如何为不同材料的加工零件选择合适的工具？

在机械加工中，刀具的选择是一种技术。我们知道，刀具的切削性能往往取决于刀具切削部分的材料、刀具结构和刀具的几何材料。影响刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本的是刀具本身的材料和刀具加工工件的材料。

因此，在加工中，选择合适的刀具加工不同材料的零件，不仅可以提高加工效率和加工质量，而且可以延长刀具寿命，降低加工成本。

目前，加工工具主要有六种材料：金刚石工具、PCBN工具、陶瓷工具、涂层工具、硬质合金工具、高速钢工具。下面我们来看看这六种刀具适合加工零件的材料有哪些。

钻石 T 工具

金刚石工具分为：天然金刚石工具、PCD金刚石工具、CVD金刚石工具。

金刚石工具多用于有色金属和非金属材料的高速精切削和镗削。适用于加工各种耐磨非金属和各种耐磨有色金属。金刚石工具的缺点是热稳定性差。当切削温度超过700℃～800℃时，其硬度将完全丧失。此外，它不适合切削黑色金属，因为金刚石（碳）在高温下容易与铁原子相互作用，将碳原子转化为石墨结构，刀具容易损坏。

PCBN T 工具

PCBN刀具可分为整体PCBN刀片和硬质合金烧结PCBN复合刀片。

PCBN刀具适用于淬火钢、硬铸铁、高温合金、硬质合金、表面喷涂材料等各种难切削材料的精加工。加工精度可达IT5（孔为IT6），表面粗糙度值可小至Ra1.25～0.20m。 PCBN工具的韧性和弯曲强度较差。因此，立方氮化硼车刀不适用于低速、大冲击载荷的粗加工。同时也不适合切削塑性高的材料（如铝合金、铜合金、镍基合金、塑性高的钢等）。因为切削这些金属会产生严重的积屑瘤，使加工表面劣化。

C 陶瓷 T 工具

陶瓷刀具材料一般可分为氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷和氮化硅-氧化铝基复合陶瓷三大类。

陶瓷是主要用于高速精加工和半精加工的刀具材料之一。陶瓷刀具适用于切削各种铸铁（灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁）和钢（碳素结构钢、合金结构钢、高强度钢、高锰钢、淬火钢）等），也可用于切割铜合金、石墨、工程塑料和复合材料。陶瓷刀具材料存在弯曲强度低、冲击韧性差的问题。它们不适合在低速和冲击载荷下进行切割。

涂层 T 工具

根据涂层方法的不同，可分为化学气相沉积（CVD）涂层刀具和物理气相沉积（PVD）涂层刀具。根据基体材料的不同，可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具、陶瓷和超硬材料涂层刀具。按材料性质可分为硬涂层刀具和软涂层刀具。还有流行的纳米涂层工具。

涂层刀具在数控加工领域潜力巨大，将是未来数控加工领域最重要的刀具品种。涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工工具、齿轮滚刀、插齿刀、切齿刀、成型拉刀和各种机夹可转位刀片，以满足高速切削材料的需要如钢和铸铁、耐热合金和有色金属。随着涂层厚度的增加，刀具寿命会增加，但当涂层厚度达到饱和时，刀具寿命将不再显着增加。涂层过厚时易引起剥离，涂层过薄时耐磨性差。

C 套利 T 工具

硬质合金按主要化学成分可分为碳化钨基硬质合金和钛碳（氮化物）（TiC(N)）基硬质合金。其中，碳化钨基硬质合金包括钨钴（YG）、钨钴钛（YT）和添加稀有碳化物（YW）。他们有自己的优点和缺点。主要成分有碳化钨（WC）和碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）、碳化铌（NbC）等。

YG合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。在钴含量相同的情况下，细晶粒硬质合金（如YG3X、YG6X）的硬度和耐磨性均高于中晶粒。适用于加工一些特硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、钛合金、硬青铜和耐磨绝缘材料等。YT硬质合金的突出优点是硬度高、耐热性好、更高高温下的硬度和抗压强度比YG好，抗氧化性更好。 YW合金兼有YG和YT合金的性能，综合性能良好。

H 高速 S 钢 T 工具

高速钢按用途不同可分为普通高速钢和高性能高速钢。通用高速钢一般可分为钨钢和钨钼钢两种。高性能高速钢主要包括以下几类：高碳高速钢、高钒高速钢、钴高速钢、铝高速钢、氮超硬高速钢。

通用高速钢：主要用于制造切削硬度为HB≤300的金属材料的切削工具（如钻头、丝锥、锯片）和精密工具（如滚刀、插齿机、拉刀）。常用的钢种有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。

特殊用途高速钢：包括钴高速钢和超硬高速钢（硬度HRC68～70），主要用于制造切削难加工金属（如高温合金、钛合金和高强度钢）。常用钢种有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。