机械加工中刀具材料的选择分析

杨海 孙静 吉刘涛

摘要：随着机械化的迅速普及，在机械生产中，总要按照图纸要求，进行必要的切削工作，对于机械加工来说，总是进行大批量的生产。在这个过程当中，对于刀具材料的选用，就显得至关重要，结合科学的机械知识，针对性的选用合适的刀具材料，既能够保证刀具的长时间使用，又能够降低机械生产中的次品率。刀具材料的选用，需要在科学的调查总结下，经过实际的应用实践后，选择最合适的刀具材料，需要在充分了解機械生产的特点以后，再进行选择和设计。

关键词：机械加工过程;刀具材料;相关的选择分析

引言：

在机械加工过程当中，往往以生产为先，需要充分了解生产零件的特点，结合被生产零件的材质、精密程度和加工方法，进行切削刀具的选择，以确保机械生产的质量。随着机械仪器的迅速发展，目前出现了大量的精密设备，这部分设备在生产原料成本上变得更高，在生产要求上也变得更加苛刻，因此在刀具材料的选用上，需要更加细致入微的分析，以确保机械生产的顺利进行。在刀具材料的选用中，尽管需要选择硬度较大的材料，但是也需要对于刀具的损耗程度进行分析，结合道具原料成本综合分析后，选用最适合生产的刀具。以下将结合实际机械加工过程，总结分析在机械加工中分析选用合适材料刀具的方法。

一、在刀具材料选用时需要注意的问题

（一）选用刀具材料的原则

在刀具材料的选用中，需要以经济实用为原则，降低刀具造价的影响，在机械加工的过程中，需要严格控制生产成本。同时需要结合被加工机械的特点，选择的刀具材料，需要降低刀具材料和机械材料的化学反应，以提高机械加工的效率。为了提高机械加工中的效率，在批量生产的过程中，需要尽可能的确保刀具的稳定，因此需要选用淬火钢等耐磨的刀具材料，在长时间的切削工作中，并不会对刀具产生特别大的磨损[1]。其次，在进行切削工作时，需要以工作人员安全为原则，在进行刀具材料选用时，需要避免刀具崩坏的现象出现，因此不但需要提高加工人员的安全意识，还需要选用具有一定抗弯能力的刀具材料。

（二）影响刀具材料选用的因素

一般来说，在进行刀具材料的选用中，首先需要注意的就是材料的硬度。对于刀具来说，硬度将直接决定其切割能力，常用的合金刀具的硬度在1300-1800的范围内，对于刀具加工来说，合金在经济和稳定性上具有独特的优势，因此在机械加工中，也是较为常用的刀具材料。另外，在机械加工过程中，需要综合对比材料的热导率，分析摩擦产生的热量对于机械零件造成的影响，以及道具可能产生的微小变化，降低刀具受热造成的切削误差。在刀具材料的选用中，还需要了解材料的抗弯强度，脆性材料在长时间的工作下会导致刀具的损坏，不但会提高加工成本，还增加了加工时的危险系数。因此在刀具选用时，需要综合考虑各种因素，从硬度和韧性等方面，选择最合适的刀具材料[2]。

二、在机械加工过程中刀具材料的影响

在机械加工的过程当中，刀具的选用将直接影响到机械的质量，切削刀具需要在强度、韧性等方面，与被加工的机械相匹配，否则在生产加工的过程中，就会造成机械不满足技术要求现象的出现。设计者需要考虑到在机械加工过程中，在粗糙度和硬度方面的变化，随着切削过程的进行，原料和刀具的温度均会上升。在这样的条件下，原料极有可能出现热变形，对于进行切削工作的刀具来说，需要运用热导性较强的原料，才能够保证刀具的正常工作，防止对机械造成损坏，进行稳定的加工。因此在刀具加工的过程中，需要综合分析机械加工的技术要求，以及在加工过程中，可能出现的影响，在温度和硬度等方面选择合适的刀具进行加工[3]。在加工的过程当中，刀具不同的使用速度，也应该选用不同的刀具材料，在 100-200m/min的情况下，更加适合于陶瓷刀具，在固定速度的条件下，由于刀具材料选用不合适，在一定程度上，会提高残次品的比率，从而提高加工成本。

三、选用合适的刀具材料的方法

（一）经过试验检测选择合适的刀具

机械加工工艺经过长时间的发展，目前已经形成了较为成熟的加工体系，经过调查总结发现，常见的刀具损坏主要有以下几种：

经过以往加工时的经验，可以看出在刀具材料的选用中，需要结合机械原料的性质进行综合分析，在简单的实验和以往的加工经验的支持下，以事实为基础进行刀具选用，结合检测结果，适当的改善刀具的材料，以此来保障机械加工后产品的质量和精密度，降低在机械加工过程中产生的残次品数目。在进行批量加工以前，少量的进行一定数目的实验，能够检测出存在的部分问题，再结合机械材料的性质，考虑温度等因素的影响，进行刀具材料的选用[4]。

（二）结合切削工艺要求进行刀具材料的选择

在刀具材料选择时，需要按照切削工艺，结合要求选择刀具材料，举例来说，如果进行精密机械的加工的话，就需要选择稳定性比较强的刀具材料，具体来说，需要受热稳定、化学性质稳定和硬度较强的刀具。结合切削工艺要求，针对性的选择刀具，根据工艺要求，规范切削方法，提高机械加工的成功率，根据加工特点，针对性的选择材料，更加适合于机械的加工，同时也能够满足机械加工的工艺要求。在进行材料的选择时，尽管有一定的规范和要求，可是实际的加工方法，和具体的刀具材料选择，却没有固定的模板和要求，只有根据实际的加工材料和加工方法，特殊的设计最合适的刀具材料，才能够更好的完成切削工作。根据要求进行材料的选择，才能够确保顺利的完成机械的加工，高效的加工出高质量的机械零件。

四、结束语

在进行刀具材料的选用时，需要通过科学规范的计算和分析，综合考虑各种因素可能造成的影响，从长远来看，尽可能的降低，在机械加工过程中的加工成本。通过科学的规划，进行刀具材料的选用，是机械加工过程中重要的步骤，直接影响机械的合格率。

参考文献：

[1]   姚祥勇.初探超硬材料刀具在机械冷加工中的应用[J].中国战略新兴产业，2018，176（44）：216.

[2]   何学斌.浅谈超硬材料刀具在机械加工中的应用[J].百科论坛电子杂志，2018，000（009）：728.

[3]   孙庆志.超硬材料刀具在机械加工中的应用[J].科技创新导报，2018，v.15;No.440（08）：115-116.

[4]   王东升，汪永超，魏宇，等.面向绿色制造的刀具材料综合选择研究[J].组合机床与自动化加工技术，2018，535（09）：13-16.