在金屬切削加工中，切屑沿刀具前刀面高速滑移而產(chǎn)生的熱量和摩擦，使刀具處于一種＊＊挑戰(zhàn)性的加工環(huán)境中。造成刀具磨損的機(jī)理主要是以下幾種：機(jī)械力：刀片切削刃上的機(jī)械壓力導(dǎo)致斷裂。熱量：在刀片切削刃上，溫度變化導(dǎo)致裂紋，熱量導(dǎo)致塑性變形 ?；瘜W(xué)反應(yīng)：硬質(zhì)合金和工件材料之間的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致磨損。研磨：在鑄鐵中，SiC夾雜物會(huì)磨損刀片切削刃。粘附：對(duì)于粘性材料，形成積屑層/積屑瘤。后刀面磨損原因：切削期間，與工件材料表面的摩擦?xí)?dǎo)致后刀面的刀具材料損耗。磨損通常＊初在刃線出現(xiàn)，并逐漸向下發(fā)展。應(yīng)對(duì)措施：降低切削速度，并同時(shí)增加進(jìn)給，將可在確保生產(chǎn)率的情況下延長(zhǎng)刀具壽命。月牙洼磨損原因：切屑與刀片 (刀具) 前刀面的接觸導(dǎo)致出現(xiàn)月牙洼磨損，屬于化學(xué)反應(yīng)。應(yīng)對(duì)措施：降低切削速度，并選擇具有正確槽型和更耐磨涂層的刀片 (刀具) 將可延長(zhǎng)刀具壽命。塑性變形塑性變形是指切削刃形狀永久改變，切削刃出現(xiàn)向內(nèi)變形 (切削刃凹陷) 或向下變形 (切削刃下塌)。切削刃下塌切削刃凹陷原因：切削刃在高切削力和高溫下處于應(yīng)力狀態(tài)，超出了刀具材料的屈服強(qiáng)度和溫度。應(yīng)對(duì)措施：使用具有較高熱硬度的材質(zhì)可以解決塑性變形問題。涂層可改進(jìn)刀片 (刀具) 的抗塑性變形能力。涂層剝落涂層剝落通常發(fā)生在加工具有粘結(jié)特性的材料時(shí)。原因：粘附負(fù)荷會(huì)逐漸發(fā)展，切削刃要承受拉應(yīng)力。這會(huì)導(dǎo)致涂層分離，從而露出底層或基體。應(yīng)對(duì)措施：提高切削速度，以及選擇具有較薄涂層的刀片將可減少刀具的涂層剝落。

目前的涂層技術(shù)包括： ①氮化鈦（TiN）涂層：這是一種通用型PVD和CVD涂層，可以提高刀具的硬度和氧化溫度?！　、谔嫉仯═iCN）涂層：通過在TiN中添加碳元素，提高了涂層的硬度和表面光潔度。　?、鄣X鈦（TiAlN）和氮鈦鋁（AlTiN）涂層：氧化鋁（Al2O3）層與這些涂層的復(fù)合應(yīng)用可以提高高溫切削加工的刀具壽命。氧化鋁涂層尤其適合干式切削和近干切削。AlTiN涂層的鋁含量較高，與鈦含量較高的TiAlN涂層相比，具有更高的表面硬度。AlTiN涂層通常用于高速切削加工?！　、艿t（CrN）涂層：這種涂層具有較好的抗粘結(jié)性能，是對(duì)抗積屑瘤的＊＊解決方案。　?、萁饎偸繉樱航饎偸繉涌梢燥@著提高加工非鐵族材料刀具的切削性能，非常適合加工石墨、金屬基復(fù)合材料、高硅鋁合金和其他高磨蝕性材料。但金剛石涂層不適合加工鋼件，因?yàn)樗c鋼的化學(xué)反應(yīng)會(huì)破壞涂層與基體的粘附性能?！　〗陙?，PVD涂層刀具的市場(chǎng)份額有所擴(kuò)大，其價(jià)格也與CVD涂層刀具不相上下。CVD涂層的厚度通常為5－15μm，而PVD涂層的厚度約為2－6μm。在涂覆到刀具基體上時(shí)，CVD涂層會(huì)產(chǎn)生不受歡迎的拉應(yīng)力；而PVD涂層則有助于對(duì)基體形成有益的壓應(yīng)力。

　　在一些精密的高強(qiáng)度加工中（例如，拉削、攻絲、深孔和鉆削），需要切削液具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，可選用極壓切削油和高濃度乳化液。　?。?）工具鋼刀具的耐熱溫度在 200～300℃，耐熱性能差，高溫下失去硬度，因此要求采用冷卻性能好、低濃度的切削液。　?。?）高速鋼刀具進(jìn)行高速粗切削時(shí)，切削量大，并產(chǎn)生大量的切削熱，應(yīng)采用冷卻性好的水基切削液；如果用高速鋼刀具進(jìn)行中、低速的精加工時(shí)，一般采取油基切削液或高濃度乳化液，能減小刀具和工件的摩擦黏結(jié)，抑制切削瘤生成，提高加工精度。　?。?）硬質(zhì)合金刀具熔點(diǎn)和硬度較高，化學(xué)和熱穩(wěn)定性較好，切削和耐磨性能比高速鋼刀具好得多，在一般加工中可使用油基切削液。根據(jù)刀具壽命要求如果是重切削，切削溫度很高，容易極快磨損刀具，此時(shí)應(yīng)增大切削液的流量，保證充足的冷卻潤(rùn)滑?！　。?）陶瓷刀具、金剛石刀具和立方氮化硼刀具都具有較高的硬度和耐磨性，切削時(shí)一般不使用切削液，有時(shí)也可使用水基切削液。

機(jī)床的基礎(chǔ)性能決定了產(chǎn)線的基本配置，然而實(shí)際的加工效果則需要刀具來保證。在主軸與刀柄之間哪怕存在著極微小的異物，也會(huì)造成銑鏜刀具裝卡不準(zhǔn)確，導(dǎo)致次品率上升和停機(jī)事故頻發(fā)，傳感器輔助的監(jiān)視系統(tǒng)可以有效阻止此類事故的發(fā)生。以傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件為例，此類部件必須實(shí)現(xiàn)高精度加工，以達(dá)到高效運(yùn)行并確保＊大的安全性能。但是，一旦切屑和廢料等異物進(jìn)入到加工接觸面，銑床的精度就會(huì)喪失殆盡。異物將會(huì)在接觸面上沉積下來，并在各接觸面之間生成一條縫隙。在以復(fù)合加工工藝和聯(lián)合機(jī)床為特征的批量加工汽車產(chǎn)品部件時(shí)，單臺(tái)設(shè)備和流程均可對(duì)整條生產(chǎn)流水線的加工過程和質(zhì)量產(chǎn)生影響。刀具監(jiān)控 因裝夾精度不足而造成的機(jī)床加工誤差往往要到下一道質(zhì)量控制環(huán)節(jié)時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。除了產(chǎn)生殘次品部件之外，這樣的事件還會(huì)導(dǎo)致單臺(tái)設(shè)備或整條生產(chǎn)線的停機(jī)。

刀具材料應(yīng)具備基本性能刀具材料的選擇對(duì)刀具壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等的影響很大。刀具切削時(shí)要承受高壓、高溫、摩擦、沖擊和振動(dòng)等作用。因此，刀具材料應(yīng)具備如下一些基本性能：(1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。(2) 強(qiáng)度和韌性。刀具材料應(yīng)具備較高的強(qiáng)度和韌性，以便承受切削力、沖擊和振動(dòng),防止刀具脆性斷裂和崩刃。(3) 耐熱性。刀具材料的耐熱性要好，能承受高的切削溫度，具備良好的抗氧化能力。(4) 工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。刀具材料應(yīng)具備好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能價(jià)格比。