机床工具的发展史真是飞速发展
机械大师
2020-02-09 19:42
刀具的发展在人类进步史上占有重要地位。早在公元前28至20世纪，中国就出现了黄铜锥体和铜锥体、钻头和刀具等铜制工具。战国晚期（公元前三世纪）刀具材料的性能要求，由于掌握了渗碳技术，制作了铜刀。当时的钻头和锯子与现代的扁钻和锯子有一些相似之处。
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刀具的快速发展伴随着 18 世纪后期蒸汽机等机器的发展。
1783年，法国的勒内首先生产出铣刀。1923年，德国的施洛特发明了硬质合金。使用硬质合金时，效率是使用高速钢的两倍以上，切削加工的工件表面质量和尺寸精度也有很大提高。
由于高速钢和硬质合金价格高昂，1938年，德国德古萨公司获得了陶瓷刀具专利。1972年，美国通用电气公司生产出多晶合成金刚石和多晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料允许刀具以更高的速度进行切削。
1969年，瑞典山特维克钢厂获得了通过化学气相沉积生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年，美国的和开发了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢工具的表面镀上一层硬质碳化钛或氮化钛。表面涂层方法将基材的高强度和韧性与表层的高硬度和耐磨性相结合，从而使这种复合材料具有更好的机械加工性。
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由于高温、高压、高速以及零件在腐蚀性流体介质中工作，越来越多的难加工材料被使用，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高. 在选择刀具角度时，要考虑工件材料、刀具材料、加工性能（粗加工、精加工）等多种因素的影响，必须根据具体情况合理选择。
常用刀具材料：高速钢、硬质合金（包括金属陶瓷）、陶瓷、CBN（立方氮化硼）、PCD（聚晶金刚石），因为硬度比其他的要硬，所以一般来说，切削速度也是一个比另一个高。
刀具材料特性分析
高速钢：
可分为普通高速钢和高性能高速钢。
普通高速钢等广泛用于制造各种复杂工具。切割速度一般不会太高，切割普通钢材时为40-60m/min。
高性能高速钢是在普通高速钢中加入一些碳、钒和钴、铝等元素冶炼而成的。其耐久性是普通高速钢的1.5-3倍。
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碳化物：
按-87（参照190标准）可分为P、M、K三类。M型主要用于加工黑色金属，有色金属以黄色标示，又称通用硬质合金。K型主要用于加工黑色金属、有色金属和短切屑的非金属材料，以红色标示。
P、M、K后面的阿拉伯数字表示其性能和加工时的承重条件或加工条件。数字越小，硬度越高，韧性越差。
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陶瓷：
陶瓷材料具有良好的耐磨性，可以加工用传统工具难以或不可能加工的高硬度材料。此外，陶瓷工具可以消除退火加工的动力消耗刀具材料的性能要求，从而还可以提高工件的硬度，延长机械设备的使用寿命。
陶瓷刀片切削时与金属摩擦小，不易粘在刀片上，不易产生积屑瘤，可进行高速切削。因此，在同等条件下，工件的表面粗糙度相对较低。刀具耐用度是传统刀具的数倍甚至数十倍，减少了加工过程中的换刀次数；耐高温，红硬性好。可在1200℃下连续切削。因此，陶瓷刀片的切削速度可远高于硬质合金。可进行高速切削或实现“车铣代磨”。切割效率比传统工具高3-10倍，节省工时的效果，
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第一财经：
这是迄今为止已知硬度第二高的材料。CBN复合板的硬度一般为~5000。具有较高的热稳定性和高温硬度，并具有较高的抗氧化能力。氧化现象，在1200～1300℃与铁基材料无化学反应，导热性好，摩擦系数低
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聚晶金刚石PCD：
金刚石刀具具有高硬度、高抗压强度、良好的导热性和耐磨性等特点，在高速切削中可以获得较高的加工精度和加工效率。由于PCD的结构是不同取向的细晶粒金刚石烧结体，因此尽管加入了结合剂，其硬度和耐磨性仍低于单晶金刚石。与有色金属和非金属材料的亲和力很小，加工时切屑不易粘在刀尖上形成积屑瘤
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总结
材料各自的应用领域：
高速钢：主要用于成型工具、形状复杂等要求高韧性的场合；
硬质合金：应用最广，基本能干；
陶瓷：主要用于铸铁件的硬质零件车削和粗加工和高速加工；
CBN：主要用于硬质零件的车削和铸铁零件的高速加工（一般来说在耐磨性、冲击韧性和抗断裂性方面比陶瓷效率更高）；
PCD：主要用于有色金属和非金属材料的高效切割。
