刀具的發展在人類進步的歷史上佔有重要的地位。中國早在公元前28～前20世紀，就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鑽、刀等銅質刀具。戰國後期（公元前三世紀），由於掌握了滲碳技術，製成了銅質刀具。當時的鑽頭和鋸，與現代的扁鑽和鋸已有些相似之處。
而刀具的快速發展是在18世紀後期，伴隨蒸汽機等機器的發展而來的。
1783年，法國的勒內首先製出銑刀。1923年，德國的施勒特爾發明硬質合金。到採用硬質合金時，效率又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的的工件表面質量和尺寸精度也大大提高。
由於高速鋼和硬質合金的價格比較昂貴，1938年，德國德古薩公司取得關於陶瓷刀具的專利。1972年，美國通用電氣公司生產了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使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學氣相沉積法，生產碳化鈦塗層硬質合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發展了物理氣相沉積法，在硬質合金或高速鋼刀具表面塗覆碳化鈦或氮化鈦硬質層。表面塗層方法把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，從而使這種複合材料具有更好的切削效能。
由於在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質中工作的零件，其應用的難加工材料越來越多，切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。在選擇刀具的角度時，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質（粗、精加工）等，必須根據具體情況合理選擇。
常見的刀具材料：高速鋼，硬質合金（含金屬陶瓷），陶瓷，CBN（立方氮化硼），PCD（聚晶金剛石），因其硬度一個比一個硬，所以一般而言，切削速度也一個比一個高。
刀具材料效能解析
高速鋼：
可分為普通高速鋼和高效能高速鋼。
普通高速鋼，如W18Cr4V廣泛用於製造各種複雜刀具。其切削速度一般不太高，切削普通鋼料時為40-60m/min。
高效能高速鋼，如W12Cr4V4Mo是在普通高速鋼中再增加一些含碳量、含釩量及新增鈷、鋁等元素冶煉而成的。它的耐用度為普通高速鋼的1。5-3倍。
硬質合金：
按GB2075—87（參照採用190標準）可分為P、M、K三類，P類硬質合金主要用於加工長切屑的黑色金屬，用藍色作標誌；M類主要用於加工黑色金屬和有色金屬，用黃色作標誌，又稱通用硬質合金，K類主要用於加工短切屑的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，用紅色作標誌。
P、M、K後面的阿拉伯數字表示其效能和加工時承受載荷的情況或加工條件，數字愈小，硬度愈高，韌性愈差。
陶瓷：
陶瓷材料的耐磨性好，可加工傳統刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料。此外陶瓷刀具可可免除退火加工所消耗的電力，並因此也可提高工件的硬度，延長機器裝置的使用壽命。
陶瓷刀片切削時與金屬摩擦力小，切削不易粘接在刀片上，不易產生積屑瘤，加上可以進行高速切削。所以在條件相同時，工件表面粗糙度比較低。刀具耐用度比傳統刀具高几倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數；耐高溫，紅硬性好。可在1200℃下連續切削。所以陶瓷刀片的切削速度可以比硬質合金高很多。可進行高速切削或實現“以車、銑代磨”，切削效率比傳統刀具高3-10倍，達到節約工時、電力、機床數30-70%或更高的效果
CBN：
這是目前已知的第二高硬度的物質，CBN複合片的硬度一般為HV3000～5000，具有很高的熱穩定性和高溫硬度，並且有很高的抗氧化能力，在1000℃時也不產生氧化現象，與鐵系材料在1200～1300℃時也不發生化學反應，具有良好的導熱性和較低的摩擦係數
聚晶金剛石PCD：
金剛石刀具有硬度高、抗壓強度高、導熱性及耐磨性好等特性，可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。由於PCD的結構是取向不一的細晶粒金剛石燒結體，雖然加入了結合劑，其硬度及耐磨性仍低於單晶金剛石。與有色金屬和非金屬材料間的親和力很小，在加工過程中切屑不易粘結在刀尖上形成積屑瘤
材料各自的應用範圍：
高速鋼：主要用在成型刀具和形狀複雜等一些需要高韌性的場合；
硬質合金：應用範圍最廣，基本上都能幹；
陶瓷：主要用在硬零件車削和鑄鐵類零件的粗加工和高速加工；
CBN：主要用在硬零件車削和鑄鐵類零件的高速加工（一般而言，比陶瓷的耐磨性，抗衝擊韌性和抗斷裂效能強效率要高一點）；
PCD：主要用在有色金屬和非金屬材料的高效率切削。
數控機床對刀具材料的要求
較高的硬度和耐磨性
刀具切削部分的硬度必須高於工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高，其耐磨性越好。刀具材料在常溫下的硬度應在HRC62以上。
足夠的強度和韌性
刀具在切削過度中承受很大的壓力，有時在衝擊和振動條件下工作，要使刀具不崩刃和折斷，刀具材料必須具有足夠的強度和韌性，一般用抗彎強度表示刀具材料的強度，用衝擊值表示刀具材料的韌性。
較高的耐熱性
耐熱性指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度及韌性的效能，是衡量刀具材料切削效能的主要指標，這種效能也稱刀具材料紅硬性。
較好的導熱性
刀具材料的導熱係數越大，刀具傳出的熱量越多，有利於降低刀具的切削溫度和提高刀具的耐用度。
良好的工藝性
為便於刀具的加工製造，要求刀具材料具有良好的工藝效能，如刀具材料的鍛造、軋製、焊接、切削加工和可磨削性、熱處理特性及高溫塑性變形效能，對於硬質合金和陶瓷刀具材料還要求有良好的燒結與壓力成形的效能。
刀具材料種類
高速鋼
高速鋼是由W、Cr、Mo等合金元素組成的合金工具鋼，具有較高的熱穩定性，較高的強度和韌性，並有一定的硬度和耐磨性，因而適合於加工有色金屬和各種金屬材料，又由於高速鋼有很好的加工工藝性，適合製造複雜的成形刀具，特別是粉沬冶金高速鋼，具有各向異性的機械效能，減少了淬火變形，適合於製造精密與複雜的成形刀具。
硬質合金
硬質合金具有很高的硬度和耐磨性，切削效能比高速鋼好，耐用度是高速鋼的幾倍至數十倍，但衝擊韌性較差。由於其切削效能優良，因此被廣泛用作刀具材料 。
切削刀具用硬質合金分類及標誌
塗層刀片
1）CVD氣相沉積法塗層塗層物質為TiC，使硬質合金刀具耐用度提高1-3倍。塗層厚；刃口鈍；利於提高速度壽命。
2）PVD物理氣相沉積法塗層塗層物質為TiN、TiAlN和Ti（C，N），使硬質合金刀具耐用度提高2-10倍。塗層薄；刃口鋒利；利於降低切削力。
★塗層最大厚度≤16um
CBN和PCD
立方氮化硼（CBN）立方氮化硼硬度和導熱效能僅次於金剛石，有很高的熱穩定性和良好的化學穩定性，因此適用於加工淬火鋼、硬鑄鐵、高溫合金和硬質合金。
聚晶金剛體（PCD）聚晶金剛體作為切削刀具使用時，燒結在硬質合金基體上，可對硬質合金、陶瓷、高矽鋁合金等耐磨、高硬度的非金屬和非鐵合金材料進行精加工。
★
ISO機夾刀片材料分類法
★
鋼 件：P05 P25 P40
不鏽鋼：M05 M25 M40
鑄 鐵：K05 K25 K30
★數字越小表示刀片越硬，刀具的耐磨性越好，抗衝擊性能較差。
★數字越大表示刀片越軟，刀具的抗衝擊性能越好，耐磨性較差。
可轉為刀片型號與ISO表示規則
1 、表示為刀片形狀的程式碼
2、表示為主切削刃后角的程式碼
3、表示為刀片尺寸公差的程式碼
4、表示為刀片斷屑及夾固形式的程式碼
5、表示為切削刃長度表示方法
6、表示為刀片厚度的程式碼
7、表示為修光刃、R角的程式碼
其他數字的意義
8表示為表示特殊需要的程式碼；
9表示為進給方向的程式碼，如程式碼R表示右進刀，程式碼L表示左進刀，程式碼N表示中間進刀；
10表示為斷屑槽型的程式碼；
11表示刀具公司材料程式碼；
切削速度
切削速度Vc計算公式：
式中：
d—工件或刀尖的迴轉直徑，單位mm
n—工件或刀具的轉速，單位r/min
普通車床加工螺紋的速度
車削螺紋主軸轉速n，切削螺紋時，車床的主軸轉速受加工工件的螺距（或導程）大小、驅動電動機升降特性及螺紋插補運算速度等多種因素影響，因此對於不同的數控系統，選擇車削螺紋主軸轉速n存在一定的差異。下列為一般數控車床車螺紋時主軸轉速計算公式：
式中：p—工件螺紋的螺距或導程， 單位mm。
k—保險係數，一般為80。
加工螺紋的每次進給深度計算
螺紋加工走刀次數
1）粗加工
粗加工走刀量經驗計算公式：f 粗 = 0。5 R
式中：R ———— 刀尖圓弧半徑mm
f ———— 粗加工走刀量mm
2）精加工
式中：Rt ———— 輪廓深度 m
f ———— 進給量mm/r
rε ———— 刀尖圓弧半徑mm
按進給量、斷屑槽區分粗精車
f≥0。36 粗加工
0。36＞f≥0。17 半精加工
f＜0。17 精加工
影響刀片粗、精加工不是刀片的材料而是斷屑槽。刃口倒角小於40um為鋒利。