金属切削的发展

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1、数控可转位刀具在生产中的使用数控可转位刀具的发展概况50年代美国在研究切屑可控技术的基础上提出了“可转位”概念，并开发出可转位刀具的雏形，产生了刀具结构的“革命”。60年代，西方工业化国家对可转位刀具的基本结构进行了开发，不断改进生产工艺，开始了普及应用。70年代可转位刀具全面进入普及和发展阶段。80年代进入成熟期，可转位结构已广泛应用于各种车削刀具、切断刀、车槽刀、螺纹车刀、铣削刀具、镗削刀具、钻削刀具、拉削刀具、齿轮刀具和自动化加工专用刀具领域。数控可转位刀具的概述随着机械加工技术的发展，生产进入数控化、自动化，加工效率不断提高，加工对象日趋复杂，这就要求切削刀具具

2、有高可靠性、高精度、高寿命，以及良好的断屑性、可快互换性与之相适应。为满足这些新的高要求，刀具领域产生了一系列的变革，“切削刀片可转位化”便是刀具结构中有代表性的一次变革。多年来的国内外生产实践表明，数控可转位刀具的开发与应用，不仅改变了机加工车间的面貌，提高了企业技术经济效益，而且推动了机械加工技术的发展。数控可转位刀具是现代切削刀具中具有时代特征的一种先进刀具。可转位刀具就是将带有多个切削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具。当在使用过程中一个切削刃磨钝了后，只要将刀片的夹紧松开，转位或更换刀片，使新的切削刃进入工作位置，再经夹紧就可以继续使用。如

3、下图1所示的可转位外螺纹车刀15，刀片共有三个切削刃，当一个切削刃用钝后很快换到第二个切削刃而不用重新对刀和加工调试，立即就可以投入生产中去了。图1数控可转位刀具的优势图2在过去的一百年里，刀具材料的发展进入了空前繁荣的阶段，随着新的刀具材质的不断推出，切削效率成倍的提高。同样一个工件，在一百年前可能需要100分钟才能加工完成，而现在可能仅需要1分钟就可加工完成，以下是统计出的在车削中的由于刀具材料的变化而使加工时间极大缩小的图表。（见图2）从上图可以看出，随着新材料的推出，除个别领域外，硬质合金刀具已经取代了高速钢刀具，在国外可转位刀具已经取代了普通硬质合金刀具，在国

4、内可转位刀具目前也有取代焊接式硬质合金的可能。15随着新技术，新工艺的不断引进吸收，现代加工给工件留的余量越来越小。现在化的产品对品质的要求越来越高，对产品的精度都有很高的一致性要求。随着科技的发展，竞争的加剧，现代加工对新产品开发速度要求越来越快，新产品的快速推出决定着企业的生死存亡。随着生产节奏的加快，用户对产品供货的要求进一步加快。现在的生产已经将加工效率放在了第一的位置。效率优先原则，是现代刀具的发展指导思想，现代刀具企业最响亮的竞争口号，就是为整个制造业提供效率最高的切削刀具。制造业也懂得了，通过采用高效刀具，提高劳动生产率来降低成本，比单纯节省刀具费用更加有

5、利。所以，在现代刀具的制造和使用领域，效率优先已经代替了传统的性能价格比老概念。这一变化，为高技术含量的现代高效刀具的发展铺平了道路。在过去的70年间，镀层和未镀层的硬质合金材料都得到了快速的发展，而导致了生产效率的稳步提高。几乎每一年，都会推出新的断屑槽形、新的材料或新的镀层，使加工成本得以持续下降。随着模块化工具系统的应用，数控工具和刀具修磨机床也成为促进加工技术进步的另一个重要因素。在这些系统中最重要的部分是自动换刀系统；其余的部分是减少库存和减低加工时间。下表为国内某汽车厂传动轴粗车加工不同刀具消耗的对比表。（见表1）表1传动轴粗车加工不同刀具消耗的对比表刀具类

6、型项目焊接刀具可转位刀具不涂层刀具涂层刀具每个刀片的重量301313每个刀片加工零件数量（件）2.51030加工每百个零件所消耗刀杆钢材重量（公斤）6001.860.815加工每百个零件所消耗合金刀片重量（公斤）15.31.30.45加工每百个零件所需刀杆的加工工时（小时）25042经过国内外多年的生产实践表明，数控可转位刀具在大部分领域已经能完全取代普通硬质合金刀具了。表2的数据就可以说明问题。表2世界各国可转位刀片占硬质合金刀片的产量比较国家日本德国美国瑞典比例80-85%90%91%92%注：此数据为1990年统计数据可转位刀具之所以能在世界范围内被广泛的使用，是

7、和其特征分不开的。数控可转位刀具与焊接式刀具和整体式刀具相比有四个特征，其一是刀体上安装的刀片，有多个预先加工好的切削刃供使用。其二是刀片转位后的切削刃在刀体上位置不变，并具有相同的几何参数。其三是同一刀体可装各种材质，各种前角，各种刃型的刀片。其四是刀片性能不会因焊接而受损，且可以使用各种涂层刀片，能应对因刀片材质和涂层发展而使加工领域发生的变化。15可转位刀具的这几个特征能明显的提高加工效率。操作者不用磨刀了，减少了磨刀、换刀、对刀的准备时间，可减少许多的停机换刀时间。每个切削刃，每个刀片都有稳定且刀具角度相同的切削刃换位后以供使用，