行切削，有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性。
其制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、数控车床拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。
机械加工中的切削力与加工力学分析
机械加工中的切削力与加工力学分析机械加工是一种常见的制造工艺，利用机床对原材料进行切削、磨削、钻孔等操作，将其加工成所需形状和尺寸的工件。
在机械加工过程中，切削力和加工力学是两个重要的参数，对加工质量和机床性能具有重要影响。
一、切削力的定义和影响因素切削力是指在刀具与工件接触面上的力，它是机械加工中最主要的力之一。
切削力的大小与刀具、工件、切削速度、进给量等因素密切相关。
1. 刀具形状和材料：切削力与刀具形状和材料有密切关系。
一般来说，刃口越尖锐的刀具，切削时所受的力越大。
此外，刀具的材料和硬度也会影响切削力的大小。
2. 工件材料和硬度：不同的工件材料具有不同的切削性能。
通常来说，材料越硬的工件，切削时所需的力越大。
3. 切削速度：切削速度是指刀具与工件相对运动的速度。
切削速度的增加会导致切削力的增大，但当速度超过一定范围后，切削力增加的趋势开始减缓。
4. 进给量：进给量是指单位时间内切削刀具所移动的距离。
进给量的增加会导致切削力的增大。
二、加工力学的分析方法加工力学是研究机械加工过程中力学关系的学科，可以通过力学分析来预测和优化机械加工过程。
1. 经验公式法：经验公式法是一种常用的切削力计算方法。
它通过实验和经验总结，建立了切削力与切削条件、材料性质之间的关系，从而快速估计切削力的大小。
2. 力学模型法：力学模型法是一种精确的切削力计算方法。
通过对机械加工过程进行详细的力学分析，可以建立起精确的切削力模型，从而准确预测和分析切削力的大小和变化规律。
3. 有限元法：有限元法是一种计算机辅助的力学分析方法。
通过将机械加工过程离散为许多小的力学单元，然后对每个单元进行力学计算，最后整合得到整个加工过程的力学信息，包括切削力。
三、切削力的调控和优化切削力的大小直接关系到机械加工过程的质量和效率。
为了提高加工效果和延长刀具寿命，需要合理控制和优化切削力。
1. 选择合适的刀具：合适的刀具形状和材料可以减小切削力，并提高加工效果。
机械制造技术基础总复习
切削运动一般是主运动和进给运动的合成主运动必须有且只有一个。
它可以是旋转运动、直线运动，可以由工件完成、刀具完成，可以是简单运动，也可以是复合运动。
进给运动：是在切削运动中不断地把切削层投入，它保证切削工作连续或反复进行.进给运动的速度较低，功率消耗也较少，可以是连续进行的，也可以是断续进行的(?)，可以由工件完成，也可以由刀具完成，可以是简单运动，也可以是复合运动。
合成切削运动：由同时进行的主运动和进给运动合成的运动。
切削层是指在切削过程中，刀具的切削刃一次走刀所切除的工件材料层。
切削层参数：切削厚度：垂直于过渡表面度量的切削层尺寸切削宽度：沿过渡表面度量的切削层尺寸切削面积：切削层在切削层尺寸度量平面内的横截面积切削速度v c、进给量f(或进给速度v f), 背吃刀量值a p,称为切削用量三要素。
切削速度Vc （m/s或m/min）切削刃选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。
进给速度：单位时间内的进给位移量，mm/s；进给量：工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量，mm/r（或mm/双行程）。
切削深度/背吃刀量ap一般为工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离。
(1)前刀面直接作用于被切削的金属层，并控制切屑沿其排出的刀面。
根据前刀面与主、副切削刃相毗邻的情况分为：主前刀面：与主切削刃毗邻的称为主前刀面；副前刀面：与副切削刃毗邻的称为副前刀面。
(2)后刀面后刀面分为主后刀面与副后刀面。
主后刀面：是指与工件上加工表面相互作用和相对着的刀面；副后刀面：是与工件上已加工表面相互作用和相对着的刀面。
(3)切削刃:切削刃是前刀面上直接进行切削的锋边，有主切削刃和副切削刃之分。
主切削刃：指前刀面与主后刀面相交的锋边，它完成主要的切除或表面成形工作；副切削刃：指前刀面与副后刀面相交的锋边，它配合主切削刃完成切除工作，并最终形成以加工表面。
(4)刀尖刀尖是主、副切削刃的连接部位。
机械制造技术考点汇总
第一章 金属切削基础1.基本知识：①工件上的加工表面：3个不断变化着的表面 (1) 待加工表面。
工件上行将被切除的表面。
(2) 已加工表面。
工件上经刀具切削后产生的新表面。
(3) 过渡表面。
工件上由切削刃正在切削着的表面，位于待加 工表面和已加工表面之间，也称作加工表面或切削表面。
②切削运动：直接完成切除加工余量任务，形成所需零件表面的运动包括主运动和进给运动（合成切削运动）主运动及进给运动：可能是连续，也可能是间歇的；可能是直线运动，也可能是回转运动；可由刀具和工件分别完成(如车削和刨削)，也可由刀具单独完成(如钻孔)，但很少由工件单独完成；可以同时进行(如车削、钻削)，也可以交替进行(如刨平面、插键槽)；③切削用量：切削用量用来定量描述主运动、进给运动和投入切削的加工余量（切削层）厚度。
切削速度：刀刃上选定点的主运动的线速度 单位：m/s 或m/min当主运动为旋转运动时，可按右式计算 切削刃上各点的切削速度是不同的进给量：主运动的每一转或每一行程，刀具和工件沿进给运动方向的相对位移量称。
znf fn v Z f ==背吃刀量：工件上已加工表面和待加工表面间的距离切削用量三要素：切削速度；进给量；背吃刀量2.金属切削刀具的几何参数①刀具切削部分的结构要素：刀具组成：夹持部分（刀柄）；切削部分（刀头） 切削部分组成：三面、两刃、一尖②切削平面切削角度分析：参考PPT1000dnv π=第二章金属切削的基本规律及其应用1.切屑的种类及其变化①分类：带状切屑；底面光滑，背面呈毛茸状挤裂切屑；底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状节状切屑；底面已不光滑，呈粒状金属块的堆砌崩碎切屑：不规则块状颗粒②影响切屑形状的因素：工件材料、切削速度、进给量、刀具角度③切屑形状对加工过程的影响：切削过程平稳性、表面质量④切屑控制：卷曲和折断2.切削层金属的变形①三个变形区②变形程度的表示：变形系数；剪切角；剪应变变形系数PS：能表示变形程度的参数：切屑形态（方便、定性）；剪切角（定量）；变形系数（纯挤压，易测）；剪应变（纯剪切，较合理，忽略挤压）③刀—屑接触区的变形与摩擦第二变形区特征:切屑底层晶粒纤维化,流速减慢,甚至滞留。
金属切削刀具材料的选择
金属切削刀具材料的选择工件的切削加工离不开金属切削刀具。
但如何选择合适的切削刀具，如何获得更好的加工效率，如何降低加工的生产成本，往往是一个简单又复杂的课题。
金属切削刀具的选择，主要根据所将要加工零件的材料来进行选择，而金属切削刀具的材料发展也是根据工件材料的发展而发展的。
从工件材料的金属性能上进行分析，金属材料可分为脆性材料、韧性材料、粘性材料，而一般的刀具材料也是根据工件的这三种特性而发展的，针对工件材料上述三种特征，国际标准对应金属切削的硬质合金材料有K、P、M三类材料，而高速钢材料也有软硬不同的各种材料。
但如何选择合适的刀具材料进行金属切割哪？这还需要从材料的这些基本特征入手分析后进行针对性的选择。
首先我们把工件材料做一下种类划分，脆性材料的特点耐磨性比较好，但强度相对较低，这类材料主要是以铸铁类材料为主，因此切削刀具的材料需要比较硬的刀具材料（K类硬质合金），一般情况下，加工铸铁类零件的硬质合金刀具材料相对的硬度比较高，耐磨性比较好，韧性较差，相比较刀具更容易产生碎裂问题；而对应韧性金属材料来说，需要刀具具有一定的韧性，同时针对材料的金属性能需要金属切削性能具备有相对的韧性和刚度才能有效地进行金属切割（P类硬质合金），刀具材料的失效形式往往以磨损为主；对粘性材料而言，材料的最大特点是粘性大，金属切割刀具经过加工表面时，被加工的金属材料容易粘接在刀具的表面和需要刀具具有良好的抗拉伸的能力，刀具材料（M类硬质合金），刀具材料的失效形式也往往以积屑瘤为主。
以上是金属切削刀具材料的三种基本性能的分析，但金属材料的性能还有相对比较大的变化，从工件材料的脆、韧、粘基本性能角度进行叠加分析，又可以得到一些新的变化，当把脆性和脆性进行二次叠加就得到了更硬的材料，如金属材料进行淬火处理后可使工件材料获得更硬（更耐磨）的超硬材料的特征；而脆性和韧性叠加可得到工件材料具有韧和艮的特征，这就是高温合金材料中镍基合金材料的基本特征；而而脆性和粘性叠加后，工件材料所体现出的加工特征是材料具有相对的强度和粘性，这就是非鉄合金材料的基本加工特征；当韧性和粘性叠加后金属材料表现出来的性能粘韧组合的性能，这与高温合金材料中钛合金材料的可加工特性相同，从金属材料的分类来看，同属高温合金材料的镍基合金和钛合金，两者材料的基本特征也是不同的，进行加工时，性能差异很大，刀具材料的选择更复杂，因此把高温合金材料又称为难加工材料；当把粘性和粘性进行二次叠加，工件材料所表现出来的特征却发生了更大的巨变，从材料本身来看工件变得很软，很容易变形，但软的材料在挤压后却展现出更硬的特征，工件材料在进行二次挤压时出现了更硬更强的特征，这就是目前复合材料（碳纤维等复合材料）的特征，一般碳纤维的复合材料的加工是目前最难选择的加工之一，刀具寿命也是最低的一种金属切割的加工，刀具材料一旦出现磨损工件材料就会发生拉丝等问题，因此加工刀具需要做的锋利而减小对工件材料的挤压作用。
工件材料对刀具寿命的影响
工件材料对刀具寿命的影响在生产实践中，合理选择刀具耐用度的首要因素，是工件材料。
我们介绍工件材料的影响因素：强度、硬度切削过程中克服材料强度和硬度所消耗的功及产生的热、力和摩擦是造成刀具后刀面磨损和前刀面月牙洼磨损的主要原因。
除了材料本身的材料属性，热处理也可以使材料的强度和硬度增加，材料可加工性变差。
韧性、塑性韧性和塑性好的材料易生成积屑瘤和产生粘结磨损，积屑瘤和粘结物的脱落加快刀具磨损。
韧性好的材料，加工时还会遇到切屑问题的困扰。
虽然在开放的加工环境中，切屑不会对工件加工产生影响，但是也会发生缠绕在或者夹具等设备部件中。
加工硬化加工硬化倾向强的材料加剧刀具的沟槽磨损，因削弱刀具强度或降低加工表面质量使刀具失效。
刀具监控为了保证尺寸精度和表面质量而分成粗精两步加工，意外地发现余量较小的精加工工序刀具刃口磨损严重，对粗加工后的不锈钢表面进行金相分析时发现了表面硬化，而导致使材料表面硬化的热量应该就来源于磨损后的粗加工刀具。
化学亲和力与刀具材料化学亲和力强的材料，引起粘结和扩散，加剧月牙洼磨损。
其中主要指标有：（1）杨氏模量杨氏模量小的材料，材料切除后的反弹量大，加剧刀具后刀面磨损。
（2）导热性导热性差的材料，切削区温度高，使刀具强度、硬度降低，造成塑性变形，加剧刀具磨损。
（3）金相组织金相组织中的硬质相对刀具产生强力的摩擦磨损；使珠光体球化可以改善材料的可加工性。
（4）化学成分化学成分中的合金元素越多、含量越高，材料的可加工性变差；添加易切削元素可改善可加工性。
（5）材料变形特性切削变形时剪切角大的材料和碎切削材料，切屑与刀具的接触面积小，切削力集中在刀尖，容易打刀或产生振动。
刀具切削原理
刀具切削原理
刀具切削原理是指在切削加工过程中，刀具通过相对于工件的相对运动，将工件上的材料逐渐剥离和去除，以达到加工工件的目的。
刀具切削原理与刀具的几何形状、材料、尺寸、刃口状况等因素密切相关。
下面将介绍几种常见的刀具切削原理。
1. 削剪切削原理：在削剪切削中，刀具的切削边缘相对于工件的方向进行快速切割。
切削力集中在刀具的刃口附近，通过工件上的剪切应力使材料断裂并剥离。
这种切削原理常用于剪切、切割等工艺中。
2. 磨削切削原理：磨削切削是通过刀具上的磨削颗粒与工件接触，通过摩擦磨削去除工件上的材料。
刀具通常是磨石、磨轮等，利用磨粒与工件的相对运动，在磨削过程中剥离材料。
这种切削原理适用于对工件进行精密、表面光滑的加工。
3. 钻削切削原理：在钻削切削中，刀具通常是钻头，通过旋转运动与工件相互作用。
刀具在工件上产生切削力，通过刀具的刃口将材料剥离和去除。
这种切削原理适用于钻孔。
4. 滚削切削原理：滚削切削是通过滚轮等刀具与工件表面接触，通过相对轴向运动将工件上的材料压缩、变形或剥离。
这种切削原理适用于滚压、滚花等工艺。
总而言之，不同的刀具切削原理适用于不同的工艺需求，根据工件的具体加工要求选择合适的切削原理和刀具是提高加工效率和质量的重要因素。
刀具材料与工件材料的力学性能匹配
刀具材料与工件材料的力学性能匹配力学性能主要指的是刀具和工件的强度、韧性及硬度等参数。
各种刀具材料按照抗弯强度由强到弱的顺序排列，依次为：高速钢＞硬质合金＞陶瓷刀具＞石和立方氮化硼刀具；按照韧性从高到低顺序排列，依次为高速钢＞硬质合金＞立方氮化硼、石和陶瓷刀具；按照硬度由高到低顺序排列，依次为石刀具＞立方氮化硼刀具＞陶瓷刀具＞硬质合金＞高速钢Q 刀具监控由于力学性能存在差异，刀具才能适应各种不同工件材料的加工需求。
刀具的硬度必须要高于它要加工的工件硬度，因此高硬度的工件材料，必须要用更高硬度的刀具才能进行加工。
通常，刀具材料的硬度越高，其耐磨性也就越好，但是强度和韧性一般不会与硬度（即耐磨性）同时表现高优，就如鱼和熊掌不可兼得的关系。
高强度和高韧性的刀具，硬度（耐磨性）通常较低，一般被安排用于粗加工和半精加工，如高速钢和钻含量高的硬质合金刀具；而高硬度（高耐磨性）的刀具，强度和韧性相对较低，一般被用于精加工和高精密加工，如低钻含量硬质合金、立方氮化硼、石和陶瓷刀具。
刀具材料硬度与韧性的关系另外，同时在强度、韧性、硬度方面表现都优秀，具备强大综合高温力学性能的刀具，特别是近几年来，刀具业界科研人员创新性地在硬质合金材料中添加了超级合金（也叫高温合金）中的关键耐高温组元，不仅具有抗塑性变形能力,的抗冲击性能，还兼具更高红硬性的超级硬质合金材质刀具，是M类（不锈钢：不锈钢、铸钢）和S类（难加工材料：高速钢、特殊合金钢、耐热不锈钢、高温合金、难熔合金）工件粗、半精、精加工的**,其切削质量和使用寿命可比普通硬质合金刀具提高一倍以上。
而具有优良的高温力学性能（特指红硬性），在高速切削下有很好的红硬性和抗月牙洼磨损能力的刀具，则是高速切削的**之选，如TiCN基金属陶鎏刀具就具有上述优点，能够以很高的速度进行切削，其允许的切削速度可以比硬质合金刀具高2到10倍，适合P、M、K类（钢、不锈钢、铸铁）材质工件的高速精加工、半精加Xo。
硬质合金刀片的材料分类性能选用摘要讲课文档
第一页，共108页。
工欲善其事 必先利其器
第二页，共108页。
前
言
在由机床、刀具和工件组成的切削加工 工艺系统中，刀具是最活跃的因素。刀具切 削性能的好坏取决于构成刀具的材料和刀具 结构，而刀具材料最具有决定性作用。
半个多世纪以来，刀具材料的进步极大 地推动着人类社会生产力的发展。从碳素工 具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶 瓷材料到金刚石和立方氮化硼材料以及刀具 涂层技术，刀具材料性能的改进使得切削速 度不断提高。刀具技术和机床技术的发展相 互促进，工件材料与刀具材料交替进展，对 推动切削加工技术的发展起着决定性作用。
第十九页，共108页。
抗压强度
mpa
3436 4126 — 4218 4513 4701 4701 4905 4807 3924
4905 4905 4701 4316
— 5788 5592 4905 4611 4416
（3）硬质合金ISO标准按用途分类表
主要类别
用 途分 类
被加工 识别 材料大类 颜色
维氏硬度
HV
(公斤/毫米2)
抗弯强度
mpa
P01.2
30
P01.3
51
P01.4
62
P05
77
P
P10
63
P20
76
P25
71
P30
82
P40
75
P50
68
64
6
43
6
33
5
18
5
28
9
14
10
20
9
8
10
12
13
工件材料对切削力的影响
工件材料对切削力的影响说到切削力，大部分人脑袋里可能会闪过“力量”这两个字。
切削力听起来高大上，其实它就是在切削过程中，刀具和工件之间的摩擦和接触力。
工件的材料特性对这个切削力的影响，简直比一个好司机对车速的掌控还重要。
换句话说，工件材料的硬度、韧性、结构等特点，直接决定了你在加工时是否能轻松应对，还是得使出全身力气，像个扛重物的壮汉一样。
其实想一想，你在厨房里切菜，遇到西瓜和胡椒的切割难度完全不同，这就有点类似。
硬的材料，切割起来需要更多力气，软的材料就能轻松搞定。
咱先说说硬度吧，硬度大的材料可不是好惹的。
像钢铁、硬铝合金这种，切割时刀具会面临极大的压力，切削力自然就大了。
你看，这种材料不光得刮掉表面层，还得攻破它的硬壳，简直是和“硬骨头”作斗争。
刀具在这么强大的压力下，要是稍微不注意，磨损特别快。
你想啊，钢铁那种硬得像个“铁块儿”一样，刀具可能就被磨得掉了层皮，甚至直接报废。
所以你得时刻注意工件的硬度，否则你会发现，刀具用一会儿就不灵了。
而软一些的材料，比如铝啊、铜啊，切起来就舒服多了，刀具轻松顺畅，切削力也小得多。
当然了，硬度不是唯一的决定因素。
韧性也是个关键。
你想，材料的韧性越大，越难裂开，刀具的切削力就越大。
比如那些韧性好的合金，刀具下去的时候，材料就像黏糊糊的，粘得刀具一阵“咯吱咯吱”的响，切削力明显增大。
像一些高韧性的合金，虽然它的硬度不算特别高，但切削时刀具和材料之间的摩擦大，造成的切削力就很强。
如果材料太韧，切削时的热量产生也会很高，刀具的寿命也会因此大打折扣。
有时候你会发现，即便是同一材料，不同的加工状态也会让切削力有天壤之别。
比如，工件的表面状态。
表面粗糙的工件，切削力就会更大，因为刀具要和表面不平整的地方产生更多的摩擦，切削过程就变得特别“吃力”。
有些材料在加热之后可能会变得更软，切削力就会相对减小，像刀具切进去的感觉就像热刀割黄油，顺滑得很。
材料的化学成分也是一个隐形的“大魔王”。
浅析金属切削过程中的刀具磨损及其影响因素
浅析金属切削过程中的刀具磨损及其影响因素刀具磨损对切削加工的效率、质量和成本有着直接的影响。
本文从刀具磨损的形式、刀具磨损的过程及影响刀具磨损的因素三个方面对切削加工中的刀具磨损做了分析和阐述。
标签：金属切削；刀具磨损；影响因素在切削过程中，刀具在高温、高压的条件下工作，刀具与切屑、工件之间产生了剧烈的挤压与摩擦，切削刃由锋利逐渐变钝以致于失去了正常的切削能力，这就是刀具的磨损。
刀具的磨损对切削加工的效率、质量和成本有直接的影响。
刀具磨损程度超过允许值后，必须及时刃磨或更换，以免引起振动并使加工质量下降。
一、刀具磨损的形式刀具磨损分为正常磨损和非正常磨损。
正常磨损是指刀具在正常的切削过程中逐渐产生的磨损。
非正常磨损是指切削过程中突然或过早产生的损坏现象，如脆性破损（崩刃、剥落、碎裂）、卷刃等。
正常磨损主要有以下几种形式：1.后面磨损切削脆性金属材料时，或以较低的切削速度、较小的进给量切削塑性金属材料时，常会发生这种磨损。
此条件下前面上的压力和摩擦力不大，温度较低，这时磨损主要发生在后面。
磨损使切削刃附近的后面上磨出后角为零的小棱面，或形成一些不均匀的沟痕。
后面磨损是切削中最常见的磨损形式。
2.前面磨损以较高的切削速度和较大的进给量切削塑性金属材料时，常会发生这种磨损。
此条件下切屑对前面的压力大，摩擦剧烈，温度高，使前刀面上近切削刃处磨出一月牙洼，此区域是切削温度最高的地方，磨損最严重。
月牙洼扩大到一定程度，刀具就会崩刃。
3.前、后面同时磨损以中等切削速度和中等进给量切削塑性金属材料时，常会发生这种磨损。
刀具上同时出现前面磨损和后面磨损。
二、刀具的磨损过程在正常的切削中，刀具的磨损量随切削时间的增加而逐渐扩大，由于刀具磨损中总会带有后面磨损，因此，可以用后面的磨损过程来反映刀具的磨损过程。
如图1所示，后面的磨损过程可分为三个阶段：1.初期磨损阶段（Ⅰ段）由于新刃磨后的切削刃和刀面上微观不平，峰顶棱角突出，因此后面与加工表面和切屑的实际接触面小，压强很大，所以磨损较快。
金属切削原理及刀具试题一及答案
金属切削原理及刀具试题一及答案评卷人得分题号—•A—四五六七八九十总分得分1.〔〕是决定刀具切削性能的根本因素,对于加工效率、加工质量、加工本钱以及〔〕的影响很大.2.刀具材料应具备的性能包括〔〕、〔〕、〔〕、〔〕、〔〕.3.在机床上切削工件,工件与刀具之间要有〔〕,称为切削运动,切削运动分为〔〕和〔〕.4.在切削加工过程中,工件上会形成三种外表.它们是〔〕、〔〕和〔〕.5.由于工件材料性质和切削条件不同,切削层变形程度也不同,因而产生的切屑形态也多种多样,归纳起来主要包括〔〕、〔〕、〔〕和崩碎切屑四种类型.6.金属切削时•,刀具切入工件使切削层金属转变成切屑所需要的力称为〔〕.7.切削过程中所产生的热量主要靠〔〕、工件和刀具传出,被周围介质带走的量很少〔干切削时约占1%〕.8.刀具磨损决定于刀具材料、工件材料的物理力学性能和〔〕.9.工件材料的〔〕是指在一定切削条件下,工件材料切削加工的难易程度.评卷人得分二、是非题.〔正确的在括号内画,错的画X, 每题1分一共20分〕1.高性能高速钢是在通用型高速钢的根底上,通过调整化学成份和添加其他合金元素,使其性能比通用型高速钢进一步提升的一种新型高速钢.〔〕2.粉末冶金高速钢制造工艺于20世纪60年代后期在中国开发成功.〔〕3.前面乂称为前刀面,是指与过渡外表相对的刀面. 〔〕4.正交平面参考系由基面、切削平面和正交平面组成. 〔〕5.前刀面与切削平面之间的夹角称为前角. 〔〕6.任意剖面是指过车刀主切削刃上选定点所作的垂直于基面的剖面.〔〕7.刀具的工作角度是刀具在法平面参考系中定义的一组角度. 〔〕8.在切削塑性工件材料时,如果在刀具前面的摩擦系数较大,切削速度不高, 且乂能形成带状切屑的情况下,常会在切削刃上粘附一个硬度很高的鼻型或楔型硬块,这种硬块称为积屑瘤.〔〕9.产生加J2硬化的原因是在已加工外表的形成过程中外表层经受了复杂的塑性变形,金属晶格被拉长、扭曲与破碎,阻碍了进一步塑性变形而使金属强化.〔〕10.影响切屑变形的因素固然很多,但归纳起来有三个方面,即工件材料、刀具几何参数及切削速度. 〔〕11.切削力Fc作用于基面内.〔〕12.切削力实验公式是指切削力的指数公式,此公式是通过理论推导建立起来的. 〔〕13.工件材料强〔硬〕度增高.即工件材料的剪切屈服强度增大,切削力呈正比例增大.〔〕14.在刀具几何参数各项中,前角儿对切削力"的影响最大.〔〕15.硬质合金刀具的硬度高,发生硬质点磨损的机率较少. 〔〕16. 一把新刀从开始切削直到磨损量到达磨钝标准为止总的切削时间,或者说是刀具三次刃磨之间总的切削时间称为刀具耐用度. 〔〕17.工件材料、刀具材料和刀具儿何参数选定后,切削速度是影响刀具耐用度的最主要因素. 〔〕18.工件材料硬度包括常温硬度、高温硬度. 〔〕19.金相组织是决定工件材料物理力学性能的重要因素之一.〔〕20.刀具的合理前角主要取决于刀具材料和工件的结构.〔〕评卷人得分三、概念题.〔每题4分,共20分〕1.工作基面2.切削层公称横截面积3.切屑厚度变形系数4.辐射测温法5.切削加工性评卷人得分--------------------- 四、简答.〔此题40分,每题5分,共8题〕1.高速钢可分为哪几种？2.在切削加工过程中,工件上会形成三种外表,试画图说明这三种外表.3.什么是刀具的标注角度？有何作用？4.简述积屑瘤的形成原氏5.简述间接测量法.6.简述切削温度分布的一些规律.7.简述刀具磨损原因.8.简述切削加工性的衡量指标.试题一答案一、填空.(每空1分,,共20分)10.刀具材料刀具耐用度11.高硬度和高耐磨性足够的强度与冲击韧性高耐热性好的导热性和小的膨胀系数良好的工艺性和经济性12.相对运动主运动进给运动13.待加工外表已加工外表过渡外表14.带状切屑节状切屑粒状切屑15.切削力16.切屑17.切削条件18.切削加工性二、是非题.(正确的在括号内画J,错的画X,每题1分,,共20分)1.( V)2.(X)3.(X)4.( V)5.(X )6.( V)7.(X)8.( V)9.( V)10.(X )11.(X)12.(X)13.( V)14.( V)15.(X)16.(X)17.( V )18.( V)19.( V)20.(X)三、概念题.(每题4分,共20分)6.通过切削刃选定点并与合成切削速度方向相垂直的平面称为工作基面, 用符号儿表示.7.是指给定瞬间切削层在与主运动方向相垂直的平面内度量的实际横截面积,用符号&表示,单位为mm2.8.切屑厚度与切削层厚度他之比称为切屑厚度变形系数,用符号,表示9.辐射测温法是一种非接触式测量方法.它是利用高温辐射能量来测量工件外表温度的.作为测量用的传感器有光电传感器及热敏电阻传感器两种.10.工件材料的切削加工性是指在一定切削条件下,工件材料切削加工的难易程度.四、简答.(此题40分,每题5分,共8题)9.答：通用型高速钢：铝系高速钢、鸨铝系高速钢高性能高速钢：高碳高速钢、高钢高速钢、钻高速钢、铝高速钢三、粉末冶金高速钢10.持加工表tfti加工投面H.答：刀具的标注角度是刀具的重要几何参数,直接关系到刀具的性能、强度和耐用度等.包括：前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、副后角、楔角、刀尖角,上述八个角度中,前五个为刀具的根本角度,其余均为派生角度. 12.答:在切削过程中,由于刀具前面与切屑间的摩擦,使刀具前面和切屑底层一样都是刚形成的新鲜外表,它们之间的粘附水平较强.因此,在一定切削条件〔压力和温度〕下,刀具与切屑底层接触处发生黏结,使与刀具前面接触的切屑底层金属流动较慢,而切屑上层金属流动较快.这流动较慢的切屑底层,称为滞流层. 显然滞流层金属产生的塑性变形比切屑上层金属产生的塑性变形大得多,其晶粒纤维化程度很高,纤维的方向几乎与刀具前面平行.如果温度与压力适当,滞流层金属的流速接近于零,与刀具前面黏结成一体,形成积屑瘤.随后,新的滞流层金属在此根底上,逐层积聚、粘合,使积屑瘤的高度"b逐步长大,直到该处的温度和压力缺乏以产生黏结为止.13.答：间接测量法通过测量机床电动机电功率0E,再用式〔4-6〕和式〔4-7〕可间接计算出切削力匕的方法.但此方法测量较粗略,要较精确测量,常使用专门用于测切削力的仪器,即测力仪.14.答：〔1〕剪切平面上各点温度变化不大,几乎相同.〔2〕不管刀具前面还是主后刀面上的最高温度都处于离主切削刃一定距离处〔该处称为温度中央〕.这说明切削塑性金属时,切屑沿刀具前面流出过程中, 摩擦热是逐步增大的,一直至切屑流至黏结与滑动的交界处,切削温度才到达最大值.此后,因进入滑动区摩擦逐渐减小,加上热量传出条件改善,切削温度乂逐渐下降.〔3〕切削底层〔同刀具前而相接触的一层〕温度最高,离切削底层越远温度越低.这主要是由于切削底层金属变形最大,且乂与刀具前面存在摩擦的缘故.切屑底层的高温将使其剪切强度下降,并使其与刀具前面间的磨擦系数下降.〔4〕塑性越大的工件材料,在刀具前面上切削温度的分布越均匀,且最高温度区距切削刃越远.这是由于塑性越大的材料,刀具与刀屑接触长度较长的缘故.〔5〕导热系数越低的工件材料,其刀具前面和主后刀面上的温度也就越高, 且最高温度区距切削刃越近,这就是一些高温合金和钛合金难切削和刀具容易磨损的主要原因之一15.答:切削过程中刀具磨损与一般机械零件的磨损有显著的不同,它表现在以下几个方面：〔1〕刀具与切屑、刀具与工件接触面经常是活性很高的新鲜外表,不存在氧化膜等的污染.〔2〕刀具的前面和后面与工件外表的接触压力非常大,有时甚至超过被切材料的屈服强度.〔3〕刀具与切屑、刀具与工件接触面的温度很高.硬质合金刀具加工钢料时其接触面的温度可达800〜1 000 C；高速钢刀具加工钢料时其接触面的温度可达300〜600 °C.在上述特殊条件下,刀具正常磨损的原因主要是由机械、热和化学三种作用的综合结果,即由工件材料中硬质点的刻划作用产生的硬质点磨损,山压力和强烈磨擦产生的黏结磨损,由高温下产生的扩散磨损,由氧化作用等产生的化学磨损等几方面的综合作用.16.答：衡量切削加工性的指标因加工情况不同而不尽相同,一般可归纳为以下几种：〔1〕以刀具耐用度衡量切削加工性在相同的切削条件下,刀具耐用度高,切削加工性好.〔2〕以切削速度衡量切削加工性在刀具耐用度相同的前提下,切削某种工件材料允许的切削速度越快,其切削加工性越好；反之切削某种工件材料允许的切削速度越慢,切削加工性越差.〔3〕以切削力和切削温度衡量切削加工性在相同的切削条件下,切削力大或切削温度高,那么切削加工性差.当机床动力缺乏时.,常用此指标衡量切削加工性.〔4〕以加工外表质量衡量切削加工性假设易获得好的加工外表质量,那么切削加工性好.〔5〕以断屑性能衡量切削加工性在自动机床、组合机床及自动生产线上,或者对断屑性能要求很高的工序〔如深孔钻削、盲孔钻削等〕中,常采用此指标衡量切削加工性.。
1.1.4加工精度和加工表面质量
加工精度和加工表面质量
一
1、零件的加工质糙度
物理机械参数：强度、硬度、磁性 其它参数：防腐性、平衡性、密封性
可以概括为两方面的含义： 1）宏观几何参数（加工精度） 2）微观几何参数与物理机械性能参数（加工表面质量）
2、加工精度概念的产生： 由于加工时不可能得到准确的参数值，并且从使用要 求方面讲也不需要绝对准确，于是就产生的加工精度的概念。
重载 轻载
思考：
新车为什么要磨合？
2、对疲劳强度的影响：
交变载荷下，零件表面不平的缺陷，最容易产生应力集中， 并可发展为疲劳裂纹，从而导致零件的疲劳破坏。
1）表面粗糙度的影响：表面粗糙度值大，将降低疲劳强度。
2）表面残余应力的影响：表面的残余压应力将抵消部分交变载荷引起的 拉应力，提高了零件的疲劳强度。
冷作硬化的程度与下列因素有关：
1）产生塑性变形的力：力越大，塑性变形越大，硬化程度越 大。 2）变形速度：速度越大，塑性变形越不充分，硬化程度越小。 3）被加工材料：材料硬度越小、塑性越大，硬化程度越大。 4）刀具：刃口圆角和后面磨损增大时，硬化程度增大。 5）切削用量：切削速度越大，硬化程度越小；进给量较大或 较小，会使硬化程度增大。
3、加工精度与加工误差是相关联的，加工精度在数 值上通过加工误差反映出来。
加工精度的概念
1、加工精度：实际加工的点、线、面与理想的几何参 数相符合的程度。 理想的几何参数： 1）尺寸：尺寸的公差带中心 2）形状：绝对准确的圆柱面、平面、锥面等。 3）位置：绝对平行、垂直、同轴 加工精度包括：尺寸精度、形状精度、相互位置精度
3）表面冷作硬化的影响：适当的冷硬能减小交变载荷引起的交变幅值， 阻止疲劳裂纹扩展，提高疲劳强度。
简述数控车削时进给量的选取原则
简述数控车削时进给量的选取原则在数控车削加工中，进给量的选取对加工效率和加工质量有着重要的影响。
正确选择进给量不仅可以提高加工效率，还可以延长刀具寿命，减少加工成本。
那么，在数控车削时，如何选择合适的进给量呢？下面我们来详细介绍一些选取原则。
1. 根据工件材料和刀具材料选择进给量不同的工件材料和刀具材料在加工时所能承受的切削力是不同的。
因此，在选择进给量时，需要根据具体的材料情况来确定。
一般来说，对于硬度较高的材料，应选择较小的进给量，以减少切削力，避免刀具损坏；而对于较软的材料，则可以选择较大的进给量，提高加工效率。
2. 考虑切削速度和切削深度进给量的选取还需要考虑切削速度和切削深度。
一般来说，当切削速度较高时，进给量可以适当增大，以提高加工效率；而当切削深度较大时，进给量则应该适当减小，以减少切削力，避免产生振动或刀具断裂的风险。
3. 考虑加工精度和表面质量在一些对加工精度和表面质量要求较高的工件加工中，进给量的选择就显得尤为重要。
过大的进给量会导致工件表面粗糙度增加，影响加工质量；而过小的进给量则会导致加工效率低下。
因此，在这种情况下，需要综合考虑加工精度和表面质量的要求，选择一个合适的进给量。
4. 根据加工形状和加工工艺选择进给量不同的加工形状和加工工艺对进给量的要求也是不同的。
例如，对于复杂曲线的加工，进给量应该适当减小，以保证加工精度；而对于直线加工，则可以适当增大进给量，提高加工效率。
此外，在不同的加工工艺中，进给量的选取也会有所不同，需要根据具体情况进行调整。
总的来说，正确选择进给量是数控车削加工中非常重要的一环。
通过合理的进给量选取，可以提高加工效率，保证加工质量，降低加工成本。
因此，在实际的加工过程中，操作人员需要根据工件材料、刀具材料、切削速度、切削深度、加工精度、加工形状和加工工艺等因素综合考虑，选择一个合适的进给量，以达到最佳的加工效果。
希望以上介绍的原则能够对大家在数控车削加工中的进给量选取有所帮助。
影响刀具切削力的因素
化，导致了切削力的变化；当vc>50m/min，
切削温度升高，使平均摩擦系数下降，切削 力也随之下降。
b. 切削速度 加工塑性材料时,如下图所示 加工脆性材料时,因塑性变形小,摩擦小,所以影响小.
（三）刀具几何参数对切削力的影响（具体分析见后面的 各页PPT） 1、 前角： γο↑ → Fz↓ 2、负倒棱： (负倒棱/进给量) bγ/f ↑ → F↑
(六)刀具后刀面磨损的影响
• 刀具后刀面磨损带宽愈大，切削力愈大。
• VB对背向力Fp影响最显著。
• 前刀面磨损 • 前后刀面同时磨损
二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ削温度
【概念】 指前刀面与切屑接触区内的平均温度。 它由切削热的产生和传出的平衡条件所决定，产生的热
越多，传出的热越慢，切削温度越高，反之，切削温度 越低。 【结论】 凡是增大切削力和切削功率的因素都会使切削温度上升； 有利于切削热传出的因素都会使切削温度降低。
背吃刀量对切削力的影响要比进给量大。
• 其主要原因在于，αp增大一倍时，切削厚度hD 不变，而切削宽度bD
则增大一倍，切削刃上的切削负荷也随之增大一倍，即变形力和摩擦成
倍增加，最终导致了切削力以成倍增加；f增大一倍时，切削宽度bD不 变，只是切削厚度hD增大一倍，平均变形减小，故切削力增加不到一倍。
6.切削液的影响
切削液对切削温度的影响，与切削液的导热性 能、比热、流量、浇注方式以及本身的温度有 很大的关系。从导热性能来看，油类切削液不 如乳化液，乳化液不如水基切削液。
1.剪切面上各点温度几乎相同。
2.前刀面和后刀面上的最高温度都不在刀刃上，而是在离 刀刃有一定距离的地方。原因是摩擦热传递
3.在剪切区域中，垂直剪切面方向上的温度梯度很大。
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工件材料与刀具材料的关系一．刀具材料主要指刀具切削部分的材料。
刀具切削性能的优劣，直接影响着生产效率，加工质量和生产成本。
而刀具的切削性能，首先取决于切削部分的材料，其次是几何形状及刀具的结构的选择和设计是否合理。
在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力，而且要承受切削变形和摩擦产生的高温，要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能：1.高硬度和高耐磨性刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，这是刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料硬度都在60HRC以上。
刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。
2.足够的强度与冲击韧性强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。
一般用抗弯强度来表示。
冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。
硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。
3.高耐热性耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。
它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。
4.良好的工艺性和经济性为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。
当然在制造和选用时应综合考虑经济性。
当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。
因此在选用时一定要综合考虑。
基于以上的要求，常用的刀具材料的种类很多，常用的有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬刀具材料，目前用得最多的为高速钢和硬质合金。
1.高速钢高速钢是一种加人了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合金工具钢，有良好的综合性能。
其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。
高速钢的制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。
高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。
1.1普通高速钢，如W18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀具。
其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为40-60m/min。
1.2 高性能高速钢，如W12Cr4V4Mo是在普通高速钢中再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶炼而成的。
它的耐用度为普通高速钢的1.5-3倍。
粉末冶金高速钢是70年代投入市场的一种高速钢，其强度与韧性分别提高30%-40%和80%-90%．耐用度可提高2-3倍。
目前我国尚处于试验研究阶段，生产和使用尚少。
2.硬质合金按GB2075—87(参照采用190标准)可分为P、M、K三类，P类硬质合金主要用于加工长切屑的黑色金属，用蓝色作标志；M类主要用于加工黑色金属和有色金属，用黄色作标志，又称通用硬质合金，K类主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料，用红色作标志。
P、M、K(后面的阿拉伯数字表示其性能和加工时承受载荷的情况或加工条件。
数字愈小，硬度愈高，韧性愈差。
P类相当于我国原钨钛钻类，主要成分为WC+TiC+Co，代号为YT。
K类相当于我国原钨钻类，主要成分为WC+Co，代号为YG。
M类相当于我国原钨钛钽钴类通用合金，主要成分为WC+TiC+TaC(NbC)+Co，代号为YW。
其他不常用刀具材料简介1.涂层刀具涂层刀具是近20年出现的一种新型刀具材料，是刀具发展中的一项重要突破，是解决刀具材料中硬度、耐磨与强度、韧性之间矛盾的一个有效措施。
涂层刀具是在一些韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一层耐磨性高的难熔化金属化合物而获得的。
常用的涂层材料有TiC、TiN和Al2O3等。
本世纪70年代初首次在硬质合金基体上涂覆一层碳化钛(TiC)后，把普通硬质合金的切削速度从80m/min提高到180m/min。
1976年又出现了碳化钛—氧化铝双涂层硬质合金，把切削速度提高到250m/min。
1981年又出现了碳化钛-氧化铝-氮化钴三涂层硬质合金，使切削速度提高到300m/min。
2.金刚石刀具金刚石刀具分为天然金刚石和人造金刚石刀具。
天然金刚石具有自然界物质中最高的硬度和导热系数c但由于价格昂贵，加工、焊接都非常困难，除少数特殊用途外(如手表精密零件、光饰件和首饰雕刻等加工)，很少作为切削工具应用在工业中。
随着高技术和超精密加工日益发展。
例如微型机械的微型零件，原子核反应堆及其它高技术领域的各种反射镜、导弹或火箭中的导航陀螺，计算机硬盘芯片、加速器电子枪等超精密零件的加工，单晶大然金刚石能满足上述要求。
近年来开发了多种化学机理研磨金刚石刀具的方法和保护气氛钎焊金刚石技术．使天然金刚石刀具的制造过程变得比较简易．因此，在超精密镜面切削的高技术应用领域．天然金刚石起到了重要作用。
3.立方氮化硼立方氮化硼(CBN)是纯人工合成的材料。
它是20世纪50年代末用制造金刚石相似的方法合成的第二种超硬材料——CBN微粉。
由于CBN的烧结性能很差，直至70年代才制成立方氮化硼结块(聚晶立方氮化硼PCBN)，它是由CBN微粉与少量粘结相(Co、Ni或TiN、TiC或Al2O3)在高温高压下烧结而成。
CBN是氮化硼的致密相，有很高的硬度(仅次于金刚石)和耐热性(1300、1500度)，优良的化学稳定件(远优于金刚石)和导热性，低的摩擦系数。
PCBN与Fe族元素亲和性很低，所以它是高速切削黑色金属较理想的刀具材料。
常用工件金属材料1.钢的名称、牌号及用途1.1普通碳素结构钢：用于一般机器零件，常用的牌号有 A1～A7，代号A 后的数字愈大，钢的抗拉强度愈高而塑性愈低。
1.2优质碳素结构钢：用于较高要求的机械零件。
常用牌号有钢 10～钢 70。
钢 15（15 号钢）的平均含碳量为 0.15%，钢 40 为 0.40%，含碳量愈高，强度、硬度也愈高，但愈脆。
1.3合金结构钢：广泛用于各种重要机械的重要零件。
常用的有 20Cr、40Cr（作齿轮、轴、杆）、18CrMnTi、38CrMoAlA（重要齿轮、渗氮零件）及 65Mn（弹簧钢）。
前边的数字 20 表示平均含碳量为 0.20%，38 表示 0.38%。
末尾的 A 表示高级优质钢。
中间的合金元素化学符号含义为：Mn 锰、Si硅、Cr 铬、W 钨、Mo 钼、Ti 钛、AL 铝、Co 钴、Ni 镍、Nb 铌、B 硼、V 钒。
1.4碳素工具钢：因含碳量高，硬而耐磨，常用作工具、模具等。
碳素工具钢牌号前加 T 字，以此和结构钢有所区别。
牌号后的 A 表示高级优质钢。
常用的有T7、T7A、T8、T8A (13)T13A等。
1.5合金工具钢：牌号意义与合金结构钢相同，只是前面含碳量的数字是以 0.10%为单位（含碳量较高）。
例如 9CrSi 中平均含碳量为 0.90%。
常用作模具的有 CrWMn、Cr12MoV （作冷冲模用）、5CrMnMo（作热压模用）。
2．铸铁的名称、牌号及用途2.1灰口铸铁：牌号中以灰、铁二字的汉语拼音第一字母为首，后面第一组数字为最低抗拉强度，第二组数字为最低抗弯强度。
常用的有 HT10-26，HT15-33，HT20-40，HT30-54，HT40-68 等，用以铸造盖、轮、架、箱体等。
2.2球墨铸铁：比灰口铸铁强度高而脆性小，常用的牌号有 QT45-0，QT50-1.5，QT60-2 等。
第一组数字为最低抗拉强度，最后的数字为最低延伸率%。
可锻铸铁：强度和韧性更高，有 KT30-6，KT35-10 等，牌号意义同上。
3.有色金属及其合金3.1铜及铜合金：纯铜又称紫铜，有良好的导电性和导热性、耐腐蚀性和塑性。
电火花加工中广泛作为电极材料，加工稳定而电极损耗小。
牌号有 T1～T4（数字愈小愈纯）。
铜合金主要有黄铜（含锌），常用牌号有 H59、H62、H80 等。
黄铜电极加工时特别稳定，但电极损耗很大。
3.2铝及铝合金：纯铝的牌号有 L1～L6（数字愈小愈纯）。
铝合金主要为硬铝，牌号有 L Y11～L Y13，用作板材、型材、线材等。
4.粉末冶金材料最常用的是硬质合金，具有极高的硬度和耐磨性，广泛用作工具及模具。
由于其成分不同而分为钨钴类和钨钛类两大类硬质合金。
4.1钨钴类硬质合金：用 YG 表示，如 YG6 代表含钴量为 6.0%，含碳化钨为 94%的硬质合金，硬度极高而脆，不耐冲击，主要用于切削加工钢的刃具和量具。
4.2钨钴钛类硬质合金：用 YT 表示，除含碳化钨和钴外，还加入碳化钛以增加韧性。
例如 YT15代表含碳化钛 15%的钨钴钛硬质合金，可用于制造模具。
常用电极材料电极材料必须是导电性良好，损耗小，造型容易，并具有加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。
常用电极材料有紫铜、石墨、黄铜、铜钨合金和钢、铸铁等。
1.紫铜电极：它质地细密，加工稳定性好，相对电极损耗较低小，适应性广，尤其适用于制造精密花纹模的电极，其缺点为精车、精磨等机械加工困难。
2.石墨电极：特别适用于大脉宽大电流型腔加工中，电极损耗可做到小于 0.5%，抗高温，变形小，制造容易，重量轻。
缺点：容易脱落、掉渣，加工表面粗糙度较差，精加工时易拉弧。
3.黄铜电极：黄铜电极最适宜中小规准情况下加工，稳定性好，制造也较容易，但缺点是电极的损耗率较一般电极都大，不容易使被加工件一次成形，所以一般只用在简单的模具加工、通孔加工、取断丝锥等。
4.铸铁电极：目前较少应用的一种材料，主要特点：制造容易、价格低廉、材料来源丰富，放电加工稳定性也较好，特别适用于复合式脉冲电源加工，电极损耗一般达20%以下，对加工冷冲模最适合。
5.钢电极：钢电极在我国应用比较多，它和铸铁电极相比，加工稳定性差，效率也较低，但它可把电极和冲头合为一体，只要一次成形，可缩短电极与冲头的制造工时。
电极损耗与铸铁相似，适合“钢打钢”冷冲模加工。
6.铜钨合金与银钨合金电极：由于含钨量较高，所以在加工中电极损耗小，机械加工成形也较容易，特别适用于工具钢、硬质合金等模具加工及特殊异形孔、槽的加工。
加工稳定，在放电加工中是一种性能较好的材料。
缺点：价格较贵，尤其是银钨合金电极。
综上所述，刀具使用来加工工件的重要工具，刀具材料的硬度，韧性，耐磨性，抗腐蚀性应该高于工件的材料，根据不同材料和加工需求选择不同材料刀具。