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

高速銑削工藝在汽車(chē)、飛機和模具制造業(yè)中應用廣泛。由于銑刀高速旋轉時(shí)刀具各部分承受的離心力已遠遠超過(guò)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(shí)會(huì )造成刀具變形甚至破裂，因此研究高速銑刀的安全性技術(shù)對發(fā)展高速銑削技術(shù)有著(zhù)極其重要的意義

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

根據制造業(yè)發(fā)展的需要，多功能復合刀具、高速刀具將成為刀具發(fā)展的主流。面對日益增多的難加工材料，刀具行業(yè)改進(jìn)刀具材料、研發(fā)新的刀具材料和更合理的刀具結構。硬質(zhì)合金材料及涂層應用增多。細顆粒、超細顆粒硬質(zhì)合金材料是發(fā)展方向；納米涂層、梯度結構涂層及全新結構、材料的涂層將大幅度提高刀具使用性能；物理涂層（PVD）的應用繼續增多。新型刀具材料應用增多。陶瓷、金屬陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韌性進(jìn)一步增強，應用場(chǎng)合日趨增多。切削技術(shù)快速發(fā)展。高速切削、硬切削、干切削繼續快速發(fā)展，應用范圍在迅速擴大。

刀具刃口鈍化技術(shù)是一個(gè)還不被人們普遍重視，而又是十分重要的問(wèn)題。金剛石砂輪刃磨后的硬質(zhì)合金刀具刃口，存在程度不同的微觀(guān)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，特別是金剛石涂層刀具在涂層前經(jīng)過(guò)刀口的鈍化處理，才能涂層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨后的刀具刃口微觀(guān)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

選擇適當的加工條件對于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(shí)的切削振動(dòng)小于逆銑的切削振動(dòng)。順銑時(shí)的刀具切入厚度從大減小到零，刀具切入工件后不會(huì )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(dòng)??；逆銑時(shí)，刀 具的切入厚度從零增加到大，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(shí)刃口如果遇到石墨材料中的硬質(zhì)點(diǎn)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(dòng)大；2．吹氣（或吸塵）和浸漬電火花液加工，及時(shí)清理工件表面的石墨粉塵，有利于減小刀具二次磨損，延長(cháng)刀具的使用壽命，減少石墨粉塵對機床絲杠和導軌的影響；3．選擇合適的高轉速及相應的大進(jìn)給量。綜述以上幾點(diǎn)，刀具的材料、幾何角度、涂層、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(cháng)的使用壽命、能夠深雕刻加工、能節約加工成本。