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降低加工成本最直接而有效的方法,莫過于有效地應(yīng)用車削加工刀具的不同部分。故此，要選出最合適的刀具，除了要選擇合適的刀具材質(zhì)外，亦必須了解切削幾何的特性。然而，由于切削幾何率涉及的范圍很廣，現(xiàn)在主要集中討論前角，后角最被普通使用的切削角度的應(yīng)用以及兩者對(duì)切削時(shí)作出的影響。 前角   一般而言，前角對(duì)切削力，切屑排出，刀具耐用度影響都很大。   前角的影響   1）正前角大，切削刃鋒利；   2）前角每增加1度，切削功率則減少1%；   3）正前角過大，刀刃強(qiáng)度下降；負(fù)前角過大，切削力則增加。   大負(fù)前角用于   1）切削硬材料；   2）需切削刃強(qiáng)度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削，以及切削含黑皮表面層的加工條件。   大正前角用于   1）切削軟質(zhì)材料；   2）易切削材料；   3）被加工材料及機(jī)床剛性差時(shí)。   使用前角切削的好處   1）由于使用前角能減少切削時(shí)所遇到的阻力，故能提高切削效率；   2）可減低切削時(shí)所產(chǎn)生的溫度及振動(dòng)，提高切削精度；   3）減少刀具損耗，使刀具壽命得以延長；   4）在選擇正確的刀具材質(zhì)以及切入角度時(shí)，使用前角可減低刀具的磨損以及加強(qiáng)刀刃的可靠性。   前角過大的壞外   1）由于前角的增加會(huì)減低刀具切入工件有角度以及切削效率，故此在切削硬度較高的工件時(shí)，若前角過大會(huì)令刀具容易產(chǎn)生磨損，甚至出現(xiàn)崩刀的情況；   2）當(dāng)?shù)毒叩牟馁|(zhì)較弱時(shí)，切削刃的可靠性便難得以保持。   后角   后角使刀具后面與工件間磨擦減少，使刀具有自由切入工件的功能。   后角的影響   1）后角大，后刀正磨損小   2）后角大，刀尖強(qiáng)度下降。   小后角用于   1）切削硬度材料；   2）需切削強(qiáng)度高時(shí)。   大后角用于   1）切削軟材料   2）切削易加工硬化的材料。   后角切削的好處   1）大后角切削可減低后刀面的磨損，故此在前角損耗沒有急劇增加的情況下，使用大后角較小后角更能延長刀具的壽命；   2）一般而言，在切削延展性及較柔軟的材料時(shí)會(huì)較容易出現(xiàn)溶結(jié)的情況。溶結(jié)會(huì)增加后角及工件的接觸面，增加切削阻力，減低切削精度。故若切削此類材料時(shí)以較大后角切削則可避免此情況的發(fā)生。   后角切削的限制   1）當(dāng)切削傳熱性較低的材料如鈦合金及不銹鋼時(shí)，使用大后角切削會(huì)使前刀面容易出現(xiàn)磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)刀具破損的情況。因此，大后角并不適用于切削此類型的材料；   2）雖然使用大后角可減低后刀面的磨損，但卻會(huì)加速刀刃的衰退。故此，切削的切深會(huì)隨之而減低，影響切削精度。為此，技術(shù)人員需定時(shí)調(diào)較刀具的角度以保持切削的精度；   3）在切削高硬度的材料時(shí)，如大后角過大，切削時(shí)所遇到的阻力會(huì)令前角因受到強(qiáng)大的壓縮力而出現(xiàn)缺損或破損。

1、砂輪的選用： （1）、氧化鋁砂輪：呈白色，其砂粒韌性好，比較鋒利，但硬度稍低，適用于刃磨高速鋼與硬質(zhì)合金的刀桿部分。氧化鋁砂輪也叫剛玉。 （2）、碳化硅砂輪：呈綠色，其砂粒硬度高，切削性能好，但較脆，適用于刃磨硬質(zhì)合金車刀。 砂輪的粗細(xì)以粒度表示，粗磨時(shí)用粗粒度，精磨時(shí)用細(xì)粒度。 2、車刀的刃磨的方法和步驟： （1）、先磨去前面、后面上的焊渣，并將車刀底面磨平，可用粒度號(hào)為24-36號(hào)的氧化鋁砂輪。 （2）、粗磨主后面和副后面的刀柄部分：刃磨時(shí)，在砂輪的外圓柱略高于砂輪中心的水平位置將車刀翹起一個(gè)比刀體上后角大20-30的角度，并作左右緩慢移動(dòng)，以便刃磨刀體上的主后角和副后角。可選粒度為24-36，硬度為中軟的氧化鋁砂輪。 （3）、粗磨刀體上的主后面：磨后刀面時(shí)，刀柄應(yīng)與砂輪軸線保持平行，同時(shí)刀體的底平面向砂輪方向傾斜一個(gè)比主后角大20的角度。刃磨時(shí)，先把車刀已磨好的后隙面靠在砂輪的外圓上，以接近砂輪的中心位置為刃磨的起始位置，然后使刃磨繼續(xù)向砂輪靠近，并作左右緩慢移動(dòng)。當(dāng)砂輪磨至刀刃處即可結(jié)束。這樣可同時(shí)磨出主偏角與主后角。可選用36-60號(hào)的碳化硅砂輪。 （4）、粗磨刀體上的副后角：磨副后面時(shí)，刀柄尾部應(yīng)向右轉(zhuǎn)過一個(gè)副偏角的角度，同時(shí)車刀底平面向砂輪方向傾斜一個(gè)比副后角大20的角度，具體刃磨方法與粗磨刀體上主后面大體相同，不同的是粗磨副后面時(shí)砂輪應(yīng)磨到刀尖處為止。也可同時(shí)磨出副偏角和副后角。 （5）、粗磨前面：以砂輪的端面粗磨出車刀的前面，并在磨前面的同時(shí)磨出前角。 （6）、磨斷屑槽：斷屑槽有兩種，一種是直線型，適用于切削較硬的材料；一種是圓弧型，適用于較軟的材料。 手工刃磨的斷屑槽一般為圓弧型，須將砂輪的外圓和端面的交角處用修砂輪的金剛石筆修磨成相應(yīng)的圓弧。若刃磨出直線型斷屑槽，則砂輪的交角須修磨得很尖銳。刃磨時(shí)可向下磨或向上磨，但選擇刃磨斷屑槽部位時(shí)，應(yīng)考慮留出刀頭倒棱的寬度。 刃磨斷屑槽的注意事項(xiàng)： 砂輪交角處應(yīng)經(jīng)常保持尖銳或具有一定形狀的圓弧，當(dāng)砂輪的棱邊有較大的棱角時(shí)，應(yīng)及時(shí)修整。 刃磨的起點(diǎn)位置應(yīng)該與刀尖、主切削刃離開一定的距離，與主切削刃的距離為斷屑槽寬度的一半加上倒棱的寬度。 刃磨時(shí)，注意不能用力過大，車刀沿刀柄方向緩慢移動(dòng)。尺寸小的一次成形，尺寸大的可分為粗磨與精磨兩個(gè)過程磨削成形。 （7）、精磨主后面與副后面：精磨前最好修整好砂輪，保持砂輪平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，車刀的底平面靠在調(diào)整好的托架上，并使切削刃輕輕靠在砂輪端面上，沿砂輪的端面緩慢左右移動(dòng)。可選項(xiàng)用粒度為180-200號(hào)的砂輪。 （8）、磨負(fù)倒棱：負(fù)倒棱的傾斜角度為-50--100，寬度b=（0.5-0.8）f。對(duì)于采用較在前角的硬質(zhì)合金車刀，以及強(qiáng)度硬度特別低的材料不宜采用負(fù)倒棱。 磨負(fù)倒棱時(shí)，用力輕微，要使主切削刃的后端向刀尖方向擺動(dòng)。刀磨時(shí)可采用直磨法和橫磨法，最好采用直磨法。 （9）、磨過渡刃：磨過渡刃與磨后刀面的方法相同，刃磨車削較硬材料的車刀時(shí)，也可在過渡刃上磨出負(fù)倒棱。 （10）、車刀的手工研磨：用油石研磨，要求動(dòng)作平穩(wěn)，用力均勻。 注意：刃磨時(shí)應(yīng)站在砂輪的側(cè)面進(jìn)行刃磨。

難加工材料的界定及具體品種，隨時(shí)代及專業(yè)領(lǐng)域而各有不同，例如，宇航產(chǎn)業(yè)常用的超耐熱合金、鈦合金及含有碳纖維的復(fù)合材料等，都該領(lǐng)域的難加工材料。宇航業(yè)的工程技術(shù)員開展了加工技術(shù)的研究與開發(fā)工作，已經(jīng)研究出適合該領(lǐng)域使用的切削工具和加工方法。近年來，機(jī)械制品多功能、高功能化的發(fā)展勢(shì)頭十分強(qiáng)勁，要求零件必須實(shí)現(xiàn)小型化、微細(xì)化。為了滿足些要求，則所用材料必須具有高硬度、高韌性和高耐磨性，而具有這些特性的材料其加工難度也特別大，因此又出現(xiàn)了新的難加工材料。難加工材料就是這樣隨著時(shí)代的發(fā)展及專業(yè)領(lǐng)域的不同而出現(xiàn)，其特有的加工技術(shù)也隨著時(shí)代及各專業(yè)領(lǐng)域的研究開發(fā)而不斷向前發(fā)展。 另一方面，隨著信息化社會(huì)的到來，難加工材料切削技術(shù)信息也可通過因特網(wǎng)互相交流，因此，今后有關(guān)難加工材料切削加工的數(shù)據(jù)等信息將會(huì)更加充實(shí)，加工效率也必然會(huì)進(jìn)一步提高，本文以難加工材料的切削加工為核心，介紹該技術(shù)近年來的發(fā)展動(dòng)向。   切削領(lǐng)域中的難加工材料   在切削加工中，通常出現(xiàn)的刀具磨損包括如下兩種形態(tài)：(1)由于機(jī)械作用而出現(xiàn)的磨損，如崩刃或磨粒磨損等；(2)由于熱及化學(xué)作用而出現(xiàn)的磨損，如粘結(jié)、擴(kuò)散、腐蝕等磨損，以及由切削刃軟化、溶融而產(chǎn)生的破斷、熱疲勞、熱龜裂等。   切削難加工材料時(shí)，在很短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)上述刀具磨損，這是由于被加工材料中存在較多促使刀具磨損的因素。例如，多數(shù)難加工材料均具有熱傳導(dǎo)率較低的特點(diǎn)，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量很難擴(kuò)散，致使刀具刃尖溫度很高，切削刃受熱影響極為明顯。這種影響的結(jié)果會(huì)使刀具材料中的粘結(jié)劑在高溫下粘結(jié)強(qiáng)度下降，WC(碳化鎢)等粒子易于分離出去，從而加速了刀具磨損。另外，難加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高溫條件下產(chǎn)生反應(yīng)，出現(xiàn)成分析出、脫落，或生成其他化合物，這將加速形成崩刃等刀具磨損現(xiàn)象。   在切削高硬度、高韌性被加工材料時(shí)，切削刃的溫度很高，也會(huì)出現(xiàn)與切削難加工材料時(shí)類似的刀具磨損。如切削高硬度鋼時(shí)，與切削一般鋼材相比，切削力更大，刀具剛性不足將會(huì)引起崩刃等現(xiàn)象，使刀具壽命不穩(wěn)定，而且會(huì)縮短刀具壽命，尤其是加工生成短切屑的工件材料時(shí)，會(huì)在切削刃附近產(chǎn)生月牙洼磨損，往往在短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)刀具破損。   在切削超耐熱合金時(shí)，由于材料的高溫硬度很高，切削時(shí)的應(yīng)力大量集中在刃尖處，這將導(dǎo)致切削刃產(chǎn)生塑性變形；同時(shí)，由于加工硬化而引起的邊界磨損也比較嚴(yán)重。   由于這些特點(diǎn)，所以要求用戶在切削難加工材料時(shí)，必須慎重選擇刀具品種和切削條件，以獲得理想的加工效果。   難加工材料在切削加工中應(yīng)注意的問題   切削加工大致分為車削、銑削及以中心齒為主的切削(鉆頭、立銑刀的端面切削等)，這些切削加工的切削熱對(duì)刃尖的影響也各不相同。車削是一種連續(xù)切削，刃尖承受的切削力無明顯變化，切削熱連續(xù)作用于切削刃上；銑削則是一種間斷切削，切削力是斷續(xù)作用于刃尖，切削時(shí)將發(fā)生振動(dòng)，刃尖所受的熱影響，是切削時(shí)的加熱和非切削時(shí)的冷卻交替進(jìn)行，總的受熱量比車削時(shí)少。   銑削時(shí)的切削熱是一種斷續(xù)加熱現(xiàn)象，刀齒在非切削時(shí)即被冷卻，這將有利于刀具壽命的延。日本理化研究所對(duì)車削和銑削的刀具壽命作了對(duì)比試驗(yàn)，銑削所用刀具為球頭立銑刀，車削為一般車刀，兩者在相同的被加工材料和切削條件(由于切削方式不同，切削深度、進(jìn)給量、切削速度等只能做到大體一致)及同一環(huán)境條件下進(jìn)行切削對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，銑削加工對(duì)延長刀具壽命更為有利。   利用帶有中心刃(即切削速度=0m/min的部位)的鉆頭、球頭立銑刀等刀具進(jìn)行切削時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)靠近中心刃處工具壽命低下的情況，但仍比車削加工時(shí)強(qiáng)。   在切削難加工材料時(shí)，切削刃受熱影響較大，常常會(huì)降低刀具壽命，切削方式如為銑削，則刀具壽命會(huì)相對(duì)長一些。但難加工材料不能自始至終全部采用銑削加工，中間總會(huì)有需要進(jìn)行車削或鉆削加工的時(shí)候，因此，應(yīng)針對(duì)不同切削方式，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，提高加工效率   切削難加工材料用的刀具材料   CBN的高溫硬度是現(xiàn)有刀具材料中最高的，最適合用于難加工材料的切削加工。新型涂層硬質(zhì)合金是以超細(xì)晶粒合金作基體，選用高溫硬度良好的涂層材料加以涂層處理，這種材料具有優(yōu)異的耐磨性，也是可用于難加工材料切削的優(yōu)良刀具材料之一。   難加工材料中的鈦、鈦合金由于化學(xué)活性高，熱傳導(dǎo)率低，可選用金剛石刀具進(jìn)行切削加工。CBN燒結(jié)體刀具適用于高硬度鋼及鑄鐵等材料的切削加工，CBN成分含量越高，刀具壽命也越長，切削用量也可相應(yīng)提高。據(jù)報(bào)道，目前已開發(fā)出不使用粘結(jié)劑的CBN燒結(jié)體。   金剛石燒結(jié)體刀具適用于鋁合金、純銅等材料的切削加工。金剛石刀具刃口鋒利，熱傳導(dǎo)率高，刃尖滯留的熱量較少，可將積屑瘤等粘附物的發(fā)生控制在最低限度之內(nèi)。在切削純鈦和鈦合金時(shí)，選用單晶金剛石刀具切削比較穩(wěn)定，可延長刀具壽命。   涂層硬質(zhì)合金刀具幾乎適用于各種難加工材料的切削加工，但涂層的性能(單一涂層和復(fù)合涂層)差異很大，因此，應(yīng)根據(jù)不同的加工對(duì)象，選用適宜的涂層刀具材料。據(jù)報(bào)道，最近已開發(fā)出金剛石涂層硬質(zhì)合金和DLC(Diamond Like Carbon)涂層硬質(zhì)合金，使涂層刀具的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并已可用于高速切削加工領(lǐng)域。切削難加工材料的刀具形狀   在切削難加工材料時(shí)，刀具形狀的最佳化可充分發(fā)揮刀具材料的性能。選擇與難加工材料特點(diǎn)相適應(yīng)的前角、后角、切入角等刀具幾何形狀和對(duì)刃尖進(jìn)行適當(dāng)處理，對(duì)提高切削精度和延長刀具壽命有很大的影響，因此，在刀具形狀方面決不能掉以輕心。但是，隨著高速銑削技術(shù)的推廣應(yīng)用，近來已逐漸采用小切深以減輕刀齒負(fù)荷，采用逆銑并提高進(jìn)給速度，因此，對(duì)切削刃形狀的設(shè)計(jì)思路也有所改變。   對(duì)難加工材料進(jìn)行鉆削加工時(shí)，增大鉆尖角，進(jìn)行十字形修磨，是降低扭矩和切削熱的有效途徑，它可將切削與切削面的接觸面積控制在最小范圍之內(nèi)，這對(duì)延長刀具壽命和提高切削條件十分有利。鉆頭在鉆孔加工時(shí)，切削熱極易滯留在切削刃附近，而且排屑也很困難，在切削難加工材料時(shí)，這些問題更為突出，必須給以足夠的關(guān)注。   為了便于排屑，通常在鉆頭切削刃后側(cè)設(shè)有冷卻液噴出口，可供給充足的水溶性冷卻液或霧狀冷卻劑等，使排屑變得更為順暢，這種方式對(duì)切削刃的冷卻效果也很理想。近年來，已開發(fā)出一些潤滑性能良好的涂層物質(zhì)，這些物質(zhì)涂鍍?cè)阢@頭表面后，用其加工3～5D的淺孔時(shí)，可采用干式鉆削方式。   孔的精加工歷來采用鏜削方式，不過近來已逐漸由傳統(tǒng)的連續(xù)切削方式改變?yōu)椴捎玫雀呔€切削這類間斷切削方式，這種方式對(duì)提高排屑性能和延長工具壽命均更為有利。因此，這種間斷切削用的鏜削刀具設(shè)計(jì)出來后，立即被應(yīng)用于汽車零件的CNC切削加工。在螺紋孔加工方面，目前也采用螺旋切削插補(bǔ)方式，切螺紋用的立銑刀已大量投放市場(chǎng)。   如上所述，這種由原來連續(xù)切削向間斷切削的轉(zhuǎn)換，是隨著對(duì)CNC切削理解的加深而進(jìn)行的，這是一個(gè)漸進(jìn)的過程。采用此種切削方式切削難加工材料時(shí)，可保持切削的平穩(wěn)性，且有利于延長工具壽命。   難加工材料的切削條件   難加工材料的切削條件歷來都設(shè)定得比較低，隨著刀具性能的提高，高速高精度CNC機(jī)床的出現(xiàn)，以及高速銑削方式的引進(jìn)等，目前，難加工材料的切削已進(jìn)入高速加工、刀具長壽命化的時(shí)期。   現(xiàn)在，采用小切深以減輕刀具切削刃負(fù)荷，從而可提高切削速度和進(jìn)給速度的加工方式，已成為切削難加工材料的最佳方式。當(dāng)然，選擇適應(yīng)難加工材料特有性能的刀具材料和刀具幾何形狀也極為重要，而且應(yīng)力求刀具切削軌跡的最佳化。例如，鉆削不銹鋼等材料時(shí)，由于材料熱傳導(dǎo)率很低，因此，必須防止切削熱大量滯留在切削刃上，為此應(yīng)盡可能采用間斷切削，以避免切削刃和切削面摩擦生熱，這將有助于延長工具壽命和保證切削的穩(wěn)定。用球頭立銑刀對(duì)難加工材料進(jìn)行粗加工時(shí)，工具形狀和夾具應(yīng)很好配合，這樣可提高刀具切削部分的振擺精度和夾持剛性，以便在高速回轉(zhuǎn)條件下，保證將每齒進(jìn)給量提高到最大限度，同時(shí)也可延長工具壽命。

1、銑削方式不同，根據(jù)不同的加工條件，為了提高刀具的耐用度和生產(chǎn)率，可以選著不同的銑削方式，比如有逆銑，順銑還有對(duì)稱銑和不對(duì)稱銑。 2、相繼切削銑削的時(shí)候每個(gè)刀齒都是在繼續(xù)進(jìn)行切削，尤其是端銑，銑削刀的波動(dòng)比較大，因此震動(dòng)是不可避免的。在震動(dòng)的時(shí)候頻率和機(jī)床的固有頻率想同或者是成倍數(shù)的時(shí)候，震動(dòng)是比較嚴(yán)重的。還有就是在高速銑刀刀具還需要經(jīng)常手動(dòng)周期的的冷熱沖擊，比較容易出現(xiàn)裂紋和崩刀，使得耐用性下降。 3、多刀多刃切削，銑刀的吃比較多，切削刃的總長度大，有利于提高刀具的耐用度和生產(chǎn)生產(chǎn)率，有許多優(yōu)點(diǎn)。但是這僅存在這兩個(gè)方面。一是刀齒容易出現(xiàn)徑向跳動(dòng)，這將造成刀齒負(fù)荷不等，磨損不均勻，影響已加工表面質(zhì)量；二是刀齒的容屑空間必須足夠，否則會(huì)損壞刀齒。 4、生產(chǎn)率高銑削時(shí)銑刀連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且允許較高的銑削速度，因此具有較高的生產(chǎn)率。

數(shù)控刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具；同時(shí)“數(shù)控刀具”除切削用的刀片外，還包括刀桿和刀柄等附件！