金刚石涂层是新型刀具涂层材料之一。它利用低压化学气相沉积技术在硬质合金基体上生长出一层由多晶组成的金刚石膜，用其加工硅铝合金和铜合金等有色金属、玻璃纤维等工程材料及硬质合金等材料，刀具寿命是普通硬质合金刀具的50～100倍。

1.金刚石、类金刚石(DLC)涂层

金刚石涂层是新型刀具涂层材料之一。它利用低压化学气相沉积技术在硬质合金基体上生长出一层由多晶组成的金刚石膜，用其加工硅铝合金和铜合金等有色金属、玻璃纤维等工程材料及硬质合金等材料，刀具寿命是普通硬质合金刀具的50～100倍。金刚石涂层采用了许多金刚石合成技术，最普通的是热丝法、微波等离子法和DC等离子喷射法。通过改进涂层方法和涂层的粘结，已生产出金刚石涂层刀具，并在工业上得到了应用。

近年来，美国、日本和瑞典等国家都已相继推出了金刚石涂层的丝锥、铰刀、铣刀以及用于加工印刷线路板上的小孔金刚石涂层硬质合金钻头及各种可转位刀片，如瑞典Sandvik公司的CD1810和美国Kennametal公司的KCD25等牌号产品。美国Turchan公司开发的一种激光等离子体沉积金刚石的新工艺，用此法沉积金刚石，由于等离子场包围整个刀具，刀具上的涂层均匀，其沉积速度比常规CVD法快1000倍。此法所成的金刚石涂层与基体之间产生真正的冶金结合，涂层强度高，可防止涂层脱落、龟裂和裂纹等缺陷。CemeCon公司具有特色的CVD金刚石涂层技术，2000年建立生产线，使金刚石涂层技术达到工业化生产水平，其技术含量高，可以批量生产金刚石涂层。

类金刚石涂层在对某些材料(Al、Ti及其复合材料)的机械加工方面具有明显优势。通过低压气相沉积的类金刚石涂层，其微观结构与天然金刚石相比仍有较大差异。九十年代，常采用激活氢存在下的低压气相沉积DLC，涂层中含有大量氢。含氢过多将降低涂层的结合力和硬度，增大内应力。DLC中的氢在较高的温度下会慢慢释放出来，引起涂层工作不稳定。不含氢的DLC硬度比含氢的DLC高，具有组织均匀、可大面积沉积、成本低、表面平整等优点，已成为近年来DLC涂层研究的热点。美国科学家A.A.Voevodin提出沉积超硬DLC涂层的结构设计为Ti-TiC-DLC梯度转变涂层，使硬度由较软的钢基体逐渐提高到表层超硬的DLC涂层。这类复合涂层既保持了高硬度和低摩擦系数，又降低了脆性，提高了承载力、结合力及磨损抗力。日本住友公司推出了在硬质合金刀片上涂覆金刚石DLC的DL1000涂层，用于切削铝合金和非铁金属，抗粘结，能有效降低已加工表面的粗糙度。

经过多年的研究表明：由于类金刚石涂层的内应力高、热稳定性差及与黑色金属间的触媒效应使SP3结构向SP2转变等缺点，决定了它目前只能应用于加工有色金属，因而限制了它在机加工方面的进一步应用。但是近年来的研究表明，以SP2结构为主的类金刚石涂层(也称为类石墨涂层)硬度也可达到20～40GPa，却不存在与黑色金属起触媒效应的问题，其摩擦系数很低又有很好的抗湿性，切削时可以用冷却剂也可用于干切削，其寿命比无涂层刀有成倍的提高，可以加工钢铁材料，因而引起了涂层公司、刀具厂家的极大兴趣。假以时日，这种新型的类金刚石涂层将会在切削领域得到广泛的应用。

2.立方氮化硼(CBN)涂层

CBN是继人工合成金刚石之后出现的另一种超硬材料，它除了具有许多与金刚石类似的优异物理、化学特性(如超高硬度，仅次于金刚石，高耐磨性，低摩擦系数，低热膨胀系数等)外，同时还具有一些优于金刚石的特性。CBN对于铁、钢和氧化环境具有化学惰性，在氧化时形成一薄层氧化硼，此氧化物为涂层提供了化学稳定性，因此它在加工硬的铁材、灰铸铁时耐热性也极为优良，在相当高的切削温度下也能切削耐热钢、淬火钢、钛合金等,并能切削高硬度的冷硬轧辊、渗碳淬火材料以及对刀具磨损非常严重的硅铝合金等难加工材料。

自1987年Inagawa等成功地制备了出纯的CBN涂层以来，在国际上掀起了CBN硬质涂层的研究热潮。低压气相合成CBN涂层的方法主要有CVD和PVD法。CVD包括化学输运PCVD，热丝辅助加热PCVD，ECR-CVD等;PVD则有反应离子束镀、活性反应蒸镀、激光蒸镀离子束辅助沉积法等。研究结果表明：在合成CBN相、对硬质合金基体的良好粘结和合适的硬度等方面已取得了进展，目前沉积在硬质合金上的立方氮化硼最大仅为0.2～0.5μm，若想达到商品化，则必须采用可靠的技术来沉积高纯的经济的CBN涂层，其厚度应在3～5μm，并在实际金属切削加工中证实其效果。

3.CNx涂层

二十世代八十年代，美国科学家Liu和Cohen设计了类似β-Si3N4新型化合物β-C3N4，采用固体物理和量子化学理论，计算出它的硬度可能达到金刚石，这引起了世界各国科学家的关注。合成氮化碳成为世界材料科学领域的热门课题。日本Okayama大学的FFujimoto采用电子束蒸发离子束辅助沉积法获得的氮化碳涂层达到63.7Gpa。武汉大学合成的氮化碳硬度分别达到50GPa，并沉积到高速钢麻花钻上，获得非常好的钻孔性能。合成氮化碳的主要方法有真流和射频反应溅射法、激光蒸发和离子束辅助沉积法ECR-CVD法、双离子束沉积法等。

成型刀具顾名思义就是加工非成型面的特殊刀具，成型刀具有许多，是用来加工普通铣刀不能加工或加工不到位的地方.比如说成型燕尾铣刀就只能加工燕尾，T形槽刀具只能加工T形槽等,不能做别的用，普通立铣刀或端铣刀可以加工所有非成型面,其它机床也一样有成型刀具和普通刀具。

用成型刀加工石材，使石材表面其具有某种特定几何外形。目前，金刚石成型刀具已广泛应用在石材的加工领域中。

成型刀的选用原则：成型刀的选用主要以经济效益为原则。由于目前一把加工花线的成型刀较为昂贵，少则500-600，多则上千元，并不是任何石材装饰工程的花线造型都使用成型刀来加工。当所加工的花线同一种品种数量较大时，用成型刀加工出的产品其综合效益大于用传统的加工工艺时，我们在生产加工中可以考虑采用成型刀来加工。综合效益主要指的是经济效益，生产效益，产品加工质量。在实际的加工中，成型刀用来加工大理石材料最多。在加工花岗石上由于花岗石材质太硬，磨损快的原因，电镀成型刀很少使用来加工花岗石，主要用烧结成型刀来成型。

    非标刀具的设计与加工要求高

　　刀具的主要作用是在机械制造中用于切削加工的工具。刀具的种类有很多，包括孔加工刀具、切断刀具、通用刀具等等，其中非标刀具是一种特殊的种类，可以满足当工件的表面几何形状十分复杂，或被加工表面有较高的粗糙度要求等情况时的加工要求。因此，具有重要的生产意义。非标刀具的设计与加工要求高，为了满足客户的需求，我们要做到以下几点。

　　1、被加工工件有特殊的强度和硬度，如工件进行过热处理，强度和硬度较高，一般的刀具材料无法进行切削加工，或者粘刀的厉害，这是，就需对刀具的材料提出特殊要求。一般的解决方法是选用高档的刀具材料，如含钴的高速刚刀具拥有较高的硬度以切削调质过的工件材料。

　　2、刀具的几何形状较　　非标刀具的设计与加工要求高

　　刀具的主要作用是在机械制造中用于切削加工的工具。刀具的种类有很多，包括孔加工刀具、切断刀具、通用刀具等等，其中非标刀具是一种特殊的种类，可以满足当工件的表面几何形状十分复杂，或被加工表面有较高的粗糙度要求等情况时的加工要求。因此，具有重要的生产意义。非标刀具的设计与加工要求高，为了满足客户的需求，我们要做到以下几点。

　　1、被加工工件有特殊的强度和硬度，如工件进行过热处理，强度和硬度较高，一般的刀具材料无法进行切削加工，或者粘刀的厉害，这是，就需对刀具的材料提出特殊要求。一般的解决方法是选用高档的刀具材料，如含钴的高速刚刀具拥有较高的硬度以切削调质过的工件材料。

　　2、刀具的几何形状较为复杂，在热处理时，刀具容易发生弯曲、变形，或者是局部的应力集中，这就应该在设计时就注意避免容易发生应力集中的部位，对直径变化较大的部位，加上斜角过渡或台阶设计等。

　　3、被加工工件有特殊的容屑和排屑要求，这时就应该选用较少的齿数和较深的容屑槽，但这种设计只能针对比较容易加工的材料，如铝合金等。

　　4、被加工工件有特殊形状要求，如对加工所需要的非标刀具进行加长，加端齿倒R，或者有特殊的锥角要求，柄部结构要求，刃长尺寸控制等等。高精度本身就意味着高成本和高风险，会对制作方的生产能力和自身的成本造成不必要的浪费。

　　非标刀具的制作材料也需要进行认真的选择，要知道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。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，是我们的主要选择。

为复杂，在热处理时，刀具容易发生弯曲、变形，或者是局部的应力集中，这就应该在设计时就注意避免容易发生应力集中的部位，对直径变化较大的部位，加上斜角过渡或台阶设计等。

　　3、被加工工件有特殊的容屑和排屑要求，这时就应该选用较少的齿数和较深的容屑槽，但这种设计只能针对比较容易加工的材料，如铝合金等。

　　4、被加工工件有特殊形状要求，如对加工所需要的非标刀具进行加长，加端齿倒R，或者有特殊的锥角要求，柄部结构要求，刃长尺寸控制等等。高精度本身就意味着高成本和高风险，会对制作方的生产能力和自身的成本造成不必要的浪费。

在刀加工中很多时候在发生一些刀具破碎或断裂等问题，都是因为选择的刀具刀头不合适的原因。刀头不合适会使得刀具受力不均匀，使得刀具容易出现问题，尤其是在使用压制刀具和自动机床的时候更容易发生。所以在加工中选择正确的刀体是非常重要的。常州刀具种类比较多，下面就以铣刀为例来讲述。铣刀的挑选首先要考虑齿数。齿距的大小将决定铣削时同时参与切削的刀齿数目，影响到切削的平稳性和对机床切率的要求。所以在很多时候铣刀都可以根据需求来量身设计。在进行重负荷粗铣时，过大的切削力可使刚性较差的机床产生振颤。这种振颤会导致硬质合金刀片的崩刃，从而缩短刀具寿命。选用粗齿铣刀可以减低对机床功率的要求。所以，当主轴孔规格较小时（如R-8、30#、40#锥孔），可以用粗齿铣刀有效地进行铣削加工粗齿铣刀多用于粗加工，因为它有较大的容屑槽。如果容屑槽不够大，将会造成卷屑困难或切屑与刀体、工件摩擦加剧。常州刀具认为在同样进给速度下，粗齿铣刀每齿切削负荷较密齿铣刀要大。对于锥孔规格较大、刚性较好的主轴，也可以用密齿铣刀进行粗铣。由于密齿铣刀同时有较多的齿参与切削，当用较大切削深度（1.27——5mm）时，要注意机床功率和刚性是否足够，铣刀容屑槽是否够大。排屑情况需要试验验证，如果排屑有问题，应及时调整切削用量。精铣时切削深度较浅，一般为0.25——0.64mm，每齿的切削负荷小（约0.05——0.15mm），所需功率不大，可以选择密齿铣刀，而且可以选用较大的进给量。由于精铣中金属切除率总是有限，常州刀具在选择密齿铣刀时选择容屑槽小些也无妨。

    硬质合金端铣刀与高速钢铣刀相比，不仅适应于高速铣削，而且加工质量也好，所以它是目前应用十分广泛的一类铣刀。按其结构特点可分为如下三种。

    1、整体焊接式这种铣刀结构紧凑，制造较易。但刀齿一旦破损整把铣刀将报废，故目前较少使用。

    2、可转位端铣刀由于机夹焊接式铣刀结构复杂，缺点较多，故目前已逐渐被可转位硬质合金端铣刀代替。可转位端铣刀，它是将硬质合金刀片直接装夹在刀体槽中，当切削刃磨钝后，将刀片转位或更换新刀片即可继续使用。可转位硬质合金端铣刀具有效率高、寿命长、使用方便、加工质量稳定等优点。

    3、机夹焊接式这种铣刀是将焊接好的硬质合金刀头，用机械夹固的方式装夹在刀体槽中。当刀齿磨损到不能使用或刀头破损报废时，只需按上新刀齿即可，故刀体使用寿命长。

    这种铣刀，既可整体刃磨又可体外刃磨。整体刃磨是将整个铣刀装夹在刃磨机上进行刃磨；体外刃磨是将各个刀齿从刀体上拆下后进行单独刃磨。

非标刀具的相关专业知识：

第一步是对涉及的零件、车床和加工工艺进行基本分析。德国瓦尔特公司的技术顾问和销售经理MarcEtter说：“我们意识到只有一个全新的刀具理念才能帮助我们实现期望的目标”。作为一名经验丰富的应用工程师，Etter先生计划用组合刀具替换标准刀具。他与Schumacher公司数控部门的经理ThomasHaller一起设计出了两种组合刀具，一个用于主轴操作(配有四个刀片)，另一个用于副主轴操作(配有三个刀片)。为按照期望缩短总加工时间，需要考虑两个主要因素，即消除换刀和尽可能缩短行程。 正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也时由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。铣刀,铰刀,非标刀具,合金铣刀

加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙减小进给量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状时刀具几何形状的复映。另一方面，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。

铣刀的具体表现型式有：

1、三面刃铣刀

　　用于加工各种沟槽和台阶面,其两侧面和圆周上均有刀齿。

2、角度铣刀

　　用于铣削成一定角度的沟槽，有单角和双角铣刀两种。

3、锯片铣刀

　　用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦，刀齿两侧有15′~1°的副偏角。此外,还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等。

4、T形铣刀

　　用来铣T形槽。

5、圆柱形铣刀

　　用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用于粗加工；细齿铣刀适用于精加工。

6、面铣刀

　　用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面，端面和圆周上均有刀齿,也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式 3种。

7、立铣刀

　　用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时，可轴向进给。

非标刀具是对所有非标准刀具的一个统称，其中包括非标车刀，镗刀，铣刀，铰刀，拉刀等等，通过这些非标准设计可以满足更加广泛的生产需求，根据零件的加工特性，我们还可以专门定制非标刀具。非标刀具在定制的过程中，遇到表面粗糙度问题，可以通过对刃部的几何角度的改变来实现，如加大前、后角的度数会明显改善工件表面粗糙度。非标刀具能够满足不同工件的生产需求，对机械生产具有重大的意义。在设计生产中常见的表面缺陷有以下几种，下面就给大家列举一二，并把原因和解决办法附上，希望有助于参考。

1、环状波纹

原因：拉削过程中切削力变化较大，拉刀工作不平稳，使刀齿在圆周方向切削不均匀所致。

解决办法：检查刃带宽度是否均匀且偏小等，尤其要着重检查校准部的前七八个刀齿的加工精度。从使用方面看，拉削速度不要过高；拉床的精度与刚度要好，不产生颤动现象；拉刀的弯曲与径向跳动是否超差等。

2、刃磨

原因：一般磨损量vb 超过0.3mm 时需重磨。

解决办法：重磨时，一般在专用磨床上进行，对于较为短小的拉刀，也可在万能工具磨床用碟形砂轮沿前刀面进行刃磨。

3、划伤

原因：略。

解决办法：检查刀齿刃口是否有碰伤的缺口；刀齿（尤其是精切齿）上是否有附着的切屑未被清除干净；拉刀经过多次刃磨后容屑槽的形状是否造成不光滑的台阶形，以致使切屑卷曲不顺利而挤坏．刀齿和划伤加工表面等。

4、挤亮点

原因：由于刀齿后刀面与已加工表面间产生较剧烈的挤压摩擦而造成的。

解决办法：采用性能良好的切削液，并需浇注充足，以及采取对硬度高的工件进行适当的热处理以降低其硬度等方法来消除这种缺陷。

以上就是几种常见的非标刀具表面缺陷的产生原因和解决办法了，希望对广大同行有用。

虽然在刀具材料消耗中，高速钢占领比例呈降低趋向，但高速钢在螺纹刀具中却占有相对优势。2007年全球各类刀具消耗额统计注解，高速钢类刀具占38%，硬质合金类刀具占62%，个中螺纹刀具占刀具总消费额得18%，在螺纹刀具中，高速钢材料占到95%。高速钢材料和刀具临盆商都特殊看重丝锥用高速钢，纷纭加年夜丝锥用高速钢得研发和运用，除赓续改良原有钢号得品德外，还推出了丝锥公用高速钢，如国际河冶科技得HYTM2和TV3钢，法国Erasteel得GV3，日本Nachi得HMT12钢。经由过程检测德国、日本和韩国制作得丝锥发明，国外丝锥材料是M35(即W6Mo5Cr4V2Co5)或GV3、M3(即W6Mo5Cr4V3)等含钴或高钒得高性能高速钢和粉末高速钢，而我国今朝丝锥材料仍以传统工艺通俗高速钢M2(即W6Mo5Cr4V2)为主。本文研讨了国产传统工艺生产得 M2、M3和 M35高速钢得淬回火硬度及红硬性，抗弯强度以及这几种材料制备得丝锥得切削机能，从中可以发现M2、M3和M35钢用于丝锥，在本文特定产物几何参数和切削前提下得差别，可为合理选用丝锥资料供给参考。

钨钢纵切薄刀具有极高的耐磨性，切割瓦楞纸板的使用寿命是普通高速钢薄刀的十几倍，正确使用能提高切割质量，延长刀片的使用寿命，反之则容易导致刀片破碎。生产中，刀片的破碎是纸箱厂家备感头痛的事情。下面谈谈生产操作中的注重事项：由于钨钢薄刀硬度高、脆性大，在搬运、保管及安装使用时须轻拿轻放，水平放置，切勿与任何硬物发生碰撞。精度低、速度慢的薄刀纵切不要使用钨钢薄刀，因为这样会使刀片缩短寿命。装刀：装刀前务必检查刀盘运转端面跳动量是否正常（0.1mm）以内，刀盘平整度是否符合标准。注意刀盘和刀片上是否有异物，刀片、刀盘擦净后将刀装入刀盘。确认刀片、刀盘无异物且配合间隙正确后对角紧固压盘螺栓，受力均匀，松紧适度，切忌强硬装配、击打刀片、刀片与下刀座发生干涩摩擦，否则将造成刀片破裂。建议在刀片与压盘间加装纸质垫圈，以缓冲刀片与压盘之间的强硬配合。磨刀：正确调整刀片与砂轮间隙，如间隙有误则磨刀时发生扭曲导致刀片破裂。安装砂轮后，检查砂轮座螺栓是否松动，砂轮端面跳动量过大则磨刀时发生冲击导致刀片破裂。砂轮磨刀角度应与刀片刃口角度大致相当。磨刀器定块、动块行程间隙大小决定磨刀时的稳定效果，要求行程间隙在3－5mm之间。磨刀时应调慢砂轮进刀速度，空气压力在2kg左右，切忌砂轮冲击刃口。每次研磨量不宜过大，建议每个班次专人手动研磨，凭手感轻轻修磨锋利即可。磨刀时间长短则根据刀片锋利程度和纸板切割质量而定，切忌频繁磨刀和刀片刃口出现锯齿仍继续使用。调刀：调整刀距前将刀托松开移位后方可进行，调完刀距后将刀调整在刀托分纸槽中间位置，切忌刀片、刀托产生摩擦。调整中切忌工具、设备部件及其它硬物碰撞刀片。维护保养：每天检查薄刀刃口，按需轻微修磨。定时检查薄刀刀面，及时去除污垢。停机检查刀片是否有缺陷，同时清理刀托分纸槽内纸屑，以免夹刀。及时观察刀盘运输情况，当端面跳动量过大时应立即停机维护，以免造成损失。使用设备前检查紧固螺栓及锁紧块，确保设备运输正常。计算机调刀的设备在工作时切忌刀片与下刀座发生干摩擦，否则将造成刀片破裂。操作人员在与薄刀接触时，切忌站在刀片正前方，务必保持安全距离，时刻注意安全，防止刀片破裂伤人。飞出以上要求及注意事项，务请操作者严格遵守，以免造成不必要的损失和伤害。