刀具閱讀知識

機床刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。

   　絕大多數的刀具是機用的，但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。

   　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。

   　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；螺紋加工工具，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、錐齒輪加工刀具等；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；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。

   　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。

       刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依*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*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。

   　刀具的工作部分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。

       全球制造業每年的切削加工費用，達到4000億美元以上，其中刀具費用為200億美元左右。發達國家制造業近年來大量采用現代高效切削刀具來提高勞動生產率，每年為制造業節約成本達1000億美元，遠遠高于在刀具上的投入。所以，各國都把發展現代高效刀具，作為提高制造業競爭力的重要手段?！扒邢鞯毒咴诩庸み^程中是生產力，不是消耗品”這個觀念，在發達國家已形成共識，切削刀具消費在制造業成本中的比重達到3%～4%。而中國制造業，多數企業仍依靠廉價勞動力作為降低成本的主要手段，而較少關注通過改進加工手段提高效率來節省費用，所以中國制造業的刀具消費水平普遍較低，僅占制造成本的1%～2%。

       切削刀具和機床，是制造技術體系的兩個子系統，既獨立發展，又相輔相成，不斷推動制造業勞動生產率的提高。目前，伴隨著現代數字化制造技術的蓬勃發展，以“高精度、高效率、高可靠性和專用化”為特點的現代高效切削刀具，迅速取代傳統標準刀具，作為數字化制造系統的Z終執行部件，在加工中發揮著“臨門一腳”的關鍵作用。盡管其價格大大高于傳統標準刀具。但由于其優良的性能，使加工質量和效率大幅度提高，從而使制造業提高勞動生產率和降低成本，獲得更大的收益。

       另一個值得關注的事實是：在德、美、日等制造業強國，現代數控機床和高效刀具互相協調、平衡發展的規律十分明顯，目的是為制造業提供一個充分發揮裝備潛力的Z佳配置和解決方案。在發達國家，經濟穩定發展的正常年份，每年的刀具消費規模，大體穩定在機床消費的1/2左右。例如，機床年消費額在60億美元時，刀具消費一般都在30億美元上下。只有在經濟衰退的年份，由于投資規模的收縮，這個比例才會發生變化。但是，發達國家這種機床工具協調發展的規律性在中國并未出現。特別是Z近10年，中國制造業發展中機床消費一馬當先，把刀具消費遠遠拋在后面，這種奇怪的現象已經成為中國機床工具行業發展的特點。如：2010年，中國機床消費達到了285億美元的創紀錄水平。同年刀具消費為50億美元，刀具消費僅為機床消費的18%。大大低于發達國家50%左右的水平。