先進刀具技術與未來刀具的發展趨勢

切削加工追求的目標是高精度、高效率、低成本、綠色環保。近年來，切削加工技術在高速切削、硬態切削、微霧潤滑切削、干式切削、復合切削等領域迅速發展，這些切削加工技術是實現以最小限度生產設備高效率、低成本加工零件的生產方式的核心，到目前為止，切削加工技術發展的最大標志就是高速切削加工(HighSpeedCutting，HSC)的發展。

先進的刀具技術是促進切削技術發展的基礎和保證，刀具技術的發展涉及刀具材料和刀具結構的發展，刀具材料是提升刀具性能的基礎，刀具結構是提高工件加工精度的關鍵。

隨著高速加工、高精度加工技術的進步和難加工材料應用數量的增加，刀具材料的進展也十分顯著，新型陶瓷、細晶粒硬質合金、超細晶粒硬質合金、TiC/TiN基金屬陶瓷、涂層硬質合金等材料大大提升了刀具的性能，刀具基體的耐磨性、耐熱性、韌性和抗彎強度明顯提高。復合涂層技術使刀具性能進一步提升，涂層材料除了有適合高速切削的TiC、TiN、TiAlN以外，現在還使用金剛石、立方氮化硼、硅基納米涂層等。

近年來，人們在新型刀具材料的應用、刀具涂層技術以及新型刀具切削性能方面進行了大量的研究與應用工作，生產現場使用的刀具已經進入了以硬質合金材料為主體、多種涂層成熟應用的狀態，未來刀具材料主要的發展趨勢是“細晶粒的基體材料+復合涂層”，以適應高速切削、干式切削、高精度加工的基本需求。

切削加工精度和表面質量是切削加工過程的關鍵因素，加工精度和表面質量取決于刀具的刃形、斷屑性能和安裝結構的穩定性。未來刀具的設計必須注重刃型設計、斷屑槽設計、刀片定位或刀柄夾持設計以及表面涂層和刃口強化處理。

為降低刀具的應用成本，鑲齒結構、鑲嵌結構、涂覆結構應成為刀具主體結構，整體結構在小規格、微型規格才使用。未來的刀具應該是雙性能結構，即“高韌性高強度基體+高硬度高耐磨性刃部”。

刀具材料及其涂層技術的發展促進了刀具切削速度的不斷提高，帶來了加工效率的變革，進一步帶來了加工范圍的拓展。

刀具的設計和使用應考慮刀具材料與工件材料的性能匹配性，針對不同的工件材料和加工條件確定合理的刀具材料和結構形式。高速、高效、高精度切削加工要求刀具具有多種優異性能，“高韌性高強度基體+高硬度高耐磨性刃部”是未來刀具的主要發展方向。

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