① 天然金剛石刀具：天然金剛石作為切削刀具已有上百年的歷史了，天然單晶金剛石刀具經(jīng)過精細(xì)研磨，刃口能磨得極其鋒利，刃口半徑可達(dá)0.002μm，能實(shí)現(xiàn)超薄切削，可以加工出極高的工件精度和極低的表面粗糙度，是公認(rèn)的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。② PCD金剛石刀具：天然金剛石價(jià)格昂貴，金剛石廣泛應(yīng)用于切削加工的還是聚晶金剛石(PCD)，自20世紀(jì)70年代初，采用高溫高壓合成技術(shù)制備的聚晶金剛石(Polycrystauine diamond，簡稱PCD刀片研制成功以后，在很多場合下天然金剛石刀具已經(jīng)被人造聚晶金剛石所代替。PCD原料來源豐富，其價(jià)格只有天然金剛石的幾十分之一至十幾分之一。PCD刀具無法磨出極其鋒利的刃口，加工的工件表面質(zhì)量也不如天然金剛石，現(xiàn)在工業(yè)中還不能方便地制造帶有斷屑槽的PCD刀片。因此，PCD只能用于有色金屬和非金屬的精切，很難達(dá)到超精密鏡面切削。③ CVD金剛石刀具：自從20世紀(jì)70年代末至80年代初，CVD金剛石技術(shù)在日本出現(xiàn)。CVD金剛石是指用化學(xué)氣相沉積法(CVD)在異質(zhì)基體(如硬質(zhì)合金、陶瓷等)上合成金剛石膜，CVD金剛石具有與天然金剛石完全相同的結(jié)構(gòu)和特性。刀具監(jiān)控系統(tǒng)CVD金剛石的性能與天然金剛石相比十分接近，兼有天然單晶金剛石和聚晶金剛石(PCD)的優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上又克服了它們的不足。

高速切削加工技術(shù)中的“高速”是一個(gè)相對概念，對于不同的加工方法和工件材料與刀具材料，高速切削加工時(shí)應(yīng)用的切削速度并不相同。通常把切削速度比常規(guī)高出5～10倍甚至以上的切削加工叫作高速切削或超高速切削。以德國達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)H．Schulz教授提出的銑削速度范圍比較具有代表性：鋁合金1000～7000m/min，鑄鐵800～3000m/min，鋼500～2000m/min，鈦合金100～1000m/min，鎳基合金50～500m/min。傳統(tǒng)硬質(zhì)合金類刀具加工鋁合金殼體切削速度一般在150～300m/min之間，而聚晶金剛石（PCD）類刀具的切削速度能達(dá)到2000m/min以上，實(shí)現(xiàn)高速切削。高速切削加工時(shí)，高切削速度在材料剪切區(qū)短時(shí)釋放大量熱能。因此，隨著切削速度的增加，切削的剪切區(qū)、切屑壓縮區(qū)和變形區(qū)內(nèi)材料的單位切削力反而下降。總切削力和必需的切削功率同樣下降。高速切削工藝典型的小切削深度結(jié)合高進(jìn)給速度和高主軸轉(zhuǎn)速，將降低切削刃切入工件的時(shí)間，或稱接觸時(shí)間。刀具監(jiān)控系統(tǒng)在高速切削加工過程中還應(yīng)該考慮的一個(gè)問題是刀柄與機(jī)床主軸錐孔的連接方式，常用的錐柄有BT、HSK、CAT及CAPITO等多種形式，但是在高速切削時(shí)HSK因其獨(dú)特的雙面接觸過定位結(jié)構(gòu)可以保證刀尖很高的跳動(dòng)要求，性能卓越，特別適合高轉(zhuǎn)速工況。

切削刀具與加工對象的力學(xué)性能匹配問題主要是指刀具與工件材料的強(qiáng)度、韌性和硬度等力學(xué)性能參數(shù)要相匹配。具有不同力學(xué)性能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。①刀具材料的硬度順序?yàn)椋航饎偸毒撸玖⒎降鸬毒撸咎沾傻毒撸居操|(zhì)合金＞高速鋼。②刀具材料的抗彎強(qiáng)度順序?yàn)椋焊咚黉摚居操|(zhì)合金＞陶瓷刀具＞金剛石和立方氮化硼刀具。③刀具材料的韌度大小順序?yàn)椋焊咚黉摚居操|(zhì)合金＞立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具。高硬度的工件材料，必須用更高硬度的刀具來加工，刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，一般要求在60 HRC以上。刀具監(jiān)控系統(tǒng)刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。如，硬質(zhì)合金中含鈷增多時(shí)，其強(qiáng)度和韌性增加，硬度降低，適合于粗加工；含鈷量減少時(shí)，其硬度及耐磨性增加，適合于精加工。具有優(yōu)良高溫力學(xué)性能的刀具尤其適合于高速切削加工。陶瓷刀具優(yōu)良的高溫性能使其能夠以高的速度進(jìn)行切削，允許的切削速度可比硬質(zhì)合金提高2—10倍。

刃口鈍化技術(shù)，其目的就是解決刃磨后的刀具刃口微觀缺口的缺陷，使其鋒值減少或消除，達(dá)到圓滑平整，既鋒利堅(jiān)固又耐用的目的。刀具鈍化的主要效果為：刃口的圓化：去除刃口毛刺、達(dá)到精確一致的倒圓加工。刃口毛刺導(dǎo)致刀具磨損，加工工件的表面也會(huì)變得粗糙，經(jīng)鈍化處理后，刃口變得很光滑，極大減少崩刃，工件表面光潔度也會(huì)提高。對刀具凹槽均勻的拋光，提高表面質(zhì)量和排削性能。槽表面越平整光滑，排屑就越好，就可實(shí)現(xiàn)更高速度的切削。同時(shí)表面質(zhì)量提高后,也減小了刀具與加工材料咬死的危險(xiǎn)性。并可減少40%的切削力，切削更流暢。去除刀具涂層后產(chǎn)生的突出小滴，提高表面光潔度、增加潤滑油的吸附。涂層后的刀具表面會(huì)產(chǎn)生一些微小的突出小滴，提高了表面粗糙度，使得刀具在切削過程容易產(chǎn)生較大的摩擦熱，降低切削速度。刀具監(jiān)控經(jīng)過鈍化拋光后，小滴被去除，同時(shí)留下了許多小孔，在加工時(shí)可以吸附更多的切削液，使得切削時(shí)產(chǎn)生的熱量大大減少，可以極大得提高切削加工的速度。

對于刀具破損和刀體損壞的問題，根據(jù)加工信息和現(xiàn)場操作人員的反饋，leyu體育官網(wǎng) 與現(xiàn)場技術(shù)人員一起對同類型的問題進(jìn)行比較和研究，估計(jì)出現(xiàn)這種情況的原因可能有以下幾點(diǎn)：（1）機(jī)床加工參數(shù)的設(shè)置合理性，加工參數(shù)是否存在變更；（2）工序加工內(nèi)容變更，加工過程更改；（3）刀具結(jié)構(gòu)合理性。檢查完刀具的設(shè)定參數(shù)沒有問題之后，leyu體育官網(wǎng) 從之前的加工內(nèi)容上進(jìn)行分析，這把刀具已經(jīng)使用長達(dá) 4 年之久了，如果在參數(shù)沒有修改，會(huì)不會(huì)是之前的工序沒有加工完全導(dǎo)致該刀片受損？在刀具室重新檢查刀具破損的情況，在刀片的安裝位置，leyu體育官網(wǎng) 找到了突破點(diǎn)，刀具 D2 刀刃位置共計(jì)存在 2 個(gè)刀刃，其中 1 個(gè)位固定刀片，另外一個(gè)位可調(diào)刀片，刀具室一般在裝配完成刀片之后，通過可調(diào)刀刃將刀片調(diào)整至和固定刀刃同樣的高度，以保證加工的穩(wěn)定，但是刀具調(diào)整是使用后端的一個(gè)螺釘，將刀片頂起，但是頂起到一定的階段，勢必會(huì)產(chǎn)生一定的間隙，那么這個(gè)間隙會(huì)對加工產(chǎn)生什么樣的影響呢？ 結(jié)合這把刀加工的位置，leyu體育官網(wǎng) 不難看出，由于前一把刀加工完成之后，生成了直徑 16mm 左右的一個(gè)倒角，而該刀具直徑為 20.5mm，單邊接觸的過程中，只有 2mm 左右，而刀具為 z 向移動(dòng)，所以產(chǎn)生的切削力與刀片的鏈接螺栓形成了一個(gè)杠桿，造成了刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)，而該位置的螺紋為右旋螺紋，所以受力造成的旋轉(zhuǎn)方向正好為螺紋松開方向，造成刀片松動(dòng)，產(chǎn)生破損，損壞刀體。