近年來楣索，切削加工技術(shù)高速銑削、微細(xì)形狀切削等領(lǐng)域有了快速發(fā)展。隨著新型工程材料開發(fā)應(yīng)用以及零部件進(jìn)一步小型化巫击、精密化，刀具制造商正積極開發(fā)適用于各種加工用途高效刀具精续。

　　切削加工基本要求快速而又成本低廉地生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品坝锰。這一要求與實(shí)現(xiàn)切削加工高精度化、高效率化驻右、低成本化緊密相關(guān)什黑。

構(gòu)筑快速生產(chǎn)系統(tǒng)

　　以汽車業(yè)為心制造業(yè)設(shè)備投資出口增長牽引下，對刀具產(chǎn)品需求日趨增長境猜，刀具制造商紛紛國內(nèi)外擴(kuò)大生產(chǎn)能力伺罗。隨著全球性成本競爭不斷加劇，用戶要求實(shí)現(xiàn)高附加值胸叠、高效率生產(chǎn)呼聲與日俱增奇巍。為適應(yīng)交貨期短、成本低廉快速生產(chǎn)發(fā)展趨勢债烹，關(guān)鍵要利用最小限度生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)長時間自動運(yùn)轉(zhuǎn)加工含罪。推進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)場合理化有效方法引入能將多道工序集成一起復(fù)合切削技術(shù)能夠高速、高精度切削包括淬硬鋼內(nèi)工件材料高速銑床等設(shè)備闪侨。

　　復(fù)合切削惠服、高速硬銑削等先進(jìn)切削技術(shù)實(shí)現(xiàn)以最小限度生產(chǎn)設(shè)備高效、快速挑明、柔性(適應(yīng)不同品種断猩、不同批量生產(chǎn))加工零件生產(chǎn)方式核心善婉。但，任何切削方式都離不開選用合適切削刀具確定合理刀具使用技術(shù)肪瘤。近年來抄瓦，隨著機(jī)床高速化、高精度加工技術(shù)進(jìn)步難加工材料切削增多陶冷，刀具材料(陶瓷钙姊、硬質(zhì)合金、TiC/TiN基金屬陶瓷埂伦、涂層硬質(zhì)合金等%進(jìn)展也十分顯著煞额。

日新月異刀具材料

　　刀具材料必須滿足以下條件：硬度高、耐磨損赤屋、具有能抵抗切削抗力及振動沖擊高強(qiáng)度立镶、良好高溫紅硬性、容易熱處理加工成型等类早。刀具材料媚媒，硬質(zhì)合金特點(diǎn)高溫下硬度也很少降低。其涩僻，涂層硬質(zhì)合金以碳化鎢系硬質(zhì)合金為基體缭召，其表面涂覆一層或多層碳化鈦(TiC)、氮化鈦(TiN)逆日、氧化鋁(Al2O3)等薄膜材料嵌巷。由于涂層材料耐熔結(jié)、耐磨損耐熱性能優(yōu)于基體芭贬，因此能以超過基材切削速度進(jìn)行高速切削恋都。此外，由于涂層摩擦系數(shù)小坚呜，因此可以延長刀具使用壽命程伞。

　　高速銑削技術(shù)發(fā)展要求刀具材料具備良好耐磨性、耐熱性強(qiáng)韌性闸虹，于出現(xiàn)了許多超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金基材上涂覆多層復(fù)合薄膜以提高切削性能涂層立銑刀等產(chǎn)品暴既。有超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料平均粒徑1μm以下，使刀具基體韌性抗彎強(qiáng)度明顯提高敌痴。復(fù)合涂層將多種涂層材料組合一起磁饮，一層又一層地進(jìn)行多層薄膜涂覆，以此提高刀具切削性能溪臊。涂層材料除了適合高速切削鋼件碳化鈦氮化鈦以外减少，現(xiàn)還使用金剛石立方氮化硼。最近又出現(xiàn)了具有納米水平微細(xì)晶粒涂層硅基納米涂層刀具等，可用于高硬度鋼高速切削軟鋼高性能加工缔莲。

　　金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具表面涂覆具有強(qiáng)粘附力高耐磨性金剛石材料哥纫。金剛石涂層組織特征非晶成分少霉旗、純度高痴奏、組織勻稱而細(xì)微，適用于加工鋁厌秒、銅等非鐵金屬石墨等非金屬材料读拆，加工范圍廣泛。

　　硬度僅次于金剛石立方氮化硼燒結(jié)體(CBN)(硬度HV3200～4000鸵闪，約為硬質(zhì)合金2倍)具有卓越高溫硬度穩(wěn)定性檐晕，1200～1300℃高溫下對金屬尤其鋼鐵類材料完全不起化學(xué)反應(yīng)，因此非常適合耐熱合金%淬硬高合金鋼等HRC40以上高硬度工件精加工以150m/min以上切削速度加工鎳鉻鐵合金蚌讼、鎢鉻鈷合金等難切削工件材料(但不適合斷續(xù)切削加工)辟灰。

　　當(dāng)然，CBN刀具成本比其它刀具更昂貴篡石，因此許多用戶將使用過刀片重新刃磨后再次使用芥喇，但刃磨本身也需要成本。為了降低加工成本凰萨，近年來出現(xiàn)了采用很小CBN刀尖继控，使用一次就廢棄刀具結(jié)構(gòu)，對這種一次性刀具產(chǎn)品需求正不斷增加笤碍。

　　整體硬質(zhì)合金立銑刀指從刀刃至刀柄用硬質(zhì)合金整體制成立銑刀况饥，其加工對象包括普通鋼、高硬度鋼支赖、難切削材料荸冒、樹脂、鋁合金等各種材質(zhì)访跪。此外扬饰，超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金基體上涂覆氮化鈦+鋁(TiAlN，AlTiN)涂層刀具產(chǎn)品也不斷開發(fā)出來乳吉。

　　梯度功能切削刃刀具同時兼有金屬陶瓷涂層特性梯度功能材料刀具这疟。切削刃表層以下20μm部分由耐磨性能極好高硬度鈦基陶瓷層構(gòu)成，芯部則越往深處強(qiáng)度越高硬質(zhì)合金醋躏。這種材料構(gòu)成帶有梯度結(jié)構(gòu)虹婿，材料性能不斷變化。值得期待擒买，這種刀具具有可與陶瓷涂層相媲美耐磨性強(qiáng)韌性同時朝刊，所加工出工件又具有與用金屬陶瓷刀具(具有硬質(zhì)合金陶瓷間特性)加工相似精密表面。因此，迄今一直采用陶瓷涂層刀具進(jìn)行粗加工拾氓，用金屬陶瓷刀具完成精加工這種分工今后可能就不再需要了冯挎。

切削難加工材料刀具開發(fā)

　　適合各種加工用途新型刀具正不斷開發(fā)出來。此僅考察一下切削難加工材料用刀具咙鞍、金屬模具加工刀具房官、鏜孔加工刀具鉆孔加工刀具最新發(fā)展動向。

　　對難加工材料實(shí)現(xiàn)高效加工可以顯著降低生產(chǎn)成本提高產(chǎn)品質(zhì)量续滋。隨著機(jī)床性能翰守、刀具材料刀具刃形設(shè)計(jì)進(jìn)步，針對難加工材料切削技術(shù)也有了很大發(fā)展疲酌。用于切削難加工材料刀具刃形有以下三種類型：①加工淬硬鋼蜡峰、高硬鑄鐵等高硬度材料時，刀具材料采用CBN陶瓷朗恳，刀具切削刃設(shè)計(jì)為負(fù)前角：②加工不銹鋼鈦合金材料時湿颅，銑刀切削刃采用正大前角：③加工鋁合金等軟質(zhì)金屬時，刀具刃形采用超大前角大后角渠余。

　　飛機(jī)發(fā)電設(shè)備零部件大多使用耐熱超級合金鈦合金等難加工材料制造斟策，并常常采用整塊金屬毛坯直接切削成形。然而不少加工場合积碍，由于工件材料可切削性差庸磅，造成加工效率低、刀具壽命短蚌斑，需要消耗大量加工時間刀具奋完。例如，Ti6Al4V一種極具代表性鈦合金材料慰适，也一種典型難加工材料淫兑。它具有很高比強(qiáng)度以及優(yōu)異耐熱性耐腐蝕性，同時化學(xué)活性較強(qiáng)饺斧，切削加工時易與刀具發(fā)生化學(xué)反應(yīng)二谤，尤其高速切削時會出現(xiàn)劇烈粘附現(xiàn)象，造成刀具損壞读囤。因此继射，一般認(rèn)為對Ti6Al4V進(jìn)行高速切削時將切削速度調(diào)至150m/min比較適當(dāng)。

　　加工耐熱合金等難加工材料其它問題還包括工件熱傳導(dǎo)率低挎袜，切削熱易集于切削刃刀尖部位顽聂，刀具與工件容易粘附一起等。解決這些問題方法通過對刀具螺旋角盯仪、截面形狀紊搪、切削角度以及硬質(zhì)合金材料涂層最佳設(shè)計(jì)來提高刀具耐熱性抗粘附性。例如，45°螺旋立銑刀通過增大螺旋角耀石，可以增加刀刃鋒利度牵囤，降低切削阻力，抑制切削溫度上升工件材料粘附滞伟。

　　考慮到耐熱超級合金鈦合金特性揭鳞，選擇加工刀具時，要求刀刃鋒利诗良，易于散熱汹桦，并具有良好韌性抗切屑粘附性等。但鉴裹，不同種類耐熱超級合金鈦合金加工性能各不相同，實(shí)際加工要根據(jù)工件材質(zhì)憾顿、形狀窜抽、夾緊方式、機(jī)械剛性等特點(diǎn)慎重選用刀具豺研。通過選用合適切削刀具加工條件髓无，可以實(shí)現(xiàn)鈦合金等材料高速、高效切削加工延長刀具壽命允逝。

高性能模具加工刀具開發(fā)

　　使用金屬模具進(jìn)行注塑加工能夠低成本沫十、大批量地快速生產(chǎn)相同形狀工件。最近宵绒，高精度小型或薄型零部件也能采用注塑方式加工建淘，但其前提需要制作高精度金屬模具。

　　用于加工金屬模具刀具對切削性能要求較高浴恐。為了適應(yīng)高精密模具加工咪枷，已開發(fā)出了各種長壽命、高可靠性整體硬質(zhì)合金立銑刀总枢，對刀具性能改進(jìn)包括采用(Ti打恕，Al)N涂層、將容屑槽設(shè)計(jì)成波浪形三線槽渠缕、調(diào)節(jié)切屑與刃端前角接觸面以提高切屑流出性能等鸽素。此外，還開發(fā)了切削阻力小亦鳞、鋒利度高球頭立銑刀等模具加工專用高效刀具馍忽。

　　一般來說，加工HRC60以上高硬度材料(如淬硬鋼)需要采用CBN刀具蚜迅，因?yàn)榈毒吲c工件硬度差越大舵匾，刀具壽命就越長，切削淬硬鋼等高硬度工件時，使用硬度更高CBN刀具比使用陶瓷刀具更為有利坐梯。

　　涂層硬質(zhì)合金立銑刀一直被認(rèn)為很難加工硬度HRC60以上工件材料徽诲。對于精度要求較高機(jī)械零部件金屬模具加工，由于淬硬材料硬度高吵血、切削阻力大谎替，立銑刀切削速度切削深度不得不受到一定影響。

加工小型零部件用防振型鏜桿

　　鏜桿深孔鏜削加工必備工具蹋辅。最近阅权，為了適應(yīng)IT產(chǎn)品零部件等輕薄短小化工件加工需要，正大力開發(fā)相關(guān)防振型鏜桿挥疲。

　　計(jì)算機(jī)啸需、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)饼贰、DVD收錄機(jī)等家電產(chǎn)品以及IT相關(guān)設(shè)備需求增加大大改變了發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)斯智。對組裝這些產(chǎn)品小型零部件切削加工需求也日益增多。對于小型零部件切削加工酌尔，即使將主軸轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為高速附舌，但由于工件直徑很小，因此切削速度只能停留低速范圍跺榆。至今仍有不少廠家還使用高速鋼刀具或釬焊式硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行切削加工蛉差。但，隨著刃磨設(shè)備老化技術(shù)人員高齡化重蕉，釬焊式刀具制作重磨都越來越困難壕哩，加上重磨費(fèi)用，進(jìn)一步增大了刀具成本兄存。隨著零部件加工高精度熊镣、高效率、低成本化發(fā)展趨勢募书，要求采用不重磨硬質(zhì)合金刀具高效加工小型零部件呼聲越來越強(qiáng)烈绪囱。

　　對于鏜削這種刀具懸伸量較大加工，刀具防振性能不容忽視大問題莹捡。與傳統(tǒng)鏜桿相比鬼吵，防振型鏜桿不容易產(chǎn)生振動，即使出現(xiàn)振動也可很快衰減篮赢。目前開發(fā)出刀具將柄部設(shè)計(jì)成高剛性結(jié)構(gòu)齿椅，安裝一次性使用刀片，將容屑槽設(shè)計(jì)為僅保留最小限度空間結(jié)構(gòu)启泣，以防止刀具剛性下降涣脚。

加工周期明顯縮短

　　鉆孔加工經(jīng)常受到用戶要求實(shí)現(xiàn)高速化示辈、高精度化嚴(yán)峻考驗(yàn)，這由于鉆削加工整個機(jī)械加工占有很大比例遣蚀，其加工水平直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量提高生產(chǎn)成本降低矾麻。此外，如何減輕加工現(xiàn)場環(huán)境負(fù)擔(dān)善答，鉆頭也起著示范作用仁墅。

　　近年來發(fā)展令人矚目整體硬質(zhì)合金鉆頭，其加工能力可比高速鋼鉆頭提高5倍以上缤币，刀具壽命則高速鋼鉆頭10倍左右冲倡。采用超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金整體硬質(zhì)合金鉆頭可用于碳鋼、合金鋼等普通鋼旬敞，不銹鋼等特殊鋼蒸橡，模具鋼、淬硬鋼等高硬度鋼沙诅，灰口鑄鐵些栅、球墨鑄鐵，鋁合金草仪、銅合金等工件材料鉆孔加工。許多鉆頭使用PVD(物理氣相沉積)工藝進(jìn)行了TiN鼻蟆、(Ti振害，Al)N等涂層處理。由于刀具韌性可靠性提高匀油，即使斷續(xù)切削等切削刃要承受機(jī)械沖擊高熱影響不穩(wěn)定切削狀態(tài)下缘缚，鉆頭也不易發(fā)生崩刃缺損。整體硬質(zhì)合金鉆頭也適用于高硬度鋼敌蚜、不銹鋼桥滨、耐熱超級合金等難加工材料鉆孔加工。

　　目前弛车，鋁半干式切削加工已部分用戶實(shí)際應(yīng)用齐媒。為了進(jìn)一步提高刀具使用壽命，刀具制造商涂層公司正探討如何以PVD方式將DLC(DiamondLikeCarbon纷跛，類金剛石碳)等涂覆刀具表面上喻括。可以預(yù)計(jì)贫奠，為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化唬血，鋁制零部件使用今后將進(jìn)一步增加。為了保護(hù)環(huán)境降低成本唤崭，對干式拷恨、半干式切削加工需求也將不斷增大脖律。為了滿足這些需求，將不斷開發(fā)出最適用刀具漩叶。為了滿足用戶對刀具日益提高要求苹衰，刀具制造商將以提高加工效率為目標(biāo)，刀具材料钓闲、涂層婉饼、刀刃設(shè)計(jì)等方面進(jìn)一步加強(qiáng)研究與開發(fā)。  

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