一、加工中心刀具材料的特點

加工中心刀具材料的特點是標準化、系列化、規格化、模塊化和通用化。

為了達到高效、多能、快換、經濟的目的，對加工中心使用的刀具有如下要求：

（1）具有較高的強度、較好的剛度和抗振性能；

（2）高精度、高可靠性和較強的適應性；

（3）能夠滿足高切削速度和大進給量的要求；

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

（5）刀片與刀柄要通用化、規格化、系列化、標準化，相對主軸要有較高位置精度，轉位、拆裝時要求重復定位精度高，安裝調整方便。

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給運動方向之間的夾角；

（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，刀刃強度降低。

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

刃傾角。增大刃傾角有利于承受沖擊。刃傾角為正值時，切屑向待加工方向活動；刃傾角為負值時，切屑向已加工面方向活動。通常，精車時取0~4°；粗加工時取－10°～－5°。

2.3刀具常用材料

刀具切削部分的材料應具備如下性能：高的硬度，足夠的強度和韌性，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合金刀具。

材料越硬就越脆，越耐磨，在使用時需要高速平穩，防止沖擊和振動。

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準刀具。

二、硬質合金

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

國際標準化組織規定，切削加工用硬質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，類似于國家標準中的YG類、YT類、和YW類。根據被加工材料及適用的加工條件，每大類中又分為若干組，用兩位阿拉伯數字表示，每類中組號數字越大，其耐磨性越低、韌性越高，因此，組號數字越大，可選用越大的進給量和切削深度，而切削速度則應越小。從另一個方面講，組號數字越小，硬度越高，韌性越差，適用于精加工；反之，組號數字越大，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行分類：

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

2、從結構上可分為：

（1）整體式、鑲嵌式。鑲嵌式刀具可分為焊接式和機夾式兩種。機夾式根據刀體結構不同，也可分為可轉位和不轉位。

（2）減振式、內冷式。內冷式即切削液通過刀體內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、擴孔刀具、鉸孔刀具、鏜孔刀具等。

為了適應數控機床對刀具耐用、穩定、易調、可換等要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到了廣泛應用，在數量上達到了整個數控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數的80%～90%。

硬質合金的常見類型：

1.鎢鈷類

鎢鈷類（WC+Co）硬質合金由碳化鎢和鈷組成。

ISO標準代號是K類，常用牌號有國內代號為YG。常用牌號有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）硬質合金由碳化鎢、碳化鈦和鈷組成。

ISO標準代號是P類，國內代號為YT。常用牌號有YT5、YT14、YT15、YT30等。

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

3.鎢鈦鈷鉭（鈮）類

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

ISO標準代號是M類，國內代號為YW。常用牌號有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，極高的熱穩定性和優良的化學穩定性。

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(硬質合金的60～80倍)，有鋒利的刀刃。

缺點是耐熱性差，強度低，脆性大，對振動很敏感。

它與鐵系材料有很強的親和力，易使碳元素擴散而磨損，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加工有色金屬及其合金和非金屬材料，能實現超精密微量加工和鏡面加工。

在以車代磨加工淬火鋼時，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，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步2～10倍，硬質合金基體刀具進步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，可進步切削速度25%～30%。

涂層刀具經過鈍化處理，切削刃鋒利程度減小，不適合進給量很小的精密切削。
東莞市周氏數控設備有限公司-VMC850加工中心，企業堅強后盾整理發布。