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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、鉆、刀等銅質刀具。戰國后期(公元前三世紀)，由于掌握了滲碳技術，制成了銅質刀具。當時的鉆頭和鋸，與現代的扁鉆和鋸已有些相似之處。然而，刀具的快速發展是在18世紀后期，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。有關麻花鉆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．懷特發明高速工具鋼。1923年，德國的施勒特爾發明硬質合金。在采用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時，又提高兩倍以上，到采用硬質合金時，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。

由于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于陶瓷刀具的專利。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，生產碳化鈦涂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涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質層。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，從而使這種復合材料具有更好的切削性能。

刀具按工件加工表面的形式可分為五類：

■ 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；

■ 孔加工刀具，包括鉆頭、擴孔鉆、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等；

■ 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；

■ 齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪和拉刀等；

■ 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：

■ 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、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀和鋸等；

■ 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；

■ 特殊刀具，加工一些特殊工件，如：齒輪，花鍵等用的刀具。如、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。

同時按照刀具用途分類，除金屬切削刀具，用于木工的木工刀具，還有特別應用的一類刀具，移動菠菜用于地質勘探、打井、礦山開采的礦山刀具。

凹磨（HollowGrind：　

于刀面兩側各挖除一個凹槽，因其容易加工及設計，故市面上許多工廠刀皆是此一種研磨方式。最大的優點便是經此研磨后會形成一個非常薄的刀刃，而越薄的刀刃切削能力越好。其缺點為：越薄的刀刃越脆弱。它可以切、削較硬的物體或組織，但卻不適合用以在料理食物時砍劈的動作，因刀身的縱切面為非線性，故無法切的太深。凹磨的刀子皆不建議用于砍劈動作上，因其刀刃相對的較脆弱。其最大的優點便是增加刀刃的切削能力，尤其是在刀面不夠寬闊時使用（德國Puma刀廠算出若刀背有3.5mm厚，那么刀面至少要有20mm寬才能有相當的切削砍劈能力。若不夠寬的刀子便要以Hollowground的方式來彌補。）。早期的剃頭刀便是用凹磨?！?/p>

鑿刀磨法、片刃研磨（ChiselGrind）：　

刀面只有一面研磨。優點有四：1.易于加工：一面研磨故只需其它研磨方式的一半加工，且不需太過精密，因此省時、省工、省錢。2.易于研磨：除非嚴重的損傷，否則只需研磨一面即可，且研磨技術不必像其它研磨方式一般的高超。3.刀刃堅固：只單邊開刃，故刀刃角度大（約30-45度），刀身厚。4.節省材料：在早期錘打制刀時代，此種研磨方式不需像其它研磨方式一般要削去多余的鋼材，可節省最多的鋼材耗費。臺灣原住民的刀子便是鑿刀磨法。　缺點有三：1.無法準確的切削：拿鑿刀磨法及其它雙邊研磨的刀子來切蘋果時你便會發現，雙面研磨的刀子可以精準的將蘋果平分切成兩半，而鑿刀磨法的刀子則會隨著研磨的角度而〔斜〕出去。2.無法穿刺的太深：鑿刀磨法在刀尖上造成了太多的斜面，使得其在穿刺上形成了許多的阻礙點。舉例而言，你從未見過鑿刀研磨的匕首、短劍或穿孔錐吧！3.研磨面錯誤：右手刀的研磨方式為（從刀背向下俯視）刀面的左側為平坦，右側才研磨?左手刀剛好相反。然因東、西方傳統性刀面展示上的不同及小刀用法習慣的差異，使得西方刀廠所做出之鑿刀研磨大多為左手刀（西方人習慣將刀尖向左的展示刀子，將左刀面視為正面?東方人則將刀尖向右展示刀子，將右刀面視為正面），在刀刃向外切削必須將刀子切削的角度加大才能平順的使用。美國最近也發現了這個問題，雖然大多數的刀廠依舊堅持〔左手刀〕，但如GTKnives已將其鑿刀磨法的刀子改為右手刀。日式的鑿刀磨法的刀子則全是右手刀。PhillHartsfield是使用鑿刀開刃之名家，而Emerson的CQC-6則為美國第一把使用鑿刀開刃的折刀。　

平面磨法（FlatGrind/VGrind）：　

為兼顧銳利及堅固的一種研磨方式。從刀背開始便一直平磨至刀鋒處，因此具有一相當堅固的刀背及刀脊。此種研磨方式相較于上述兩種而言為較難以研磨的形式，因在研磨過程中許多鋼材需被磨掉。刀刃處非常薄而銳利，適用于各式野外用刀，是非常優良的研磨方式。因從刀的縱切面來看成一V型，故又稱為V型磨法。　

騎兵磨法（SaberGrind）：　

與平面磨法相似，都是刀面兩側無凹槽的設計。不同在于平面磨法是從刀背處便一直研磨至刀刃，而騎兵磨法則是從一半開始研磨。亦具有相當優異的切削砍劈能力。早期騎兵刀便是此一研磨形式，故稱為騎兵磨法?！?/p>

圓弧磨法（ConvexGrind）：　

又稱為MoranGrind，因BillMoran是將此一研磨方式發展的最佳的西方刀匠大師。此種研磨方式不像上述的四種磨法。別種研磨法都是在刀子兩側形成一斜面或凹槽，而圓弧磨法則是在刀鋒上方形成一雙凸的圓弧（因長的像文蛤，故日本又稱為蛤刃）。此種研磨方式就如便如平面磨法一般的堅固，凹磨一般的銳利。為非常難造的一種研磨方式。其缺點為若你沒有Flat-BeltGrinder，那么刀刃鈍時便很難自己研磨。

高速銑削工藝在汽車、飛機和模具制造業中應用廣泛。由于銑刀高速旋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。

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，并制訂了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、制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文件。

2．1 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，超過該速度后離心力將成為銑刀的主要載荷，必須采用安全技術。在刀具直徑與高速切削范圍關系圖中，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倍于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）。而對于整體式銑刀，則必須在2倍于最大使用轉速條件下試驗而不發生彎曲或斷裂。

2．2 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于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，由于刀具形狀的復雜性，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；然后由切出的刀座、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。

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，可采取以下措施：

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系，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。但由于鈦合金對切口的敏感性，不適宜制造刀體，因此有的高速銑刀已采用高強度鋁合金來制造刀體。

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，因此應盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時，刀體的結構應對稱于回轉軸，使重心通過銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調整結構應盡可能消除游隙，并且要求重復定位性好。目前，高速銑刀已廣泛采用HSK刀柄與機床主軸連接，較大程度地提高了刀具系統的剛度和重復定位精度，有利于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，也有利于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采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。對于小直徑的帶柄銑刀，可采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。

設旋轉體質量為m，質心與旋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，用于高速切削的銑刀必須經過動平衡測試，并應達到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，并從刀具的材料、結構、制造工藝等方面解決好高速銑刀的安全性。

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，如鉆頭、擴孔鉆、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；

■ 焊接結構是把刀片釬焊到鋼的刀體上；

■ 機械夾固結構又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。

硬質合金刀具一般制成焊接結構或機械夾固結構；瓷刀具都采用機械夾固結構。

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，是指制造和測量用的標注角度在實際工作時，由于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注的角度有所不同，但通常相差很小。

有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上，借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，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時借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制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。

待加工表面----工件上有待切除的表面。

已加工表面----工件上經刀具切削后產生的表面。

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。它直接作用于被切削的金屬層，并控制切屑沿其排出的刀面。

后面(同義詞：后刀面)----與工件上切削中產生的表面相對的表面。

主后面(同義詞：主后刀面)----刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。它對著過渡表面。

副后面(同義詞：副后刀面)----刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。它對著已加工表面。

主切削刃----起始于切削刃上主偏角為零的點，并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，亦起始于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。

切削平面----通過切削刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面。

主切削平面Ps----通過切削刃選定點與主切削刃相切并垂直于基面的平面。它切于過渡表面，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并垂直于基面的平面。

基面Pt----通過切削刃選定點垂直于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，平行或垂直于刀具在制造、刃磨和測量時適合于安裝或定位的一個平面或軸線，一般說來其方位要垂直于假定的主運動方向。

假定工作平面----在刀具靜止參考系中，它是過切削刃選定點并垂直于基面，平行或垂直于刀具在制造、刃磨和測量時適合于安裝或定位的一個平面或軸線，一般說來其方位要平行于假定的主運動方向。

法平面Pn----通過切削刃選定點并垂直于切削刃的平面。

前角----前面與基面間的夾角。

后角----后面與切削平面間的夾角。

楔角----前面與后面間的夾角。

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。

制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、沖擊韌性和化學惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，并不易變形。

通常當材料硬度高時，耐磨性也高；抗彎強度高時，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現代仍是應用最廣的刀具材料，其次是硬質合金。

聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等；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涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質涂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，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上。

由于在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質中工作的零件，其應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應用新的刀具材料；進一步發展刀具的氣相沉積涂層技術，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層，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；提高刀具的制造精度，減小產品質量的差別，并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。

我主要提下陶瓷，陶瓷用于切削刀具的時間比硬質合金早，但由于其脆性，發展很慢。但自上世紀70年代以后，還是得到了比較快的發展。陶瓷刀具材料主要有兩大系，即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具，具有成本低、硬度高、耐高溫性能好等優點，有很好的前景。目前國內國外產品差別很大，刀具算是高技術的消費品！

對刀具進行涂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。在工業生產中，使用涂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余年來，刀具涂層技術迅速發展，涂層刀具得到了廣泛應用?，F在，涂層高速鋼刀具和涂層硬質合金刀具已占全部刀具使用總量的50%以上。在西歐，由于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，涂層刀具正以驚人的發展速度被動式向前挺進。西方工業發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。目前最新的技術也有了新的發展，利用固態的納米結構硼原子團對刀具表面進行改性處理。

根據制造業發展的需要，多功能復合刀具、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。

■ 硬質合金材料及涂層應用增多。細顆粒、超細顆粒硬質合金材料是發展方向；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一步增強，應用場合日趨增多。

■ 切削技術快速發展。高速切削、硬切削、干切削繼續快速發展，應用范圍在迅速擴大。

■ 由于表面涂層材料具有很高的硬度和耐磨性，且耐高溫。故與未涂層的刀具相比，涂層刀具允許采用較高的切削速度，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。

■ 由于涂層材料與被加工材料之間的摩擦系數較小，故涂層刀具的切削力小于未涂層的刀具。

■ 用涂層刀具加工，零件的已加工表面質量較好。

■ 由于涂層刀具的綜合性能良好，故涂層硬質合金刀片有較好的通用性，一種涂層硬質合金牌號的刀片具有較寬的使用范圍。

中國的刀具涂層技術與工業發達國家相比尚有很大差距，涂層刀具的數量也差得很遠，大致只占全部刀具的20%。其中數控機床和加工中心上使用得居多，在普通的非數控機床上則相當少，主要是受到認識問題和價格等因素的影響。因此，在中國，刀具涂層技術的發展和應用都有很多潛在的提升空間。

1外圓車刀安裝：

A稱刀伸出刀架部分的長度應盡量短，以增強其剛性，（一般為刀柄厚度1～1。5倍）車刀墊片一般不要超過兩片。并于刀架邊緣對起，且至罕用兩個螺絲壓緊。

B;車刀刀尖與工件中心等高。刀尖高于工件的軸線，刀具現實前角增大磨削力降低

2切斷刀的安裝：

A 切斷刀一定要垂直工件的軸線，刀體不能傾斜，以免副后刀面與工件摩擦，影響加工質量

B刀體不宜伸出過長，同時主磨削刃要與工件回轉中心等高，否則如磨削無孔工件時，不能磨削到中心，且容易折斷車刀

C刀體底面如果不平，會引起副后角的變化。

3螺紋刀的安裝：

車螺紋時，為了保證齒形不錯，對安裝螺紋刀提出了嚴格的要求

A刀尖高 裝夾螺紋刀時，刀尖位置一般應與車床主光軸軸線等高，出格是內螺紋車刀的刀尖高必需嚴格保證，以免出現扎刀阻刀 讓刀 及螺紋面不光等現象。

高速磨削時螺紋時，為了振動和扎刀，其硬質合金刀的刀尖應略高與車床主光軸軸線0.1—0.3

B 刀頭伸出的長度 刀頭一般不要伸出過長，約為刀桿厚度1—1.5倍。內螺紋刀的刀頭加上刀桿后的徑向長度應該比螺紋孔直徑小3—5倍，以免退刀時碰傷牙頂

數控車床對刀：

在數控加工中，工件坐標系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標系中的位置，即常說的對刀問題。在數控車床上，前，常用的對刀要領為試切對刀。下面以FANUC—6T系統為例，先容試切對刀的要領。 將工件安裝好之后，先用MDI方式操縱機床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向(Z向)尺寸不變，沿橫向(X向)退刀。當取工件右端面O為工件原點時，對刀輸入為ZO；當取工件左端面O，為工件原點時，需要測量從內端面到加工面的長度尺寸J，此時對刀輸入為Zδ，用同樣的要領，再將工件外圓表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主光軸轉動，再量出工件車削后的直徑值φv，按照β 和 φv值即可確定刀具在工件坐標系中的位置。其它各刀都需要進行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標系中的位置。

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 1000

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）

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

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關鍵。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的，也就是鈷含量稍高一點的；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的，也就是鈷含量稍低一點的；刀具

石墨刀具選擇合適的幾何角度，有助于減小刀具的振動，反過來，石墨工件也不容易崩缺；

1．前角，采用負前角加工石墨時，刀具刃口強度較好，耐沖擊和摩擦的性能好，隨著負 前角絕對值的減小，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，隨著前角的增大，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，切削阻力大，增大了切削振動，采用大正前角加工時，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，后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后，切削振動加強。

3．螺旋角，螺旋角較小時，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，刀具承受的切削沖擊力最大，因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是最大的。當螺旋角去較大時，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沖擊加劇，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、后角及螺旋角綜合產生的，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刀具優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。

金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系數低等優點，現階段金剛石涂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；金剛石涂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；但是在國內金剛石涂層技術還處于起步階段，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，優化刀具的角度，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。機械刀具

金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質的區別，所以在設計金剛石涂層刀具時，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，也不會降低其刀具鋒口的耐磨性；對于普通的TiAlN涂層，雖然比無涂層的刀具其耐磨有顯著的提高，但比起金剛石涂層來說，在加工石墨時它的幾何角度應適當放小，以增加其耐磨性。

對金剛石涂層來說，目前世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來研究開發相關涂層技術，但是至今為止，國外成熟而又經濟的涂層公司僅僅限于歐洲；PARA作為一款優秀的石墨加工刀具，同樣采用目前世界最先進的涂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。

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。金剛石砂輪刃磨后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，特別是金剛石涂層刀具在涂層前必須經過刀口的鈍化處理，才能保證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），順銑時的切削振動小于逆銑的切削振動。順銑時的刀具切入厚度從最大減小到零，刀具切入工件后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，有利于減小刀具二次磨損，延長刀具的使用壽命，減少石墨粉塵對機床絲杠和導軌的影響；

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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、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、長的使用壽命、能夠深雕刻加工、能節約加工成本。

平面磨法（FlatGrind/VGrind）：為兼顧銳利及堅固的一種研磨方式。從刀背開始便一直平磨至刀鋒處，因此具有一相當堅固的刀背及刀脊。此種研磨方式相較于上述兩種而言為較難以研磨的形式，因在研磨過程中許多鋼材需被磨掉。刀刃處非常薄而銳利，適用于各式野外用刀，是非常優良的研磨方式。因從刀的縱切面來看成一V型，故又稱為V型磨法。

圓弧磨法（ConvexGrind）：又稱為MoranGrind，因BillMoran是將此一研磨方式發展的最佳的西方刀匠大師。此種研磨方式不像上述的四種磨法。別種研磨法都是在刀子兩側形成一斜面或凹槽，而圓弧磨法則是在刀鋒上方形成一雙凸的圓弧（因長的像文蛤，故日本又稱為蛤刃）。此種研磨方式就如便如平面磨法一般的堅固，凹磨一般的銳利。為非常難造的一種研磨方式。其缺點為若你沒有Flat-BeltGrinder，那么刀刃鈍時便很難自己研磨?！　◎T兵磨法（SaberGrind）：與平面磨法相似，都是刀面兩側無凹槽的設計。不同在于平面磨法是從刀背處便一直研磨至刀刃，而騎兵磨法則是從一半開始研磨。亦具有相當優異的切削砍劈能力。早期騎兵刀便是此一研磨形式，故稱為騎兵磨法。

在金融危機橫行的2009年，國內刀具市場的總體消費額度僅下降了15%左右，而國外發達國家刀具市場的消費則普遍下降了40%～45%。但僅僅一年之后，在制

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造業強勁需求的帶動下，國內刀具市場消費總額就迅速恢復并超過歷史最高水平，達到了330億元的歷史新高。

2011年國內刀具市場依然保持高速增長，有望創造新的歷史最高點。“統計數據顯示，僅上半年國內刀具市場就實現了25%～30%的增長，盡管自7月份開始增速有所回落，但全年仍可實現15%的增長。”沈壯行表示。相比較而言，近幾年國際刀具市場保持穩定恢復，但年均增長率保守估計僅保持在3%～5%左右，而國內市場在經歷過去年的高速增長之后，也會逐步穩定保持年均增長率在10%～15%，因此，國內刀具市場容量增速會比國際市場快3倍以上。

中國已成為全球最具發展潛力的刀具大市場，而諸多跨國刀具集團也在后危機時代的發展戰略中，無一例外地都把擴大在中國的刀具銷售作為首選，各企業的亞太總部、研發中心、培訓中心、物流中心等紛紛落戶中國，從而以中國為中心輻射亞洲，更加直接便捷地服務于客戶，更好地滿足亞太地區客戶的特殊需求。

中國市場之所以會受到如此的重視，主要原因還在于中國市場銷售份額在其全球市場份額中占據的比例越來越大。為了牢牢抓住中國市場，國外刀具制造企業都在仔細研究中國裝備業的需求，如山高刀具在今年成立了行業發展部，旨在以行業為研究對象，專注于提供行業典型零部件加工的解決方案。該部門的技術專家各自負責一個重點行業，關注行業發展動態、解決該行業刀具應用的技術問題、不定期為該行業客戶舉辦刀具應用培訓。

高端刀具市場占有率偏小堪憂

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近年來，我國多個高端制造領域的技術發展給刀具帶來了新的要求。如汽車刀具必須具有高效、高穩定性和專用化的特點，而隨著汽車產業的不斷發展前進，新的要求應運而生，從技術上來看，主要有重載化、復合化、特殊化、標準化、高速化及品種多元化的趨勢。在航空航天制造領域，隨著鈦合金、高溫合金等難加工材料的廣泛應用，如何正確選擇、合理使用刀具進行高效高質量切削加工已經成為一個非常重要的行業性話題。

國產刀具本應在為上述制造領域提供刀具服務中具有天時、地利、人和的優勢。但實際上，進口刀具基本上占據了機加工行業的高端用戶，特別是在汽車發動機制造車間、飛機發動機制造企業機加工車間或汽輪機制造車間，高效、高精度的機加工刀具中幾乎被進口刀具壟斷，很難看到國產刀具的蹤影。而國產刀具大多應用在中、低要求的客戶群里，如農業機械、摩托車、農用車、通用機械及中低檔的機械制造工業。

不僅如此，制造業粗放式發展導致機床和刀具的發展極不平衡，統計數據表明，目前國外發達國家數控機床和刀具的消費比為2:1，而國內的比例過低，刀具消費總額還不到機床消費總額的1/5。很多制造企業花大價錢購買機床，卻在刀具消費上縮手縮腳，舍不得購買先進高效刀具，傳統刀具的市場需求長期居高不下，這也是國內很多刀具企業不愿進入先進高效刀具生產的重要原因。

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同時，必須正視中國刀具企業和國外企業間的差距，包括基礎技術、創新能力、推廣能力和服務能力等。應該讓用戶需求和刀具企業成為創新主導，龍頭企業應在技術應用領域做好帶頭示范作用。不過沈壯行表示，國內部分重點骨干企業和新型優秀民營企業在發展現代高效刀具方面跨出了非?？上驳囊徊?，如株洲鉆石、廈門金鷺以及阿諾刀具等，這些企業重視技術進步，將服務放在首位，在相關領域取得了明顯成效。

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。

抓“低”放“高”　　科技技術含量低?，F階段，硬質合金刀具在發達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，被廣泛地應用在汽車及零部件生產、模具制造、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%，但國內制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制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噸用于切削刀具生產上，數量上和日本相當。但制成刀具后的價值僅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，制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。

跨國企業，如德國雄克、日本黛杰、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，這也是為什么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。

21世紀是網絡化和信息化的時代，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。網絡化、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、懂得借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后或期間，一些國際知名企業都會借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并高度重視媒體記者的采訪，但部分中國企業可能因為“害羞”或者有所顧忌而不愿接受媒體的采訪和報道，最終錯過了宣傳產品和企業的“免費”良機。

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%，但是由于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，硬質合金制品中附加值最高的切削刀片產量只有3千余噸，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，制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“近水樓臺先得月”。