刀具是機(jī)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(shù)的刀具是機(jī)用的，但也有手用的。由于機(jī)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。 
    制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和化學(xué)惰性，良好的工藝性（切削加工、鍛造和熱處理等），并不易變形。 
    通常當(dāng)材料硬度高時(shí)，耐磨性也高；抗彎強(qiáng)度高時(shí)，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現(xiàn)代仍是應(yīng)用zui廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。 
    聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。 
    硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片現(xiàn)在都已用化學(xué)氣相沉積涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)的障壁，使刀具在切削時(shí)的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上。 
    由于在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應(yīng)用的難加工材料越來(lái)越多，切削加工的自動(dòng)化水平和對(duì)加工精度的要求越來(lái)越高。為了適應(yīng)這種情況，刀具的發(fā)展方向?qū)⑹前l(fā)展和應(yīng)用新的刀具材料；進(jìn)一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)，在高韌性高強(qiáng)度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決刀具材料硬度與強(qiáng)度間的矛盾；進(jìn)一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)；提高刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別，并使刀具的使用實(shí)現(xiàn)*化。 
    刀具材料大致分如下幾類：高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。 
    金剛石刀具在超精切削中的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，金剛石作為切削刀具材料具有*異的性能（如它的硬度、熱導(dǎo)性以及鋒利刃口的成形性）。超精金剛石切削刀具就利用了這些特點(diǎn)和性能，它們可以實(shí)現(xiàn)新型光電零部件加工工藝中甚至zui高精度的成形加工能力。 
    近年來(lái)，在光學(xué)微電子設(shè)備市場(chǎng)上，隨著裝備小型化和高性能化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)基于超精金剛石刀具的微切削加工需求越來(lái)越大。在光學(xué)裝置用塑料零件的金屬模具加工中，要求達(dá)到亞微米級(jí)的成形精度和納米級(jí)的表面粗糙度。此外，加工對(duì)象不僅僅有平面和圓柱面，也有三維曲面形狀，并要求達(dá)到微米級(jí)精度。 
    為了滿足這些需求，我們開發(fā)了世界上zui小級(jí)別的超精密金剛石切削刀具（UPC微納成形刀具）。本文將介紹我們制造的UPC（超精切削刀具）的性能，以及在三維形狀微加工中的應(yīng)用。 
    超精金剛石切削刀具采用單晶金剛石作為刀具材料。由于利用了金剛石材料的優(yōu)異特性，切削刃非常鋒利和耐用，可將超精加工機(jī)床的運(yùn)動(dòng)復(fù)映到被加工工件材料上，因此可用于高精度三維形狀和鏡面表面的加工。 
    尺寸范圍從亞微米到納米級(jí)的超微細(xì)切削要求達(dá)到以下切削條件：①鋒利的切削刃，刀尖圓弧半徑達(dá)到10納米左右；②切削刃的光潔度要求達(dá)到1納米的水平。 
    刀尖圓弧半徑越小，切削深度也就越小，切屑的切削和去除過(guò)程才能平穩(wěn)進(jìn)行而不會(huì)損壞加工表面，此外，因工件彈性變形而導(dǎo)致的切削厚度變化也越小，從而可實(shí)現(xiàn)高精密切削加工。UPC刀具的切削刃圓弧可達(dá)到50納米或更小。 
    如果刀具輪廓的精加工表面*復(fù)映到工件上，則刀具切削刃的粗糙度將決定加工表面的粗糙度。因此，切削刃的光潔程度和形狀精度就變得異常重要。
    另外陶瓷刀具屬于高技術(shù)陶瓷，具有高強(qiáng)度、高韌性和高耐磨性，用于機(jī)械加工行業(yè)大大提高了生產(chǎn)效率，有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)在已被越來(lái)越多的用戶所認(rèn)識(shí)，因此市場(chǎng)前景廣闊。傳統(tǒng)熱壓燒結(jié)陶瓷刀具工藝復(fù)雜，能耗很高。微波燒結(jié)生產(chǎn)出的陶瓷刀具，其主要性能指標(biāo)均達(dá)到了*水平，且工藝易控，產(chǎn)品一致性好。微波工藝技術(shù)與設(shè)備受到用戶單位相當(dāng)高的評(píng)價(jià)，同時(shí)，該技術(shù)與設(shè)備也可應(yīng)用于陶瓷密封件、陶瓷軸承、陶瓷刀、陶瓷噴咀等耐磨、耐腐蝕、耐高溫制品的生產(chǎn)，應(yīng)用十分廣泛。 
    陶瓷用于切削刀具的時(shí)間比硬質(zhì)合金早，但由于其脆性，發(fā)展很慢。但自上世紀(jì)70年代以后，還是得到了比較快的發(fā)展。陶瓷刀具材料主要有兩大系，即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具，具有成本低、硬度高、耐高溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，有很好的前景。目前國(guó)內(nèi)國(guó)外產(chǎn)品差別很大，刀具算是高技術(shù)的消費(fèi)品!