PCD刀具的特点及其使用方法介绍
PCD刀具的特点及其使用方法介绍
价格变化
过去，价格昂贵一直是影响用户广泛接受PCD（聚晶金刚石）刀具的一个主要障碍，但现在情况发生了很大变化。业界估计，在过去的两三年中，PCD刀具的价格已下降了40~60。出现PCD刀具价格"跳水"的原因之一是市场供大于求。在20世纪90年代初，PCD刀具的发展势头开始超过传统的硬质合金刀具，在随后的十年中，对PCD刀具的市场需求不断增加。但是，随着PCD刀具制造技术的成熟，其销售增长势头开始减缓。此外，新进入PCD刀具制造业的竞争者也动摇了原有的市场价格体系。PCD刀具价格下降的另一个原因是刀具制造成本不断降低，刀具制造工艺（如用于金刚石毛坯粗加工的EDM工艺、切削刃精密加工工艺等）不断改进。此外，与十年前相比，加工PCD刀具用的金刚石砂轮质量显著提高，成本则大大下降。我国对PCD刀具的需求不断增加。
刀具特点
用PCD刀具加工铝制工件具有刀具寿命长、金属切除率高等优点，其缺点是刀具价格昂贵，加工成本高。这一点在机械制造业已形成共识。但近年来PCD刀具的发展与应用情况已发生了许多变化。如今的铝材料在性能上已今非昔比，在加工各种新开发的铝合金材料（尤其是高硅含量复合材料）时，为了实现生产率及加工质量的最优化，必须认真选择PCD刀具的牌号及几何参数，以适应不同的加工要求。PCD刀具的另一个变化是加工成本不断降低，在市场竞争压力和刀具制造工艺改进的共同作用下，PCD刀具的价格已大幅下降50以上。上述变化趋势导致PCD刀具在铝材料加工中的应用日益增多，而刀具的适用性则受到不同被加
工材料的制约。
正确使用
切削加工铝合金材料时，硬质合金刀具的粗加工切削速度约为120m/min,而PCD刀具即使在粗加工高硅铝合金时其切削速度也可达到约360m/min。刀具制造商推荐采用细颗粒（或中等颗料）PCD牌号加工无硅和低硅铝合金材料。采用粗颗粒PCD牌号加工高硅铝合金材料。如铣削加工的工件表面光洁度达不到要求，可采用晶粒尺寸较小的修光刀片对工件表面进行修光加工，以获得满意的表面光洁度。
PCD刀具的正确应用是获得满意加工效果的前提。虽然刀具失效的具体原因各不相同，但通常是由于使用对象或使用方法不正确所致。用户在订购PCD刀具时，应正确把握刀具的适应范围。例如，用PCD刀具加工黑色金属工件（如不锈钢）时，由于金刚石极易与钢中的碳元素发生化学反应，将导致PCD刀具迅速磨损，因此，加工淬硬钢的正确选择应该是PCBN刀具。
一般来说，为了减小切削力，防止产生积屑瘤，PCD刀具应采用正切削角。但在加工高硅铝合金时（尤其在用PCD刀具替代硬质合金刀具进行加工时），PCD刀具的后角最好比原硬质合金刀具采用的后角（如250）略微减小，以改善PCD刀具切削刃对高硅铝合金的切削性能。PCD刀具的正前角也不宜过大，因为刀具前角越大，其切削刃强度越低，换句话说，PCD刀具的后角越小，切削刃的强度越高。为了在保证刀具为正切削角的前提下尽可能提高切削刃强度，美国一家公司将具有负前角的CNMX刀片焊接在PCD刀具刀尖部位并形成正切削角，这样，刀片的负前角既提供了较高的切削刃强度，又不会影响刀具的正常切削。制备PCD 刀具切削刃时，不需对金刚石刀尖作过多工艺处理，对于PCD铣刀，可对切削刃进行轻微刃磨，此外，使切削刃产生一定的轴向倾角也有助于提高PCD刀具的切削性能。
PCD刀片的成功应用不仅仅取决于合理选用刀具几何参数和切削参数，有时还需要刀具供应商对刀具使用中遇到的问题提供解决方案。例如，某大型汽车零件加工车间采用J&M金刚石工具公司提供的PCD刀片进行铣槽加工，原来每片PCD金刚石刀片可加工1500个零件，但加工产生的切屑会损伤零件表面，为此，J&M 公司提出用EDM（放电加工）工艺在金刚石刀片顶部加工一条径向断屑槽的解决方案，并专门定制了50片刀片，从而有效解决了这一问题。现在每片PCD刀片加工的零件数已由1500件提高到4300件。
聚晶金刚石刀具 聚晶金刚石刀具 1．聚晶金刚石（PCD）刀具概述 1.1 PCD刀具的发展 金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。 1.2 PCD刀具的性能特点 金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。 PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 -6～1.18×10 -6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。 1.3 PCD刀具的应用 工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD 刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织进行的关于超硬刀具的调查表明：人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展，De
PCD刀具重要的制造技术 1、聚晶金刚石刀具（PCD）的制造过程主要包括两个阶段：①PCD复合片的制造：PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂（其中含钴、镍等金属）按一定比例在高温（1000～2000℃）、高压（5～10万个大气压）下烧结而成。 在烧结过程中，由于结合剂的加入，使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、Co、Ni等为主要成分的结合桥，金刚石晶体以共价键形式镶嵌于结合桥的骨架中。通常将复合片制成固定直径和厚度的圆盘，还需对烧结成的复合片进行研磨抛光及其它相应的物理、化学处理。②PCD刀片的加工：PCD刀片的加工主要包括复合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步骤。 2、PCD复合片的切割工艺 由于PCD复合片具有很高的硬度及耐磨性，因此必须采用特殊的加工工艺。目前，加工PCD复合片主要采用电火花线切割、激光加工、超声波加工、高压水射流等几种工艺方法，其工艺特点的比较如下。 PCD复合片切割工艺的比较： 工艺方法－工艺特点 电火花加工－高度集中的脉冲放电能量、强大的放电爆炸力使PCD材料中的金属融化，部分金刚石石墨化和氧化，部分金刚石脱落，工艺性好、效率高 超声波加工－加工效率低，金刚石微粉消耗大，粉尘污染大 激光加工－非接触加工，效率高、加工变形小、工艺性差 在上述加工方法中，电火花加工效果较佳。PCD中结合桥的存在使电火花加工复合片成为可能。在有工作液的条件下，利用脉冲电压使靠近电极金属处的工作液形成放电通道，并在局部产生放电火花，瞬间高温可使聚晶金刚石熔化、脱落，从而形成所要求的三角形、长方形或正方形的刀头毛坯。电火花加工PCD 复合片的效率及表面质量受到切削速度、PCD粒度、层厚和电极质量等因素的影响，其中切削速度的合理选择十分关键，实验表明，增大切削速度会降低加工表面质量，而切削速度过低则会产生“拱丝”现象，并降低切割效率。增加金刚石刀具（PCD）刀片厚度也会降低切割速度。 3、PCD刀片的焊接工艺 PCD复合片与刀体的结合方式除采用机械夹固和粘接方法外，大多是通过钎焊方式将PCD复合片压制在硬质合金基体上。焊接方法主要有激光焊接、真空扩散焊接、真空钎焊、高频感应钎焊等。目前，投资少、成本低的高频感应加热钎焊在PCD刀片焊接中得到广泛应用。在刀片焊接过程中，焊接温度、焊剂和焊接合金的选择将直接影响焊后刀具的性能。在焊接过程中，焊接温度的控制十分重要，如焊接温度过低，则焊接强度不够；如焊接温度过高，PCD容易石墨化，并可能导致“过烧”，影响PCD复合片与硬质合金基体的结合。 在实际加工过程中，可根据保温时间和PCD变红的深浅程度来控制焊接温度（一般应低于700℃）。国外的高频焊接多采用自动焊接工艺，焊接效率高、质量好，可实现连续生产；国内则多采用手工焊接，生产效率较低，质量也不够理想。 4、PCD刀片的刃磨工艺 PCD的高硬度使其材料去除率极低（甚至只有硬质合金去除率的万分之一）。目前，聚晶金刚石刀具（PCD）刃磨工艺主要采用树脂结合剂金刚石砂轮进行磨削。由于砂轮磨料与PCD之间的磨削是两种硬度相近的材料间的相互作用，因此其磨削规律比较复杂。对于高粒度、低转速砂轮，采用水溶性冷却液可
学院: 机械工程学院: 专业班级: 学号: 名姓 1 / 16 高精度深长孔的精密加工 一、历史背景年代初世纪4030年代初和枪钻与内排屑深孔钻两种加工孔的刀具分别 出现于20 的欧洲兵工厂，这并非历史的偶然。其主要历史背景是：年）首次使战争扩大到世界 规模。帝国主义列强为瓜1918一次世界大战（1914?分殖民地而需要大量现代化的枪炮（特别 是枪械和小口径火炮的需求量极大）。而继续使用传统的扁钻、麻花钻、单刃炮钻，已经完全不 能满足大量生产新式武器的要求，迫切需要进行根本性的技术更新。于是高精度深长孔的制造就 成为了一个摆在制造者面前的一个首要问题，并且一直延续到了现今。
第一次世界大战中的火炮 二、传统加工工艺及存在的问题，精度≥10在现代机械加工中，也经常会遇到一些深孔的加工，例如长径比(L/D)的典型深孔零件，过去我们采用的传统工艺路0.8要求高，内孔粗糙度一般为Ra0.4～)标准六刃铰刀→研磨(→双刃镗扩孔刀扩孔)(线一般是：钻孔加长标准麻花钻→()铰孔此工艺虽可达到精度要求，但也存在诸多缺点，特别是在最初工序采用加长麻花钻钻孔时，切削刃越靠近中心，前脚就越大。若钻头刚性差，则震动更大，表面形状误差难以控制，加工后孔的直线度误差，钻头易产生不均匀的磨损等现象，生产效率和产品合格率低，而且研磨抛光时，工作环境比较脏，由于钻孔工序的缺点，而带来的影响难以在后面的工序中克服，形状误差不能得以修正，因此加工质量差。2 / 16 传统深孔的加工流程 三、工艺路线与刀具的改进本着提高生产效率提高产品合格率的原则，结合深孔加工的一些特性，对加工工单()→铰孔钻(BTA)→扩孔(BTA扩艺及刀具进行了改进，改进后的工艺路线是：钻孔研磨)→刃铰刀1、钻孔与扩孔刀具及工艺的改进单管内排屑深孔钻的由来枪钻的发明，使小深孔加工中单管内排屑深孔钻产生于枪钻之后。其历史背景是:自动冷却润滑排屑和自导向问题获得了满意的解决，但由于存在钻头与钻杆难于快速拆装更换和钻杆刚性不足、进给量受到严格限制等先天缺陷，而不适用于较大直径深孔的加工。如能改为内排屑，则可以保持钻头和枪杆为中空圆柱体，使钻头快速拆装和提高刀具刚性问题同时
XX大学2014～2015 学年秋季学期研究生课程考试 课程名称：课程编号： 论文题目：刀具材料PCD概述 研究生：学号： 论文评语： 成绩：任课教师： 评阅日期：
刀具材料PCD概述 摘要：好的刀具材料是制造出好的刀具的前提，更是加工出好的产品的关键。随着制造业的快速发展，金刚石刀具的生产和应用正在逐年增加。天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是PCD。本文针对刀具材料PCD做了比较系统的论述，主要包括PCD材料的介绍，PCD复合片及刀具的制造技术，PCD 复合片的主要优缺点以及PCD刀具材料的应用。 关键词：PCD；材料；刀具 The overview about cutting tool materials of PCD Abstract:Good tool material is a prerequisite to create a good tool, it is also a key processing of making a good product .With the sharp development of making industry, production and application of diamond tools is increasing year by year.Natural diamonds are expensive,PCD is widely used in cutting .This paper makes a systematic introduction of tool material PCD,including the introduction of PCD materials ,the manufacturing techniques of PCD composite sheet and tool, the main advantages and disadvantages of PCD composite sheet materials and the application of PCD tools. Key words:PCD;Materials ; Tool
PCD铣刀： 聚晶金刚石(PCD)刀具是通过把PCD复合片焊接到硬质合金或者钢的刀体上制成的刀具。由于PCD复合片将单晶金刚石的高硬度、耐磨性、低摩擦系数和强度与碳化钨硬质合金的高抗弯强度进行了结合，复合片的碳化钨硬质合金层为金刚石层提供了机械支持，增加了它的抗弯强度，同时硬质合金层易于焊接，使制作成品刀具变得容易。 与其它刀具材料相比，聚晶金刚石具有如下特点：① 极高的硬度和耐磨性；② 高导热性和低热膨胀系数，切削时散热快，切削温度低，热变形小；③ 摩擦系数小，可降低加工表面粗糙度。 采用PCD刀具加工铝合金时，由于金刚石硬度高，表面与金属亲和力小，且刀具前刀面都抛光成镜面，不易产生积屑瘤，加工尺寸稳定性以及表面质量都很好。采用PCD刀具加工各种规格铝合金零件，刀具寿命可达几千到几万件，尤其适合汽车、摩托车零件的大规模生产。PCD刀具还广泛用于其它有色金属和非金属材料的高速加工，被广泛应用于汽车、航空航天、电子和木材加工等领域。 PCD刀片： PCD刀片是指具有整体PCD切削刃的硬质合金基体刀片。PCD复合片切削刃被直接焊在硬质合金基体上，因此消除了金刚石和硬质合金之间的缝隙，可避免切屑堵塞。为在精加工非铁金属尤其是铝材料时有效控制切屑，国外开发出一种带有断屑器的PCD刀片。 PCD刀片的特点在于金刚石具有硬度高、抗压强度高、导热性以及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。PCD刀片主要应用于以下两个方面：①难加工，有色金属材料的加工：用普通刀具加工难加工有色金属材料时，往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷，而PCD刀片则可表现出良好的加工性能，用PCD刀片可有效的加工过共晶硅铝合金。②难加工非金属材料的加工，PCD刀片非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料、人造板材等难加工非金属材料的加工。 PCD刀片材料的主要性能指标： ①PCD的硬度大于8000HV，为硬质合金的80-120倍； ②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5-9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀片热量传递迅速； ③PCD的摩擦系数一般仅为0.1-0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4-1），因此PCD刀片可显著减小切削力；
微孔加工方法 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 在孔加工过程中，应避免出现孔径扩大、孔直线度过大、工件表面粗糙度差及钻头过快磨损等问题，以防影响钻孔质量和增大加工成本，应尽量保证以下的技术要求:①尺寸精度：孔的直径和深度尺寸的精度；②形状精度：孔的圆度、圆柱度及轴线的直线度；③位置精度：孔与孔轴线或孔与外圆轴线的同轴度；孔与孔或孔与其他表面之间的平行度、垂直度等。 同时，还应该考虑以下5个要素: 1.孔径、孔深、公差、表面粗糙度、孔的结构； 2.工件的结构特点，包括夹持的稳定性、悬伸量和回转性； 3.机床的功率、转速冷却液系统和稳定性； 4.加工批量； 5.加工成本。 深孔加工：一般把长径比L(孔深与孔径比)大于5的孔称为深孔。深孔加工比一般孔的加工要困难和复杂，其原因是： 1.由于孔深与孔径比较大，刀具细而长、刚性差，所以在钻孔时容易偏斜，产生振动，使得孔的表面粗糙度和尺寸精度不易保证。 2.钻削时排屑困难。
3.热量不易排出，钻头散热条件差，使得刀具磨损加剧，甚至丧失切削能力。 机械钻削加工 一、HSS-E（高性能高速钢）钻头 由于长钻头本身的稳定度不好，因此在加工过程中必须采用较低的切削参数，而HSS 较低的红硬性也要求进一步降低其切削速度。因此，在深孔加工中，外部的冷却液很难到达刀具的切削刃上，钻尖处实际进行着干加工，所有这些因素的综合导致了深孔加工需要很长的加工周期。 二、枪钻 硬质合金头枪钻可以实现精确而安全的孔加工，即使是在进行超常深孔的加工情况下也是如此。切削液被加压泵打入钻杆内(压力约为3MPa-8MPa)，然后流过切削刃，当切削液沿着刀具和零件孔壁间的V形截面空间流出时，将切屑带走。由于钻杆是空心轴，刚性差，不能采用较大的进给量，因此生产效率较低；同时，切屑必须保持小而薄的形状，才能保证被冷却液冲出；此外，由于枪钻加工中高压冷却液的使用，因此要求使用专用机床。由于枪钻钻杆为非对称形，故其抗扭刚性差，只能传递有限的扭矩，因此枪钻只适用于加工小直径孔的零件。 枪钻是一种有效的深孔加工刀具，其加工范围很广，从模具钢材,玻璃纤维、特氟龙(Teflon)等塑料到高强度合金(如P20和铬镍铁合金)的深孔加工。在公差和表面粗糙度要求较严的深孔加工中，枪钻可保证孔的尺寸精度、位置精度和直线度。标准枪钻可加工孔径为1.5mm到76.2mm的孔，钻削深度可达直径的100倍。
作者：许伟达文章来源：上海通用汽车有限公司AI10 增刊点击数：713 更新时间：2010-5-19 图1 缸盖导管的退刀痕 加工孔的退刀痕是孔加工过程中的一种失效模式。了解机加工中孔的退刀痕的形成原因以及消除方法，掌握预防控制的手段，可以在实施生产运作过程中有效消除退刀痕的出现，获得 满意的产品加工质量，提高生产效率。 发动机、变速箱上一些重要孔的标注上一般都会有加工粗糙度的特定要求，加工孔最终达到工艺要求这是机加工的加工目的。但是，机加工过程中由于各种潜在失效原因的存在， 有时候加工孔避免不了出现一些缺陷，如孔壁出现拉毛、挤痕、振纹、发黑和鳞刺等，有时当孔加工结束以后还会出现退刀痕现象。因此，作为现场技术支持人员，我们了解加工孔的一些缺陷，如退刀痕这种缺陷的常见形式、潜在的失效、形成的原因以及消除的方法等，可帮助我们在实际生产中避免和消除这种退刀痕现象，达到对现场的快速响应支持目的，满足 产品的加工质量，提高生产效率。 已加工孔壁出现深痕，我们首先要确认深痕是进给时出现还是退刀时出现？判别的方法就是看已加工孔壁上面的深痕间距/深痕轨迹。就单刃镗把为例，假如退刀时主轴还在旋转，需观察退刀时的每转移动量与进给时的刀具每转进给量?值，方可知道其是进给时出现 还是退刀时出现。 根据孔加工刀具在退刀时主轴是否处于旋转状态，其退刀痕会有两种形式：螺旋退刀痕是主轴在旋转情况下出现的缺陷。螺旋退刀痕根据退刀痕的宽度又分为两 种： （1）螺旋线退刀痕。螺旋线退刀痕因造成的失效原因不同，出现的螺旋线有整圈退刀痕和单边局部退刀痕，即整个孔壁都存在退刀痕和局部孔壁的定向位置上存在退刀痕，这都 是刀尖在退出已加工孔时所碰到的痕迹。 （2）螺旋带退刀痕。图1 为缸盖导管的退刀痕，亮的孔壁为孔加工的结束状，暗色带为退刀痕。螺旋带退刀痕是一种刀具副偏角很小、刀杆刚性极差且刀具副切削刃锋利的刀具才会出现的现象。退刀痕还会因孔径的尺寸变化而出现螺旋带的宽度变化，从图 1 可以看到螺旋带的退刀痕宽度是随着距离的变化而变化，这就是加工孔存在喇叭口的原因导致退刀痕 出现宽度变化，孔径越小位置退刀痕越宽。 图 2 粗加工退刀痕 直线退刀痕是孔加工结束，在主轴停转的情况下，加工孔刀具实施退出已加工孔时， 刀尖碰到已加工孔壁所造成的直线深痕。 就粗加工孔来说，孔壁出现退刀痕对零件的最终质量影响不大（见图 2 的粗加工退刀 痕），这种形式的退刀痕在进行最终加工时一般都能加工掉；而孔在最终加工时出现退刀痕，对有些加工孔来说其严重度就上升了。如凸轮轴孔因为退刀痕的存在，在与凸轮轴配合时因其孔增加了贯穿孔壁的轴向退刀痕而形成了卸油压的通路；又如缸盖的水闷盖孔因为最终加
PCD刀具的性能特点 金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。 PCD刀具材料的主要性能指标 ①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的8～12倍； ②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN 和铜，因此PCD刀具热量传递迅速； ③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力； ④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10^-6～1.18×10^-6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高； ⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。 PCD刀具的应用 工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国DeBeers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织进行的关于超硬刀具的调查表明：人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展，DeBeers公司已推出了直径 74mm、层厚0.3mm的聚晶金刚石复合片。 国内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。目前中国第一汽车集团已有一百多个PCD车刀使用点，许多人造板企业也采用PCD刀具进行木制品加工。PCD刀具的应用也进一步推动了对其设计与制造技术的研究。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、
第三节孔加工方法及刀具 一. 孔的分类 内孔表面是组成机械零件的一种重要表面，在机械零件中有多种多样的孔 , 按孔的形状，有圆柱形孔、圆锥形孔、螺纹形孔和成形孔等；常见的圆柱形孔又有一般孔和深孔之别，长径比 >5 的孔为深孔，深孔很难加工；常见的成形孔有方孔、六边形孔、花键孔等。 二.孔加工刀具 （一）钻头及钻孔刀具 1 ．麻花钻 麻花钻是最常用的孔加工刀具，一般用于实体材料上孔的粗加工。钻孔的尺寸精度为 ITI3 ～ ITI1 ，表面粗糙度 Ra 值为 50 ～ 12.5 μ m 。它的结构由柄部、颈部和工作部分组成，如图 6-21 所示。柄部是钻头的夹持部分，有锥柄和直柄两种型式，钻头直径大于 12mm 时常做成锥柄，小于 12mm 时做成直柄。锥柄后端的扁尾可插入钻床主轴的长方孔中，以传递较大的扭矩。颈部位于工作部分和柄部的过渡部分，是磨削柄部时砂轮的退刀槽，当柄部和工作部分采用不同材料制造时，颈部就是两部分的对焊处，钻头的标记也常注于此。 c) d) a) 锥柄麻花钻 b) 直柄麻花钻 c) 麻花钻切削部分 图 6-21 麻花钻的结构
图 6-22 扩孔钻类型 钻头的工作部分包括切削部分和导向部分，导向部分有两条螺旋槽和两条棱边，螺旋槽起排屑和输送切削液的作甲，棱边起导向、修光孔壁的作用。导向部分有微小的倒锥度，从前端到尾部每 100mm 长度上直径减少 0.03 ～ 0.12mm ，以减少与孔壁的摩擦，切削部分由两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃及两个前刀面和两个后刀面组成。螺旋槽的一部分为前刀面，钻头的顶锥面为上后刀面。麻花钻的主要几何角度有螺旋角β，前角γ，后角α 0 ，锋角 2 φ和横刃斜角ψ。 2 ．扩孔钻 扩孔钻是用来对工件上已有孔进行扩大加工的刀具。扩孔后，孔的精度可达到 ITI0 ～ IT9 ，表面粗糙度 Ra 值可达到 6 ． 3 ～ 3 ． 2 μ m 。扩孔钻没有横刃，加工余量小，刀齿数多（ 3 ～ 4 个齿），刀具的刚性及强度好，切削平稳。扩孔钻的结构型式分为带柄及套式两类。带柄的扩孔钻由工作部分及柄部组成，如图 6-22 所示。 3 ．铰刀 铰刀是一种半精加工或精加工孔的常用刀具，铰刀的刀齿数多 (4~12 个齿 ) ，加工余量小，导向性好，刚性大。铰孔后孔的精度可达 IT9~IT7 ，表面粗糙度 Ra 值达 1.6~0.4 μ m ，常见的铰刀结构如图 6-23 所示。 铰刀可分为手用铰刀与机用铰刀两大类，手用铰刀又分为整体式和可调整式；机用铰刀分带柄的和套式；加工锥孔用的铰刀称为锥度铰刀，如图 6-24 所示。
PCD刀具的特点及其使用方法介绍 PCD刀具的特点及其使用方法介绍 价格变化 过去，价格昂贵一直是影响用户广泛接受PCD（聚晶金刚石）刀具的一个主要障碍，但现在情况发生了很大变化。业界估计，在过去的两三年中，PCD刀具的价格已下降了40~60。出现PCD刀具价格"跳水"的原因之一是市场供大于求。在20世纪90年代初，PCD刀具的发展势头开始超过传统的硬质合金刀具，在随后的十年中，对PCD刀具的市场需求不断增加。但是，随着PCD刀具制造技术的成熟，其销售增长势头开始减缓。此外，新进入PCD刀具制造业的竞争者也动摇了原有的市场价格体系。PCD刀具价格下降的另一个原因是刀具制造成本不断降低，刀具制造工艺（如用于金刚石毛坯粗加工的EDM工艺、切削刃精密加工工艺等）不断改进。此外，与十年前相比，加工PCD刀具用的金刚石砂轮质量显著提高，成本则大大下降。我国对PCD刀具的需求不断增加。 刀具特点 用PCD刀具加工铝制工件具有刀具寿命长、金属切除率高等优点，其缺点是刀具价格昂贵，加工成本高。这一点在机械制造业已形成共识。但近年来PCD刀具的发展与应用情况已发生了许多变化。如今的铝材料在性能上已今非昔比，在加工各种新开发的铝合金材料（尤其是高硅含量复合材料）时，为了实现生产率及加工质量的最优化，必须认真选择PCD刀具的牌号及几何参数，以适应不同的加工要求。PCD刀具的另一个变化是加工成本不断降低，在市场竞争压力和刀具制造工艺改进的共同作用下，PCD刀具的价格已大幅下降50以上。上述变化趋势导致PCD刀具在铝材料加工中的应用日益增多，而刀具的适用性则受到不同被加
工材料的制约。 正确使用 切削加工铝合金材料时，硬质合金刀具的粗加工切削速度约为120m/min,而PCD刀具即使在粗加工高硅铝合金时其切削速度也可达到约360m/min。刀具制造商推荐采用细颗粒（或中等颗料）PCD牌号加工无硅和低硅铝合金材料。采用粗颗粒PCD牌号加工高硅铝合金材料。如铣削加工的工件表面光洁度达不到要求，可采用晶粒尺寸较小的修光刀片对工件表面进行修光加工，以获得满意的表面光洁度。 PCD刀具的正确应用是获得满意加工效果的前提。虽然刀具失效的具体原因各不相同，但通常是由于使用对象或使用方法不正确所致。用户在订购PCD刀具时，应正确把握刀具的适应范围。例如，用PCD刀具加工黑色金属工件（如不锈钢）时，由于金刚石极易与钢中的碳元素发生化学反应，将导致PCD刀具迅速磨损，因此，加工淬硬钢的正确选择应该是PCBN刀具。 一般来说，为了减小切削力，防止产生积屑瘤，PCD刀具应采用正切削角。但在加工高硅铝合金时（尤其在用PCD刀具替代硬质合金刀具进行加工时），PCD刀具的后角最好比原硬质合金刀具采用的后角（如250）略微减小，以改善PCD刀具切削刃对高硅铝合金的切削性能。PCD刀具的正前角也不宜过大，因为刀具前角越大，其切削刃强度越低，换句话说，PCD刀具的后角越小，切削刃的强度越高。为了在保证刀具为正切削角的前提下尽可能提高切削刃强度，美国一家公司将具有负前角的CNMX刀片焊接在PCD刀具刀尖部位并形成正切削角，这样，刀片的负前角既提供了较高的切削刃强度，又不会影响刀具的正常切削。制备PCD 刀具切削刃时，不需对金刚石刀尖作过多工艺处理，对于PCD铣刀，可对切削刃进行轻微刃磨，此外，使切削刃产生一定的轴向倾角也有助于提高PCD刀具的切削性能。
车削内孔时刀具振动的分析与解决方法 尹霞（邮政编码412000） 摘要：通过对车削内孔时刀具振动原因的深刻分析，提出了在保持高生产效率下的解决办法，并在生产中得到应用。 关键词：刀具振动长径比振动频率减轻振动高效率 车削内孔的加工中，刀具的振动将会影响到加工精度。在传统机械加工车间中刀具振动的解决还是采用老式的加工理论，往往是以牺牲生产效率为代价，并且其中许多加工理念已经不再适合现代加工技术。但随着国外越来越多先进的机夹刀具进入到传统机械加工车间后，给我们带来了新的加工理念。现在向大家介绍这种高效率的解决方法。 1.刀具振动的原因 刀具振动实际应该切削振动，通常发生在长悬臂刀杆的镗削和铣削，薄壁件的切削加工等。切削振动顾名思义只有在刀具进行切削时才产生。而切削振动最明显的是工件被加工表面有振纹。我们将振动分为三种。它们是高频振动、中频振动和低频振动。 我们以内孔车刀杆的振动分析来看：刀尖切削工件时会产生切削力，这个力使镗刀杆产生弹性变形，当刀尖上的铁屑断掉后，刀杆的弹性变形就恢复。随着铁屑不断产生在断掉，那么径向切削力随着铁屑的生成和断裂由大到小不断变化，形成正玄波动镗削力F。此力的大小和方向是一直有规律的变化，如果切削力的变化频率等于或在刀具固有的弹变频率范围之内，镗削振动就产生了。其实任何强壮的刀杆都不能确保切削时刀杆不会产生弹变，实际上刀片在切削时都是颤动的，但是只有弹变足够大时颤动才变为震动。 因此我们得到这样的结论：刀具在切削工件时发生振动需要有以下三个条件同时存在：第一是包括刀具在内的工艺系统刚性不足导致其固有频率低，第二是切削时产生了一个足够大的外激力，第三是这个外激力的频率与工艺系统固有频率相同随即 一是减小切削力至最小；二是尽量增强刀具系统或者夹具与工件的刚性；三是在刀杆内部再制造一个振动去打乱外激切削力的振频，从而消除刀具振动。 2.采用阻尼避振刀杆从而减轻振动 我们虽然可通过改变刀杆的材质来达到消振的目的。即把钢质刀杆改成整体硬质合金刀杆或重金属刀杆，它的刀杆夹持悬伸与刀杆直径避振极限比值（简称长径比）
PCD刀具切削SAE327硅铝合金工艺研究 默克精密工具（常州）有限公司 2015.8.5 1 SAE327的材料特点和切削难点 SAE327为铸造硅铝合金，是制冷压缩机连杆的主要材料。主要元素含量Si7～8.6%。Cu1～2%，Mg0.25%～0.6%，Mn0.5%～0.8%。抗拉强度>230MPa，硬度110～130HB，延伸率>1%。其晶格由高塑性的Al和高脆性的初晶Si组成。切削加工时，Al的塑性大，熔点低，易在工件表面与刀尖接触处产生积屑瘤，随后与破碎的初晶Si一起使工件部分表皮剥落，形成刀痕，使工件表面粗糙度变差。同时由于高硬度的Si含量较高，刀具也容易磨损。目前对压缩机效率值COP的要求不断提高，为减少往复式活塞压缩机内摩擦并降低输入功率值，连杆孔与曲轴间需要保证极小的摩擦系数和很高的表面接触率，要求圆度≤2μm，表面粗糙度≤Ra0.4，尺寸精度≤2μm，使用传统切削办法很难达到如此高的要求，因而在压缩机零件中一直是较为难加工的铝合金材料。 2 PCD的基本特点及高速干切削技术 随着聚晶金刚石（PCD）刀具技术和高速切削技术的发展，针对SAE327的切削性能，我们使用PCD刀具对连杆孔进行高速干式镗削，较好地解决了问题。PCD材质稳定，使用性能可以预测，故比天然金刚石更合适于作为切削刀具。PCD具有目前最高的硬度和耐磨性，具有非常锋利的刀刃，有很好的导热性，线膨胀系数很小，摩擦系数也小。但其主要缺点是强度低，脆性大，抗冲击能力差。因此一般不用于断续切削和重负荷切削。采用PCD刀具加工铝合金时，由于金刚石硬度高，表面与金属亲和力小，且刀具一般抛光成镜面，不易产生积屑瘤，加工尺寸稳定性以及表面质量都很好。在Ra0.02～0.32μm的条件下，可获得5～7级精度。 铝合金传热系数高，线膨胀系数大，在加工过程中会大量吸收切削热，使工件发生热变形，而且铝合金硬度和熔点都较低，因此加工过程中切屑容易与刀具发生“胶焊”或粘连，形成积屑瘤，这都是传统铝合金干切削中遇到的最大难题。解决的最好办法是采用高速干切。高速切削中，95%的热量都传给了切屑，切屑在与前刀面接触的界面上会被局部熔化，形成一层极薄的液态膜，因而切屑很容易在瞬间被切离工件，大大减少切削力和产生积屑瘤，而且工件基本可以保持常温。既可以提高生产率，又改善了表面质量。 3 PCD镗刀加工SAE327的切削性能 我们使用PCD刀具对SAE327进行高速干镗孔，经过反复切削试验对其工艺进行摸索和总结。加工连杆孔的情况基本如下：同一只镗刀中，硬质合金刀头用于粗加工，PCD刀片精加工，单边余量为0.05mm（见图1）。连杆组件大孔中间两边有0.5mm的缝隙（见图2），孔表面中间有f5mm 油孔，由于加工表面非连续，应属于断续切削。无切削液的干切，有压缩空气喷射清除切屑。
1．概述 PCD刀具的发展 金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。 PCD刀具的性能特点 金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。 PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍； ②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为～（硬质合金的摩擦系数为～1），因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为×10 -6～×10 -6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。 PCD刀具的应用 工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具
孔加工方法 A.目的 熟悉常见孔加工工艺 对孔加工用刀具有大概印象 了解部分新的加工方法 B.概念 实体上的空腔称作孔。可能是圆的，方的，六角的等等。这里只讨论金属切削加工的范畴内的孔加工，即通过旋转的刀具（或工件）来获得孔的方法，所以讨论的对象局限于圆孔。 可用于孔加工的通用机床设备：车床、铣床、镗床、钻床。根据加工工件的外形，所需孔的直径，公差等级，孔深（通孔或圆孔），选择合适的设备和加工方法。 C.实体开孔 1.麻花钻 Φ20以下规格可以选择莫氏柄或者直柄，Φ20以上一般均为莫氏锥柄。 直柄可以选用钻夹头来夹持，三爪钻夹头本身可以在一定范围内调节，可以适应不同规格的直柄钻头，但是夹持精度比较低。 弹簧夹头也可以用来装钻头，但是每一种规格的钻头需要相应规格的卡簧来装夹。 麻花钻材质有普通高速钢、钒高速钢、钴高速钢、粉末冶金高速钢、硬质合金等。高速钢类价格相对比较便宜，韧性好，可用于跳动比较大的场合。硬质合金切削速度快，效率高，但对装夹、冷却和断屑排屑要求很高，一般整体硬质合金装夹后跳动不能超过0.02，否则钻尖容易折断，此外对于长铁屑材料，一般要求内冷，且冷却液压力在10bar以上。 钴高速钢是介于普通高速钢钻头和整体硬质合金钻头之间的一个比较好的解决方案，由于比普通钻头硬度高，更耐磨，所以刃口更耐用，不容易折断；同
时与硬质合金钻头相比，又有很好的韧性，不需要保证严格的跳动。 PVD涂层也能提高高速钢钻头的切削速度和寿命，但是一旦重磨，涂层就不起作用。 由于普通钻头容易产生钻偏、钻斜的现象，所以很多时候需要用中心钻预钻引导孔。因为方便计算，所以一般选用90o锥角的中心钻。预钻的深度根据孔径计算，要求引导孔口部直径小于钻头直径，这样钻头的刃口先开始切削，而不是钻尖或外刃。 整体硬质合金的钻头不能使用预钻孔，因为整硬钻头均为自定心设计，预钻孔会导致孔质量下降甚至钻头损坏。 2.板钻 板钻由钢质刀体和可换刀片组成。刀片材料可以是高速钢或者硬质合金，并带有涂层。专业厂家生产的板钻一般带中心冷却孔，并且可换刀片形式比较多，有的用于钻孔，有的用于锪沉孔，也有用于锪锥孔。 板钻的效率介于高速钢钻头和机夹钻头之间，但同样需要机床的功率比较大，因此在近年来在钻孔方面逐步被机夹钻头取代。 3.机夹钻头（浅孔钻） 大批量条件下最经济最高效的孔加工方法。通常情况需要中心冷却，并却冷却压力足够大。最初称之为浅孔钻是因为其加工孔深局限于5D以内，但是刀具厂家最新的产品能够用机夹钻头加工出9D的孔。 4.铣刀螺旋插补 Φ50以上的浅孔也可以通过铣刀螺旋插补的方式获得。这种方式要求的功率和扭矩比直接选用相应型号的钻头要小很多，因此可以在小型机床上加工大直径的孔，所以在小批量的情况下能减小刀具库存。 一般选用圆刀片铣刀或高进给铣刀（见下图），刀具外径介于D/2和D之间，并选用合适长度的刀杆。刀杆分整体只和模块化，整体式刚性最好，但长度固定。模块化的刀柄可以根据需要接长，比较灵活，常见的接长系统为山特维克的Capto系统和高迈特的ABS系统。 高进给铣刀的切入角度比较小，在45度以下，形成的铁屑比较薄，所以能
第七章套筒类零件加工工艺及常用工艺装备 一、填空题 1．在钻床上钻孔，单件小批生产或加工要求低的工件常用____________法安装，大批量钻孔或工件位置精度要求较高时，宜用____________安装工件钻孔。 2．在车床上钻孔，工件常安装在____________或____________内，麻花钻安装在车床的____________内。钻孔前，首先进行____________，然后进行钻中心孔，再将孔钻出。 3．当孔径大于___________mm时，一般需要安排扩孔工序。与钻孔相比，扩孔钻的中心不切削，横刃____________，容屑槽浅，钻芯____________，切削深度也大大____________，改善了加工条件。故扩孔的进给量较钻孔____________ 。而切削深度较钻____________孔。 4．标准麻花钻切削刃上各点前角是变化的。从外缘到钻心，前角由____________逐渐变____________，直至____________。 5．铰刀的种类按使用方式可分为____________铰刀和____________铰刀;按铰孔形状分为 ____________铰刀和____________铰刀;按结构分为____________铰刀和____________铰刀。 6．零件内圆表面磨削方法有__________、__________及__________三种，当磨削孔和孔内台肩面可使用__________砂轮。 7．孔常用的精加工方法有__________、__________、__________、__________等。 8．研磨实际上包含了__________和__________的综合作用。 9．圆孔拉刀结构由__________、颈部、过渡锥、__________、__________、__________、后导部组成。 10．孔内键槽在单件小批生产时宜用__________方法加工。在大批大量生产时__________方法加工可获得高的加工精度和生产率。 11．固定式钻模用于立式钻床上加工__________或在摇臂钻床上加工__________。 12．根据钻套导向孔直径d和钻套导向高度H间的比例，一般控制为H/d=______，而排屑间隙一般在加工铸铁时，h=_______d，加工钢件时，h=__________d。 13．当钻模板妨碍__________或钻孔后需__________等时，可采用铰链式钻模板。铰链销与钻模板的销孔采用__________配合，销与铰链座孔采用__________配合。钻模板与铰链座凹槽的配合一般采用 __________配合，精度要求高时应配制并保证间隙在__________内。 14．盖板式钻模一般多用于加工_______工件上的________。因夹具在使用过程中要经常搬运，故其重量不宜超过________。 二、判断题(正确的打√，错误的打X)
PCD的定义,PCD是英文Polycrystalline diamond的简称,中文直译过来是聚晶金刚石的意思.它与单晶金刚石相对应. 摘自:中国机械资讯网 聚晶金刚石（PCD）刀具发展 1．概述 1.1 PCD刀具的发展 金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。 1.2 PCD刀具的性能特点 金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍； ②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 -6～1.18×10 -6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。 1.3 PCD刀具的应用 工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织进行的关于超硬刀具的调查表明：人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD 刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展，DeBeers公司已推出了直径74mm、层厚0.3mm的聚晶金刚石复合片。 国内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。目前中国第一汽车集团已有一百多个PCD车刀使用点，许多人造板企业也采用PCD刀具进行木制品加工。PCD刀具的应用也进一步推动了对其设计与制造技术的研究。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨工业大学等均在积极开展这方面的研究。国内从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。目前，PCD刀具的加工范围已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。通过对近年来PCD刀具应用的分析可见，PCD刀具主要应用于以下两方面：①难加工有色金属材料的加工：用普通刀具加工难加工