金屬切削原理與刀具 第二章 刀具材料

1、第二章 刀具材料 （1）熟悉刀具材料應具備的性能；（2）掌握常用刀具材料：高速鋼、硬質合金的性能、常用牌號及選用；（3）了解新的刀具材料，如涂層硬質合金、陶瓷材料、超硬刀具材料的性能及應用；（4）對刀具材料在金屬切削中的重要作用有所了解。 刀具材料是指刀具切削部分的材料。合理選擇刀具材料影響到：（1）切削加工生產率（2）刀具耐用度（3）刀具消耗和加工成本（4）加工精度和表面質量按刀具所用材料分：按刀具所用材料分：高速鋼刀具、硬質合金刀具、高速鋼刀具、硬質合金刀具、陶瓷刀具、金剛石刀具等。陶瓷刀具、金剛石刀具等。2-1 概述概述 刀具切削部分承受較大的（1）切削壓力（2）切削溫度（3）劇烈摩擦（

2、4）沖擊振動因此刀具材料應具備以下性能：1、高硬度：刀具材料硬度要高于被加工材料的硬度，切削刃的硬度一般在HRC60以上。2、高耐磨性：抗磨損能力，硬度，耐磨性，金相組織中硬質點（氮化物，碳化物）的硬度高，耐磨性好，硬質點數量多，顆粒越小，分布均勻，則耐磨性越好。3、足夠的強度與韌性：抗沖擊，承受各種應力而不崩刃、折斷。與硬度、耐磨性相矛盾。4、高的耐熱性與化學穩(wěn)定性： 耐熱性（紅硬性）：高溫下保持材料硬度、 耐磨性、強 度、韌性韌性越好，切削速度越高。化學穩(wěn)定性：（熱穩(wěn)定性）：高溫下抗氧化， 不與工件材料和介質發(fā)生化學反應， （抗氧化、粘結、擴散）刀具磨損慢， 表面質量好。 5、良好的工藝性

3、：便于刀具制造，（1）鍛造性能（2）熱處理性能（3）高溫塑性變形（4）容削加工性能（5）焊接性能6、經濟性：（1）刀具材料發(fā)展結合本國資源，資源豐富，則成本極低（2）有的刀具材料（超硬刀具材料）雖然單件成本貴，但壽命長，分攤到每個零件的成本不一定 高，要注重經濟效益。7、切削加工性能的可預測性： 為適應切削加工自動化和柔性制造系統的發(fā)展，要求刀具磨損及刀具耐用度等具有良好的可預測性。高的硬度； 高的耐磨性；高的耐熱性(熱穩(wěn)定性) 足夠的強度和韌性；良好的工藝性。 總之，刀具應具備的性能主要就這四個方面，當然還有經濟性、切削性能的可預測性等要求。 選擇刀具材料時，各性能之間相互矛盾，如強度，則硬

4、度高；耐磨，則加工工藝困難，要抓住主要矛盾。二、刀具材料類型： 工具鋼（碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼） 硬質合金 陶瓷 超硬材料（金剛石、立方氮化硼 ）最常用工具鋼耐熱性差，但抗彎強度好，價格便宜，焊接與刃磨性好，故廣泛用于中低速切削的成形刀具，不宜高速切削。如：碳素工具鋼(如T10A、T12A)及合金工具鋼(如9SiCr、CrWMn)，因耐熱性較差通常僅用于手工工具和切削速度較低的刀具。硬質合金耐熱性好，切削效率高，但刀片強度、韌性、焊接刃磨性不及工具鋼，多用于制作車刀、銑刀及各種高效切削工具。陶瓷、金剛石和立方氮化硼等目前僅用于較為有限的場合。 目前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工目

5、前在切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金及陶瓷等。具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金及陶瓷等。 碳素工具鋼碳素工具鋼 碳素工具鋼是一種含碳素工具鋼是一種含C C量較高的優(yōu)質鋼（含量較高的優(yōu)質鋼（含C C一一般為般為0.650.651.35%1.35%）。）。 1 1、常用牌號、常用牌號有有 T7AT7A、T8AT8AT13AT13A等等 2 2、主要性能、主要性能 淬火后硬度較高，可達淬火后硬度較高，可達HRC61HRC616565；紅硬性為紅硬性為200200250250，價格低廉，不耐高溫，切，價格低廉，不耐高溫，切削 速 度 因 此 而 不 能 提 高 ，

6、 允 許 切 削 速 度削 速 度 因 此 而 不 能 提 高 ， 允 許 切 削 速 度V VC C10m/min,10m/min,只能制作低速手用刀具，如板牙、鋸只能制作低速手用刀具，如板牙、鋸條、銼等。條、銼等。 在碳素工具鋼中加入一定量的鉻（在碳素工具鋼中加入一定量的鉻（CrCr）、鎢（）、鎢（WW）、錳（）、錳（MnMn）等合金元素，能夠提高材料的）等合金元素，能夠提高材料的耐熱性、耐磨性和韌性，同時還可以減少熱處耐熱性、耐磨性和韌性，同時還可以減少熱處理時的變形。理時的變形。 1 1、主要牌號、主要牌號 有有 9SiCr CrWMn9SiCr CrWMn 2 2、主要性能、主要性能

7、 淬火后的硬度可達淬火后的硬度可達HRC61HRC616565，紅硬性為紅硬性為300300400400，允許切削速度，允許切削速度Vc=10Vc=1015m/min,15m/min,制作低速、形狀比較復雜、要求淬制作低速、形狀比較復雜、要求淬火后變形小的刀具。如板牙、拉刀、手用鉸刀火后變形小的刀具。如板牙、拉刀、手用鉸刀（孔的精加工）等。（孔的精加工）等。合金工具鋼合金工具鋼ISO-513-2004（國際標準化組織）將切削用硬質合金分三大類，在此基礎上增加了H、S、N三類：P類：用于加工長切屑的鋼類材料，相當于 我國的YT、YC、SC類。M類：用于加工長或短切屑的黑色金屬和有 色金屬。 YW

8、、YM類K類：用于加工短切屑的黑色金屬（鑄鐵）， 有色金屬和非金屬材料 YG、YD類H類：用于加工淬火鋼、硬鑄鐵，可實現高速切削 切削高硬度的工件。PCBN即聚晶立方氮化硼（Polycrystalline Cubic Boron Nitride）作為利用人工方法合成的硬度僅次于天然金剛石的新型刀具材料，是目前高速切削鐵系金屬最合適的刀具材料。S類：用于加工高溫合金及耐熱材料。包含PVD涂層合金（PVD是英文Physical Vapor Deposition（物理氣相沉積）的縮寫，是指在真空條件下，采用低電壓、大電流的電弧放電技術，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)并使被蒸發(fā)物質與氣體都發(fā)生電離，利用電場的

9、加速作用，使被蒸發(fā)物質及其反應產物沉積在工件上。）及超細顆粒硬質合金，CBN（立方氮化硼，縮寫為：CBN或cBN。目前，在自然界還沒有找到這種物質的存在，是人工合成的一種超硬材料。 ）及氮碳化硼材料。N類：用于高速切削有色金屬（鋁合金、非金屬的纖維強化型塑料），如PCD金剛石（又名聚晶金剛石）刀體一般用普通碳鋼或合金鋼制作。尺寸較小或切削負荷大的刀具宜選用合金工具鋼或整體高速鋼制作。機夾、可轉位硬質合金刀具，鑲硬質合金鉆頭、可轉位銑刀等刀體用合金工具鋼制作。如9CrSi，GCr15（滾鉻15）。尺寸較小、剛度較差的精密孔加工刀具，可選用整體硬質合金制作。2-2 高速鋼高速鋼 高速鋼是一種加入了

10、較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。別名： （風鋼）良好的淬透性，空氣中冷卻就可 得到高硬度。 （鋒鋼）刃容鋒利。 （白鋼）磨光后，表面光亮。1、較高的熱穩(wěn)定性：切削溫度高達500- 650，與碳素工具鋼，合金工具鋼相比，切削速度提高1-3倍，耐用度提高10-40倍，可加工有色金屬至高溫合金（范圍廣）。2、高強度，韌性：抗彎強度為硬質合金的2-3倍數，是陶瓷的5-6倍，韌性比它們高幾十倍。 3、一定的硬度（HRC63-70）：耐磨性好，適合各類切削刀具的要求，也可用于在剛性較差的機床上加工。4、刀具制造工藝簡單：能鍛造，制作形狀復雜刀具，大型成型刀具（這一點極為重要）如鉆頭、絲錐、成

11、型刀具、拉刀、齒輪刀具。特點：特點：5、材料性能較硬質合金和陶瓷穩(wěn)定，在自動機床上使用可靠。 因此，盡管各種新型刀具材料不斷出現，高速鋼仍占現用刀具材料的一半以上。高速鋼刀具制造工藝較簡單，刀刃鋒利，適用于制造各種形狀復雜刀具(如鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等) 普通高速鋼（通用型）、高性能高 速鋼和粉末冶金高速鋼）高性能高速鋼：再加入一些碳、釩，鈷或鋁等合金、性能高。粉末冶金高速鋼：制造工藝不同，性能高。 普通高速鋼：分鎢鋼，鎢鉬鋼兩類，V不高于40-60%。1、鎢鋼：W18Cr4V（18-4-1）此牌號國內普 遍使用，性能穩(wěn)定，刃磨、熱處理工藝控制 較方便，國外鎢價高，很少使用。

12、簡稱：W18，18%W、4% Cr、1%V 綜合性能好，600，HRC48.5，用以制造各 種復雜刀具。優(yōu)點：（1）淬火時過熱傾向小。 （2）含釩少，磨加工性好。 （3）碳化物含量高，塑性變形抗力較大。缺點：（1）碳化物分布不均勻，剩余碳化物 顆粒大（最大30m），影響薄 刃刀具或小截面刀具的耐用度。 （2）強度和韌性，顯得不夠，此材料 30mm，抗彎強度33.5Ga 6080mm，抗彎強度22.3Ga 適宜做小截面刀具，此時強度， 韌性才是滿意的。 （3）熱塑性差，很難用作熱成形法制 造的刀具（如熱軋鉆頭）。2、鎢鉬鋼 W6M05Cr4V2（6-5-4-2） （為缺鎢而產生）優(yōu)點：（1）合金

13、元素少，減少了碳化物數量 及分布不均勻性，有利于提高高溫塑 性、抗彎強度、沖擊韌性，抗彎強度比 W18高1015%，韌性高5060%。 （2）可加大截面刀具，可做尺寸較大，承 受沖擊力較大的刀具。缺點：淬火溫度范圍窄，脫碳，過熱敏感性 大，主要用于熱軋刀具（扭槽，麻花鉆） 如9W6MoSCr4V2W6MoSCr4V3比通用型高速鋼具有更好的切削性能，適合于 加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、釷合金和高強度鍘等難加工材料 。高性能高速鋼高碳高速鋼： 95W18Cr4V（含碳量為0.95%）、 110W6Mo5Cr4V2高釩高速鋼： W6Mo5Cr4V3、W9Cr4V5鈷高速鋼： W6Mo5Cr4V2C

14、o8、12Mo3Cr4V3Co5Si鋁高速鋼： W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V3Al 1）粉末冶金高速鋼： 2）表面滲入式高速鋼 3）表面涂覆式高速鋼 粉末冶金高速鋼的制造過程是：將高頻感應爐熔煉出的鋼液，用高壓氣體(氬氣或氮氣)噴射使之霧化，再急冷而得到細小均勻的結晶組織(粉末)。上述過程亦可用高壓水水噴霧化形成粉末再將所得的粉末在高溫(約1100)、高壓(約00MPa)下壓制成刀坯，或先制成鋼坯再經過鍛造、軋制成刀具形狀。（1）沒有碳化物偏析的缺陷。（2）可獲得細小均勻的結晶組織（3）無方向性（4）提高材料的利用率優(yōu)點：涂層高速鋼在高速鋼刀具的基體上，用物理氣相沉積方法(P

15、VD)，涂覆耐磨材料薄層，可以大幅度地提高高速鋼刀具的使用性能。般，涂層材料用TiN、TiC等，但多采用TiN。涂層后，刀具表面呈金黃色。涂層厚度為28m。 TiN的硬度為HV18002000，而高速鋼基體的硬度僅為HV800850。故涂層后的高速鋼刀具，表面有硬層，耐磨性好，與被加工材料之間的摩擦系數小，基體材料的韌性不降低。與未涂層的高速鋼刀具相比，涂層后高速鋼刀具的切削力可降低510，由于涂層材料有熱屏障作用，刀具基體切削部分的切削溫度也有所降低；工件已加工表面粗糙度減?。坏毒呤褂脡勖@著提高。高速鋼的表面處理與涂層1、表面化學處理：提高刀具的切削性能 （氧氮化處理）：將刀具成品置于氨氣

16、和水蒸氣的混和體中，540560保溫12小時，形成0.003mmFe3O4氧化膜，內層為氧、氮、碳擴散層：厚0.03-0.05mm。HV1000以上，耐用度提高60%-70%。2、涂層：物理氣相沉積TiN涂層 550以下高真空下進行，鈦氣化與氮反應，生成TiN（0.002mm），HRC80以上，切削力，切削溫度下降25%，Vf提高一倍，耐用度顯著提高。重磨后，性能仍優(yōu)于普通高速鋼。2-3 硬質合金硬質合金 硬質合金 = 硬質相（TiC或WC）+ + 粘結相（Co、Ni、Mo等，其中Co比較常用） 硬質合金是用高耐熱性和高耐磨性的金屬碳化物(碳化鎢WC、碳化鈦TiC、碳化鉭TaC，碳化鈮NbC等

17、)與金屬粘結劑(鈷、鎳、鉬等)在高溫下燒結而成的粉末冶金制品。硬度為8994HRA；能耐8501000的高溫；具有良好的耐磨性；允許使用的切削速度可達100300mmin； 可加工包括淬硬鋼在內的多種材料，因此獲得廣泛應用。 但是，硬質合金的抗彎強度低，沖擊韌性差，不能承受切削振動和沖擊負荷，刃口不鋒利，較難加工，不易做成形狀較復雜的整體刀具，因此目前還不能完全取代高速鋼。特點及應用范圍：硬質合金中：碳化物含量高，則硬度高， 抗彎強度低。硬質合金中：粘結劑含量高，則硬度低， 抗彎強度高。 適用范圍較廣：絕大多數車刀、端銑刀、深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等。 ISO（國際標準化組織）將切削用硬質

18、合金分三類：P類（YT類）：用于加工長切屑的黑色金屬。K類（YG類）：用于加工短切屑的黑色金屬， 有色金屬和非金屬材料 。M類（YW類）：用于加工長或短切屑的黑 色金屬和有色金屬硬質合金牌號的表示方法示例如下：YG6X硬的漢語拼音第一個字母G6鎢鈷類合金及鈷含量.T15鎢鈷鈦類合金及TiC含量.W鎢鈷鈦鉭類合金。N鎢鈦鎳鉬合金附加字母分別表示X細晶粒C粗晶粒N加鈮元素A加鉭元素 現代加工材料中 9095%可用P和K類硬質合金加工，510%可用M類硬質合金加工。主要介紹 YT，YG類：YG：鎢鈷類：（WC+Co）硬質合金 主要牌號：YG3x、YG6x、YG6、YG8 含Co為3%、6%、6%、8

19、%特點：抗彎強度與韌性比YT高，導熱性高， 加工性好，刃口容磨得鋒利，硬度差， Co越高韌性越好，用于粗加工，反之Co越 低，用于精加工、加工材料、鑄鐵、有色金屬和非金屬材料。YG3（ 精 加 工 ） YG6（ 半 精 加 工 ） YG8（ 粗 加 工 ）Co的 含 量 韌 性 強 度 HRC 耐 磨 性 Co的 含 量 韌 性 強 度 HRC 耐 磨 性 脆 性 YT：鎢鈦鈷類：（WC+TiC+ Co） 主要牌號 YT5、YT14、YT15、YT30，數字為TiC含量。鈷含量為：10%、8%、6%、4%。加工材料：鋼 TiC ，Co ，材料硬度 、耐磨性 、抗彎強度、導熱性 、磨削性能 ，焊

20、接性能 ，耐熱性 ，用于精加工。 反之， TiC ，Co ，用于粗加工。YT5（粗加工） YT14、YT15（半精加工） YT30（精加工） TiC含量 硬度 耐磨性 脆性 韌性 TiC含量 硬度 耐磨性 脆性 韌性 選用：（1）當要求刀具有較高的耐熱性及耐磨 性，TiC的牌號（TiC含量）高？低 ？ （2）當刀具 在切削時受沖擊和振動易 崩刃時，TiC的牌號？ 。3、添加稀有金屬硬質合金（M類） 鎢鉭（鈮）鈷類硬質合金（YA）和鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質合金（YW），是在鎢鈷鈦類硬質合金（YT）中加入TaC(NbC),可提高其抗彎強度、疲勞強度和沖擊韌性，提高合金的高溫硬度和高溫強度，提高抗氧化能

21、力和耐磨性。這類合金可以用于加工鑄鐵及有色金屬，也可用于加工鋼材，因此常成為通用硬質合金，他們主要用于加工難加工材料。4、碳化鈦基硬質合金（YN類） 這種合金有很高的耐磨性，有較高的耐熱性和抗氧化能力，化學穩(wěn)定性好，與工件材料的親合力小，抗粘結能力較強。主要用于鋼材、鑄鐵的精加工、半精加工和粗加工。不同硬質合金牌號的性能和應用范圍見下表2-3TiC62%適宜加工短切屑的脆性金屬和有色金屬材料如灰鑄鐵、耐熱合金、銅鋁合金等其牌號有K01、K10、K20、K30、K40等精加工可用K01半精加工選用K10粗加工宜用K30 適宜加工長切屑的塑性金屬材料如普通碳鋼、合金鋼等其牌號有P01、P10、P2

22、0、P30、P50等精加工可用P01半精加工選用Pl0、P20粗加工宜用P30具有較好的綜合切削性能適宜加工K切屑或短切屑的金屬材料如普通碳鋼、鑄鋼、冷硬鑄鐵、耐熱鋼、高錳鋼、有色金屬等其牌號有M10、M20、M30、M40精加工可用M10半精加工選用M20粗加工宜用M30 化學氣相沉積法，涂復一層（510m）耐磨、難熔金屬化合物。涂層材料：TiC、TiN、AL2O3涂層硬質合金的刀具壽命至少可提高l3倍涂層高速鋼的刀具壽命可提高210倍三、涂層硬質合金三、涂層硬質合金涂層硬質合金刀片（機夾式可轉位-不重磨刀片）2-4 陶瓷陶瓷 陶瓷材料主要是以氧化鋁（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）等為主

23、要成分，經壓制成型后燒結而成的刀具材料。陶瓷的硬度高，化學性能穩(wěn)定，耐氧化，所以被廣泛用于高速切削加工中。陶瓷刀具和傳統硬質合金刀具相比，具有以下特點：1、很高的硬度與耐磨性，HRA9195， 高于硬質合金。2、使用良好時，有很高的耐用度。3、很高的耐熱性，760 HRA87 1200 HRA80，切削速度比硬質合金高25倍， 抗彎強度，韌性下降極小。4、很高的化學穩(wěn)定性，與金屬親和力小， 抗粘結，抗擴散，抗氧化能力強。5、較低的摩擦系數，切屑不易粘刃，不 易產生積屑瘤，加工表面粗糙度較小。優(yōu)點缺點：（1）脆性大，強度、韌性低，為硬質合金的 1/21/3，不能承受沖擊負荷，崩刃、破 損。（2）

24、導熱率低，1/21/5，不宜溫度波動，不 能用切削液。三、應用范圍：三、應用范圍：1、高速切削2、加工硬材料（硬鑄鐵、淬硬鋼）3、大件、高精件加工4、車削、銑削例：Si3N4氮化硅基陶瓷，硬度僅次于金剛石、立方氮化硼，作為連續(xù)切削用的刀具材料，今后將很有發(fā)展前途。（一）金剛石（一）金剛石 分為人造和天然兩種，是目前已知最硬的，硬度約為HV10000,故其耐磨性好，不足之處是抗彎強度和韌性差，對鐵的親和作用大，故金剛石刀具不能加工黑色金屬，在800時，金剛石中的碳與鐵族金屬發(fā)生擴散反應，刀具急劇磨損。金剛石價格昂貴，刃磨困難，應用較少。主要用作磨具及磨料，有時用于修整砂輪。2-5 超硬刀具材料天

25、然單晶金剛石晶體聚晶金剛石刀具（就刀頭一小部分材料）（二）立方氮化硼（二）立方氮化硼 它是一種人工合成的新型刀具材料。立方氮化硼在高溫下、其硬度很高，可達80009000HV,僅次于金剛石，并具有很好的熱穩(wěn)定性，可承受1000以上的切削溫度，它的最大的優(yōu)點是在高溫12001300時也不會與鐵族金屬起反應。因此既能勝任淬火鋼、冷硬鑄鐵的粗車和精車，又能勝任高溫合金、熱噴涂材料、硬質合金及其他難加工材料的高速切削。立方氮化硼刀具（就刀頭一小部分材料） 在熟悉工件與刀具材料特性的基礎上，使被選用的刀具材料與工件材料相互“匹配”。既做到充分發(fā)揮刀具特性，又能較經濟的滿足加工要求。值得說明的是，加工一般

26、材料大量使用的仍是普通高速鋼與硬質合金。只有加工難加工材料才有必要選用新牌號合金或高性能高速鋼，加工高硬度材料或精密加工時才需選用超硬材料。1、盡可能根據我國資源情況，發(fā)展或代用某些 新材料。2、改善現有刀具材料的切削性能。3、發(fā)展界于現有高速鋼與硬質合金之間的材料。4、發(fā)展通用性廣的合金。5、發(fā)展復合刀具材料。6、發(fā)展耐熱、高硬度、高強度，能加工難加工 材料的其他新型刀具材料。孔加工刀具、銑刀和螺紋刀具這一類普通刀具，制造工藝較為簡單，精度要求較低，材料費用占刀具成本的比重較大，常采用W6MoSCr4V2、W18Cr4V等通用型高速鋼。 拉刀、齒輪刀具些復雜刀具，由于制造精度高，制造費用占刀

27、具成本的比重較大宜采用硬度和耐磨性均較高的高性能高速鋼。 為了提高生產效率，延長刀具壽命，應盡量采用硬質合金硬質合含在面銑刀、鉆頭、鉸刀和齒輪刀具等方面已獲得廣泛應用近年來，國內外已廣泛選用涂層刀具。 (1)選擇合理的刀具類型 加工同一個零件，有時可用多種不同類型的刀具。要根據零件的加工要求、生產批量、工藝要求、設備條件等因素綜合考慮，選用合適的刀具。基本原則是在保證加工質量的前提下，優(yōu)先考慮提高生產效切削方式是指刀具切削刃從工件上切去加工余量的形式。切削方式的合理與否，將直接影響切削刃形狀、加工質量、刀具壽命和 生產效率等。要遵循“銳字當頭，銳 中求固”的原則應考慮刀具的工作條件、重磨情況等

28、因素。 對于成形刀具，其切削刃的廓形會直接影響零件成形表面的形狀必須根據零件的輪廓形狀，正確地設計切削刃的廓形，同時要兼顧制造，檢測、重磨等方面的簡便性。 麻花鉆、立銑刀、絲錐、拉刀等有容屑要求的刀具，切屑能否順利排出確保刀具能否正常工作的關鍵。若切屑堵塞在槽內，就會劃傷已加工表面或損壞刀齒。而刀具的容屑、排屑與其強度、剛度有著密切的關系。例如，加大麻花鉆的螺旋槽（容屑空間）就會影響和降低刀具的強度和剛度因此，應恰當處理，合理兼顧兩者的關系。刀具的刃磨表面應根據磨損形式和刀具使用要求來選擇。如成形車刀、成形銑刀等要求刃磨后切削刃的形狀保持不變，應選擇面為刃磨表面又如鉸刀、鉆頭等刀具，后面磨損量

29、較大，故刃磨表面常選擇后面粗加工用車刀、刨刀等因其前、后面磨損均較大，故前、后面部 應刃磨。刃磨時要保證刀具原始的幾何參數和表面質量。刃磨后表面不能有燒傷或裂紋，切削刃應鋒利，不允許有缺口、崩刃、毛刺等缺陷存在。 先進的刀具結構能有效地減少換刀和重磨時間、提高切削效率和加工質量。應根據不同的條件選用合理的刀具結構，優(yōu)先采用機夾式、可轉位式、模塊式、成組式等結構。同時，應根據切削負荷強度、剛度等要求，正確設計刀具夾持部分的結構尺寸 還應考慮刀具與機床、工裝的合理配置及選擇合理的切削用量和切削液等。 六 刀具發(fā)展金屬切削加工是機械制造工業(yè)中運用最廣泛的一種加工方法，占機械制造總工作量的50以上，而

30、金屬切削刀具則是其中不可缺少的重要工具之一。無論是普通機床，還是先進的數控機床和加工中心，以至柔性制造系統，都必須依靠刀具才能完成各種需要的切削加工實際證明，刀具的更新可以成倍、數十倍地提高生產效率。例如：群鉆與麻花鉆相比，工效可提高3-5倍數控機床、加工中心等先進設備效率的發(fā)揮，很大程度上取決于刀具的性能，刀具所產生的效益遠遠大于刀具本身的費用數控機床和自動線的應用又要求刀具可靠性好，精度高，以及具有自動更換、自動識別和自動檢測等功能。因此，不斷采用新技術、新工藝、新材料是機械制造工業(yè)發(fā)展的基礎刀具材料(含磨料)的研制，新型刀具材料，新型刀具結構及新的磨削加工方法的應用，對切削加工技術，尤其

31、對金屬切削刀具的發(fā)展起著決定性的作用。不僅能大幅度地提高生產效率，降低成本和保證加工質量，而且還能促進加工工藝和加工設備的更新和發(fā)展。20世紀初，刀具材料為碳素鋼，切削速度不超過10mmin。自20世紀80 年代，金剛石、立方氮化硼刀具材料的出現，使最高切削速度可達1000m/min。各種新型刀具材料的出現和特種加工、精密加工等新技術、新工藝的應用，加工精度已超過0.01m。為適應宇航、激光、電子等新型工業(yè)發(fā)展的需要，加工精度正向納米(1nm)級進軍(1)通用刀具和齒輪刀具進入更新換代的新階段 (2)可轉位立銑刀朝著多功能高性能多品種方向發(fā)展 (3)專用刀具趨向智能化 (4)刀具的新型夾頭及裝夾技術的發(fā)展 通用刀具指麻花鉆、絲錐、立銑刀等進入優(yōu)質高性能的新時代廣泛采用鉆高速鋼、粉末冶金高速鋼、細顆粒硬質合金材料，并可涂覆TiN、TiCW、TiAlN、金剛石膜等復合涂層使這類刀具的切削性能成倍地提高，同時也擴大了淬硬鋼、模具鋼等難加