涂层技术可有效提高切削刀具使用寿命，使刀具获得优良的综合力学性能。随着涂层技术的发展和推广，在刀具基体表面涂上一层或多层薄膜，可使刀具表面硬度提高，并获得优良的综合切削性能，所以涂层刀具在工厂中得到广泛的应用。采用涂层技术可有效提高切削刀具使用寿命，使刀具获得优良的综合力学性能；可以大幅度提高机械加工效率和产品的制造精度，对节约刀具和加工成本，具有现实的推广意义。齿轮常用加工刀具，如滚刀、插齿刀等，加工周期长，制造成本高，具备使用涂层技术的良好条件。传统涂层方法目前，常用的刀具涂层方法有化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法( PVD)、等离子体化学气相沉积(PCVD)、盐浴浸镀法、等离子喷涂及化学涂敷法等，其中以CVD 和PVD 应用＊为广泛。1.化学气相沉积法CVD(即化学气相沉积法) 是利用金属卤化物的蒸气、氢气和其它化学成分，在950℃ － 1050℃高温下，进行分解、热合等气固反应，或利用化学传输作用，在加热基体表面形成固态沉积层的一种方法。在常压或负压的沉积系统中，将纯净的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等气体按沉积物的成分，将其中的有关气体按一定配比均匀混合，依次涂到具备一定温度( 一般为1000 －1050℃)的硬质合金刀片表面，刀具监控即在刀片表面沉积TiC、TiN、TiCN、Al2O3或它们的复合涂层。2.物理气相沉积法PVD(即物理气相沉积法) 是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。物理气相沉积法与化学气相沉积法类似，只不过物理气相沉积是在500℃ 左右完成的。PVD 涂层技术过去主要用于高速钢刀具，而近年来随着PVD 涂层技术飞跃发展，也成功用于硬质合金刀具，占领了硬质合金涂层刀具的一半阵地，化学气相沉积法大多是多层涂层，而物理气相沉积法则可以是单涂层与多层涂层。新的涂层方法(1)等离子体化学气相沉积法国外采用CVD 与PVD 相结合的技术，＊新开发出一种低温涂层新工艺，称为等离子体化学气相沉积法(PCVD)，它利用等离子体来促进化学反应，可把温度降低至600 ℃以下。由于涂层温度低，在硬质合金基体与涂层材料之间不会发生扩散或交换反应，因而基本上可保持刀片原有的韧性，所涂刀片在铣削普通钢、合金钢时显示出比普通CVD 涂层法获得刀片有更优异的切削性能。目前PCVD 法的涂覆温度已可降至180℃ － 200℃，这样低温的工艺不影响焊接部位的性能，因此这种方法还可用在涂覆焊接硬质合金刀具。(2)离子束辅助沉积技术离子束辅助沉积技术( IBAD) 是一种新兴的PVD 涂层技术。离子辅助气相沉积技术是指在冷相沉积涂层的同时，用具有一定能量的离子束轰击不断沉积的物质，使沉积原子与基体原子不断混合，界面处原子相互渗透溶为一体，从而大大改善涂层与基体的结合强度。它具有气相沉积和离子注入的优点，使沉积温度可以降低到200℃ － 500℃，因而可以在较低温度下制备C、N、B 化合物、立方氮化硼和金刚石超硬涂层，可用于因结合力欠佳而难以涂层的硬质合金。

（1）机床主轴非常容易坏，几乎每年都要换一次主轴，维修成本很高。（2）刀具寿命不一致。设定的刀具寿命是加工2000件换一次，但有时加工1000件刀具就坏了，有时加工2000件后刀具状态还很好。（3）无法做到按需换刀。为了保证产线的稳定性，通常设定的刀具寿命都很保守，一般是刀具理论寿命的70%。很多时候设定的刀具寿命到了，刀具其实还是可以继续使用的，这样造成了极大的浪费。对于主轴容易坏的问题，通过现场调研和与用户的共同分析，可以分析出以下几种原因，并给出对应的解决方案：（1）主轴峰值扭矩过大。为了压缩生产节拍，编程人员把切削速度设置得过大，导致频繁出现重切削的状态。但为了这几个扭矩峰值而把整条刀具轨迹的切削速度都降低，从加工效率上讲是非常不划算的。但对于自适应控制而言，这并不是一个难题。自适应控制系统可以学习到该工序的＊大主轴负载，大家可以把这个负载改小，相当于对峰值扭矩进行削峰。在自适应控制时，主轴负载小的地方依然会提速，但主轴负载超过修改的＊大负载时会自动降速，从而保护主轴和刀具。并且由于出现峰值负载的时间并不长，所以这部分降速对节拍的负面影响很小，＊终能够实现既提能增效，又保护主轴和刀具的效果。

在刀具修磨中常见的刀具材料有：高速钢、粉末冶金高速钢、硬质合金及PCD、CBN、金属陶瓷等超硬材料。高速钢刀具锋利、韧性好，硬质合金刀具硬度高但韧性差。硬质合金刀具的密度明显大于高速钢刀具。这二种材料是钻头、绞刀、铣刀和丝锥的主要材料。粉末冶金高速钢的性能介于上述二者材料之间，主要用于制造粗铣刀和丝锥。高速钢刀具因材料韧性好，故对碰撞不太敏感。但硬质合金刀具硬度高而脆，对碰撞很敏感，刃口易蹦。所以，在修磨过程中，必须对硬质合金刀具的操作和放置十分小心，防止刀具间的碰撞或刀具摔落。刀具破损由于高速钢刀具的精度大多相对较低，其修磨要求也不高，再加上其价格也不高，所以，许多制造厂自己设刀具车间对其进行修磨。但硬质合金刀具则往往需要送到专业修磨中心进行修磨。根据国内某些刀具修磨中心的统计，送修刀具中80%以上是硬质合金刀具。

固体在产生变形或断裂时，以弹形波形释放出变形能的现象称为声放射。在金属切削过程中产生声发射信号的来源有：工件的断裂，工件与刀具的摩擦，刀具的破损及工件的塑性变形等。因此，在切削过程中产生频率范围很宽的声发射信号，从几十千赫至几兆赫不等。刀具破损是切削加工中基本的问题之一。声发射技术应用再刀具状态监测，可以帮助大家在数控加工中延长刀具寿命，杜绝刀具磨损导致的工件损伤。刀具磨损类型主要有以下几点：1）前刀面磨损；2）边界磨损；3）边界磨损；4）后刀面磨损；5）边界磨损；6）主切削刃；7）月牙洼磨损；监测系统示意图刀具状态监测系统优点：·在线----声波（声发射）采集器安装在被监测诊断的对象上，实现全时段全天候状态监测故障诊断。智能----自动给出监测诊断结果，不需要人工分析处理数据，不需要人工操作，数据采集分析报告展示整个监测诊断全过程自动进行。远程----借助物联网系统，用户可以在任何位置得到任意不限距离位置的监测诊断点的监测诊断结果，在线即时结果和历史过程结果。

刀具破损与一般机械零件的磨损不同，一方面由于刀具前刀面所接触的切屑和后刀面所接触的工件都是新生表面，这个表面不存在氧化层或其他污染。另一方面又由于刀具的摩擦区(前刀具、后刀面)是在高压(大于工件材料的屈服应力)、高温(700~1200℃)作用下进行的，所以刀具的磨损原因极其复杂，按性质大体可分为机械作用和热-化学作用两类原因。1、机械作用的磨损两相接触物体表面间，具有相对运动时，硬物体使软物体摩擦面上材料减少的现象，称为机械磨损。刀具材料虽比工件材料硬，但从微观上看，在工件材料中包含有氧化物(SiO2、AL203)、碳化物(Fe3C、SiC)等硬质点。这些硬质点的硬度很高，它们像切削刃一样，在刀面上划出划痕，使刀具磨损。此外，积屑溜脱落的碎片，黏结在切屑或工件上，也会使刀具磨损。机械磨损是低速时形成刀具磨损的主要原因。这时，切削温度较低，其他磨损都不显著。由机械磨损产生的磨损量与刀具和工件间相对滑动距离或切削路程成正比。2、热-化学作用的磨损由于高温，使接触面间产生某些化学作用，形成化学反应而引起的刀具磨损。这种磨损有以下几种:（1）黏结磨损（2）扩散磨损（3）氧化磨损或化学磨损（4）相变磨损由上可知，温度对刀具磨损起着决定性的作用，温度越高，刀具磨损越快。