刀具基础知识介绍及涂层选用
刀具涂层技术介绍
刀具涂层技术介绍刀具涂层技术是一种在刀具表面涂覆一层特殊材料的技术，旨在提高刀具的硬度、耐磨性、热稳定性和化学稳定性等性能。
刀具涂层技术的发展与高速切削、高效加工和先进制造技术的进步密切相关。
本文将对刀具涂层技术的原理、种类以及应用进行介绍。
1.碳化物涂层：如碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等。
这些涂层具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重载切削。
2.氮化物涂层：如氮化钨(WN)、氮化钛(TiN)、氮化铝(AlN)等。
这些涂层具有较高的硬度和化学稳定性，广泛应用于切削、修磨和打孔等工艺。
3.金属涂层：如钛合金(TiAlN)、氧化锆(ZrO2)等。
这些涂层具有较高的热稳定性和抗氧化性能，适用于高温切削和挤压。
4.金刚石涂层：金刚石涂层具有超高硬度和低摩擦系数，能够有效提高刀具的寿命和切削质量。
但由于金刚石涂层的制备技术复杂和成本较高，目前还处于实验阶段。
1.金属切削：刀具涂层技术在金属切削领域得到广泛应用，可以提高切削效率和工件表面质量。
例如，在高速铣削中，采用碳化钛涂层的刀具可以显著提高切削速度和切削质量。
2.木材加工：刀具涂层技术在木材加工领域也有一定的应用。
通过涂覆特殊涂层，可以延长刀具的使用寿命，并提高加工效率。
例如，在木材切削中，采用氮化钛涂层的刀具可有效降低磨损和摩擦。
3.非金属材料加工：刀具涂层技术在陶瓷、塑料、复合材料等非金属材料加工领域也得到了广泛应用。
通过涂层技术，可以改善切削表面的光洁度，并提高工件的精度和质量。
4.汽车零部件加工：在汽车零部件加工领域，刀具涂层技术可以有效提高零部件的加工精度和耐用性，适用于发动机气门、曲轴、轴承等零部件的加工。
刀具涂层技术的发展为现代制造业带来了巨大的效益。
随着材料科学、纳米技术和涂层技术的进一步发展，刀具涂层技术的性能和应用范围将会不断扩大。
预计未来刀具涂层技术将更加智能化和环保化，能够实现刀具表面的自动修复和自动调节。
这将进一步提高切削效率和加工质量，推动现代制造业的发展。
刀具选择正确的涂层
刀具选择正确的涂层涂层也有助于提高刀具的切削性能。
目前的涂层技术包括：（1）氮化钛（TiN）涂层：这是一种通用型PVD和CVD涂层，可以提高刀具的硬度和氧化温度。
（2）碳氮化钛（TiCN）涂层：通过在TiN中添加碳元素，提高了涂层的硬度和表面光洁度。
（3）氮铝钛（TiAlN）和氮钛铝（AlTiN）涂层：氧化铝（Al2O3）层与这些涂层的复合应用可以提高高温切削加工的刀具寿命。
氧化铝涂层尤其适合干式切削和近干切削。
AlTiN涂层的铝含量较高，与钛含量较高的TiAlN涂层相比，具有更高的表面硬度。
AlTiN涂层通常用于高速切削加工。
（4）氮化铬（CrN）涂层：这种涂层具有较好的抗粘结性能，是对抗积屑瘤的＊＊解决方案。
（5）石涂层：石涂层可以显着提高加工非铁族材料刀具的切削性能，非常适合加工石墨、金属基复合材料、高硅铝合金和其他高磨蚀性材料。
但石涂层不适合加工钢件，因为它与钢的化学反应会破坏涂层与基体的粘附性能。
近年来，PVD涂层刀具的有所扩大，其价格也与CVD涂层刀具不相上下。
CVD涂层的厚度通常为5－15μm，而PVD涂层的厚度约为2－6μm。
在涂覆到刀具基体上时，CVD涂层会产生不受欢迎的拉应力；而PVD涂层则有助于对基体形成有益的压应力。
较厚的CVD涂层通常会显着降低刀具切削刃的强度。
因此，CVD涂层不能用于要求切削刃非常锋利的刀具。
在涂层工艺中采用新的合金元素可以改善涂层的粘附性和涂层性能。
例如，伊斯卡公司的3PSumoTec处理技术能提高PVD和CVD 两类涂层的韧性、光滑程度和抗崩刃性能。
同样，该工艺还能消除PVD涂层时在涂层表面产生的有害液滴，从而使涂层表面更光滑，使刀片在加工时切削温度更低、寿命更长、形成更理想的切屑流，以及能采用更高的切削速度。
复合涂层具有很好的耐磨性和抗崩刃性，非常适合用于高速切削铸铁的各种刀片牌号，其预期的切削速度可达到650－1200sfm以上（取决于工件材料的类型和加工条件）。
刀具涂层种类
刀具涂层种类在制造业中，刀具涂层起到了极其重要的作用。
它们不仅可以提高刀具的耐磨性和耐蚀性，还可以提高切削效率和生产效率。
随着科技的进步，越来越多种类的刀具涂层问世。
以下将介绍一些常见的刀具涂层种类，帮助您选择适合的涂层。
1. 钛氮合金涂层：钛氮合金涂层具有很高的硬度和耐磨性，能够增加刀具的寿命。
它在加工高温合金和不锈钢时表现出色，限制了切削温度的上升，进而减少了刀具磨损。
2. 金刚石涂层：金刚石涂层是目前最硬的材料之一，可以极大地提高刀具的硬度和耐磨性。
它在加工复杂的材料、高硬度材料和玻璃等脆性材料时显示出卓越的性能。
3. 碳化物涂层：碳化物涂层具有良好的耐磨性和耐热性能，可以有效减少刀具与工件之间的摩擦，提高切削速度和表面质量。
碳化物涂层广泛应用于高速切削和干切削。
4. 氧化物涂层：氧化物涂层具有良好的耐热性和化学稳定性，能够抵御高温腐蚀和氧化。
它广泛应用于切削高硬度材料和高温合金。
5. 氮化物涂层：氮化物涂层具有高硬度和高熔点，可以增加刀具的使用寿命和切削效率。
它广泛应用于加工钛合金、高温合金和不锈钢等材料。
除了上述常见的涂层种类，还有许多其他创新的涂层技术不断涌现。
例如，纳米涂层技术可以在刀具表面形成纳米级的涂层，进一步提高刀具的切削性能和寿命。
此外，多层涂层和渗氮等技术也被广泛应用。
在选择刀具涂层时，需要根据具体的加工材料和加工要求来进行选择。
例如，加工高硬度材料时，可以选择金刚石涂层；加工高温合金时，可以选择氮化物或钛氮合金涂层。
此外，还需要考虑加工环境、切削速度和表面要求等因素。
综上所述，刀具涂层是提高切削效率和降低生产成本的关键技术之一。
在选择刀具涂层时，应根据具体情况进行合理选择，并及时了解新的涂层技术。
通过选择合适的刀具涂层，可以实现更高效、更稳定的加工过程，提高产品质量和生产效率。
数控刀具基础知识经典实用
ap 径向进给量
x 实际走刀顺序数 ψ ap 螺纹总深度
nap 走刀次数
ψ 第一次走刀
＝0.3
第二次走刀
＝1
第三次走刀后以后的走刀 ＝X-1
数控刀具基础知识
螺纹加工走刀次数
螺距 mm 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.50 3.00
tpi 48 32 24 20 16 14 12 10 8
走刀次数
4-6 4-7 4-8 5-9 6-10 7-12 7-12 8-14 9-16
SCB
3-4 3-4 3-5 4-6 5-6 6-8 8-10
MINI
6-9 6-11 6-12 8-14 9-15 11-18 11-18
数控刀具基础知识
1）粗加工
刀尖圆弧半 径mm
最大走刀量 mm/r
0.4
0.8
1.2 1.6
2.4
0.25-0.35 0.4-0.7 0.5-1.0 0.7-1.3 1.0-1.8
粗加工走刀量经验计算公式： f粗 = 0.5 R
式中： R ------ 刀尖圆弧半径mm f ------ 粗加工走刀量mm
数控刀具基础知识
2）精加工
Rt =
f2 8 r
1000
式中： Rt ------ 轮廓深度µm f ------ 进给量mm/r rε ------ 刀尖圆弧半径mm
外激力的频率与工艺系统的固 有频率相同随即产生共振。
数控刀具基础知识
解决刀具振动的思路
第一是减小切削力至最 小
第二是尽量增强刀具系 统或者夹具与工件的静 态刚性
第三则是在刀杆内部再 制造一个振动去打乱外 激切削力的振频，从而 消除刀具振动。
刀具基础知识培训课件
刀具基础知识培训课件刀具基础知识培训课件刀具是现代工业生产中不可或缺的工具。
无论是在制造业还是在日常生活中，刀具都扮演着重要的角色。
然而，对于刀具的了解和正确使用，却是许多人所欠缺的知识。
因此，本文将介绍一些刀具的基础知识，帮助读者更好地理解和使用刀具。
一、刀具的分类刀具可以根据其用途和结构进行分类。
按用途可分为切削刀具和非切削刀具。
切削刀具主要用于切削材料，如铣刀、钻头、车刀等；非切削刀具则用于其他操作，如夹具、量具等。
按结构可分为单刃刀具和多刃刀具。
单刃刀具只有一个切削刃，如刨刀、锉刀等；多刃刀具则有多个切削刃，如铣刀、钻头等。
二、刀具的材料刀具的材料对其性能和寿命有着重要影响。
常见的刀具材料有高速钢、硬质合金和陶瓷等。
高速钢是一种具有良好切削性能和耐磨性的材料。
它适用于一般切削工作，如钻孔、铣削等。
硬质合金是一种由钨钴粉末和其他金属粉末经过高温烧结而成的材料。
它具有高硬度和耐磨性，适用于高速切削和重切削。
陶瓷刀具是一种由氧化铝等陶瓷材料制成的刀具。
它具有高硬度和耐磨性，适用于高速切削和切削硬质材料。
三、刀具的几何参数刀具的几何参数对其切削性能和加工质量有着重要影响。
常见的几何参数有刀尖角、刀刃倾角和刀刃后角等。
刀尖角是刀具切削刃前端的角度。
合适的刀尖角能够减小切削力和切削温度，提高切削质量。
刀刃倾角是刀具切削刃与工件表面的夹角。
合适的刀刃倾角能够减小切削力和切削温度，提高切削质量。
刀刃后角是刀具切削刃后端的角度。
合适的刀刃后角能够减小切削力和切削温度，提高切削质量。
四、刀具的使用注意事项正确使用刀具是保证工作安全和提高工作效率的关键。
以下是一些使用刀具的注意事项：1. 在使用刀具之前，应检查刀具的状况。
如有损坏或磨损严重的刀具应及时更换。
2. 在使用刀具时，应按照切削参数进行操作。
如切削速度、进给量和切削深度等。
3. 使用刀具时，应戴上防护眼镜和手套，以防止切削过程中产生的碎屑或切削液溅射伤害。
刀具涂层及如何正确选择刀具涂层
TiN、TiC、TiCN和TiAlN等刀具涂层及如何选择刀具涂层TiN 氮化钛TiAlN 氮化铝钛氮铝钛涂层氮铝化钛TiCN 氮碳化钛TiAlCN 氰化铝钛Ti2N 氮化二钛CrN, 氮化铬ZrN, 氮化锆AlTiN 氮化钛铝氮钛铝涂层金刚公司推出的各种新型涂层涂层颜色硬度HV 厚度µm 摩擦系数最高使用温度℃说明ZrCN复合兰灰 2500 1-4 0.3 550 通用性强TiN单层金黄 2300 1-4 0.4 500 高性价比涂层TiAlN复合紫色 3200 1-4 0.5 800 通用性强AlTiN复合黑 3400 1-4 0.5 900 高速、高硬度加工TiAlCrN 亚黑 3500 1-4 0.6 1000 特殊加工领域TiCN渐层灰黑 3000 1-4 0.4 400 高韧性通用涂层CrN渐层银亮 2000 3-15 0.5 700 适用加工铜、钛、模具DLC 黑彩 1000~4000 0.5-2 0.05 400 适用于有色金属、石墨、塑胶涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物(也可涂覆在陶瓷、金刚石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而获得的。
涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了月牙槽磨损。
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、摩擦因数小和热导率低等特性，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%。
因此，涂层刀具已成为现代切削刀具的标志，在刀具中的使用比例已超过50%。
目前，切削加工中使用的各种刀具，包括车刀、镗刀、钻头、铰刀、拉刀、丝锥、螺纹梳刀、滚压头、铣刀、成形刀具、齿轮滚刀和插齿刀等都可采用涂层工艺来提高它们的使用性能。
涂层刀具有四种：涂层高速钢刀具，涂层硬质合金刀具，以及在陶瓷和超硬材料(金刚石或立方氮化硼)刀片上的涂层刀具。
机械制造中的机械加工刀具涂层技术
机械制造中的机械加工刀具涂层技术机械加工刀具是机械制造过程中不可或缺的工具。
然而，刀具在使用过程中会面临磨损、腐蚀和高温等问题。
为了提高刀具的使用寿命和效率，机械制造中广泛应用了机械加工刀具涂层技术。
本文将介绍机械加工刀具涂层技术的原理和应用。
一、机械加工刀具涂层技术概述机械加工刀具涂层技术是将一层或多层涂层覆盖在刀具表面，以提高刀具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
涂层的主要成分可以是金属、陶瓷或者其他复合材料，常见的涂层方法包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等。
二、机械加工刀具涂层技术的原理1. 增加刀具硬度：刀具涂层可以增加刀具的硬度，提高切削、钻削和铣削等加工效率。
通过选择合适的涂层材料和工艺参数，可以使刀具表面形成高硬度的涂层层，有效延长刀具使用寿命。
2. 提高刀具耐磨性：涂层可以形成高硬度、高耐磨性的表面层，抵抗磨损和划伤。
涂层还可以减少切削过程中与工件的摩擦，降低磨损程度，延长刀具寿命。
3. 提高刀具耐腐蚀性：机械加工刀具在加工过程中会受到腐蚀的侵蚀，导致刀具表面产生锈蚀等问题。
涂层可以起到防腐蚀的作用，保护刀具表面不受腐蚀侵害，延长刀具使用寿命。
三、机械加工刀具涂层技术的应用1. 刀具涂层在切削加工中的应用：在金属切削加工中，采用涂层刀具可以降低切削力、提高加工速度和表面质量，减少加工成本。
特别是在高速切削和干切削时，涂层刀具更加显示出其优越性。
2. 刀具涂层在钻削加工中的应用：涂层刀具在钻削过程中可以减少切削头部温度，降低切削力和摩擦，提高钻铤效率和孔位质量。
涂层刀具可以应用于各类钻孔复杂性要求高的工件。
3. 刀具涂层在铣削加工中的应用：涂层刀具在高速铣削中可以提供较高的表面加工速度和质量，减少切削时的焊着和磨损。
涂层刀具广泛应用于高硬度材料和导电材料的铣削加工。
总结：机械加工刀具涂层技术通过在刀具表面形成高硬度、高耐磨和耐腐蚀的涂层层，有效提高刀具的使用寿命和加工效率。
刀具基础知识培训
2024/10/13
文翔精密数控刀具内部培训演示稿
五、铣刀的基础知识
2、单位换算
长度单位换算：
1MM＝100丝
1丝＝10UM
1UM＝0.001MM
公英制换算：
（1）、以1″＝25.4作为标准。英制转换为公制方法如下 ：25.4×分子÷分母，如：3/8（25.4*3÷8＝9.525 ）
2024/10/13
1938年 陶瓷刀具
德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。
1949～ 1950
可转位刀片
美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在 铣刀和其他刀具上。
1969年
碳化钛涂层硬质合 金刀片
瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳 化钛涂层硬质合金刀片的专利。
聚晶人造金刚石和 美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立
2024/10/13
文翔精密数控刀具内部培训演示稿
五、铣刀的基础知识
（三）、铣刀基本的组成部份说明（示图一
）
周齿一后
角
端齿前角
刃部
端齿二后角 端齿一后角
柄部
2024/10/13
周齿二后 角
文翔精密数控刀具内部培训演示稿
五、铣刀的基础知识
铣刀基本的组成部份说明（示图二）
柄径
刃径
刃部（刃长 ）
2024/10/13
2024/10/13
文翔精密数控刀具内部培训演示稿
四、刀具的材料介绍（曾总）
2024/10/13
文翔精密数控刀具内部培训演示稿
四、刀具的材料介绍（曾总）
2024/10/13
文翔精密数控刀具内部培训演示稿
四、刀具的材料介绍（曾总）
二、刀具材料的分类
数控刀具知识点总结
数控刀具知识点总结一、数控刀具概述数控刀具是指应用于数控机床上的切削工具，是数控机床上进行加工的关键组成部分。
数控刀具的选择和使用对加工质量、效率和成本有着重要的影响，因此掌握数控刀具的知识是十分重要的。
二、数控刀具的分类1. 按照用途可分为：钻头、铣刀、刨刀、车刀、镗刀等；2. 按照切削原理可分为：单刃刀具、双刃刀具、多刃刀具等；3. 按照形状可分为：圆柄刀具、直柄刀具、刀片等；4. 按照刀具材质可分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具等。
三、数控刀具的选用原则在选择数控刀具时，需要根据工件材料、切削条件以及工艺要求来确定刀具的类型和规格。
具体选用原则如下：1. 工件材料的不同，可选用不同硬度的刀具；2. 切削条件的不同，需选用不同刃角和不同的刀具材料；3. 工艺要求的不同，需选用不同形状和尺寸的刀具。
四、数控刀具的主要性能指标1. 刃面硬度：刃面硬度决定了数控刀具的耐磨性和切削性能；2. 刃尖的抗拉伸强度：刀具的刃尖部分需要具备足够的抗拉伸强度；3. 刀片的整体硬度：数控刀具需具备足够的整体硬度，以保证刀具的稳定性；4. 切削刃的耐磨性：耐磨性决定了刀具的使用寿命；5. 刀具的几何精度：几何精度决定了刀具的切削精度和表面质量。
五、数控刀具的加工技术1. 刀具的安装：安装刀具时，需要保证刀具的正确安装位置和夹持力，以保证刀具的运转稳定性；2. 刀具的磨削：刀具的磨削是保证刀具精度和使用寿命的重要环节，需要掌握正确的磨削方法和技巧；3. 刀具的涂层：涂层是提高刀具表面硬度和耐磨性的重要方法，不同工艺需要选用不同种类的涂层。
六、数控刀具的应用1. 钻头：适用于钢铁、铸铁、有色金属的孔加工；2. 铣刀：适用于平面、曲面的铣削加工；3. 刨刀：适用于大平面的刨削加工；4. 车刀：适用于外圆、内圆、端面和螺纹的车削加工；5. 镗刀：适用于内孔的镗削加工。
七、数控刀具的发展趋势1. 材料的发展：随着材料科学的发展，新型材料的应用将会推动刀具的性能再提升；2. 技术的发展：数控刀具的设计、研发和生产技术将会不断提高，以满足高精度、高效率的加工需求；3. 精密刀具的发展：微纳米加工技术的发展将推动精密刀具的需求增加。
A数控刀具基础知识(认知版)
① 普通高速钢 国内外使用最多的普通高速钢是W6Mo5Cr4V2（M2 钼系）及W18Cr4V（W18钨系）钢，含碳量为0.7%~0.9%，硬度63～ 66HRC，不适于高速和硬材料切削。
② 高性能高速钢 指在普通高速钢中加入一些合金，如Co、Al等，使其 耐热性、耐磨性又有进一步提高，热稳定性高。如W12Mo3Cr4V3Co5Si、 W6Mo5Cr4V2A1、W10Mo4Cr4V3Al，硬度达67～69HRC，可用于制 造出口钻头、铰刀、铣刀等。
-NM4
T 010 20
第一字母代表含义
第二字母代表含义
第三字母代表含义
第四字母代表含义
第五数字代表含义
第六数字代表含义
第七数字代表含义
槽型与涂层代表含义
陶瓷与超硬刀片表示方法
C N G N 12 07 12 T 020 20
珩磨（倒圆过度） 锋刃 倒棱 倒棱+珩磨（倒角+倒圆）
倒角长度 倒角角度
角度头
用途：
大型被加工件固定困难时，简单加工中使用 精密被加工件，一次性固定，需加工多个面 相对于基准面，进行任意角度的加工 加工保持在一个特殊解度进行加工
特性：
刚性好，钢制外壳 特殊表面防锈处理 研磨级齿轮传动，确保高效率 可更换多种刀头
优点：
可提高加工效率 高精密齿轮传动，噪音低 高精度轴承，保证跳动5微米 刀头可更换，进行多功能加工 十分经济的选择
刀具常用的涂层
刀具常用的涂层
1. 氮化钛涂层(TiN)
TiN是一种通用型PVD涂层，可以提高刀具硬度并具有较高的氧化温度。
该涂层用于高速钢切削刀具或成形工具可获得很不错的加工效果。
2. 氮化铬涂层(CrN)
CrN涂层良好的抗粘结性使其在容易产生积屑瘤的加工中成为＊＊涂层。
涂覆了这种几乎无形的涂层后，高速钢刀具或硬质合金刀具和成形工具的加工性能将会大大改善。
3. 石涂层(Diamond)
CVD石涂层可为非铁金属材料加工刀具提供＊佳性能，是加工石墨、金属基复合材料(MMC)、高硅铝合金及许多其它高磨蚀材料的理想涂层。
4. 涂层设备
适用于硬铣、攻丝和钻削加工的涂层各不相同，分别有其特定的使用场合。
此外，还可以采用多层涂层，此类涂层在表层与刀具基体之间还嵌入了其它涂层，可以进一步提高刀具寿命。
5. 氮碳化钛涂层(TiCN)
TiCN涂层中添加的碳元素可提高刀具硬度并获得更好的表面润滑性，是高速钢刀具的理想涂层。
6. 氮铝钛或氮钛铝涂层(TiAlN/AlTiN)
TiAlN/AlTiN涂层中形成的氧化铝层可以有效提高刀具的高温加工寿命。
主要用于干式或半干式切削加工的硬质合金刀具可选用
该涂层。
根据涂层中所含铝和钛的比例不同，AlTiN涂层可提供比TiAlN 涂层更高的表面硬度，因此它是高速加工领域又一个可行的涂层选择。
CNC机床加工中的刀具材料与涂层选择
CNC机床加工中的刀具材料与涂层选择CNC机床是现代制造业中常见的重要设备，其高精度、高效率的加工效果受到了广泛的认可。
在CNC机床的加工过程中，刀具的材料和涂层选择是至关重要的因素，对于保证加工质量和提高生产效率起着至关重要的作用。
本文将论述CNC机床加工中刀具材料与涂层选择的相关问题。
一、刀具材料选择刀具材料是决定刀具硬度、韧性和耐磨性的重要因素。
常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、CBN和PCD等。
1. 高速钢高速钢是一种经济实用的刀具材料，具有良好的韧性和切削性能。
它适用于一般中低速切削，并且价格相对较低，广泛应用于一些传统的CNC机床加工中。
2. 硬质合金硬质合金，又称硬质合金立式铣刀杆，其硬度高、耐磨性好，在高速切削条件下表现出色。
因此，硬质合金刀具特别适用于高速切削和加工难加工材料，如不锈钢、钛合金等。
3. 陶瓷陶瓷刀具因其良好的耐磨性和高温稳定性而备受青睐。
它在高速切削和高温环境下表现出色，能够有效延长刀具使用寿命。
然而，由于陶瓷刀具脆性较大，容易受到冲击而破裂，因此在实际应用中需要注意避免猛烈冲击和负载。
4. CBN和PCDCBN和PCD是新一代超硬刀具材料，其硬度远远超过传统材料，具有优异的耐磨性和热稳定性。
它们特别适用于加工硬度高的材料，如高速切削钢、铸铁、铝合金等。
二、刀具涂层选择刀具涂层是提高刀具耐磨性和延长使用寿命的重要手段。
常见的刀具涂层包括涂层炭化物、氮化物、碳化钨等。
1. 涂层炭化物涂层炭化物是一种常见的刀具涂层，具有良好的耐磨性和低摩擦系数。
它能够有效降低摩擦热和切削力，提高切削速度和切削效率。
2. 氮化物氮化物涂层具有较高的硬度和良好的切削性能，能够显著降低金属材料与刀具的摩擦系数，提高切削速度和耐磨性。
3. 碳化钨碳化钨涂层是一种常见的高温涂层，能够在高温条件下保持刀具的硬度和强度。
它适用于高温切削和高负荷切削条件下，能够显著提高刀具的耐磨性和使用寿命。
数控刀片的基础知识
数控刀片的基础知识第一部分：硬质合金1概念；用粉末冶金法生产的由难熔金属化合物（硬质相）和粘结金属（粘结相）所构成的复合材料。
常用的碳化物包括：WC TiC TaC（碳化钽）NbC（碳化铌）等常用的粘结剂：Co Ni Fe硬质合金的强度主要取决于钴的含量。
硬质合金的两个因素主要包括强度和硬度，这两个因素是相互矛盾的。
随着强度的增大硬度可能会降低，硬质合金型号区分就是这两个参数不同节点的区分。
2硬质合金的特点1）高硬度、高耐磨性2）高弹性模量3）高抗压强度4）化学稳定性好（耐酸、碱、高温氧化）5）冲击韧性较低6）膨胀系数低，导热、导电与铁及其合金相近但硬质合金脆性大，不能进行切削加工；与工具钢相比硬质合金的有下列优点：a 提高刀具的使用寿命；b 提高切削效率和劳动效率；c 提高工件光洁度和精度；d可以加工高速钢难以加工的耐热合金、效合金、特硬铸铁等难加工材料。
3 概念；连续切削：在切削过程中，切削刃始终与工件接触的切削。
断续切削：在切削过程中，切削刃间断地与工件接触的切削。
高速切削：比常规切削要高出数倍的速度对零件进行切削加工的一项先进技术。
4 数控刀片的精度等级常见刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。
加工工件材料的类型主要有:钢P、不锈钢M、铸铁K、有色金属N、优质合金S、淬硬材料H。
数控刀片的精度等级:例如型号CNMG120408，第三个字母M表示刀片的制造精度。
第二部分：硬质合金的成份、结构及性能1 硬质合金主要包括以下几部分Wc—耐磨相Co—韧性相Tic Tac Nbc—硬质相Crc Vc(碳化钒)—抑制相结构：两相组织和三相组织，而三项组织决定了硬质合金的品质。
硬质合金基体（骨架）+刀片的结构和形状（血肉）+涂层(皮肤)2 硬质合金的分类1）钨钴类（WC+Co）硬质合金（YG）相当于K类2）钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金（YT）型相当于P类3) 钨钽钴类（WC+TaC+Co）硬质合金（YA）相当于G类4）钨钛钽钴类（WC+TiC+TaC+Co）)硬质合金(YW) 相当于M类P类钢材加工M类不锈钢难加工材料K类铸铁及有色金属G类矿山地质工具* 性能指标：密度，硬度，抗弯强度，矫顽磁力，钴磁等.3 硬质合金的生产工艺流程传统的工艺流程数控刀片的工艺流程配料→球磨→喷雾干燥→压制→烧结→毛检→研磨→半检→钝化→清洗→涂层→成检混合料的制备：成份是什么？又通过那几个环节制备（配料－湿磨－干燥－过筛）配料组分布均匀决定了压制性能以及整个产品的质量4 合金的生产湿磨的介质？酒精乙烷丙酮压制的概念：在模孔中填入混合料，然后压力机加压将粉沫状的混合料挤压成具有一定形状和尺寸的产品压制通常分为三个阶段？1）压块密度随压力增加而迅速增大；孔隙急剧减少。
机加工刀具基础知识
机加工刀具基础知识目录1. 机加工刀具概述 (3)1.1 机加工基础知识 (4)1.2 刀具在机加工中的作用 (5)1.3 刀具分类 (5)2. 机加工刀具材料 (7)2.1 常用刀具材料 (8)2.2 刀具材料的性能特点 (10)2.3 刀具材料的选择原则 (11)3. 机加工刀具形状与几何参数 (12)3.1 刀具几何角度 (13)3.2 刀具前角、后角和刃倾角 (14)3.3 刀具的几何形状 (15)3.4 刀具的切削刃和刀尖圆角 (16)4. 刀具的种类与应用 (18)5. 刀具的结构与特性 (19)5.1 刀片的结构和形状 (20)5.2 刀体的结构和选择 (21)5.3 刀具的刃磨技术和刃磨方法 (22)6. 刀具的安装与使用 (23)6.1 刀具的安装方法 (25)6.2 刀具的安装注意事项 (26)6.3 刀具的夹紧与定位 (27)7. 刀具的选择与更换 (28)7.1 刀具选择的原则 (29)7.2 刀具选择的依据 (30)7.3 刀具更换的步骤和方法 (31)8. 刀具的维护与保养 (33)8.1 刀具的日常保养 (34)8.3 刀具的修磨与再利用 (36)9. 刀具的失效与对策 (37)9.1 刀具失效形式 (39)9.2 刀具失效原因分析 (40)9.3 刀具失效的处理方法 (41)10. 数控机床刀具管理 (43)10.1 刀具数据管理的必要性 (44)10.2 刀具数据管理系统的应用 (45)10.3 刀具的库存管理与优化 (46)11. 刀具发展趋势 (47)11.1 高性能刀具的发展 (49)11.2 智能化刀具的应用 (50)11.3 绿色刀具的研发与推广 (51)12. 附加知识 (53)12.2 刀具设计与优化 (55)12.3 刀具测试与评估 (57)1. 机加工刀具概述机加工刀具是制造业中的核心组件，负责将金属、塑料等材料切割、整形和去除多余部分，以达到设计规格。
刀具的涂层颜色、种类及适用范围
化学稳定性好，具有高热 硬性，极好的抗氧化和耐 磨性，适合干切削场合。
有着显著的强润滑性能和 耐高温特性，最适合铜类 金属的切削刀具，以及耐 磨耐腐零件的涂层。
优良的耐磨、耐腐蚀性 能，摩擦系数极低，与基 体结合力强。用于刀具 时，通常以TiAlN为基体 配合使用，用以加工有色 金属、石墨等材料。
AHNO独特涂层配方，属 于多层复合高铝涂层，具 有高硬度，高耐磨性，较 低的摩擦系数能优点。在 高温下稳定性强，特别适 合高速切削场合。
刀具的涂层颜色、种类及适用范围
PVD涂层种 类
涂层特点 涂层硬度HV 涂层厚度μm 摩擦系数
TiN
单层
2300
2~3
0.6
TiCN
单层
2800
2~3
0.3
TiAlN
单层
3100
2~3
0.3
CrN
单层
Hale Waihona Puke 18002~30.2
DLC
单层
2500
1~2
0.1-0.2
超A( AHNO) 多层
3100
2~3
0.3
耐热温度 600 500 750 700 300
800
涂层颜色
应用范围
金黄 棕灰 紫蓝 银灰 黑灰
蓝紫
应用最为普遍，具有高硬 度高耐磨性寄耐氧化性； 适合大多数切削刀具，也 适合多数成形模具及抗磨 损工件。
机械加工刀具基础知识内部资料
机械加工刀具基础知识机械加工刀具是在机械加工过程中使用的切削工具。
它们具有不同的形状和材料，用于不同的加工任务。
了解机械加工刀具的基础知识对于正确选择和使用刀具至关重要。
本文将介绍机械加工刀具的基本分类、结构、材料和刀具磨损与检测等知识。
1. 刀具的分类刀具可以按照不同的分类方法进行分类。
下面是一些常见的分类方法：1.1 按照切削方式分类根据刀具的切削方式，可以将刀具分为以下几类：•立铣刀：广泛用于铣削工艺中，通常具有直径大于长度的刀身；•钻头：用于钻孔加工，具有尖锐的切削边沿；•锥制刀：用于锥度加工，切削边沿具有一定的锥度；•刨刀：用于平面加工，具有平面切削边沿；•丝锥：用于螺纹加工，切削边沿具有螺旋形状。
1.2 按照材料分类刀具的材料也是对其进行分类的重要标准，常用的刀具材料包括：•高速钢：用途广泛，适用于一般加工和高速加工。
•硬质合金：具有很高的硬度和耐磨性，适用于高硬度材料的加工。
•陶瓷刀具：具有高硬度和耐高温性能，适用于高温合金等材料的加工。
•PCD/PCBN刀具：由多个单晶体金刚石或立方氮化硼颗粒通过合金基体粘结而成，具有优异的切削性能，适用于加工高硬度、高耐磨性材料。
2. 刀具的结构刀具的结构包括刀尖、刀柄和刀身等部分。
以下是刀具常见结构的详细介绍：2.1 刀尖刀尖是切削刃最重要的部分，决定了切削质量和刀具的寿命。
刀尖的形状和角度应根据具体的加工要求进行选择。
•刃尖：刃尖是刀具的前端，负责实施切削动作。
常见的刃尖形状有圆形、方形等。
圆形刃尖适用于加工弯曲表面，方形刃尖适用于加工直线表面。
•切削沿：切削沿是刃尖的切削边缘，用于切削工件。
常见的切削沿形状有直刃、斜刃、螺旋刃等。
2.2 刀柄刀柄是刀具固定在机床上的部分，具有与机床主轴相配合的接口。
刀柄一般分为直柄和锥柄两种形式。
•直柄：直柄是一种直杆形状的刀具连接部分，适用于高转速加工。
•锥柄：锥柄是一种锥度形状的刀具连接部分，具有良好的刚性和稳定性。
刀具知识：典型厂商涂层刀具牌号及性能
刀具知识：典型厂商涂层刀具牌号及性能涂层即硬质合金或高速钢刀具通过化学或物理方法在其上表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，而又不降低其韧性。
（本篇选自《数控刀具选用指南》第二章第五节（三）各厂商涂层刀具牌号及性能）（一）各厂商CVD、PVD涂层牌号各厂商CVD涂层牌号见附录C所示。
各厂商PVD涂层牌号见附录D所示。
附录C 各厂商CVD涂层牌号附录D 各厂商PVD涂层牌号（二）典型产品介绍1.山高涂层刀具山高刀具针对不同的加工应用和被加工材料，开发出了一系列的刀具牌号，让不同硬质合金牌号性能适应不同的加工应用。
如表2-28、表2-29是山高常用的车削及铣削刀具牌号及性能举例。
表2-28 山高车削刀具牌号及性能表2-29 山高铣削刀具牌号及性能2.株洲钻石PVD涂层牌号“金钻”YB9320（1）这类刀具（片）通用性强，适用于多种材料的车削加工及铣削加工（见图2-27）。
它具有如下几个特点：1）通过原子重排技术，实现不同涂层材料的长程有序排列，达到硬度和韧性的完美匹配；并有效解决了多层涂层界面的高温失稳问题，改善了涂层的高温性能。
2）高韧性基体与TiAlN基纳米多层涂层，独特的离子刻蚀技术，强化刃口，并改善涂层与基体之间的结合强度。
3）先进的表面处理技术，优化应力分布，综合性能更优。
图2-27 YB9320刀片此产品通用性好，适用于多种材料的车削加工及铣削加工。
可广泛应用于汽车、航空、模具、船舶、轨道交通、工程机械、通用机械等各行各业及小型阀门、管接头、装饰件等各种小型零部件的半精加工及精加工。
（2）应用案例1）加工零件：法兰。
2）工件材料：不锈钢 316（30HRC）。
3）加工内容：外圆及端面车削。
4）加工机床：数控车床。
5）使用刀片：YB9320/CNMG120408-ADF。
6）切削参数：vc=160m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm。
7）结果：ZCCCT产品加工的表面粗糙度明显优于其他公司产品，寿命较其他公司产品提升30%以上。
刀具加工工艺知识点总结
刀具加工工艺知识点总结一、刀具加工工艺基础知识1.1 刀具加工工艺概述刀具加工工艺是指对刀具材料进行切削、研磨、淬火等工艺加工步骤，使刀具达到一定的形状和尺寸精度及表面质量要求的加工过程。
刀具加工工艺直接影响着刀具的使用寿命和加工质量，是刀具制造的重要环节。
1.2 刀具加工工艺的原理刀具加工工艺的原理主要包括刀具材料的选择、刃磨工艺、淬火工艺等。
在刀具加工工艺中，需要根据刀具的用途和工艺要求选择合适的刀具材料，然后根据刀具的结构和工件加工要求设计合理的刃磨工艺和淬火工艺，从而确保刀具具有良好的使用性能和寿命。
1.3 刀具加工工艺的分类刀具加工工艺根据刀具的材料和加工过程的不同可以分为切削加工工艺、研磨加工工艺、淬火工艺等。
切削加工工艺主要包括车削、铣削、钻削等，用于对刀具的原料进行初步加工。
研磨加工工艺主要包括平面研磨、外圆研磨、内孔研磨等，用于对刀具进行精加工。
淬火工艺主要用于对刀具进行硬化处理，提高刀具的硬度和耐磨性。
1.4 刀具加工工艺的发展趋势随着工业化程度的提高和现代制造技术的不断发展，刀具加工工艺也在不断革新和进步。
未来刀具加工工艺将更加注重刀具的精密化、高效化和自动化，采用先进的加工设备和工艺技术，提升刀具的质量和性能。
二、刀具材料的选用与加工工艺2.1 刀具材料的选用刀具材料是刀具加工工艺的基础，直接影响着刀具的使用性能和寿命。
常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬合金等，各种刀具材料具有不同的特性和适用范围，需要根据刀具的用途和工艺要求进行选择。
2.2 刀具材料的加工工艺对不同材料的刀具进行加工时，需要选用不同的加工工艺。
对高速钢刀具的加工工艺包括热处理、研磨等；对硬质合金刀具的加工工艺包括热处理、研磨、CVD涂层等；对陶瓷刀具的加工工艺包括成型、烧结、精加工等。
不同的刀具材料需要采用不同的加工工艺，以确保刀具具有良好的使用性能。
2.3 刀具材料加工工艺的前沿技术随着材料科学和加工技术的不断进步，刀具材料加工工艺也在不断革新和发展。
涂层基础知识
涂层基础刀具涂层技术通常可分为化学气相沉积(CVD)技术和物理气相沉积(PVD)技术两大类。
CVDCVD法是利用金属卤化物的蒸气、氢气和其它化学成分,在950~1050℃的高温下,进行分解、热合等气、固反应,或利用化学传输作用,在加热基体表面形成固态沉积层的一种方法。
CVD法工艺要求高[7],而且由于氯的侵蚀及氢脆变形可能导致涂层易碎裂、基体断面强度下降,涂层硬质合金时还易产生脱碳现象而形成η相。
近年来,中、低温CVD法和PCVD法开发成功,改善了原有CVD工艺。
CVD:CVD工艺气相沉积所需金属源的制备相对容易,可实现TiN、TiC、TiCN、TiBN、TiB2、Al2O3等单层及多元多层复合涂层的沉积，涂层与基体结合强度较高,薄膜厚度可达7~9μm。
先天不足：一是工艺处理温度高，易造成刀具材料抗弯强度下降；二是薄膜内部呈拉应力状态，易导致刀具使用时产生微裂纹；三是CVD工艺排放的废气、废液会造成较大环境污染，与目前大力提倡的绿色制造观念相抵触，因此自九十年代中期以来，高温CVD技术的发展和应用受到一定制约。
PCVD：低温化学气相沉积技术，工艺处理温度450~650℃，可抑制η相1的产生，可用于螺纹刀具、铣刀、模具的TiN、TiCN、TiC等涂层。
但在刀具涂层领域的应用并不广泛。
MT-CVD：中温化学气相沉积，以含C/N的有机物乙腈(CH3CN)作为主要反应气体、与TiCL4、H2、N2在700~900℃下产生分解、化学反应生成TiCN的新工艺。
可获得致密纤维状结晶形态的涂层,涂层厚度可达8~10μm。
HT-CVD：高温化学气相沉积。
目前，CVD(包括MT-CVD)技术主要用于硬质合金车削类刀具的表面涂层,涂层刀具适用于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工。
采用CVD技术还可实现α-Al2O3涂层,这是PVD技术目前难以实现的，因此在干式切削加工中，CVD 涂层技术仍占有极为重要的地位。
1基于Ni3Ti成分的一种金属间化合物相，为密排六方有序相。
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8
按加工刀具分类
• 车刀 • 孔加工刀具 • 铣刀 • 拉刀 • 螺纹刀具 • 齿轮加工工具 • 自动线与数控机床刀具
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9
切削三要素
• 背吃刀量（ ap ） • 进给量（f） • 切削速度（Vc）
：1已、加粗工余加表量工面不直大径，：m一m待次加走工刀表切面除直多径余m的m材料，只留下精加工余量。 余量太大，可分多次切削，但第一次的背吃刀量尽可能大。
刀具基础知识介绍及 涂层选用
• 按照材料刀具的分类 • 按照加工刀具的分类
按照刀具材料的划分
刀 具 材 料
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高速钢刀具
硬质合金 金属陶瓷
陶瓷 立方氮化硼
金刚石
W系高速钢 Mo系高速钢
钨钴类 钨钛钴类 钨钛钽（铌）钴类 氧化铝陶瓷（白色陶瓷） SiN添加类（黑色陶瓷）
软
硬
3
高速钢
高速钢是富含W、Cr、Mo等合金元素的高合金工具钢。在工厂中常称 为白钢或锋钢。
.
13
刀具的失效形式
刀具常见的失效种类
磨粒磨损
后刀面磨损 积屑瘤（前刀面、后刀面）
热失效
热裂纹 月牙洼磨损 热变形 崩刃（前刀面、后刀面）
机械失效
切深处沟槽破损
断裂
.
15
磨粒磨损
后刀面磨损
• 在刀具后刀面处观 测
• 由后刀面摩擦引起 • 在高温/高速/高
压下会恶化
.
16
磨损的过程
磨损过程（如下图所示）
硬质合金具有高硬度、高熔点和化学稳定性好等特点。因此， 硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性均超过高速钢，其缺点是抗弯强度 低，冲击韧性差，；由于硬质合金的常温硬度很高，很难采用切削加 工方法制造出复杂的形状结构，故可加工性差。
.
5
常用硬质合金的分类性能及应用
硬质合金按化学成分可分为四类：钨钴类(YG类)、钨钴钛类(YT类)、 含添加剂的硬质合金(YW类)、TiC基硬质合金(YN类)。其中前面三类的 主要成分为WC，可统称为WC基硬质合金。
（1）磨合阶段（Ⅰ区，O~A）
（2）正常磨损阶段（Ⅱ区，A~B）
（3）快速磨损阶段，也称严重磨 损阶段（Ⅲ区，B~C）
*磨损是一定会发生的，我们的分析与研究只是为了尽可能延长“正常磨损阶段”（即Ⅱ区）的时 间，并能对B点的到来作出准确的预测。
.
17
热失效
• 积屑瘤 • 热断裂 • 月牙洼磨损 • 热变形
特点：
与碳素工具钢、合金工具钢相比，高速钢的热硬性很高，在切削温度 高达500℃～650℃时，仍能保持60HRC的高硬度，因此允许切削速度 可提高l～2倍(25m/min～30m/min)。同时，高速钢还具有较高的耐 磨性以及较高的强度和韧性。
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4
硬质合金
硬质合金是将一些难熔的、高硬度的合金碳化物微米数量级粉 末与金属黏结剂按粉末冶金工艺制成的刀具材料。常用的合金碳化物 有WC、TiC、TaC、NbC等，常用的黏结剂有Co以及Mo、Ni等。
应用：加工形成长屑的钢材等塑性材料。
注意：当加工淬硬钢、高强度钢和奥氏体不锈钢等难加工材料时，由 于切削力大，且集中在切削刃附近，如选用YT类硬质合金易造成崩刃，故 选用YG类硬质合金更为合适。
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7
常用硬质合金的分类性能及应用
(3) 含添加剂的硬质合金。是在YG类、YT类硬质合金的基础上加入适当的添加剂 (合金碳化物TaC、NbC)所形成的硬质合金新品种。如：YA6、YW1和YW2等几种， 其中YW类又称为通用硬质合金。
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6
常用硬质合金的分类性能及应用
(2) 钨钴钛类硬质合金。YT5、YT14、YT15、YT30等。YT表示钨钴钛类硬质 合金，数字表示TiC的含量。与YG类硬质合金相比，YT类硬质合金中由于 含有硬度较高的TiC，故该类硬质合金的硬度、耐磨性和抗氧化能力较高， 但其导热性能、抗弯强度和韧性、可磨削性和可焊性却有所降低。
2、精加工 粗加工后留下的余量，精加工时应一次进给切削完成。
背吃刀量
背吃刀量也叫切削深度，是指切削时已加工表面与待加工表面之 间的垂直距离，用符号 ap 表示，单位为mm。
ap
dw
dm 2
dw ：待加工表面直径
dm ：已加工表面直径
背吃刀量的选择：
余量不大，一次走刀切除多余余量。 1、粗加工
余量太大，可分多次切削，但第一次进刀量尽量大。
(1) 钨钴类硬质合金。YG3、YG6X和YG8等。YG代表钨钴类硬质合 金，后面数字表示Co的含量，细颗粒的硬质合金有较高的抗弯强度 和耐磨性。
应用：加工形成短切屑的铸铁、有色金属及非金属等脆性材料。加工 铸铁等脆性材料时，切屑呈崩碎状，对切削刃的冲击较大，切削力 与切削热都集中在刀尖附近。而YG类硬质合金抗弯强度和韧性及导 热性较高，故可满足要求。
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12
切削速度
号表切示削单速位度为是m指/m切in削。刃当上主选运定动点是相旋对转于运工动件时主，运切动削的速瞬度时是速指度圆，周用运符vc
动的线速度，即:
n 1000vc
d
• vc ——切削速度，m/min
• n ——主轴转速，r/min • d ——工件待加工表面直径，mm • π ——圆周率， 3.14
.
18
积屑瘤
• 工件材料熔结到刀具切削刃 ——前刀面积屑瘤 ——后刀面积屑瘤
• 通常在加工软性、粘性材料 时发生
.
前刀面
后刀面
19
热裂纹
• 平均分布并垂直与切削 刃的裂纹
• 一般发生在铣削和间断 切削中
• 是由切削刃上反复的冷 热循环的冷热冲击引起
.
20
月牙洼
• 在刀具的前刀面观察到 • 通常在高速加工碳钢的情况下
特点：有更高的硬度、高温硬度、韧性和耐磨性。
应用：用于钢料和难加工材料的半精加工和精加工。
(4) TiC基硬质合金。TiC基硬质合金是以TiC为主体，Ni与Mo为黏结剂，并加入 少量其他碳化物而形成的一种硬质合金。如：YN10和YN05。其具有比WC基硬质 合金更高的耐磨性、耐热性和抗氧化能力，但热导率低和韧性较差。
2、精加工. ：粗加工后留下的余量，精加工时一次进给完成切削。
11
进给量（f）
进给量是指刀具在进给方向上刀 具相对的位移量,即工件每转一圈 刀具沿进给方向移动的距离。用 符号f表示，单位为mm/r。
进给量的选择：
1、为了缩短加工时间，提高效率，粗加工时 应选用较大的进给量；
2、为了保证表面质量和加工精度，精加工时 应选用较小的进给量。