在机械加工领域，钨钢材料凭借其高硬度、高强度、高耐磨性等优异特性，被广泛应用于各类零部件的制造中。然而，钨钢的这些特性也给加工过程带来了极大的挑战，尤其是刀具的选用，直接关系到加工效率、加工质量以及刀具的使用寿命。因此，深入探讨钨钢加工中刀具的选用原则具有重要的现实意义。

刀具材料的选择

刀具材料是决定刀具性能的关键因素之一，在钨钢加工中，必须选择能够适应钨钢高硬度特性的刀具材料。

超硬材料刀具

超硬材料刀具，如金刚石刀具和立方氮化硼刀具，在钨钢加工中具有显著优势。金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性，其硬度远高于钨钢，能够在加工过程中保持刃口的锋利度，从而获得高质量的加工表面。同时，金刚石刀具与钨钢之间的摩擦系数较小，可有效降低切削力和切削温度，减少刀具磨损。不过，金刚石刀具对铁族元素较为敏感，在高温下容易与铁发生化学反应，导致刀具性能下降，因此不太适合加工含铁量较高的钨钢材料。

立方氮化硼刀具则克服了金刚石刀具的这一缺点，它具有优异的热稳定性和化学稳定性，能够在高温下保持较高的硬度和耐磨性，适用于加工各种钨钢材料。立方氮化硼刀具的切削速度高，可显著提高加工效率，尤其适用于高速、高效、高精度的钨钢加工场合。

硬质合金刀具

硬质合金刀具是钨钢加工中常用的刀具材料之一。它具有较高的硬度、强度和耐磨性，且价格相对较为亲民。根据硬质合金中钴含量的不同，可分为不同牌号的硬质合金。钴含量较高的硬质合金韧性较好，适用于粗加工和断续切削；钴含量较低的硬质合金硬度较高，耐磨性更好，适用于精加工。在选择硬质合金刀具时，需根据具体的加工要求，如切削用量、加工精度等，合理选择合适的牌号。

刀具几何参数的确定

刀具的几何参数对切削过程和加工质量有着重要影响，在钨钢加工中，需要根据钨钢的材料特性和加工要求，合理确定刀具的几何参数。

前角

前角的大小直接影响切削力、切削热和刀具的耐用度。在钨钢加工中，由于钨钢硬度高，切削力大，为减小切削变形和切削力，通常选择较小的前角。但前角过小会使切削刃变钝，切削力增大，切削温度升高，加速刀具磨损。因此，需综合考虑钨钢的硬度、刀具材料和加工条件等因素，选择合适的前角。一般来说，对于硬度较高的钨钢材料，前角可取负值或较小的正值，以增强切削刃的强度。

后角

后角的主要作用是减小后刀面与加工表面之间的摩擦。在钨钢加工中，为减少刀具后刀面的磨损，保证加工表面的质量，通常选择较大的后角。但后角过大会使切削刃强度降低，容易产生崩刃现象。因此，后角的选择应在保证切削刃强度的前提下，尽可能增大后角，一般后角可取 10° - 15°。

主偏角和副偏角

主偏角和副偏角的大小影响切削分力的大小和加工表面的粗糙度。在钨钢加工中，为减小径向切削力，避免工件产生振动，通常选择较大的主偏角。同时，为减小加工表面的残留面积高度，提高加工表面的质量，副偏角应选择较小的值。一般来说，主偏角可取 75° - 90°，副偏角可取 5° - 10°。

刃倾角

刃倾角主要影响切屑的流出方向和切削刃的锋利程度。在钨钢加工中，为控制切屑的流向，避免切屑划伤已加工表面，同时增强切削刃的强度，通常选择负的刃倾角。负的刃倾角可使切屑流向已加工表面，对已加工表面起到一定的抛光作用，提高加工表面的质量。但刃倾角过负会使切削力增大，需根据具体情况合理选择刃倾角的值，一般可取 -5° - -15°。

刀具结构的优化

刀具结构的合理性对于提高加工效率和加工质量同样至关重要。在钨钢加工中，应根据加工特点和要求，对刀具结构进行优化设计。

刀片形状和尺寸

刀片的形状和尺寸应根据加工表面的形状和尺寸进行选择。对于平面加工，可选择正方形或圆形刀片；对于曲面加工，则应选择与曲面形状相适应的刀片，如菱形刀片或三角形刀片。刀片的尺寸应根据切削用量和刀具的强度要求进行合理选择，尺寸过小的刀片强度不足，容易损坏；尺寸过大的刀片则可能影响加工的灵活性和加工表面的质量。

刀杆的刚性和强度

刀杆的刚性和强度直接影响刀具的切削性能和加工精度。在钨钢加工中，由于切削力较大，为避免刀杆产生振动和变形，影响加工质量，应选择具有足够刚性和强度的刀杆。刀杆的直径和长度应根据加工条件进行合理选择，在保证刚性的前提下，尽可能缩短刀杆的长度，以提高刀具的刚性。

刀具的排屑性能

良好的排屑性能可避免切屑在加工区域堆积，减少切屑与刀具和工件的摩擦，降低切削温度，提高刀具的使用寿命和加工表面的质量。在刀具设计中，应合理设计排屑槽的形状和尺寸，使切屑能够顺利排出。例如，可采用大螺旋角、宽排屑槽的设计，以提高刀具的排屑性能。

加工条件与刀具选用的匹配

不同的加工条件对刀具的性能要求也不同，在钨钢加工中，需要根据具体的加工条件，如切削用量、加工方式等，选择与之匹配的刀具。

切削用量的影响

切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量。在钨钢加工中，切削速度的选择应根据刀具材料和钨钢材料的特性进行合理确定。一般来说，超硬材料刀具可采用较高的切削速度，硬质合金刀具的切削速度则相对较低。进给量和背吃刀量的选择应在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，尽可能提高加工效率。较大的进给量和背吃刀量会增加切削力，加速刀具磨损，因此需根据刀具的强度和加工表面的质量要求进行合理选择。

加工方式的要求

不同的加工方式，如车削、铣削、钻削等，对刀具的性能要求也有所不同。在车削加工中，刀具需具有良好的抗弯强度和耐磨性；在铣削加工中，由于铣削为断续切削，刀具需承受较大的冲击载荷，因此要求刀具具有较高的韧性和抗冲击性能；在钻削加工中，刀具需具备良好的排屑性能和自定心能力。因此，在选择刀具时，需根据具体的加工方式，选择具有相应性能特点的刀具。

钨钢加工中刀具的选用是一个综合性的问题，需要综合考虑刀具材料、几何参数、结构以及加工条件等多方面因素。只有合理选用刀具，才能充分发挥刀具的性能，提高钨钢加工的效率和质量，降低加工成本，为钨钢材料在各领域的广泛应用提供有力保障。在实际生产中，加工人员应不断积累经验，根据具体情况灵活调整刀具的选用方案，以适应不断变化的加工需求。