您好，歡迎來到易龍商務網！
發布時間：2020-12-30 11:55
【廣告】
PCD刀具加工有色金屬是大規模工業生產的，不同的鋁合金其加工效果也不盡相同。PCD刀具一般采用鋒利切削刃，在刀具使用初期出現表面質量差的現象，隨著刀具使用時間的增加，其加工質量越來越好，這是由于PCD刀具在切削過程中鋒利刃口的逐漸鈍化所致。在切削加工中，刃口鈍化是影響刀具性能和壽命的重要因素。刀具經刃磨后刃口會存在毛刺和微缺口，這種微缺口會影響刀具壽命和加工工件表面質量。刃口鈍化能有效去除小的毛刺和微缺口，得到光滑均勻的切削刃，從而提高工件表面質量。刃口光滑性的提高能有效預防積屑瘤的產生。鈍化能夠提高和改善刀具的抗拉強度和刃口韌性，增加刀具強度，從而提高刀具壽命，減小因峰刃缺陷而引起的初期不穩定磨損。刀具在涂層之前需經過鈍化處理，提高刀具表面光潔度，從而使涂層牢固。
圖1 刀具鈍化實驗裝置
目前關于鈍化的研究主要針對硬質合金，而對于PCD刀具鈍化的研究較少。本文探索一種PCD刀具的鈍化方法及其對鋁合金加工表面粗糙度的影響。通過國產小型鈍化機對PCD刀片進行鈍化，并研究了鈍化加工參數對鈍化后刃口的影響，為選擇合理的鈍化加工參數提供參考。通過單因素試驗探究了鈍化對表面粗糙度的影響，研究分析了不同切削參數下鈍化刀具對車削1060鋁合金表面粗糙的影響規律。
刃口鈍化試驗研究
如圖1所示，本試驗鈍化設備為2MQ6712D小型可轉位刀片刃口鈍化機，用含金剛石磨料的盤刷對PCD刀具進行鈍化。采用特殊的裝夾方式進行鈍化，可以使鈍化后的刃口成倒圓形。鈍化后的刀片垂直于切削刃磨一個端面，從圖中可以看出鈍化后的刃口呈倒圓形（見圖2）。
圖2 鈍化后切削刃的剖面圖
小型可轉位刀片刃口鈍化機主要利用刀具與磨料刷的相對運動形成磨損，從而達到鈍化的目的。磨料刷對切削刃的磨損形式主要為磨料磨損，去除過程中切削刃的加工質量和加工效率取決于尼龍絲對切削刃的碰撞作用。隨著轉速的提高和磨料顆粒的增大，磨料顆粒的動能增大，碰撞過程越劇烈。但過大的轉速和磨料顆粒在鈍化過程中會導致切削刃崩刃或者崩塊，降低了切削刃的表面質量。通過試驗發現，選擇合適的轉速和磨料顆粒在保證加工效率的同時有利于提高切削刃的鈍化質量。因此本試驗選用絲徑4mm含800目金剛石磨料的磨料刷，轉速800r/min，切削刃和磨料刷接觸長度為2mm，在該條件下能夠得到較好表面質量的切削刃。圖2為切削刃鈍化后的微觀形貌，從圖中可以看出選擇上述鈍化加工參數得到的鈍化后的刃口很光滑均勻，隨著鈍化時間的改變可以得到不同大小的鈍化半徑。
通過圖2和圖3可以看出，利用國產小型可轉位刀片刃口鈍化機，采用特殊的裝夾方式并選用合理的鈍化加工參數對PCD刀片進行鈍化，可以得到光滑均勻的倒圓刃。
圖3 鈍化后的切削刃的形貌
單因素切削試驗
在相同的切削條件下，采用相同切削參數對比鈍化與未鈍化的PCD刀具車削1060鋁合金材料對表面粗糙度的影響規律。為了進一步研究切削深度對鈍化刀具所形成表面粗糙度的影響，選用較小切削深度參數分析切削深度對表面粗糙度的影響。
1.試驗條件
機床參數：SK50P/750型數控車床；工件材料：1060鋁合金，工件尺寸Φ70mm×250mm圓棒；刀桿型號：SDJCR2525M11；刀片參數：PCD刀片型號DCMW11T304，粒度約10μm。測量儀器：車削后工件的表面粗糙度的測量采用觸針式表面粗糙度儀（時代TR200），取樣長度2.5mm，取樣數量5，在不同位置取5次樣計算平均值。PCD刀具的主要幾何參數如表1所示。
表1 PCD車刀的主要幾何參數
2.試驗方案
采用鈍化和未鈍化兩種PCD車刀車削工件外圓，選取的刀具鈍化值約為18μm。冷卻方式為乳化液冷卻，切削參數及測量結果如表2和表3所示，鈍化和未鈍化刀具均采用此組參數。
試驗結果分析
1.不同切削參數下PCD刀具鈍化對表面粗糙度的影響分析
表2 切削參數及實驗結果
根據表2中所得的試驗結果繪制各參數對表面粗糙度影響圖，圖4為鈍化和未鈍化兩種刀具切削速度對表面粗糙度的影響，可見，鈍化刀具加工工件表面粗糙度總體低于未鈍化刀具。鈍化和未鈍化刀具加工工件表面粗糙度都隨切削速度的增大而增大，但增大幅度很小。
圖4 鈍化和未鈍化刀具切削速度對表面粗糙度的影響
圖5為鈍化和未鈍化兩種刀具進給量對表面粗糙度的影響。從圖中可以看出，鈍化和未鈍化刀具隨著進給量的增加表面粗糙度呈增大趨勢，且增大的幅度較大。在進給量較小時，鈍化和未鈍化刀具車削所形成表面粗糙度區別不大；隨著進給量的增大，鈍化對表面粗糙度的影響越來越明顯，在進給較大時鈍化刀具車削所形成表面粗糙度明顯小于未鈍化刀具。
圖5 鈍化和未鈍化兩種刀具進給量對表面粗糙度的影響
圖6為鈍化和未鈍化兩種刀具切削深度對表面粗糙度的影響。從圖中可以看出，鈍化刀具加工工件表面粗糙度總體低于未鈍化刀具。在0.1-06mm切削深度范圍內，切削深度對表面粗糙度影響不大。
圖6 鈍化和未鈍化兩種刀具切削深度對表面粗糙度的影響
由上述分析可知，PCD刀具車削1060鋁合金時進給量對表面粗糙度的影響，速度和切削深度對表面粗糙度的影響較小。在不同切削參數下鈍化后的刀具所形成表面粗糙度低于未鈍化刀具，隨著進給量的增大鈍化對表面粗糙度的影響越來越大。這是由于鈍化后的刀具在刃口處形成了一個光滑均勻的倒圓刃，消除了刃磨后的微缺口，同時由于鈍化半徑的存在對已加工表面起擠壓修光作用，因此鈍化后的刀具車削所形成的工件表面質量更高。
2.鈍化刀具在小切削深度時對表面粗糙度的影響
通過分析可知，在所選的切削深度范圍內，切削深度對表面粗糙度基本沒有影響。為了進一步研究切削深度對鈍化刀具車削形成的表面粗糙度的影響規律，采用小切削深度，研究鈍化對車削所形成的表面粗糙度的影響。測量結果見表3。
表3 小切削深度參數對表面粗糙度的影響
根據表3中實驗結果繪制切削深度對表面粗糙度影響規律如圖7所示。從圖中可以看出，在切削深度為20μm時，鈍化刀具所形成表面粗糙度比同一條件下其他切削深度所形成的表面粗糙度低，未鈍化刀具沒有此現象?？梢?，當切削深度約為20μm時，鈍化半徑對表面粗糙度的影響比較明顯。
圖7 小切削深度對表面粗糙度的影響
小結
（1）采用特殊的裝夾方式，在合理的加工參數下通過國產小型鈍化機作鈍化處理后，可以得到光滑均勻的正倒圓切削刃。
（2）PCD刀具車削1060鋁合金時，進給量對表面粗糙度的影響，切削速度和切削深度對表面粗糙度的影響較小。在相同切削條件下，使用相同切削參數鈍化刀具車削1060鋁合金所獲得的表面粗糙度低于未鈍化刀具。隨著進給量的增大，鈍化對表面粗糙度的影響越來越大，在進給量較大時鈍化刀具車削所形成表面粗糙度明顯小于未鈍化刀具。刀具經鈍化后消除了刃口毛刺和微刃口，同時在刃口處形成一個倒圓形刃口半徑。刃口半徑的存在對工件已加工表面起到了擠壓修光作用，提高了工件表面質量。
（3）鈍化刀具在切削深度為20μm時加工獲得的表面粗糙度低于其他切削深度，鈍化對表面粗糙度的影響比較明顯。
車刀的刃磨與裝夾
車刀裝置狀況的好壞直接影響到被加工零件的尺度精度和外表粗糙度，假如我們不留意車刀的正確裝置，就會降低切削效果，乃至損壞刀具和工件。
1.車刀裝夾的基本要求
（1）車刀不能伸出刀架太長，在滿意車削的狀況下，盡可能伸出短些。因為車刀伸出過常，刀桿剛性相對削弱，簡單發生振蕩，使車出的工件外表光潔度差。一般車刀伸出的長度不超越刀桿厚度的2倍。切槽刀車刀伸出的長度比槽深多2～3mm。 堵截刀車刀伸出的長度比工件壁厚多2～3mm。
（2）車刀刀尖應對準工件的中心。車刀裝置得過高或過低都會引起車刀視點的變化而影響正常切削。
?。?）車刀刀桿應與車床主軸軸線垂直 。
（4）裝車刀用的墊片要平整，盡可能地用厚墊片以削減片數，一般只用2～3片。如墊刀片的片數太多或不平整，會使車刀發生振蕩，影響切削。各墊片應墊在在刀桿正下方，前端與刀座邊際齊。
（5）裝上車刀后，要緊固刀架螺釘，一般要緊固兩個螺釘。緊固時，應運用專用扳手輪換逐一擰緊。不必加力桿，避免使螺釘受力過大而損害。
為進步車削作業效率，刃磨車刀時充分考慮刀具各刃的綜合應用，車刀裝置在刀架上，在不滾動或少滾動刀架的狀況下完結盡量多的作業。下面介紹幾種批量生產時車刀的裝夾方法。
2. 車刀的裝夾方法
（1）如圖1所示，工件需求車外圓、車端面、倒角，假如只用一把車刀需求滾動刀架。
若把車刀前面磨成如圖2所示，在不滾動刀架的狀況下就能夠完結車外圓、車端面、倒角作業。
?。?）如圖3所示，工件需鉆孔、孔口倒角。一般狀況下需求麻花鉆、外圓車刀、孔口倒角用車刀、450偏刀（或將外圓車刀偏轉車端面）
若將車刀前面磨成如圖4，車端面時，從工件外圓車至工件中心，在工件中心處縱向移動2.7mm，然后中滑板退刀進行孔口倒角至要求，然后削減刀具裝夾，削減作業程序，進步效率。
（3）如圖5所示，軸上切槽、槽的兩端倒角。一般狀況下需求切槽刀，而且需求偏轉刀架倒角，而左端的倒角很簡單碰到卡盤，極不安全。若將切槽刀左右刃別離刃磨來契合倒角要求（如圖6的車刀前面圖），不需求偏轉刀架即可完結切槽、倒角的作業。
（4）如圖7所示，工件需求車外圓、車端面、切槽、倒角、倒圓。將車刀前面刃磨成如圖8所示，不滾動刀架的狀況下一次完結一切操作。AD刃車外圓，AB刃起修光效果。AB刃切端面挨近中心時DE刃倒圓。AB刃切槽時，BC刃倒角。
?。?）如圖9所示，對管材孔口倒角和端面倒角。可將車刀前面刃磨成如圖10所示。車刀裝在刀架上，調理固定好中滑板方位。經過小滑板調理軸向倒角的巨細。能夠只動小滑板完結孔口倒角和端面倒角。
?。?）如圖11所示的導管。
按照如圖12所示下料。備料時兩切槽刀裝夾于刀架上。右端切槽刀用于切端面、定位。左端切槽刀用于堵截。兩刀刃切削距離28mm，然后確保中滑板進刀一次完結下料作業。
（7）在普車上下料：將鋸片式銑刀裝在刀桿上，裝夾于自定心卡盤上。如圖13所示，將夾具裝夾于刀架上，上孔穿工件并用內六角螺母鎖緊，下孔穿限位資料并用內六角螺母鎖緊（以便快速確定資料尺度）。中滑板進刀即可完結下料作業，然后將車床改為簡易銑床用。
3.刃磨留意事項
批量生產機遇夾車刀不一定滿意車削要求，一般要根據圖樣要求自己刃磨車刀，刃磨時應留意以下幾方面：
（1）砂輪的挑選：氧化鋁砂輪（白色）適用于刃磨高速鋼車刀和硬質合金車刀的刀桿部分。（綠色）碳化硅砂輪適用于刃磨硬質合金車刀刀頭。粗磨時挑選較粗的磨粒能夠進步生產率。精磨時挑選較細的磨粒能夠減小外表粗糙度。
?。?）砂輪的修整：刃磨前用砂輪刀、砂條或金剛筆對砂輪外表進行修整，在修整時稍加壓力并來回移動。
?。?）車刀高低有必要控制在砂輪水平中心。刀尖上翹約3°～8°，車刀觸摸砂輪應作左右方向水平移動。當車刀脫離砂輪時,刀尖需向上抬起,以防磨好的刀刃被砂輪碰傷。磨主后邊時,刀桿尾部向左偏過一個主偏角的視點,磨副后角時,刀桿尾部向右偏過一個副偏角的視點。修磨刀尖圓弧時，通常以左手握車刀前端為支點，用右手滾動車刀尾部。
?。?）刃磨車刀時，雙手握車刀，輕靠砂輪旋轉外表，并作水平方向的左右緩慢移動，避免砂輪外表呈現凹坑，直至刃磨視點完結。
（5）刃磨硬質合金車刀時,不可把刀頭部分放入水中冷卻,以防刀片突然冷卻而碎裂。 刃磨高速鋼車刀有必要隨時沾水冷卻，以防退火。
（6）粗磨:磨主后邊，一起磨出主偏角及主后角；磨副后邊, 一起磨出副偏角及副后角；磨前面,一起磨出前角及刃傾角。
?。?）精磨：修磨前面、修磨主后邊和副后邊、修磨刀尖圓弧。
（8）研磨：經過刃磨的車刀，其切削刃有時不行平滑，這時用油石加少量機油對切削刃進行研磨，能夠進步刀具耐用度和工件外表的加工質量。研磨時將油石與刀面貼平，然后將油石沿刀面上下或左右移動。研磨時要求動作平穩，用力均勻，不能破壞刃磨好的刃口。
（9）經過目測法、樣板法、視點測量儀查看刀具是否契合要求，也能夠進行試車查看。批量生產時將車刀刃磨成契合圖樣車削要求，在不滾動刀架或少滾動刀架的狀況下完結盡量多的作業能蕞大極限的進步加工效率。但對操作者要求較高，需求在作業中不斷加以總結進步。
齒輪制造工藝
1 齒輪資料的選取
齒輪資料的挑選是至關重要的環節，現在在通用普遍的齒輪才有以下幾種：
1.1 鋼
鋼的性質耐沖擊、耐性好，外表經過特定的熱處理后大大提升其的硬度，為適用制作齒輪的資料。
1.2 鍛鋼
合金鋼依據所含金屬的成分及功能，可分別使資料的耐性、耐沖擊、耐磨及抗膠合的功能等取得進步，也可經過熱處理或化學熱處理改善資料的力學功能及進步齒面的硬度。所以對于既是高速、重載又要求尺度小、質量小的航空用齒輪，就都用功能優良的合金鋼來制作。
1.3 鑄鐵
鑄鋼耐磨性比較好，故用于大型的齒輪。
1.4 非金屬
非金屬資料能夠大大地降低齒輪傳動進程中的噪音，但缺點也比較明顯，耐磨性較差，只適用于部分傳動齒輪。
2 機械加工工藝
2.1 粗 / 精車
車削加工的本質就是依照零件圖紙的尺度要求，在確保尺度質量合格的情況下，確保切切削性、穩定性、安全性。在進行精車加工的進程中，咱們有必要了解留意以下幾點：刀具的選取、切削途徑及參數的設定、產品質量。
2.2 滾齒
滾切齒輪屬于展成法，可將看作無嚙合間 隙的齒輪與齒條傳動。當滾齒旋轉一周時，相當于齒條在法向移動一個刀齒，滾刀的接連傳動，猶如一根無限長的齒條在接連移動。當滾刀與滾齒坯間嚴格依照齒輪于齒條的傳動比強制嚙合傳動時，滾刀刀齒在一系列方位上的包絡線就形成了工件的漸開線齒形。隨著滾刀的筆直進給，即可滾切出所需的漸開線齒廓。
2.3 熱處理
熱處理是指資料在固態下，經過加熱、保溫文冷卻的手段，以取得預期安排和功能的一種金屬熱加工工藝。
2.4 磨齒
利用磨齒機對齒輪的輪齒進行磨削加工的進程叫做磨齒。分為圓柱形齒輪的內齒磨削和外齒磨削;圓柱斜齒輪的內齒磨削和外齒磨削，以及傘齒輪的磨削。 磨齒機，是一種齒輪精加工用的金屬切削機床。用砂輪作為刀具來磨削現已加工出的齒輪齒面，用以進步齒輪精度和外表光潔度，這種加工辦法稱為“磨齒”。適用于精加工淬火后硬度較高的鋼料齒輪。是一種齒輪精加工用的金屬切削機床。用砂輪作為刀具來磨削現已加工出的齒輪齒面，用以進步齒輪精度和外表光潔度，這種加工辦法稱為“磨齒”。適用于精加工淬火后硬度較高的鋼料齒輪。
2.5 磨錐面/磨內孔
經過磨床進行外表或內孔進行加工，也包括珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等設備。
2.6 安裝
安裝是一個漢語詞語，指將零件按規則的技能要求組裝起來，并經過調試、查驗使之成為合格產品的進程，安裝始于安裝圖紙的規劃。.產品都是由若干個零件和部件組成的。依照規則的技能要求，將若干個零件接組成部件或將若干個零件和部件接組成產品的勞動進程，稱為安裝。前者稱為部件安裝，后者稱為總安裝
3 工藝挑選
3.1 資料挑選
3.1.1 輕載、低速或中速、沖擊力小、精度較低的一般齒輪
選用中碳鋼,如Q235、Q275、40、45、50、50Mn等鋼制作,常用正火或調質等熱處理制成軟齒面齒輪，正火硬度HBS160～200，一般調質硬度HBS200～280。因硬度適中,精切齒廓可在熱處理后 進行,工藝簡單,成本低。齒面硬度不高則易于磨合,但承載才能也不高。這種齒輪主要用于規范系列減速箱齒輪、冶金機械、中載機械和機床中的一些次要齒輪。
3.1.2 中載、中速、接受必定沖擊載荷、運動較為平穩的齒
選用中碳鋼或合金調質鋼,如45、50Mn、40Cr、42SiMn等鋼,也可選用55Tid、60Tid等低淬透性鋼。其終究熱處理選用高頻或中頻淬火及低溫回火,制成硬齒面齒輪,可達齒面硬度HRC50～55,齒輪心部堅持正火或調質狀況,具有較好的耐性。因為感應加熱外表淬火的齒輪變形小,若精度要求不高(如7級以下),可不用再磨齒。機床中絕大多數齒輪就是這種類型的齒輪。對外表硬化的齒輪,應留意控制硬化層深度及硬化層沿齒廓的合理散布。
3.1.3 重載、高速或中速,且受較大沖擊載荷的齒輪
選用低碳合金滲碳鋼或碳氮共滲鋼,如20Cr、20CrMnTi、20CrNi3、18Cr2Ni4WA、40Cr、30CrMnTi等鋼。其熱處理選用滲碳、淬火、低溫回火,齒輪外表取得HRC58～63的高硬度,因淬透性較高,齒輪心部有較高的強度和耐性。這種齒輪的外表耐磨性、抗皮勞強度和齒根的抗彎強度及心部抗沖擊才能都比外表淬火的齒輪高,,精度要求較高時,終一般要安排磨削。它適用于工作條件較為惡劣的轎車、拖拉機的變速箱和后橋齒輪。碳氮共滲與滲碳相比,熱處理變形小,生產周期短,力學功能高,而且還應用于中碳鋼或中碳合金鋼,所以許多齒輪可用碳氮共滲來替代滲碳工藝。內燃機坦克、飛機上的變速齒輪的負載和工作條件比轎車的更重、更惡劣,要求資料的功能更高,應選用含合金元素高的合金滲碳鋼,以取得更高的強度和耐磨性。
3.1.4 精細傳動齒輪或磨齒有困難的硬齒面齒輪(如內齒輪)
主要要求精度高,熱處理變形小,宜選用氮化鋼,如35CrMo、38CrMoAlA等鋼。熱處理選用調質及氮化處理,氮化后齒面硬度高達HV850～1200(相當于HRC65～70),熱穩定性好(在500～550℃仍能堅持高硬度),并有必定的抗蝕性。其缺點是硬化薄,不耐沖擊,故不適用于載荷頻頻變動的重載齒輪,而多用于載荷平穩、光滑杰出的精細傳動齒輪或磨齒困難的內齒輪。近年來,因為軟氮化和離子氮化工藝的開展,使工藝周期縮短,選用鋼種變寬,選用氮化處理的齒輪逐步廣泛。
3.2 車銑加工
3.2.1 車銑設備
數控車床是一種的加工設備，能夠對齒輪的軸向/徑向尺度進行粗加工與精加工.
3.2.2刀具類型
在進行數控車削的進程中，咱們需求有幾大要素需求掌握，刀具的挑選、工裝的承認、切削參數的設定。其間重要的環節就是刀具挑選。在挑選車削刀具的進程中需考慮刀具的原料、趕緊方法、刀桿形狀、刀片形狀、刀片后角、刀桿方向、內切圓直徑、刀片切削刃長等。刀具類型一般取決于加工工件區域的不同，加工內孔一般運用鏜孔刀。加工工件外圓尺度一般運用慣例外圓車刀;加工槽的進程中一般運用特種成型刀具。
3.2.3刀具裝夾
快速松開的趕緊方法能夠削減換刀時間，剛性趕緊的方法能夠削減振動、延常刀具壽命。
3.3 滾齒加工
滾齒設備是一種進行齒輪成型的設備，滾刀是加工進程中的重中之重，常用的加工外嚙合支撐和斜齒圓柱齒輪的刀具。加工時，滾刀相當于一個螺旋角很大的螺旋齒輪，其齒數即為滾刀的頭數，工件相當于另一個螺旋齒輪，互相依照一對螺旋齒輪空間嚙合，以固定的速比旋轉，由依次切削的各相鄰方位的刀齒齒形。刀轉一轉﹐齒輪繞自身軸線轉過一個齒﹔多頭滾刀轉一轉﹐齒輪轉過的齒數與滾刀頭數持平。值得說明的一點是用硬質合金制作滾刀﹐能夠明顯進步切削速度和切齒效率。全體硬質合金滾刀已在鐘表和儀器制作工業中廣泛地用于加工各種小模數齒輪.
3.4熱處理
對工件外表進行強化的金屬熱處理工藝。它廣泛用于既要求表層具有高的耐磨性、抗皮勞強度和較大的沖擊載荷，又要求全體具有杰出的塑性和耐性的零件，如曲軸、凸輪軸、傳動齒輪等。外表熱處理分為外表淬火和化學熱處理兩大類。
加工（High Performance Machining，HPM）是在確保零件精度和質量的前提下，通過對加工進程的優化和進步單位時間資料切除量來進步加工效率和設備使用率、下降生產成本的一種高功用加工技能。在某些程度上，可以以為加工涵蓋了高速加工。
在加工體系中，刀具是完結切削加工的東西，直觸摸摸工件并從工件上切去一部分資料，使工件得到契合技能要求的形狀、尺度精度和外表質量。在整個加工進程中，刀具直接與工件觸摸，會呈現嚴重的刀具磨損現象，因而刀具也是加工進程中的一大消耗品。刀具技能的內在包含刀具資料技能、刀具結構規劃和成形技能、刀具外表涂層技能等，也包含了上述單項技能歸納交叉構成的高速刀具技能、刀具可靠性技能、綠色刀具技能、智能刀具技能等。刀具作為機械制作工藝配備中重要的一類根底部件，其技能開展又構成智能制作、精細與微納制作、仿生制作等根底機械制作技能，以及液密氣密、齒輪、軸承、模具等根底部件技能的支撐技能。
刀具在切削進程中承受深重的負荷，包含高的機械應力、熱應力、沖擊和振蕩等，如此惡劣的工作條件對刀具功用提出了高要求。在現代切削加工中，率的尋求以及大量難加工資料的呈現，對刀具功用提出了進一步的應戰。因而，挑選刀具資料、規劃刀具結構、開展刀具涂層和高功用刀具技能成為進步切削加工水平的要害環節。
加工刀具
刀具資料
刀具資料對刀具壽數、加工效率和加工質量等有著重要影響。目前，刀具資料首要有高速鋼、硬質合金、陶瓷和超硬資料等。
高速鋼（HSS）是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的東西鋼，其熱處理工藝較為雜亂，有必要通過淬火、回火等一系列進程。高速鋼合金元素含量較多，總量可達10%~25%。
按所含合金元素不同可分為：鎢系高速鋼、鎢鉬系高速鋼、高鉬系高速鋼、釩高速鋼和鈷高速鋼。含鈷高速鋼一般是在通用高速鋼的根底上參加5%~8% 鈷，可顯著進步鋼的硬度、耐熱性和耐性。粉末冶金高速鋼安排均勻，晶粒細微，消除了熔鑄高速鋼難以避免的偏析，因而比相同成分的熔鑄高速鋼具有更高的耐性和耐磨性，一起還具有熱處理變形小、鍛軋功用和磨削功用良好等優點。高速鋼資料首要用于制備各種成形拉刀（整體式、組合式）、高速滾刀、剃（插）齒刀、輪槽刀等，大量應用在轎車、航空發動機、發電設備等制作職業，加工高強度、高硬度鑄鐵（鋼）合金。
陶瓷資料首要是離子鍵和共價鍵結合，其結合力是比較強的正負離子間的靜電引力或共用電子對，所以熔點高、硬度高，具有優異的絕緣性和化學安穩性。
按化學成分，淘瓷刀具資料可分為氧化物基陶瓷、碳化物基陶瓷、碳氮化物基陶瓷和硼化物基陶瓷。因為具有高的硬度、強度與耐磨性，淘瓷刀具可用來加工淬火鋼、高強度鋼、不銹鋼以及各種合金鋼和碳鋼，還可以加工各種高硬度的合金鑄鐵?？墒翘源傻毒呔哂幸粋€共性，就是易崩刃，故而應用規模比較局限。
聚晶金剛石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN）、立方氮化硼（CBN）、單晶金剛石等超硬資料具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦系數、高彈性模量、高熱導、低熱膨脹系數，以及與非鐵金屬親和力小等優點，已敏捷應用于高硬度、高強度、難加工有色金屬（合金）及有色金屬- 非金屬復合資料零部件的高速、、干（濕）式機械切削加工職業中。
天然金剛石作為超精細加工刀具不行代替的資料，應用于各種精細儀器透鏡、反射鏡、計算機磁盤等工件的精細（超精、納米級）車削加工。
PCD 刀具與天然金剛石刀具功用挨近，具有優異的耐磨性，可用來加工有色金屬和非金屬資料，還可用來精加工難加工資料，如硬質合金和歸呂合金。
立方氮化硼（CBN）是硬度僅次于金剛石的超硬資料。它不但具有金剛石的許多尤秀特性，而且有更高的熱安穩性和對鐵族金屬及其合金的化學惰性，可用于加工金剛石刀具不能加工的黑色金屬及其合金資料。
刀具結構規劃
刀具結構包含刀具自身及各功用部件外部形狀、裝夾辦法、切削刃區幾許角度和截形。
刀具許規劃首要針對刀刃強度，刀具的容屑、斷屑，刀具可靠性、安全性等基本刀具幾許功用，也是刀具規劃的首要打破方向。
未來開展中，在結構上呈現了針對難加工資料的變螺旋角規劃、變齒距規劃以及可下降切削振蕩的消振棱規劃技能，而刃口鈍化處理技能和負倒棱規劃技能可顯著進步刀刃強度，且隨著微納制作研討領域的打破逐步構成產業化技能。
刀具物理規劃方面目前以刀具資料功用的改進為主，并逐步開端朝著針對特定加工條件、工件資料進行定制化規劃刀具物理功用的方向開展。
現代刀具技能的開展，應一起滿足刀具功用和綠色、低耗的要求，刀具幾許規劃和物理規劃都趨于精細化、專用化、智能化、柔性化。在確保刀具功用的前提下，有利于完成刀具收回再使用的規劃與成形技能將受到重視。
刀具涂層
刀具外表涂層以增效和延壽為意圖，是將耐高溫、耐磨損的資料涂覆在刀具基體資料外表。涂層作為一個化學屏障和熱屏障，減少了刀具與工件間的擴散和化學反應，然后減少了刀具的月牙槽磨損。涂層刀具具有外表硬度高、耐磨性好、化學功用安穩、耐熱耐氧化、摩擦因數小和熱導率低等特性。
目前，常用的刀具涂層辦法有化學氣相堆積法（CVD）、物理氣相堆積法（PVD）、等離子體化學氣相堆積法（PCVD）、熱噴涂法和離子束輔佐堆積法（IBAD），其間以PVD 和CVD 應用為廣泛。
刀具的涂層技能目前現已成為進步刀具功用的要害技能。在涂層工藝方面，CVD 仍然是可轉位刀片的首要涂層工藝，開發了中溫CVD、厚膜Al2O3 等新工藝，在基體資料改進的根底上，使CVD 涂層刀具的耐磨性和耐性都得到進步。CVD涂層技能的未來開展方向是高功用CVD 刀具涂層工藝技能及配備制作技能，包含制備厚膜α-Al2O3 的要害工藝技能、微粒潤滑的Al2O3 膜的制備技能；防腐真空獲得體系及氣體輸入體系的研討開發；潔凈反應源的研討及廢棄（氣）物后處理技能。PVD 同樣取得了重大進展，開發了適應高速切削、干切削、硬切削的耐熱性更好的涂層，如納米、多層結構等，從早的TiN 涂層到TiCN、TiAlN、A l2O3、C r N、Z r N、C r A l N、T i S i N、TiAlSiN、AlCrSiN 等硬涂層及超硬涂層資料。PVD 涂層技能的未來開展方向是類金剛石涂層、CBN 涂層、大面積等離子涂層技能。等離子體化學氣相堆積法（PCVD）是將高頻微波導入含碳化物氣體發生高頻高能等離子，或許通過電極放電發生高能電子使氣體電離成為等離子體，由氣體中的活性碳原子或含碳基團在合金的外表堆積的一種涂層制備辦法。等離子體對化學反應有促進作用，使等離子體化學氣相堆積法可以把堆積溫度降至600℃以下。在該溫度下，刀具基體與涂層資料之間不會發生擴散、交換反應或相變，刀具基體可以堅持原有的強耐性。
刀具涂層技能向物理涂層附加大功率等離子體方向開展；功用薄膜向著多元、多層膜的方向開展；并研討集硬度、化學安穩性、抗癢化性于一體且具有低內應力和高附著力的薄膜制備技能。圖5（a）為多層涂層，其內層的TiCN 與基體有較強的結合力和強度，中心的Al2O3 作為一種有用的熱屏障可答應有更高的切削速度，外層的TiCN 確保抗前刀面和后刀面磨損能力，外一薄層金黃色的TiN 使得簡單區分刀片的磨損狀態；圖5（b）中納米涂層與傳統涂層相比，具有超硬度、超模量和高紅硬性效應，而且顯微硬度可超過40GPa ；圖5（c）納米復合結構涂層（nc-Ti1-xAlxN）/（α-Si3N4）在強等離子體作用下，納米TiAlN 晶體被鑲嵌在非晶態的Si3N4 體內，當TiAlN晶體尺度小于10nm 時，位錯增殖源難于啟動，而非晶態相又可阻止晶體位錯的搬遷，即便在較高的應力下，位錯也不能穿越非晶態晶界。這種結構薄膜的硬度可以到達50GPa 以上，并可堅持相當優異的耐性，且當溫度到達900~1100℃時，其顯微硬度仍可堅持在30GPa 以上。
C
