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刀具的基本原理及概述讲解

刀具的基本原理及常用问题讲解

刀具的基本原理及常用问题讲解

其实，要讲解切削刀具的基本原理真是一件不容易的事，真正要了解切削原理，必定

要从实践开始。

麦董就要求我们要“用好刀”。其意一：刀具部在选用刀具的时候，必须根据公司实

际加工情况，选用适合我们的好用的刀。一把好的刀，不仅是指刀粒材质硬度的韧性好、

切削角度、断屑槽设计精妙等，而最重要的是此刀具能否切削你所需的工件，达到预期的

目的，如加工效率、光洁度、精度、刀刃寿命、可靠性、甚至稳定性等…….其意二：必须

正确使用刀具。这就是今晚我们所要讨论的范围。

一、影响刀具切削条件的各项可能性

（一）刀具本身的设计：如刀具的材质的耐磨度、坚硬度，还有刀刃的切削角度、刀

刃在刀体上支承的稳固度。

（二）刀具与刀柄的配合：刀柄是机械将切削力传到刀具的媒介，如果刀柄设计得不

妥，将会大大减低了刀具的威力及寿命；例如，产生震动，刀具中心偏移；刀刃后角刃口

支承不足而使刀刃过早崩裂等。

（三）机械本身的刚性：若果机械不能提供一个稳定的切削环境给刀具；例如进刀量

不稳定，切削速度不稳定甚至震动等，也会是加工的致命伤。

（四）被加工工件夹紧的方式及稳定性：很多刀具寿命不稳定的主要原因（人为）是

工件未有被夹紧在机械之上，引致移位或震动做成超差或刃崩。

（五）切削条件设定错误：由于操作者对切削速度、进刀量不甚了解，错误地设定了

切削条件，引致刀具不正常损耗等现象，在我司经常发生。

（六）错误选刀，不考虑切削特性：由于刀具部未能将刀具调度，往往出现用长刀做

浅孔浅框的现象。

（七）切削液：在精加工中，切削液的浓度对表面光洁度，精度影响很重要，而且对

延长刀刃寿命也有一定的帮助。

（八）其他因素：如工件的特性、进刀方向等也是因素之一。

二、被切削材与切削材

被切削材分为P类――钢材、长削类金属

M类――不锈钢、有色金属

K类――铸铁、铸钢

切削材（硬质合金、Cermet（金属陶瓷）、或陶瓷）也用P、M、K分类。

用以切削P类的可分为P1－P50，通常P40-P50刀片韧性强，但易于被磨损，所以

适用于一些不稳定的切削情况下使用，反之P5－P10刀片硬度高，抗磨损能力强，但易

于崩脱，所以在切削条件稳定或切削一些较硬材料才会使用。一般来说P20－P30（P35）

的材质最广泛被使用。其他如M类及K类原理大致相同

除了用切削的长度来区分P、M及K类之特性外，更可用切削力来区分。

铣削的使用功率P＝(apXaeXVfXKc)/60,000,000*η

Kc=1700-2500（P类材料）

=2000-3200（M类材料）

=1000-1500（K类材料）

η＝机械效率＝0.85（一般铣床）

ap=切削深度（刀刃）mm

ae=切削宽度（刀盆）mm

Vf=进刀速度（每分钟）mm/min

在金属切削过程中产生大量的热能，此热量主要来自磨擦阻力及将被切削材的切屑与

主体分离所释放的能量，切削刀刃面的温度可达到1000℃，现今使用的切削刀具通常会

使８０％热量由切屑带走，以免影响刀刃及工件。传统刀具因切削速度不高及普遍使用切

削液，所以热量不是一个重要问题，但在高效能切削时，最好不要采用少量切削液，因切

削液在刀刃很快蒸发，不但达不到预期效果，反而使刀刃因热度不均而崩裂。所以通常粗

加工是不用切削液而精加工或钻孔时才用大量切削液以提高精度及增加刀刃寿命。

三、材料与刀具

在模具所使用的钢材之中，切削性能最好的可以算是#45中碳钢;其次是2312。

合金元素在材料中，对切削性能起了很大的影响，例如硫是杂质，但硫的存在帮助切

削。铬是抗锈蚀的主要元素，但铬会使切削困难，易使切屑粘在刀刃之上，形成切削瘤；

所以2316，2083，S136H等钢是不利于切削。

★★选用一些刀刃锋利的刀具（大正前角）；

但钢材本身的硬度也对切削有很大影响，NAK80有HRC38-40度，718H也有差不

多HRC40的硬度，对高速钢及锋钢刀具来说，切削是非常困难的。