切削技术及刀具发展现状

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1、切削技术及刀具发展现状第一，开创了高速切削等新工艺，全面提高了加工效率。高速切削作为一种新的切削工艺显示出独特的优越性。首先，切削效率冇显著的捉高,以轿车发动机的5大件加工为例，在近10年左右的时间里，生产效率提高了约广2倍，如加工铝合金缸盖的PCD面铳刀，铳削速度己达4021m/min,进给速度5670mm/min，比我国90年代初引进的生产线又提高了一倍；又如精加工灰铸铁缸体的CBN面僦刀，铳削速度已达2000m/niin,比传统的硬质合金面铳丿J提高了10倍。其次，高速切削还有利于提高产品质量、降低制造成本、缩短交货周期。此外，在高速切削技术的基础上，开发了干切削（

2、准丁切削、微量润滑切削）、便切削（以车代磨、以铳代磨）等新工艺，不仅提高了加工效率，改变了传统不同切削加工的界限，而且开创了切削加工“绿色制造”的新时代。硬切削技术已成为汽车齿轮内孔精加工、淬硬模具加工实用的高效新工艺，图1所示为加工65HRC的模具。与此同时，根据不同的加工耍求还出现了高进给速度的高效加工丄艺或高生产率加工工艺（HPM、HSM）,反映出高速切削技术的巨大发展潜力。第二，以硬质合金材料为主的各种刀具材料性能全面捉高。硬质合金的性能不断改进，应用面扩人，成为切削加工主要的刀具材料，对推动切削效率的提高起到了重要作用。首先是细颗粒、超细颗粒硬质合金材料的开发，

3、显苦地提高了硬质合金材料的强度和韧性，用它制造的整体硬合金刀具，尤其是通用的量大面广的小小规格的钻头、立铳刀、丝锥等刀具，用來代替传统的髙速钢刀具，使切削速度和加工效率提高了数倍，把量大而广的通用刀具带入了高速切削的范围，为切削加工全而进入高速切削阶段打下了半壁江山。目前整体硬质合金刀具已成为国内外工具公司的常规产站，并将随着整个切削加工水平的提高得到越来越广泛的应用。目前，国内湖南钻石硬质合金工具有限公司、上海工具厂有限公司、四平兴工刃具有限公司等企业也都能生产整体硬质合金立锥刀、丝锥、钻头等系列产品，图2所示是湖南钻石硬质合金股份有限公司牛产的整体硬质合金刀具。不仅如

4、此，整体硬质合金还在一些复杂成形刀具屮得到应川。其次，硬质合金加压烧结等新工艺的开发和使用，提高了破质合金的内在质量；以及针对不同加工的需求开发专川牌号的做法，又进一步捉高了碘质合金的使用性能。在作为化学涂层硬质合金刀片牌号的皋体材料时,开发了具有良好抗鴉性变形能力和韧性表层的梯度硬质合金，提高了涂层硬质合金刀片的切削性能和应用范围。陶瓷和金属陶瓷刀具材料品种增多，强度和韧性提高，扩大了应用领域和加工范围，在钢材、铸铁的精加工、半精加工中代替便质合金，提高了加工效率和产品质量。目前，这类刀具材料不仅可用在单件、小批生产，而R已用于流水线的批量生产中，并R因为价格较低,可作

5、为T切削、硬切削的首选刀具。PCD、CBN超硬刀具材料韧性和制造工艺的改进，使应用领域不断扩人。用CBN制造的缸孔?刀己对用在口动生产线上以及铸铁和淬硬件的加工中，并从精加丄领域扩大到半精加工领域，使切削加工的效率大幅提鬲。铝合金是航空工业和汽年工业的重要材料，高效加工铝合金是这两个工业部门的一项关键技术，目前由于川PCD制造的各种高性能刀具的广泛应川，切削效率显著捉高，最高的切削速度已达7000m/mino产站已从原來车刀、面铳刀扩大到立铳刀、钻头、餃刀、成形刀具等；PCD还是加工右墨、合成材料等非金属材料唯-的高效刀具。可以预见，随着CBN、PCD刀具的推广，刀具品种

6、将进一步增多，应用领域进一步扩人，在切削加工朝着高速、高效加工方向发展中起到领先的作用。在刀具材料发展屮仍要提到高速钢材料的发展，尽管高速钢刀具与换质合金刀具相比在全世界的销售额以每年约5%的数量在减少，但是高性能的钻高速钢和粉末冶金高速钢的使用量在不断增加。这两种高性能高速钢已有很长的历史，它们比普通的高速钢有更好的耐磨性、红硬性和使用的可靠性，尤其是粉末冶金高速钢的性能更好，但由于价格高，过去主要用在航空航天匚业加工难加工材料。随着人们对切削加工效率的追求和观念的转变，这些高性能鬲速钢的刀具首先在口动线上大量采用，如钻头、立铳刀、丝锥等通用刀具和齿轮刀具、拉刀等精密复

7、杂刀具，收到了捉高切削速度和加工质量、使用可靠和延长刀具寿命的效果。近几年，用高性能高速钢制造的上述刀具已扩大应用到一般的加工中，成为国外高速钢刀具的常规产品。综上所述，在各种刀具材料的发展屮，硬质合金起着主导的作用，但其他刀具材料的性能也得到了显著的改善，扩人了各白的应用领域，形成了各种刀具材料既有独特优势和使用范围又相互取代补充的整体格局。可以说正是刀具材料的金面的迅速的发展为当今高速、高效率的金属切削加工贾定了棊础。第三，涂层成为提高刀具性能的关键技术。刀具的涂层技术在现代切削加工和刀具的发展中起着十分重要的作用，自从问