在高速切削技術的發展過程中，高速切削機床、高速刀具系統和高速切削工藝是其中三項主要技術，而刀具技術起到了非常關鍵的作用。隨著切削速度的大幅提高，對切削刀具材料、刀具幾何參數、刀體結構以及切削工藝參數等都提出了不同于傳統切削速度下的更高要求。由于高速切削時產生的切削熱和對刀具的磨損比普通速度時高得多，所以高速切削技術發展的一個重要障礙就是刀具材料的耐高溫和耐磨損問題。對刀具材料的要求主要包括以下幾方面：①高硬度、高強度和耐磨損；②韌性好，抗沖擊能力強；③高的熱硬性和化學穩定性；④抗熱沖擊能力強等。
 
 盡管目前的刀具材料已由早期的高速鋼、硬質合金發展到陶瓷、立方氮化硼（CBN）和金剛石，并且開發和應用了刀具涂層技術和燒結層壓技術，但同時滿足上述要求還是很困難的，而且CBN、金剛石等刀具的價格也很高。可見一味地追求刀具材料的發展與進步，不是最優的選擇。自滾切刀具從刀具結構入手，巧妙地使刀具增加了一個運動單元，改善了刀具的工作狀態，極大地提高了刀具材料的耐高溫、抗磨損能力。
 
 1．自滾切刀具的基本原理
 
 自滾切刀具采用圓形刀片，在切削過程中靠工件和刀具間的相對運動驅使刀片繞自身軸線不停地旋轉。以車削加工為例，刀片的安裝方式一種是以圓刀片的端面作前刀面，周面作后刀面，稱為Ⅰ型自滾切刀具（前者刃傾角為正，后者刃傾角為負）；另一種是以圓刀片的周面作前刀面，端面作后刀面，稱為Ⅱ型自滾切刀具。
 
 由于自滾切刀具的刀片增加了一個切削運動單元，它不僅具有斜角切削的特點，而且后刀面的棱帶對工件表面還有滾壓作用，所以自滾切刀具的切削特點就是“滾”與“切”相結合。它的很多切削概念都不同于普通刀具，必須加以修正。
 
 2．自滾切刀具的兩個重要概念
 
 （1）刃傾角
 
 自滾切刀具的刃傾角是決定切削性能的重要參數，也是使切削運動增加一個運動單元的先決條件。刃傾角對工作前、后角、流屑角，甚至對切削速度都有直接的影響。
 
 Ⅰ型刀具的軸線在XZ平面內的傾斜使刀片產生了角度λ，我們稱其為安裝刃傾角。若將圓弧刀刃上主偏角為零的點命名為刀尖，則安裝刃傾角λ即為刀尖點的刃傾角。對Ⅱ型刀具而言，雖然安裝刃傾角和刀尖都很不直觀，但經簡要的推導也可得到。
 
 事實上上述對刃傾角的理解僅僅是停留在幾何意義上，并不全面。由于刃傾角既是刀刃切線與基面間的幾何參數，更是影響工件沿刀刃切向、法向相對速度的“運動參數”。對滾切刀具而言，當切削過程不穩定或刀片回轉的阻力發生變化時，甚至當刀片的旋轉是靠外加動力驅使時（此為驅動式滾切刀具），刀片的旋轉均不同于理想狀態下單純受工件驅使的情況，切削刃上各點的真實刃傾角都會有變化。因此，一些學者還提出了工作刃傾角、等效刃傾角等概念，本文在此就不展開論述。
 
 （2）切削速度
 
 自滾切刀具切削速度的概念與普通刀具不同。以Ⅰ型刀具車削加工為例，V（工件表面線速度）稱為名義切削速度，它是與普通刀具對比以及計算機床轉速的重要參數；Vr稱為相對切削速度，是將滾切刀具等效為普通刀具的切削速度分量，是自滾切刀具后刀面上的摩擦速度。當不考慮刀片回轉的摩擦阻力時，可得Vr＝Vcosλ。上述Vr實際只是刀尖處的相對切削速度。
 
 有些學者還提出了有效切削速度的概念，認為刀具轉速Vt和相對轉速Vr都是由名義切削速度V產生的，因此應將V分為兩部分，一部分用于產生Vt，即Vt在V上的投影；一部分用于產生Vr，即Vr在V上的投影，稱為有效切削速度Ve。
 
 進給速度對刀片的轉速Vt也是有影響的，這在許多文獻中均有論述。 #p#分頁標題#e#
 
 以上對自滾切刀具的兩個重要概念作了粗淺介紹，可見還有分歧和不同見解。本文旨在拋磚引玉，以期深入的理論研究，加深對自滾切刀具的認識并指導實踐。
 
 3．對自滾切刀具的整體評價
 
 理論與試驗研究都表明，自滾切刀具具有下列優點：
 
 （1）刀具耐用度高，適于高速切削。文獻表明，采用高速鋼刀片的Ⅰ型自滾切車刀，可以150m/min的名義速度正常切削50鋼，而這對于普通刀具是根本不可能的；采用Ⅰ型自滾切端銑刀銑削LY12的試驗中，名義速度均在1000m/min左右。文獻表明，采用CBN刀片的Ⅰ型自滾切車刀，以190m/min的名義切削速度加工淬火狀態的55鋼，60分鐘后刀具后刀面的磨損也只有0.01mm。
 
 （2）加工質量好。用自滾切刀具加工HT200、淬火鋼、硅鋁合金的表面粗糙度均低于普通刀具加工的表面粗糙度。例如用Ⅰ型自滾切端銑刀加工硅鋁合金，刀具材料W18Cr4V，名義速度V=1178.1m/min，切深αp=0.1～0.2mm，每齒進給量αf=0.05mm/z，表面粗糙度達到Ra0.1～0.2μm。
 
 （3）生產率高、經濟效益好。試驗研究均表明，自滾切刀具可用普通的刀具材料（高速鋼、硬質合金等）按照更高的切削速度、更大的進給量達到同樣的加工質量。
 
 自滾切刀具也存在著一些明顯的缺點和不足，主要有：
 
 （1）結構復雜，對制造精度要求較高，尤其是刀具轉動部分。若制造誤差大或調整不當，則易引起振動，破壞表面質量。
 （2）刀刃—工件接觸弧較長，徑向力大，因此對工藝系統剛性有較高要求，或只能采用較小的切削深度。
 （3）不適于加工表面有臺階的零件。
 
 4．結論
 
 （1）自滾切刀具通過給刀片增加一個運動單元，改變了刀具切削時的受力、受熱狀態，從而用普通刀具材料即可進行高速切削；
 （2）自滾切刀具的很多切削概念已不同于普通刀具，須進行修正以完善理論，并指導自滾切刀具的合理使用；
 （3）自滾切刀具雖有很多優點，但也存在著不足，使用時應揚長避短。