高速切削加工刀具..
高速切削刀具在数控加工中的应用
高速切削刀具在数控加工中的应用摘要:高速切削刀具在数控加工的过程中存在一定的技术优势,但是受技术和操作行为的影响仍然有着许多加工问题,必须要进行全面的可靠性分析,保证数控的模块化控制分析,实现数控加工技术的全面推广。
本文从制造业的发展现状出发,分析了高速切削刀具的优势所在,总结了高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题,并提出了高速切削刀具在数控加工中的应用措施,为我国数控机械制造业提供了刀具应用的实效建议。
关键词:高速切削刀具数控应用21世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争,这种竞争是全方位的,我国的数控加工技术起步虽晚,但是其发展前景广阔。
数控加工不但可以满足模具高精度制造的要求和形状的复杂变化;还能进行高速切削,提高生产效率、提高产品的竞争力。
本文从制造业的发展现状出发,分析了高速切削刀具的优势所在,总结了高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题,并提出了高速切削刀具在数控加工中的应用措施,为我国数控机械制造业提供了刀具应用的实效建议。
1 高速切削刀具的优势机械加工发展总趋势高效率、高精度、高柔性强化环境意识。
机械加工领域,切(磨)削加工应用最广泛加工方法。
高速切削切削加工发展方向,已成为切削加工主流。
随着技术的发展,对工程材料提出了愈来愈高的要求,各种高强度、高硬度、耐腐蚀和耐高温的工程材料愈来愈多地被采用。
高速切削除了要求刀具材料具备普通刀具材料的一些基本性能之外,还突出要求刀具材料具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。
而更为理想的刀具优势则要考虑到不同刀具的不同加工优势1。
例如:硬质合金刀具具有良好的抗拉强度和断裂韧性,但由于较低的硬度和较差的高温稳定性,使其在高速硬切削中的应用受到一定限制。
而如果进行了细晶粒和超细晶粒产品优化后,就可以使得其打磨加工的情况更为理想,获得更好地产品加工应用能力。
2 高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题高速的切削刀具在生产上有着极强的优势化表现,但是受数控技术和操作情况的影响,高速切削刀具仍然有着加工操作方面的问题。
刀具高速切削加工技术特点
刀具高速切削加工技术特点
高速切削加工技术中的“高速”是一个相对概念，对于不同的加工方法和工件材料与刀具材料，高速切削加工时应用的切削速度并不相同。
通常把切削速度比常规高出5～10倍甚至以上的切削加工叫作高速切削或超高速切削。
以德国达姆施塔特工业大学H．Schulz教授提出的铣削速度范围比较具有代表性：铝合金1000～7000m/min，铸铁800～3000m/min，钢500～2000m/min，钛合金100～1000m/min，镍基合金50～500m/min。
传统硬质合金类刀具加工铝合金壳体切削速度一般在150～300m/min之间，而聚晶石（PCD）类刀具的切削速度能达到2000m/min以上，实现高速切削。
高速切削加工时，高切削速度在材料剪切区短时释放大量热能。
因此，随着切削速度的增加，切削的剪切区、切屑压缩区和变形区内材料的单位切削力反而下降。
总切削力和必需的切削功率同样下降。
高速切削工艺典型的小切削深度结合高进给速度和高主轴转速，将降低切削刃切入工件的时间，或称接触时间。
刀具监控系统在高速切削加工过程中还应该考虑的一个问题是刀柄与机床主轴锥孔的连接方式，常用的锥柄有BT、HSK、CAT及CAPITO等多种形式，但是在高速切削时HSK因其的双面接触过定位结构可以保证刀尖很高的跳动要求，，特别适合高转速工况。
第 1 页共 1 页。
高速切削加工工艺参数与刀具磨损机理
高速切削加工工艺参数与刀具磨损机理高速切削加工工艺参数与刀具磨损机理是现代制造业中的关键研究领域，它们直接影响到加工效率、产品质量以及生产成本。
本文将探讨高速切削加工工艺参数的优化以及刀具磨损机理的分析，以期为制造业提供理论指导和实践参考。
一、高速切削加工工艺参数概述高速切削加工技术是一种先进的金属切削技术，它通过提高切削速度来实现高效率和高质量的加工。
这种技术在汽车、航空、模具制造等行业中得到了广泛应用。
高速切削加工工艺参数的优化是实现高效加工的关键，包括切削速度、进给速度、切削深度、刀具材料选择等。
1.1 高速切削加工的优势高速切削加工技术具有以下优势：- 提高生产效率：由于切削速度的提高，单位时间内可以去除更多的材料，从而缩短加工时间。
- 改善加工表面质量：高速切削可以减少切削力和切削温度，从而减少加工表面的毛刺和烧伤。
- 提高加工精度：高速切削过程中的振动较小，有利于提高加工精度。
- 减少刀具磨损：高速切削可以减少刀具与工件的接触时间，从而降低刀具磨损。
1.2 高速切削加工工艺参数高速切削加工工艺参数主要包括以下几个方面：- 切削速度：切削速度是影响高速切削效率和质量的关键参数，需要根据材料特性和刀具材料进行合理选择。
- 进给速度：进给速度影响切削的连续性和表面粗糙度，需要与切削速度相匹配。
- 切削深度：切削深度影响切削力和刀具的耐用度，需要根据工件材料和刀具强度进行选择。
- 刀具材料：刀具材料的选择直接影响切削性能和刀具寿命，常见的刀具材料有硬质合金、陶瓷、石等。
二、刀具磨损机理分析刀具磨损是高速切削加工中不可避免的现象，它会影响加工质量、生产效率和刀具成本。
研究刀具磨损机理对于延长刀具寿命、提高加工效率具有重要意义。
2.1 刀具磨损的类型刀具磨损主要包括以下几种类型：- 磨料磨损：由于切削过程中工件材料中的硬质点与刀具表面接触，导致刀具表面逐渐磨损。
- 热磨损：高速切削过程中产生的高温会使刀具材料发生热软化，从而加速磨损。
高速切削刀具在数控加工应用论文
高速切削刀具在数控加工中的应用[摘要]：随着科学技术水平的不断提高，作为先进制造技术的重要组成部分高速切削技术在模具加工制造中已得到越来越广泛的应用。
本文结合高速切削技术的发展现状，阐述了高速切削技术的应用及其未来趋势。
[关键词]：高速切削刀具数控加工应用中图分类号：tg659文献标识码：tg文章编号：1009-914x（2013）01- 0239-01一、高速切削技术和高速切削刀具目前，切削加工仍是机械制造行业应用广泛的一种加工方法。
其中，集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。
“高速切削”的概念首先是由德国的c.s～omom博士提出的，并于1931年4月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。
该理论的核心是：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高，当到达某一速度极限后，切削温度随着切削速度的提高反而降低。
此后，高速切削技术的发展经历了以下4个阶段：高速切削的设想与理论探索阶段（193l—l971年），高速切削的应用探索阶段（1972-1978年），高速切削实用阶段（1979--1984年），高速切削成熟阶段（20世纪90年代至今）。
高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点：第一，生产效率提高3～1o倍。
第二，切削力降低30%以上，尤其是径向切削分力大幅度减少，特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。
第三，切削热95%被切屑带走，特别适合加工容易热变形的零件。
第四，高速切削时，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率，工作平稳，振动较小，适合加工精密零件。
高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。
刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一，不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设，完全不起作用。
由于高速切削的切削速度快，而高速加工线速度主要受刀具限制，因为在目前机床所能达到的高速范围内，速度越高，刀具的磨损越快。
浅议高速切削刀具——涂层刀具
２ ０１ ３正
山东 工 业 技 术
第１ ０ 期
浅议高速切削刀具
宫 笃篪
【 摘
涂层刀具
（ 徐州机电工程高等职业学校 数控系， 江苏 徐州 ２ ２ １ ０ １ １ ）
一
工效率 ． 因此该项 技术与材料 、 加 工工艺并称为切削 刀具制造 的三大 关键技术 随着涂层技术不断深入 的发展 ． 在机械加工 中人们越加认 识到涂层技术 的重要 性 尤其是 在高速切削加工 中， 其 作用是不可替 代的 。 在高速切削加工或干式 切削加工过程 中． 温度是影 响高速切削刀 具耐用度 的主要原 因 ． 因此采用 涂层技术提高刀具 的高温性能 ． 保证 高速切削刀具的红硬性成为近几年涂层技术 的开发热点 ；与此 同时． 通过对涂层薄膜组 织结构 的改善 ． 以及减磨涂层技术 的应用 ． 既提高 了刀具 的表 面质量 ． 又降低 了表 面摩擦系数 ． 从 而使 涂层刀具更适合 于小切削深度和厚度的高速切 削加工要求 通过化学气相 沉积（ ｃ ｖ Ｄ ） 等方法对 硬质合金刀片实行 表面涂层 ． 是近年来 的重 大技术进展 。涂层 硬质合金采用韧性 较好的基体和硬 度、 耐磨 性极高 的表层 Ｃ、 Ｔ ｉ Ｎ、 Ａ１ ２ ０ ３等 ， 厚度 ５ 一ｌ Ｏ ｍ】 ， 较好地解 决 了刀具的硬度、 耐磨性与强度 、 韧性之 间的矛盾 ， 因而具有 良 好 的切 削性能 。在相 同的刀具使用寿命下 。 涂层硬质合金允许采用较 高的切 削速度 ． 或能在同样的切削速度下 大幅度地提 高使用 寿命 。与未涂层 刀具相 比． 涂层刀具能降低切削力 、 切 削温度 ， 并 能改善 已加工 表面质 量 。此外 ， 涂层刀片的通用性较好 。 涂层材料为晶粒极细的碳化物 、 氮化物或氧化物 。其 中以 Ｔ ｉ Ｃ和 Ｔ ｉ Ｎ用得最为广泛 ． 二者各 具优缺点 ： Ｔ ｉ Ｃ硬度高 ， 耐磨性好 ， 线膨胀 系 数与基 体 比较接近 ， 结 合 比较牢 固； Ｔ ｉ Ｎ的硬度低 于 Ｔ ｉ Ｃ ， 与基体结合
高速切削刀具材料及其合理选用
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 。 （ ）耐 热 性 ： 刀 具 ３
材料 的耐热性要好 ，能承受高的温度，具备 良好的抗氧化
能 力 。 （ ） 工 艺 性 能 和 经 济 性 ： 刀 具 材 料 应 具 备 好 的 锻 ４ 造 或 者 其 他 成 型 性 能 、热 处理 性 能 、 焊 接 性 能 、 磨 削 加 工 性 能 等 ， 并具 有 较 高速切 削加工对刀具材料的要求 ．
刀 具 技 术 是 实 现 高 速 切 削加 工 的 关键 技 术 之 一 。 高 速
切削加工时切削温度很高 ，因此 ，高速切 削刀具的失效主
末冶金高速钢刀具等。
以上 刀具材 料各有特 点，适应的工件材料和切削速度范
围 不 同 。 一 般 而 言 ， Ｐ Ｂ 、 陶 瓷 刀 具 、 涂 层 硬 质 合 金 及 ＣＮ Ｔ Ｃ Ｎ 基 硬 质 合 金 刀 具 适 合 于 钢 铁 等 黑 色 金 属 的 高 速 切 削 ｉ （） 加 工 ， 而 Ｐ Ｄ 具 适 合 于 对 有 色 金 属 及 其 合 金 和 非 金 属 材 料 Ｃ刀 的高速切削加工。
广 － ］
董
高速切削刀具材料及其合理选用
宋炎荣 熊建 武 周 进
（ ． 南 铁 道 职 业技 术 学 院 ， 湖 南 株 洲 ４ ０ １ ． 南 工 业 职 业 技 术 学 院 ，湖 南 长 沙 ４ ２ ８ Ｉ湖 １ ０ ；２湖 ２ １ ０） ０
摘
要 ：刀具是 实现 高速 切削加工的 关键 ，本 文阐述 了高速 切削 刀具材 料的要 求、 高速 切削加工 刀具材料 的种 类， 以及
３ 高速切 削刀具材料的选用
高速数控切削加工中的刀具研究
第一 ， 输入漏电流及处理 。 当使用 双线式 传感 器 ， 如光 电 传感器 、接近开关或带氖灯的限位开关等作为输入装置 与 Ｐ Ｃ连接时 ， Ｌ 由于这些元件在关断时有较大的漏 电流 ， 会 引起输入信号错误接通 。 电流小于 １ Ａ时一般没 漏 ．ｍ ３ 有 问题 ； 如果大 于 １ Ａ， ． ｍ 为防止信号错误接通 的发生 ， ３ 可在 Ｐ Ｃ的相应输入端并联一个泻放 电阻 ，以降低输人 Ｌ 阻抗 ， 减少漏 电流的影 响。 第二 ， 输出漏电流及处理 ： 对晶 体管或可控硅输 出型 Ｐ Ｃ 其输出接上负载后 ， Ｌ， 由于输 出 漏 电流会造成设 备的误动作 。 了防止这种情况 ， 为 可在输 出负载两端并联旁路 电阻。
序编制 中增加软件容错技术 ，提高 Ｐ Ｃ控制系统的可靠 Ｌ 性设计水平 。 具体方法如下 ： 其一 ， 加程序复执技术 。 增 该 技术 的主要功能就是如果程序在执行的进程 中出现了错 误或者故障 ，将会对被干扰 的先行指令进行若干次的重 新执行。 假如复执成功 ， 则表示干扰 ； 假如复执失败 ， 则表
切 削相 适 应 的 刀具 材 料 、 具 结构 及 刀 具 监控 技 术 。 刀
关键词： 高速 切 削 ； 刀具 ； 数控 加 工 中图 分 类 号 ： Ｇ ５ Ｔ ６９ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ８３ （０ １２ — ０６ ０ １０ — ９７ ２ｌ） ２ ０９ — １
示软件失败 （ 通常显示为“ ａｌ ）其二 ， Ｆｕ ” 。 ｔ 处理死循 环。 由 程序确定导致死循 环的原因是主要故障还是次要故障 ， 如果是主要故障则要进行停机处理 ；如果是次要故 障则
要进行相应的子程序处理 。 其三 ， 设置软件延时。 对于控
高速切削加工与刀具技术
刀具 的安全性等刀具技术 。 关键词 ：高速切 削 刀具材料 刀柄 刀具的安全性
中 圈分 类 号 ；Ｔ ５ ６ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ； １７ －４ ０ （０ ７ ４ ３— ４ Ｇ０。 ６ ２ ８ １ ２ ０ ）０ － ３ ０
１概 述
早在 ２ 世 纪 ３ 年 代 ， 国切 削物 理学家 Ｃｒ Ｏ Ｏ 德 ａｌ Ｓ ｌｍｎ根据 实验提 出 了高速切 削的概念 ， ａ ｏｏ 他指 出 切 削速 度 与工件 的材料 有 关 ，每 一种 材料 都存在
高 刀具 硬度 和表 面光 洁度 ，刀 具制造 采 用涂 层技
术 。用 于高速 切 削 的涂层材 料 刀具可 按 加： 不 同 ［
素的 产生 ，影 响加工 ，应如 何合 理选 定切 削参 数 及 与切 速 的运 转 下 刀 具 的 安全 保 障 ３对
规高 ５ ｌ 倍以上的切削称为高速切削。 至 Ｏ
问题。
高速切削加工由于切削机理不同，因此具有 ２ 高速切削的刀具技术
维普资讯
机械 设计制造
《 电技术》２ ０ 机 ０７年第 ４期
高速 切 削加 工 与刀 具技 术
林 明 山
（ 州 职 业技 术学 院 机 械 与 自动化 工 程 系 ，福 建 漳 州 ３ ３ ０ ） 漳 ６０ ０
摘
要 ：根据高速切削的特 点，高速切削的加工对刀具 的要求，介绍刀具材料 的选用、刀柄 的改进、刀具 的结构及
金 ＴＣ （ ）等 。涂层硬 质合 金在 高速 加工 中应用 Ｉ Ｎ 最 为广泛 ，对 耐热 合金 、钛合 金 、高温 合金 、铸
好加工状态 ，从而保证了工件的加工精度 。⑤加
铁、纯钢 、铝合金及复合材料的高速切削加工耐
高速切削刀具在数控加工中的应用
金属 、陶瓷 、玻 璃 、石墨 等非金 属材 料最 高速 切削措施 的运用 中 ，要 把硬质 采用 了 超 细 晶粒 的梯 度硬 质合金 基体 ，配以氮碳 ２ ． ２ 立 方氮化 硼刀 具材 料 化 钛 中温化 学 涂层 和 细 晶柱状 化 学 涂层 ， 和 金 刚 石 相 比，Ｃ Ｂ Ｎ是 人 工 合 成 表 面 则采 用 消 除表 面应 力 的后 处 理工 艺 ， 材 料 。它 的 生 产 加 工 技 术 和 金 刚 石 差 不 能 够提 升硬质 合金 的使用 能力 ，使其 硬度 多 ，其 硬度 仅次 于金 刚石 而远高 于其他 材 以及耐 磨性 能更 高 ，能够 普遍 的在 硬切 削 料 。一 样拥 有高硬 度 、高稳 固性 、高化 学 中运用 。实 际上最佳 的刀 具原 料不光 能够 稳 定性 等 特 点 。现 在 普 遍 适 用 于 钢 质 材 耐 磨 、 硬度 高 ， 还要 拥有 稳定 的化学 性能 ， 料 的切 割。 这 种 材 质 要 达 到 氧 化 程 度要 良好 的传 热功 能 以及 机械 功能 ，这样 才符 １ ３ ６ ０ ℃ ，能 够和钢 铁材 质 的原料相 容 ，并 合 高速 切削措 施对 刀具 的需求 。切 削过程 且Ｃ Ｂ Ｎ材 质 的 刀具 是 固结 体 的 结构 ，拥 中 ，对稳 定性 要求较 高 的 ，就 可 以使 用 陶 有 高耐 磨 的性能 。生产 这种 刀具要 在持 续 瓷 刀具 ， 更能 够达 到切削设 施 的工作 要求 。 高 温进行 加热 的方 式下 掺人催 化剂 转变来 降低 切 削的 困难 ，直 接受 影 响的就是 其效 的 ，它 的稳定 性 比金刚 石好 。在生 产制 造 率 以及失 误率 。不过 由于 陶瓷 刀具拥 有强 硬 度原料 的 时候适 合选择 这种 刀具 。此 刀 抗 断性 ，因此 在续切 工作 中得 到 了普遍 的 具 不光抗 高 温抗热 抗磨 ，并且 和铁 相 比 ， 运用。 其 惰性很 大 。随着 技术进 步 ，能够 代替 达 结语 不 到高 速切 削刀具 标准 的黑色 金属 ，或 者 高 速 切 削 加 工 工艺 的 出现 改 变 了 以 能 够在 高难度 加工 的材 料 中普 遍使 用 。它 往 传 式 的 切 削 模 式 ，在 很 大 程 度 上 提 高 适 合制作 铁 、高合 金钢 、高温 合金 或者表 了工 作 效 率 ，因 为 切 割 的 速 度 比 较快 ， 传 导 性 能 比较 优 越 ，大 大 缩 短 了工 作 时 面 具有 喷料 的工件 等 。在发达 国家 汽车 生 产 加工行 业 中就普 遍使用 立方 氮化 硼刀具 间 。 同 时 它可 以根 据 不 同 的施 工 工 艺 采 切 割铸铁 。立 方氮 化硼 刀具 已经成 为发达 取 不 同切 削 方 式 。 同 时 由于 加 工 产 生 热 国家汽 车生产 行业 中各个 生产 流水线 中普 量 的 ７ ０ ％～ ８ ０ ％ 都集 中在切 屑上 ，而切 屑 遍使 用 的刀具 。 的去 除 速 度 很 快 ，传 导 到 工 件 上 的热 量 ２ － ３ 陶瓷刀 具 大 大 减 少 ，提 高 了加 工 精 度 。高 速 切 削 陶瓷 刀 具 韧 度 不 够 、 比钢 刀 翠 ，限 加 工 是 一 种 不 增加 设 备 数 量 而 大 幅 度 提 制 了其普 遍使 用 ， 因为纳米 氧化 锆 的出现 ， 高 加 工 效 率 所 必 不 可少 的技 术 ，优 点 主 和 陶瓷 刀具结 合 ，为陶瓷 刀具 的普及 增加 要 在 于 ：提高 生产 效 率 ；提 高 加 工 精 度 了动力 。陶瓷 刀具有 高潜 力 的高速 切削使 和 表 面 质 量 ； 降低 切 削 阻力 。 高 速 切 削 用 的工具 ， 在加 工制 造业 中有着 美好远 景 ， 措 施 的 研 发 以及 运 用 转 变 了人 们 在 以 往 已经 受到 各 国关 注 。 切 削 工 作 中 的 思 想 以及 形 式 ，在 很 大 程 ２ ． ４ 涂 层刀 具 度 上 提 升 了 制 作 速 度 以及 制 作 品质 。 而 以往 的 涂 层 刀 具 通 过 了从 简单 到繁 且 高 速 切 削 措 施 运 用 到模 具 制 作 中 ，转 琐 的加工 技术 过程 。随着 技术进 步 ，涂层 变 了 以 往 模具 制作 的生 产 程 序 。 高 速 切 刀具 得 到普遍 应用 。在发 展起来 的硬 质涂 削措 施 中使用 的 刀具 是这 项 措施 的重点 ， 层 刀具 材 料 中 ，Ｔ ｉ ｎ措施 作 为一 种 新技 术 伴 随 着措 施 的 持续 改 善 ，会 推 动模 具 的 得 到了普 遍使 用 。金 属 陶瓷 的硬度 比陶瓷 加工 迈 向一个全 新 的发展模 式 。 原料 的刀 具差 ， 但 是 比硬质 合金 的硬度 强 ， 参考文 献 水平方 向的断 裂强度 比硬 质合金 小 ，但是 ［ １ 】 李 良才 ． 插 齿 刀 前 角对 刀 具 耐 用 度 及 比陶瓷原料的刀具好 ，其化学性能稳固， 齿形误 差 的影响 Ｄ １ ． 工具技 术 ，２ ０ ０ ２ ． 具有 强耐 氧化性 ， 拥有 比较 低 的粘 结性 能 ， ｆ ２ １ 张林 ． 刀具在数控 加 工 中的应 用 『 Ｚ １ ． 以及 比较 高的刀 刃强 度 。 ３ 高 速切削 刀具 的具体 应用 情况 硬 质 合 金 刀 具 具 有 硬 度 高 、耐磨 、
高速切削加工的刀具选择
Ｔｉ Ｎ＋ ２ ＋ Ｎ， Ｎ＋ ２ ， Ｔｉ Ｔｉ ， Ｃ ＡｌＯ３ Ｈｌ Ｔｉ Ａｌ Ｏ３ ＣＮ， Ｂ２
碳 纤 维塑 料等 非金 属材 料 的加工 。 如 在铝合 金 例
ＴＡｌ １Ｎ Ｉｉ Ｎ等 。最 新 发展 的ＴＮ， ｌ ｉ Ｎ， ｉ Ｔ Ａ１ ｒ ｉ Ａ Ｎ纳米
温性 能 ，适合 高速 加工合 金钢 和铸 铁 。
陶瓷 刀具 ：陶瓷 刀具分 为氧 化铝 陶 瓷、氮化
砖 陶 瓷和 复合陶 瓷三类 ， 具有 高硬度 、 高耐磨 性 、
热稳定性。其中Ａ２ ３ ｌ 基陶瓷约ｌ２３ Ｏ ／，这种陶瓷
刀 具适合 加工 钢件 ；Ｓ３ 基陶 瓷约 Ｉ １３ ｉ Ｎ４ ‘ ／ ，这 种
２ 刀具结构
弹性 夹紧式 、液 压夹 紧式和 热膨胀 式刀 杆示 意 图 。其 中热膨 胀式 结构 简单 ，夹 紧可 靠 、同心 度 高 ， 递扭矩 和径 向力火 ， 传 刚性足 ， 动平 衡性 好 ，
摘
要 作 为先进制造技术 ，高速切削加 工 已成为机械制造业的主流发展方向 ， 它的应 用将 大幅度
地提 高加 工效率和加 工质量 。高速切 削刀具技术是 实现 高速 切削的关键技术之一 。本文根据 高速切 削加工
对刀具 系统 的要求 ，分 别从 刀具材料 、结构和刀杆 结构及切削参数等 方面阐述 了 高速切 削加工 中如何合 在
证 刀 具动平 衡 ，在 高速 铣 削时不 宜采用 。图２ 为
金刚石： 分天然金刚石和聚晶金刚石， 高速
铣 削主要采 用 聚品金 刚石 ， 常用 于高速 加：＝ 通 Ｉ ＝ 有 色金 属和非 金属 材料 。 目前在 高速铣 削 加工 中 ， 应用最 多 的是整体
高速切削刀具相关关键技术的研究
匹酉 己。
一
键技 术 。 强 对 高 速 切 削刀 具 技 术 的研 究 极 大地 发 挥 加
了高速 切 削 技术 的最 佳 效 益 ， 力 地促 进 高 速切 削 技 有
维普资讯
高速 切 削 刀具 相 关关键 技 术 的研 究 女
口 周纯 江 口 叶 红朝
杭州 ３ ０ ５ １０ ３ 浙江 机电职业技术学 院
摘
要 ：从 高速 切 削刀 具 技 术 是 实现 高速 切 削所 必 须 的 关键 技 术这 一 角度 出发 ， 高速 切 削 的 刀 具 材 料 与 加 工对 象 对
ｃ ｉｉ ， ｔ． ｈ ｎｎｇ ｅ ｃ
Ｋｅ ｏ ｄ ：Ｈ ｇ ｐ ｅ ｃ ｉｉ ｇ Ｔ ｏ Ｍａｅ ｉｌ Ｔ ｏ Ｓ ａ ｋ Ｄ ｎ ｍｉ ａａ ｃ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｉｂ Ｓ ｅ ｄＭａ ｈｎ ｎ ｏ ｌ ｔｒ ｏ ｌ ｈ ｎ ａ ｙ ａ ｃ ｌｎ ｅ Ｂ
由于 高速 切 削加 工 具有 高速 高 精 度 的特 点 ， 加 在 工 过 程 中不 仅 可 以大 幅度 提 高 零 件 的加 工 效率 ， 短 缩 加 工 时 间 ， 低 加工 成本 ， 且 可 以使零 件 的表 面加工 降 而 质 量 和 加工 精 度 达 到更 高 的水 平 。 广 泛、 车 等 行 业 ， 产 生 了 动 机 模 汽 并 巨 大 经 济 效 益 ， 制 造 业 产 生 了 巨 大 的 影 响 ， 认 为 是 对 被
２世 纪 最 有 发 展 潜 力 的 几 大先 进 制 造 技 术 的发 展趋 １
高速切削加工刀具材料
进 一 步提 高 ，超 过这 个速度 范 围后 ，切削温 度 反而 降低 ， 同时切 削力也 会大 幅度 降低 。他认 为对于 一 些 工件 材料 应 该有一 个 临界 的切削速 度 ，在该切 削 速 度下 切削 温度最 高 。在 高速切 削 区进 行切 削 ，有 可 能用 现有 的刀 具进 行 ，从 而成 倍地提 高机 床 的生
精 密制造 与 自动化
２１年第 １ ００ 期
高速切削加工刀具材料术
姚福新 李长 河
沈 阳徐挖机 械销 售有 限 公司 青 岛理工 大 学 机械 工程 学 院
摘 要
（ １５ １０ ６ ） １ （６０ ３ ２６ ３ ）
论述 了高速切削 的概念和优越性，介 绍了高速切削加工所使用 的先进刀具材料和刀具如：陶瓷刀具 、金
可 以说 ， 目前 各 国的切 削速 度仅 在高速 阶段 ， 尚未达 到 Ｃ Ｒ （ 际 生 产 工 程 科 学 院 ）所 界定 的 ＩＰ 国 超 高速切 削 阶段 。
１ 高速切削的优越性 与传统的切削加工方法相 比，高速切削具有无
５
姚福新等 高速切削加工刀具材料
可 比拟 的优越 性 。 第 一 、切 削力低 。 由于切 削速度 高 ，导致剪 切 变形 区狭 窄 、剪 切角 增大 、变形 系数减 小和 切屑 流 出速 度快 ，从而 使切 削变形 减 小、切 削力 降低 。尤 其是 法 向切 削 力 ，比常规切 削低 ３％￣９ ％。刀 具 ０ ０ 耐用 度可提 高 ７％，特 别适合 细长类 、薄壁类 以及 ０ 刚性 差 的工 件加 工 。 第 二 、热 变形 小 。在 高速 切 削 时 ，９ ％￣９ ％ ０ ５ 以上 的切削 热来不 及传 给工件 就被 高速流 出的切屑
高速切削刀具探析
高速切削刀具探析作者：孙哲来源：《职业·中旬》2009年第09期高速加工通常是指在高于常规加工速度5～10倍的条件下进行的切削加工。
高速切削时，随着切削速度的提高，切削力逐渐减小，切削温升逐渐趋缓，加工表面质量提高，加工成本降低。
对于高速切削加工，刀具材料更具有举足轻重的影响。
当切削速度提高时，工具钢材料的刀尖往往会因无法承受切削高温而发生烧蚀或急剧磨损。
近三四十年来，刀具材料所取得的突破使高速切削中出现的问题得到了较好解决。
一些新型刀具材料(如氧化物、碳化物、氮化物陶瓷刀具和CBN等)具有良好的耐热性：用聚晶方法得到的聚晶金刚石(PCD)刀片，其硬度可达6000～10000HV，用PCD材料制作的车刀、铣刀、钻头等可对有色金属进行高速切削，有时也应用于黑色金属的切削加工。
目前适用于高速切削的刀具主要有以下几种。
一、涂层刀具涂层刀具是利用气相沉积方法在高强度的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面涂覆几个微米的高硬度、高耐磨性的难熔金属或非金属化合物涂层而获得的。
涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦系数小和热导率低等特性。
涂层材料作为化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了月牙洼磨损，切削时可比未涂层刀具提高刀具寿命3～5倍以上，提高切削速度20％～70％，提高加工精度0.5～1级，降低刀具消耗费用20％～50％。
二、金属陶瓷刀具金属陶瓷是20世纪70年代开发的一类具有优良机械力学性能和高温性能的新型工具材料。
与传统的硬质合金刀具相比，它的耐热性、耐磨性、抗月牙洼磨损能力等均有明显提高，但韧性和导热性相对较差。
近年来，在陶瓷基体中加入少量纳米粒子以形成纳米陶瓷复合材料的研究取得了不少进展和成果。
金属陶瓷刀具可应用于300～500m／min切削速度范围内的高速精车钢和铸铁。
三、陶瓷刀具陶瓷刀具与硬质合金刀具相比，其硬度高、耐磨性好，在相同切削条件加工钢料时，磨损仅为硬质合金刀具的1/15，刀具寿命长；在1200℃时仍能保持80HRA的高硬度，所以在高温下仍能进行高速切削；它与钢铁金属的亲和力小，摩擦因数低，抗粘结和抗扩散能力强，切削时不易粘刀及产生积屑瘤，加工表面质量好，可在200～1000m/min的切削速度范围内高速切削软钢(如A3钢)、淬硬钢、铸铁及其合金等。
高速切削刀具技术.pdf
1.4.2 高速切削的刀具技术
（2）高速切削的刀具材料
对于钢、铸铁等黑色金属，宜选用陶瓷、金属 陶瓷及立方氮化硼刀具；
对于铝、镁等有色金属，宜选用聚晶金刚石 PCD和化学气相沉积金刚石涂层刀具CVD等刀具材 料。
1.4.2 高速切削的刀具技术
（2）高速切削的刀具材料
1）金刚石 特点:
有极高的硬度（10000 HV）和耐磨性，是目前已知的 最硬物质； 刀具切削刃非常锋利，适合于极精密的加工； 具有很高的导热系数和很低的线膨胀系数，故加工质 量好。 耐热温度可达700℃～800℃。
1.4.2 高速切削的刀具技术
（2）高速切削的刀具材料
1）金刚石 能用作刀具材料的金刚石有四类： 天然金刚石 人工合成单晶金刚石 聚晶金刚石 化学气相沉积金刚石涂层刀具
1.4.2 高速切削的刀具技术
（2）高速切削的刀具材料
1）金刚石——天然金刚石
天然金刚石是最昂贵的刀具材料，由于天然金刚石 可以刃磨成最锋利的切削刃，主要应用在超精密加工 领域，如加工微机械的微型零件、光学镜面、导弹和 火箭中的导航陀螺、计算机硬盘芯片等。
氧化铝在铁中的溶解度只有WC在铁中溶解度的五分之一， 因此，氧化铝基陶瓷扩散磨损小，同时它的抗氧化能力强。
但氧化铝基陶瓷的强度、断裂韧性、导热系数和抗热震性 都比较低。
氧化铝基陶瓷刀具在高速切削钢时具有比氮化硅陶瓷刀具 更优越的切削性能。
1.4.2 高速切削的刀具技术
（2）高速切削的刀具材料
3）陶瓷刀具 氧化铝基陶瓷适于加工各种钢材(碳素结构钢、
1.4.2 高速切削的刀具技术
（2）高速切削的刀具材料
3）陶瓷刀具 陶瓷刀具材料主要有两大类： 氧化铝基陶瓷(Al2O3) 氮化硅基陶瓷(Si3N4)
高速切削刀具在数控加工中的应用
文◎
摘要 ：随着科 学技 术 水平的 不断提 高， 作 为先进 制造技术 的重要组 成部分 高速切 削 技 术在模具 加工制造 中已得 到越 来越 广泛 的 应 用 。本 文结合 高速 切 削技 术的发展 现状 ， 阐述了高速切 削技术的应用及其未来趋势 关键词 ： 高速切 削刀具 ；数控加 工；应
．
一
外 ，很少作 为切 削工具应 用在工业 中 。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 钎 焊 金 刚 石 技 术 ，使 天 然 金 刚 石 刀 具的制造 过程变 得 比较 简单 ，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 。 立 方 氮 化 硼 刀 具 材 料 。立 方 氮 化 硼 （Ｂ ） Ｃ Ｎ 是 纯 人 工 合 成 的 材 料 ， 是 ２ 世 纪 ５ 年 代 末 用 Ｏ ０ 制 造 金 刚石 相 似 的 方法 合 成 的第 二 种 超 材 料——ｃ Ｎ 微粉 。立方氮 化硼 （Ｂ ） Ｂ Ｃ Ｎ 是硬度 仅
理想 的刀具使得 高速硬 切削 能够作为代替 磨 削的最 后成型 工艺 ，达 到工件 表面粗糙度 、 表 面完整 性和 工件精度 的加工 要求 。硬质 合 金刀 具 具 有 良好 的抗 拉强 度 和 断 裂韧 性 ， 但 由于较 低 的硬 度和较 差 的高温 稳定 性，使
其 在 高 速 硬 切 削 中 的 应 用 受 到 一 定 限 制 。 但
用
郁有较小 的化学亲 和力 ，高的热 传导系 数， 良好的机械 性能和 热稳定 性能 。
高速切削技术和高速切削刀具 目前 ，切削加工 仍是机械 制造行 业应用 广 泛的一种 加工方法 。其 中，集高效 、高精
高速切削刀具及刀柄概述
引言高速切削加工作为制造业中最为重要的一项先进制造技术，已经越来越受到人们的关注．随着高速切削加工的应用范围扩大，高速切削在制造领域的应用主要是加工复杂曲面，其中高速铣削（也称为硬铣削，可以把复杂形面加工得非常光滑。
加工表面粗糙度值很小、浅腔大曲率半径的零件完全可用高速铣削来代替电加工；对深腔小曲率半径的零件可用高速铣削加工作为粗加工和半精加工，而电加工只作为精加工。
这样可大大节约电火花和抛光的时间以及有关材料的消耗，这对保护环境的贡献是不言而喻的。
同时，极大地缩短了加工周期，提高了加工效率，降低了加工成本。
1 高速切削加工技术1.1 高速切削技术概述[2]1931年4月德国物理学家Carl.J.Saloman最早提出了高速切削（High Speed Cutting）的理论，并于同年申请了专利。
他指出：在常规切削速度范围内，切削温度随着切削速度的提高而升高，但切削速度提高到一定值之后，切削温度不但不会升高反而会降低，且该切削速度VC与工件材料的种类有关。
对于每一种工件材料都存在一个速度范围，在该速度范围内，由于切削温度过高，刀具材料无法承受，切削加工不可能进行。
要是能越过这个速度范围，高速切削将成为可能，从而大幅度地提高生产效率。
由于实验条件的限制，当时高速切削无法付诸实践，但这个思想给后人一个非常重要的启示。
高速加工技术经历了理论探索，应用探索，初步应用和较成熟应用等四个阶段，现已在生产中得到了一定的推广。
特别是20世纪80年代以来，航空工业和模具工业的需求大大推动了高速加工的应用。
飞机零件中有大量的薄壁零件，如翼肋、长桁、框等，它们有很薄的壁和筋，加工中金属切除率很高，容易产生切削变形，加工比较困难；另外，飞机制造厂方也迫切要求提高零件的加工效率，从而缩短飞机的交付时间。
在模具工业和汽车工业中，模具制造是一个关键，缩短模具交货周期，提高模具制造质量，也是人们长期努力的目标。
高速切削无疑是解决这些问题的一条重要途径。
浅谈高速切削中刀具的选择
浅谈高速切削中刀具的选择【摘要】高速切削技术目前在机械加工领域占有十分重要的地位，在高速切削中刀具的选择直接关系到机械加工的质量，本文对高速切削中刀具的发展现状以及刀具材料的选择，和在数控加工中的应用情况进行了简要探讨。
【关键词】高速切削；刀具；材料选择1 高速切削技术的优势高速切削技术具有加工效率高、精准度高、成本低等特点，目前在机械加工领域有着广泛的应用。
高速切削加工的具体优势如下：1.1 在生产效率上有很大的提高。
1.2 切削力有一定程度的降低。
尤其是径向切削分力大幅度减少，特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。
1.3 由于95％-98％以上的切削热来不及传给工件而被切屑带走，故特别适合于加工容易热变形的零件；1.4 高速切削时，机床的激振频率特别高，远离了工艺系统的固有频率，因而工作平稳，振动小，加工的零件表面质量高。
1.5 适用于很多难加工的材料。
1.6 加工成本降低。
2 高速切削刀具选择的重要性高速切削加工中刀具的选择时基础，是保证机械加工质量的关键。
在加工中尤其要注意刀具的选择，如果选择了不适合的刀具，会导致机械加工的效率和质量都有所降低。
由于高速切削的切削速度快，而高速加工线速度主要受刀具限制，因为在目前机床所能达到的高速范围内，速度越高，刀具的磨损越快。
因此，高速切削对刀具材料提出了更高的要求，除了具备普通刀具材料的一些基本性能之外，还应突出要求高速切削刀具具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。
高速切削技术的发展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出现及发展。
目前常用的高速切削刀具材料有：聚晶金刚石（pcd）、立方氮化硼（cbn）、陶瓷、涂层刀具、超细晶粒硬质合金等刀具材料。
3 高速切削刀具材料的要求3.1 刀具材料的基本性能要求刀具的选择是加工的基础，而材料的选择是刀具的基础。
刀具材料对机械加工的质量有着直接的影响，而且对刀具本身的寿命也有很大作用。
数控机床刀具的高速切削原理
数控机床刀具的高速切削原理数控机床刀具的高速切削技术是现代制造业中一种重要的加工方法，其应用广泛，能够大幅度提高生产效率和加工质量。
高速切削技术的核心就是对刀具的设计和切削原理进行优化，使得切削过程更加高效和精确。
本文将介绍数控机床刀具的高速切削原理，并分析其在现代制造业中的应用。
一、刀具的结构与选择在数控机床的高速切削加工过程中，刀具的结构和选择起到至关重要的作用。
首先，刀具的材料要具备一定的硬度和耐磨性，以保证在高速切削中不会产生较大的磨损和变形。
常见的高速切削刀具材料包括硬质合金、陶瓷和涂层刀具等。
其次，刀具的结构设计要合理，包括刀柄、刀片和刀具的固定方式等。
合理的刀具结构可以提高切削刚度和切削稳定性，降低切削振动和刀具损伤的风险。
二、切削速度的选择高速切削的关键在于选择合适的切削速度。
切削速度是指切削工具与被切削材料之间的相对运动速度。
在选择切削速度时，需要综合考虑被切削材料的性质、刀具材料的耐磨性以及机床主轴的转速等因素。
通常情况下，高切削速度可以提高生产效率，但也会增加刀具磨损和发热的风险。
因此，切削速度的选择需要根据具体情况进行权衡。
三、切削力的控制高速切削过程中，切削力的控制是一个重要的问题。
过大的切削力会加剧刀具磨损和变形的风险，同时也会增加机床的负荷。
为了控制切削力，可以采取以下措施：优化刀具的几何形状，使其具备较大的切削刚度；合理选择切削进给量和切削深度；采用合适的冷却液，降低切削温度等。
通过综合运用这些方法，可以有效地控制切削力，提高切削过程的稳定性和可靠性。
四、切削润滑与冷却在高速切削加工中，切削润滑和冷却也是至关重要的。
适当的切削润滑可以减少切削热量，提高切削表面质量，并延长刀具的使用寿命。
常用的切削润滑方式包括干切和湿切两种，选择合适的润滑方式需要根据具体加工材料的情况进行判断。
此外，切削冷却也可以有效地降低切削温度，减少刀具的热变形和热裂纹的风险。
切削冷却可以通过在切削过程中喷洒冷却液或者使用高速切削专用冷却器等方式来实现。
超硬刀具在高速切削中的性能分析与创新设计
超硬刀具在高速切削中的性能分析与创新设计刀具是现代高速切削加工的重要工具，而超硬刀具是一种独特的材料，具有极高的硬度和耐磨性，广泛应用于高速切削加工中。
本文将对超硬刀具在高速切削中的性能进行分析，并针对现有刀具的不足之处提出创新设计的建议。
首先，我们来分析超硬刀具在高速切削中的优势。
超硬刀具通常由碳化物、氮化物等材料组成，具有很高的硬度和热稳定性，这使得它们在高速切削中能够承受高温和高压的环境，减少刀具磨损和断裂的风险。
超硬刀具还具有较低的摩擦系数和热膨胀系数，使其能够更好地保持刀具表面的质量和精度。
另外，超硬刀具的高硬度还使得其具有较长的使用寿命，可以减少切削过程中的刀具更换频率和停机时间，提高生产效率。
然而，超硬刀具在高速切削中仍存在着一些挑战。
首先是刀具表面的磨损问题。
在高速切削过程中，刀具表面受到高速切削力的作用，容易发生磨损和热膨胀，导致刀具失去精度和寿命。
其次是刀具与工件的热交换问题。
高速切削过程中，切削区域产生大量的热量，如果不能有效地将热量转移或散热，会导致刀具和工件的温度升高，影响切削质量和刀具寿命。
为了解决上述问题，我们可以从材料、涂层和设计方面进行创新。
首先，利用先进的材料技术，可以研制出具有更高硬度和热稳定性的超硬刀具。
例如，通过改变碳化物和氮化物的配比，或者引入其他合金元素，可以调控刀具的硬度和热稳定性，提高刀具的性能。
其次，在涂层方面，可以采用多层复合涂层技术来改善刀具表面的性能。
多层复合涂层具有优异的附着力和耐磨性，可以增加刀具表面的硬度和抗腐蚀能力，延长刀具的使用寿命。
此外，通过合理设计复合涂层的组分和结构，可以实现快速散热和热量转移，进一步提高刀具的抗热性能。
最后，在刀具的设计方面，可以首先优化刀具的结构和几何形状。
例如，通过减小刃口的接触面积和改善刀具的刃口角度，可以降低切削力和刀具磨损的风险。
其次，可以采用刀具内冷却系统来提高刀具的散热效果。
刀具内冷却系统可以通过向刀具注入冷却液体，实现快速散热，降低刀具温度，提高切削质量和刀具寿命。
高速切削加工技术及刀具选择
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争Ｉ 毫
高速切削加工技术及刀具选择
王新 成 （ 陕西 汉江 机床 有 限公 司 ， 陕西 汉中 ７ ２ ３ ０ ０ ３ ）
【 摘 要】 高速切 削加工机床与刀具 系统的设计及制造是高速切削加 工的基础 ， 高速加 工刀具 的结构设计与材料选用是高速切 削加 工的保
证 。本 文论述 了高速切 削加工技术的特点 ， 及 高速切 削加工技术 中高速切削刀具 系统选择 和刀具材料选 用方法。
【 关键词 】 高速切 削加工 ； ７ ／ － ｇ ． 系统 ； ７ ／ － ｇ ． Ｎ ＂ 料术的飞速发展 ． 非金属材料和复合材料的加工越 来越广泛 ． 新 型陶瓷材料及难加 工材料 的切 削加工不断涌 现 ． 要求机 械制造过程 的切削技术应满足高速 、 高精密 、 高可靠性 、 清洁、 安全 的 生产加工模式［ １ 高速切削是指用于高速度进行高效加工的一种先进 ］ 制造技术 ． 也是一项综合的高新技术∞ 。 在 高速切 削加工技术 的形成与 发展过程 中． 工件材料与刀具材料交替发展 ， 相互促成 ， 成为切削技术
的数控化率越来越高 。在高速切削加工技术 中， 高速切削加工机床 与 刀具系统 的设计及制造是基础 ． 高速加工刀具 的结构设计与材料选用 是保证［ ３ １ 因此 ． 加 强高速切削加 工技术及 刀具选择 的研究具有重要 的 实际意义 。
１ 高速切削加工 的技术特点
一
是． 高速切 削加工过程 中， 切削速度提高 。 单位时 间内材料切 除 率提高 ， 切 削加工 时间变短 ， 大 幅度提高加工效率 ， 降低加工成本 。二 是． 切 削加工 速度 提高 ． 切削力 随之减小 ， 有利于高速切削加工 刚度 较 差 的薄壁零件 。 三是 。 高速切削加工过程 中切屑以很高的速度排出 ， 带 走大量 的切削热 。 有利 于减小加工零件 的内应力 ． 减小零件 的热变形 ， 提 高加工精度 四是 ． 高速切削加工过程 中的刀具主要是 以超硬刀 具 的应用 为主 ． 有利 于实施 高速干切 削加工技术 。高速干切削就是在 切 削加工过 程中不 使用任 何切 削液的工 艺方法 。 是对传统切 削方 式的一 种技术创新 。它 相对 于湿切削 而言 ． 是一种从源头上控制污染 的绿 色 ３ 结束 语 切 削和清 洁制造 工艺 ． 它 消除了切 削液 的使用对外部系统造成 的环 境 高速切削加工技 术是一项全新 的、 正在发展 中的先进制造实用技 负面影 响。 目 前， 能实现高速干切 削的工件材料有铸铁 、 铝合金 、 滚 动 术。 非金属 材料 和复合材料 的高速切削是实现高精度 、 高效率 、 高稳定 轴 承钢 等材料零 件的加工 性和低表面粗 糙度切削加工 的重要技术途径 。 高速切 削加工技术主要 用于轻金属及 其合金 ． 新型 陶瓷材料及难加工材料的高速切削加工 ． ２ 高速切 削加工技术 的刀具选择 以及用于精密 、 超精密及光学元件 的高精加工 。随着高速切削技术的 刀具 技术是 实现高速切 削的重要保证 。正确选择刀具材料 ， 合 理 深人研究 ， 目 前 国外航 空 、 航天 、 汽车 、 模 具制造业 已广泛应 用高速切 设计 刀具 系统对 于提高加工质 量、 延长 刀具寿命 和降低加工成 本起 着 削加工技术 ， 并 取得很好 的经济效益 。 随着国家科技重大专项的实施 ． 重要作用 实际生产 中． 高速切削加工时既要保证加工精度 ． 又要保证 我国的高速切 削技术 正在发生 突破性和跨越式的发展。同时 。 国内超 高的生产 率 ． 还要保证安全 可靠 ， 因此 ， 高速切削刀具系统必须满足很 硬材料及工具制造企业 正在抓住我 国制 造业结构转型 的大好 发展 机 高的几何精度 和装夹重 复精度 、 很 高的装夹刚度 和高速运转 时安全 可 遇 ． 针对高速切削超硬 刀具技术开展产业化 开发 ． 特别是具有 自主知 靠 。高速 切削要 求刀具 材料具 有高硬度 、 高强度 和高耐磨性 ； 高韧 度、 识产权的高速 切削超 硬刀具技术 的开发 ． 努力加大 自身企业 的技术 开 良好 的耐热 冲击性 ； 高热硬性 、 良好 的化学稳定性 。 超 硬刀具 材料应用 发投 入力度， 以 促进我国 高速切削技术的 快速推广 应用。 ● 于高速 切削是保证高 的生产 率的前提 ． 因为 ． 超硬 刀具 高速切削技术 的应用不仅可 以提高 产品的切 削速度 和加工效率 ． 而且可 以确保 产品 【 参考文献】 的高精 度和一致性 ． 提高产品的加工质 量以及加 工产 品的高科 技含量 ［ １ ］ 席 俊杰 ， 徐颖． 高速 切削技术 的发 展及应用［ Ｊ ］ ． 制造业 自动化 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ７ （ １ ２ ） ： 和高附加值Ｈ 。 同时还将大大减少传统高速钢 、 硬质合金工具对钴 、 钨、 ２ ６ － ２ ９ ． 钽、 铌 等贵金 属的资源消耗 ， 并 可降低单位产 品加工 能耗［ ５ ３ 。 ［ ２ ］ 王 瑾． 绿色 制造技 ７ ｆ 期械工 业中 的 应用 研衄 商 现 代化， ２ ０ ０ ６ （ ２ ３ ） ： ２ １ ４ － ２ １ ５ ． ３ ］ 邓福铭 ， 卢学军． 我国超硬刀具 高速切削技术发展现状 问题及前 景［ Ｊ 】 ． 硬质合 目 前． 高速切 削加工技术 的刀具选择 主要是刀具材料 的优 化和制 ［ ２ ０ １ ０ ， ２ ７ （ ４ ） ： ２ ４ ２ — ２ ４ ６ ． 备技术 。 一是 ． 金刚石和类金刚石涂层的刀具的制备及应 用。 金刚石是 金 ， ４ ］ 王瑾， 赵亮． 超硬涂层材料性能及其应用研究叨． 铸造技术 ， ２ ０ １ ３ ， ３ ４ （ ６ ） ： ６ ８ ３ － ６ ８ ５ ． 目 前 自然界中最硬 的物质 ． 它的硬度和 弹性 模量极高 ． 而摩擦 系数很 ［ ［ ５ ］ 解念锁 ， 王瑾． 我国硬 质合金工业发展现状与资源保 护［ Ｊ ］ ． 中国钨业 ， ２ ０ ０ ６ ， ２ １ 小。 具有很好 的耐磨性 ． 因此对 于超硬材料 的高速切削加工 ． 金 刚石 车 （ ３ ） ： ４ — ６ ． 刀 和具有 金刚石涂层 的高速钢 和硬质合金刀具是唯一切削刀具 金刚 ［ ６ ］ 于杨 ， 解念锁． 先进 表面工程技术及应用研究 ［ Ｊ ］ ． 科技创新导报 ， ２ ０ ０ ９ （ ３ １ ） ： ７ ８ ． 石涂层不 仅能够 提高 刀具使用 寿命几 十倍 ． 而且能够满 足高精 度机械 零件 的加工要求 在小直径的钻头上沉积金刚石涂层 可使其 切削性 能 ［ 责任编辑 ： 王迎迎 ］ 增强并延长钻头使用寿命 １ ０ 倍 以上 ．可 以很好应用到难加工材料 切
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机株式会社推出了自动平衡补偿的镗头——EWB，其极
限镗削速度可达2000m/min。
四、高速加工刀具的发展趋势
目前，先进刀具发展迅速，各种专用性能刀具不 断推陈出新。在刀具材料方面，超细晶粒硬质合金刀 具和超硬材料刀具获得了广泛的应用；在涂层方面， 多层梯度复合涂层和高强度耐热纳米涂层也得到了长 足的发展，并在航空航天、汽车船舶等领域得到应用； 在刀具结构方面，将朝可转位、多功能、专用复合刀
陶瓷及立方氮化硼刀具，对于镁、铝等有色金属，
宜采用PCD和CVD等刀具材料。
3 高速切削加工对刀具接口技术的要求
主要包括：刀具——机床接口技术 刀具——刀柄接口技术 4 高速切削加工对刀具平衡技术的要求 高速加工对刀具的动平衡提出了很高的要求。如日
本NT公司推出的高平衡等级热缩夹头的适用转速可达
70000r/min，对于带微调机构的精镗头，日本大昭和精
高速切削加工刀具技术
江苏科技大学现代制造技术研究所
汇报提纲
一 高速切削加工技术简介
二 传统加工刀具的弊端
三 高速切削加工刀具的要求
四 高速加工刀具的发展趋势
一、高速切削加工技术简介
高速切削加工是集高效、优质和低耗于一身的现
代制造技术，具有高效率、低成本、表面质量好、单
位切削力小和工件温升小等特点。
具和模块式方向发展。
专用高性能刀具主要发展趋势
1 刀具材料的最新发展
（1）新型高速钢； 2
刀具涂层的最新发展
（1）复合涂层； （2）梯度涂层； （3）多层涂层；
（4）纳米多层涂层
3
刀具结构的最新发展 当前刀具结构变革正朝着可转位、多功能、专 用复合刀具和模块式方向发展，刀具结构不断创新。
二、传统加工刀具的弊端
（1）刀具定位精度和重复定位精度低
（2）刀具动态与静态刚度低
（3）刀柄锥部较长，不利于快速换刀和机床主轴的小
型化。
由于以上问题，传统刀具系统已不能满足高速切
削加工的需求，必须研究开发适宜高速切削加工的刀
具系统。
三、高速切削加工刀具的要求
1 高速切削加工对刀具系统的要求
（1）刀具结构的高度安全性；
（2）刀具系统优异的动平衡性；
（3）高的系统刚性； （4）高的系统精度； （5）高的互换性； （6）高效性； （7）高适应性。
2
高速切削加工对刀具材料的要求
高速切削加工对材料的主要要求是：良好的高
温化学性能、热物理性能、化学稳定性、抗涂层破
裂性、抗粘接性和抗热振性。
对于钢、铸铁等黑色金属，宜选用陶瓷、金属
高速切削加工代表了现代机械加工的主流方向， 顺应了世纪机械加工高效率、高精度 、柔性与绿色化 的要求。高速切削作为先进制造技术的一项全新的共 性基础技术，已经成为现代切削加工技术的重要发展 方向。
先进刀具在机械加工中起到了越来越重要的作用。
刀具作为切削加工工艺系统中最活跃的因素已经成为
实现高速切削加工的必要条件。
总
结
随着制造技术的全球化，制造业的竞争也日趋激烈。 高速切削作为先进制造技术的一项全新的共性基础技 术，已经成为现代切削加工技术的重要发展方向。 先进刀具在机械加工中起到了越来越重要的作用， 选择合理的刀具材料、涂层及几何参数将是实现高效
切削加工的关键。因此，刀具作为切削加工工艺系统
中最活跃的因素已经成为实现高速切削加工的必要条
件。