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刀具应用技术手册 董景齐 2008年6月 目录 概述 车削技术 铣削技术 孔加工技术 螺纹加工技术 概述 时间是最大的成本，技术能力决定获得效益能力。 金属切削加工中刀具应用问题，是企业在现有的加工设备上提高生产效率的一个重要手段，先进刀具不但是推动制造技术发展进步的重要动力，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。刀具与机床一直是互相制约又相互促进的。今天高效、智能化的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，与同步发展起来的先进刀具共同推动了加工技术的进步，使制造技术进入了数控加工新时代。 刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。 刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28～前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪)，由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年，法国的勒内首先制出铣刀。1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年，美国的泰勒和．怀特发明高速钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金，同年世界上第一个硬质合金商标WIDIA正式注册。 在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高，生产效率是刀具发展的主要动力。 刀具按工件加工表面的形式可分为五类。 加工各种外表面的刀具：车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀、锉刀等； 孔加工刀具：钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具：丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等； 齿轮加工刀具：滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等； 切断刀具：镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。 此外，还有组合刀具。 按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具：如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具：这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具：是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。 在传统的机械加工企业里，刀具曾长期被列入低值易耗品的管理范围。这一方面反映出对刀具重要性的忽视，另一方面也是对当时刀具产品技术含量低下的客观反映。从上世纪70年代以来，随着数控机床发展而发展起来的所谓“数控刀具”，引领着切削刀具朝着三高一专(高效率、高精度、高可靠性和专用化)方向不断发展，把传统的刀具产品发展成为高附加值、高科技含量的产品。目前，在刀具材料、涂层技术、刀具结构等方面所取得的进展均属于当代材料、信息学科、计算机、微电子应用技术的必威体育精装版成果。 在刀具材料、涂层技术方面，刀具材料的现状是：各种刀具材料的性能都有显著提高，形成了每种刀具材料既有独特的优势和使用范围又相互取代补充的格局，使切削加工的各领域、各工序的效率和总体水平有显著的提高。硬质合金成为刀具的主要材料并出现了适用于做涂层基体的倾斜机能材料，适合做量大面广的钻头、立铣刀、丝锥等通用刀具和IT产业微型刀具的细颗粒、超细颗粒硬质合金材料，这类硬质合金的强度超过3000N/mm2，甚至达到4000N/mm2以上，为普通硬质合金材料的1倍，从而扩大了硬质合金刀具的应用范围。近年来，涂层技术取得了重大的进展，能针对刀具不同的加工对象及使用要求开发多种牌号，或复合多层、梯度结构、纳米结构的涂层。必威体育精装版的AlCrN涂层和TiN-Si3N4纳米结构涂层， 其涂层的硬度分别达到HV3200和HV4000，耐氧化温度达到1100℃，显著地提高了刀具的切削性能，是材料科技领域里的必威体育精装版研究成果。又如已实用化的金刚石涂层和正在开发的CBN涂层都属于高新技术的范畴。刀具材料和涂层技术的进步，不仅提高了标准通用刀具的性能，而且也提高了齿轮滚刀、剃齿刀等精密复杂刀具的性能，为切削刀具性能的升级换代奠定了基础。 其次，以可转位刀具为代表的通用的车、铣和孔加工刀具及专用的、复合的、智能的刀具，其创新的结构、优良的性能、复合的功能、高的