數(shù)控刀具的發(fā)展情況
　　刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位乙各。中國早在公元前28～前20世紀墨礁，就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆耳峦、刀等銅質刀具恩静。戰(zhàn)國后期(公元前三世紀)，由于掌握了滲碳技術蹲坷，制成了銅質刀具驶乾。當時的鉆頭和鋸，與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處循签。
 　　然而级乐，刀具的快速發(fā)展是在18世紀后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來的县匠。1783年风科，法國的勒內首先制出銑刀。1792年乞旦，英國的莫茲利制出絲錐和板牙贼穆。有關麻花鉆的發(fā)明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)兰粉。
 　　那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的故痊，許用的切削速度約為5米/分。1868年玖姑，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼崖蜜。1898年，美國的泰勒和．懷特發(fā)明高速鋼客峭。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質合金抡柿。
 　　在采用合金工具鋼時舔琅，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時洲劣，又提高兩倍以上备蚓，到采用硬質合金時课蔬，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質量和尺寸精度也大大提高郊尝。
 　　由于高速鋼和硬質合金的價格比較昂貴二跋，刀具出現(xiàn)焊接和機械夾固式結構。1949～1950年間,美國開始在車刀上采用可轉位刀片流昏，不久即應用在銑刀和其他刀具上扎即。1938年，德國德古薩公司取得關于陶瓷刀具的專利况凉。1972年谚鄙，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削刁绒。
 　　1969年闷营，瑞典山特維克鋼廠取得用化學氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質合金刀片的專利知市。1972年傻盟，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質層嫂丙。表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性娘赴，與表層的高硬度和耐磨性結合起來，從而使這種復合材料具有更好的切削性能奢入。
 　　刀具按工件加工表面的形式可分為五類筝闹。加工各種外表面的刀具，包括車刀腥光、刨刀关顷、銑刀、外表面拉刀和銼刀等武福；孔加工刀具议双，包括鉆頭、擴孔鉆捉片、鏜刀平痰、鉸刀和內表面拉刀等；螺紋加工工具伍纫，包括絲錐宗雇、板牙、自動開合螺紋切頭莹规、螺紋車刀和螺紋銑刀等赔蒲；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀舞虱、剃齒刀欢际、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具矾兜，包括鑲齒圓鋸片损趋、帶鋸、弓鋸椅寺、切斷車刀和鋸片銑刀等等浑槽。此外，還有組合刀具配并。
 　　按切削運動方式和相應的刀刃形狀括荡，刀具又可分為三類。通用刀具溉旋，如車刀畸冲、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀观腊、成形刨刀和成形銑刀)邑闲、鏜刀、鉆頭梧油、擴孔鉆苫耸、鉸刀和鋸等；成形刀具儡陨，這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀褪子，如成形車刀、成形刨刀骗村、成形銑刀嫌褪、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等胚股；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件笼痛，如滾刀、插齒刀琅拌、剃齒刀缨伊、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。
 　　各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成进宝。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上刻坊；鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。
 　　刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類党晋。帶孔刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上紧唱，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩活尊，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等漏益。
 　　帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種深胳。車刀绰疤、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力舞终，并借助摩擦力傳遞扭矩轻庆；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具敛劝，切削時借助夾緊時所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉力矩余爆。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成夸盟。
 　　刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分蛾方，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構上陕、排屑或容儲切屑的空間桩砰、切削液的通道等結構要素。有的刀具的工作部分就是切削部分释簿，如車刀亚隅、刨刀、鏜刀和銑刀等庶溶；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分煮纵，如鉆頭、擴孔鉆偏螺、鉸刀行疏、內表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑砖茸，校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導刀具隘擎。
 　　刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種凉夯。整體結構是在刀體上做出切削刃货葬；焊接結構是把刀片釬焊到鋼的刀體上；機械夾固結構又有兩種劲够，一種是把刀片夾固在刀體上震桶，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質合金刀具一般制成焊接結構或機械夾固結構征绎；瓷刀具都采用機械夾固結構蹲姐。
 　　刀具切削部分的幾何參數(shù)對切削效率的高低和加工質量的好壞有很大影響磨取。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形柴墩，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力忙厌，從而減小切削力和切削熱。但增大前角江咳，同時會降低切削刃的強度逢净，減小刀頭的散熱體積。
 　　在選擇刀具的角度時歼指，需要考慮多種因素的影響爹土，如工件材料、刀具材料踩身、加工性質(粗胀茵、精加工)等，必須根據(jù)具體情況合理選擇挟阻。通常講的刀具角度琼娘，是指制造和測量用的標注角度在實際工作時，由于刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變赁濒，實際工作的角度和標注的角度有所不同轨奄，但通常相差很小。
 　　制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性拒炎，必要的抗彎強度挪拟、沖擊韌性和化學惰性，良好的工藝性(切削加工击你、鍛造和熱處理等)玉组，并不易變形。
 　　通常當材料硬度高時丁侄，耐磨性也高惯雳；抗彎強度高時，沖擊韌性也高鸿摇。但材料硬度越高石景，其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性拙吉，以及良好的可加工性潮孽，現(xiàn)代仍是應用最廣的刀具材料，其次是硬質合金筷黔。
 　　聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等往史；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，及合金佛舱、塑料和玻璃鋼等椎例；碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀挨决、板牙和絲錐等工具。
 　　硬質合金可轉位刀片現(xiàn)在都已用化學氣相沉積法涂覆碳化鈦订歪、氮化鈦脖祈、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質合金刀具陌粹，也可用于高速鋼刀具陕习，如鉆頭创千、滾刀、絲錐和銑刀等兴喂。硬質涂層作為阻礙化學擴散和熱傳導的障壁荆姆，使刀具在切削時的磨損速度減慢蒙幻，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上。
 　　由于在高溫胆筒、高壓邮破、高速下，和在腐蝕性流體介質中工作的零件仆救，其應用的難加工材料越來越多抒和，切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為了適應這種情況彤蔽，刀具的發(fā)展方向將是發(fā)展和應用新的刀具材料摧莽；進一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層顿痪，更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾镊辕；進一步發(fā)展可轉位刀具的結構；提高刀具的制造精度蚁袭，減小產(chǎn)品質量的差別征懈，并使刀具的使用實現(xiàn)最佳化。
 　　刀具材料大致分如下幾類：高速鋼揩悄、硬質合金卖哎、金屬陶瓷、陶瓷删性、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石亏娜。
 　　這里主要提下陶瓷，陶瓷用于切削刀具的時間比硬質合金早镇匀，但由于其脆性照藻，發(fā)展很慢。但自上世紀70年代以后汗侵，還是得到了比較快的發(fā)展幸缕。陶瓷刀具材料主要有兩大系群发，即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具发乔，具有成本低熟妓、硬度高、耐高溫性能好等優(yōu)點栏尚，有很好的前景起愈。