金属切削技术及刀具发展现状

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制造业的发展与切削技术的进步从20世纪中期开始，由于微电子技术、信息技术、材料科学等科学技术所取得的丰硕成果及其工程化进度的加快，推动了制造业和制造技术的快速发展,到20世纪末，取得了显著的进步，并为全球经济的发展作出了重大的贡献，被誉为全球经济的发动机。总结这段历史，回顾人类社会经济和文明发展历程，各国政府对制造业的重要性有了新的认识：即使在高科技及新兴产业对经济产生巨大促进作用的今天，制造业仍是国家经济和综合实力的基础。重视和加快制造业的发展已成为世界各国尤其是像中国这样发展中大国的强国之策，从而给制造业和制造技术的发展带来了难得的机遇和新的挑战。在此期间，作为制造技术基础工艺的金属切削技术也得到了迅速的发展，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套加工技术为特征的发展新阶段。这是在制造技术全面进步和创新的基础上，包括数控机床、控制系统、刀具材料、涂层技术、刀具结构等技术的全面进步，所产生的综合效果，推动了切削加工技术的全面进步，使总体水平达到了一个新的高度。这一高度的主要特征和技术特点是高的切削速度(表1)，标志着切削加工技术进入了高速切削的新阶段。
表1现阶段高速切削实例

加工方式刀具-工件材料副切削速度

铣削cbn铣削灰铸铁1000~2000m/min

pcd铣削铝合金3000~4000m/min

车削氮化硅陶瓷车削灰铸铁500~700m/min

cbn车削淬火钢(hrc60)100~200m/min

cbn车削灰铸铁刹车盘700~1000m/min

钻削整体硬质合金钻头钻灰铸铁100m/min

攻丝钴高速钢丝锥加工可锻铸铁
(m14X1.5)61m/min

滚齿硬质合金滚刀加工16mncr5350m/min

金属陶瓷滚刀加工16mncr5600m/min

至今，高速切削已经成为先进制造技术的重要组成部分和显著的标志之一，成为制造业中装备制造工业、汽车工业、航空航天工业、模具工业等主要工业部门的关键技术。在工业发达国家，高速切削已是一项实用的新技术，积极开发应用高速切削新工艺成为企业提高加工效率和产品质量、降低制造成本、缩短交货周期从而提高竞争实力的重要举措，产生了显著的技术经济效益。因此，加快发展和应用以高速切削技术为代表的先进切削技术已成为各国制造业和制造技术各领域的共识。

图7

进展还不够快，发展也不平衡。然而在此期间可转位刀具的技术已有了新的进展，品种迅速增多，并朝着更加高效、更加适用的方向发展，开发了曲线刃铣刀刀片、带修光刃的车削刀片和通用性好的圆刀片、八角刀片等产品，应用的潜力很大，积极推广可转位刀具应成为企业技术改造的重要项目。图7是湖南钻石切削刀具股份有限公司开发的曲线刃刀片铣刀。对于大批量流水生产线的企业，要借鉴国外的经验，走开发新工艺和专用刀具的路子，提高效率降低成本，或者开发组合刀具集中工序提高效率减少投资。这样的工作要与机床制造商、刀具制造商结合起来搞才能收到成效，这是工业发达国家成熟的做法。对于单件小批生产模式的企业，要采用高效的新型刀具，如内冷却钻头、前刀面波形立铣刀等。其次可采用多功能通用刀具，一刀多用，减少换刀时间。还要打破传统的钻、铣、磨等工艺界限，通过以铣代钻、以钻代铣、以铣代攻(螺纹)、以车代磨等工艺转换取得新的加工效果。此外，加强刀具管理，减少庫存，降低刀具费用。在采用先进刀具新技术时，企业要走社会化的路子，要依靠工具制造商、经销商的技术力量。在当前新的工件材料、刀具材料、涂层牌号层出不穷的情况下，刀具品种成千上万，只有借助他们的专业人员的帮助才能选择正确的刀具，达到预期的目标，这也是目前国外工具制造商积极提倡的"系统供应"、"提供解决方案"的经营理念要达到的目的。其次，要打破对刀具费用的不正确观念－－认为好刀具"太贵"花不来，正是这种观点长期影响着我国切削技术的进步和民族工具工业的发展。刀具再"贵"也只占制造成本的2%~4%(在我国多数企业还不到2%)，只有用了"贵"的好刀，提高了效率才能大大降低单件的成本，增加企业的效益，最终取得投入少产出多的效果。通过具体的加工实例可以证明，刀具的费用分摊到每个产品上不是多了反而是少了。最后，希望通过大家的努力把本单位的切削技术搞上去，共同为推动我国制造业和制造技术的进步作出贡献。