机械加工过程中 不同材料和结构刀具的选择

      刀具是机械加工设备中直接参与切削的部分，刀具选择是否合适直接影响加工质量。在选择刀具的时候，需要对工件材料、刀具材料以及加工性质等等因素进行一个综合地考虑，这养才能选择出最合适的刀具，实现最理想的加工质量和加工效率。

      刀具的一般要求及发展方向

      对于制造刀具所使用的材料，最基本的要求就是其高温硬度和耐磨性，另外还需要具备良好的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，以及切削加工、锻造和热处理等加工方式的工艺性。通常情况下，如果材料的硬度很高，那么耐磨性也会很高，但是抗弯强度和冲击韧性会下降。而当材料具有很高强度的时候，其冲击韧性才会较高。

      刀具在正常工作环境下都会经历高温、高压和高速的考验，以及面对很多难加工材料；而在一些非正常工作环境下，还会遭遇到具有腐蚀性的流体介质；再加上近些年，加工设备的不断发展，自动化水平以及对精度的要求都不断提升，这些都给刀具行业提出了新的课题。

      为了满足以上的要求，刀具行业必须不断发展和创新，从新型刀具材料的应用到气相沉积涂层技术，再到可转位刀具结构，所有这些，都是提高刀具性能的有效手段，同时也是机械加工行业选择刀具的重要参考依据。

      刀具材料分类和功能特点

      刀具材料中，最常用的是高速钢和硬质合金。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，称为最受欢迎的刀具材料。硬质合金比高速钢使用的广泛程度略微低一些。

      立方氮化硼是近些年新兴起的一种刀具材料，它适用于高硬度淬硬钢和硬铸铁等金属材料的切削；而聚晶金刚石则适用于不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等材料的切削；还有碳素工具钢和合金工具钢，这类材料现阶段只用来制作锉刀、板牙和丝锥等工具。

      气相沉积涂层技术是改善刀具功能和耐久度的一个有效手段，由此得到的涂层刀具可以大大降低切削中的磨损磨损，显著延长刀具的使用寿命。其中化学沉积常用于在硬质合金刀具上涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。而物理沉积则可以对硬质合金及高速钢刀具进行涂覆。

      刀具的工作部分

      刀具由工作不分和装夹部分所组成。工作部分指的就是刀具上用来产生和处理切屑的部分，通常包括刀刃、断屑或卷屑槽、排屑或容屑空间以及切削液通道等结构。有的刀具工作部分仅包含切削部分，其功能就是用刀刃切除切屑，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；也有的刀具工作部分除了切削部分以外，还包含校准部分，其功能是修光已切削的加工表面和引导刀具。

      刀具的工作部分有三种不同的结构，分别是整体式、焊接式和机械夹固式。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；机械夹固结构则是将刀片钎焊好的刀头夹固在刀体上。

      刀具的装夹部分

      刀具的装夹部分有两种不同的结构类型，分别是带孔和带柄。带孔刀具是依靠内孔套装在机床主轴或心轴位置上的，可以借助轴向键或端面键传递扭转力矩。圆柱形铣刀、套式面铣刀等都属于这种类型。

      带柄的刀具，其柄的形状通常包括矩形、圆柱形和圆锥形三种。车削和刨削所使用的刀具一般为矩形柄；圆锥柄是靠其锥度承受轴向推力，并且借助摩擦力传递扭矩；而圆柱柄则大多数情况下被应用在较小的麻花钻和立铣刀等刀具上，借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩的。很多带柄的刀具柄部是使用低合金钢制成的，而工作部分则采用高速钢制造。将两个部分对焊起来，就形成了带病的刀具。

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