機械加工中刀具材料的選擇分析

楊海 孫靜 吉劉濤

摘要：隨著機械化的迅速普及，在機械生產中，總要按照圖紙要求，進行必要的切削工作，對于機械加工來說，總是進行大批量的生產。在這個過程當中，對于刀具材料的選用，就顯得至關重要，結合科學的機械知識，針對性的選用合適的刀具材料，既能夠保證刀具的長時間使用，又能夠降低機械生產中的次品率。刀具材料的選用，需要在科學的調查總結下，經過實際的應用實踐后，選擇最合適的刀具材料，需要在充分了解機械生產的特點以后，再進行選擇和設計。

關鍵詞：機械加工過程;刀具材料;相關的選擇分析

引言：

在機械加工過程當中，往往以生產為先，需要充分了解生產零件的特點，結合被生產零件的材質、精密程度和加工方法，進行切削刀具的選擇，以確保機械生產的質量。隨著機械儀器的迅速發展，目前出現了大量的精密設備，這部分設備在生產原料成本上變得更高，在生產要求上也變得更加苛刻，因此在刀具材料的選用上，需要更加細致入微的分析，以確保機械生產的順利進行。在刀具材料的選用中，盡管需要選擇硬度較大的材料，但是也需要對于刀具的損耗程度進行分析，結合道具原料成本綜合分析后，選用最適合生產的刀具。以下將結合實際機械加工過程，總結分析在機械加工中分析選用合適材料刀具的方法。

一、在刀具材料選用時需要注意的問題

（一）選用刀具材料的原則

在刀具材料的選用中，需要以經濟實用為原則，降低刀具造價的影響，在機械加工的過程中，需要嚴格控制生產成本。同時需要結合被加工機械的特點，選擇的刀具材料，需要降低刀具材料和機械材料的化學反應，以提高機械加工的效率。為了提高機械加工中的效率，在批量生產的過程中，需要盡可能的確保刀具的穩定，因此需要選用淬火鋼等耐磨的刀具材料，在長時間的切削工作中，并不會對刀具產生特別大的磨損[1]。其次，在進行切削工作時，需要以工作人員安全為原則，在進行刀具材料選用時，需要避免刀具崩壞的現象出現，因此不但需要提高加工人員的安全意識，還需要選用具有一定抗彎能力的刀具材料。

（二）影響刀具材料選用的因素

一般來說，在進行刀具材料的選用中，首先需要注意的就是材料的硬度。對于刀具來說，硬度將直接決定其切割能力，常用的合金刀具的硬度在1300-1800的范圍內，對于刀具加工來說，合金在經濟和穩定性上具有獨特的優勢，因此在機械加工中，也是較為常用的刀具材料。另外，在機械加工過程中，需要綜合對比材料的熱導率，分析摩擦產生的熱量對于機械零件造成的影響，以及道具可能產生的微小變化，降低刀具受熱造成的切削誤差。在刀具材料的選用中，還需要了解材料的抗彎強度，脆性材料在長時間的工作下會導致刀具的損壞，不但會提高加工成本，還增加了加工時的危險系數。因此在刀具選用時，需要綜合考慮各種因素，從硬度和韌性等方面，選擇最合適的刀具材料[2]。

二、在機械加工過程中刀具材料的影響

在機械加工的過程當中，刀具的選用將直接影響到機械的質量，切削刀具需要在強度、韌性等方面，與被加工的機械相匹配，否則在生產加工的過程中，就會造成機械不滿足技術要求現象的出現。設計者需要考慮到在機械加工過程中，在粗糙度和硬度方面的變化，隨著切削過程的進行，原料和刀具的溫度均會上升。在這樣的條件下，原料極有可能出現熱變形，對于進行切削工作的刀具來說，需要運用熱導性較強的原料，才能夠保證刀具的正常工作，防止對機械造成損壞，進行穩定的加工。因此在刀具加工的過程中，需要綜合分析機械加工的技術要求，以及在加工過程中，可能出現的影響，在溫度和硬度等方面選擇合適的刀具進行加工[3]。在加工的過程當中，刀具不同的使用速度，也應該選用不同的刀具材料，在 100-200m/min的情況下，更加適合于陶瓷刀具，在固定速度的條件下，由于刀具材料選用不合適，在一定程度上，會提高殘次品的比率，從而提高加工成本。

三、選用合適的刀具材料的方法

（一）經過試驗檢測選擇合適的刀具

機械加工工藝經過長時間的發展，目前已經形成了較為成熟的加工體系，經過調查總結發現，常見的刀具損壞主要有以下幾種：

經過以往加工時的經驗，可以看出在刀具材料的選用中，需要結合機械原料的性質進行綜合分析，在簡單的實驗和以往的加工經驗的支持下，以事實為基礎進行刀具選用，結合檢測結果，適當的改善刀具的材料，以此來保障機械加工后產品的質量和精密度，降低在機械加工過程中產生的殘次品數目。在進行批量加工以前，少量的進行一定數目的實驗，能夠檢測出存在的部分問題，再結合機械材料的性質，考慮溫度等因素的影響，進行刀具材料的選用[4]。

（二）結合切削工藝要求進行刀具材料的選擇

在刀具材料選擇時，需要按照切削工藝，結合要求選擇刀具材料，舉例來說，如果進行精密機械的加工的話，就需要選擇穩定性比較強的刀具材料，具體來說，需要受熱穩定、化學性質穩定和硬度較強的刀具。結合切削工藝要求，針對性的選擇刀具，根據工藝要求，規范切削方法，提高機械加工的成功率，根據加工特點，針對性的選擇材料，更加適合于機械的加工，同時也能夠滿足機械加工的工藝要求。在進行材料的選擇時，盡管有一定的規范和要求，可是實際的加工方法，和具體的刀具材料選擇，卻沒有固定的模板和要求，只有根據實際的加工材料和加工方法，特殊的設計最合適的刀具材料，才能夠更好的完成切削工作。根據要求進行材料的選擇，才能夠確保順利的完成機械的加工，高效的加工出高質量的機械零件。

四、結束語

在進行刀具材料的選用時，需要通過科學規范的計算和分析，綜合考慮各種因素可能造成的影響，從長遠來看，盡可能的降低，在機械加工過程中的加工成本。通過科學的規劃，進行刀具材料的選用，是機械加工過程中重要的步驟，直接影響機械的合格率。

參考文獻：

[1]?? 姚祥勇.初探超硬材料刀具在機械冷加工中的應用[J].中國戰略新興產業，2018，176（44）：216.

[2]?? 何學斌.淺談超硬材料刀具在機械加工中的應用[J].百科論壇電子雜志，2018，000（009）：728.

[3]?? 孫慶志.超硬材料刀具在機械加工中的應用[J].科技創新導報，2018，v.15;No.440（08）：115-116.

[4]?? 王東升，汪永超，魏宇，等.面向綠色制造的刀具材料綜合選擇研究[J].組合機床與自動化加工技術，2018，535（09）：13-16.