刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱(chēng)切削工具。 絕大多數的刀具是機用的，但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“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(chēng)為木工刀具。還有特別應用的一類(lèi)刀具，用于地質(zhì)勘探、打井、礦山鉆探，稱(chēng)為礦山刀具

刀具的發(fā)展在人類(lèi)進(jìn)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、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰國后期(公元世紀)，由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當時(shí)的鉆頭和鋸，與現代的扁鉆和鋸已有些相似之處。然而，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(lái)的。1783年，法國的勒內制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和．懷特發(fā)明高速工具鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時(shí)，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時(shí)，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時(shí)，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)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(kāi)始在車(chē)刀上采用可轉位刀片，不久即應用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專(zhuān)利。1972年，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。1969年，瑞典山特維克鋼廠(chǎng)取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專(zhuān)利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂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(lái)，從而使這種復合材料具有更好的切削性能

標準草案規定了高速切削的速度界限，超過(guò)該速度后離心力將成為銑刀的主要載荷，采用安全技術(shù)。在刀具直徑與高速切削范圍關(guān)系圖，曲線(xiàn)以上區域為該標準規定的銑刀經(jīng)過(guò)安全檢驗的高速切削范圍：對于直徑d1≤32mm的單件刀具（整體或焊接刀具），其切削速度超過(guò)10000m/mm為高速切削范圍；對于直徑d1>32mm的裝配式機夾刀具，高速切削范圍為線(xiàn)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(lèi)型銑刀的安全試驗方法也不同。對于機夾可轉位銑刀，有兩種安全試驗方法：一種方法是在1.6倍大使用轉速下進(jìn)行試驗，刀具的性變形或零件的位移不超過(guò)0.05mm；另一種方法是在2倍于大使用轉速下試驗，刀具不發(fā)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）。而對于整體式銑刀，則在2倍于大使用轉速條件下試驗而不發(fā)生彎曲或斷裂

石墨刀具選擇合適的幾何角度，有助于減小刀具的振動(dòng)，反過(guò)來(lái)，石墨工件也不容易崩缺；1．前角，采用負前角加工石墨時(shí)，刀具刃口強度較好，耐沖擊和摩擦的性能好，隨著(zhù)負 前角值的減小，后刀面磨損面積變化不大，但總體呈減小趨勢，采用正前角加工時(shí)，隨著(zhù)前角的增大，刀具越鋒利，但刀具刃口強度被削弱，反而導致后刀面磨損加劇。負前角加工時(shí)，切削阻力大，增大了切削振動(dòng)，采用大正前角加工時(shí)，刀具磨損嚴重，切削振動(dòng)也較大。一般粗加工應選擇較小前角刀具或負前角刀具。2．后角，如果后角的增大，則刀具刃口強度降低，后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過(guò)大后，切削振動(dòng)加強。后角越小，彈性恢復層同后刀面的摩擦接觸長(cháng)度越大，它是導致切削刃及后刀面磨損的直接原因之一。從這個(gè)意義上來(lái)看，增大后角能減小摩擦，可以提高已加工表面質(zhì)量和刀具使用壽命。3．螺旋角，螺旋角較小時(shí)，同一切削刃上同時(shí)切入石墨工件的刃長(cháng)長(cháng)，切削阻力大，刀具承受的切削沖擊力大，因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)都是大的。當螺旋角去較大時(shí)，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沖擊加劇，因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)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(dòng)的影響是前角、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生的，所以在選擇方面一定要多加注意。通過(guò)對石墨材料的加工特性做了大量的科學(xué)測試，PARA刀具優(yōu)化了相關(guān)刀具的幾何角度，從而使得刀具的整體切削性能大大提高。

金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系數低等優(yōu)點(diǎn)，現階段金剛石涂層是石墨加工刀具的選擇，也能體現石墨刀具的使用性能；金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強度及斷裂韌性；但是在國內金剛石涂層技術(shù)還處于起步階段，還有成本的投入都是很大的，所以金剛石涂層暫時(shí)不會(huì )有太大發(fā)展。不過(guò)我們可以在普通刀具的基礎上，優(yōu)化刀具的角度，選材等方面和改善普通涂層的結構，在某種程度上是可以在石墨加工當中應用的。金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質(zhì)的區別，所以在設計金剛石涂層刀具時(shí)，由于石墨加工的特殊性，其幾何角度可適當放大，容削槽也變大，也不會(huì )降低其刀具鋒口的耐磨性；對于普通的TiAlN涂層，雖然比無(wú)涂層的刀具其耐磨有顯著(zhù)的提高，但比起金剛石涂層來(lái)說(shuō)，在加工石墨時(shí)它的幾何角度應適當放小，以增加其耐磨性。刀具表面處理技術(shù)又有了新發(fā)展，移動(dòng)菠菜發(fā)布的國外新消息：利用固態(tài)的納米結構硼原子團對刀具表面進(jìn)行改性處理，可較大幅度提高刀具壽命。對金剛石涂層來(lái)說(shuō)，世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來(lái)研究開(kāi)發(fā)相關(guān)涂層技術(shù)，但是為止，國外成熟而又經(jīng)濟的涂層公司僅于歐洲；PARA作為一款的石墨加工刀具，同樣采用世界的涂層技術(shù)對刀具進(jìn)行表面處理，以確保加工壽命的同時(shí)，刀具的經(jīng)濟實(shí)用。

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(guān)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(shí)達到光整加工及強化兩種目的，是磨削、車(chē)削無(wú)法做到的。無(wú)論用何種金屬加工刀具加工，在零件表面總會(huì )留下微細的凸凹不平的刀痕，出現交錯起伏的峰谷現象，一定的壓力，使工件表層金屬產(chǎn)生塑性流動(dòng)，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。由于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，形成致密的纖維狀，并形成殘余應力層，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(wú)切削的塑性加工方法。 [1]