中，必须根据工件材料及其加工精度和表面质
量要求，合理选择刀具材料及刀具几何参数，
合理选择切削用量和切削液。以确保加工顺利
的前提下，既保证加工质量，又能提高生产效
率、降低加工成本。
二.相关知识
(一)刀具材料的选择 1.刀具材料应具备的性能
（1）高的硬度和耐磨性 （2）足够的强度和韧性 （3）高的耐热性与化学稳定性
•但强度、韧度均较高速钢低，工艺性也不如高速钢。 •常制成各种型式的刀片，焊接或机械夹固在车刀、刨刀、
端铣刀等的刀柄(刀体)上使用。
1）硬质合金的分类
钨钴类（WC+Co）；YG,属K类 钨钛钴类（WC+TiC+Co）；YT,属P类 钨钛钽（铌）类硬质合金（ WC+TiC+TaC+
（NbC）+Co） :YW，属M类
耐磨性越低而韧度越高。 P30。
精加工可用P01；半精加工选用P10、P20；粗加工选用
M类（YW）（钨钛钽（铌）类） ： 在YT(P)类硬质合金中加入TaC或NbC，可提高抗弯强度、
疲劳强度、冲击韧性、抗氧化能力、耐磨性和高温硬度 等，既适用于加工脆性材料，又适用于加工塑性材料。
适合加工长(短)切屑的金属材料
模块一
课题四
知识点
金属切削原理
金属切削条件的合理选择
刀具材料 刀具几何角度的选择 切削用量的选择 切削液选择
技能点
选择正确的刀具材料 合理选择刀具几何角度 选择合适的切削用量 选择合适的切削液
一 . 课题分析
金属切削加工不仅要满足质量要求，而且 还尽可能地体现经济性，所以在切削加工过程
K30。
P类（YT）（钨钛钴类）硬质合金： 以WC为基体, 添加TiC，用Co作粘结剂烧结而成。合金
中TiC含量提高，Co含量就低，其硬度、耐磨性和耐热性进 一步提高，但抗弯强度、导热性、特别是冲击韧性明显下降， 适合于精加工。
适合加工长切屑的黑色金属，如钢、铸钢等。 其代号有P01、P10、P20、P30、P40、P50等，数字越大，
（3）硬质合金
•硬质合金（carbides）是由高硬度和高熔点的金属碳化物
(碳化钨WC、碳化钛TiC、碳化钽TaC、碳化铌NbC等)和金属 粘结剂(Co、Mo、Ni等)用粉末冶金工艺制成。
•硬质合金刀具常温硬度为89～93HRA，化学稳定性好，热
稳定性好，耐磨性好，耐热性达800～1000°C。硬质合金 刀具允许的切削速度比高速钢刀具高5～10倍 。
在高温时能产生氧化 膜，与铁基材料摩擦 系数较小，抗粘结性 能好，并能有效降低 切削温度。
硬度高、耐磨性好、 抗氧化性好，切削时 能产生氧化钛膜，减 小摩擦及刀具磨损。
3）TiC—TiN复合涂层
4）TiC-Al203复合涂层
第一层涂TiC，与刀 具基体粘牢不易脱 落。第二层涂TiN, 减少表面层与工件 间的摩擦。 第一层涂TiC, 与刀具 基体粘牢不易脱落。第 二层涂Al203可使刀具表 面具有良好的化学稳定 性和抗氧化性能。
2）常用硬质合金的牌号及其性能
K
(YG)（钨钴类）类硬质合金：有较好的韧性、磨削 性、导热性，
适合加工短切屑的金属或非金属材料，如淬硬钢、铸
铁、铜铝合金、塑料等。 磨性越低而韧度越高。
其代号有K01、K10、K20、K30、K40等，数字越大，耐
精加工可用K01；半精加工可用K10，K20；粗加工选用
超硬刀具材料
（1）碳素工具钢和合金工具钢

碳素工具钢（carbon tool steel） ：含碳量较高的 优质钢(含碳量为0.7%～1.2%，如T10A等)，淬火后硬 度较高、价廉，但耐热性较差。 合金工具钢（alloy tool steel） ：在碳素工具钢中 加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素而形成的。 (如 9SiCr等)，可适当减少热处理变形和提高耐热性。 由于这两种刀具材料的耐热性较低，常用来制造一些 切削速度不高的手工工具，如锉刀、锯条、铰刀、丝 锥、板牙等，较少用于制造其它刀具。
钢等难切削材料等。
越低而韧度越高。
，如钢、铸钢、不锈
其代号有M10、M20、M30、M40等，数字越大，耐磨性
精加工可用M10；半精加工可用M20；粗加工选用M30。
（4）涂层刀具材料
1）TiC涂层 2）TiN涂层
通过气相沉积或其它技术方 法，在韧牲较好的刀具基体 上，涂覆一层耐磨性好的难 熔金属化合物，既能提高刀 具材料的耐磨性，又不降低 其韧性。常用的涂层 (coated)材料有TiC、TiN、 Al203及其复合材料等, 涂层 厚度随刀具材料不同而异。
铣刀、钻头、插齿刀、剃齿刀、螺纹刀具和拉刀等。
1）高速钢的分类
按用途可分为：通用高速钢和高性能高
速钢。 按制造工艺可分为: 熔炼高速钢、粉末 冶金高速钢和表面涂层高速钢。 按基本化学成份可分为: 钨系和钼系。
2）常用高速钢的牌号与性能
通用型高速钢
W18Cr4V(18-4-1)由于钨价高，热塑 性差，碳化物分布不均匀等原因，目前国内外已很少采用。 高性能高速钢是指在通用型高速钢 高性能高速钢 中增加碳、钒、钴或铝等合金元素，使其常温硬度可达 67～70HRC，抗氧化能力、耐磨性与热稳定性进一步提高。 可以用于加工不锈钢、高温合金、耐热钢和高强度钢等难 加工材料。典型牌号有M42。 粉末冶金高速钢是用高压氩气或 粉末冶金高速钢 纯氮气雾化熔融的高速钢钢水而得到细小的高速钢粉末， 然后再热压锻轧制成。适用于制造精密刀具、大尺寸(滚刀、 插齿刀)刀具、复杂成形刀具、拉刀等。
（4）有锻造、焊接、热处理、磨削加工等良好的工艺性
（5）导热性好，有利于切削热传导，降低切削区温度，
延长刀具寿命，便于刀具的制造，资源丰富，价格低廉。
2. 常用刀具材料
工具钢 硬质合金 陶瓷
包括碳素工具钢、 合金工具钢和高 速钢。 有钨钴类硬质合金、 钨钛钴类硬质合金 和钨钛钽（铌）类 硬质合金。 推广使用新型刀具 材料如涂层刀具、陶瓷 刀具、天然金刚石、聚 晶金刚石、立方氮化硼 等。
Байду номын сангаас


（2）高速钢
•高速钢（highspeed
steel）是一种加入较多钨、钼、
铬、钒等合金元素的高合金钢。
•热处理后硬度可达62～66HRC,
抗弯强度约3.3GPa， 有较高的热稳定性 、耐磨性 、耐热性。切削温度在 500～650°C时仍能进行切削。
•适合于制造结构和刃型复杂的刀具，如成形车刀、