演講人：日期:刀具基礎(chǔ)知識培訓(xùn)CATALOGUE目錄01刀具基本分類02刀具材料特性03切削原理基礎(chǔ)04安全操作規(guī)范05維護保養(yǎng)要點06典型應(yīng)用場景01刀具基本分類車削刀具銑削刀具主要用于車床加工，通過工件旋轉(zhuǎn)和刀具直線進給完成外圓、內(nèi)孔、端面等加工，典型刀具有外圓車刀、切斷刀、螺紋車刀等。通過旋轉(zhuǎn)切削刃對工件進行多刃斷續(xù)切削，適用于平面、溝槽、齒輪等復(fù)雜輪廓加工，常見類型包括立銑刀、面銑刀、球頭銑刀等。按加工方式分類鉆削刀具專用于孔加工，如麻花鉆、中心鉆、深孔鉆等，需根據(jù)材料硬度選擇鉆尖角度和螺旋槽設(shè)計以提高排屑效率。磨削刀具利用磨料顆粒進行精密加工，如砂輪、油石等，適用于高硬度材料或表面光潔度要求高的場景。含鎢、鉬等合金元素，耐熱性達600°C，適合中低速切削，常用于鉆頭、絲錐等，性價比高但耐磨性較差。由碳化鎢和鈷粉燒結(jié)而成，硬度達HRA90以上，耐高溫性優(yōu)異（800-1000°C），廣泛用于車刀、銑刀等高效加工。以氧化鋁或氮化硅為基體，硬度僅次于金剛石，耐熱性超1200°C，適用于鑄鐵、淬火鋼等難加工材料，但脆性大需防沖擊。包括聚晶立方氮化硼（PCBN）和金剛石刀具，前者用于高硬度黑色金屬，后者專攻有色金屬和非金屬的超精密加工。按材料類型分類高速鋼（HSS）刀具硬質(zhì)合金刀具陶瓷刀具超硬刀具按功能用途分類刃口鋒利、幾何精度高（如鏡面銑刀、金剛石車刀），能實現(xiàn)Ra0.8μm以下的表面質(zhì)量，需配合高剛性機床使用。精加工刀具專用刀具復(fù)合刀具設(shè)計強調(diào)高強度和大切深，如波形刃銑刀、負前角車刀，可快速去除余量但表面粗糙度較差。針對特定工藝開發(fā)，例如齒輪滾刀、拉刀、螺紋梳刀等，通常需定制且對安裝精度要求嚴格。集成多工序功能（如鉆-鉸-倒角一體刀），可減少換刀時間，提升加工效率，但成本較高且維護復(fù)雜。粗加工刀具02刀具材料特性高速鋼（HSS）在600℃高溫下仍能保持較高硬度（HRC60以上），適合高速切削加工，尤其在車削、銑削和鉆削中表現(xiàn)優(yōu)異。其鎢、鉬、釩等合金元素形成的碳化物可顯著提升耐磨性。高速鋼特性高紅硬性與耐磨性相比硬質(zhì)合金，高速鋼抗沖擊性能更優(yōu)，適用于斷續(xù)切削或加工不均勻材料的場景，如齒輪加工或粗加工階段。良好的韌性高速鋼可通過常規(guī)磨削工藝進行刃磨，且能通過熱處理修復(fù)局部磨損，降低工具成本。易加工與可修復(fù)性超高硬度與耐熱性硬質(zhì)合金對氧化和擴散磨損的抵抗能力優(yōu)異，尤其在切削鈦合金、高溫合金時表現(xiàn)突出?；瘜W(xué)穩(wěn)定性強脆性較高雖然硬質(zhì)合金耐磨性極佳，但抗彎強度較低（通常為1.5-3.5GPa），需避免劇烈沖擊或非均勻載荷，否則易崩刃。硬質(zhì)合金（如WC-Co類）硬度可達HRA90以上，耐熱溫度達800-1000℃，適合高速、高負荷加工，如鑄鐵、淬火鋼的精加工。硬質(zhì)合金特性陶瓷與超硬材料極佳的高溫性能成本與適用限制超硬材料優(yōu)勢陶瓷刀具（如Al?O?、Si?N?）在1200℃下仍能保持硬度，適合高速干切削鑄鐵和鎳基合金，但抗熱震性較差，需避免冷卻液驟冷。立方氮化硼（CBN）硬度僅次于金剛石，可加工HRC45以上的淬硬鋼；聚晶金剛石（PCD）則適用于有色金屬和非金屬的高光潔度加工，如鋁合金鏡面切削。陶瓷和超硬材料刀具價格昂貴，且對機床剛性要求高，通常僅用于精加工或特殊材料加工場景。03切削原理基礎(chǔ)切削角度定義前角（RakeAngle）01刀具前刀面與基面之間的夾角，直接影響切削力與切屑流動方向。正前角可降低切削阻力，但會削弱刃口強度；負前角適用于高強度材料加工。后角（ClearanceAngle）02刀具后刀面與切削表面之間的夾角，用于減少刀具與工件的摩擦。過小的后角會導(dǎo)致刀具磨損加劇，過大會降低刃口剛性。主偏角（LeadAngle）03主切削刃與進給方向的夾角，影響切削寬度和厚度。增大主偏角可分散切削熱，但會增大徑向切削力。刃傾角（InclinationAngle）04主切削刃與基面的傾斜角度，用于控制切屑流向和排屑效率。正刃傾角適合精加工，負刃傾角可增強刃口強度。切削力與熱量切削力組成包括主切削力（切向力）、進給力（軸向力）和背向力（徑向力）。主切削力占比最大，直接影響功率消耗；背向力易引發(fā)振動，需通過刀具幾何參數(shù)優(yōu)化抑制。01熱量產(chǎn)生機制切削過程中，90%以上的能量轉(zhuǎn)化為熱能，集中在刀尖、切屑和工件表面。高溫會導(dǎo)致刀具軟化、工件變形，甚至產(chǎn)生積屑瘤。冷卻與潤滑策略采用高壓冷卻液或微量潤滑（MQL）技術(shù)可有效降低切削溫度，延長刀具壽命。對于難加工材料，需選擇專用切削液以改善散熱效果。熱變形控制通過優(yōu)化切削參數(shù)（如降低切削速度或增加進給量）減少熱積累，或采用熱穩(wěn)定性高的刀具材料（如陶瓷、立方氮化硼）。020304切屑形態(tài)控制連續(xù)型切屑常見于塑性材料（如低碳鋼）的高速切削，需通過斷屑槽或改變前角促進斷屑，避免纏繞刀具影響加工安全。節(jié)狀切屑形成于中等切削速度下的中碳鋼加工，伴隨周期性剪切斷裂。需調(diào)整切削參數(shù)以避免振動和表面粗糙度惡化。崩碎型切屑典型于脆性材料（如鑄鐵）加工，易造成刀具沖擊磨損。建議選用負前角刀具并減小進給量以保護刃口。切屑處理技術(shù)結(jié)合斷屑槽設(shè)計、高壓冷卻噴射或振動切削等方法，強制改變切屑流動路徑，實現(xiàn)可控斷屑和高效排屑。04安全操作規(guī)范防護裝備要求選用符合安全標準的防切割手套，材質(zhì)需具備高耐磨性和抗撕裂性，確保操作時手部免受刀具劃傷或穿刺傷害。防切割手套穿戴緊袖口防護服或皮革圍裙，避免寬松衣物被刀具卷入，同時減少身體暴露于潛在切割風(fēng)險的范圍。防護服與圍裙佩戴防沖擊護目鏡或全面罩，防止金屬碎屑、飛濺物或粉塵進入眼睛，尤其在高速切削或打磨作業(yè)時尤為重要。護目鏡或面罩010302選擇帶有防滑底和鋼頭設(shè)計的安全鞋，防止刀具掉落時砸傷腳部，并確保在濕滑環(huán)境中穩(wěn)定站立。防滑安全鞋04裝夾與握持姿勢使用專用夾具或卡盤固定刀具，確保裝夾牢固無松動，避免切削過程中因振動導(dǎo)致刀具偏移或脫落。刀具固定規(guī)范非切削手應(yīng)遠離刀具運動路徑，握持工件時采用穩(wěn)定姿勢，避免單手操作導(dǎo)致失控或用力不均。施加壓力時均勻分布至刀具整體，避免局部過載導(dǎo)致刀刃崩裂或工件變形，尤其針對脆性材料需輕壓慢進。雙手協(xié)同操作根據(jù)刀具類型調(diào)整握持角度，例如直柄刀具需保持手腕中立位，彎柄刀具則需配合切削方向調(diào)整發(fā)力角度。握柄角度控制01020403壓力分配原則異常處理流程刀具斷裂應(yīng)急立即停止設(shè)備并切斷電源，使用專用工具清理碎片，檢查設(shè)備內(nèi)部是否殘留斷裂部分，避免二次損傷。工件位移處理若工件在加工中松動或偏移，需重新校準裝夾位置，必要時更換夾具或增加輔助支撐裝置。異常噪音診斷識別噪音來源（如軸承磨損、刀具失衡等），及時潤滑或更換損壞部件，禁止帶病運行設(shè)備。切削液泄漏處置迅速關(guān)閉供液系統(tǒng)，用吸油棉吸附泄漏液體，排查管路接口密封性，防止滑倒或電氣短路風(fēng)險。05維護保養(yǎng)要點使用后及時清潔刀具使用后應(yīng)立即用溫水或中性清潔劑清洗，避免食物殘渣或腐蝕性物質(zhì)殘留，清洗后需徹底擦干水分，防止氧化生銹。清潔與防銹方法涂抹防銹油長期存放的刀具應(yīng)在表面均勻涂抹專用防銹油或食品級礦物油，形成保護膜以隔絕空氣和濕氣，尤其適用于高碳鋼刀具。避免化學(xué)腐蝕禁止使用強酸、強堿或含氯清潔劑處理刀具，以免破壞金屬結(jié)構(gòu)或涂層，導(dǎo)致刃口腐蝕或表面剝落。刃口磨損檢查目視檢查刃口狀態(tài)在光線充足環(huán)境下觀察刃口是否有卷刃、崩口或明顯鈍化痕跡，若出現(xiàn)連續(xù)白線或鋸齒狀邊緣，表明需進行專業(yè)打磨修復(fù)。紙張切割測試用刀具輕劃普通A4紙，若切割不暢或紙張撕裂而非平滑切斷，則說明刃口已鈍化，需重新開刃。觸覺檢測鋒利度戴防護手套后輕觸刃口側(cè)面（非刃緣），若感覺明顯毛刺或凹凸不平，提示刃口存在微觀損傷，需及時維護。存放環(huán)境標準干燥通風(fēng)條件刀具應(yīng)存放于濕度低于60%的環(huán)境中，可配備防潮箱或干燥劑，避免潮濕環(huán)境加速金屬銹蝕或木質(zhì)刀柄霉變。獨立分隔存放禁止將刀具長期暴露于陽光直射、暖氣旁或化學(xué)品儲存區(qū)，高溫易導(dǎo)致刀柄變形，化學(xué)揮發(fā)物可能腐蝕金屬表面。使用專用刀架、磁吸條或刀鞘分隔存放，避免刃口與其他工具碰撞導(dǎo)致?lián)p傷，同時防止誤觸造成安全隱患。遠離高溫與腐蝕源06典型應(yīng)用場景車削加工選型粗車刀選擇優(yōu)先選用高強度、耐沖擊的硬質(zhì)合金刀片，刀尖圓弧半徑較大以提升排屑效率，適用于大余量切削和高進給率工況。斷續(xù)切削應(yīng)對選用韌性優(yōu)異的涂層硬質(zhì)合金刀具，如TiAlN涂層，增強抗崩刃性能，適應(yīng)鑄件毛坯或偏心工件的加工環(huán)境。采用鋒利刃口設(shè)計的CBN或陶瓷刀片，配合小主偏角以減少切削力，確保表面粗糙度達到Ra0.8μm以下的高精度要求。精車刀匹配銑削刀具匹配仿形銑削策略球頭銑刀結(jié)合動態(tài)銑削編程技術(shù)，通過恒定切屑厚度控制實現(xiàn)復(fù)雜曲面高效加工，避免振刀痕跡。槽銑刀應(yīng)用窄槽加工采用整體硬質(zhì)合金立銑刀，深槽需選用加長頸設(shè)計并配合高壓內(nèi)冷通道，有效降低切削熱導(dǎo)致的刀具變形。面銑刀配置根據(jù)工件材料選擇多齒密齒型銑刀，鋁合金加工需搭配PCD刀片，不銹鋼則推薦使用高鈷含量的細晶粒硬質(zhì)合金刀具。鉆削參數(shù)設(shè)定切削速度控制高速