计辅廖旭 正文

1、前言现代制造技术的发展及数控加工设备的广泛使用，极大地推动了切削技术的进步。随着生产加工过程数控化和自动化的需要，对金属切削刀具提出了高可靠度、高精度、长寿命、快速转位更换、断屑良好等更高要求。自80年代以来，可转位不重磨刀具已被各国广泛应用，但是可转位不重磨刀片及刀具CAD/CAM 技术的应用和发展，使刀具结构设计及切削部分的形状种类变得十分繁多，给机械加工和刀具设计人员合理选择刀具带来一定困难。同时，刀片型号的增加也给刀片采购和销售带来不便，为用户快速、高效及正确选择刀具增加困难。为使企业对市场需求迅速做出响应，在切削加工中，快速高效选择刀具成为切削加工系统的客观需求。根据不同加工特征，自

2、动选择所需刀具对实现高度自动化切削加工或无人加工具有十分重要的意义。金属切削刀具是实现机械加工,得到一个合格零件的最主要的因素,老师傅就常说“三分功夫七分刀”,在加工时如何选刀、磨刀是保证产品质量,提高生产效率的主要因素。传统的机械加工主要采用焊接式刀具,现在随着数控机床的大量使用,使用越来越多的是机夹刀具和组合刀具,这些刀具的刀片和刀杆已经标准化,由一些专业的生产厂家生产,使用时技术人员和操作者根据具体的加工条件、工件材料,查询刀具样本选择合适的刀片、刀杆和刀具主柄,组装成一把刀具,安装在机床的刀架上进行加工。这时对工人的技能要求主要是如何选刀、装刀、调刀、对刀,而不是磨刀了。一般在选择刀具

3、时,首先要根据工件形状、材料、加工条件及相关的工艺情况选择刀片的形状和材质,然后根据刀片及机床的要求,并考虑组合后刀具的各个角度要求,选择相应的刀杆或刀柄,进行组装,安装在机床的刀架进行加工。数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量。第一章常见数控刀具数控加工中刀具选用需要考虑各种问题及从各个方面考虑刀具的各种因素来确定刀具的选用。按照刀具材料可分为：高速钢刀具，硬质合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼刀具和金刚石刀具。按照刀具结构可分为：整体式，焊接式，机夹式(可转位和不转位)，内冷式和减振式。按照切削工艺分为：车削刀具，孔加工刀

4、具（如钻头，丝锥和镗刀等），铣削刀具等。按照数控工具系统的发展可分为：由整体式工具系统向模块式工具系统发展。有利于提高劳动生产率，提高加工效率，提高产品质量。标准化数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。1.1数控车刀类1.1孔加工刀具类：在刀具门类中，孔加工刀具是一大家族，其小改小革层出不穷，在此就其主要突出的新结构、新品种简要分述如下：1.1.1 数控钻头：1.1.1.1 整体式钻头：钻尖切削刃由对称直线型改进为对称圆弧型(r12D)，以增长切削刃、提高钻尖寿命；钻芯加厚，提高其钻体刚度，用S型横刃(或螺旋中心刃)替代传统横刃，减小轴向钻削阻力，提高横刃寿命；

5、采用不同顶角阶梯钻尖及负倒刃，提高分屑、断屑、钻孔性能和孔的加工精度；镶嵌模块式硬质(超硬)材料齿冠；油孔内冷却及大螺旋升角(40）结构等。最近研制出整体式细颗粒陶瓷(Si3N4)、Ti基类金属陶瓷材料钻头。1.1.1.2 机夹式钻头：钻尖采用长方异形专用对称切削刃、钻削力径向自成平衡的可转位刀片替代其它几何形状、钻削力径向总体合成平衡的可转位刀片，以减小钻削振动，提高钻尖自定心性能、寿命和孔的加工精度。1.1.2 复合(组合)孔加工数控刀具：集合了钻头、铰刀、扩(锪)孔刀及挤压刀具的新结构、新技术，整体式、机夹式、专用复合(组合)孔加工数控刀具研发速度很快。总体而言：采用镶嵌模块式硬质(超硬

6、)材料切削刃(含齿冠)及油孔内冷却、大螺旋槽等结构是其目前发展趋势。1.1.3 数控铰刀：大螺旋升角(45）切削刃、无刃挤压铰削及油孔内冷却的结构是其总体发展方向，最大铰削孔径己达400mm。1.1.4 镗刀：单刃微调精密镗刀正被多刃扩(锪)孔刀、铰刀及复合(组合)孔加工专用数控刀具替代。国外研制出采用工具系统内部推拉杆轴向运动或高速离心力带平衡滑块移动，一次走刀完成镗削球面(曲面)、斜面及反向走刀切削加工零件背面的数控智能精密镗刀，代表了镗刀发展方向。1.1.5 丝锥：研发出大螺旋升角(45）丝锥，其切削锥视被加工零件材料软、硬状况，设计专用刃倾角、前角等。1.1.6 扩(锪)孔刀：多刃、配

7、置各种数控工具柄及模块式可调微型刀夹的结构形式是目前扩(锪)孔刀具发展方向。1.2 数控铣刀类：1.2.1整体式立铣刀 硬质合金立铣刀侧刃采用大螺旋升角(62）结构，立铣刀头部的过中心端刃往往呈弧线(或螺旋中心刃)形、负刃倾角，增加切削刃长度，提高了切削平稳性、工件表精度及刀具寿命。适应数控高速、平稳三维空间铣削加工技术的要求。1.2.2机夹式立铣刀 由各类机夹立铣刀的由可转位刀片(往往设有三维断屑槽形)组合而成的侧齿、端齿与过中心刃端齿(均为短切削刃)，可满足数控高速、平稳三维空间铣削加工技术要求。数控铣刀均已采计算机辅助设计、切削摸拟仿真及数控加工技术成形制造。1.2.3 机夹式数控面铣刀

8、刀体趋向于用轻质高强度铝、镁合金制造，切削刃采用大前角、负刃倾角，可转位刀片(几何形状多种)带有三维断屑槽形。数控铣刀、专用复合孔加工刀具均应用了高速迴转体动平衡及安全夹固技术，一些高速迴转刀体上还应用空气动力学原理，利用旋风冷切削刃，在干式切削加工时降低切削刃的温度，提高刀具寿命。第二章数控刀具研究及选用2.1 金属切削刀具的主要角度从属切削刀具的种类繁多，但它们的切削部分都可以近似地用外圆车刀的切削部分来描述。确定刀具角度的正交平面参考系和车削刀具几何角度如图2-1，2-2所示。图2-1 正交平面参考系图2-2 车削刀具几何角度车刀的五个基本角度：（1）前角o：是前刀面切削平面之间的夹角，

9、表示前刀面的倾斜程度。（2）后角o：是主后刀面与切削平面之间的夹角，表示主后刀面倾斜的程度。（3）主偏角：是主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角；（4）副偏角：是副切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角；（5）刃倾角0：是主切削刃与基面之间的夹角。刀具主要角度的选择原则：前角。增大前角，切屑易流出，可使切削力减少，切削很轻快。但前角过大，刀刃强度降低。后角。增大后角可减少刀具后刀面与工件之间的摩擦。但后角过大，刀刃强度降低。主偏角。在切削深度和进给量不变的情况下，增大主偏角，可使切削力沿工件轴向力加大，径向力减小，有利于加工细长轴并减小振动。刃倾角。增大刃倾角有利于承受冲击。刃倾角

10、为正值时，切屑向待加工方向流动；刃倾角为负值时，切屑向已加工面方向流动。通常，精车时取04；粗加工时取105。2.2 常用数控刀具结构2.2.1 整体式刀具结构整体式刀具是指刀具切削部分和夹持部分为一体式结构的刀具。制造工艺简单，刀具磨损后可以重新修磨。2.2.2 机夹式刀具结构机夹式刀具是指刀片在刀体上的定位形式。机夹式刀具分为机夹可转位刀具和机夹不可转位刀具。数控机床一般使用标准的机夹可转位刀具。机夹可转位刀具一般由刀片、刀垫、刀体和刀片定位夹紧元件组成。如图所示。可转位刀片的夹紧方式：楔块上压式、杠杆式(如图)、螺钉上压式。要求：夹紧可靠、定位准确、排屑流畅、结构简单、操作方便。 图2-

11、32.2.3 可转位刀片的代码机夹式可转位刀片的代码由10位字符组成。各字符的含义不要求。常用W(不等角六边形)，S(正方形)，T(等边三角形)。2.3 数控机床刀具的选择2.3.1 选择刀具时应考虑的因素（1）被加工工件的材料类别（黑色金属，有色金属或合金）；（2）工件毛坯的成形方法（铸造，锻造，型材等）；（3）切削加工工艺方法（车，铣，钻，扩，铰，镗，粗加工，半精加工，精加工等）；（4）工件的结构与几何形状，精度，加工余量以及刀具能承受的切削用量等因素；（5）其他因数包括生产条件和生产类型。2.3.2 刀具的选择1.刀具的选择原则（1）尽可能选择大的刀杆横截面尺寸，较短的长度尺寸提高刀具的

12、强度和刚度，减小刀具振动；（2）选择较大主偏角（大于75，接近90）；粗加工时选用负刃倾角刀具，精加工时选用正刃倾角刀具；（3）精加工时选用无涂层刀片及小的刀尖圆弧半径；（4）尽可能选择标准化、系统化刀具；（5）选择正确的、快速装夹的刀杆刀柄。2.选择车削刀具的考虑要点数控车床一般使用标准的机夹可转位刀具。机夹可转位刀具的刀片和刀体都有标准，刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金等。数控车床机夹可转位刀具类型有外圆刀、端面车刀、外螺纹刀、切断刀具、内圆刀具、内螺纹刀具、孔加工刀具（包括中心孔钻头、镗刀、丝锥等）。首先根据加工内容确定刀具类型，根据工件轮廓形状和走刀方向来选择刀片形状(如图图2-4所

13、示)。主要考虑主偏角，副偏角(刀尖角)和刀尖半径值。可转位刀片的选择：(1)刀片材料选择：高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方碳化硼或金刚石。(2)刀片尺寸选择：有效切削刃长度、主偏角等。(3)刀片形状选择：依据表面形状、切削方式、刀具寿命等。(4)刀片的刀尖半径选择1)粗加工、工件直径大、要求刀刃强度高、机床刚度大时选大刀尖半径值。2)精加工、切深小、细长轴加工、机床刚度小选小刀尖半径值。3.选择铣削刀具的考虑要点在数控铣床上使用的刀具主要立铣刀、面铣刀、球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等。如图所示。常用到面铣刀、立铣刀、球头铣刀和环形铣刀。除此以外还有各种孔加工刀具，如钻头（锪钻、铰刀

14、、丝锥等）镗刀等。面铣刀（也叫端铣刀）如图所示，面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可转位结构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。立铣刀如图所示，立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。结构有整体式和机夹式等，高速钢和硬质合金是铣刀工作部分的常用材料。模具铣刀如图所示，模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。它的结构特点是球头或端面上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作

15、部分用高速钢或硬质合金制造。首先根据加工内容和工件轮廓形状确定刀具类型，再根据加工部分大小选择刀具大小。(1)铣刀类型的选择：1)加工较大平面选择面铣刀，2)加工凸台、凹槽、平面轮廓选择立铣刀，3)加工曲面较平坦的部位常采用环形（牛鼻刀）铣刀，4)曲面加工选择球头铣刀，5)加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀，6)加工封闭键槽选键槽铣刀，等等 图2-5(2)铣刀参数的选择l 面铣刀主要参数选择a)标准可转位面铣刀直径在16630）：粗铣时直径选小的，精铣时铣刀直径选大些，最好能包容待加工表面的整个宽度（多20%）。b)依据工件材料和刀具材料以及加工性质确定其几何参数：铣削加工通常选前角小

16、的铣刀，强度硬度高的材料选负前角，工件材料硬度不大选大后角、硬的选小后角，粗齿铣刀选小后角，细齿铣刀取大后角，铣刀的刃倾角通常在-度，主偏角在度l 立铣刀主要参数选择a)、刀具半径r应小于零件内轮廓最小曲率半径b)、零件的加工高度H（1/41/6）rc)、不通孔或深槽选取l=H+(510)mmd)、加工外形及通槽时选取l=H+r+(510)mme)、加工肋时刀具直径为D=(510)bf)、粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径DD=d+2sin(/2)-1/1-sin(/2) 图2-6 球头刀主要参数选择曲面精加工时采用球头铣刀。球头铣刀的球半径应尽可能选得大一些，以增加刀具刚度，提高散热性，降低表面

17、粗糙度值。加工凹圆弧时的铣刀球头半径必须小于被加工曲面的最小曲率半径。(3)孔加工刀具类型的选择钻孔前先钻中心孔。加工盲孔时，刀刃长度比也深多510mm。第三章 加工中心刀具采用顺铣时，首先要求机床具有间隙消除机构，能可靠地消除工作台进给丝杆与螺母间的间隙，以防止铣削过程中产生的振动。如果工作台是由液压驱动则最为理想。数控机床一般采用顺铣，手工操作的铣床一般采用逆铣。其次，要求工件毛坯表面没有硬皮，加工中心工艺系统要有足够的刚性。如果以上条件能够满足时，应尽量采用顺铣。 3.1切削用量的确定 切削用量包括切削深度(背吃刀量)、主轴转速(切削速度)、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削

18、用量，并应编人程序单内。 合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本，首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 切削深度dp。主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定，在刚度允许的情况下，应该以

19、最小的次数切除加工余量，最好一次切尽余量，以提高生产率。在数控机床上，精加工余量可小于普通机床，一般取0205mm。 主轴转速，1(rrain)。主要根据允许的切削速度oc(mmin)选取。 数控机床式中，wc为切削速度，由刀具的寿命决定；D为工件或刀具直径，mm。主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标准值，并填人程序单中。 进给量(mmr)或进给速度(mmmin)。它是数控加工切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。 影响切削速度的因素很多，加工中心概括起来有如下几点。 a刀具材质。刀具材料不同，允许的最高切削速度也不同。高速钢刀具耐高温

20、切削速度不到50mmin，碳化钨刀具耐高温切削速度可达100mmin以上，陶瓷刀具的耐高温切削速度可高达1000mmin。 b工件材料。工件材料硬度高低会影响刀具切削速度，同一刀具加工硬材料时切削速度需降低，而加工较软材料时切削速度可以提高。 c刀具寿命。刀具使用时间(寿命)要求长，则应采用较低的切削速率。反之，可采用较高的切削速度。 d切削深度与进给量。切削深度与进给量大，切削抗力也大，切削热会增加，数控机床故切削速度应降低。 e刀具的形状。刀具的形状、角度的大小、刃口的锋利程度都会影响切削速度的选取。 f切削液使用。在切削时使用切削液，可有效降低切削热，从而提高切削速度。 g机床性能。机床

21、刚性好、精度高可提高切削速度；反之，则需降低切削速度。 切削深度主要受机床刚度的制约，在机床刚度允许的情况下，尽可能取大值，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量。这样可以减少走刀次数。进给量(mmr)或进给速度(mmrain)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。加工中心最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。 编程员在选取切削用量时，一定要根据机床说明书的要求和刀具寿命，选择适合机床特点及刀具最佳寿命的切削用量。当然也可以凭经验，采用类比法宋确定切削用量。不管用什么方法选取切削用量，应该要保证刀具的寿命能完成一个零件的加工，或保证刀具寿命不低于一

22、个工作班次，最少也不能低于半个班次的时间。3.2数控加工工艺文件 数控加工工艺文件主要包括数控加工工序卡、数控机床调整单、机床调整单、零件加工程序单等。这些文件尚无统一的标准，各企业可根据本单位的特点制定上述工艺文件。 工序卡。数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，但不同的是该卡中应反映使用的辅具、刃具切削参数、切削液等，它是操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应按已确定的工步顺序填写。 若在数控机床上只加工零件的一个工步时，也可不填写工序卡。在工序加工内容不十分复杂时，可把零件草图反应在工序卡上，并注明编程原点和对刀点等。 数控刀具调整单。数控刀具调整单主要包

23、括数控刀具卡片(简称刀具卡)和数控刀具明细表(简称刀具表)两部分。数控加工时，对刀具的要求十分严格，加工中心一般要在机外对刀仪上，事先调整好刀具直径和长度。刀具卡主要反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等，它是组装刀具和调整刀具的依据。数控刀具明细表是调刀人员调整刀具输人的主要依据。 机床调整单。机床调整单是机床操作人员在加工前调整机床的依据。数控机床它主要包括机床控制面板开关调整单和数控加工零件安装、零点设定卡片两部分。 机床控制面板开关调整单，主要记有机床控制面板上有关“开关”的位置，如进给速度调整旋钮位置或超调(倍率)旋钮位置、刀具半径补偿旋钮位置或刀具补偿拨

24、码开关组数值表、垂直校验开关及冷却方式等内容。 数控加工程序单。数控加工程序单是编程员根据工艺分析情况，经过数值计算，按照机床特点的指令代码编制的。它是记录数控加工工艺过程、加工中心工艺参数、数控机床位移数据的清单以及手动数据输入和实现数控加工的主要依据。第四章 数控刀具材料及新产品科技近况与发展趋势4.1 刀具常用材料刀具切削部分的材料应具备如下性能：高的硬度，足够的强度和韧性，高的耐磨性，高的耐热性，良好的加工工艺性。刀具材料：高速钢(俗称白钢刀条)，硬质合金，陶瓷，立方氮化硼(CBN)，聚晶金刚石(PCD)。数控机床上常用高速钢刀具和硬质合金刀具。材料越硬就越脆，越耐磨，在使用时需要高速

25、平稳，防止冲击和振动。碳素工具钢和合金工具钢的红硬性较差，已很少使用。4.1.1高速钢高合金工具钢，具有良好的工艺性，能制成复杂的刀具。高速钢刀具使用前需要使用者自行刃磨，因此，适合于特殊需要的非标准刀具。4.1.2 硬质合金比高速钢硬得多。允许的切削速度比高速钢高410倍，切削速度可达100m/min以上。国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：K类、P类、和M类，类似于国家标准中的YG类、YT类、和YW类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示，每类中组号数字越大，其耐磨性越低、韧性越高，因此，组号数字越大，可选用越大的

26、进给量和切削深度，而切削速度则应越小。从另一个方面讲，组号数字越小，硬度越高，韧性越差，适用于精加工；反之，组号数字越大，适用于粗加工。硬质合金的常见类型：1.钨钴类钨钴类（WC+Co）硬质合金由碳化钨和钴组成。ISO标准代号是K类，常用牌号有国内代号为YG。常用牌号有YG3、YG6、YG8等。适合加工短切屑黑色金属（铸铁），有色金属以及非金属。2.钨钛钴类钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成。ISO标准代号是P类，国内代号为YT。常用牌号有YT5、YT14、YT15、YT30等。适合加工长切屑黑色金属（塑性好的材料低碳钢），常用于加工钢材。我们经常使用YT15。3.

27、钨钛钴钽（铌）类钨钛钴钽（铌）类（WC+TiC+TaC（Nb）+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛、碳化钽（碳化铌）和钴组成。ISO标准代号是M类，国内代号为YW。常用牌号有YW1、YW2等。综合性能好，既可加工铸铁又可加工钢材及有色金属，常用于不锈钢。K、P、M类合金切削用量的选择规律K类K01K10K20K30K40P类P01P05P10P15P20P25P30P40P50M类M10M20M30M40进给量背吃刀量切削速度 图3-3 4.1.3 陶瓷陶瓷特耐高温，在2000度条件下，仍具有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是硬质合金的5倍，但是，韧性很低，不能承受冲击，适用于精加工和高速切削。4.1.

28、4 立方氮化硼有极好的耐磨性，极高的热稳定性和优良的化学稳定性。是在高温、高压条件下人工合成的新型刀具材料，其性能与金刚石相似，能高速切削淬火钢和耐热钢，是高速切削的首选刀具材料。立方氮化硼刀具适用于加工高硬度淬火钢、冷硬铸铁和高温合金材料。它不宜加工塑性大的钢件和镍基合金，也不适合加工铝合金和铜合金，通常采用负前角的高速切削。4.1.5 聚晶金刚石即人工合成的金刚石，是在高温、高压下合成的新型刀具材料。硬度很高，耐磨性好(硬质合金的6080倍)，有锋利的刀刃。缺点是耐热性差，强度低，脆性大，对振动很敏感。它与铁系材料有很强的亲和力，易使碳元素扩散而磨损，只适用于加工有色金属、非金属如陶瓷等极

29、硬的材料。因此，金刚石刀具主要用于高速条件下精细加工有色金属及其合金和非金属材料，能实现超精密微量加工和镜面加工。在以车代磨加工淬火钢时，可用陶瓷、立方氮化硼刀具；加工有色金属和非金属材料，砂轮修磨时，可用聚晶金刚石刀片。4.1.6 表面涂层材料涂层材料是在韧性较好的硬质合金基体上或高速钢基体上，涂覆一层耐磨性较高的难熔金属化合物而制成。高速钢基体涂层刀具耐用度可提高210倍，硬质合金基体刀具提高13倍。加工材料硬度愈高，涂层效果愈好。在刀具寿命相同的前提下，可提高切削速度25%30%。涂层刀具经过钝化处理，切削刃锋利程度减小，不适合进给量很小的精密切削。4.2新产品4.2.1超硬材料领域金刚

30、石(钎焊聚晶、单晶)各类刀具已迅速应用于高硬度、高强度、难加工有色金(合金)及有色金属-非金属复合材料零部件的高速、高效、干(湿)式机械切削加工行业中。其概况分述如下：汽车、摩托车行业：聚晶、人造单晶金刚石面铣刀、镗刀、车刀、铰刀、复合(组合)孔加工等数控刀具等正大量应用于高强度、高硬度Si-Al合金零部件自动生产线上；竹木地板、傢具行业：聚晶、CVD厚膜沉积金刚石(复合片)立铣刀、三面刃成形铣刀、面铣刀等类刀具正大量应用于高硬度复合竹木地板、傢具及门窗等零部件自动生产线上；航空、航天、汽车及电子信息技术行业：金刚石CVD薄膜涂层数控刀具(以整体WCo类硬质合金刀具为主)多应用于铣削、车削、钻

31、削、铰削及锪削加工高强度铝合金(铸、锻)、纤维-金属层板、碳纤维热塑性复合材料、镁合金、石墨、陶瓷等零部件，满足高速、高寿命、干式机加工技术要求。各厂商正不断地改进金刚石涂层工艺技术，提高金刚石薄膜与刀具基体的结合牢度和致密度；精细(超精)机加工技术领域：单晶天然、人造金刚石刀具应用于各种精密仪器透镜、反射镜、计算机磁盘、复印机(录像机)磁鼓等工件的精细(超精、纳米级)车削加工；单晶金刚石刀具还被应用于眼科角膜手术精细切割和印刷制板精细雕刻等行业。各厂商正在不断改进金刚石各类刀具的刃磨工艺技术、刃磨精度及刃磨效率。表面改性涂层材料主要有：TiN、TiCN、TiALN、ALTiN、Al2O3、C

32、rN、ZrC、MoS2、WS2等，采用计算机控制PVD、PCVD、CVD涂层工艺技术，将上述涂层材料用于对立铣刀、铰刀、钻头、复合(组合)孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉(推)刀及各种机夹可转位刀片的表面改性涂层处理(基体为高速钢、WCo类硬质合金、Ti基类金属陶瓷)，满足高速、高寿命切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、竹木等材质工件的生产技术不同要求。刀具表面改性涂层工艺技术对于大幅度提高数控刀具的切削性能，具有成本低、见效快的特点，该工艺技术可根据各种切削加工技术要求，机动灵活地变换涂层材料，工艺技术较优。各厂商正在不断提高

33、涂层工艺技术、改进涂层材料及开发纳米级多功能涂层材料，旨在不断提高涂层结合牢度、耐磨性、抗冲击韧性等，尽力扩大应用范围。Ti基类金属陶瓷(TiCN系)各种机夹可转位车刀、镗刀、铰刀、铣刀、复合(组合)孔加工数控刀具及整体式立(球头)铣刀、铰刀等数控刀具正在应用于高强度、高硬度铸铁(钢)合金、锻钢合金、淬火钢合金、耐热合金、粉末冶金零部件自动生产线上，以满足高速、高效、硬质、干(湿)式精细机加工技术要求。各厂商正采用添加不同的微量元素及烧结工艺技术，研发新型金属陶瓷材料产品，旨在不断提高其抗弯强度、抗冲击韧性、耐磨性。日本的金属陶瓷刀具已经占硬质合金刀具总量的30%40%。世界上，该类刀具应用面

34、也呈迅速扩大的趋势。立方氮化硼聚晶复合片铣刀(面铣刀、玉米齿立铣刀、球头立铣刀)、镗刀、车刀、铰刀、复合(组合)孔加工等数控刀具(钎焊、机夹可转位两种结构形式)大量应用于高强度、高硬度铸铁(钢)合金、锻钢合金、淬火钢合金、粉末冶金等零部件自动生产线上，满足高速、高效、硬质、精细机加工技术要求。Al2O3、Si3N4基类陶瓷(晶须增韧类)各种机夹可转位车刀、铣刀等数控刀具应用于高强度、高硬度、耐磨铸铁(钢)、锻钢、高锰钢、淬火钢、粉末冶金、工程塑料、耐磨复合材料等零部件生产线上，满足高速、高效、硬质、干式机加工技术要求。目前，各厂商通过对Al2O3、Si3N4基类陶瓷材料添加不同微量元素及创新生

35、产工艺技术，研发新型中、细颗粒陶瓷材料和功能梯度(多相)陶瓷材料产品，旨在不断提高其抗弯强度、抗冲击韧性。4.2 W、Co类涂层和细颗粒(超细颗粒)硬质合金材料领城：W、Co类细(中)颗粒硬质合金基体材料为适应各种表面改性涂层材料的涂覆工艺技术要求添加各种微量元素，满足于各种机加工工艺技术对可转位刀片切削性能的要求而发展的；超细颗粒硬质合金基体材料研发和应用分两个方面：在电子、信息技术产业用于加工纤维-金属复合层板材料工件的微型钻头、立铣刀，其基体材料向着高韧性方向发展，表面涂覆金刚石薄膜，以增加刀具表面硬度和耐磨性；模具行业、飞机、汽轮机、汽车等制造行业，用于切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)

36、、锻钢、铝合金(铸、锻)、粉末冶金材料工件的整体式立(球头)铣刀、专用挤压刀具、铰刀(30mm直径4mm)、钻头、复合(组合)孔加工刀具等数控刀具，其基体材料向着高硬度、高韧性方向发展。一般不涂层，多次重磨使用。4.3 含Co类粉末冶金高速钢材料领城：以改进制粉、热压工艺、添加微量元素创新的粉末冶金高速钢(含Co类)材料，制成各种成形拉刀(整体式、组合式)、高速滚刀、剃(插)齿刀、丝锥、波纹刃立铣刀、成形立铣刀及滚(挤、碾压)压刀具，大量应用于轿车、摩托车、航空发动机、汽轮机等制造行业，加工高强度、高硬度铸铁(钢)合金、合金结构钢(锻)、耐热合金钢、不锈钢、整体铝合金(热锻)、高Si-Al合金材料工件。根据切削加工技术不同的要求，其表面分别配涂TiN、TiCN、TiALN、CrN、MoS2、ZrC等涂层材料，满足高速、高效、硬