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数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具；同时“数控刀具”除切削用的刀片外，还包括刀杆和刀柄等附件！

刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28～前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元世纪)，由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年，法国的勒内制出铣刀。1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年，美国的泰勒和．怀特发明高速工具钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949～1950年间，美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能

于刀面两侧各挖除一个凹槽，因其容易加工及设计，故市面上许多工厂刀皆是此一种研磨方式。大的优点便是经此研磨后会形成一个非常薄的刀刃，而越薄的刀刃切削能力越好。其缺点为：越薄的刀刃越脆弱。它可以切、削较硬的物体或组织，但却不适合用以在料理食物时砍劈的动作，因刀身的纵切面为非线性，故无法切的太深。凹磨的刀子皆不建议用于砍劈动作上，因其刀刃相对的较脆弱。其大的优点便是增加刀刃的切削能力，尤其是在刀面不够宽阔时使用（德国Puma刀厂算出若刀背有3.5mm厚，那么刀面至少要有20mm宽才能有相当的切削砍劈能力。若不够宽的刀子便要以Hollowground的方式来弥补。）。早期的剃头刀便是用凹磨。凿刀磨法、片刃研磨（ChiselGrind）：刀面只有一面研磨。优点有四：1.易于加工：一面研磨故只需其它研磨方式的一半加工，且不需太过精密，因此省时、省工、省钱。2.易于研磨：除非严重的损伤，否则只需研磨一面即可，且研磨技术不必像其它研磨方式一般的高超。3.刀刃坚固：只单边开刃，故刀刃角度大（约30-45度），刀身厚。4.节省材料：在早期锤打制刀时代，此种研磨方式不需像其它研磨方式一般要削去多余的钢材，可节省多的钢材耗费。台湾原住民的刀子便是凿刀磨法。　缺点有三：1.无法准确的切削：拿凿刀磨法及其它双边研磨的刀子来切苹果时你便会发现，双面研磨的刀子可以的将苹果平分切成两半，而凿刀磨法的刀子则会随着研磨的角度而〔斜〕出去。2.无法穿刺的太深：凿刀磨法在刀尖上造成了太多的斜面，使得其在穿刺上形成了许多的阻碍点。举例而言，你从未见过凿刀研磨的匕首、短剑或穿孔锥吧！3.研磨面错误：右手刀的研磨方式为（从刀背向下俯视）刀面的左侧为平坦，右侧才研磨?左手刀刚好相反。然因东、西方传统性刀面展示上的不同及小刀用法习惯的差异，使得西方刀厂所做出之凿刀研磨大多为左手刀（西方人习惯将刀尖向左的展示刀子，将左刀面视为正面?东方人则将刀尖向右展示刀子，将右刀面视为正面），在刀刃向外切削将刀子切削的角度加大才能平顺的使用。美国也发现了这个问题，虽然大多数的刀厂依旧坚持〔左手刀〕，但如GTKnives已将其凿刀磨法的刀子改为右手刀。日式的凿刀磨法的刀子则全是右手刀。

制造刀具的材料具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用广的刀具材料，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只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。硬质合金可转位刀片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。

对刀具进行涂层是机械加工行业前进道路上的一大变革，它是在刀具韧性较高的基体上涂覆一层、二层乃至多层具有高硬度、高耐磨性、耐高温材料的薄层（如TiN、TiC等），使刀具具有全面、良好的综合性能。未涂层高速钢的硬度仅为62~68HRC（760~960HV），硬质合金的硬度仅为89~93.5HRA（1300~1850HV）；而涂层后的表面硬度可达2000~3000HV以上。在工业生产中，使用涂层刀具可以提高加工效率、加工精度、延命、降低成本。近30余年来，刀具涂层技术迅速发展，涂层刀具得到了广泛应用。涂层高速钢刀具和涂层硬质合金刀具已占全部刀具使用总量的50%以上。在西欧，由于资源匮乏和机械加工的化，以及数控技术进步及难加工材料增多，涂层刀具正以惊人的发展速度被动式向前挺进。西方工业发达国家使用的涂层刀具占可转位刀片的比例已由1978年的26%上升到2005年的90%，新型的数控机床所用的刀具中80%左右是涂层刀具

石墨刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺；1．前角，采用负前角加工石墨时，刀具刃口强度较好，耐冲击和摩擦的性能好，随着负 前角值的减小，后刀面磨损面积变化不大，但总体呈减小趋势，采用正前角加工时，随着前角的增大，刀具越锋利，但刀具刃口强度被削弱，反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时，切削阻力大，增大了切削振动，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大。一般粗加工应选择较小前角刀具或负前角刀具。2．后角，如果后角的增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后，切削振动加强。后角越小，弹性恢复层同后刀面的摩擦接触长度越大，它是导致切削刃及后刀面磨损的直接原因之一。从这个意义上来看，增大后角能减小摩擦，可以提高已加工表面质量和刀具使用寿命。3．螺旋角，螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长长，切削阻力大，刀具承受的切削冲击力大，因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是大的。当螺旋角去较大时，铣削合力的方向偏离工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。因此，刀具角度变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的，所以在选择方面一定要多加注意。通过对石墨材料的加工特性做了大量的科学测试，PARA刀具优化了相关刀具的几何角度，从而使得刀具的整体切削性能大大提高。

选择适当的加工条件对于刀具的寿命有相当大的影响。1．切削方式（顺铣和逆铣），顺铣时的切削振动小于逆铣的切削振动。顺铣时的刀具切入厚度从大减小到零，刀具切入工件后不会出现因切不下切屑而造成的弹刀现象，工艺系统的刚性好，切削振动小；逆铣时，刀 具的切入厚度从零增加到大，刀具切入初期因切削厚度薄将在工件表面划擦一段路径，此时刃口如果遇到石墨材料中的硬质点或残留在工件表面的切屑颗粒，都将引起刀具的弹刀或颤振，因此逆铣的切削振动大；2．吹气（或吸尘）和浸渍电火花液加工，及时清理工件表面的石墨粉尘，有利于减小刀具二次磨损，延长刀具的使用寿命，减少石墨粉尘对机床丝杠和导轨的影响；3．选择合适的高转速及相应的大进给量。综述以上几点，刀具的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件，在刀具的使用寿命中扮演者不同的角色，缺一不可，相辅相成的。一把好的石墨刀具，应具备流畅的石墨粉排屑槽、长的使用寿命、能够深雕刻加工、能节约加工成本。

1、刃口磨损。改进办法：提高进给量；降低切削速度；使用更耐磨的刀片材质；使用涂层刀片。2、崩碎。改进办法：使用韧性更好的材质；使用刃口强化的刀片；检查工艺系统的刚性；加大主偏角。3、热变形。改进办法：降低切削速度；减少进给；减少切深；使用更具热硬性的材质。4、切深处破损。改进办法：改变主偏角；刃口强化；更换刀片材质。5、热裂纹。改进办法：正确使用冷却液；降低切削速度；减少进给；使用涂层刀片。6、积屑。改进办法：提高切削速度；提高进给；使用涂层刀片或金属陶瓷刀片；使用冷却液；使刃口更锋利。7、月牙洼磨损。改进办法：降低切削速度；降低进给；使用涂层刀片或金属陶瓷刀片；使用冷却液。8、断裂。改进办法：使用韧性更好的材质或槽型；减少进给；减少切深；检查工艺系统的刚性。注意：通常当后刀面磨损达0.7毫米时，应更换刀片刃口；精加工时大磨损量为0.04毫米。

滚压刀能在常温下利用金属的塑性变形，使工件表面的微观不平度辗平从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。因此这种方法可同时达到光整加工及强化两种目的，是磨削、车削无法做到的。无论用何种金属加工刀具加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而达到工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，硬度和强度提高，从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。滚压是一种无切削的塑性加工方法。 [1]