制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)∽剩現(xiàn)在中國(guó)已經(jīng)成為世界加工場(chǎng)觅冈，可是我國(guó)制造業(yè)的人均勞動(dòng)生產(chǎn)率與美锭汛、歐、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比還有很大的差距，只為歐槐脏、美喉童、日等發(fā)達(dá)地區(qū)和國(guó)家的二十分之一左右。根據(jù)中國(guó)機(jī)床工業(yè)年鑒提供的數(shù)據(jù)顿天，我國(guó)工具行業(yè)2004年全員勞動(dòng)生產(chǎn)率為人民幣39,366元堂氯，人均利潤(rùn)6,750元。遠(yuǎn)低于國(guó)外工具企業(yè)上百萬元人民幣的年人均勞動(dòng)生產(chǎn)率牌废。刀具和切削技術(shù)落后是機(jī)械制造業(yè)勞動(dòng)生率低下的重要原因之一咽白。為了把我國(guó)從制造大國(guó)變成制造強(qiáng)國(guó)，中國(guó)刀協(xié)從中國(guó)切削工作者的歷史責(zé)任的高度提出了“發(fā)展切削技術(shù)鸟缕、建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)”的宏偉目標(biāo)晶框。
        
        當(dāng)前切削刀具及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展日新月異，近年來在數(shù)控技術(shù)和刀具技術(shù)的共同推動(dòng)下切削加工進(jìn)入了高速切削的階段懂从。近年刀具材料和涂層技術(shù)有了很大的發(fā)展授段，如PCD、CBN超硬刀具和陶瓷刀具的使用范圍不斷擴(kuò)大番甩，作為當(dāng)前高速切削主力軍的涂層硬質(zhì)合金刀具的切削性能大幅提高等悄函。近二十年來切削速度提高了5至10倍，生產(chǎn)效率提高了50%至一倍磅芬。高速切削有一個(gè)特點(diǎn)山顶，就是當(dāng)切削速度上升到一定程度時(shí)由于材料軟化等原因隨著切削速度的增加切削力反而下降，同時(shí)由于切屑帶走了大部分熱量甚至工件的溫升也會(huì)減小着癞。不過受刀具材料性能限制后一現(xiàn)象目前只在用PCD刀具加工鋁合金和軟質(zhì)材料中才能觀察到好员。高速切削還適用于硬切削、干切削和重切削役霍，是提高切削效率的有效手段略尘。
        
        現(xiàn)代加工中刀具費(fèi)用一般只占制造成本的3~4%，但它對(duì)總制造成本的影響卻要大得多磷尊。計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代機(jī)械加工企業(yè)從控制加工成本出發(fā)制訂刀具消耗定額進(jìn)行成本控制感戴，我們也曾提到有些企業(yè)高效率的進(jìn)口設(shè)備上使用低性能的焊接刀具，不能發(fā)揮設(shè)備性能反而造成更大浪費(fèi)的事實(shí)赵腰。有人計(jì)算過生產(chǎn)效率提高20%都癣，制造成本降低15%，現(xiàn)在多數(shù)企業(yè)都算過這筆帳了敦间，加大刀具投入用高速切削提高生產(chǎn)效率以降低總生產(chǎn)成本瓶逃，是切削理念的一次進(jìn)步。
        
        先進(jìn)刀具有三大技術(shù)基礎(chǔ)：材料廓块、涂層和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新厢绝。高速切削刀具主要依賴的是刀具材料和涂層技術(shù)的進(jìn)步契沫。高速切削可提高切削效率但不是唯一的手段。刀具的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新也是提高切削效率的有效手段昔汉。例如Iscar公司的大走刀量銑刀每齒走刀量達(dá)到3.5mm懈万，Seco公司的復(fù)合孔加工刀具一次走刀就能完成鉆、鏜孔和端面倒角等靶病。曲軸加工的工藝進(jìn)步更具有說服力会通，曲軸車?yán)兜陌l(fā)明成十倍地提高了曲軸加工效率。現(xiàn)在又出現(xiàn)了效率更高的曲軸高速銑刀娄周，一次走刀就可完成七個(gè)主軸頸的加工涕侈。東風(fēng)汽車公司量刃具廠已經(jīng)成功地為國(guó)內(nèi)汽車廠開發(fā)了曲軸車?yán)逗透咚巽姷恫⒊晒τ糜谏a(chǎn)。上世紀(jì)八九十年代成都工具研究所在涂層煤辨、材料的單項(xiàng)技術(shù)都不占優(yōu)勢(shì)的情況下裳涛，憑借自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的刀具設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)，加上涂層侥锨、材料和刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新技術(shù)的綜合運(yùn)用念焙，在高強(qiáng)度石油管螺紋刀具上實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外知名企業(yè)的一次成功超越。還有許多例子都說明刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新往往更能有效地提高切削效率扇殃。要提高切削效率不能只盯著用最好的（也常常是最貴的）刀具來進(jìn)行高速切削鲤境。在目前我們刀具材料和涂層技術(shù)與國(guó)外還有較大差距的情況下，注重刀具的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新往往是提高切削效率的更有效和更可行的手段张域。采用包括高速切削和刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新在內(nèi)的各種手段實(shí)現(xiàn)高速切削，是切削理念的又一次進(jìn)步讲侵。
        
        運(yùn)用先進(jìn)刀具提高切削效率后又常常突顯出兩類新問題：一是切削效率提高的效果被大量的非切削時(shí)間所大大沖淡蚪录，二是在加工設(shè)備不太先進(jìn)的情況下先進(jìn)刀具的費(fèi)用不堪重負(fù)。日本MARZAK公司說他們的加工中心只有百分之三十的時(shí)間在為公司創(chuàng)造效益耸壮。東方汽輪機(jī)廠進(jìn)口瑞士加工中心上自動(dòng)記錄的切削時(shí)間也只有30%左右粤街。切削技術(shù)在不斷發(fā)展，人們的認(rèn)識(shí)在不斷深化：在提高加工效率的努力中只靠高性能的刀具是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的笑驶，通過切削應(yīng)用技術(shù)提高切削生產(chǎn)效率的潛力還很大。
        
        切削過程十分復(fù)雜，加上切削過程受大量隨機(jī)因素的影響很難簡(jiǎn)單地用一些公式和定理準(zhǔn)確地描述虐块。但金屬切削作為一門傳統(tǒng)技術(shù)是有其自身規(guī)律并可以把握的并村，關(guān)鍵是要用好用活切削技術(shù)解決實(shí)際問題。配合中國(guó)刀協(xié)20工程我們請(qǐng)工具行業(yè)資深專家趙炳楨研究院編寫了“刀具應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)”教材腾啥。我們的目標(biāo)是為企業(yè)培訓(xùn)了解現(xiàn)代化切削技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和最新發(fā)展东涡，懂得切削應(yīng)用技術(shù)的基本理念并能夠運(yùn)用以上技術(shù)和思路解決實(shí)際問題的人才------我們稱之為切削工程師和新一代的刀具大王。
        
        前面說過要進(jìn)一步提高切削加工效率只靠先進(jìn)刀具是不夠的倘待。我們還應(yīng)該掌握和運(yùn)用與切削過程相關(guān)的技術(shù)疮跑，全面提高生產(chǎn)效率。
        
        今年5月在廈門舉行的2005中國(guó)刀協(xié)工作會(huì)議上，東方汽輪機(jī)廠介紹了綜合運(yùn)用切削應(yīng)用技術(shù)祖娘，全面提高切削加工效率的經(jīng)驗(yàn)失尖。今年廠里努力推廣先進(jìn)刀具，僅推廣可轉(zhuǎn)位刀具就提高生產(chǎn)效率30%渐苏。進(jìn)而他們又在刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上下功夫掀潮，于株洲鉆石切削刀具股份有限公司合作開發(fā)先進(jìn)刀具，還對(duì)老式設(shè)備進(jìn)行改造以使用先進(jìn)刀具來提高生產(chǎn)效率整以。最近他們又對(duì)全廠工藝配置進(jìn)行了優(yōu)化胧辽、加強(qiáng)管理、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程和切削過程的計(jì)算機(jī)模擬等手段進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率勒蜘。用王政總工藝師的話說是“向另外70%的時(shí)間要效益”悄锈。減少非切削時(shí)間的手段還很多，比如機(jī)外調(diào)刀炊惊、快速換刀菌渐、隨機(jī)測(cè)量、多工位加工亮钩、設(shè)置裝卸工位暖娃、采購(gòu)可靠性高的設(shè)備減少維修停機(jī)時(shí)間等等。
        
        既要采用先進(jìn)刀具巢驶，同時(shí)還要通過管理和應(yīng)用相關(guān)技術(shù)優(yōu)化整個(gè)加工過程力浅，實(shí)現(xiàn)高效加工是最近切削理念的第三個(gè)進(jìn)步。
        
        使用先進(jìn)刀具還應(yīng)注意與加工設(shè)備的合理“匹配” 个滓。我們?cè)岬胶迷O(shè)備上用焊接刀具是不匹配叭痰，而在普通設(shè)備上一味追求用最好（也常常是最貴）的刀具同樣不合理，不少加工企業(yè)已發(fā)出進(jìn)口刀具價(jià)格不堪重負(fù)的呼聲尼可。怎么辦斥滤？我們的建議是：進(jìn)行刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，改善刀具使用條件勉盅，合理選用刀具材料和涂層佑颇，不要只盯著“最好的”（最貴的）刀具，提高生產(chǎn)效率部只有高性能刀具和高速切削一條道草娜。經(jīng)過多年的建設(shè)和技術(shù)改造挑胸，一批國(guó)有、副分之和民營(yíng)刀具企業(yè)已開發(fā)出系列性能優(yōu)良的硬質(zhì)合金材料和涂層刀具宰闰，可以供加工企業(yè)按照具體情況合理地選用嗜暴。再則刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和工藝方式的改革，還有管理手段和相關(guān)技術(shù)同樣是提高生產(chǎn)效率的有效手段议蟆。說得更明確一點(diǎn)就是不要只盯著用最好的刀具這一條道闷沥，當(dāng)前更要重視切削應(yīng)用技術(shù)向70%的時(shí)間要效率萎战。
        
        現(xiàn)在國(guó)內(nèi)轎車生產(chǎn)、模具制造舆逃、航空航天等領(lǐng)域還大量使用進(jìn)口刀具蚂维。我國(guó)在材料、涂層的基礎(chǔ)技術(shù)和刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上與國(guó)外還有較大差距路狮，趕超世界先進(jìn)水平還任重道遠(yuǎn)侦广。但如果只看到這一點(diǎn)而忽視切削應(yīng)用技術(shù)這個(gè)重要領(lǐng)域，無形中就夸大了我們?cè)谇邢骷夹g(shù)上與國(guó)外的差距结晒。我們要在基礎(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)并舉成猴，當(dāng)前應(yīng)該從切削應(yīng)用技術(shù)入手，在刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上下功夫碎准，學(xué)會(huì)用好引進(jìn)和自行開發(fā)的涂層技術(shù)和先進(jìn)刀具材料技術(shù)陶份，綜合運(yùn)用技術(shù)和管理手段提高加工效率，加快趕超世界先進(jìn)水平焚怨。
        
        切削工具性能的提高為高效高速加工發(fā)展提供了可能性
        
        如果需要達(dá)到高效高速加工武敦，切削工具是另外一個(gè)重要的因素。當(dāng)前切削工具材料的發(fā)展铺描，對(duì)加工的需要?jiǎng)?chuàng)造了比較好的條件使义，除了高速鋼、硬質(zhì)合金以外蟆导，陶瓷燥及、金屬陶瓷、超硬材料的發(fā)展起到了重要的作用蜕煌。特別是陶瓷派阱、超硬材料，對(duì)高效高速加工的發(fā)展提供了有力的支持幌绍。更值得提及的是颁褂，1955年美國(guó)GE公司用高溫故响、高壓合成超硬材料取得成功傀广，促使切削領(lǐng)域發(fā)生了重大變化。在這個(gè)基礎(chǔ)上彩届，很快出現(xiàn)了PCD伪冰、PCBN，為難加工材料的切削樟蠕、干切削贮聂、硬切削、超精密切削等的加工創(chuàng)造了條件寨辩。
        
        在切削加工的另一個(gè)方面吓懈，就是表面技術(shù)在切削工具上的應(yīng)用歼冰，PVD(物理氣相沉積)、CVD(化學(xué)氣相沉積)不斷推陳出新拷拥，由單層發(fā)展成多層众桨、千層、復(fù)合涂層祸遮，現(xiàn)在又發(fā)展成納米涂層宪凹；涂層的材料，從TiN發(fā)展為Al2O3木锈、TiC举么、ZrO2、等肪才，根據(jù)加工的要求考瘪，為提高耐高溫的性能，又發(fā)展了TiCN许食、TiAlN继棉、TiSiN、CrSiN等够菊。為了減少摩擦力终琅，采用軟涂層，如沉積MoS2符衔，又如德國(guó)Guehring公司采用的Molyglide找前，這種涂層就是以MoS2為主的，它能減少切削中的摩擦系數(shù)判族。當(dāng)然這要根據(jù)被加工件的特點(diǎn)躺盛，分別地應(yīng)用在所需的加工上。現(xiàn)在涂層技術(shù)又發(fā)展到了超硬涂層(類金剛石形帮、金剛石槽惫、立方氮化硼)，更使切削加工的范圍拓寬辩撑。特別值得提到的是薄膜涂層發(fā)展成為厚膜界斜，它不同于天然金剛石，具有各向同性合冀，現(xiàn)在已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外得到應(yīng)用各薇，部分取代了天然金剛石。現(xiàn)在也已經(jīng)解決了大顆粒單晶金剛石的合成技術(shù)君躺，這些變化對(duì)我國(guó)的影響非常深遠(yuǎn)峭判，我國(guó)已經(jīng)是世界合成金剛石產(chǎn)量最多的國(guó)家，這有利于我國(guó)發(fā)展高效加工技術(shù)痹埠。
        
        為了適應(yīng)高效高速加工糠管，輔助工具也是十分重要的手段妙帆，例如原來的組合夾具在機(jī)械加工中心的應(yīng)用中，為了提高其強(qiáng)度罐葫，已經(jīng)從槽系發(fā)展成為孔系屠途。目前比較典型的是EROWA和3R組合工具的應(yīng)用，已經(jīng)從電加工挪吱，發(fā)展到機(jī)械加工中心上带诊，不僅加快了節(jié)奏，更重要的是達(dá)到了高精度捺柬，這些工具從原來的模具電加工發(fā)展到了切削加工領(lǐng)域于箩。在帶柄的切削工具方面所需的刀柄，也在配合高效率望泪、高精度切削加工的過程中發(fā)展了新型的結(jié)構(gòu)判嘀，例如液壓的、塑料的宾芥，現(xiàn)在又廣泛采用熱裝的刀柄侣夷，其夾緊的精度明顯提高，達(dá)到2～3μm÷匚冢現(xiàn)在這種裝置已經(jīng)成熟百拓，例如德國(guó)的ZOLLER公司已經(jīng)將這樣的裝置直接安裝在對(duì)刀儀上，說明此項(xiàng)技術(shù)又向前推進(jìn)了一步晰甚。工具的進(jìn)步為高效加工提供了有力的支持衙传。（完）

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