數(shù)控切削加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)、特別是先進(jìn)切削加工制造技術(shù)中的一個(gè)主要發(fā)展領(lǐng)域。數(shù)控切削加工機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)轮锥、數(shù)控刀具和夾具、工件以及測(cè)量系統(tǒng)這五大要素構(gòu)成了數(shù)控切削加工系統(tǒng)要尔∩岫牛可以這樣來比喻:數(shù)控刀具和數(shù)字化精密測(cè)量儀器是數(shù)控切削技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)車輪。數(shù)控加工技術(shù)尤其是數(shù)控切削加工技術(shù)和數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,不能脫離數(shù)控刀具和精密測(cè)量技術(shù)和儀器的發(fā)展,它們相互依存盈电、相互促進(jìn)蝴簇、息息相關(guān)伤刑。先進(jìn)的切削加工技術(shù)和數(shù)控刀具以及先進(jìn)的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)和儀器探快、裝備及服務(wù)推動(dòng)著數(shù)字化制造技術(shù)尤其是數(shù)字化切削加工技術(shù)的發(fā)展,裝備與服務(wù)還推動(dòng)著數(shù)控機(jī)床、數(shù)控制造裝備的發(fā)展入撇。

數(shù)控刀具的發(fā)展

高速榨狐、高效、復(fù)合晤裆、高精度咱漱、高可靠性及環(huán)保是先進(jìn)切削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),也是對(duì)數(shù)控刀具提出的要求。數(shù)控刀具制造技術(shù)的發(fā)展主要集中在如下幾個(gè)方面:刀具材料制造技術(shù)停间、刀具涂層制造技術(shù)温履、刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造技術(shù)、連接數(shù)控刀具和數(shù)控機(jī)床的工具系統(tǒng)制造技術(shù)以及切削數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)軟件技術(shù)叙棚。

·數(shù)控刀具材料“對(duì)癥下藥”,重視超硬超細(xì)材料的開發(fā)

切削刀具材料是決定刀具切削性能尤其是刀具切削效率和可靠性的基礎(chǔ)亥护。“對(duì)癥下藥”,針對(duì)工件的特點(diǎn)(材料性能粗排、加工余量绎彪、批量、要求等)開發(fā)匹配的特定刀具材質(zhì)是當(dāng)今的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)兽赁。鈷高速鋼状答、粉末冶金高速鋼、硬質(zhì)合金(包括超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金)以及陶瓷刀崖、金屬陶瓷等材料在數(shù)控刀具上得到了迅速推廣和廣泛應(yīng)用惊科。尤其是數(shù)控刀具拍摇、可轉(zhuǎn)位不重磨刀片用硬質(zhì)合金牌號(hào)近年來發(fā)展迅速,占主要份額。亞微米級(jí)超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料顯著提高了刀具的切削機(jī)械性能(強(qiáng)度馆截、硬度)授翻。對(duì)于復(fù)雜成型數(shù)控齒輪刀具,鈷高速鋼和粉末高速鋼則大有取代傳統(tǒng)高速鋼的趨勢(shì)。隨著有色金屬材料孙咪、有機(jī)復(fù)合材料甚至木材等切削加工需求的增加,尤其是汽車(氣缸體堪唐、氣缸蓋、活塞等)翎蹈、航空航天淮菠、軍工、家具制造業(yè)的發(fā)展,硅鋁合金荤堪、鋁鎂合金合陵、復(fù)合蜂窩材料零件以及淬硬工件的加工,推動(dòng)了聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)等超硬刀具材料制造技術(shù)的進(jìn)步办适。環(huán)保要求的提倡,干切削技術(shù)和微量冷液卻玉唉、低溫氣冷卻技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,對(duì)切削刀具材料(及涂層)的抗高溫性能提出了新要求——優(yōu)良的高溫紅硬性、高溫抗粘合性点溶、高溫摩擦性能等對(duì)實(shí)施干切削數(shù)控刀具的使用性能至關(guān)重要婚拭。

·數(shù)控刀具涂層發(fā)展迅速,新涂層層出不窮

刀具涂層是決定刀具切削性能尤其是刀具切削效率和可靠性的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),符合節(jié)約型發(fā)展的要求:切削效率顯著提高,刀具性能明顯改善、使用壽命成倍增加,既節(jié)省了資源,又降低了成本比端。近年來,刀具涂層技術(shù)發(fā)展空前迅猛,新的涂層裝備和涂層材料層出不窮墅波。在傳統(tǒng)的TiN、TiC侵念、TiCN帚棚、Al₂O₃涂層的基礎(chǔ)上,發(fā)展了高溫紅硬性更好的TiAlN、TiBN捎虚、TiAlBN兆性、CrN、CrC泳柴、SN₂等新涂層,以及可改善自潤(rùn)滑性能的軟涂層MoS₂赋荆。金剛石涂層、類金剛石涂層DCL以及CBN涂層等也得到了快速的發(fā)展恋谭。納米涂層結(jié)構(gòu)在同樣的涂層情況下可顯著提高涂層性能,備受重視糠睡。

目前。切削刀具的涂層工藝主要采用化學(xué)涂層(CVD)和物理涂層(PVD)二大類疚颊。由于物理涂層工作溫度低,對(duì)刀具基體強(qiáng)度影響小,保持刀具幾何精度和刃口切削性能好,因此使用較多狈孔。成都工具研究所的熱陰極離子鍍技術(shù)和設(shè)備、西安理工大學(xué)和英國(guó)合作生產(chǎn)的閉合場(chǎng)非平衡磁控濺射離子鍍及設(shè)備,以及德國(guó)CemeCon公司的高電離濺射涂層技術(shù)和設(shè)備,部分反映了當(dāng)今涂層技術(shù)及裝備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),在高速鋼復(fù)雜成型刀具以及硬質(zhì)合金數(shù)控刀具的涂層應(yīng)用上獲得了很好效果材义。近年來,上海工具廠和貴陽(yáng)工具廠分別引進(jìn)了新型涂層設(shè)備,哈一工和PVT均抽、漢江工具和BALZERS也分別成立了聯(lián)合涂層中心,以及多家國(guó)外公司在國(guó)內(nèi)開設(shè)的刀具涂層服務(wù)中心推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)復(fù)雜成型刀具嫁赏、數(shù)控刀具及刀片涂層質(zhì)量的迅速提高,向國(guó)際先進(jìn)水平進(jìn)一步靠攏。

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