刀具:刀具又稱切削工具，一般是指是機械製造中用於切削加工的工具，還有特別 -百科知識中文網

歷史和發展

刀具的發展在人類進步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28～前20世紀，就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鑽、刀等銅質刀具。戰國後期(公元前三世紀)，由於掌握了滲碳技術，製成了銅質刀具。當時的鑽頭和鋸，與現代的扁鑽和鋸已有些相似之處。然而，刀具的快速發展是在18世紀後期，伴隨蒸汽機等機器的發展而來的。1783年，法國的勒內首先制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關麻花鑽的發明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產。那時的刀具是用整體高碳工具鋼製造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特製成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和．懷特發明高速工具鋼。1923年，德國的施勒特爾發明硬質合金。在採用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，採用高速鋼時，又提高兩倍以上，到採用硬質合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的的工件表面質量和尺寸精度也大大提高。由於高速鋼和硬質合金的價格比較昂貴，刀具出現焊接和機械夾固式結構。1949～1950年間,美國開始在車刀上採用可轉位刀片，不久即套用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關於陶瓷刀具的專利。1972年，美國通用電氣公司生產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。1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學氣相沉積法，生產碳化鈦塗層硬質合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發展了物理氣相沉積法，在硬質合金或高速鋼刀具表面塗覆碳化鈦或氮化鈦硬質層。表面塗層方法把基體材料的高強度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結合起來，從而使這種複合材料具有更好的切削性能.機械製造中用於切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。絕大多數的刀具是機用的，但也有手用的。由於機械製造中用的刀具基本上都用於切削金屬材料，“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。

安全性技術

高速銑削工藝在汽車、飛機和模具製造業中套用廣泛。由於銑刀高速鏇轉時刀具各部分承受的離心力已遠遠超過切削力本身的作用而成為刀具的主要載荷，而離心力達到一定程度時會造成刀具變形甚至破裂，因此研究高速銑刀的安全性技術對發展高速銑削技術有著極其重要的意義。
1、高速銑刀安全性技術研究的現狀
20世紀90年代初德國就開始了對高速銑刀的安全性技術研究，並制訂了DIN6589-1《高速銑刀的安全要求》標準草案，規定了高速銑刀失效的試驗方法和標準，在技術上提出了高速銑刀設計、製造和使用的指導性意見，規定了統一的安全性檢驗方法。該標準草案已成為各國高速銑刀安全性的指導性檔案。（1）高速銑刀的安全失效形式與試驗方法
標準草案規定了高速切削的速度界限，超過該速度後離心力將成為銑刀的主要載荷，必須採用安全技術。在刀具直徑與高速切削範圍關係圖中，曲線以上區域為該標準規定的銑刀必須經過安全檢驗的高速切削範圍：對於直徑d1≤32mm的單件刀具（整體或焊接刀具），其切削速度超過10000m/mm為高速切削範圍；對於直徑d1>32mm的裝配式機夾刀具，高速切削範圍為線段BC以上區域。高速銑刀的安全失效形式有兩種：變形和破裂。不同類型銑刀的安全試驗方法也不同。對於機夾可轉位銑刀，有兩種安全試驗方法：一種方法是在1.6倍最大使用轉速下進行試驗，刀具的永久性變形或零件的位移不超過0.05mm；另一種方法是在2倍於最大使用轉速下試驗，刀具不發生破裂（包括夾緊刀片的螺釘被剪斷、刀片或其他夾緊元件被甩飛、刀體的爆裂等）。而對於整體式銑刀，則必須在2倍於最大使用轉速條件下試驗而不發生彎曲或斷裂。
（2）高速銑刀強度計算模型
高速刀具在離心力的作用下是否發生失效的關鍵在於刀體的強度是否足夠、機夾刀的零件夾緊是否可靠。當把離心力作為主要載荷計算刀體強度時，由於刀具形狀的複雜性，用經典力學理論計算得出的結果誤差很大，常常不能滿足安全性設計的要求。為了在刀具設計階段對其結構強度在離心力作用下的受力和變形進行定性和定量的分析，可通過有限元方法計算不同轉速下的應力大小，模擬失效過程和改進設計方案。高速銑刀有限元計算模型中包括刀體、刀體座、刀片和夾緊螺釘。首先計算刀體（包括螺釘、刀片等零件質量）的彈性變形，再對分離出的刀座作詳細分析，把所獲得的刀體彈性變形作為邊界條件加到刀座分離體；然後由切出的刀座、刀片、螺釘及無質量的摩擦副組成刀片夾緊系統的模型，進行夾緊的可靠性分析。有限元模型能模擬刀片在刀座里的傾斜、滑動、轉動以及螺釘在夾緊時的變形，可計算出在不同轉速下刀片位移和螺釘受力的大小。

2、提高高速銑刀安全性的措施
結合高速銑刀安全性標準，通過有限元計算模型的分析，為適應安全性要求，可採取以下措施：
（1）減輕刀具質量，減少刀具構件數，簡化刀具結構由試驗求得的相同直徑的不同刀具的破裂極限與刀體質量、刀具構件數和構件接觸面數之間的關係，經比較發現，刀具質量越輕，構件數量和構件接觸面越少，刀具破裂的極限轉速越高。研究發現，用鈦合金作為刀體材料減輕了構件的質量，可提高刀具的破裂極限和極限轉速。但由於鈦合金對切口的敏感性，不適宜製造刀體，因此有的高速銑刀已採用高強度鋁合金來製造刀體。
在刀體結構上，應注意避免和減小應力集中，刀體上的槽（包括刀座槽、容屑槽、鍵槽）會引起應力集中，降低刀體的強度，因此應儘量避免通槽和槽底帶尖角。同時，刀體的結構應對稱於迴轉軸，使重心通過銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調整結構應儘可能消除游隙，並且要求重複定位性好。目前，高速銑刀已廣泛採用hsk刀柄與工具機主軸連線，較大程度地提高了刀具系統的剛度和重複定位精度，有利於刀具破裂極限轉速的提高。此外，機夾式高速銑刀的直徑顯露出直徑變小、刀齒數減少的發展趨勢，也有利於刀具強度和剛度的提高。　
（2）改進刀具的夾緊方式
模擬計算和破裂試驗研究表明，高速銑刀刀片的夾緊方法不允許採用通常的摩擦力夾緊，要用帶中心孔的刀片、螺釘夾緊方式，或用特殊設計的刀具結構以防止刀片甩飛。刀座、刀片的夾緊力方向最好與離心力方向一致，同時要控制好螺釘的預緊力，防止螺釘因過載而提前受損。對於小直徑的帶柄銑刀，可採用液壓夾頭或熱脹冷縮夾頭實現夾緊的高精度和高剛度。
（3）提高刀具的動平衡性
提高刀具的動平衡性對提高高速銑刀的安全性有很大的幫助。因為刀具的不平衡量會對主軸系統產生一個附加的徑向載荷，其大小與轉速的平方成正比。設鏇轉體質量為m，質心與鏇轉體中心的偏心量為e，則由不平衡量引起的慣性離心力F為： F=emω2=U（n/9549）2 式中：U為刀具系統不平衡量（g·mm），e為刀具系統質心偏心量（mm），m為刀具系統質量（kg），n為刀具系統轉速（r/min），ω為刀具系統角速度（rad/s）。
由上式可見，提高刀具的動平衡性可顯著減小離心力，提高高速刀具的安全性。因此，按照標準草案要求，用於高速切削的銑刀必須經過動平衡測試，並應達到ISO1940－1規定的G4.0平衡質量等級以上要求。
高速銑刀安全性技術是研究高速刀具的一個重要內容，應加強刀具安全性的定量分析，精確確定影響高速銑刀安全性的微量因素，並從刀具的材料、結構、製造工藝等方面解決好高速銑刀的安全性。

分類

刀具按工件加工表面的形式可分為五類：
1、加工各種外表面的刀具，包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等；
2、孔加工刀具，包括鑽頭、擴孔鑽、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等；
3、螺紋加工刀具，包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等；
4、齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；
5、切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。
此外，還有組合刀具。
按切削運動方式和相應的刀刃形狀，刀具又可分為三類：
1、通用刀具，如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鑽頭、擴孔鑽、鉸刀和鋸等； 2、成形刀具，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，如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等；
3、展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。

結構

待加工表面----工件上有待切除的表面。
已加工表面----工件上經刀具切削後產生的表面。
過渡表面(同義詞：加工表面)----工件上由切削刃形成的那部分表面，它將在下一個行程，刀具或工件的下一轉里被切除，或者由下一個切削刃切除。
前面(同義詞：前刀面)----刀具上切屑流過的表面。它直接作用於被切削的金屬層，並控制切屑沿其排出的刀面。　後面(同義詞：後刀面)----與工件上切削中產生的表面相對的表面。
主後面(同義詞：主後刀面)----刀具上同前面相交形成主切削刃的後面。它對著過渡表面。
副後面(同義詞：副後刀面)----刀具上同前面相交形成副切削刃的後面。它對著已加工表面。
主切削刃----起始於切削刃上主偏角為零的點，並至少有一段切削刃擬用來在工件上切出過渡表面的那個整段切削刃。　副切削刃----切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始於切削刃上主偏角為零的點，但它向背離主切削刃的方向延伸。各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。

2、刀具角度參考系
切削平面----通過切削刃選定點與切削刃相切並垂直於基面的平面。
主切削平面Ps----通過切削刃選定點與主切削刃相切並垂直於基面的平面。它切於過渡表面，也就是說它是由切削速度與切削刃切線組成的平面。
副切削平面----通過切削刃選定點與副切削刃相切並垂直於基面的平面。
基面Pt----通過切削刃選定點垂直於合成切削速度方向的平面。在刀具靜止參考系中，它是過切削刃選定點的平面，平行或垂直於刀具在製造、刃磨和測量時適合於安裝或定位的一個平面或軸線，一般說來其方位要垂直於假定的主運動方向。
假定工作平面----在刀具靜止參考系中，它是過切削刃選定點並垂直於基面，平行或垂直於刀具在製造、刃磨和測量時適合於安裝或定位的一個平面或軸線，一般說來其方位要平行於假定的主運動方向。
法平面Pn----通過切削刃選定點並垂直於切削刃的平面。
3、刀具角度
前角----前面與基面間的夾角。
后角----後面與切削平面間的夾角。
楔角----前面與後面間的夾角。
主偏角----主切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量。
副偏角----副切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面中測量。
刀尖角----主切削平面與副切削平面間的夾角，在基面中測量。
刃傾角----主切削刃與基面間的夾角，在主切削平面中測量。

裝夾部分

有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內孔套裝在工具機的主軸或心軸上，藉助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，並藉助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用於較小的麻花鑽、立銑刀等刀具，切削時藉助夾緊時所產生的摩擦力傳遞扭轉力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼製成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。

工作部分

就是產生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲切屑的空間、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，如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分，如鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、內表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導刀具。
刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種：　■ 整體結構是在刀體上做出切削刃；
■ 焊接結構是把刀片釺焊到鋼的刀體上；
■ 機械夾固結構又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釺焊好的刀頭夾固在刀體上。
硬質合金刀具一般製成焊接結構或機械夾固結構；瓷刀具都採用機械夾固結構。
刀具切削部分的幾何參數對切削效率的高低和加工質量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形，減小切屑流經前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時會降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。
在選擇刀具的角度時，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(粗、精加工)等，必須根據具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指製造和測量用的標註角度在實際工作時，由於刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變，實際工作的角度和標註的角度有所不同，但通常相差很小。

材料

製造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強度、衝擊韌性和化學惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，並不易變形。通常當材料硬度高時，耐磨性也高；抗彎強度高時，衝擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度和衝擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和衝擊韌性，以及良好的可加工性，現代仍是套用最廣的刀具材料，其次是硬質合金。聚晶立方氮化硼適用於切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用於切削不含鐵的金屬，及合金、塑膠和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼現在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。
硬質合金可轉位刀片現在都已用化學氣相沉積塗覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或複合硬層。正在發展的物理氣相沉積法不僅可用於硬質合金刀具，也可用於高速鋼刀具，如鑽頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質塗層作為阻礙化學擴散和熱傳導的障壁，使刀具在切削時的磨損速度減慢，塗層刀片的壽命與不塗層的相比大約提高1～3倍以上。
由於在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質中工作的零件，其套用的難加工材料越來越多，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，刀具的發展方向將是發展和套用新的刀具材料；進一步發展刀具的氣相沉積塗層技術，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的塗層，更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾；進一步發展可轉位刀具的結構；提高刀具的製造精度，減小產品質量的差別，並使刀具的使用實現最佳化。刀具材料大致分如下幾類：高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。

塗層技術

對刀具進行塗層是機械加工行業前進道路上的一大變革，它是在刀具韌性較高的基體上塗覆一層、二層乃至多層具有高硬度、高耐磨性、耐高溫材料的薄層（如TiN、TiC等），使刀具具有全面、良好的綜合性能。未塗層高速鋼的硬度僅為62~68HRC（760~960HV），硬質合金的硬度僅為89~93.5HRA（1300~1850HV）；而塗層後的表面硬度可達2000~3000HV以上。在工業生產中，使用塗層刀具可以提高加工效率、加工精度、延長壽命、降低成本。　
近30餘年來，刀具塗層技術迅速發展，塗層刀具得到了廣泛套用。現在，塗層高速鋼刀具和塗層硬質合金刀具已占全部刀具使用總量的50%以上。在西歐，由於資源匱乏和機械加工的高效化，以及數控技術進步及難加工材料增多，塗層刀具正以驚人的發展速度被動式向前挺進。西方工業已開發國家使用的塗層刀具占可轉位刀片的比例已由1978年的26%上升到2005年的90%，新型的數控工具機所用的刀具中80%左右是塗層刀具。
塗層刀具的優點：
（1）由於表面塗層材料具有很高的硬度和耐磨性，且耐高溫。故與未塗層的刀具相比，塗層刀具允許採用較高的切削速度，從而提高了切削加工效率；或能在相同的切削速度下，提高刀具壽命。　
（2）由於塗層材料與被加工材料之間的摩擦係數較小，故塗層刀具的切削力小於未塗層的刀具。
（3）用塗層刀具加工，零件的已加工表面質量較好。
（4）由於塗層刀具的綜合性能良好，故塗層硬質合金刀片有較好的通用性，一種塗層硬質合金牌號的刀片具有較寬的使用範圍。
中國的刀具塗層技術與工業已開發國家相比尚有很大差距，塗層刀具的數量也差得很遠，大致只占全部刀具的20%。其中數控工具機和加工中心上使用得居多，在普通的非數控工具機上則相當少，主要是受到認識問題和價格等因素的影響。因此，在中國，刀具塗層技術的發展和套用都有很多潛在的提升空間。

發展趨勢

根據製造業發展的需要，多功能複合刀具、高速高效刀具將成為刀具發展的主流。面對日益增多的難加工材料，刀具行業必須改進刀具材料、研發新的刀具材料和更合理的刀具結構。
1、硬質合金材料及塗層套用增多。細顆粒、超細顆粒硬質合金材料是發展方向；納米塗層、梯度結構塗層及全新結構、材料的塗層將大幅度提高刀具使用性能；物理塗層（PVD）的套用繼續增多。
2、新型刀具材料套用增多。陶瓷、金屬陶瓷、氮化矽陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韌性進一步增強，套用場合日趨增多。
3、切削技術快速發展。高速切削、硬切削、乾切削繼續快速發展，套用範圍在迅速擴大。

銑刀加工工藝參數表

種類及直徑代木鋁鋼銅
轉速S 進給F 轉速S 進給F 轉速S 進給F 轉速S 進給F
立銑刀 0.5 3500 1000 3500 1000 3500 1000 3500 10000
立銑刀 1 3500 1000 3500 500 3500 500 3500 500
立銑刀 2 3500 1600 3500 1500 3500 1000 3200 800 　
立銑刀 4 3300 2000 3500 2000 3500 1500 3200 1600 　
立銑刀 6 3200 2000 3500 2800 3500 1800 3000 2000 　
立銑刀 8 3000 2000 3000 2800 2800 1800 2800 2200 　
立銑刀 10 2800 2000 2700 2800 2500 1800 2500 2000
立銑刀 12 2000 2800 2000 3000 1800 2500 2200 2000
立銑刀 16 1000 2000 1600 2000 1300 2000 1800 1800
立銑刀 20 900 1200 800 1800 750 1000 700 1000
立銑刀 25 850 1000 750 1100 700 900 700 950
球頭立銑刀 0.5 3500 6000 3500 6000 3500 1000 3500 1000
球頭立銑刀 1 3500 6000 3500 3500 3500 300 3500 3500
球頭立銑刀 2 3500 6000 3500 1000 3500 600 3500 1000
球頭立銑刀 3 3500 6000 3500 1000 3500 800 3500 1500
球頭立銑刀 4 3500 6000 3500 1000 3500 800 3200 1000
球頭立銑刀 6 3500 6000 3500 800 3500 800 3000 1000
球頭立銑刀 8 3500 6000 3500 1200 3500 1000 2800 1500
球頭立銑刀 10 3200 6000（精） 3500 1500（精） 3500 1200（精） 2500 1000（精）

斷裂原因

1、進料太快
2、排屑量過高
3、刃長過長或總長過長
4、磨損過多.它的解決方法是:
(1)降低進料速度

（2）降低每齒的進給率

（3）固定刀柄較深,使用較短的端銑刀

（4）早期研磨

（5）使用冷卻液或者降低切削溫度

影響刀具磨損事項

1、刀具材料
刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對於加工效率、加工質量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，衝擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應克服的一個關鍵。對於石墨刀具，普通的TiAlN塗層可在選材上適當選擇韌性相對較好一點的，也就是鈷含量稍高一點的；對於金剛石塗層石墨刀具，可在選材上適當選擇硬度相對較好一點的，也就是鈷含量稍低一點的；
2、刀具的幾何角度
石墨刀具選擇合適的幾何角度，有助於減小刀具的振動，反過來，石墨工件也不容易崩缺；
（1）前角，採用負前角加工石墨時，刀具刃口強度較好，耐衝擊和摩擦的性能好，隨著負前角絕對值的減小，後刀面磨損面積變化不大，但總體呈減小趨勢，採用正前角加工時，隨著前角的增大，刀具刃口強度被削弱，反而導致後刀面磨損加劇。負前角加工時，切削阻力大，增大了切削振動，採用大正前角加工時，刀具磨損嚴重，切削振動也較大。
（2）后角，如果后角的增大，則刀具刃口強度降低，後刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大後，切削振動加強。（3）螺鏇角，螺鏇角較小時，同一切削刃上同時切入石墨工件的刃長最長，切削阻力最大，刀具承受的切削衝擊力最大，因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是最大的。當螺鏇角去較大時，銑削合力的方向偏離工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削衝擊加劇，因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。因此，刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是前角、后角及螺鏇角綜合產生的，所以在選擇方面一定要多加注意。
通過對石墨材料的加工特性做了大量的科學測試，PARA刀具最佳化了相關刀具的幾何角度，從而使得刀具的整體切削性能大大提高。

3、刀具的塗層
金剛石塗層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦係數低等優點，現階段金剛石塗層是石墨加工刀具的最佳選擇，也最能體現石墨刀具優越的使用性能；金剛石塗層的硬質合金刀具的優點是綜合了天然金剛石的硬度和硬質合金的強度及斷裂韌性；但是在國內金剛石塗層技術還處於起步階段，還有成本的投入都是很大的，所以金剛石塗層在近期不會有太大發展，不過我們可以在普通刀具的基礎上，最佳化刀具的角度，選材等方面和改善普通塗層的結構，在某種程度上是可以在石墨加工當中套用的。
金剛石塗層刀具和普通塗層刀具的幾何角度有本質的區別，所以在設計金剛石塗層刀具時，由於石墨加工的特殊性，其幾何角度可適當放大，容削槽也變大，也不會降低其刀具鋒口的耐磨性；對於普通的TiAlN塗層，雖然比無塗層的刀具其耐磨有顯著的提高，但比起金剛石塗層來說，在加工石墨時它的幾何角度應適當放小，以增加其耐磨性。
對金剛石塗層來說，目前世界上眾多的塗層公司均投入大量的人力和物力來研究開發相關塗層技術，但是至今為止，國外成熟而又經濟的塗層公司僅僅限於歐洲；PARA作為一款優秀的石墨加工刀具，同樣採用目前世界最先進的塗層技術對刀具進行表面處理，以確保加工壽命的同時，保證刀具的經濟實用。
4、刀具刃口的強化
刀具刃口鈍化技術是一個還不被人們普遍重視，而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨後的硬質合金刀具刃口，存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工刀具性能和穩定性提出了更高的要求，特別是金剛石塗層刀具在塗層前必須經過刀口的鈍化處理，才能保證塗層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨後的刀具刃口微觀缺口的缺陷，使其鋒值減少或消除，達到圓滑平整，既鋒利堅固又耐用的目的。
5、刀具的機械加工條件
選擇適當的加工條件對於刀具的壽命有相當大的影響。
（1）切削方式（順銑和逆銑），順銑時的切削振動小於逆銑的切削振動。順銑時的刀具切入厚度從最大減小到零，刀具切入工件後不會出現因切不下切屑而造成的彈刀現象，工藝系統的剛性好，切削振動小；逆銑時，刀具的切入厚度從零增加到最大，刀具切入初期因切削厚度薄將在工件表面劃擦一段路徑，此時刃口如果遇到石墨材料中的硬質點或殘留在工件表面的切屑顆粒，都將引起刀具的彈刀或顫振，因此逆銑的切削振動大；
（2）吹氣（或吸塵）和浸漬電火花液加工，及時清理工件表面的石墨粉塵，有利於減小刀具二次磨損，延長刀具的使用壽命，減少石墨粉塵對工具機絲槓和導軌的影響；
（3）選擇合適的高轉速及相應的大進給量。
綜述以上幾點，刀具的材料、幾何角度、塗層、刃口的強化及機械加工條件，在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色，缺一不可，相輔相成的。一把好的石墨刀具，應具備流暢的石墨粉排屑槽、長的使用壽命、能夠深雕刻加工、能節約加工成本。

面臨問題

目前，中國刀具企業通過不斷地學習和戰略規劃，已經在市場上占據了半壁江山，但是，企業在發展過程中還是凸顯出幾個致命的問題，如果重視不夠、處理不當，將會嚴重影響到企業的發展和前進。
1、抓“低”放“高”
科技技術含量低。現階段，硬質合金刀具在已開發國家已占刀具類型的主導地位，比重高達70%。而高速鋼刀具卻正以每年1%～2%的速度縮減，所占比例目前已降至30%以下。同時，硬質合金切削刀具在我國也已經成為加工企業所需的主力刀具，被廣泛地套用在汽車及零部件生產、模具製造、航空航天等重工業領域，但我國刀具企業卻盲目地、大量地生產高速鋼刀以及一些低檔標準刀具，完全沒有考慮到市場飽和度和企業所需，最終把具有高附加值、高科技含量的中高端刀具市場“拱手相讓”給國外企業。有資料顯示，我國刀具目前的年銷售額大約為145億元，其中硬質合金刀具所占的比重不足25%，但國內製造業所需的硬質合金刀具已經占據刀具的50%以上，這種盲目生產已經嚴重滿足不了國內製造業對硬質合金刀具日益增長的需求，從而形成了中高端市場的真空狀態，最終被國外企業所占據。產品附加價值低。2007年，我國生產的1.65萬噸硬質合金中，有4500噸用於切削刀具生產上，數量上和日本相當。但製成刀具後的價值僅8億美元，遠不及日本的25億美元，這充分說明國內硬質合金高效刀具的整體生產水平與國外仍有相當大的差距。所以，在國內企業不能滿足市場需求的前提下，製造業的需求就不得不依靠大量進口來解決。有資料顯示，主要外商在中國中高端刀具市場上的銷售年增長率達30％，已超過國產刀具的年均增長水平。
服務與國際不接軌
跨國企業，如德國雄克、日本黛傑、丹麥尤尼莫克等刀具生產企業，在漫長的歷史發展中已經積累了豐富的生產經驗，這也就決定了其服務形式不再是“一錘子買賣”，而是超越了只提供給客戶刀具的初級銷售階段，根據客戶在生產過程中碰到的刀具方面的問題，及時地提出解決方案，這種把銷售融入到企業生產過程中的高級形式已成為國外企業慣用的銷售方式，這也是為什麼知名刀具企業所生產的產品貴而有市，部分中國企業雖“量大面廣”卻不能贏得客戶的青睞的原因之一。

2、企業信息化道路閉塞
21世紀是網路化和信息化的時代，企業信息化程度的高低將成為衡量企業現代化發展水平的重要指標。網路化、信息化不僅可以提高企業辦公效率、節約辦公經費、加快反應速度，還可以提供市場信息、輔助企業判斷、打造企業品牌。同時，是否看重、懂得藉助媒體宣傳自己也是中外刀具企業差異化的現象之一。每次在重大展覽會前後或期間，一些國際知名企業都會藉助行業媒體來為自己的企業品牌或新產品做宣傳，企業負責人欣然接受並高度重視媒體記者的採訪，但部分中國企業可能因為“害羞”或者有所顧忌而不願接受媒體的採訪和報導，最終錯過了宣傳產品和企業的“免費”良機。
3、資源浪費嚴重
有資料顯示，2007年，我國生產高速鋼約8萬噸，約占全球總產量的40%，但是由於沒有準確掌握市場供求信息，使得生產的高速鋼刀具大量過剩，不得不以低價銷售，導致大量刀具生產企業效益低下，還嚴重浪費了大量寶貴的鎢、鉬等稀有資源。同樣，中國年產硬質合金1.65萬噸，也占全球總產量的40%左右。但是，硬質合金製品中附加值最高的切削刀片產量只有3千餘噸，僅占20%。從而，一方面造成國內急需的硬質合金刀具供應不足，另一方面也使寶貴的硬質合金資源未得到充分利用。 8萬噸高速鋼和1.65萬噸的硬質合金，最終生產出來的切削刀具的銷售總量卻只占到全球總量的15%，這也充分地折射出了行業發展的粗放程度和資源浪費的嚴重性。行業人士一致認為，伴隨著中國經濟近30年的高速發展，製造業必將變得更加強大，市場空間將會跟歐美市場一樣廣闊，所以說，中國企業應該從長遠利益為出發點，有條不紊地修煉內功，尋求突破，早日做大做強，最終“近水樓台先得月”。

市場前景

切削工具是機械製造中用於切削加工的工具。絕大多數的刀具是機用的，但也有手用的。據《中國切削刀具製造行業產銷需求與投資預測分析報告前瞻》分析認為，目前，中國切削刀具製造行業機遇與挑戰並存，但是總體來看，行業發展的有利因素占據了主導地位。結合國內外經濟發展情況以及中國切削刀具行業自身的發展狀況，預計“十二五”期間中國切削刀具行業將保持每年25%以上的速度增長，預計到2015年行業銷售收入有望突破1400億元大關，切削刀具領域硬質合金需求前景較好。

切削刀具的發展趨勢

根據製造業發展的需要，多功能複合刀具、高速高效刀具將成為刀具發展的主流。面對日益增多的難加工材料，刀具行業必須改進刀具材料、研發新的刀具材料和更合理的刀具結構。
■硬質合金材料及塗層套用增多。細顆粒、超細顆粒硬質合金材料是發展方向；納米塗層、梯度結構塗層及全新結構、材料的塗層將大幅度提高刀具使用性能；物理塗層（PVD）的套用繼續增多。
■新型刀具材料套用增多。陶瓷、金屬陶瓷、氮化矽陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韌性進一步增強，套用場合日趨增多。
■切削技術快速發展。高速切削、硬切削、乾切削繼續快速發展，套用範圍在迅速擴大。

加工原理

滾壓刀能在常溫下利用金屬的塑性變形，使工件表面的微觀不平度輾平從而達到改變表層結構、機械特性、形狀和尺寸的目的。因此這種方法可同時達到光整加工及強化兩種目的，是磨削、車削無法做到的。無論用何種金屬加工刀具加工，在零件表面總會留下微細的凸凹不平的刀痕，出現交錯起伏的峰谷現象，滾壓加工原理：它是一種壓力光整加工，是利用金屬在常溫狀態的冷塑性特點，利用滾壓刀具對工件表面施加一定的壓力，使工件表層金屬產生塑性流動，填入到原始殘留的低凹波谷中，而達到工件表面粗糙值降低。由於被滾壓的表層金屬塑性變形，使表層組織冷硬化和晶粒變細，形成緻密的纖維狀，並形成殘餘應力層，硬度和強度提高，從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。滾壓是一種無切削的塑性加工方法。
1、內錐型滾壓刀
滾壓刀具沒有刀刃，加工技術安全、方便，基本能套用在所有的金屬加工行業，能精確控制精度，幾大優點：
2、外錐型滾壓刀
（1）提高表面粗糙度，粗糙度基本能達到Ra≤0.08µｍ左右。
（2）修正圓度，橢圓度可≤0.01ｍｍ。
（3）提高表面硬度，使受力變形消除，硬度提高HV≥4°
（4）加工後有殘餘應力層,提高疲勞強度提高30%。
（5）提高配合質量，減少磨損，延長零件使用壽命，但零件的加工費用反而降低。　
3、通孔型滾壓刀
優質——一次進給實現Ra0.05-0.1um的鏡面精度；並使表面得到擠壓硬化，耐磨性、疲勞強度提高；消除了表面受力塑性變形，尺寸精度能相對長期保持穩定。
4、盲孔型滾壓刀
經濟——無需大型設備的資金、占地、耗電、廢渣處理等
投入；無需專業的技工投入。
方便——可裝夾在任何鏇轉與進給設備上，無需專業培訓就可加工出鏡面精度。
環保——沒有切屑（保護環境）、低能耗。
安全——無切削滾壓刀具沒有刀刃。
滾壓頭分為普通車床專用的滾壓頭和深孔鑽鏜床專用深孔滾壓頭，以上是普通車床專用的滾壓頭，這是深孔鑽鏜床專用的滾壓頭。

刀具品牌

全世界範圍內的刀具品牌眾多，瑞典.德國.日本.韓國是刀具的主要生產國，美國企業在金屬切削刀具方面也是成就顯著，國內的刀具品牌從數量還是質量上還有差距，還需自力更生，有條不紊地修煉內功，尋求突破，早日做強做大。

磨損的原因

一、磨料磨損
切屑、工件的硬度雖然低於刀具的硬度，但它們當中經常含有一些硬度極高的微小的硬質點，可在刀具表面刻劃出溝紋，這就是磨料磨損。硬質點有碳化物(如Fe3C、TiC、VC)、氮化物(如TiN、Si3N4)、氧化物(如SiO2、Al2O3)和金屬間化合物等。切削中的Ti(N、C)顆粒在刀具上起了耕犁作用。除了前刀面會有磨料磨損的現象，在後刀面上，同樣可以發現有由於磨料磨損而產生的的溝紋。磨料磨損在各種切削速度下都存在，但對低速切削的刀具(如拉刀、扳牙等)，磨料是磨損的主要原因。這是由於低速切削時，切削溫度比較低，其他原因產生的磨損並不顯著，因而不是主要的。高速鋼刀具的硬度和耐磨度低於硬質合金、陶瓷等，故其磨料磨損所占的比重較大。
二、冷焊磨損
切削時，切屑、工件與前、後刀面之間，存在很大的壓力和強烈的摩擦，因而它們之間會發生冷焊。由於摩擦面之間有相對的運動，冷焊結將產生破裂被一方帶走，從而造成冷焊磨損。
一般來說，工件材料或切屑的硬度較刀具材料的硬度低，冷焊結的破裂往往發生在工件或切屑這方。但由於交變能力、接觸疲勞、熱應力以及刀具表層結構缺陷等原因，冷焊結的破裂也可能發生在刀具這一方，刀具材料的顆粒被切屑或工件帶走，從而造成刀具磨損。
冷焊磨損一般在中等偏低的切削速度下比較嚴重。研究表明：脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強；相同的金屬或晶格類型、晶格間距、電子密度、電化學性質相近的金屬冷焊傾向小；金屬化合物比單相固熔體冷焊傾向小；化學元素周期表中B族元素比鐵的冷焊傾向小。
在高速鋼刀具的正常工作速度和硬質合金刀具偏低的工作速度下，正能滿足產生冷焊的條件，故此時冷焊磨損所占的比重較大。提高切削速度後，硬質合金刀具冷焊磨損減輕。
三、擴散磨損
擴散磨損在高溫下產生。切削金屬時，切屑、工件與刀具接觸過程中，雙方的化學元素在固態下相互擴散，改變了原來材料的成分與結構，使刀具材料變得脆弱，從而加劇了刀具的磨損。例如硬質合金切鋼時，從800℃開始，硬質合金中的化學元素迅速地擴散到切屑、工件中去，WC分解為W和C後擴散到鋼中。因切屑、工件都在高速運動，刀具表面和它們的表面在接觸區保持著擴散元素的濃度梯度，從而使擴散現象持續進行。於是，硬質合金表面發生貧碳、貧鎢現象。粘結相CO減少，又使硬質合金中硬質相(WC，TiC)的粘結強度降低。切屑、工件中的Fe則向硬質合金中擴散，擴散到硬質合金中的Fe，將形成新的硬度、高脆性的複合碳化物。所有這些，都使刀具磨損加劇。除刀具、工件材料自身的性質以外，溫度是影響擴散磨損的最主要因素。擴散磨損往往與冷焊磨損、磨料磨損同時產生，此時磨損率很高。高速鋼刀具的工作溫度較低，與切屑、工件之間的擴散作用進行得比較緩慢，故其擴散磨損所占的比重遠小於硬質合金刀具。
四、氧化磨損
當刀削溫度達700～800℃時，空氣中的氧便與硬質合金中的鈷及碳化鎢、碳化鈦等發生氧化作用，產生較軟的氧化物(如Co3O4、CoO、WO3、TiO2等)被切屑或工件擦掉而形成磨損，這稱為氧化磨損。氧化磨損與氧化膜的粘附強度有關，粘附強度越低，則磨損越快；反之則可減輕這種磨損。一般，空氣不易進入刀屑接觸區，氧化磨損最容易在主副刀削刃的工作邊界處形成。
五、熱電磨損
工件、切屑與刀具由於材料不同，切削時在接觸區將產生熱電勢，這種熱電勢有促進擴散的作用而加速刀具磨損。這種在熱電勢的作用下產生的擴散磨損，稱為“熱電磨損”。試驗證明，若在工件、刀具接觸處通以與熱電勢相反的電動勢，可減少熱電磨損。
總之，在不同的工件材料、刀具材料和切削條件下，磨損原因和磨損強度是不同的。對於一定的刀具和工件材料，切削溫度對刀具磨損具有決定性的影響。切削溫度的高低取決於熱的產生和傳出情況，它受切削用量、工件材料、刀具材料及幾何開頭等影響。因此，通過合理選擇切削用量、刀具材料及角度，可以減少切削熱的產生和增加熱的傳出。有效地降低切削區溫度是減少刀具磨損的重要途徑。

日常保護及維修

管制刀具，是指匕首、三棱刀、彈簧刀（跳刀）及其他相類似的單刃、雙刃、三棱尖刀。根據中華人民共和國公安部《對部分刀具實行管制的暫行規定》第2條至第7條的規定，管制刀具的佩帶範圍和生產、購銷均有法定手續。
每一個負責和愛惜刀具的使用者（指我們所有人！）應該懂得保養刀具的基本方法。一把保養得好的刀是你有用的夥伴。術語“刀照料”當然不僅僅是磨刀，在這篇文章中我將重點談到刀具保養的幾個要點，把這些建議和提示與你已有的磨刀知識結合起來，可以幫助你把你的刀具始終保持在最佳狀況。
刀具最大的敵人就是生鏽，即使廠商使用不鏽鋼來製造刀刃，你也不要傻到以為你的刀永不可能生鏽。只要條件合適，銹斑會毫不猶豫地出現在不鏽鋼面上。尤其是在沿海環境中使用刀具時，更加要注意這個問題，因為海邊的空氣比其他地方潮濕，並混合有鹽份。因此在刀鋒表面塗上一層潤滑油來保護刀刃的鋼面不直接接觸含鹽份的潮濕空氣侵蝕。任何一款潤滑油都可以起到這個作用。我用的是“三合一”（3In-One）的牌子的潤滑油，你可以在附近的五金店或家居中心買到它。另外，它還可以用來作為折刀潤滑油，但是，在你這樣用它之前，我建議你最好先讀後面關於折刀潤滑油的部分。WD-40也非常有效，但我不太願意用它，因為當你用刀的時候，油的味道會沾到手上。如果刀直接沾到海水，你應該在用完後立刻用淨水沖洗，然後上油。
建議用Dri-Lube來作折刀潤滑油的幾個理由：
1、它不含水分，噴後只留下薄層，不沾染，不會形成凝結狀水跡，總之不會弄髒刀身；
2、這個薄層不會吸附纖維和灰塵，不知是什麼原因，折刀很容易吸附微層和纖維；
3、只要噴一點就行了，它不會被沖洗掉或脫落，因此很少一點都可以重複使用，是“很少一點起很大作用的”那類東西。
售價是6美金一罐，一罐4盎斯，應該夠用了，我是說如果你只用於折刀的話（不過我保證你會忍不住把它用在其他東西的樞軸潤滑上！）。
在噴口中有一根細管，方便很精確地噴用。請注意使用時要很小心，尤其是用在黑色刀刃的戰術折刀上的時候，因為潤滑油在黑色電鍍材料上幹了以後會留下一個反光亮斑，如果不小心沾上了，只要用肥皂和水洗掉就行了。雷明頓Dri-Lube潤滑油在美國的任何武器商店都可以買到。
有了潤滑油是一回事，而知道把它用在哪是另一回事，象Dri-Lube這樣的噴霧潤滑油最好

用線上鎖刀上。將噴頭細管口對準刀具樞軸部分噴上即可，然後再開、關刀幾次，如果需要就再多噴一點。對背鎖式和滑動聯結式的刀來說，技巧有點不同。將噴頭對準刀刃和刀柄交界處的空隙上油就行了。最好的做法是，打開刀刃與刀柄成90度垂直，然後上油，再反覆開關刀多次，使潤滑油完全滲進去。定期地作好這個工作，確保你的折刀始終在最佳狀態。
給很受歡迎的“蝴蝶”BenchmadeCQC7用戶的忠告是電鍍表面很容易生鏽。這種生鏽被我稱為表面銹，它不會滲入鋼材內部。我曾親身經歷過這種情況，那是在一個又炎熱有潮濕的夏天，我一連好幾天把我的CQC7970S別在腰帶上，汗水在刀刃上凝乾後，留下了淡褐色的銹跡。我一發現，就滴了幾滴3In-One油在有銹斑的地方，並用布輕輕地揩拭，很容易就把銹斑去掉了，後來我常常記得上油，刀也沒有再生鏽。
折刀潤滑油——很重要的章節
保養折刀的另一個要點是注意折刀的樞軸部分的潤滑，3In-One潤滑油同樣很有用，只要幾滴就足夠了。
在用過不同潤滑劑之後，我很高興告訴大家我終於找到了完美的折刀潤滑油。它叫做“Dri-Lube”，是美洲的首位槍品牌廠商，雷明頓（Remington）出品的。它用的是噴霧頭（不含CFC，可以放心使用!），含有特氟隆。我一直用這種潤滑油，質感潤滑，很棒!
最後...
刀是我們每天生活中的不可缺少夥伴和工具，也是一種投資，所以我們有充分的理由來保養好我們的刀。精心保養的好刀更好用，也用得更久，能陪伴我們更長時間。以上的心得是建立在我多年收集和使用刀具的經驗的基礎上的，除此之外，你還應該查閱製造商隨刀具一起銷售的保養文檔。

刀具

基本信息