長期以來,立銑刀、絲錐和鉆頭屬于量大面廣的通用刀具,主要采用高速鋼制造,切削效率偏低。近年來,由于刀具材料尤其是超細顆粒硬質合金材料性能的提高和應用的普及、涂層技術和刀具數控磨削技術的不斷進步,使通用刀具發生了根本的變化。
首先是整體硬質合金銑刀的性能成倍提高,切削速度由原來的不到100m/min提高到180m/min以上,特別是在航空工業鋁合金加工方面,切削速度更是達到了2000~5000m/ min,具備了高性能刀具的水平。其次是整體硬質合金刀具的品種增加,涵蓋了立銑刀、麻花鉆、絲錐等眾多的品種,應用領域進一步擴大。第三是數控工具磨床的廣泛應用和普及,使刀具在結構方面產生了巨大變化,理論上講,當前工具制造企業所使用的五軸聯動數控工具磨床可以加工出幾乎任何形狀的刀具來,從而使刀具切削部分的幾何形狀、參數和刀具的結構突破了傳統標準刀具千篇一律的舊格局,實現了多樣化的、并充分體現切削過程內在規律的創新設計,使通用刀具的潛力得到充分的挖掘。通用刀具的這種重大進展,標志著立銑刀、絲錐、鉆頭等傳統通用刀具的發展已進入了高速切削的新階段。
隨著制造業的高速發展,汽車工業、航空航天工業以及模具行業等重點產業部門對切削加工不斷提出了更高的要求,CAD/CAM技術和CNC數控制造技術在刀具開發中的應用以及刀片壓制技術的進步,推動著可轉位刀具持續的發展。
近年來,可轉位刀具在刀桿結構的優化、切削負荷的合理分布、刀片三維斷屑槽形開發以及帶前角的螺旋形刀刃銑削刀片的問世和小規格淺孔鉆的開發等方面,都取得明顯的成效。其中,可轉位立銑刀的進展尤為突出。以新的刀片外形、較小的切削主偏角和新的裝夾結構,使每齒進給量最高可達3.5mm,以小吃深大進給的方式實現很高的金屬切除率,小的主偏角能把高速進給的徑向力轉化為軸向力,因此可采用懸伸較長的刀桿對較深的模腔或外輪廓進行高效加工,主副切削刃之間的平緩的過渡刃,既可增加刀尖的強度又能改善加工的表面粗糙度。為了使刀片的裝夾更可靠,以適應大的進給量,在刀片的底面多出一個圓柱形的凸起,在安裝時與刀座的孔相配,可承受大部分切削力,減少中間夾緊螺釘的載荷。
開發多功能的復合刀具是當前刀具結構發展中的另一個趨勢。為了發揮以車削加工中心和鏜銑類加工中心為代表的數控加工技術的優勢,對復雜零件在一次安裝中進行多工序的集中加工,并淡化傳統的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限,是當前提高數控機床效率、加快產品開發的重要途徑。為此,也對刀具提出了新的要求,除了刀具模塊化以外,還要求一種刀具要盡可能多地完成對零件不同工序的加工。減少換刀次數,節約頻繁換刀時間;同時,還可以減少刀具的數量和庫存量,有利于管理和降低制造成本。多家公司都開發出了為加工汽車、航空發動機零件、飛機構件開發的成套專用復合刀具。隨著這類刀具的品種增加,結構優化,幾何參數更趨合理,性能得到提高,應用面不斷擴大,它不僅在車削、銑削、鉆削領域的應用有新的突破,而且擴大到拉削和齒輪加工等復雜形面的加工領域。這類專用高效刀具已經成為現代自動生產線的特色,對減少投資費用、保證生產節拍和產品質量發揮了重要作用,也反映出刀具與工藝在制造技術中的緊密關系,甚至是開發新工藝、設計新的生產線的前提。