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      陶瓷刀具是現(xiàn)代金屬切削加工中的一種新型材料刀具。它不僅能提高生產(chǎn)效率，加工某些普通刀片所不能加工的超硬材料，而且是現(xiàn)有各類刀具的補(bǔ)充，是刀具家族中一支新生力量，在機(jī)械加工行業(yè)中占有十分重要的地位。陶瓷刀具是用特種陶瓷粉末材料，采用科學(xué)配方，通過特殊生產(chǎn)工藝，使用現(xiàn)代化設(shè)備生產(chǎn)制造出來的。其特點為高硬度、高強(qiáng)度、高紅硬性、高耐磨性及優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù)等，其切削加工效率為普通硬質(zhì)合金的3-9倍。普遍適用于機(jī)械加工中的車、銑、鏜、刨等機(jī)床的粗、半精及精加工，更加適合于各類CNC數(shù)控車，銑床及加工中心等現(xiàn)代化機(jī)床的使用。 

      一、重慶利特刀具的切削性能 

      高硬度 

      利特陶瓷刀片的常溫硬度值已超過了最好的硬質(zhì)合金刀片的硬度而達(dá)到92.5-94HRA，這就大大提高了切削能力和耐磨性。它可以加工硬度高達(dá)65HRC的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵，從而減少了退火工序，節(jié)省了電力。優(yōu)良的耐磨性，不僅延長了刀具的切削壽命，而且還減少了加工中的換刀次  數(shù)，從而降低了工人勞動強(qiáng)度，也提高了生產(chǎn)效率。 

      高強(qiáng)度 

      利特陶瓷刀片的抗彎強(qiáng)度，目前已可達(dá)到600-900MPa，其抗壓強(qiáng)度已超過了高速鋼而接近普通硬質(zhì)合金。 

      高抗高溫氧化性 

      利特陶瓷刀片的耐熱性和抗高溫氧化性良好，即使在1100-1400℃切削高溫時，仍能保持較高的硬度，強(qiáng)度進(jìn)行長時間切削。因此加工速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬質(zhì)合金刀具，實現(xiàn)高速切削。其切削速度可比硬質(zhì)合金刀具提高3-10倍，因而能大幅度提高生產(chǎn)效率。 

      良好的斷裂韌性(K1c) 

     斷裂韌性值是評價陶瓷刀片抗破損能力的重要指標(biāo)之一，它與材料的組成、結(jié)構(gòu)、工藝等因素有關(guān)。利特陶瓷刀片斷裂韌性達(dá) 5.5-7.5MPa·m½；，接近某些牌號的硬質(zhì)合金刀片，因而具有良好的抗沖擊能力。尤其在進(jìn)行銑、刨、鏜削及其他斷續(xù)切削時，更能顯示其優(yōu)越性。 

      高抗熱震性 

      陶瓷材料的抗熱震性是指在承受急劇溫度變化時，評價抗破損能力的重要指標(biāo)。 
利特Si3N4系列陶瓷刀片的抗熱震性能指標(biāo)ΔT，高達(dá)600-800℃，由于強(qiáng)度高，較低熱膨脹系數(shù)而明顯優(yōu)于其他系列陶瓷刀片(300-400℃)，因而在高強(qiáng)度斷續(xù)零件的毛坯加工方面，顯示出獨特的優(yōu)越性。 

     適用于加工材質(zhì) 

  ①各類淬硬鋼(58～65HRC) 

 ②冷硬鑄鐵(80～90HS) 

③高錳鋼 

④鎳(Ni),鉻(Cr)合金 

⑤各類鑄鐵(200-400HB) 

⑥各類非金屬材料，石墨，陶瓷素坯，玻璃鋼，耐火材料等。 

       二、重慶利特陶瓷刀片對機(jī)床的要求 

      陶瓷刀具材料對沖擊和振動載荷比較敏感。新一代的利特陶瓷刀具材料雖然在耐沖擊和抗振性方面有了很大進(jìn)步，但是也未從根本上改變其弱點。 

      機(jī)床 — 工件 — 刀具工藝系統(tǒng)剛性弱是促使陶瓷刀具耐用度降低或引起崩刃的主要原因。其中除工件和刀具本身的剛性因素外，機(jī)床剛性愈小，則振動愈大，而刀具耐用度也就愈低。 

       實踐證明，適于陶瓷刀具加工的機(jī)床必須具有良好的剛性、足夠的功率和高的轉(zhuǎn)數(shù)。 

      從國內(nèi)目前機(jī)床情況來看，中型機(jī)床在精、半精加工時這三方面都基本可滿足要求(只是轉(zhuǎn)速尚嫌低)。對淬硬鋼或硬鎳鑄鐵等難加工材料的加工，由于其選用的切削速度較低，即使采用陶瓷刀具來加工，其功率也是足夠的。而在普通鋼材或鑄鐵精加工時往往這三方面都不容易滿足。所以國外在汽車工業(yè)中都設(shè)計專用機(jī)床用陶瓷刀具加工汽車零件。重型機(jī)床的剛性好，有足夠的轉(zhuǎn)速及功率，只要使用得當(dāng)，在重型工業(yè)的加工中，采用陶瓷刀具的成功率往往比較高。 

      另外，在分析機(jī)床剛性時，一定要注意的是機(jī)床 — 工件 — 刀具工藝系統(tǒng)剛性，而不是孤立的一臺機(jī)床的剛性。例如：必須考慮工件的剛性、夾具的剛性、頂尖剛性及刀具剛性、刀具中心高是否與加工工件中心一致等。任何環(huán)節(jié)的剛性不足和操作不當(dāng)都將大幅度地降低陶瓷刀具的切削性能和效率(如有的工廠在大型立車上裝一小刀架，再在小刀架上裝一小車刀，使得這把小車刀成為整個工藝系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，根本無法承受重型工件的切削)。 

      總之，使用陶瓷刀具的機(jī)床，即使一時不太理想時，也必須對原有機(jī)床進(jìn)行認(rèn)真檢修，使之符合一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才使用，切忌使用那些年久失修，快散架的機(jī)床。 

      三、對被加工零件的要求 

      零件毛坯 

      雖然利特陶瓷刀具能對大多數(shù)鑄、鍛件不退火就進(jìn)行毛坯撥荒加工，但也并不是毛坯情況越差越好。如硬鑄件毛坯上的嚴(yán)重夾砂和砂眼將會引起許多不必要的打刀，增加了陶瓷刀具的消耗。如果能在切削加工前對毛坯進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，那就會好得多，如有的工廠在切削前先用手砂輪對缺陷部分進(jìn)行清理、修正，就得到比較好的效果。 

      機(jī)床與被加要零件的情況要匹配，避免“小馬拉大車”等現(xiàn)象。 

      零件“切入”、“切出”處均應(yīng)倒角。 

      對于那些硬度高而形狀不規(guī)則的毛坯，應(yīng)注意必須先倒角后再用陶瓷刀具切削(倒角可用硬質(zhì)合金刀具在低速下進(jìn)行)。 

      毛坯切入處的倒角，可避免陶瓷刀具剛接觸工作時，承受過大的沖擊載荷(一般倒角的角度最好略小于刀具的主偏角)，造成初始損壞。 

      毛坯切出處的倒角，主要是為避免陶瓷刀具切離零件時被留下的一圈料邊打壞。 

      要知道高速轉(zhuǎn)動的高硬毛坯的任何一點毛邊，都有可能打壞陶瓷刀具，而從已車圓了的毛坯開始切削，卻可以長期穩(wěn)定地切削，所以千萬不要忽略了倒角這一“小”問題。 

     刀片幾何尺寸對刀片強(qiáng)度的影響。 

     陶瓷刀片的厚度、刀尖圓弧、半徑、刀尖的角度是影響刀具強(qiáng)度的因素。刀片的厚度越小，強(qiáng)度越低；刀尖圓弧半徑越大，強(qiáng)度越好；刀尖的角度越小，強(qiáng)度越低。 
原則上粗車時選用厚度大，刀尖圓弧半徑大，刀尖角度大。反之選用小厚度、小半徑、小角度來精加工。 

      四、合理選擇切削用量 

      切削深度ap的選擇 

      在陶瓷刀具加工時，為了縮短加工時間，應(yīng)盡可能選擇較大的切削深度，以使在一次走刀后切去部分余量(僅留后續(xù)工序的精加工余量)。但由于切削深度受機(jī)床功率和工藝系統(tǒng)剛性的限制，一般粗加工鋼和鑄鐵時，允許的最大切削深度為2-5mm，通常取ap>；1.6mm，精加工取ap〈0.6mm；加工淬硬鋼，一般都是半精加工或精加工，余量和切削深度較小。當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性比較差時，應(yīng)取較小的切削深度，否則容易引起振動，使刀片破損。 

      進(jìn)給量f的選擇 

      合理選擇進(jìn)給量是成功應(yīng)用陶瓷刀具的關(guān)鍵。但是進(jìn)給量的大小主要受陶瓷刀片強(qiáng)度及工藝系統(tǒng)剛性的影響，精加工還要受被加工表面粗糙度的影響。 

      因為陶瓷刀片的強(qiáng)度比硬質(zhì)合金刀片低，所以進(jìn)給量也應(yīng)低些。一般可預(yù)選得小一些，通過實踐逐步增加。粗車普通鋼和鑄鐵，進(jìn)給量f取為0.1-0.75mm/r；精加工取f=0.05-0.25mm/r。端銑時可取每齒進(jìn)給量af=0.1-0.3mm/Z。 

      加工淬硬鋼，隨硬度不同而選取進(jìn)給量f。一般取車削f=0.1- 0.3mm/r；端銑取每齒進(jìn)給量af=0.05-0.15mm/Z。 
  
      按已加工表面粗糙度選取進(jìn)給量f 粗糙度Ra(µ；m) 進(jìn)給量f(mm/r)  
>；5～10(▽4) 0.3～0.7  
>；2.5～5(▽5) 0.2～0.5  
>；1.25～2.5(▽6) 0.1～0.3  
>；0.63～1.25(▽7) 0.05～0.2  

       如有表面粗糙度要求則可按右表數(shù)據(jù)選?。?nbsp;

      注意，進(jìn)給量對刀具破損的影響比切削速度大，選取較小的進(jìn)給量，有利于防止或減少刀具的破損。因此，對于陶瓷刀具應(yīng)選用較小的進(jìn)給量和盡可能高的切削速度。 

      切削速度v的選擇利特陶瓷刀具適于高速切削。 

      對一定的工件材料，切削速度主要受機(jī)床功率限制。結(jié)合已選定的切削深度ap和進(jìn)給量f，如因機(jī)床功率不足，而使切削速度選得過低，則不僅不利于發(fā)揮陶瓷刀具的優(yōu)越性，而且容易發(fā)生崩刃。應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少進(jìn)給量，甚至是切削深度，以便提高切削速度。目前陶瓷刀具的切削速度，雖然有的國家最高已用到1500m/min，但加工普通鋼和鑄鐵，大多數(shù)仍然是v=200-600m/min；加工硬度HRC<；65的鋼材v=60-200m/min；銑削一般鋼和鑄鐵v=200-500m/min；銑削耐熱合金v=100-250m/min。 

       切削速度對切屑形狀的影響很大，特別在v=350-1500m/min范圍內(nèi)，往往可以獲得良好的切屑形狀，如在高速車削淬硬鋼時，可能形成酥化的易于碎斷的假帶狀切屑，而使切屑易于清理。用陶瓷刀具作低速切削時，不但與硬質(zhì)合金刀具的切削性能相近，而且容易引起工藝系統(tǒng)的振動，使刀具發(fā)生崩刃。例：在v<；50m/min時車削抗拉強(qiáng)度為800-850MPa的鋼材，陶瓷刀具很容易發(fā)生崩刃，甚至無法切削。在一定速度范圍內(nèi)高速切削時，切削溫度的升高，能改變工件材料的性能，提高陶瓷刀具的韌性，從而減少其破損，所以一般陶瓷刀具均采用干切削。 

      注意：用陶瓷刀具斷續(xù)切削時，如果切削速度提高太多，溫差很大，產(chǎn)生的熱應(yīng)力會導(dǎo)致刀具破損。 

      目前，國內(nèi)外并沒有陶瓷刀具切削用量的定型數(shù)據(jù)可查，有的只是一些廠商積累的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和我公司自身對陶瓷刀具的實驗數(shù)據(jù)。而且隨著陶瓷刀片質(zhì)量的好壞，具體使用時的加工條件的不同，其出入也較大。（一般美國切削數(shù)據(jù)手冊中的切削用量偏高，在國內(nèi)生產(chǎn)中很難達(dá)到）。 

      利特公司根據(jù)國內(nèi)若干工廠使用利特陶瓷刀具的實踐將切削用量歸納在下表中，在一般情況下，推薦給用戶參考。但有些情況，就要酌情處理，相同材質(zhì)的，如大工件，大直徑就不能用高轉(zhuǎn)速，但工件小，直徑小，就可提高切速。 

      利特陶瓷刀具推薦參考切削參數(shù) 工件材料與工序 刀片牌號 切削速度V 

m/min 進(jìn)給量f 

mm/r 切削深度ap 

mm  

灰鑄鐵HT 

200-300HB 粗加工 LT-1、2 100-250 0.3-0.9 2-6  

半精加工 LT-2、3 150-300 0.2-0.7 1-4  

精加工 LT-3、4 150-400 0.05-0.4 0.1-1  

可鍛鑄鐵KT 

200-280HB 粗加工 LT-1、2 110-280 0.4-1 2-6  

半精加工 LT-2、3 160-300 0.15-0.8 1-3 

精加工 LT-3、4 200-400 0.1-0.5 0.1-1  

球墨鑄鐵QT 

200-320HB 粗加工 LT-1、2 80-150 0.2-0.9 2-6  

半精加工 LT-2、3 120-200 0.1-0.6 1-4  

精加工 LT-3、4 150-300 0.05-0.35 0.05-0.8  

冷硬鑄鐵LT 

80-90HS 粗加工 LT-1、2 15-30 0.3-0.9 1-5  

半精加工 LT-2、3 25-50 0.2-0.7 0.8-3  

精加工 LT-3、4 30-80 0.1-0.35 0.1-0.8  

淬硬鋼 

50-65HRC 粗加工 LT-3 25-45 0.15-0.5 0.3-2  

半精加工 LT-4 35-60 0.1-0.35 0.2-1  

精加工 LT-4 45-90 0.05-0.25 0.05-0.5  

高速鋼 

58-68HRC 粗加工 LT-3 20-40 0.1-0.4 0.5-1.5  

半精加工 LT-4 30-50 0.1-0.35 0.3-1  

精加工 LT-4 40-80 0.05-0.15 0.05-0.5  

滾珠軸承鋼 

55-62HRC 粗加工 LT-3 20-50 0.2-0.5 0.3-1.5  

半精加工 LT-4 35-60 0.15-0.35 0.2-0.8  

精加工 LT-4 50-90 0.05-0.2 0.05-0.3  

耐熱合金Ni 

110-400HB 粗加工 LT-3 50-70 0.2-0.35 0.5-2  

半精加工 LT-3、4 60-90 0.1-0.25 0.3-1  

精加工 LT-8、4 80-120 0.05-0.15 0.15-0.3  

耐熱合金Co 

100-300HB 粗加工 LT-3 40-60 0.15-0.35 0.5-2  

半精加工 LT-3、4 50-80 0.1-0.25 0.3-1  

精加工 LT-8、4 70-100 0.05-0.15 0.1-0.3  

鋁合金 粗加工 LT-8、4 200-400 0.3-0.5 0.5-3  

半精加工 LT-8、4 250-600 0.05-0.15 0.05-0.3  

利特陶瓷推薦刀具參數(shù) 加工類別\幾何參數(shù) 刀尖rε 

mm 負(fù)倒棱寬度drn 

mm 倒棱角度(rn)  

粗加工 1.2-8.0 0.7-1.5 15°-25°  

半精加工 0.8-1.6 0.25-0.7 10°-15° 

精加工 0.2-1.2 0.1-0.25 0°-15°  

不同刀尖半徑時最大進(jìn)給推薦 刀尖半徑rε 

mm 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4  

最大進(jìn)給Fn 

mm 0.05-0.15 0.25-0.35 0.4-0.7 0.5-1.0 0.7-1.3 1.0-1.8  

注：  

      用戶可根據(jù)加工需要選擇不同主偏角的刀桿配所需加工方式的刀片； 

      對于55°及35°和R型刀片適合仿型加工及臺階加工。 

      五、陶瓷刀具的刃磨 

      對于陶瓷刀具，一般都采用金剛石砂輪進(jìn)行磨削，其磨削質(zhì)量對切削性能有很大影響。對于可轉(zhuǎn)位陶瓷刀片，原則上是不重磨的，因為重磨后其刀片的裝夾尺寸及定位尺寸都發(fā)生變化，在CNC機(jī)床加工中就要重新調(diào)整進(jìn)刀尺寸，以保證工件尺寸的一致性。但一些工廠為了降低消耗，物盡其用，也可在工具磨床或刀具刃磨機(jī)上用金剛石砂輪進(jìn)行刃磨，其金剛石砂輪的主要參數(shù)，一般可采用： 

      粒度：180～280# 濃度：75～100% 

      硬度：K、L、M、P 結(jié)合劑：樹脂結(jié)合劑。 

      一般情況下，半精磨采用粒度粗一些，精磨粒度細(xì)一些，半精磨硬度低一些，精磨硬度高一些，其磨削速度干磨，一般為18～22m/s，加磨削液時可提高為20～28m/s。磨削時進(jìn)刀不能太大、太快，以免陶瓷刀片崩裂。 

      利特公司按照ISO國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)各類刀具及刀片，也為用戶設(shè)計，生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)各類刀具，并提供良好的售前、售后服務(wù)。隨時向用戶了解使用情況，反饋用戶的意見和建議，不斷提高我們的產(chǎn)品質(zhì)量及服務(wù)質(zhì)量，使我們生產(chǎn)的產(chǎn)品不斷完善，我們的公司不斷進(jìn)步，以便于更好地為用戶服務(wù)。