一、加工中心刀具材料的特點(diǎn)

加工中心刀具材料的特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化、模塊化和通用化。

為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟(jì)的目的，對(duì)加工中心使用的刀具有如下要求：

（1）具有較高的強(qiáng)度、較好的剛度和抗振性能；

（2）高精度、高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)性；

（3）能夠滿足高切削速度和大進(jìn)給量的要求；

（4）刀具耐磨性及刀具的使用壽命長(zhǎng)，刀具材料和切削參數(shù)與被加工件材料之間要適宜；

（5）刀片與刀柄要通用化、規(guī)格化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，相對(duì)主軸要有較高位置精度，轉(zhuǎn)位、拆裝時(shí)要求重復(fù)定位精度高，安裝調(diào)整方便。

二、金屬切削刀具的主要角度

從屬切削刀具的種類繁多，但它們的切削部分都可以近似地用外圓車刀的切削部分來描述。

確定刀具角度的正交平面參考系和車削刀具幾何角度如圖所示。

車刀的五個(gè)基本角度：

（1）前角鉶：是前刀面切削平面之間的夾角，表示前刀面的傾斜程度。

（2）后角醥：是主后刀面與切削平面之間的夾角，表示主后刀面傾斜的程度。

（3）主偏角牯：是主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向之間的夾角；

（4）副偏角牯ˊ：是副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角；

（5）刃傾角?0：是主切削刃與基面之間的夾角。

三、刀具主要角度的選擇原則：

前角。增大前角，切屑易流出，可使切削力減少，切削很輕快。但前角過大，刀刃強(qiáng)度降低。

后角。增大后角可減少刀具后刀面與工件之間的摩擦。但后角過大，刀刃強(qiáng)度降低。

主偏角。在切削深度和進(jìn)給量不變的情況下，增大主偏角，可使切削力沿工件軸向力加大，徑向力減小，有利于加工細(xì)長(zhǎng)軸并減小振動(dòng)。

刃傾角。增大刃傾角有利于承受沖擊。刃傾角為正值時(shí)，切屑向待加工方向活動(dòng)；刃傾角為負(fù)值時(shí)，切屑向已加工面方向活動(dòng)。通常，精車時(shí)取0~4°；粗加工時(shí)?。?0°～－5°。

2.3刀具常用材料

刀具切削部分的材料應(yīng)具備如下性能：高的硬度，足夠的強(qiáng)度和韌性，高的耐磨性，高的耐熱性，良好的加工工藝性。

刀具材料：高速鋼(俗稱白鋼刀條)，硬質(zhì)合金，陶瓷，立方氮化硼(CBN)，聚晶金剛石(PCD)。

加工中心上常用高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具。

材料越硬就越脆，越耐磨，在使用時(shí)需要高速平穩(wěn)，防止沖擊和振動(dòng)。

碳素工具鋼和合金工具鋼的紅硬性較差，已很少使用。

加工中心上各種材質(zhì)的刀具

一、高速鋼

高合金工具鋼，具有良好的工藝性，能制成復(fù)雜的刀具。

高速鋼刀具使用前需要使用者自行刃磨，因此，適合于特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。

二、硬質(zhì)合金

比高速鋼硬得多。答應(yīng)的切削速度比高速鋼高4~10倍，切削速度可達(dá)100m/min以上。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，切削加工用硬質(zhì)合金按其排屑類型和被加工材料分為三大類：K類、P類、和M類，類似于國家標(biāo)準(zhǔn)中的YG類、YT類、和YW類。根據(jù)被加工材料及適用的加工條件，每大類中又分為若干組，用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，每類中組號(hào)數(shù)字越大，其耐磨性越低、韌性越高，因此，組號(hào)數(shù)字越大，可選用越大的進(jìn)給量和切削深度，而切削速度則應(yīng)越小。從另一個(gè)方面講，組號(hào)數(shù)字越小，硬度越高，韌性越差，適用于精加工；反之，組號(hào)數(shù)字越大，適用于粗加工。

加工中心的刀具種類很多，通常可按照以下方法進(jìn)行分類：

1、從制造所采用的材料可分為：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、超硬刀具。

2、從結(jié)構(gòu)上可分為：

（1）整體式、鑲嵌式。鑲嵌式刀具可分為焊接式和機(jī)夾式兩種。機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，也可分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位。

（2）減振式、內(nèi)冷式。內(nèi)冷式即切削液通過刀體內(nèi)部由噴口噴射到刀具的切削刃部，起到冷卻刀具和工件，并沖走切屑的作用。另外，還有特殊型式刀具，如復(fù)合刀具，可逆螺紋刀具等。

3、從切削工藝上可分為：

（1）銑削刀具，包括面銑刀、立銑刀、模具銑刀、鍵槽銑刀、鼓形銑刀等；

（2）孔加工刀具，包括了鉆孔刀具、擴(kuò)孔刀具、鉸孔刀具、鏜孔刀具等。

為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到了廣泛應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到了整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。

硬質(zhì)合金的常見類型：

1.鎢鈷類

鎢鈷類（WC+Co）硬質(zhì)合金由碳化鎢和鈷組成。

ISO標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是K類，常用牌號(hào)有國內(nèi)代號(hào)為YG。常用牌號(hào)有YG3、YG6、YG8等。

適合加工短切屑玄色金屬（鑄鐵），有色金屬以及非金屬。

2.鎢鈦鈷類

鎢鈦鈷類（WC+TiC+Co）硬質(zhì)合金由碳化鎢、碳化鈦和鈷組成。

ISO標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是P類，國內(nèi)代號(hào)為YT。常用牌號(hào)有YT5、YT14、YT15、YT30等。

適合加工長(zhǎng)切屑玄色金屬（塑性好的材料低碳鋼），常用于加工鋼材。我們經(jīng)常使用YT15。

3.鎢鈦鈷鉭（鈮）類

鎢鈦鈷鉭（鈮）類（WC+TiC+TaC（Nb）+Co）硬質(zhì)合金由碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭（碳化鈮）和鈷組成。

ISO標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)是M類，國內(nèi)代號(hào)為YW。常用牌號(hào)有YW1、YW2等。

綜合性能好，既可加工鑄鐵又可加工鋼材及有色金屬，常用于不銹鋼。

三、陶瓷

陶瓷特耐高溫，在2000度條件下，仍具有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是硬質(zhì)合金的5倍，但是，韌性很低，不能承受沖擊，適用于精加工和高速切削。

四、立方氮化硼

有極好的耐磨性，極高的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。

是在高溫、高壓條件下人工合成的新型刀具材料，其性能與金剛石相似，能高速切削淬火鋼和耐熱鋼，是高速切削的首選刀具材料。

立方氮化硼刀具適用于加工高硬度淬火鋼、冷硬鑄鐵和高溫合金材料。它不宜加工塑性大的鋼件和鎳基合金，也不適合加工鋁合金和銅合金，通常采用負(fù)前角的高速切削。

五、聚晶金剛石

即人工合成的金剛石，是在高溫、高壓下合成的新型刀具材料。

硬度很高，耐磨性好(硬質(zhì)合金的60～80倍)，有鋒利的刀刃。

缺點(diǎn)是耐熱性差，強(qiáng)度低，脆性大，對(duì)振動(dòng)很敏感。

它與鐵系材料有很強(qiáng)的親和力，易使碳元素?cái)U(kuò)散而磨損，只適用于加工有色金屬、非金屬如陶瓷等極硬的材料。因此，金剛石刀具主要用于高速條件下精細(xì)加工有色金屬及其合金和非金屬材料，能實(shí)現(xiàn)超精密微量加工和鏡面加工。

在以車代磨加工淬火鋼時(shí)，可用陶瓷、立方氮化硼刀具；加工有色金屬和非金屬材料，砂輪修磨時(shí)，可用聚晶金剛石刀片。

六、表面涂層材料

涂層材料是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體上或高速鋼基體上，涂覆一層耐磨性較高的難熔金屬化合物而制成。

高速鋼基體涂層刀具耐用度可進(jìn)步2～10倍，硬質(zhì)合金基體刀具進(jìn)步1～3倍。加工材料硬度愈高，涂層效果愈好。在刀具壽命相同的條件下，可進(jìn)步切削速度25%～30%。

涂層刀具經(jīng)過鈍化處理，切削刃鋒利程度減小，不適合進(jìn)給量很小的精密切削。
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