数控加工中切削刀具分类

根据工件加工表面的形式，刀具可分为五类：

■ 加工各种外表面刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀、锉刀等；

■ 钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀、内表面拉刀等。

■ 螺纹加工工具包括螺纹切头、螺纹刀、螺纹铣刀等。

■ 齿轮加工齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀等。

■ 切割刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切割刀、锯铣刀等。

还有组合刀具。

刀具可分为三类：

■ 车刀、刨刀、铣刀(不包括成型车刀、成型刨刀、成型铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀、锯等。

■ 成型刀具，与加工工件截面相同或接近相同的形状，如成型车刀、成型刨刀、成型铣刀、拉刀、圆锥铰刀、各种螺纹加工工具等；

■ 展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀、锥齿轮铣刀盘等。

结构

各种刀具的结构由夹紧部分和工作部分组成。整体结构刀具的夹紧部分和工作部分在刀体上；齿结构刀具的工作部分（齿或刀片）镶嵌在刀体上。

刀具的夹紧部分有两种类型：带孔和带柄。带孔刀具依靠内孔安装在机床的主轴或轴上，并借助轴向键或端面键传递扭矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。

带手柄的工具通常有三种：矩形手柄、圆柱形手柄和圆锥形手柄。车刀和刨刀一般为矩形手柄；圆锥形手柄通过锥度承受轴向推力，并通过摩擦力传递扭矩；圆柱形手柄一般适用于小型麻花钻、立铣刀等工具。在切割过程中，扭矩通过夹紧过程中产生的摩擦力传递。许多带手柄的工具手柄由低合金钢制成，工作部分由高速钢焊接。

刀具的工作部分是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、断裂或卷曲切屑的结构、排屑或储存切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有些工具的工作部分是切割部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀；有些工具的工作部分包括切割部分和校准部分，如钻头、膨胀钻、铰刀、内表面拉刀和锥体。切割部分的作用是用刀刃去除切屑，校准部分的作用是修复切割的加工表面，引导刀具。

刀具工作部分的结构有三种:整体式、焊接式和机械夹固式:

■ 刀体上的切削刃是整体结构；

■ 焊接结构是将刀片钎焊到钢刀体上；

■ 机械夹固结构有两种，一种是将刀片夹在刀体上，另一种是将钎焊刀头夹在刀体上。

焊接结构或机械夹固结构一般采用硬质合金刀具制成；瓷刀采用机械夹固结构。

刀具切割部分的几何参数对切割效率和加工质量有很大的影响。增加前角可以减少挤压切割层时的塑性变形，减少芯片通过前面的摩擦阻力，从而减少切割力和切割热。但增加前角，同时降低切割叶片的强度，减少叶片的散热体积。

在选择刀具的角度时，需要考虑工件材料、刀具材料、加工性质（粗、精加工）等各种因素的影响，必须根据具体情况合理选择。一般来说，刀具的角度是指由于刀具的安装位置和切割运动方向的变化，实际工作的角度和标记的角度不同，但通常差异很小。

材料

制造工具的材料必须具有高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺（切割、锻造和热处理等），不易变形。

一般来说，当材料硬度高时，耐磨性性也较高；当弯曲强度较高时，冲击韧性也较高。但材料硬度越高，弯曲强度和冲击韧性越低。由于高速钢具有较高的弯曲强度、冲击韧性和良好的加工性，现代仍然是应用*广泛的工具材料，其次是硬合金。

聚晶立方氮化硼适用于切割高硬度淬火钢和硬铸铁；聚晶金刚石适用于切割无铁金属、合金、塑料和FRP；碳工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥。

碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层用于硬合金可转位刀片的化学气相沉积。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬合金工具，还可用于钻头、滚刀、丝锥、铣刀等高速钢工具。硬涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障碍壁，减缓了刀具切割过程中的磨损速度，使涂层刀片的使用寿命比非涂层长1~3倍以上。

由于在高温、高压、高速和腐蚀性流体介质中工作的零件，加工材料越来越困难，切割加工的自动化水平和加工精度高。为了适应这种情况，工具的发展方向将是开发和应用新的工具材料；进一步发展工具气相沉积涂层技术，在高韧性、高强度的基础上沉积更高硬度的涂层，更好地解决工具材料硬度与强度的矛盾；进一步发展可转换工具的结构；提高工具的制造精度，降低产品质量差异，*大限度地利用工具。

刀具材料大致分为高速钢、硬合金、金属陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼和聚晶金刚石。

发展趋势

根据制造业发展的需要，多功能复合工具、高速高效工具将成为工具发展的主流。面对越来越多的难加工材料，工具行业必须改进工具材料，开发新的工具材料和更合理的工具结构。

■ 硬合金材料和涂层的应用越来越多。细颗粒、超细颗粒硬合金材料是发展方向；纳米涂层、梯度结构涂层、新结构、材料涂层将大大提高工具的使用性能；物理涂层（PVD）应用程序继续增加。

■ 新型工具材料的应用越来越多。陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷PCBN、PCD随着刀具材料韧性的进一步提高，应用越来越多。

■ 切削技术发展迅速。高速切削、硬切削、干切削继续快速发展，应用范围迅速扩大。