《数控刀具系统》
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M类，黄色（包括M10~M40），系中合化的硬质 合金牌号。这类合金为通用型，适于加工长切屑 或短切屑的黑色金属及有色金属
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19
硬质合金刀具
普通 硬质 合金
新型 硬质 合金
超细晶粒 硬质合金
涂层硬 质合金
金属陶瓷
新型硬质合金 刀具加工实例
粒径在1μm以下，这种材料具有 硬度高、韧性好、切削刀可靠性 高等优异性能 保持了普通硬质合金机体的强度 和韧性，又使表面有很高的硬度 和耐磨性 TiC(N)基硬质合金，其性能介于 陶瓷和硬质合金之间
可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的 高硬材料；
刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍， 减少了加工中的换刀次数；
可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”， 切削效率比传统刀具高3-10倍。
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22
超硬刀具
超硬刀具 加工实例
是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：单晶金刚石、聚 晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。 超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其 中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片 (PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念，如绿色加工、 以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因 超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少
三面刃和 整体硬质 螺纹铣刀 合金铣刀
常用铣刀
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9
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10
钻头
丝锥
铰刀
钻削刀具
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11
粗镗刀
精镗刀
镗削刀具
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12
2 刀具常用材料
刀具切削部分的材料应具备如下性能：
高 的 硬 度
足够 的强 度和 韧性
高的 耐磨 性
高的 耐热 性
良好 的加 工工 艺性
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13
硬质合金
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20
新型硬质合金 刀具加工实例
加工示意图
加工切削参数
毛坯尺寸 和材料
100X80X50 （HRC50）
使用刀具
Φ8，4齿 （超细晶硬质合金）
主轴转速 (r/min)
10000
进给速度 (mm/min
)
3000
背吃刀量 (mm)
0.2
加工深度 (mm)
10
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21
陶瓷刀具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可 进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等 冲击力很大的加工；
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17
硬质合金的常见类型：
钨钴类
国内代号为YG。适合加工短切屑黑 色金属（铸铁），有色金属以及非 金属。 ISO标准代号是K类
钨钛钴类
国内代号为YT。适合加工长切屑黑 色金属（塑性好的材料低碳钢）， 常用于加工钢材。 ISO标准代号是P 类
钨钛钴钽 （铌）类
国内代号为YW。综合性能好，既可 加工铸铁又可加工钢材及有色金属， 常用于不锈钢。ISO标准代号是M类
高速钢
刀具材料
陶瓷
聚晶金 刚石
(PCD)
立方氮 化硼
(CBN)
单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)、CVD金刚石
源自文库
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14
高速钢刀具
高速钢High Speed Steels (HSS)刀具过去曾经是切削工 具的主流，随着数控机床等现代制造设备的广泛应用， 大力开发了各种涂层和不涂层的高性能、高效率的高 速钢刀具，高速钢凭藉其在强度、韧性、热硬性及工 艺性等方面优良的综合性能，在切削某些难加工材料 以及在复杂刀具，特别是切齿刀具、拉刀和立铣刀造 中仍有较大的比重。但经过市场探索一些高端产品逐 步已被硬质合金工具代替。
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18
国际标准ISO分类
硬质合金的分类和标志
根据国际标准ISO分类，把所有 牌号分成用颜色标志的三大类， 分别用 K 、 P 、 M表示
K类 P类 M类
红色（包括K10~K40），系单纯WC的硬质合金 牌号。主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金 属及非金属材料
蓝色（包括P01~P50),系高合金化的硬质合金牌 号。这类合金主要用于加工长切屑的黑色金属
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15
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16
硬质合金刀具
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉 末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在 真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
比高速钢硬得多。允许的切削速度比高速钢高4~10倍，切削速 度可达100m/min以上。
5
按照切削工艺分：
车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等 车削刀具图片
铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等
铣削刀具图片
钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等 镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等
钻削刀具图片 镗削刀具图片
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6
外圆车刀
内孔车刀
螺纹车刀
常用车刀
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7
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8
面铣刀
仿形 铣刀
方肩 铣刀
刀片与刀柄要 通用化、规格 化、系列化、 标准化，相对 主轴要有较高 位置精度，转 位、拆装时要 求重复定位精 度高，安装调
整方便
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4
按照刀具结构分：
整体式：钻头、立铣刀等 镶嵌式：包括刀片采用焊接式和机夹式 特殊形式：内冷式、复合式、减振式等
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机夹可转位 刀具得到广泛应 用，数量上已达 到整个数控刀具 的30%~40%， 金属切除率占总 数的80%~90%
的重要手段。
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23
超硬刀具 加工实例
加工模具示意图
高速加工切削参数
毛坯尺寸 和材料
60X60X50 （HRC60）
使用刀具
R1X8 （CBN）
主轴转速 (r/min)
20000
进给速度 (mm/min)
2000
背吃刀量 (mm)
0.02
加工时间 (min)
50.3
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数 控 刀 具 系 统
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1
➢数控刀具的基本特点 ➢数控刀具的材料 ➢数控刀具合理选用 ➢可转位车刀的选用 ➢旋转刀具的选择 ➢工具系统选择
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2
1 数控机床刀具的特点
数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和 自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用 连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在 机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控 刀具的分类有多种方法。
标准化 系列化 规格化 模块化 通用化
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3
刀具有如下要求:
具有 较高 的强 度、 较好 的刚 度和 抗振 性能
高精 度、 高可 靠性 和较 强的 适应 性
能够 满足 高切 削速 度和 大进 给量 的要 求
具耐磨性 及刀具的 使用寿命 长，刀具 材料和切 削参数与 被加工件 材料之间 要适宜
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硬质合金刀具
普通 硬质 合金
新型 硬质 合金
超细晶粒 硬质合金
涂层硬 质合金
金属陶瓷
新型硬质合金 刀具加工实例
粒径在1μm以下，这种材料具有 硬度高、韧性好、切削刀可靠性 高等优异性能 保持了普通硬质合金机体的强度 和韧性，又使表面有很高的硬度 和耐磨性 TiC(N)基硬质合金，其性能介于 陶瓷和硬质合金之间
可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的 高硬材料；
刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍， 减少了加工中的换刀次数；
可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”， 切削效率比传统刀具高3-10倍。
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22
超硬刀具
超硬刀具 加工实例
是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：单晶金刚石、聚 晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。 超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其 中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片 (PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念，如绿色加工、 以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因 超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少
三面刃和 整体硬质 螺纹铣刀 合金铣刀
常用铣刀
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10
钻头
丝锥
铰刀
钻削刀具
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11
粗镗刀
精镗刀
镗削刀具
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12
2 刀具常用材料
刀具切削部分的材料应具备如下性能：
高 的 硬 度
足够 的强 度和 韧性
高的 耐磨 性
高的 耐热 性
良好 的加 工工 艺性
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13
硬质合金
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20
新型硬质合金 刀具加工实例
加工示意图
加工切削参数
毛坯尺寸 和材料
100X80X50 （HRC50）
使用刀具
Φ8，4齿 （超细晶硬质合金）
主轴转速 (r/min)
10000
进给速度 (mm/min
)
3000
背吃刀量 (mm)
0.2
加工深度 (mm)
10
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21
陶瓷刀具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可 进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等 冲击力很大的加工；
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硬质合金的常见类型：
钨钴类
国内代号为YG。适合加工短切屑黑 色金属（铸铁），有色金属以及非 金属。 ISO标准代号是K类
钨钛钴类
国内代号为YT。适合加工长切屑黑 色金属（塑性好的材料低碳钢）， 常用于加工钢材。 ISO标准代号是P 类
钨钛钴钽 （铌）类
国内代号为YW。综合性能好，既可 加工铸铁又可加工钢材及有色金属， 常用于不锈钢。ISO标准代号是M类
高速钢
刀具材料
陶瓷
聚晶金 刚石
(PCD)
立方氮 化硼
(CBN)
单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)、CVD金刚石
源自文库
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高速钢刀具
高速钢High Speed Steels (HSS)刀具过去曾经是切削工 具的主流，随着数控机床等现代制造设备的广泛应用， 大力开发了各种涂层和不涂层的高性能、高效率的高 速钢刀具，高速钢凭藉其在强度、韧性、热硬性及工 艺性等方面优良的综合性能，在切削某些难加工材料 以及在复杂刀具，特别是切齿刀具、拉刀和立铣刀造 中仍有较大的比重。但经过市场探索一些高端产品逐 步已被硬质合金工具代替。
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国际标准ISO分类
硬质合金的分类和标志
根据国际标准ISO分类，把所有 牌号分成用颜色标志的三大类， 分别用 K 、 P 、 M表示
K类 P类 M类
红色（包括K10~K40），系单纯WC的硬质合金 牌号。主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金 属及非金属材料
蓝色（包括P01~P50),系高合金化的硬质合金牌 号。这类合金主要用于加工长切屑的黑色金属
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15
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16
硬质合金刀具
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉 末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在 真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
比高速钢硬得多。允许的切削速度比高速钢高4~10倍，切削速 度可达100m/min以上。
5
按照切削工艺分：
车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等 车削刀具图片
铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等
铣削刀具图片
钻削刀具：钻头、铰刀、丝锥等 镗削刀具：粗镗刀、精镗刀等
钻削刀具图片 镗削刀具图片
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外圆车刀
内孔车刀
螺纹车刀
常用车刀
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8
面铣刀
仿形 铣刀
方肩 铣刀
刀片与刀柄要 通用化、规格 化、系列化、 标准化，相对 主轴要有较高 位置精度，转 位、拆装时要 求重复定位精 度高，安装调
整方便
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按照刀具结构分：
整体式：钻头、立铣刀等 镶嵌式：包括刀片采用焊接式和机夹式 特殊形式：内冷式、复合式、减振式等
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机夹可转位 刀具得到广泛应 用，数量上已达 到整个数控刀具 的30%~40%， 金属切除率占总 数的80%~90%
的重要手段。
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超硬刀具 加工实例
加工模具示意图
高速加工切削参数
毛坯尺寸 和材料
60X60X50 （HRC60）
使用刀具
R1X8 （CBN）
主轴转速 (r/min)
20000
进给速度 (mm/min)
2000
背吃刀量 (mm)
0.02
加工时间 (min)
50.3
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数 控 刀 具 系 统
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1
➢数控刀具的基本特点 ➢数控刀具的材料 ➢数控刀具合理选用 ➢可转位车刀的选用 ➢旋转刀具的选择 ➢工具系统选择
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2
1 数控机床刀具的特点
数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和 自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用 连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在 机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控 刀具的分类有多种方法。
标准化 系列化 规格化 模块化 通用化
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3
刀具有如下要求:
具有 较高 的强 度、 较好 的刚 度和 抗振 性能
高精 度、 高可 靠性 和较 强的 适应 性
能够 满足 高切 削速 度和 大进 给量 的要 求
具耐磨性 及刀具的 使用寿命 长，刀具 材料和切 削参数与 被加工件 材料之间 要适宜