一、刀具需求繼續(xù)增長
隨著經(jīng)濟景氣的擴大落包,日本制造業(yè)的設備開動率維持在高水平摊唇。在此背景下,2005年日本的機床用刀具的生產(chǎn)額比前一年增加了15.7%涯鲁,連續(xù)兩年實現(xiàn)以兩位數(shù)增長巷查。從2003年開始的景氣擴大傾向在2006年仍將持續(xù),制造業(yè)的生產(chǎn)依然看好用兵,因此預計機床用刀具的需求仍將維持在高水平神肖。處在堅挺的需求環(huán)境中的各刀具廠家,為了更進一步提高對顧客的服務質量和擴大需求晴顷,正傾力開發(fā)高速高效排憨、多功能、適合環(huán)保等的刀具產(chǎn)品狮善。
2006年刀具需求繼續(xù)擴大
機床用刀具2005年的生產(chǎn)額比前一年增加15.7%翻粘,達4533.55億日元。這反映出不僅在日本國內换募,還隨著海外生產(chǎn)擴大需求激增的汽車關聯(lián)產(chǎn)業(yè)以及模具潘羡、數(shù)碼家電等整個產(chǎn)業(yè)景氣的恢復,市場生氣勃勃。生產(chǎn)額占整個刀具55.9%的超硬刀具同比增加19.1%,為2532.17億日元鸿竖;特殊鋼刀具同比增加15.5%,為1024.78億日元模捂;金剛石刀具增加了6.8%,為748.92億日元。除了金剛石刀具外,均達到兩位數(shù)增長皇筛。
2006年琉历,機床用刀具的需求因國內制造業(yè)生產(chǎn)活躍和外需仍然維持高水平坠七,所以依然看好。處在堅挺的需求環(huán)境中的各刀具廠家旗笔,為了更進一步提高對顧客的服務質量和擴大需求彪置,正傾力開發(fā)新產(chǎn)品和開拓新銷路。
在占機床用刀具整個生產(chǎn)額55.9%(2005年)的超硬刀具中蝇恶,超硬刀片比前一年增加了17.6%拳魁,超硬鉆頭增加了35.2%,超硬立銑刀增加了37.9%撮弧,增長均達到兩位數(shù)潘懊,維持了良好的勢頭。超硬刀具業(yè)界自“泡沫經(jīng)濟”崩潰后贿衍,一直將需求規(guī)模超過2000億日元看作景氣好授舟,而低于 2000億日元則視為不景氣婆跋。1992~2005年之間,超過2000億日元的有5次络灾,而低于2000億日元的有9次簇精,但現(xiàn)在這個景氣的分歧點被頂了上來。超硬刀具2005年的出口也很順利蜕芭,比前一年增加了17.8%载秀,為683億日元,特別是對以中國為主的東南亞的出口出現(xiàn)了高增長乳的,出口比率為 23.3%泥贷,創(chuàng)歷史新高。
多樣的刀具特性硼环,快速的應對方案
作為刀具主要客戶的機床業(yè)帐扯,高速高精度化、多軸多功能化和適應環(huán)保的技術開發(fā)正取得進展趾赡,隨之也要求刀具的開發(fā)要適應這種技術進步赴辨。于是,展開了適應高速銑削的好勤、多功能化的捣域、直徑微小化的、適應干式加工的等涉及眾多方面的刀具開發(fā)工作宴合。
隨著機床的高剛性焕梅、高速高精度化,CBN(立方氮化硼)和金剛石刀具成為高速卦洽、高性能贞言、高精度加工不可缺少的工具。
在淬火鋼阀蒂、燒結合金和鑄鐵等難切削材料加工領域该窗,追求高速、高效蚤霞、高精度和長壽命的CBN刀具新產(chǎn)品和新材質的開發(fā)競爭正如火如荼酗失。燒結合金材料用金屬陶瓷刀具也可以加工,隨著在材料中使用比例的增加昧绣,已進化成更堅硬规肴、更強韌和更難加工的材料。而且夜畴,由于零件形狀的復雜化和對尺寸精度的要求越來越高塞姻,CBN刀具的適用范圍在不斷增加。舉例來說的惕,也有這樣的產(chǎn)品:針對多種材料特性和諸多形狀的燒結合金尺澜,將幾種刀尖形狀處理的刀具進行標準庫存括柿,從高精度加工到對高強度材料的強斷加工,對所有的燒結合金材料都可以實施高速和高效加工延坡。
另一方面饲丢,金剛石刀具令人矚目的不是材料面、釬焊刀和鉸刀等新產(chǎn)品舵博,而是刀片可換式刀具和銑刀等新產(chǎn)品蜻弧。最近,為適應高速加工機床的普及蟆盖,在市場上出現(xiàn)了小型輕量化的刀具和立銑刀吓挣。
現(xiàn)在市場上開始銷售一種主要用于模具粗加工、切屑排出量是傳統(tǒng)銑刀10倍以上的刀片可換式刀具多梦。模具自由曲面的加工向來是使用球頭立銑刀奄础,但這種球頭刀刃上不但容易算出刀具對自由曲面的軌跡,而且有許多缺點劳吠,如球頭尖端橫刃的切削性差引润,進給量和殘留將影響加工面質量,而要改善加工面痒玩,刀具的切削長度將變得很大等淳附。作為解決這些問題的方法,RC立銑刀的使用日益增多蠢古。
高耐磨性奴曙、高耐熱性和高強韌性
為了適應高速銑削加工,要求刀具有高耐磨性草讶、高耐熱性和高強韌性洽糟。于是,在超微粒子基體上施加復合多層膜涂層來提高切削功能的超硬立銑刀等產(chǎn)品不斷增多堕战。
超微粒子超硬合金是將材料的粒度微晾だ#化至lμm以下,使其增加抗彎能力和提高韌性践啄。其中也有使用幾納米(納米是十億分之一米)的超微細粒子的浇雹。在加工中沉御,當工件直徑小或立銑刀直徑小時小愚,回轉數(shù)有限難以實現(xiàn)高速切削,因為傳統(tǒng)的超硬刀具會發(fā)生崩裂芋甸。而超微粒子超硬合金刀具由于韌性高绪毅,可以將刀刃設定為大前角,從而切削出良好的加工面谬咽。
復合涂層是將多種涂層材料組合起來叙傅,一層又一層地涂覆在基體上众新,以提高刀具切削性能。例如熊赐,為了減小與切屑的摩擦弄袜,最外層可以涂覆氮化鈦涂層;為了提高耐粘附性和前刀面的耐磨性汛滩,第二層可以使用氧化鋁涂層女溺,為了提高前、后刀面的耐磨性函绊,第三層可以使用碳化鈦涂層敛竭。
在刀具表面涂覆多層膜,可使硬度提高到2500~3000Hv阁最,且耐熱性顯著改善戒祠,在850~900℃的高溫下刀具材料也不會發(fā)生氧化,仍可保持硬度速种。由于涂層是多層涂覆的姜盈,因此韌性提高,表層發(fā)生裂紋也難以擴展配阵,可以防止刀具崩刃贩据。
已經(jīng)被實際使用的涂層材料除了適合高速切削鋼的碳化鈦和氮化鈦以外,還有金剛石和CBN闸餐。當然饱亮,由于金剛石涂層在切削過程中因溫度上升會分解為石墨,因此不適合用于含碳的鋼的切削舍沙,通常用于鋁等輕合金材料的高速切削近上。最近,為滿足高硬度鋼的高速切削和軟鋼的高效率加工需求拂铡,涂覆有納米微細晶粒的硅系納米涂層刀具等也出現(xiàn)了壹无。
為減輕環(huán)境負荷而使用新技術
對金屬材料進行涂層處理,可以防止金屬的劣化和磨損实射,也出現(xiàn)了將此作為新技術發(fā)展的機遇启中。
成形技術的進步使得能夠自由地制造各種形狀的刀具,這也有助于提高刀具性能磺伍。在改善刀具形狀設計方面疯食,有正在開發(fā)中的強力型4刃立銑刀,這種刀具由于材質的提高或缘,增加了每刃排屑量梅明,提高了加工效率,可比傳統(tǒng)的2刃立銑刀效率提高4倍。為縮短對模具等工件的高精度精加工時間乳环,正在開發(fā)的新型刀具形狀設計還有:將切削刃開到刀尖中心以實現(xiàn)良好面加工的立銑刀匠泵、將球頭立銑刀的刀刃形狀改為橢圓形以加大加工件接觸面的橢圓立銑刀等。此外倘回,還有通過提高刀片了酌、刀頭夾緊裝置的精度和強度以減小振擺和誤差的高品位加工刀具等。
除了改善刀具最基本的耐磨性和耐熱性以外音瓷,出于環(huán)蹦脸睿考慮、適合干式切削的刀具開發(fā)也十分活躍外莲。由于干式切削不使用冷卻液猪半,因此要求刀具對工件有潤滑特性。作為生態(tài)環(huán)境保護的對應技術偷线,建議使用通過壓縮空氣將微量切削油霧化來實現(xiàn)冷卻潤滑的MQL切削等新技術磨确,以減輕環(huán)境負荷。例如声邦,進行 AlCrSiN涂層后可以不使用任何切削油進行高至80m/min高速干式切削的AT涂層高速鋼立銑刀正投入市場乏奥。
正如利用一臺復合加工機床可以完成多個加工工序一樣,刀具行業(yè)也在開發(fā)用一把刀具可以進行溝槽亥曹、側面邓了、孔等多種加工的多功能型刀具,以此實現(xiàn)縮短換刀時間和無需刀具預調帶來的高精度和高效率媳瞪。
隨著經(jīng)濟景氣的擴大落包,日本制造業(yè)的設備開動率維持在高水平摊唇。在此背景下,2005年日本的機床用刀具的生產(chǎn)額比前一年增加了15.7%涯鲁,連續(xù)兩年實現(xiàn)以兩位數(shù)增長巷查。從2003年開始的景氣擴大傾向在2006年仍將持續(xù),制造業(yè)的生產(chǎn)依然看好用兵,因此預計機床用刀具的需求仍將維持在高水平神肖。處在堅挺的需求環(huán)境中的各刀具廠家,為了更進一步提高對顧客的服務質量和擴大需求晴顷,正傾力開發(fā)高速高效排憨、多功能、適合環(huán)保等的刀具產(chǎn)品狮善。
2006年刀具需求繼續(xù)擴大
機床用刀具2005年的生產(chǎn)額比前一年增加15.7%翻粘,達4533.55億日元。這反映出不僅在日本國內换募,還隨著海外生產(chǎn)擴大需求激增的汽車關聯(lián)產(chǎn)業(yè)以及模具潘羡、數(shù)碼家電等整個產(chǎn)業(yè)景氣的恢復,市場生氣勃勃。生產(chǎn)額占整個刀具55.9%的超硬刀具同比增加19.1%,為2532.17億日元鸿竖;特殊鋼刀具同比增加15.5%,為1024.78億日元模捂;金剛石刀具增加了6.8%,為748.92億日元。除了金剛石刀具外,均達到兩位數(shù)增長皇筛。
2006年琉历,機床用刀具的需求因國內制造業(yè)生產(chǎn)活躍和外需仍然維持高水平坠七,所以依然看好。處在堅挺的需求環(huán)境中的各刀具廠家旗笔,為了更進一步提高對顧客的服務質量和擴大需求彪置,正傾力開發(fā)新產(chǎn)品和開拓新銷路。
在占機床用刀具整個生產(chǎn)額55.9%(2005年)的超硬刀具中蝇恶,超硬刀片比前一年增加了17.6%拳魁,超硬鉆頭增加了35.2%,超硬立銑刀增加了37.9%撮弧,增長均達到兩位數(shù)潘懊,維持了良好的勢頭。超硬刀具業(yè)界自“泡沫經(jīng)濟”崩潰后贿衍,一直將需求規(guī)模超過2000億日元看作景氣好授舟,而低于 2000億日元則視為不景氣婆跋。1992~2005年之間,超過2000億日元的有5次络灾,而低于2000億日元的有9次簇精,但現(xiàn)在這個景氣的分歧點被頂了上來。超硬刀具2005年的出口也很順利蜕芭,比前一年增加了17.8%载秀,為683億日元,特別是對以中國為主的東南亞的出口出現(xiàn)了高增長乳的,出口比率為 23.3%泥贷,創(chuàng)歷史新高。
多樣的刀具特性硼环,快速的應對方案
作為刀具主要客戶的機床業(yè)帐扯,高速高精度化、多軸多功能化和適應環(huán)保的技術開發(fā)正取得進展趾赡,隨之也要求刀具的開發(fā)要適應這種技術進步赴辨。于是,展開了適應高速銑削的好勤、多功能化的捣域、直徑微小化的、適應干式加工的等涉及眾多方面的刀具開發(fā)工作宴合。
隨著機床的高剛性焕梅、高速高精度化,CBN(立方氮化硼)和金剛石刀具成為高速卦洽、高性能贞言、高精度加工不可缺少的工具。
在淬火鋼阀蒂、燒結合金和鑄鐵等難切削材料加工領域该窗,追求高速、高效蚤霞、高精度和長壽命的CBN刀具新產(chǎn)品和新材質的開發(fā)競爭正如火如荼酗失。燒結合金材料用金屬陶瓷刀具也可以加工,隨著在材料中使用比例的增加昧绣,已進化成更堅硬规肴、更強韌和更難加工的材料。而且夜畴,由于零件形狀的復雜化和對尺寸精度的要求越來越高塞姻,CBN刀具的適用范圍在不斷增加。舉例來說的惕,也有這樣的產(chǎn)品:針對多種材料特性和諸多形狀的燒結合金尺澜,將幾種刀尖形狀處理的刀具進行標準庫存括柿,從高精度加工到對高強度材料的強斷加工,對所有的燒結合金材料都可以實施高速和高效加工延坡。
另一方面饲丢,金剛石刀具令人矚目的不是材料面、釬焊刀和鉸刀等新產(chǎn)品舵博,而是刀片可換式刀具和銑刀等新產(chǎn)品蜻弧。最近,為適應高速加工機床的普及蟆盖,在市場上出現(xiàn)了小型輕量化的刀具和立銑刀吓挣。
現(xiàn)在市場上開始銷售一種主要用于模具粗加工、切屑排出量是傳統(tǒng)銑刀10倍以上的刀片可換式刀具多梦。模具自由曲面的加工向來是使用球頭立銑刀奄础,但這種球頭刀刃上不但容易算出刀具對自由曲面的軌跡,而且有許多缺點劳吠,如球頭尖端橫刃的切削性差引润,進給量和殘留將影響加工面質量,而要改善加工面痒玩,刀具的切削長度將變得很大等淳附。作為解決這些問題的方法,RC立銑刀的使用日益增多蠢古。
高耐磨性奴曙、高耐熱性和高強韌性
為了適應高速銑削加工,要求刀具有高耐磨性草讶、高耐熱性和高強韌性洽糟。于是,在超微粒子基體上施加復合多層膜涂層來提高切削功能的超硬立銑刀等產(chǎn)品不斷增多堕战。
超微粒子超硬合金是將材料的粒度微晾だ#化至lμm以下,使其增加抗彎能力和提高韌性践啄。其中也有使用幾納米(納米是十億分之一米)的超微細粒子的浇雹。在加工中沉御,當工件直徑小或立銑刀直徑小時小愚,回轉數(shù)有限難以實現(xiàn)高速切削,因為傳統(tǒng)的超硬刀具會發(fā)生崩裂芋甸。而超微粒子超硬合金刀具由于韌性高绪毅,可以將刀刃設定為大前角,從而切削出良好的加工面谬咽。
復合涂層是將多種涂層材料組合起來叙傅,一層又一層地涂覆在基體上众新,以提高刀具切削性能。例如熊赐,為了減小與切屑的摩擦弄袜,最外層可以涂覆氮化鈦涂層;為了提高耐粘附性和前刀面的耐磨性汛滩,第二層可以使用氧化鋁涂層女溺,為了提高前、后刀面的耐磨性函绊,第三層可以使用碳化鈦涂層敛竭。
在刀具表面涂覆多層膜,可使硬度提高到2500~3000Hv阁最,且耐熱性顯著改善戒祠,在850~900℃的高溫下刀具材料也不會發(fā)生氧化,仍可保持硬度速种。由于涂層是多層涂覆的姜盈,因此韌性提高,表層發(fā)生裂紋也難以擴展配阵,可以防止刀具崩刃贩据。
已經(jīng)被實際使用的涂層材料除了適合高速切削鋼的碳化鈦和氮化鈦以外,還有金剛石和CBN闸餐。當然饱亮,由于金剛石涂層在切削過程中因溫度上升會分解為石墨,因此不適合用于含碳的鋼的切削舍沙,通常用于鋁等輕合金材料的高速切削近上。最近,為滿足高硬度鋼的高速切削和軟鋼的高效率加工需求拂铡,涂覆有納米微細晶粒的硅系納米涂層刀具等也出現(xiàn)了壹无。
為減輕環(huán)境負荷而使用新技術
對金屬材料進行涂層處理,可以防止金屬的劣化和磨損实射,也出現(xiàn)了將此作為新技術發(fā)展的機遇启中。
成形技術的進步使得能夠自由地制造各種形狀的刀具,這也有助于提高刀具性能磺伍。在改善刀具形狀設計方面疯食,有正在開發(fā)中的強力型4刃立銑刀,這種刀具由于材質的提高或缘,增加了每刃排屑量梅明,提高了加工效率,可比傳統(tǒng)的2刃立銑刀效率提高4倍。為縮短對模具等工件的高精度精加工時間乳环,正在開發(fā)的新型刀具形狀設計還有:將切削刃開到刀尖中心以實現(xiàn)良好面加工的立銑刀匠泵、將球頭立銑刀的刀刃形狀改為橢圓形以加大加工件接觸面的橢圓立銑刀等。此外倘回,還有通過提高刀片了酌、刀頭夾緊裝置的精度和強度以減小振擺和誤差的高品位加工刀具等。
除了改善刀具最基本的耐磨性和耐熱性以外音瓷,出于環(huán)蹦脸睿考慮、適合干式切削的刀具開發(fā)也十分活躍外莲。由于干式切削不使用冷卻液猪半,因此要求刀具對工件有潤滑特性。作為生態(tài)環(huán)境保護的對應技術偷线,建議使用通過壓縮空氣將微量切削油霧化來實現(xiàn)冷卻潤滑的MQL切削等新技術磨确,以減輕環(huán)境負荷。例如声邦,進行 AlCrSiN涂層后可以不使用任何切削油進行高至80m/min高速干式切削的AT涂層高速鋼立銑刀正投入市場乏奥。
正如利用一臺復合加工機床可以完成多個加工工序一樣,刀具行業(yè)也在開發(fā)用一把刀具可以進行溝槽亥曹、側面邓了、孔等多種加工的多功能型刀具,以此實現(xiàn)縮短換刀時間和無需刀具預調帶來的高精度和高效率媳瞪。
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