① 天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002μm，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。② PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD)，自20世纪70年代初，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauine diamond，简称PCD刀片研制成功以后，在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。PCD原料来源丰富，其价格只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一。PCD刀具无法磨出极其锋利的刃口，加工的工件表面质量也不如天然金刚石，现在工业中还不能方便地制造带有断屑槽的PCD刀片。因此，PCD只能用于有色金属和非金属的精切，很难达到超精密镜面切削。③ CVD金刚石刀具：自从20世纪70年代末至80年代初，CVD金刚石技术在日本出现。CVD金刚石是指用化学气相沉积法(CVD)在异质基体(如硬质合金、陶瓷等)上合成金刚石膜，CVD金刚石具有与天然金刚石完全相同的结构和特性。刀具监控系统CVD金刚石的性能与天然金刚石相比十分接近，兼有天然单晶金刚石和聚晶金刚石(PCD)的优点，在一定程度上又克服了它们的不足。

高速切削加工技术中的“高速”是一个相对概念，对于不同的加工方法和工件材料与刀具材料，高速切削加工时应用的切削速度并不相同。通常把切削速度比常规高出5～10倍甚至以上的切削加工叫作高速切削或超高速切削。以德国达姆施塔特工业大学H．Schulz教授提出的铣削速度范围比较具有代表性：铝合金1000～7000m/min，铸铁800～3000m/min，钢500～2000m/min，钛合金100～1000m/min，镍基合金50～500m/min。传统硬质合金类刀具加工铝合金壳体切削速度一般在150～300m/min之间，而聚晶金刚石（PCD）类刀具的切削速度能达到2000m/min以上，实现高速切削。高速切削加工时，高切削速度在材料剪切区短时释放大量热能。因此，随着切削速度的增加，切削的剪切区、切屑压缩区和变形区内材料的单位切削力反而下降。总切削力和必需的切削功率同样下降。高速切削工艺典型的小切削深度结合高进给速度和高主轴转速，将降低切削刃切入工件的时间，或称接触时间。刀具监控系统在高速切削加工过程中还应该考虑的一个问题是刀柄与机床主轴锥孔的连接方式，常用的锥柄有BT、HSK、CAT及CAPITO等多种形式，但是在高速切削时HSK因其独特的双面接触过定位结构可以保证刀尖很高的跳动要求，性能卓越，特别适合高转速工况。

切削刀具与加工对象的力学性能匹配问题主要是指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能参数要相匹配。具有不同力学性能的刀具材料所适合加工的工件材料有所不同。①刀具材料的硬度顺序为：金刚石刀具＞立方氮化硼刀具＞陶瓷刀具＞硬质合金＞高速钢。②刀具材料的抗弯强度顺序为：高速钢＞硬质合金＞陶瓷刀具＞金刚石和立方氮化硼刀具。③刀具材料的韧度大小顺序为：高速钢＞硬质合金＞立方氮化硼、金刚石和陶瓷刀具。高硬度的工件材料，必须用更高硬度的刀具来加工，刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60 HRC以上。刀具监控系统刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。如，硬质合金中含钴增多时，其强度和韧性增加，硬度降低，适合于粗加工；含钴量减少时，其硬度及耐磨性增加，适合于精加工。具有优良高温力学性能的刀具尤其适合于高速切削加工。陶瓷刀具优良的高温性能使其能够以高的速度进行切削，允许的切削速度可比硬质合金提高2—10倍。

刃口钝化技术，其目的就是解决刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。刀具钝化的主要效果为：刃口的圆化：去除刃口毛刺、达到精确一致的倒圆加工。刃口毛刺导致刀具磨损，加工工件的表面也会变得粗糙，经钝化处理后，刃口变得很光滑，极大减少崩刃，工件表面光洁度也会提高。对刀具凹槽均匀的抛光，提高表面质量和排削性能。槽表面越平整光滑，排屑就越好，就可实现更高速度的切削。同时表面质量提高后,也减小了刀具与加工材料咬死的危险性。并可减少40%的切削力，切削更流畅。去除刀具涂层后产生的突出小滴，提高表面光洁度、增加润滑油的吸附。涂层后的刀具表面会产生一些微小的突出小滴，提高了表面粗糙度，使得刀具在切削过程容易产生较大的摩擦热，降低切削速度。刀具监控经过钝化抛光后，小滴被去除，同时留下了许多小孔，在加工时可以吸附更多的切削液，使得切削时产生的热量大大减少，可以极大得提高切削加工的速度。

对于刀具破损和刀体损坏的问题，根据加工信息和现场操作人员的反馈，我们与现场技术人员一起对同类型的问题进行比较和研究，估计出现这种情况的原因可能有以下几点：（1）机床加工参数的设置合理性，加工参数是否存在变更；（2）工序加工内容变更，加工过程更改；（3）刀具结构合理性。检查完刀具的设定参数没有问题之后，我们从之前的加工内容上进行分析，这把刀具已经使用长达 4 年之久了，如果在参数没有修改，会不会是之前的工序没有加工完全导致该刀片受损？在刀具室重新检查刀具破损的情况，在刀片的安装位置，我们找到了突破点，刀具 D2 刀刃位置共计存在 2 个刀刃，其中 1 个位固定刀片，另外一个位可调刀片，刀具室一般在装配完成刀片之后，通过可调刀刃将刀片调整至和固定刀刃同样的高度，以保证加工的稳定，但是刀具调整是使用后端的一个螺钉，将刀片顶起，但是顶起到一定的阶段，势必会产生一定的间隙，那么这个间隙会对加工产生什么样的影响呢？ 结合这把刀加工的位置，我们不难看出，由于前一把刀加工完成之后，生成了直径 16mm 左右的一个倒角，而该刀具直径为 20.5mm，单边接触的过程中，只有 2mm 左右，而刀具为 z 向移动，所以产生的切削力与刀片的链接螺栓形成了一个杠杆，造成了刀片的转动，而该位置的螺纹为右旋螺纹，所以受力造成的旋转方向正好为螺纹松开方向，造成刀片松动，产生破损，损坏刀体。