超硬材料机械刀具的种类与性能分析
CVD 金刚石中不含任何金属催化剂，其热稳定性和硬度在很大程度上近似于天然金刚石。CVD 金刚石具有很强的抗磨损性和极高的硬度，是目前世界上公认的硬刀具材料。金刚石刀具的种类①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0。除此之外，CVD 金刚石还具有摩擦系数
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超硬材料
机械刀具的种类与性能分析
CVD 金刚石中不含任何金属催化剂，其热稳定性和硬度在很大程度上近似于天然金刚石。CVD 金刚石具有很强的抗磨损性和极高的硬度，是目前世界上公认的硬刀具材料。金刚石刀具的种类①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0。除此之外，CVD 金刚石还具有摩擦系数小、热导率高、切割效果好等诸多优点， 在进行金属和非金属材料切割方面都具有很好的效果。但是CVD 金刚石的热稳定性较差，而且硬度有余，韧性不足，在长期切割产生高温的情况下容易出现碳化现象，不能用于硬质合金、钢铁合金等材料的加工。
聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具，按照其构成成分的不同，可以分为聚晶立方氮化硼复合片、整体聚晶立方氮化硼刀具以及电镀立方氮化硼刀具三种类型。其中，聚晶立方氮化硼是目前应用较为广泛的一种超硬刀具材料，具有极高的性和热稳定性，适用于目前多数机械加工操作，而且其材料来源较为广泛，制造成本相对于金刚石要低，因此成为了机械加工刀具材料的主流选择。这些粉末被装在容积100kg的桶中并输送到用于制造刀片的冲压机边。人造聚晶金刚石是在高温高压状态下，加入金属凝结剂将金刚石单晶体材料结合形成的一种材料。在硬度方面，处于CVD 金刚石和天然金刚石之间，但是其韧性要高于两
者，同时还具有较好的兼容性和可焊性。目前人造聚晶金刚石多用于精密小型部件的加工切割。
硬质合金刀具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。
由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949～1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。二十世纪六七十年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的。1972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合金刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能。
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，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等;螺纹加工工具，包括丝锥、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，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等;切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。刀具偏移的含义刀具偏移是用来补偿假定刀具长度与基准刀具长度之长度差的功能。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。例如，汽车驾驶员在驾驶汽车绕过一块石头的时候，会让汽车靠石头的一边绕过石头，而且要考虑到汽车是有一定宽度的，所以让汽车中心线远离石头至少半个车宽的距离。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。
常规刀具材料的基本性能
1) 高速钢。高速钢是一种加入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%——1.05%。高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。
2) 陶瓷。
与硬质合金刀具相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和性。陶瓷材料的缺点是脆性大、横向断裂强度低、承受冲击载荷能力差，这也是近几十年来人们不断对其进行改进的重点。两种刀补在处理方法上的区别：B刀补采用读一段，算一段，走一段的处理方法。刀具材料可分为三大类：①氧化铝基陶瓷。②氮化硅基陶瓷。③氧化铝复合陶瓷。
3) 金属陶瓷。
金属陶瓷的切削效率和工作寿命高于硬质合金、涂层硬质合金刀具，加工出的工件表面粗糙度小；由于金属陶瓷与钢的粘结性较低，因此用刀具取代涂层硬质合金刀具加工钢制工件时，切屑形成较稳定，在自动化加工中不易发生长切屑缠绕现象，零件棱边基本没有毛刺。补偿可以为“负”，当刀具半径补偿取负值时，G41和G42的功能互换。金属陶瓷的缺点是抗热震性较差，易碎裂，因此使用范围有限。
4) 超硬材料。
人造金刚石、立方氮化硼(CBN)等具有高硬度的材料统称为超硬材料。PCBN特别适合于加工从前只能磨削的高硬度材料，能获得较好的工件表面质量。金刚石是世界上已知的硬物质，并具有高导热性、高绝缘性、高化学稳定性、高温半导体特性等多种优良性能，可用于铝、铜等有色金属及其合金的精密加工，特别适合加工非金属硬脆材料。
5) 硬质合金。
硬质合金刀具的硬度已达98——93HRA，在1000℃的高温下仍具有较好的红硬性，其度是高速钢的几十倍。硬质合金是由WC、TiC、TaC、NbC、VC等难熔金属碳化物以及作为粘结剂的铁族金属用粉末冶金方法制备而成。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。与高速钢相比，它具有较高的硬度、耐
