在人類社會(huì)邁入21世紀(jì)的時(shí)候塞这，從世界范圍看次新，我們正處于制造技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)期喷融。切削加工作為制造技術(shù)的主要基礎(chǔ)工藝木鸭，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，在20世紀(jì)末也取得很大進(jìn)步淹摧，進(jìn)入了以發(fā)展高速切削巴俯、開發(fā)新的切削工藝和加工方法、提供成套技術(shù)為特征的發(fā)展新階段钾抛。它是制造業(yè)中重要工業(yè)部門漏炕，如汽車、航空航天、能源计浮、軍事谓墨、模具加六、電子等的主要加工技術(shù)辫继，也是這些工業(yè)部門迅速發(fā)展的重要因素。因此俗慈，在制造業(yè)發(fā)達(dá)的美姑宽、德、日等國(guó)家保持著快速發(fā)展的勢(shì)頭闺阱。金屬切削刀具作為數(shù)控機(jī)床必不可少的配套工藝裝備炮车，在數(shù)控加工技術(shù)的帶動(dòng)下，已進(jìn)入“數(shù)控刀具”的發(fā)展階段酣溃，顯示出“三高一屖菽拢”（即高效率、高業(yè)度赊豌、高可靠性和專用化）的特點(diǎn)扛或。

　　1.二十一世紀(jì)初切削加工技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)

　　（1）高速切削將成為切削加工的新工藝
　　當(dāng)前碘饼，以高速切削為代表的干切削熙兔、硬切削等新型切削工藝已經(jīng)顯示出很多的優(yōu)點(diǎn)和強(qiáng)大的生命力，這是制造技術(shù)為提高加工效率和質(zhì)量艾恼、降低成本候妻、縮短開發(fā)周期對(duì)切削加工提出的要求。因此执摆，發(fā)展高速切削等新型切削工藝柒拌，促進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展是現(xiàn)代切削技術(shù)發(fā)展最顯著的特點(diǎn)。當(dāng)代的高速切削不只是切削速度的提高缅叔，而是需要在制造技術(shù)全面進(jìn)步和進(jìn)一步創(chuàng)新上（包括數(shù)控機(jī)床欢兑、刀具材料、涂層完株、刀具結(jié)構(gòu)等技術(shù)的重大進(jìn)步）置凤，達(dá)到切削速度和進(jìn)給速度的成倍提高，并帶動(dòng)傳統(tǒng)切削工藝的變革和創(chuàng)新颁殃，使制造業(yè)整體切削加工效率有顯著的提高辐杜，表1是現(xiàn)階段切削加工的最新水平。

　　表1 現(xiàn)階段高速切削的技術(shù)水平
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　　銑 CBN銑削灰鑄鐵 1000~2000m/min
　　削 PCD銑削鋁合金 4000~7000m/min
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　　車　氮化硅陶瓷車削灰鑄鐵 500~700m/min
　　　　CBN車削淬火鋼（60HRC） 100~200m/min
　　削　CBN車削灰鑄鐵剎車盤 700~1000m/min
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　　鉆　整體硬質(zhì)合金鉆頭鉆灰鑄鐵 100m/min
　　削
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　　攻　鈷高速鋼絲錐加工可鍛鑄鐵 61m/min
　　螺∠愿啤（M14×1.5）
　　紋
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　　滾　硬質(zhì)合金滾刀加工16MnCr5 350m/min
　　齒　金屬陶瓷滾刀加工16MnCr5 600m/min
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　　硬切削是高速切削技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域拿杉，即用單刃或多刃刀具加工淬硬零件，它與傳統(tǒng)的磨削加工相比，具有效率高展辞、柔性好奥邮、工藝簡(jiǎn)單、投資少等優(yōu)點(diǎn)罗珍，已在一些應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生較好的效果洽腺。在汽車行業(yè)，用CBN刀具加工20CrMo5淬硬齒輪（60RHC）內(nèi)孔覆旱，代替磨削蘸朋，已成為國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)推廣的新工藝。在模具行業(yè)用CBN刀具高速精銑淬硬鋼模具扣唱，采取小的走刀步距藕坯，中間不接刀，完成型面的精加工噪沙，大大減少了拋光的工作量炼彪，顯著縮短了模具的開發(fā)周期，已成為模具制造業(yè)的一項(xiàng)新工藝正歼。在機(jī)床行業(yè)用CBN旋風(fēng)銑精加工滾珠絲杠（64CRH）代替螺紋磨削辐马，用硬質(zhì)合金滾刀加工淬硬齒輪等都顯現(xiàn)出很強(qiáng)的生命力。

　∠狼骸（2）實(shí)現(xiàn)難加工材料加工技術(shù)的重大突破
　　長(zhǎng)期以來(lái)贾瞪，難加工材料如奧氏體不銹鋼、高錳鋼披锨、淬硬鋼习怒、復(fù)合材料、耐磨鑄鐵等一直是切削加工中的難題卖寻，不僅切削效率低毛咸，而且刀具壽命短。隨著制造業(yè)的發(fā)展除阐，21世紀(jì)這些材料的用量將迅速增加造星，加工的矛盾將更加突出。與此同時(shí)消贼，產(chǎn)品的材料構(gòu)成將不斷優(yōu)化毛彼，新的工程材料也不斷問(wèn)世，而每一種新型材料的采用都對(duì)切削加工提出了新的要求异凹。如在切削加工比較集中的汽車工業(yè)衫凭，其發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)器零件中硅鋁合金的比例在持續(xù)增加努释，并開始引入鎂合金和新的高強(qiáng)度鑄鐵以減輕汽車重量碘梢，節(jié)省能耗咬摇。又如在航空航天工業(yè)，煞躬、鈦合金肛鹏、鎳基合金以及超耐熱合金、陶瓷等難加工材料的應(yīng)用比例和加工難度也都將進(jìn)一步增加恩沛，能否高效加工這些材料在扰，直接關(guān)系到我國(guó)汽車、航空航天复唤、能源等重要工業(yè)部門的發(fā)展速度和制造業(yè)整體水平健田，也是對(duì)切削技術(shù)的最大挑戰(zhàn)烛卧。我們必須從21世紀(jì)初開始探索從根本上解決難加工材料大量使用及其品種性能多樣化帶來(lái)的世紀(jì)性難題佛纫，創(chuàng)新加工技術(shù)，開發(fā)包括激光在內(nèi)的新“刀刃”和加工方法总放。

　〕视睢（3）滿足制造業(yè)對(duì)切削加工新技術(shù)和新產(chǎn)品空前高漲的需求
　　進(jìn)入21世紀(jì)以后，產(chǎn)品多樣化和個(gè)性化的趨勢(shì)將進(jìn)一步加劇侥嫂，制造業(yè)的產(chǎn)品更新速度也勢(shì)必大大加快省牍。每一種新產(chǎn)品的開發(fā)都意味著零件功能、結(jié)構(gòu)莽入、材料的重大變更淀爆，也是對(duì)切削加工提出新的開發(fā)任務(wù)。如螺桿泵押棋、等速萬(wàn)向節(jié)余源、底徑定心花鍵、機(jī)床一刀具新型HSK接口范益、航空工業(yè)整體鋁合金構(gòu)件天枣、電子工業(yè)印制線路板等產(chǎn)品，無(wú)不反映著切削技術(shù)和刀具的成果虫犀。不僅如此袖指，當(dāng)前利用切削加工的柔性及現(xiàn)代切削加工和刀具技術(shù)的成果，革新零件加工方法证莺，也顯示出投入少熟什、產(chǎn)出大、見(jiàn)效快的特點(diǎn)猜旬。正如在20世紀(jì)90年代新建的轎車發(fā)電機(jī)脆栋、傳動(dòng)器生產(chǎn)線上所集中展示的那樣：缸體孔系的整體硬質(zhì)合金鉆削工藝、曲軸的“車一車?yán)惫に囄舨觥⒏咨w的金剛石高速銑削工藝筹吐、同步器齒輪的筒式拉削工藝等新的加工工藝糖耸，不僅使新建生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍加快，產(chǎn)品質(zhì)量提高丘薛，投資大量減少嘉竟，充分顯示出切削加工的巨大潛力，而且給企業(yè)在21世紀(jì)投資新項(xiàng)目洋侨、革新現(xiàn)有加工方法舍扰、發(fā)揮切削加工特長(zhǎng)、增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力方面作出了示范希坚。這種背景下边苹，制造業(yè)對(duì)切削加工新技術(shù)、新產(chǎn)品的需求在21世紀(jì)初將達(dá)到空前的高度裁僧，這既是對(duì)切削技術(shù)的挑戰(zhàn)短琴，也是對(duì)我國(guó)制造行業(yè)傳統(tǒng)觀念的挑戰(zhàn)。

　≈怯堋（4）迎接人類社會(huì)進(jìn)步對(duì)切削加工的挑戰(zhàn)
　　高速切削派生的另一項(xiàng)新工藝是干切削膏般。20世紀(jì)末，人類社會(huì)在環(huán)境保護(hù)档低、生態(tài)平衡等方面獲得了高速共識(shí)娜珍，并成為全球的共同行動(dòng)綱領(lǐng)。當(dāng)前梭甸，一個(gè)以降耗踏拓、節(jié)能、節(jié)材蜜雏、減廢韩烹、有利于環(huán)境保護(hù)和人身健康的、實(shí)行清潔安全生產(chǎn)的“綠色工程”已在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家興起拒凝。實(shí)行“綠色工程”腰凫，開發(fā)“綠色制造技術(shù)”是新世紀(jì)切削加工發(fā)展的重要課題。切削加工中的切削液對(duì)環(huán)境的污染牢裳、對(duì)操作者健康的傷害逢防，成為當(dāng)前治理的重點(diǎn)，但是對(duì)切削液所造成危害的治理增加了制造的成本蒲讯，導(dǎo)致干切削新技術(shù)的開發(fā)忘朝，并出現(xiàn)了微量潤(rùn)滑切削、冷風(fēng)切削等準(zhǔn)干切削新工藝判帮。當(dāng)前倡導(dǎo)的干切削并不是簡(jiǎn)單地把原有工藝中的切削液去掉局嘁，降低切削效率，而是進(jìn)行傳統(tǒng)切削工藝的重大變革晦墙，為新世紀(jì)提供一種清潔悦昵、安全肴茄、高效的新工藝，這是對(duì)切削技術(shù)包括刀具材料但指、涂層寡痰、結(jié)構(gòu)的全面挑戰(zhàn)。而節(jié)省刀具材料的貴重金屬資源消耗棋凳，開發(fā)刀具重磨拦坠、回收等新技術(shù)也成為切削加工對(duì)人類文明和社會(huì)進(jìn)步應(yīng)盡的責(zé)任。

　　2.加快關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

　《浯弧（1）新型刀具材料的開發(fā)應(yīng)用
　　刀具材料的發(fā)展是切削加工技術(shù)發(fā)展的首要因素佳跃。當(dāng)前刀具材料的發(fā)展有兩個(gè)重要的趨勢(shì)：一是硬質(zhì)合金刀具應(yīng)用范圍繼續(xù)擴(kuò)大，碳氮化鈦基硬質(zhì)合金（金屬陶瓷）俭宁、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金啦别、梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金與高速鋼兩種粉末復(fù)合的材料等將代替相當(dāng)一部分高速鋼刀具，包括鉆頭辱折、立銑刀郎石、絲錐等簡(jiǎn)單通用刀具和齒輪滾刀逾辕、拉刀等精密復(fù)雜刀具财调，使這一類刀具的切削速度有很大的提高。硬質(zhì)合金將在刀具材料中占主導(dǎo)地位煮沸，覆蓋大部分常規(guī)的加工領(lǐng)域兔触。二是超硬刀具材料的使用將明顯增加，隨著CBN韌性的進(jìn)一步改善腾枣，它在切削刀具中的比例將有顯著的提高审炬。PCD和單晶金剛石是高新精密加工有色金屬，陶瓷跨跨、玻璃潮峦、石墨等非金屬材料最佳的刀具。隨著汽車勇婴、航空航天忱嘹、電子、軍工等部門對(duì)這些材料需求的增加耕渴，PCD的應(yīng)用也將更加廣泛拘悦。

　　（2）涂層技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用
　　刀具涂層技術(shù)自從問(wèn)世以來(lái)橱脸，對(duì)刀具性能的改善和加工技術(shù)的進(jìn)步起著非常重要的作用础米，涂層刀具已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具的標(biāo)志，在刀具中的比例已超過(guò)50%添诉。在21世紀(jì)初屁桑，涂層刀具的比例將進(jìn)一步增加医寿，有望在技術(shù)上突破CBN涂層技術(shù)，并且實(shí)用化蘑斧，使CBN的優(yōu)良性能在更多的刀具和切削加工中得到應(yīng)用糟红，甚至精密復(fù)雜刀具和成形刀具，這將全面提高加工黑色金屬的切削水平锌褒。此外匣夭，納米級(jí)超薄、超多層涂層和氮化碳等新型涂層材料的開發(fā)應(yīng)用速度將加快勇湃，涂層將成為改善刀具性能的主要途徑坝总。

　　（3）多功能及專用刀具的開發(fā)應(yīng)用
　　為了發(fā)揮以車削加工中心和鏜銑類加工 中心為代表的數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)迅忙，提高加工效率兆距，對(duì)復(fù)雜零件的加工要求在一次裝夾中進(jìn)行多工序的集中加工，并淡化傳統(tǒng)的車姆巨、銑乏尿、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限嫩碘，是當(dāng)前提高數(shù)控機(jī)床效率迂擅、加快產(chǎn)品開發(fā)的有效途徑。為此臊啃，這也對(duì)刀具提出了多功能的新要求症丁，要求一種刀具能完成零件不同工序的加工，減少換刀次數(shù)旋圆，節(jié)省換刀時(shí)間宠默，以減少刀具的數(shù)量和庫(kù)存量，有利于管理和降低制造成本灵巧。較潰兇的有多功能車刀搀矫、銑刀、鏜銑刀刻肄、鉆銑刀瓤球、鉆一銑螺紋一倒角等刀具。與此同時(shí)肄方，在批量生產(chǎn)線上冰垄，使用針對(duì)工藝需要開發(fā)的專用刀具或智能刀具，可以提高加工效率和精度权她，減少投資虹茶。 有的專用刀具可將零件的加工時(shí)間降至原來(lái)的1/10以下，效果十分顯著隅要。

　　3.加快觀念更新蝴罪，攜手發(fā)展

　∷⒑健（1）工具制造業(yè)要把為用戶提供成套切削加工技術(shù)、革新加工 方法作為發(fā)展方向和服務(wù)內(nèi)容驱糜。隨著切削加工技術(shù)的進(jìn)步启尚，工具制造企業(yè)對(duì)參與并影響切削加工的因素有了更加科學(xué)的認(rèn)識(shí)，并用于新產(chǎn)品喧弦、新技術(shù)開發(fā)纤秃，規(guī)格品種多達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)。面對(duì)日新月異的刀具材料吕迁、涂層牌號(hào)蝎杯、結(jié)構(gòu)等的新產(chǎn)品和新技術(shù)，以及不斷涌現(xiàn)的各種加工難題肿圾，一般用戶很難正確地選擇和應(yīng)用工具行業(yè)的新成果戒甜，以達(dá)到最佳的效果。為此簇戳，工具企業(yè)要從現(xiàn)在以“賣刀具”為主走上為用戶“提供成套切削技術(shù)润申，解決具體加工問(wèn)題”的經(jīng)營(yíng)軌道，并根據(jù)自己產(chǎn)品的專業(yè)化方向樊展，精通相應(yīng)的切削工藝呻纹，不斷創(chuàng)新，開發(fā)新產(chǎn)品滚局。

　【优（2）切削刀具的用戶行業(yè)也要更新觀念，在加快采用數(shù)控機(jī)床的同時(shí)要加大對(duì)刀具的投入藤肢，充分利用刀具在提高效率、降低成本糯景、縮短交貨期嘁圈、加快新產(chǎn)品開發(fā)中的作用。國(guó)外有數(shù)據(jù)表明蟀淮，刀具費(fèi)用占制度成本2.5%~4%最住，但它卻直接影響占制造成本20%的機(jī)床費(fèi)用和38%的人工費(fèi)用，因此怠惶，進(jìn)給速度和切削速度每提高15%~20%可降低制造成本10%~15%涨缚。這說(shuō)明使用好刀具會(huì)增加成本，但效率提高則會(huì)使機(jī)床費(fèi)用和人工費(fèi)用有很大的降低策治，這正是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)所采取的經(jīng)營(yíng)策略之一脓魏。讓工具行業(yè)這個(gè)專業(yè)力量及其成果如何更好地為企業(yè)發(fā)展和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力服務(wù)，是各廠家積極思考的問(wèn)題肄埠。

　⊥恕（3）切削技術(shù)的發(fā)展要走機(jī)床知狂、工具及產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的發(fā)展出有路子，這是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)和绳，也是工具行業(yè)正在走的發(fā)展道路啰痒，這些國(guó)家的做法反映了21世紀(jì)制造技術(shù)及切削加工發(fā)展的特點(diǎn)。

　　希望經(jīng)過(guò)我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)和制造業(yè)在21世紀(jì)初的共同努力挺教，為推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)锥拖。