近十年來，隨著高強(qiáng)度鋼、高溫合金等材料應(yīng)用的增加，現(xiàn)代刀具已不僅僅局限于目前廣泛使用的高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具秆候，超硬材料刀具、涂層刀具與合金材料刀具更是今后的發(fā)展趨向慌回，切削效率得到了進(jìn)一步的提高刺洒。

　　刀具材料

　　刀具的品質(zhì)取決于刀具的材料(基材)、幾何形狀和涂層吼砂。如果刀具的基材選擇不當(dāng)逆航，即使是選用世界上最好的設(shè)計(jì)和涂層也發(fā)揮不出其功效∮婕纾基材質(zhì)量最顯著的指標(biāo)就是晶粒度因俐，一般而言，晶粒度越小的刀具越適合用于高速加工場合周偎。對于高速加工女揭，推薦使用0.5μm或更小的晶粒度。

　　即便是晶粒度相當(dāng)也還會(huì)存在一些其他的因素影響刀具的品質(zhì)栏饮，這些因素就是硬度和橫向斷裂強(qiáng)度吧兔。對于給定的基材，硬度和橫向斷裂強(qiáng)度會(huì)受到鈷含量的影響袍嬉。以往為提高硬質(zhì)合金的韌性境蔼，通常是增加Co的含量，所付出的代價(jià)則是硬度的降低∷磐ǎ現(xiàn)在箍土，這種情況可通過細(xì)化晶粒得到補(bǔ)償，并使硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度得到提高嫌隆，已達(dá)到并超過普通HSS鋼的抗彎強(qiáng)度逸讹，從而使超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金受到青睞。人們正在逐漸改變P類硬質(zhì)合金適切鋼荷况，而K類硬質(zhì)合金只適合加工鑄鐵和鋁等有色金屬的選材習(xí)慣禾计。細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的另一優(yōu)點(diǎn)是刀具的刃口鋒利，尤其適用于高速切削粘而韌的材料梆甘。

　　硬質(zhì)合金刀具材料的發(fā)展主要是對細(xì)晶粒(1～0.5)和超細(xì)晶粒(<0.5)硬質(zhì)合金材料及整體硬質(zhì)合金刀具的開發(fā)宇夭，使硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度得到大大提高，可替代高速鋼制造小規(guī)格鉆頭江伴、立銑刀和絲錐等量大面廣的通用刀具楔撩，其切削速度和刀具壽命也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了高速鋼。

　　刀具的幾何形狀

　　高速加工技術(shù)仍然是相對較新的概念踢臀。促進(jìn)這些新興加工方式所需的技術(shù)不過才出現(xiàn)了六七年而已焙番。通過對市場進(jìn)行的調(diào)查顯示，10～15年前為傳統(tǒng)加工方式而制造的刀具很明顯已無法與新技術(shù)良好地機(jī)床進(jìn)行配合。

　　高速加工往往需要更大的切削力缔御，會(huì)產(chǎn)生更多的熱量茫舶，所以需要對切削的幾何形狀進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。機(jī)床技術(shù)與切削刀具技術(shù)一直都是攜手并進(jìn)的刹淌。高速切削技術(shù)不只是切削速度的提高，它的發(fā)展主要取決刀具技術(shù)(包括刀具材料讥耗、涂層刀具結(jié)構(gòu)有勾、刀柄和裝夾系統(tǒng)、刃磨與動(dòng)平衡古程、檢測和監(jiān)控系統(tǒng))和高速機(jī)床技術(shù)(包括電主軸蔼卡、直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)、數(shù)控與伺服系統(tǒng)挣磨、軸承及潤滑雇逞、刀庫等)的進(jìn)步，而刀具與機(jī)床的正確選用常起著決定性的作用茁裙。

　　每把用于高速加工的刀具都有 3個(gè)重要特性：精度塘砸、剛度和使用壽命。在模具工業(yè)中晤锥，模具制造商們?nèi)绻幌朐阢Q工工序上花費(fèi)大量時(shí)間肺沃，就要高度重視每一把球頭銑刀的精度。對腔體進(jìn)行鉗工修復(fù)需要大量的返工時(shí)間鬼浮，很容易就會(huì)把盈利變成虧損樱猬。因此，模具制造商們要清楚地認(rèn)識(shí)到：買一把高精度的刀具要多付一些錢全头，但與鉗工的額外工作時(shí)間及報(bào)廢的刀具裝置相比肛巫，這項(xiàng)投入根本就算不得什么。

　　高速切削模式下咽露，對于加工的要求使得刀具及其耐受徑向衅惠、軸向力的能力變得十分重要。傳統(tǒng)端銑刀者只，其芯部直徑厚度大約為整個(gè)刀具直徑的50%唇佳，芯部直徑與溝槽的齒槽深度成正比。在碳鋼的標(biāo)準(zhǔn)銑削操作中贱钩，這一設(shè)計(jì)應(yīng)用良好杆叛，但在對D2和H13之類模具鋼進(jìn)行高速加工時(shí)，這種設(shè)計(jì)的剛性就不夠了唉堪。鍛模/鑄模加工所用的端銑刀必須采用淺一些的齒槽模聋，以支持更厚的芯部直徑。高速切削方式要求切削深度不超過刀具直徑的10%唠亚，與傳統(tǒng)加工方式相比所需的容屑空間小得多链方，所以可以犧牲齒槽深度將芯部直徑加厚持痰。

　　刀具涂層

　　高速切削與傳統(tǒng)加工方式相比產(chǎn)生的熱量較少，但是切口的溫度也更恒定祟蚀。因此工窍，需要更先進(jìn)的 PVD涂層來支持刀刃。在大多數(shù)加工應(yīng)用場合前酿，像TiN患雏、TiCN以及單層的TiAlN 這樣的標(biāo)準(zhǔn)涂層能滿足應(yīng)用。但在高速加工方式下罢维，要想達(dá)到令人滿意的刀具壽命淹仑，涂層和刀具必須滿足更高的要求。

　　與硬質(zhì)合金基材相似肺孵，刀具的不同涂層在肉眼看來往往沒什么區(qū)別匀借，但在顯微鏡下則大不相同，僅是TiAlN的變種就多不勝數(shù)盘塘。和硬質(zhì)合金基材相似裤泄，決定涂層之間區(qū)別的還有工藝。事實(shí)上告傻，工藝已受到人們越來越多的重視燕党，有些涂層的專業(yè)生產(chǎn)廠家甚至還為其工藝申報(bào)了專利，以防止競爭對手的仿制擅锚。從加工的角度來看悉宿，試驗(yàn)已經(jīng)證明高速加工場合下多層涂層最為理想。多層涂層的每一層中都融入了其他的專利成分赊真，防止涂層中的切屑穿透全部涂層刺入基材表面涝睁，而將它們偏轉(zhuǎn)到相鄰的層。所以與常規(guī)的單層PVD涂層相比盒蚁，多涂層的刀具壽命會(huì)得到顯著提高示祭。

　　關(guān)于高速加工人們常常有一個(gè)錯(cuò)誤的概念，就是認(rèn)為機(jī)床是高速加工生產(chǎn)中的最大投資陋晒。實(shí)際上在機(jī)床的整個(gè)使用周期里咽蚣，廠家在切削刀具上的投入要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過機(jī)床本身的費(fèi)用。因此萄窜，要真正實(shí)現(xiàn)成本最低化和利潤空間的最大化铃剔，就必須選用先進(jìn)適用的刀具。

　　優(yōu)質(zhì)的切削刀具具有更堅(jiān)固的基材查刻、特別設(shè)計(jì)的幾何形狀和更有效的保護(hù)涂層键兜，提高了刀具的使用壽命和表面光潔度。更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)增加了終端客戶的初始投資，然而所換來的是機(jī)加工時(shí)間的大大縮短普气。企業(yè)在獲得較短生產(chǎn)周期的同時(shí)其產(chǎn)品質(zhì)量也具有了可重復(fù)性谜疤，操作者完全可以讓機(jī)床自行運(yùn)轉(zhuǎn)。因此现诀，要想在刀具上節(jié)省成本并非聰明之舉夷磕。本來應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是生產(chǎn)上的長期節(jié)約，卻把注意力集中在了對初始成本(刀具)的節(jié)省上仔沿。所以坐桩，如果增加對刀具裝置的初次投資能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)成本的最低化，最終人們還是能通過提高生產(chǎn)率獲得更大的利潤于未。

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