超精密切削技術(shù)是一項系統(tǒng)工程拼仆，其實(shí)施不僅需要超精密機(jī)床設(shè)備和刀具台泥，還要求超穩(wěn)定的工作環(huán)境、超精密測量讼逐、用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時檢測和誤差補(bǔ)償症忽、以及掌握熟練的操作技能等。河北工業(yè)大學(xué)提出了“基于流體力學(xué)的超精密切削機(jī)理分析模型”凸翩，考慮了刀具幾何形狀(包括刀刃的刃口半徑)及后刀面處工件彈性恢復(fù)的影響牙晰，研究了切削力的傳遞機(jī)理。北京天地東方超硬材料公司在“超精密金剛石刀具研磨技術(shù)的研究”論文中探討了金剛石的晶體定向和晶面選擇肪麦，并對影響研磨效率和研磨質(zhì)量的幾個主要工藝因素進(jìn)行了試驗研究较谣。香港理工大學(xué)介紹了利用超精密測量技術(shù)及在加工中進(jìn)行誤差補(bǔ)償而獲得的具有亞微米級形狀精度及納米級表面粗糙度的非球面光學(xué)產(chǎn)品。該校擁有亞洲地區(qū)最先進(jìn)的超精密加工中心孩最，可為香港及大陸地區(qū)的精密模具制造商趾赡、光學(xué)產(chǎn)品制造商及計算機(jī)制造商提供加工服務(wù)及技術(shù)支持。黑色金屬和鈦合金材料的超精密切削難度較大眯找，但近年來該技術(shù)也有較大進(jìn)展好勤。

　　2.刀具材料的發(fā)展

　　刀具材料的開發(fā)與應(yīng)用是本次會議的重點(diǎn)議題。近十年來啼染，隨著高強(qiáng)度鋼宴合、高溫合金、噴涂材料等難加工金屬材料以及非金屬材料與復(fù)合材料的應(yīng)用日趨增多迹鹅，現(xiàn)代刀具已不再局限于目前廣泛使用的高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具卦洽，陶瓷刀具、金剛石與立方氮化硼等超硬材料刀具斜棚、涂層刀具阀蒂、復(fù)合材料刀具已成為今后的發(fā)展趨勢，新型刀具材料的應(yīng)用預(yù)示著切削效率將提高到一個新水平弟蚀。

　　雖然目前可供使用的刀具材料品種較多蚤霞，但由于高速鋼(HSS)在強(qiáng)度、韌性、熱硬性争便、工藝性等方面具有優(yōu)良的綜合性能级零，因此在切削某些難加工材料以及在復(fù)雜刀具(尤其是切齒刀具、拉刀和立銑刀等)制造中仍占有較大比重滞乙。由于HSS中的主要元素鎢淤汽、鈷等資源緊缺，所以HSS的發(fā)展方向為：①發(fā)展各種少鎢的通用型高速鋼脱处；②擴(kuò)大使用各種無鈷卸能、少鈷的高性能高速鋼，如W6Mo5Cr4V2Al(501)忍抗、W12Mo3Cr4VCo3N(Co3N)等鋼種延坡；③推廣使用粉末冶金高速鋼(PM HSS)和涂層高速鋼。例如付厦，用ERASTEEL公司生產(chǎn)的ASP2030 PM HSS鋼加TiN涂層制造的插齒刀插削12Cr2Ni鋼制齒輪時舵博，刀具壽命比普通熔煉高速鋼W6Mo5Cr4V2(M2)提高3～4倍。高速鋼是鐵磁性材料超默，具有較高的剩磁感應(yīng)和較大的矯頑磁力蟆盖，而正常的切削溫度不超過650℃，因此高速鋼刀具可進(jìn)行磁化切削园环。浙江大學(xué)提交的“磁化切削研究”論文中多梦，詳細(xì)介紹了磁化原理與方法，分析比較了磁化切削與普通切削在切削力陋气、切削功率劳吠、切削熱、加工精度等方面的差別巩趁。結(jié)果表明痒玩，磁化切削可顯著改善高速鋼的切削性能，延長刀具使用壽命晶渠，提高加工質(zhì)量凰荚。

　　硬質(zhì)合金刀具材料的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個方面：①細(xì)晶粒(1～0.5μm)和超細(xì)晶粒(<0.5μm)硬質(zhì)合金材料及整體硬質(zhì)合金刀具的開發(fā)燃观，使硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度大大提高褒脯，可替代高速鋼用于制造小規(guī)格鉆頭、立銑刀缆毁、絲錐等量大面廣的通用刀具番川，其切削速度和刀具壽命遠(yuǎn)超過高速鋼。整體硬質(zhì)合金刀具的使用可使原來采用高速鋼刀具的大部分應(yīng)用領(lǐng)域的切削效率顯著提高脊框。過去細(xì)晶粒多應(yīng)用于K類(WC+Co)硬質(zhì)合金颁督，近年來P類(WC+TiC+Co)和M類(WC+TiC+TaC或NbC+Co)硬質(zhì)合金也向晶粒細(xì)化方向發(fā)展。為提高硬質(zhì)合金的韌性，通常采取增加Co含量的方法沉御，由此引起的硬度降低現(xiàn)在可通過細(xì)化晶粒得到補(bǔ)償小愚，并可使硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度提高到4.3GPa，已達(dá)到并超過了普通HSS鋼的抗彎強(qiáng)度芋甸，從而改變了過去普遍認(rèn)為P類硬質(zhì)合金適于切削鋼绪毅，而K類硬質(zhì)合金只適于加工鑄鐵和鋁等有色金屬的刀具選材格局。細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的另一優(yōu)點(diǎn)是刀具刃口鋒利谬咽，尤其適于高速切削粘而韌的材料叙傅。②涂層技術(shù)的發(fā)展從過去只能涂覆單一的TiC、TiN涂層麸癌，已進(jìn)入開發(fā)厚膜熊赐、復(fù)合和多元涂層的新階段。新開發(fā)的TiCN性躬、TiAlN多元汛滩、超薄、超多層涂層與TiC俱挨、TiN把奢、Al2O3等涂層的復(fù)合，加上新型抗塑性變形基體的應(yīng)用滨溉，在改善涂層韌性什湘、涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度、涂層耐磨性方面已有重大進(jìn)展晦攒，全面提高了硬質(zhì)合金刀具材料的切削性能闽撤。目前，在硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片表面涂覆金剛石的技術(shù)已獲得突破脯颜，從而使硬質(zhì)合金刀具不僅在加工黑色金屬領(lǐng)域而且在加工有色金屬領(lǐng)域的切削效率全面提高哟旗。

　　此外，陶瓷栋操、金剛石和立方氮化硼等超硬刀具材料也得到了迅速發(fā)展闸餐，其脆性有了重大改進(jìn)，韌性明顯提高矾芙，使用可靠性大大改善舍沙，已可作為常規(guī)刀具材料應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。作者及北京理工大學(xué)提交的“超硬刀具材料的新進(jìn)展”等論文剔宪，闡述了超硬刀具材料的發(fā)展拂铡、性能及應(yīng)用場合，重點(diǎn)介紹了近年來出現(xiàn)的幾種超硬刀具材料新品種及其實(shí)驗研究數(shù)據(jù)粱储，對超硬刀具的推廣應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義实射。

　　近年來启中，我國在刀具材料開發(fā)方面已有長足進(jìn)步，開發(fā)出了包括CVD金剛石薄膜在內(nèi)的涂層刀具和厚膜金剛石刀片磺伍、Ti(C疯食，N)基硬質(zhì)合金(金屬陶瓷)、梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金或缘、Al2O3基復(fù)合陶瓷和Si3N4基陶瓷呐猴、聚晶人造金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金等各種新型刀具材料肠祭，并可實(shí)際應(yīng)用于高速切削和干切削等加工場合常废。武漢大學(xué)研制出一種C3N4/TiN薄膜，膜的硬度接近超硬材料螺啤，將其涂覆在高速鋼鉆頭上可使鉆頭壽命大大提高蝇蝶。一些國產(chǎn)的SiC晶須增強(qiáng)陶瓷刀片和復(fù)合氮化硅陶瓷刀片的性能已超過國外同類刀片的性能。如獲國家發(fā)明二等獎的新型復(fù)合氮化硅刀片F(xiàn)D02和FD03淌踢，切削對比試驗表明其切削壽命為Al2O3-TiC(AT6)復(fù)合陶瓷刀具的6.38倍危号，為進(jìn)口Al2O3-ZrO2增強(qiáng)陶瓷刀具的8.2倍，為K10(YG6)硬質(zhì)合金刀具的78.3倍素邪。

　　3.新型刀具的開發(fā)與傳統(tǒng)刀具的改進(jìn)

　　當(dāng)前刀具結(jié)構(gòu)的變革正朝著可轉(zhuǎn)位外莲、多功能、專用復(fù)合刀具和模塊式工具系統(tǒng)的方向發(fā)展兔朦，各種精密偷线、高效、優(yōu)質(zhì)的可轉(zhuǎn)位刀具已應(yīng)用于車削沽甥、銑削声邦、鉆削等領(lǐng)域，成為刀具結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流摆舟。上海大眾汽車有限公司亥曹、長春一汽集團(tuán)公司和東風(fēng)汽車集團(tuán)公司已在生產(chǎn)中廣泛使用各種新型刀具和數(shù)控機(jī)床模塊式工具系統(tǒng)，如各種機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具恨诱、陶瓷刀具媳瞪、PCD和PCBN等超硬刀具、金剛石和CBN鉸刀照宝、硬質(zhì)合金球頭銑刀和筒式拉刀等蛇受，對提高工效、保證產(chǎn)品質(zhì)量起到了重要作用厅员。SecoTools(上海)公司在“PCBN刀具材料的新進(jìn)展及其在銑削中的應(yīng)用”論文中介紹了他們開發(fā)的SECOMAX 新品種———CBN300困煤，它是在CBN30基礎(chǔ)上采用粗顆粒(22μm)粉末和新的燒結(jié)工藝研制出的新牌號鸥萌，具有很高的抗沖擊性能幻渤，它的應(yīng)用使PCBN刀具從傳統(tǒng)的車削淬硬鋼(>45HRC)和冷硬鑄鐵等硬材料、以車代磨等加工領(lǐng)域跨入到銑削加工領(lǐng)域。該刀具已在上海通用汽車公司(SGM)新建的發(fā)動機(jī)柔性生產(chǎn)線上使用牌完，取得了良好效果伦窜。該刀具銑削發(fā)動機(jī)缸體平面時，切削速度高達(dá)2000m/min坎谱，刀具壽命為普通PCBN刀具的4倍始坝。Seco Tools公司還推出了結(jié)構(gòu)新穎、具有冷卻通道念婶、可更換硬質(zhì)合金頭部的鉆頭蓄揭，其頭部有三種不同幾何形狀，P型硬質(zhì)合金刀頭適用于切削鋼分搞，K型硬質(zhì)合金刀頭適于切削鑄鐵儿捧，而刀刃銳利的M型刀頭適于鉆削高強(qiáng)度鋼和耐腐蝕鋼。

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