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

對刀具進(jìn)行涂層是機械加工行業(yè)前進(jìn)道路上的一大變革，它是在刀具韌性較高的基體上涂覆一層、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。未涂層高速鋼的硬度僅為62~68HRC（760~960HV），硬質(zhì)合金的硬度僅為89~93.5HRA（1300~1850HV）；而涂層后的表面硬度可達2000~3000HV以上。在工業(yè)生產(chǎn)中，使用涂層刀具可以提高加工效率、加工精度、延命、降低成本。近30余年來(lái)，刀具涂層技術(shù)迅速發(fā)展，涂層刀具得到了廣泛應用。涂層高速鋼刀具和涂層硬質(zhì)合金刀具已占全部刀具使用總量的50%以上。在西歐，由于資源匱乏和機械加工的化，以及數控技術(shù)進(jìn)步及難加工材料增多，涂層刀具正以驚人的發(fā)展速度被動(dòng)式向前挺進(jìn)。西方工業(yè)發(fā)達國家使用的涂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%，新型的數控機床所用的刀具中80%左右是涂層刀具

刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質(zhì)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，沖擊韌性越低，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(gè)關(guān)鍵。對于石墨刀具，普通的TiAlN涂層可在選材上適當選擇韌性相對較好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍高一點(diǎn)的；對于金剛石涂層石墨刀具，可在選材上適當選擇硬度相對較好一點(diǎn)的，也就是鈷含量稍低一點(diǎn)的

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。

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

1、刃口磨損。改進(jìn)辦法：提高進(jìn)給量；降低切削速度；使用更耐磨的刀片材質(zhì)；使用涂層刀片。2、崩碎。改進(jìn)辦法：使用韌性更好的材質(zhì)；使用刃口強化的刀片；檢查工藝系統的剛性；加大主偏角。3、熱變形。改進(jìn)辦法：降低切削速度；減少進(jìn)給；減少切深；使用更具熱硬性的材質(zhì)。4、切深處破損。改進(jìn)辦法：改變主偏角；刃口強化；更換刀片材質(zhì)。5、熱裂紋。改進(jìn)辦法：正確使用冷卻液；降低切削速度；減少進(jìn)給；使用涂層刀片。6、積屑。改進(jìn)辦法：提高切削速度；提高進(jìn)給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液；使刃口更鋒利。7、月牙洼磨損。改進(jìn)辦法：降低切削速度；降低進(jìn)給；使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片；使用冷卻液。8、斷裂。改進(jìn)辦法：使用韌性更好的材質(zhì)或槽型；減少進(jìn)給；減少切深；檢查工藝系統的剛性。注意：通常當后刀面磨損達0.7毫米時(shí)，應更換刀片刃口；精加工時(shí)大磨損量為0.04毫米。