然而，在18世紀後期，隨著蒸汽機和其他機器的發展，切割工具得到了快速發展。1783年，法國的勒內首先做出了銑刀。1792，英國Maudslay制造絲錐和模具。關於麻花鉆發明的最早文獻記載在1822，但直到1864才作為商品生產出來。
當時的刀具是整體高碳工具鋼，允許的切削速度是每分鐘5米左右。1868年，含鎢的合金工具鋼是在英國穆斯徹特制的。1898年，美國的泰勒和懷特發明了高速鋼。1923年，德國施羅德發明了硬質合金。
使用合金工具鋼時，刀具切削速度提高到8m/min左右，使用高速鋼時提高壹倍以上，使用硬質合金時提高壹倍以上，加工工件的表面質量和尺寸精度也大大提高。
由於高速鋼和硬質合金價格高，刀具采用焊接和機械夾緊結構。從1949到1950，美國開始在車刀上使用可轉位刀片，不久又應用到銑刀等刀具上。1938年，德國德固賽公司獲得陶瓷工具專利。1972年，通用電氣公司生產聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可以使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特維克鋼鐵廠獲得化學氣相沈積法生產碳化鈦塗層硬質合金刀片的專利。從65438年到0972年，美國的邦莎和拉古林發展了物理氣相沈積法，在硬質合金或高速鋼刀具表面塗覆壹層碳化鈦或氮化鈦的硬質層。表面塗層法將基體材料的高強度和韌性與表層的高硬度和耐磨性結合起來，從而使這種復合材料具有更好的切削性能。
根據工件加工表面的形式，刀具可以分為五類。加工各種外表面的工具，包括外表面上的車刀、刨刀、銑刀、拉刀和銼刀；孔加工工具，包括用於內表面的鉆頭、鉸刀、鏜刀、鉸刀和拉刀；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動螺紋切削頭、螺紋車刀和螺紋銑刀；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等。切割工具，包括鋸齒圓鋸、帶鋸、弓鋸、切削車刀和鋸片銑刀等。此外，還有組合刀具。
根據切削運動方式和相應的刀片形狀，刀具可分為三類。通用工具，如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鉆頭、鉸刀、鉸刀和鋸等。成形刀具，其刀片的形狀與待加工工件的截面形狀相同或幾乎相同，如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、錐形鉸刀和各種螺紋加工刀具；範成刀具用於加工齒輪齒面或類似工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀、錐齒輪銑刀頭等。
各種工具的結構由夾緊部分和工作部分組成。整體結構工具的夾緊部分和工作部分都制作在工具本體上；鑲齒結構刀具的工作部分(齒或刀片)鑲嵌在刀體上。
工具的夾緊部分有兩種類型:孔和手柄。帶孔刀具通過內孔套裝在機床主軸或主軸上，通過軸鍵或端鍵傳遞扭矩，如圓柱銑刀、嵌套式面銑刀等。
通常有三種帶柄的工具:長方柄、圓柱柄和圓錐柄。車削工具、刨床等。通常是矩形手柄；錐形手柄通過錐度承受軸向推力，通過摩擦傳遞扭矩；圓柱柄壹般適用於較小的麻花鉆、立銑刀等工具。切割時，通過夾緊時產生的摩擦力來傳遞扭矩。很多有柄工具的手柄是用低合金鋼制造的，而工作部分是用高速鋼通過對焊制造的。
刀具的工作部分是產生和處理切屑的部分，包括刀片、破碎或滾動切屑的結構、移除或儲存切屑的空間、切削液的通道和其他結構元件。有些刀具的工作部分是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀、銑刀等。有些刀具的工作部分包括切削部分和校準部分，如鉆頭、鉸刀、內表面拉刀和絲錐。切削部分的作用是用刀片切屑，校準部分的作用是使加工表面光滑和引導刀具。
工具工作部分的結構有三種類型:整體式、焊接式和機械夾緊式。整體結構是在刀體上制作刃口；焊接結構是將刀片釬焊到鋼制刀體上；機械夾緊結構有兩種，壹種是將刀片夾緊在刀體上，另壹種是將釬焊好的刀頭夾緊在刀體上。硬質合金刀具壹般做成焊接結構或機械夾緊結構；瓷質刀具均采用機械夾緊結構。
刀具切削部分的幾何參數對切削效率和加工質量有很大影響。增大前角可以減少前刀面擠壓切削層時的塑性變形，降低切屑流經前方的摩擦阻力，從而降低切削力和切削熱。但增大前角會降低切削刃的強度，減少刀頭的散熱量。
在選擇刀具的角度時，我們需要考慮許多因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性能(粗加工和精加工)等。，而且壹定要根據具體情況合理選擇。壹般來說，刀具角度是指制造和測量時使用的標記角度。由於刀具安裝位置的不同和切削方向的變化，實際工作角度和劃線角度是不同的，但這種差別通常很小。
用於制造工具的材料必須具有較高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性，良好的工藝性(切削、鍛造和熱處理等)。)，且不易變形。
通常材料的硬度高，耐磨性也高；當彎曲強度高時，沖擊韌性也高。然而，材料的硬度越高，其彎曲強度和沖擊韌性越低。由於高速鋼具有較高的抗彎強度、沖擊韌性和良好的切削加工性，所以它仍然是現代使用最廣泛的刀具材料，其次是硬質合金。
聚晶立方氮化硼適用於切削高硬度的淬硬鋼和硬鑄鐵。聚晶金剛石適用於切割有色金屬、合金、塑料和玻璃鋼。碳素工具鋼和合金工具鋼只用作銼刀、板牙、絲錐等工具。
硬質合金可轉位刀片已經通過化學氣相沈積塗覆有碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬質層或復合硬質層。發展中的物理氣相沈積法不僅可用於硬質合金工具，也可用於高速鋼工具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀。硬質塗層作為化學擴散和熱傳導的屏障，減緩了刀具的磨損速度，塗層刀片的壽命比未塗層刀片提高了1 ~ 3倍以上。
由於零件工作在高溫、高壓、高速和腐蝕性流體介質中，使用的難加工材料越來越多，切削的自動化水平和對加工精度的要求也越來越高。為了適應這種形勢，工具的發展方向將是開發和應用新的工具材料；進壹步發展刀具的氣相沈積塗層技術，在高韌性、高強度的基體上沈積壹層硬度更高的塗層，更好地解決刀具材料硬度和強度之間的矛盾；進壹步發展旋切機的結構；提高工具制造精度，減少產品質量差異，優化工具使用。
塗層的切削性能明顯優於TiN塗層。加工Inconel178的刀具壽命雖然PVD塗層顯示出許多優點，但有些塗層如Al2O3和金剛石傾向於采用CVD塗層技術。Al2O3是壹種具有很強的耐熱性和抗氧化性的塗層，可以隔離刀具本體與切削產生的熱量。通過CVD塗層技術，可以整合各種塗層的優點，達到最佳的切割效果，滿足切割的需要。
比如說。TiN具有低摩擦的特性，可以減少塗層結構的損失，TiCN可以減少側翼的磨損，TiC塗層硬度高，Al2O3塗層具有優異的隔熱效果。與硬質合金刀具相比，塗層硬質合金刀具在強度、硬度和耐磨性方面有了很大的提高。車削硬度為HRC45~55的工件，低成本塗層硬質合金可以實現高速車削。近年來，壹些制造商通過改進塗層材料，大大提高了塗層工具的性能。如美國和日本的壹些廠家采用瑞士AlTiN塗層材料和新的專利塗層技術，生產出硬度高達HV4500~4900的塗層刀片，能以498.56m/min的速度切削硬度為HRC47~58的模具鋼。車削溫度高達1500 ~ 1600℃時，硬度不降低，不氧化。刀片壽命是壹般塗層刀片的4倍，成本只有30%，附著力好。陶瓷材料隨著其成分結構和壓制工藝的不斷完善，特別是納米技術的進步，使陶瓷刀具增韌成為可能。在不久的將來，陶瓷可能會引起繼高速鋼和硬質合金之後的第三次切削革命。
陶瓷刀具具有硬度高(HRA91~95)、強度高(抗彎強度為750~1000MPa)、耐磨性好、化學穩定性好、抗粘連性能好、摩擦系數低、價格低廉等優點。而且陶瓷刀具還具有很高的高溫硬度，在1200℃達到HRA80，在正常切削時，陶瓷刀具的耐用度極高，切削速度比硬質合金高2-5倍。特別適用於加工高硬度材料、精加工和高速加工，可切削硬度達到HRC65的各種淬硬鋼和淬硬鑄鐵。常用的有:氧化鋁基陶瓷、氮化矽基陶瓷、金屬陶瓷和晶須增韌陶瓷。
氧化鋁基陶瓷刀具的紅硬性比硬質合金高，切削刃在高速下不會產生塑性變形，但強度和韌性很低。為了提高其韌性和抗沖擊性，可以加入ZrO或TiC和TiN的混合物，另壹種方法是加入純金屬或碳化矽晶須。氮化矽基陶瓷不僅具有較高的紅硬性，還具有良好的韌性。與氧化鋁基陶瓷相比，其缺點是加工鋼材時容易產生高溫擴散，加重刀具磨損。氮化矽基陶瓷主要用於斷續車削和銑削灰鑄鐵。金屬陶瓷是壹種以碳化物為基體的材料，其中TiC是主要的硬質相(0.5~2？m)是壹種類似於硬質合金的工具，但它具有低親和力、良好的摩擦和良好的耐磨性。它可以承受比傳統硬質合金更高的切削溫度，但它缺乏抗沖擊性、強切削時的韌性以及低速和大進給時的強度。
近年來，通過大量的研究、改進和新的制造技術，其抗彎強度和韌性有了很大的提高。如日本三菱金屬公司開發的新型金屬陶瓷NX2525和瑞典山特維克公司開發的新型金屬陶瓷葉片CT系列和塗層金屬陶瓷葉片系列，其晶粒組織直徑小至1？m以下，抗彎強度和耐磨性遠高於普通金屬陶瓷，大大拓寬了其應用範圍。立方氮化硼(CBN) CBN的硬度和耐磨性僅次於金剛石，具有優異的高溫硬度。與陶瓷相比，其耐熱性和化學穩定性稍差，但沖擊強度和抗碎性較好。廣泛用於切削淬火鋼(HRC≥50)、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金，其切削速度比硬質合金刀具可提高壹個數量級。
高CBN含量的復合聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具硬度高、耐磨性好、抗壓強度高、沖擊韌性好，但缺點是熱穩定性差、化學惰性低，適用於切削耐熱合金、鑄鐵和鐵基燒結金屬。PCBN刀具中CBN顆粒含量低，用陶瓷作結合劑硬度低，但彌補了前壹種材料熱穩定性差、化學惰性低的缺點，適用於切削淬硬鋼。
陶瓷和PCBN刀具切削淬硬鋼時的殘余應力切削灰鑄鐵和淬硬鋼時，可以選擇陶瓷刀具或CBN刀具。所以要進行成本效益和加工質量分析，確定選擇哪壹種。圖3顯示了用Al2O3、Si3N4和CBN工具加工灰鑄鐵後的工具面磨損。PCBN刀具材料的切削性能優於Al2O3和Si3N4。然而，在幹切削淬硬鋼時，Al2O3陶瓷的成本低於PCBN材料。陶瓷刀具有良好的熱化學穩定性，但不如PCBN刀堅韌堅硬。當切削硬度低於HRC60，進給量較小時，陶瓷刀具是較好的選擇。PCBN刀具適用於切削硬度高於HRC60的工件，尤其適用於自動加工和高精度加工。
另外，在相同的後刀面磨損下，PCBN刀具切削後工件表面的殘余應力比陶瓷刀具相對穩定。使用PCBN刀具幹切削淬硬鋼時，應遵循以下原則:在機床剛度允許的情況下，盡可能選擇較大的切削深度，使切削區域產生的熱量能使切削刃前沿的金屬局部軟化，這樣能有效減少PCBN刀具的磨損。另外，在使用PCBN刀具進行小切削深度時，還應考慮到切削區域的熱量不能擴散得太晚，切削區域還能產生明顯的金屬軟化效果，可以減少切削刃的磨損。
超硬刀具的刀片結構和幾何參數對充分發揮刀具的切削性能至關重要。工具強度方面，各種刃形的刀尖強度從高到低依次為圓形、100菱形、方形、80菱形、三角形、55菱形、35菱形。葉片材料選定後，應選擇強度盡可能高的葉片形狀。硬車削刀片也要選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，粗加工用圓形和大刀尖圓弧半徑刀片，精加工用刀尖圓弧半徑在0.8左右？大約m .淬硬鋼的切屑呈紅色軟帶狀，易碎，易斷，不粘結。淬火鋼的切削表面質量較高，壹般不會產生切屑結塊，但切削力較大，特別是徑向切削力大於主切削力。因此，刀具應采用負前角(GO ≥-5)和大後角(AO = 10 ~ 6544)。主偏角取決於機床的剛度，壹般為45° ~ 60°，以減少工件和刀具的顫振。超硬刀具切削參數的選擇及對工藝系統的要求工件材料的硬度越高，其切削速度越低。超硬刀具硬車削精加工的適宜切削速度範圍為80 ~ 200m/min，常用範圍為10 ~ 150m/min。切割深度較大或強度斷續的高硬度材料時，切割速度應保持在80 ~ 100 m/min。壹般情況下，切削深度在0.1 ~ 0.3 mm之間，加工表面粗糙度較低的工件時，可以選擇較小的切削深度，但不宜過小，以合適為宜。進給速度通常可以在0.05-0.25mm/r之間選擇，具體數值取決於表面粗糙度值和生產率要求。當表面粗糙度ra = 0.3 ~ 0.4時？m，用超硬刀具硬車削比磨削經濟得多。
除了選擇合理的刀具外，對車床或車削中心使用超硬刀具進行硬車削沒有特殊要求。如果車床或車削中心的剛度足夠，在加工軟質工件時能獲得要求的精度和表面粗糙度，則可用於硬質切削。為了保證車削操作的平穩和連續，通常使用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。如果在切削力的作用下，工件的定位、支撐和旋轉能保持相當穩定，現有設備可以使用超硬刀具進行硬車削。超硬刀具在硬車削中的應用使用超硬刀具進行硬車削。經過十幾年的發展和推廣，該技術取得了巨大的經濟效益和社會效益。下面以軋輥加工等行業為例，說明超硬刀具在生產中的推廣應用。
軋輥加工業我國許多大型軋輥企業都使用超硬工具對各種軋輥進行過粗、粗、精加工，如冷硬鑄鐵、淬火鋼等，都取得了良好的效益。如武鋼軋輥廠在對硬度為HS60 ~ 80的冷硬鑄鐵軋輥進行粗加工和半精加工時，切削速度提高了3倍，每車1輥，節省動力和工時400多元，節省刀具費用近100元，取得了很大的經濟效益。比如我們學校用FD22金屬陶瓷刀具車削HRC 58 ~ 63的86CrMoV7淬硬鋼軋輥時(Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=0.8mm)，單邊連續切削軋輥的軌跡達到15000m(刀尖後面磨損區最大寬度VBmax=0.2mm)。工業泵加工行業目前國內壓載泵生產廠家70% ~ 80%都采用了超硬工具。
渣漿泵廣泛應用於礦山、電力等行業，是國內外急需的產品。其護套和護板為HRC 63 ~ 67的Cr15Mo3高硬度鑄鐵件。以前因為各種刀具很難車削這種材料，所以我們不得不采用退火、軟化、粗加工，然後淬火的工藝。超硬刀具使用後，成功實現了第壹道硬化工序，省去了退火和淬火兩道工序，節省了大量工時和電能。
在汽車加工業中，曲軸、凸輪軸、傳動軸的加工，刀具、量具的加工，設備的維護，經常會遇到淬硬工件的加工問題。比如國內某機車車輛廠，設備維修需要加工軸承內圈。軸承內圈(材料GCr15鋼)硬度HRC60，內圈直徑F 285 mm，采用磨削工藝，磨削余量不均勻，需要2小時磨削。而用超硬工具加工壹個內圈只需要45分鐘。
結論:經過多年的研究和探索，我國在超硬工具方面取得了很大進展，但超硬工具在生產中的應用並不廣泛。主要原因有:生產企業和操作者對超硬刀具硬車削的效果認識不夠，普遍認為硬材料只能磨削；認為工具成本太高。硬車削的初始刀具成本比普通硬質合金刀具高(比如PCBN比普通硬質合金刀具貴十幾倍)，但分攤到各部分的成本比磨削低，帶來的效益比普通硬質合金刀具好很多；超硬刀具加工機理研究不足；超硬刀具加工的規範不足以指導生產實踐。因此，除了深入研究超硬刀具的加工機理外，還需要加強超硬刀具加工知識的培訓、成功經驗的示範和嚴格的操作規範，使這種高效、清潔的加工方法更多地應用於生產實踐。