刀具选择资料集合_刀具材料的选择

刀具选择资料集合由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“刀具材料的选择”。

这个问题回答起来困难比较大。

首先一点的是。如何选择刀具。其实所有的刀具无非是硬度和塑性两个重点。如果你的被加工材料硬度高。那就需要选择硬度高的刀具作为加工刀具。（物质有个共性。硬度越高塑性就越低，比如我们生产中经常用的淬火，就是提高硬度降低塑性）相反如果你的被加工材料硬度不高但是塑性好，你就没必要去选择高硬度的刀具。只要保证刀具的锋利就可以了。因为刀具硬度高的话就会降低塑性，容易嘣刃。

在有一点有些刀具具有很强的硬度和良好的塑性。但是由于材料稀少。所以价格比较昂贵。一般加工中很少使用。

在有一点就是我们为了提交加工效率。通常都会用提高切削参数的方法来达到。相应的。对刀具要求也就比较高。就要考虑刀具的耐磨性。高速加工中对刀具的耐磨性有很高的要求。与上面所提到的硬度相关。一般情况下。刀具硬度越高耐磨性就越好。

最后一点就是刀具刀尖圆角的问题。主要是根据你进行的加工方式。如果是粗加工。刀尖圆角就要大。提高刀具的耐磨性及耐冲击性。相反如果是精加工。为了更好的保证尺寸和零件的表面质量就要选择锋利且刀尖圆角小的刀具。

比如加工A3钢的时候。由于材料硬度低基本上就选择刀具硬度一般的材料用于加工。住友 牌号AC2000就完全可以用于大余量的切削。

加工球漠铸铁的时候由于工件材料硬度比较高所以选择AC700G

加工中心刀具的选用

一般意义上的加工中心是指带刀库和换刀装置的数控镗铣床。刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容。数控加工中的刀具选择是在人机交互状态下完成的，这就要求编程人员必须掌握刀具选择的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文从加工中心的特点出发对数控编程中必须面对的刀具选择问题进行探讨，给出若干原则和建议。

一、加工中心的工艺特点

1.加工精度高而稳定，表面质量好。

2.软件适应性强。

3.效率高。

二、加工中心主要加工对象

加工中心最适宜加工形状复杂、加工内容多、精度要求高、需多种机床及多种刀具且需多次装夹才能完成的零件。主要的加工对象有以下几种：

1.既有孔系又有平面的零件。

2.结构形状复杂、普通机床难以加工的零件。

3.外形不规则的异形件。

4.精度要求高的小批量零件。

5.新产品试制件。

三、加工中心刀具及其选择

1．对加工中心刀具的基本要求。由于加工中心主轴转速高出普通机床2~5倍，因此加工中心所用刀具必须具有更高的强度、刚度与耐磨性。选择刀具时先要选择适当的材料，然后选择合理的刀具几何参数。对材料的选择，一般选硬质合金；刀具几何参数选择要考虑刀具材料、工件材料、工件形状、加工方式等多方面因素。

2．加工中心常用刀具及其选择。加工中心刀具种类较多，应用最广的是各种表面及孔加工刀具。平面、曲面的加工刀具多用各种型式的铣刀，而孔加工刀具根据所加工孔的形状、位置、精度要求等可选择钻头、扩孔钻、铰刀、镗刀等。

加工中心刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。本文仅讨论铣刀选择的原则与方法，并对部分孔加工刀具作一简介。

（1）铣刀的选择。主要是选择结构类型及几何参数。铣刀类型的选择：选择时主要考虑零件表面形状与尺寸：如大平面加工选择面铣刀；平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工模具型腔、空间曲面多选模具铣刀；加工封闭键槽用键槽铣刀；对一些立体型面和有较大转接凹圆弧的过渡加工多选用球形铣刀；加工变斜角面应选鼓形铣刀；加工特殊孔及各种型面应用成型铣刀等。

铣刀参数的选择：铣刀参数的选择主要应考虑零件加工部位的几何尺寸和刀具的刚性等因素。

下面仅以面铣刀和立铣刀为例介绍铣刀参数的选择的一般方法：主要参数的选择。铣刀直径的选择：标准可转位面铣刀直径规格为Φ16～Φ630mm。铣刀的直径应根据铣削宽度、深度选择，一般铣前深度、宽度越大，铣刀直径也应越大。粗铣时，铣刀直径要小些；精铣时，铣刀直径要大些，尽量包容工件整个加工宽度，减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。

齿数选择：铣刀齿数应根据工件材料和加工要求选择，一般铣削塑性材料或粗加工时，选择粗齿铣刀；铣削脆性材料或半精加工、精加工时，选用中、细齿铣刀。

角度的选择：面铣刀的前角一般较小，铣削强度和硬度较高的材料进还可用负前角，其数值应根据工件材料和刀具材料来选择，如选用硬质合金刀具，铣削钢：-150～150；铣削铸铁：-50～50；铣削青铜、黄铜：40～60；铣削铝合金：150等。

铣刀的磨损主要发生在后刀面上，因此适当加大后角可减少铣刀磨损，常取 ＝50～120，工件材料软的取大值，工件材料硬的取小值；粗齿铣刀取小值，细齿铣刀取大值。铣削时冲击力较大，为了保护刀尖，硬质合金面铣刀的刃倾角常取λs＝-150～-50。铣削低强度材料时，可取λs＝50。主偏角κr在450～900范围内选取，铣削铸铁时取κr=450，铣削一般钢材时常取κr=750，铣削带凸肩的平面或薄壁零件时取κr=900。

2）立铣刀主要参数的选择。直径选择：为提高铣削速度和铣削量，应尽量选择直径较大的铣刀。但铣刀直径往往受到零件材料、刚性、加工部位的几何形状、尺寸及工艺要求等因素的限制。立铣刀的有关尺寸参数可按下述经验数据选取。

①刀具半径：一般取R=（0.8~0.9）Rmin。

②零件的加工高度：H≤（1/4~1/6）R。

③加工深槽或盲孔时：

l＝H＋（5~10）mm，l为铣刀刀刃长度；H为槽深尺寸。

④加工外表面或通孔、通槽时：

l＝H＋r＋（5~10）mm，r为铣刀端刃圆角半径。

⑤加工肋时，刀具直径为D=（5～10）b，b为肋厚。

需注意铣刀端刃圆角半径r的大小一般应与零件上的要求一致。但粗加工可适当选得小些，但不要造成根部“过切”现象。

几何角度的选择：立铣刀前、后角主要根据工件材料和铣刀直径选取，具体数值可参考表1和表2：

为了使端面切削刃有足够的强度，在端面切削刃前刀面上一般磨有棱边，其宽度 为0.4～1.2mm。

（2）孔加工刀具简介

孔加工刀具类型较多，主要有普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻、深孔钻等。

麻花钻一般用于加工精度为IT12左右的孔，钻孔的表面粗糙度Ra值为12.5μm。

1）钻孔刀具。加工中心上钻孔无钻模进行定位和导向，考虑钻头刚性因素，一般钻孔深度应小于孔径的5倍。加工时为保证孔的位置精度，最好先用中心钻钻一中心孔或划窝加工，划窝一般采用Ф8～Ф15的钻头。

钻削直径在Ф8～Ф15mm、孔长径比小于３的中等浅孔时，可选用浅孔钻。

对于长径比大于５而小于100的深孔，应选用深孔钻，加工大直径深孔时采用喷吸钻，加工小直径深孔时采用单刃外排屑深孔钻。

2）扩孔刀具。加工中心多采用扩孔钻，也有的采用镗刀，另外还可用键槽铣刀或立铣刀进行扩孔，它比用普通扩孔钻进行扩孔的加工精度要高。对于较大的孔，可采用可转位扩孔钻进行加工，以提高加工效率。

3）镗孔刀具

单刃镗刀。单刃镗刀根据结构不同，可分别用于镗削通孔、阶梯孔和盲孔。

微调镗刀。在加工中心上目前较多地选用微调镗刀进行孔的精镗，这种镗刀调节方便且精度高。

双刃镗刀。镗削大直径的孔可选用双刃镗刀，其最大镗孔直径可达1000mm。双刃镗刀刚性好，仅用于大批量生产中。

4）铰孔刀具

铰孔的尺寸精度可达IT7～IT9级，表面粗糙度可达1.6～0.8μm。

普通标准铰刀有直柄、锥柄和套式三种。直柄铰刀直径为6～20mm，锥柄铰刀直径为10～32mm，小孔直柄铰刀直径为1～6mm，套式铰刀直径为25～80mm，加工时可根据需要选择。

加工中心上铰孔时多用标准铰刀，此外还有机夹硬质合金刀片的单刃铰刀和浮动铰刀。

铰刀齿数取决于孔径及加工精度。标准铰刀有4～12齿。齿数过多，制造与刃磨困难，齿数过少铰削时稳定性差，刀齿负荷大，易产生几何形状误差。

总之，加工中心刀具是一个较复杂的系统，如何根据实际情况进行正确选用，是编程人员必须掌握的。只有对加工中心刀具结构和选用有充分的了解和认识，在实际工作中才能灵活运用，提高工作效率。参考文献

[1]田春霞．数控加工工艺[M]．机械工业出版社，2006．

[2]吴祥．数控技术[M]．机械工业出版社，2003．

作者简介：杨丽娟（1966-），女，烟台南山学教师，青岛大学硕士研究生，研究方向：金属材料。

非标刀具的制作

机械加工过程中经常会遇到一些难以用标准刀具进行加工的情况，因此，非标刀具的制作对机械切削加工十分重要。因为金属切削使用非标刀具多见于铣加工，故对铣加工中非标刀具的制作稍作介绍。

由于标准刀具的制作针对的是面广量大的普通金属件或非金属件的切削，当遇到工件进行过热处理而硬度增大，或工件为不锈钢等非常容易粘刀，也有一些工件的表面几何形状十分复杂，或被加工表面有较高的粗糙度要求等情况时，标准刀具就无法满足加工的需要。所以在加工过程中，需对刀具的材质、刀口的几何形状，几何角度等，进行针对性的设计，可分为不需要专门订制和需要专门订制两大类。不需要专门订制的刀具主要是解决两个问题，如尺寸问题和表面粗糙度问题。

如果是尺寸问题，可以选择一把尺寸与所需的尺寸相近的标准刀具，通过改磨就可以解决，但也需注意两点：

1）尺寸相差不能太大，一般不要超过2mm，因为尺寸相差太大的话，会引起刀具的槽形发生变化，直接影响容屑空间和几何角度。

2）如果是带有刃孔的立铣刀的话可以在普通机床上改磨，成本较低，如果是不带刃孔的键槽铣刀就不能在普通机床上进行，需要在专门的五轴联动机床上改磨，其成本也就会较高。

如果是表面粗糙度问题，可以通过对刃部的几何角度的改变来实现，如加大前、后角的度数会明显改善工件表面粗糙度。但如果使用方的机床刚性不够的话，可能刃口倒钝反而能提高表面粗糙度，这方面的东西非常复杂，需对加工现场分析后才能得出结论。

需要专门订制的刀具主要是解决以下问题。

1）被加工工件有特殊形状要求，如对加工所需要的刀具进行加长，加端齿倒R，或者有特殊的锥角要求，柄部结构要求，刃长尺寸控制等等。这一类的刀具如果形状要求并不十分复杂的话，其实还是容易解决的，惟一需要注意的是非标刀具的加工是比较困难的，因此，使用方在能够满足加工使用的情况下，不应该过分的追求高精度。因为，高精度本身就意味着高成本和高风险，会对制作方的生产能力和自身的成本造成不必要的浪费。

2）被加工工件有特殊的强度和硬度，如工件进行过热处理，强度和硬度较高，一般的刀具材料无法进行切削加工，或者粘刀的厉害，这是，就需对刀具的材料提出特殊要求。一般的解决方法是选用高档的刀具材料，如含钴的高速刚刀具拥有较高的硬度以切削调质过的工件材料，用优质的硬质合金材料刀具可以加工高硬质的材料，甚至可以以铣代磨。当然，也有一些特殊情况，如在对铝件进行加工时，市场上有一种称为超硬刀具的就不一定合适，虽然铝件一般较软，可以说是一种容易加工的产品，但是超硬刀具所采用的材质其实是一种铝高速钢，这种材料比普通的高速钢确实会硬一些，但在加工铝件时却会引起铝元素之间的亲和力，使得刀具反而会加剧磨损，这时，如果要想得到高效率的话，可以选用钴高速钢替代。

3）被加工工件有特殊的容屑和排屑要求，这时就应该选用较少的齿数和较深的容屑槽，但这种设计只能针对比较容易加工的材料，如铝合金等。

非标刀具加工设计和加工过程中，有许多问题需要注意：

1）刀具的几何形状较为复杂，在热处理时，刀具容易发生弯曲、变形，或者是局部的应力集中，这就应该在设计时就注意避免容易发生应力集中的部位，对直径变化较大的部位，加上斜角过渡或台阶设计等。如是长径比较大的细长件，则在热处理过程中，每经一次淬火和回火就需检查和校直以控制其变形量和跳动。

2）刀具的材料是比较脆的，尤其是硬质合金这种材料，这就使得加工中一旦遇到震动较大或加工扭矩较大时，刀具就会发生折断，这在使用常规刀具的加工中，往往不会造成很大的损害，因为刀具断了可以更换，但在使用非标刀具的加工中，由于替换的可能性不大，因此一旦发生刀具折断，会引起的一系列问题，如交货延期等，会造成使用方的极大损失。

上面所述的都是针对刀具本身，其实非标刀具的制造决非如此简单，这是一项系统的工程。制作方设计部门的经验和对使用方加工状况的了解会影响到非标刀具的设计和制作，制作方生产部门的加工和检测手段会影响到非标刀具的精度和几何角度，制作方销售部门的反复回访、收集资料和信息也会影响到非标刀具的改进，而这些将对使用方使用非标刀具的成功与否起决定性作用。

总而言之，非标刀具是应特殊要求而生的一种特殊刀具，选择一家有丰富经验的制作厂家将会为使用方节省大量的时间和精力。

不可缺失的配角--漫谈非标刀具的皇妃

般地位

在全球的金属切削刀具家族里，标准刀具的数量无疑占有绝对的优势。因为在设计产品时，工程师们会尽量考虑使用标准刀具来加工以降低制造成本。这里指的标准刀具并非是完全符合国家标准的意思，而是指在刀具公司样本上标明规格的刀具。因为这些刀具常常备有库存，可快速供货。所以，公司越大其标准刀具一般越多，因为庞大库存的成本本身就很高，需要实力支撑。

在公司样本里没有规格的刀具我们通指为非标刀具。所以，刀具是否非标是相对的。某公司的非标刀具极可能是另一公司的标准品。

当你翻开山特维克、肯纳等世界刀具巨头厚厚的样本时，几万种标准刀具的规格似乎包含了你所能想到的所有用途的刀具！事实上也差不多如此。当你在现代化加工中心傍的刀具车上随手拿起一支钻头、铣刀或者丝锥时，刀具的柄部上常常刻着各自公司的标准品产品号！特别是在通用机械加工行业里，标准刀具几乎占据了工厂的刀具库。

但情况在发生变化：随着机加工行业被号称为“提效率、降成本”的指挥棒敲脑袋以来，非标刀具的地位已被大幅提高。非标刀具常常是提高加工精度、减少加工工序、降低产品废品率的苦口良药。说其苦口，是因为非标刀具的成本与标准刀具相比相对较高，供货期也要长得多。对用户来说，单支刀具的价格较高，库存也相应增加，心里总有顾虑。但是，制造综合成本却能较大幅度降低，这就是良药。

典型的标准钻头

阿诺非标刀具一瞥

所以，非标刀具越来越受人重视和欢迎。在阿诺公司摆满零件样品的项目设计室里，经验丰富的刀具工程师们常常用设计多级阶梯钻头或成形铣刀等非标刀具的手段，把零件在加工中心的加工时间（节拍）控制在用户的希望值内。曾有这样的例子：一个制造控制阀的客户原来用标准刀具来加工，共需40多把刀具。经过阿诺工程师们的刀具优化设计，加工该零件的刀具数锐减到31把。结果毫无疑问，加工时间大大降低、效率大幅度提高。要知道，光机床换刀时间就减少了四分之一啊！

事实上，我们已经离不开非标刀具了。一个价值上百万元的刀具项目常常由也许只占7%份额的非标刀具影响其投标的成败！因为这些非标刀具的供货期决定了整体项目的供货期，而这些刀具的加工部位常常也是最关键、最重要的部位！这就好象西方民主执政的内阁，第一大党常常受小党的摆布，因为如果没有小党与你合作，而你又没占绝对优势，那么，你在议会里就没有控制权，你的决议也无法通过，所以也谈不上执政了！

中国的非标刀具市场也是如此。全球大部份上规模的刀具厂商大多已落脚中国，要么是自己成立公司或办事处，要么找代理商销售。但他们销售的绝大部分是自己的标准品。因为他们的非标刀具不但太贵，更因为是供货期太长（常常是二、三个月以上）。

这就给在中国的非标刀具制造商提供了很好的商机。但遗憾的是，能生产出国际质量水平的非标刀具制造商实在太少。目前市场上见到的主要是欧系和日系背景的刀具公司能提供高品质的非标制造服务，其中有些日系公司提供的刀具在加工钢件材料时还常常存在问题。所以，高品质的非标刀具制造商总是在叹息产能的不够！

刀具行业的同仁们都知道，尽管国内当地的非标刀具厂商近十年来有很大进步，但大多还处于中学水平。如果有人怀疑这种判断，可以到现代化的发动机制造线（如大众娄塘、大众大连）上去验证。中国刀具水平上不去的主要原因是缺少优秀的刀具设计、制造工程师。关于如何提高中国当地的刀具制造水平、培养更多的刀具工程师的话题，作者将在以后的刀具漫谈系列文章中作专门的阐述。

非标刀具制造商的规模常常不大，与刀具巨头们的关系与其说是竞争对手，还不如说是合作伙伴更为恰当。阿诺公司与众多国际刀具巨头间的合作已堪称同行间的合作典范！现实结果表明，非标刀具制造商常常为刀具巨头们快速提供各类非标刀具，是刀具巨头们最喜欢的合作伙伴！

在刀具行业里，非标刀具确实只是一个配角，但其影响力很大。正如后宫里的皇妃，虽然其地位远比不上皇后，但对皇上的影响力可非同一般！所以，大臣们总是另眼相看。要知道，我们的刀具用户就是我们的皇上啊！

刀具的两个适用性和一个匹配性（4）

近年来，相比化学涂层而言，物理涂层的发展很快，新的涂层品种层出不穷。但是在常规的钢铁加工中，三氧化二铝（Al2O3）涂层依然是绝对的主力。就目前的技术而言，要想取得耐热性能优越的Al2O3膜层，尤其是稳定的a相Al2O3，化学涂层还是最好的选择。目前各家刀具制造厂商都在致力于在保证涂层结合力的前提下努力增厚Al2O3膜层的厚度，改善涂层与基体结合力、改善多层涂层的层间结合力、改善表层涂层与工件的接触，甚至设法控制膜层的晶粒按事先选定的方向成长。2006年9月，我曾陪同《工具技术》主编辛节之先生和《机械工人（冷加工）》主编王天谌先生采访肯纳金属旗下金属加工解决方案和服务集团（Metalworking Solution & Server Group, MSSG）的副总裁伯纳德·诺斯（Bernard North）时，诺斯先生谈到肯纳金属的涂层厚度已经可以达到约30?m，而他们正式推向市场的经过升级的KC9110的涂层厚度达到了24?m。由于类似这种涂层技术的突破，客户应用KC9110这种牌号的平均切削速度由5年以前的约为250m/min提高到平均320m/min。

山高刀具则发表了他们研究和改善涂层晶核形成的成果。山高刀具认为，最优化的成核作用使得磨损性能显着提高，而且这些种类的a-Al2O3层通常由相对较小的、表现为无孔隙度的无缺陷颗粒组成。结构的a-Al2O3层表现出最佳的耐磨性。山高新的a基Al2O3镀层DurAtomic“的制造水平达到原子级。结果使机械和热特性超过所有目前生产的Al2O3的能力。与传统生产的Al2O3相比，DurAtomic”镀层表现出更高的耐久性/韧性、杰出的耐热/耐磨性、化学惰性，并因此减少有关积屑瘤形成的倾向。山高的a基Al2O3镀层DurAtomic“似乎是抛弃了最外表层覆盖TiN膜层以方便识别磨损的定律，以让a-Al2O3镀层能够达到更厚的厚度。从山高提供的资料看，DurAtomic”的膜层确实也是具备很强竞争力的。

但是化学涂层由于涂层温度较高（约900～1000℃），基体与膜层间会出现一种脆性的η相，同时由于基体与膜层两者热膨胀系数不同而在高温下导致涂层中裂纹的产生。η相对涂层的结合力起着负面作用。微小的少量表面裂纹对刀具切削时是否具有负面作用虽然还没有确实的证据支持，但至少是涂层表面裂纹扩展的一个隐患。因此，德国豪泽涂层技术公司与瓦尔特合作开发了在较低的温度下用物理涂层的方法制备Al2O3膜层的技术。对于这种技术，其Al2O3膜层的金相组织、稳定性等情况我都还不得而知，但据瓦尔特（无锡）有限公司技术总监鄂有鹏先生介绍，该涂层在加工不锈钢和难加工材料方面的表现，还是可圈可点的。

据我所知，就改善涂层与刀具基体材料的结合力而言，涂前的处理非常重要。良好的表面处理不仅能改善涂层附着强度，使表面更光滑，还有助于减少积屑瘤的产生，微崩刃，降低切屑流动的危害。而我们国内有些刀具制造企业在涂层前不做认真、仔细的处理，这就降低了涂层与刀具之间的结合力，使涂层刀具原来应该有的优点不能完全发挥出来。

刃口几何形状：刀具刃口的几何参数是决定刃口性能的另一个重要的因素。刀具的几何形状不仅包括前角、后角、断屑槽形，还包括负倒棱、修光刃、钝化、抛光这些细部结构。刀具的切削性能通常是由基体、表面技术、刃口几何形状三者的交互作用形成的，因此刃口的几何形状常常能够弥补刀具基体材料或者是涂层的某些不足。

由于刀具的几何形状包含了很多的因素，有些关系还比较复杂，一些对此没有研究的往往不认识其中的奥秘，以为凭借一些新的材料技术或涂层技术就能在技术上战胜对手，这未免将问题看得过于简单。

十年前，我刚加入瓦尔特不久，在一个客户那里遇到了一个棘手的问题。这个客户有一个铸钢的零件需要加工，使用的是带刀片的玉米铣刀。当时在瓦尔特中国的一个德国人去作了两次试刀，刀片都被打飞了。客户的刀具消耗量对瓦尔特很有吸引力，瓦尔特通过一些努力后客户的主管工程师同意再给瓦尔特一次机会，但要求瓦尔特首先要把原来没有成功的那把玉米铣刀试下来，否则没有什么可能。压力很大。

我首先分析了加工状况。那个铸钢件加工的是一个半封闭的内腔，有一处是三个平面的交汇处。这个地方的工况很是不妙。铸钢件的两个内平面相交处有过渡圆角，而那个地方是三个两两垂直的平面交汇，因此由三个过渡圆角合成了一个实际余量很大的局部区域。德国技师的两次试刀，都是切到这个地方刀片因承受不了过大的局部余量而粉身碎骨。因此，如何对付这一拐角将是我选择刀具的主要考虑。

我认为从刀具选择上，德国技师所选的基体材质和涂层都没有什么的异议。WAP35是瓦尔特铣刀材质上韧性非常好的一种，即使改选韧性可能略有改善的WTP35，这种状况也很难有根本性的改变。

我把目光移到了几何槽形上。

瓦尔特的铣刀片中，有一种槽形的代码是“D51”。其中的“1”样本上的解释是带减振结构。什么样的结构能够减震？我在大学学习的专业是“金属切削刀具设计与制造”，按我所学的切削原理，所谓的减震结构，应该是在刀具上的消振棱。

一般刀具技术人员比较熟悉的是负倒棱，对消振棱有所了解的可谓少之又少。负倒棱是在刀具前刀面上靠近切削刃的地方制出一条窄的，前角明显小于主前角（常常为负值）的棱；而消振棱则是在刀具后刀面上制出的一条窄的，后角远远小于刀具主后角（常常为负值）的棱。设计消振棱的主要作用是让消振棱在已经加工完成的工件表面上起“熨烫”的作用，增加阻尼，以此来减轻甚至消除振动。

因此，虽然消振棱的主要作用是减振消振，但由于其采用负后角的形式，实际上也增强了切削刃的强度，有利于抵抗由于局部余量增大的切削力。

同时，我在使用时还适当降低了切削速度。当时客户该工序使用山特维克可乐满的一款玉米铣刀，切削速度是30m/min左右，而瓦尔特的德国技师却根据样本把切削速度提高许多（第一次超过150m/min，第二次约100m/min），我认为是没有根据用户的实际条件照搬样本所犯的错误。

经过这一槽形的选择和切削参数的调整，试刀成功了。后来客户刀具工程师告诉我这一刀片比他们原来使用的山特维克可乐满的那款刀片寿命高了4倍。我很清楚，就技术水平而言，当时山特维克可乐满的刀片在基体材料和涂层方面决不会输给瓦尔特那么多，而瓦尔特的这种带消振棱的槽形起了关键的作用——至少当时山特维克可乐满不具备带消振棱的铣刀片。

我在这里讲述这一故事，是希望各位明白，刀具几何槽形是决定刀具性能的一个非常重要的环节，万万不可等闲视之。

本篇文章来源于 “中国金属加工在线” 转载请以链接形式注明出处 网址：http:///200809/0927/***52.shtml

六方面探析国外螺纹刀具的现状及发展

2009.06.17 来源:中国金属加工在线

关键词:螺纹,刀具,材料,涂层,加工

螺纹刀具是用于加工各种内外螺纹的专用工具，在机械加工领域使用广泛，需求量大。螺纹刀具在国际刀具市场占有重要地位，美国、德国、日本等发达国家的螺纹刀具销售量约占刀具总销售额的25%,仅次于麻花钻（约30%）。近年来，随着切削加工条件的变化以及对高生产率的重视，对螺纹刀具的材料、表面处理、结构参数等提出了更高要求。了解国外螺纹刀具的现状及发展趋势，对于我国螺纹刀具生产企业调整产品结构、提高产品水平、积极参与市场竞争具有积极意义。本文对螺纹刀具的刀具材料、表面涂层、品种规格、加工设备等六个方面对国外螺纹刀具的现状及发展趋势进行初步探讨，希望对国内同行有所裨益。

1、刀具材料

国外绝大部分工业用螺纹刀具均采用高速钢制造，用合金工具钢制造的螺纹刀具通常只限于家庭使用。如德国GUHRING精密工具公司生产的丝锥82%以上采用高性能高速钢材料制造，约6%采用硬质合金制造，约8%采用粉末冶金高速钢制造；仅占丝锥总产量约4%的手用丝锥也大量采用普通高速钢制造，合金工具钢已很少使用。该公司90%以上的圆板牙采用普通高速钢制造，其余采用高性能高速钢制造。日本OSG公司、德国EMUGE公司等着名的螺纹刀具制造商约有50%的螺纹刀具采用高速钢制造，其余50%则采用粉末冶金钴高速钢、硬质合金、高性能高速钢等高性能优质材料制造。在难加工材料、硬材料工件的螺纹加工中，粉末冶金钴高速钢刀具材料日益受到重视，其抗弯强度、耐磨性、热硬度等性能指标可比普通含钴高速钢提高2~3倍。但由于粉末冶金高速钢加工成本较高，目前在螺纹刀具选材时尚不能普遍使用。

2、表面涂层

高速钢螺纹刀具进行表面涂层后，可有效降低切削摩擦力，减少刀具磨损，大大提高刀具切削性能和使用寿命（一般可提高刀具使用寿命2~3倍）。目前TiN涂层及复合涂层工艺在国外螺纹刀具生产中已得到广泛采用，如德国GUHRINR、EMUGE等公司的各种涂层产品已占其螺纹刀具产量的40%左右。

硬度是高速钢螺纹刀具切削性能的重要参数之一。在加工螺纹过程中，会产生较高切削热并传递给刀具，从而使刀具硬度降低。据有关资料介绍，当切削区温度超过550℃后，刀具的金相组织将发生变化，导致刀具硬度快速下降；温度每升高100℃，硬度下降幅度可达300~400HV;若刀具硬度降至59~60HRC,将基本丧失切削能力。螺纹刀具经涂层后其表面硬度可明显增高：TiN涂层硬度可达2300HV以上；TiCN涂层硬度可达3000HV以上。螺纹刀具的表面涂层各具特色，并有不同的适用范围：经TiCN涂层的高速钢螺纹刀具硬度较高，可达到与未涂层硬质合金刀具相当的切削性能；此外，在某些切削场合，TiCN涂层高速钢丝锥与未涂层硬质合金刀具相比具有费用较低的优势。用TiCN涂层丝锥攻削黄铜板或铸铝工件时，刀具使用寿命可提高10倍以上；用TiAlN涂层丝锥攻削灰铸铁或过共析铝合金工件时，刀具使用寿命可提高4倍以上。与TiN涂层相比，TiAIN涂层可使刀具具有更高硬度和更好的抗氧化性能，因此TiAIN涂层刀具更适合用于高速切削加工。

3、品种规格

为适应不同材料、不同型式、不同精度的螺纹加工需要，国外螺纹刀具制造商不断改进刀具结构和几何参数，开发出大量新产品。以丝锥为例，就有可改变切屑排出方向的带刃倾角丝锥、螺旋槽丝锥、不产生切屑的挤压丝锥、可喷屑或带内冷却功能的中心带孔丝锥、具有容屑功能的内容屑丝锥、具有防折断功能的带六角颈丝锥、高精度拉削丝锥、带导柱丝锥、前端带钻铰刃的组合丝锥等，品种繁多，功能各异。其中仅带冷却液输入孔的丝锥就有20多个品种，最小规格仅为φ3mm.此类丝锥使用时，冷却润滑剂通过冷却孔直接喷向切削区，通过降低切削区温度，可有效防止刀瘤的形成，同时便于切屑随冷却液从容屑槽中排出；由于切屑被冷却，可降低对工件的温度影响，改善被加工表面质量。用此类丝锥加工难切削材料，丝锥使用寿命可提高一倍以上。据1998年EMUGE公司产品样本统计，EMUGE公司的螺纹刀具品种规格总数近10万个，仅M6丝锥的品种（不同材料、不同型式）和规格（不同螺距、外形尺寸）就有200多个，M6板牙的品种规格有50多个。国外制造的不同结构丝锥的数量构成比大约为：直槽30%,螺旋槽40%,螺尖20%,挤压10%.发达国家不仅重视开发螺纹刀具新产品，同时大力研究开发螺纹加工新工艺，如：①利用双辊子法滚压加工锥形、梯形（包括多头）螺纹和特殊螺纹；②采用轴向滚丝头和自动滚丝机在壁厚0.8~3mm的空心毛坯上自动滚压M5~M60外螺纹；③高效率、高精度、多功能MC行星丝锥，可由加工中心三轴同时控制加工，同一螺距的丝锥可加工不同直径的螺纹，切屑细小，易于排除，加工尺寸的调整可由NC程序自动进行。

4、加工设备

随着微电子技术和计算机技术的飞速发展与广泛应用，近十年来国外螺纹刀具制造技术与装备水平发生了巨大变革和提高。如丝锥制造已广泛采用整体磨削工艺，利用高速磨削、高压冷却、自动操作及自动上下料等先进工艺手段使丝锥外形一次成型，生产效率大幅度提高。德国JUNKER公司生产的快速点磨削式外圆磨床采用立方氮化硼（CBN）砂轮，仅需6秒钟即可完成包括丝锥顶尖、刃部、颈部、柄部的一次磨削成型（如需磨方头，只需增加0.5秒即可完成）。该公司还生产可磨沟、磨刃倾角、磨螺纹的高速、高效NC、CNC磨床，其中520CNC磨床加工一个M10丝锥的螺纹仅需20秒钟。瑞士REISHAVER生产的RGB25 CNC螺纹磨床既可在机床上直接编程加工各种丝锥，也可与设计中心的计算机联接，根据设计中心的指令加工各种丝锥，大大提高了“小批量、多品种、短周期”的柔性生产能力，供货周期一般仅为一个星期，特殊刀具最快可在2~3天内交货。日本OSG公司拥有数十台德国JUNKER公司制造的丝锥螺纹磨床；德国EMUGE公司拥有瑞士REISHAVER公司制造的14台GBA机床和多台RGB2510机床。国外螺纹刀具制造商一方面十分重视在关键工序上重点引进加工效率高、自动化程度高及本国缺少的高精尖设备（一般占全部设备的3%~5%）；另一方面强调立足自身，依靠技术进步，开发具有独自特色的工艺装备。通过研制开发高效专用设备，将计算机技术应用于专用设备，提高专用设备的自动化程度，满足操作简单、调整方便、产品质量稳定的要求，同时最大限度地发挥引进设备的效能，使国外不少螺纹刀具制造商的工艺水平和装备水平达到世界一流。如日本OSG公司的自制专用设备占全部设备的约60%,可很好满足开发新产品的特殊需要。

5、产品质量

国外螺纹刀具制造商非常重视产品质量，将不断提高产品质量作为企业发展战略的重要内容。为保证产品质量的可靠性，大量采用先进的加工设备和加工工艺。如对丝锥毛坯先热处理后成型，以消除冷热加工产生的变形，保证产品的内在质量；采用先进的检测手段，辅以计算机数据处理，使产品检测准确、方便、直观；不断进行产品性能试验，建立切削数据库，及时向用户提供准确、完整的切削数据，保证用户获得最佳效益。此外，国外螺纹刀具制造商的产品样本，对于如何根据不同的被加工材料确定丝锥结构型式、切削参数、冷却液的选用等都有详尽介绍，以帮助用户进行选择和使用；产品标记一般采用激光刻印，美观、清晰；产品包装也各具特色，让用户一目了然。保证产品从里到外全方位的高质量是国外螺纹刀具制造商赢得市场的重要法宝之一。

6、营销技术

在市场竞争不断加剧的今天，国外螺纹刀具制造商将产品营销方式作为重要的技术诀窍，营销工作受到高度重视。国外厂商把为用户提供最佳服务、最大限度地满足用户需要视为企业生存发展的首要条件，将建设强有力的售后服务系统作为占领市场的重要法宝，因此非常重视建立技术水平高、服务力量雄厚的营销队伍，其数量一般占企业人数的10%左右，其中销售工程师占60%以上。销售服务人员面向市场，直接与用户见面，根据用户的不同需要提供不同材质的螺纹刀具和各种切削刃几何参数，尽量满足用户切削高质量螺纹、获得最佳经济效益的需求。国外制造商还十分重视价格竞争以及客户购买心理研究，将制定动态的价格政策作为营销的有效手段。德国、日本的螺纹刀具制造商的产品价目本印刷得与产品样本一样精美而详细，根据用户希望购买价廉物美产品的心理，价目本上的产品报价通常较高且每年按3%~5%的比例增加，但实际成交时给予客户的折扣总是让客户觉得物超所值。

进入21世纪后，高速切削技术及工厂自动化、智能化加工技术的发展对螺纹刀具提出了更高要求。国外目前已批量生产主轴转速达2000~3500r/min的加工中心，但配套刀具的切削能力尚不能满足这些先进设备的要求。因此，必须加快对螺纹刀具（包括刀具材料、结构型式、几何参数等）的研制和开发，使“每一把刀具都调整到适用于每一个具体加工对象”.应特别重视对超硬刀具材料及刀具表面涂层技术的开发，改善螺纹刀具的切削性能，提高其使用寿命，以满足高速切削的需要。工厂自动化和无人化加工要求刀具产品除具有较高的可靠性、较长的刀具寿命和良好的排屑结构外，还必须具有较高的质量稳定性和切削刃重复精度。此外，为适应机械制造业未来发展的需要，还必须开发螺纹刀具识别系统、在线监控系统及刀具运输、刃磨、调整等全方位管理系统。

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刀具行业六大发展趋势

2008.09.16

关键词:刀具,材料,结构,硬质合金

刀具行业在数控机床已成为制造装备主流的今天，肩负着为制造业提供关键装备？？数控刀具的重任。制造业的加工技术水平受刀具行业整体水平的影响较大，而制造业的发展也会促进刀具行业的发展。根据制造业发展的需要，多功能复合刀具、高速高效刀具将成为刀具发展的主流。面对日益增多的难加工材料，刀具行业必须改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。

1.硬质合金材料及涂层应用增多。细颗粒、超细颗粒硬质合金材料是发展方向；纳米涂层、梯度结构涂层及全新结构、材料的涂层将大幅度提高刀具使用性能；物理涂层（PVD）的应用继续增多。

2.新型刀具材料应用增多。陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韧性进一步增强，应用场合日趋增多。

3.切削技术快速发展。高速切削、硬切削、干切削继续快速发展，应用范围在迅速扩大。

4.刀具研发更具针对性。刀具制造商研发的重点不再是通用品牌和通用结构。面对复杂多变的应用场合和加工条件，研发针对性更强的刀片槽形结构、牌号及相应配套刀具取代通用的槽形、牌号的刀片及刀具。

5.刀具制造商角色转变。从单纯的刀具生产、供应，扩展至新切削工艺的开发及相应成套技术和解决方案的开发，为用户提供全面的技术支持和服务。

6.信息化程度提高，刀具制造企业合作增强，市场竞争加剧。

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影响中国刀具业发展的几大因素

2007.11.28

关键词:刀具

优势成劣势

中国劳动力资源丰富，成本低廉，但恰恰是这种所谓的优势影响了中国刀具业的发展。

发达国家的机械制造业在20世纪七八十年代就有了较大的飞跃和革新，高效数控机床、加工中心替代通用机床成为企业的主要制造装备。这种变革也相应地促进了刀具业的进步——原来大批量生产的标准刀具市场越来越小，而个性化的高效现代刀具成为主流。

对我国而言，机械制造业面貌的真正改变是在20世纪90年代中期。这种改变尽管带来了机床工具行业的一定发展，但却没有出现国外那样显著和快速的连锁反应。其中—个重要原因就是，低廉的劳动力成本使很多企业产生惰性，企业更愿意依靠增加劳动力而不是改用高效先进设备来满足加工要求。

材料生产与刀具生产的脱节

受过去计划经济时代分工安排的影响，刀具材料生产由钢铁厂和硬质合金厂承担，归属到冶金部，而刀具生产则由刀具企业具体承担，归属到机械部。这种划分直接影响到今天刀具材料生产与刀具生产的脱节。如过去生产高速钢较多的东北某钢厂，其为刀具行业提供的高速钢尽管对刀具行业本身而言数量并不少，但对钢厂本身来说，这部分产值只占总产值的一小部分，对其整体利润的影响并不大，因此也就一直不受重视。然而，刀具对材料本身的要求是很高的，因此刀具行业又不断向钢铁企业提出新的更严格的要求。一方面不断提高要求，一方面则置若罔闻，双方的脱节使得交流难以畅通，高速钢质量不高成为刀具质量不能有效提高的一个重要原因。

基于此，原材料生产与刀具生产之间的障碍必须打通。国外大型刀具企业集团都有自己的刀具材料生产力量。刀具材料的开发同时成为了刀具进步的有力、及时的支撑。

服务力量缺失

现代机床、现代刀具要求的是个性化解决方案的提供，需要专门的服务力量去了解用户企业的需求，并向其提供完善的售后服务。这要求刀具企业不仅要熟悉自己的刀具产品的性能，更要熟悉用户企业的加工工艺要求。国外一些先进的刀具企业，不仅能够按照用户企业的要求提供个性化解决方案，甚至能够先于用户企业主动提供更先进的刀具，积极向用户企业推广，到用户企业生产现场试刀，而且产品一旦出现问题都能够及时提供成熟的售后服务。

由于标准刀具在国内长期居于统治地位，刀具企业与用户企业之间只是简单的买卖关系，有的甚至只是通过代理商，根本不需要“服务”——即便需要刀具工艺的改进，也多由用户企业自己承担。因此，绝大多数国内刀具企业基本上没有服务力量。

服务力量的建设不是一天两天的事情，需要一个过程。但我国的人才水平并不低，只要刀具企业意识到了服务力量建设的重要性并且真正下大力气去做，这个难点是可以攻克的。

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