磨刀霍霍！且看霸气旋转类刀具“工业牙齿”如何磨削加工

无论钻牙还是钻墙、钻井，都要用到锋利精准的钻头，这就是业内人称的旋转类刀具，素有“工业的牙齿”之称，什么样的硬骨头都能搞定，好马需配好鞍，比如使用先进的数控加工设备，如果使用的刀具不对，也是达不到好的加工预期，选用合适的刀具材料，对刀具使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本等都有很大，今天小编和大家一起聊一下刀具。

旋转类刀具

旋转类刀具的几何形状是通过多个生产步骤磨削而成的。

典型的磨削步骤从刀具毛坯制备开始，到棒料切割、无芯磨、倒角、段差磨，再是刀具开槽、分齿清边和后角磨削。

01 了解刀具的分类

俗话说好马配好鞍，好的机床设备当然要配备好的刀具。金属切削加工是用刀具从工件表面切除多余的金属材料，从而获得在几何形状、尺寸精度、表面粗糙度及表面层质量等方面均符合要求的零件的一种加工方法。

其核心问题是刀具切削部分与工件表层的相互作用，即刀具的切削作用和工件的反切削作用。这是切削加工中的主要矛盾，而刀具的切削作用则是矛盾的主要方面。切削刀具是支撑和促进切削加工技术进步的关键因素。

近年来，高速高效数控机床的广泛应用使现代切削加工技术发展到了一个新的阶段，先进高效刀具的应用是使昂贵的数控机床充分发挥其高效加工能力的基本前提之一。

1、刀具按工件加工表面的形式可分为五类

（1）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；

（2）孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；

（3）螺纹加工刀具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；

（4）齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；

（5）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。

此外，还有组合刀具。

2、按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类

（1）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；

（2）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；

（3）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。

各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。

刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。

刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种：

（1）整体结构是在刀体上做出切削刃；

（2）焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；

（3）机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。

硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固结构。

刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。

在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等，必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变，实际工作的角度和标注的角度有所不同，但通常相差很小。

02 材料选择对刀具光洁度的影响

现代仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。

聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等；聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等；碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。

硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具，也可用于高速钢刀具，如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁，使刀具在切削时的磨损速度减慢，涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1～3倍以上。

由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工材料越来越多，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况，刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料；进一步发展刀具的气相沉积涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾；进一步发展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现最佳化。

刀具材料大致分如下几类：高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金刚石。

刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此，刀具材料应具备如下一些基本性能：

（1）硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。

（2）强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动，防止刀具脆性断裂和崩刃。

（3）耐热性。刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。

（4）工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。

03 刀具的未来发展

根据制造业发展的需要，多功能复合刀具、高速高效刀具将成为刀具发展的主流。面对日益增多的难加工材料，刀具行业必须改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。

（1）硬质合金材料及涂层应用增多。细颗粒、超细颗粒硬质合金材料是发展方向；纳米涂层、梯度结构涂层及全新结构、材料的涂层将大幅度提高刀具使用性能；物理涂层（PVD）的应用继续增多。

（2）新型刀具材料应用增多。陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韧性进一步增强，应用场合日趋增多。

（3）切削技术快速发展。高速切削、硬切削、干切削继续快速发展，应用范围在迅速扩大。

04 品牌推荐（Vollmer）

无论是汽车制造业、航空航天业、家具生产还是移动电话生产：正确的刀具至关重要！加工铝、镁或MMX材料通常需要形状复杂的刀具和最高的表面质量。因此，精密、可靠、高效的刃磨和磨削流程是每一家刀具制造商成功的基本要素。

Vollmer孚尔默可以为您提供全面的创新型切削刀具生产和加工技术与机床，例如钻头或铣刀，无论是PCD电火花放电加工还是硬质合金磨削都不在话下。无论是盘电极放电加工、线电极放电加工，还是包括测量、电火花放电加工、磨削和抛光在内的完整加工：

Vollmer孚尔默随时都能提供正确的解决方案。“Vpulse EDM”让我们拥有先进的电火花放电加工技术，能实现格外精准的进给或特别高效的加工！在硬质合金磨削领域，VGrind系列机床多年来始终保持着精度和生产效率的最高标准。

05 产品推荐

VGrind 340S用于制造直径范围在0.3～12.7 mm的硬质合金铣刀和钻头。凭借两个砂轮套件的更换方案提高灵活性，并通过高效的导向系统与合理的自动化配置缩短更换时间，从而确保高效和高质量生产的最佳条件。

QXD 250

新型QXD 250。

工件直径可达320 mm

工件重量可达25 kg

B轴扩展后的旋转范围可达± 20°，确保工件摆动的最大自由度

经过改进的主轴驱动机构可实现最佳的磨削加

CB 400

CB 400，可选装凹面或分屑槽自动加工

选装斜磨

使用磨削油作为冷却剂，出色的磨削结果