1历史发展

刀具的发展在人类进步的历*占有重要的地位。中国早在公元前28～前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期（公元前三世纪），由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。
然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年，法国的勒内首先制出铣刀。1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。
那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年，美国的泰勒和．怀特发明高速钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。
在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。
由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949～1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的。1972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复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为五类。加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外，还有组合刀具。
按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀（不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀）、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。
各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分（刀齿或刀片）则镶装在刀体上。
刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。
带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄；圆锥柄靠锥度承受轴向推力，并借助摩擦力传递扭矩；圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具，切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成，而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。
刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。
刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固结构。
刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。
在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质（粗、精加工）等，必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变，实际工作的角度和标注的角度有所不同，但通常相差很小。
制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性（切削加工、锻造和热处理等），并不易变形。
通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用广的刀具材料，其次是硬质合金。
聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等；聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等；碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。
硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具，也可用于高速钢刀具，如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁，使刀具在切削时的磨损速度减慢，涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1～3倍以上。
由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工材料越来越多，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况，刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料；进一步发展刀具的气相沉积涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾；进一步发展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现佳化。
刀具材料大致分如下几类：高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金刚石。
这里主要提下陶瓷，陶瓷用于切削刀具的时间比硬质合金早，但由于其脆性，发展很慢。但自上世纪70年代以后，还是得到了比较快的发展。陶瓷刀具材料主要有两大系，即氧化铝系和氮化硅系。陶瓷作为刀具，具有成本低、硬度高、耐高温性能好等优点，有很好的前景。

2结构

整体式
刀体和刀齿制成一体。
整体焊齿式
刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成,并钎焊在刀体上。
镶齿式
刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。这种可换的刀齿可以是整体刀具材料的刀头,也可以是焊接刀具材料的刀头。刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式；刀头在夹具上单独刃磨的称为体外刃磨式。
可转位式
（见可转位刀具）：这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。

3常见问题

尺寸不够: 解决方法:
1.过度切削 减低切削时的深度及宽度
2.机器或固定具缺乏准度 修理机器及固定具
3.机器或固定具缺乏刚性 改变机器\固定具或是切削设定
4.刃数太少 使用多刃端铣刀
铣刀发展很快，业内人称是旋转类刀具，如图所示只是整体硬质合金铣刀，其实，现在更多的铣刀应用在孔加工和型腔加工，这种铣刀大多是安装刀片的！

铣削

了解铣刀，就要先了解铣削知识
在优化铣削效果时，铣刀的刀片是另一个重要因素，在任何一次铣削时如果同时参加切削的刀片数多于一个是优点，但同时参加切削的刀片数太多就是缺点，在切削时每一个切削刃不可能同时切削，所要求的功率和参加切削的切削刃多少有关，就切屑形成过程，切削刃负载以及加工结果来说，铣刀相对于工件的位置起到了重要作用。在面铣时，用一把比切削宽度大约大30%的铣刀并且将铣刀位置在接近于工件的中心，那么切屑厚度变化不大。在切入切出的切屑厚度比在中心切削时的切削厚度稍稍薄一些。
为了确保使用足够高的平均切屑厚度/每齿进给量，必须正确地确定适合于该工序的铣刀刀齿数。铣刀的齿距是有效切削刃之间的距离。可根据这个值将铣刀分为3个类型——密齿铣刀、疏齿铣刀、特密齿铣刀。
和铣削的切屑厚度有关的还有面铣刀的主偏角，主偏角是刀片主切削刃和工件表面之间的夹角，主要有45度、90度角和圆形刀片，切削力的方向变化随着主偏角的不同将发生很大的变化：主偏角为90度的铣刀主要产生径向力，作用在进给方向，这意味着被加工表面将不承受过多的压力，对于铣削结构较弱的工件是比较可靠。
主偏角为45度的铣刀其径向切削力和轴向大致是相等的，所以产生的压力比较均衡，对机床功率的要求也比较低，特别适合于铣削产生崩碎切屑的短屑材料工件。

种类用途

大体上分为：
1.平头铣刀，进行粗铣，去除大量毛坯，小面积水平平面或者轮廓精铣；
2.球头铣刀，进行曲面半精铣和精铣；小刀可以精铣陡峭面/直壁的小倒角。
3.平头铣刀带倒角，可做粗铣去除大量毛坯，还可精铣细平整面（相对于陡峭面）小倒角。
4.成型铣刀，包括倒角刀，T形铣刀或叫鼓型刀，齿型刀,内R刀。
5.倒角刀，倒角刀外形与倒角形状相同，分为铣圆倒角和斜倒角的铣刀。
6.T型刀，可铣T型槽；
7.齿型刀，铣出各种齿型，比如齿轮。
8.粗皮刀,针对铝铜合金切削设计之粗铣刀,可快速加工.

铣削方式

相对于工件的进给方向和铣刀的旋转方向有两种方式：
种是顺铣，铣刀的旋转方向和切削的进给方向是相同的，在开始切削时铣刀就咬住工件并切下后的切屑。
第二种是逆铣，铣刀的旋转方向和切削的进给方向是相反的，铣刀在开始切削之前必须在工件上滑移一段，以切削厚度为零开始，到切削结束时切削厚度达到大。
在三面刃铣刀、某些立铣或面铣时，切削力有不同方向。面铣时，铣刀正好在工件的外侧，切削力的方向更应特别注意。顺铣时，切削力将工件压向工作台，逆铣时切削力使工件离开工作台。
由于顺铣的切削效果好，通常顺铣，只有当机床存在螺纹间隙问题或者有顺铣解决不了的问题时，才考虑逆铣。
在理想状况下，铣刀直径应比工件宽度大，铣刀轴心线应该始终和工件中心线稍微离开一些距离。当刀具正对切削中心放置时，极易产生毛刺。切削刃进入切削和退出切削时径向切削力的方向将不断变化，机床主轴就可能振动并损坏，刀片可能碎裂而加工表面将十分粗糙，铣刀稍微偏离中心，切削力方向将不再波动——铣刀将会获得一种预载荷。我们可以把中心铣削比做在马路中心开车。
铣刀刀片每一次进入切削时，切削刃都要承受冲击载荷，载荷大小取决于切屑的横截面、工件材料和切削类型。切入切出时，切削刃和工件之间是否能正确咬合是一个重要方向。
当铣刀轴心线*位于工件宽度外侧时，在切入时的冲击力是由刀片外侧的刀尖承受的，这将意味着初的冲击载荷由刀具敏感的部位承受。铣刀后也是以刀尖离开工件，也就是说刀片从开始切削到离开，切削力一直作用在外侧的刀尖上，直到冲击力卸荷为止。当铣刀的中心线正好位于工件边缘线上时，当切屑厚度达到大时刀片脱离切削，在切入切出时冲击载荷达到大。当铣刀轴心线位于工件宽度之内时，切入时的初冲击载荷沿切削刃由距离敏感刀尖较远的部位承受，而且在退刀时刀片比较平稳的退出切削。
对于每一个刀片来说，当要退出切削时切削刃离开工件的方式是重要的。接近退刀时剩余的材料可能使刀片间隙多少有所减少。当切屑脱离工件时沿刀片前刀面将产生一个瞬时拉伸力并且在工件上常常产生毛刺。这个拉伸力在危险情况下危及切屑刃安全。

4使用方法

铣刀的装夹
加工中心用铣刀大多接纳弹簧夹套装夹方式，使用时处于悬臂形态。正在铣削加工过程中，有时可能出现铣刀从刀夹中逐步伸出，以致完整?失落，以致工件报废的景象，其缘由一般是由于刀夹内孔与铣刀刀柄外径之间存正在油膜，形成夹紧力不敷所致。铣刀出厂时一般都涂有防锈油，假如切削时使用非水溶切削油，刀夹内孔也会附着一层雾状油膜，卖刀柄和刀夹上都存正在油膜时，刀夹很难牢固夹紧刀柄，正在加工中铣刀就超卓松动?失落。所以正在铣刀装夹前，应先将铣刀柄部和刀夹内孔用清洗液清洗洁净，擦干后再进行装夹。
卖铣刀的直径较大时，即使刀柄和刀夹都很干净，还是可能发生?失刀事故，这时应选用带削平缺口的刀柄和相应的侧面锁紧方式。
铣刀夹紧后可能出现的另一标题是加工中铣刀正在刀夹端口处折断，其缘由一般是由于刀夹使用光 过长，刀夹端口部已磨损成锥形所致，此时应更换新的刀夹。
铣刀的振动
由于铣刀与刀夹之间存正在微小间隙，所以正在加工过程中刀具有可能出现振动景象。振动会使铣刀圆周刃的吃刀量不均匀，且切扩量比原定值增大，影响加工精度和刀具使用寿命。但卖加工出的沟槽宽度恰恰小时，也可以有手法地使刀具振动，经过增大切扩量来获得所需槽宽，但这种情况下应将铣刀的大振幅正在0、02mm以下,不然无法进行颠簸的切削。正在正常加工中铣刀的振动越小越好。
卖出现刀具振动时，应考虑降低切削速度和进给速度，如两者都已降低40%后仍存正在较大振动，则应考虑减小吃刀量。
如加工零碎出现共振，其缘由可能是切削速度过大、进给速度恰恰小、刀具零碎刚不敷、工件装夹力不敷以及工件外形或工件装夹要领等要素所致，此时应接纳调解切削用量、添加刀具零碎刚度、进步进给速度等措施。
铣刀的端刃切削
正在模具等工件型腔的数控铣削加工中，卖被切削点为下凹部分或深腔时，需加长铣刀的伸出量。假如使用长刃型铣刀，由于刀具的挠度较大，易孕育发生振动并导致刀具折损。因此正在加工过程中，假如只需刀具端部相近的刀刃参加切削，则好选用刀具总长度较长的短刃长柄型铣刀。正在卧式数控机床上使用大直径铣刀加工工件时，由于刀具自重所孕育发生的变形较大，更应非常注重端刃切削超卓出现的标题。正在务必使用长刃型铣刀的情况下，则需大幅度降低切削速度和进给速度。
切削参数的选用
切削速度的挑选主要取决于被加工工件的材质；进给速度的挑选主要取决于被加工工件的材质及铣刀的直径。国外一些刀具生产厂家的刀具样本附有刀具切削参数选用表，可供参考。但切削参数的选用同时又受机床、刀具零碎、被加工工件外形以及装夹方式等多方面要素的影响，应凭据实践情况适卖调解切削速度和进给速度。
卖以刀具寿命为优先考虑要素时，可适卖降低切削速度和进给速度；卖切屑的离刃情况欠好时，则可适卖增大切削速度。
切削方式的挑选
接纳顺铣有益于防御刀刃掩护，可进步刀具寿命。但有两点需求注重：①如接纳普通机床加工，应想法消弭进给机构的间隙；②卖工件外貌残留有铸、锻工艺组成的氧化膜或其它硬化层时，宜接纳逆铣。

5分类方法

按材料

（一）按制造铣刀所用的材料可分为
1．高速钢刀具；
2．硬质合金刀具；
3．金刚石刀具；
4．其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

结构形式

（二）按铣刀结构形式不同可分为
1．整体式：将刀具和刀柄制成一体。
2．镶嵌式：可分为焊接式和机夹式。
3．减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，多采用此类刀具。
4．内冷式：切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部；
5．特殊型式：如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。
（三）按铣刀结构形式不同可分为
1．面铣刀（也叫端铣刀）：面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可转位结构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；
2．模具铣刀：模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。它的 结构特点是球头或端面上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。
3．键槽铣刀：用于铣削键槽。
4．成形铣刀：切削刃与待加工面形状一致。

6常用铣刀

数控机床上常用的铣刀：
一、面铣刀，面铣刀的圆周表面和端面都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr
二、立铣刀，立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。注意，因为立铣刀的端面中间有凹槽，所以不可以做轴向进给。
三、模具铣刀，他的结构特点是球头或端面上布满了切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。
四、键槽铣刀，它有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。
五、鼓形铣刀，他的切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置，相应该面刀刃的切削部位，可以在工件上切出从负到正的不同斜角。R越小，鼓形铣刀所能加工的斜角范围越广。
六、成形铣刀，一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的。
还有些通用铣刀，但因主轴锥孔有别，必须配制过渡套和拉钉。

7数控铣刀

现就几种目前比较常用的铣刀类型就其应用场合加以说明。
（一）单刃铣刀
该刀具加工效率高，采用的硬质合金作刀体，一般采用刃口锐磨工艺，以及高容量的排屑，使刀具在高速切割中有不粘屑，低发热，光洁度高等特点。它广泛应用于工艺品、电子、广告、装饰和木业加工等行业，适合工厂批量加工以及高要求的产品。
（二）两刃立铣刀和四刃立铣刀
该类刀具一般采用整体合金结构，其特点是拥有很强的稳定性，刀具可在加工面上稳固地工作，使加工质量得以有效的保证。适用材料范围广，如碳素钢、模具钢、合金钢、工具钢、不锈钢、钛合金、铸铁、适用于一般模具、机械零件加工。
（三）螺纹铣刀
随着中国数控机床的发展，螺纹铣刀越来越得到人们的认可，它很好的加工性能，成为降低螺纹加工成本、提率、解决螺纹加工难题的有力加工刀具。由于 目前螺纹铣刀的制造材料为硬质合金，加工线速度可达80～200m/min，而高速钢丝锥的加工线速度仅为10～30m/min，故螺纹铣刀适合高速切 削，加工螺纹的表面光洁度也大幅提高。高硬度材料和高温合金材料，如钛合金、镍基合金的螺纹加工一直是一个比较困难的问题，主要是因为高速钢丝锥加工上述 材料螺纹时，刀具寿命较短，而采用硬质合金螺纹铣刀对硬材料螺纹加工则是效果比较理想的解决方案．可加工硬度为HRC58～62。对高温合金材料的螺纹加 工，螺纹铣刀同样显示出非常优异的加工性能和超乎预期的长寿命。对于相同螺距、不同直径的螺纹孔，采用丝锥加工需要多把刀具才能完成，但如采用螺纹铣刀加 工，使用一把刀具即可。在丝锥磨损、加工螺纹尺寸小于公差后则无法继续使用，只能报废；而当螺纹铣刀磨损、加工螺纹孔尺寸小于公差时，可通过数控系统进行 必要的刀具半径补偿调整后，就可继续加工出尺寸合格的螺纹。同样，为了获得高精度的螺纹孔，采用螺纹铣刀调整刀具半径的方法，比生产高精度丝锥要容易得 多。对于小直径螺纹加工，特别是高硬度材料和高温材料的螺纹加工中，丝锥有时会折断，堵塞螺纹孔，甚至使零件报废；采用螺纹铣刀，由于刀具直径比加工的孔 小，即使折断也不会堵塞螺纹孔，非常容易取出，不会导致零件报废；采用螺纹铣削，和丝锥相比，刀具切削力大幅降低，这一点对大直径螺纹加工时，尤为重要， 解决了机床负荷太大，无法驱动丝锥正常加工的问题。
螺纹铣刀作为一种采用数控机床加工螺纹的刀具，成为一种目前广泛被采用的实用刀具类型。