切削技术与刀具工业的新时代

158机床

    在高新技术的带动和制造业发展的影响下，当代切削技术的进步和刀具工业的变化显现出质的飞跃。例如，作为现代切削技术显著特征的高速切削，它的问世及实用化是制造技术在信息技术等高新技术的带动下和数控加工技术全面进步的基础上所达到的切削新水平，切削速度5～10倍的提高，以至于在用硬质合金刀具加工某些材料时，可达到的切削速度已超过了切削机理变化的临界点，切削温度随切削速度的提高而降低。因此，代表着一种新的切削工艺的诞生，标志着切削加工进入了一个新的阶段。  

    在切削技术取得阶段性发展的同时，也带动着刀具工业的快速发展。为适应现代制造业发展的需要，刀具工业的内涵、作用、地位也发生了重大的变化。从单纯的刀具产品生产、供应，扩大至新切削工艺的开发，及相应的配套技术和产品的开发，并从单纯刀具供应商的地位上升至成为用户企业提高生产效率和产品质量、降低制造成本的重要合作伙伴，显示出一个新型刀具工业的雏形。

    从时代变迁的高度来了解和认识切削技术、刀具乃至刀具工业的发展和变化，对于正在建设制造强国的我国工业界具有重要的现实意义，将加强我们对发展我国切削技术的紧迫感和责任感。应当说，加快我国切削技术的发展和刀具工业的变革，还具有相当的紧迫性。  

    切削刀具实现了向高科技产品的飞跃

    在传统的机械加工企业里，刀具曾长期被列入低值易耗品的管理范围。这一方面反映出对刀具重要性的忽视，另一方面也是对当时刀具产品技术含量低下的客观反映。从上世纪70年代以来，随着数控机床发展而发展起来的所谓“数控刀具”，引领着切削刀具朝着三高一专(高效率、高精度、高可靠性和专用化)方向不断发展，把传统的刀具产品发展成为高附加值、高科技含量的产品。目前，在刀具材料、涂层技术、刀具结构等方面所取得的进展均属于当代材料、信息学科、计算机、微电子应用技术的最新成果。  
    首先，是在刀具材料和涂层技术方面。刀具材料的现状是：各种刀具材料的性能都有显著提高，形成了每种刀具材料既有独特的优势和使用范围又相互取代补充的格局，使切削加工的各领域、各工序的效率和总体水平有显著的提高。硬质合金成为刀具的主要材料，出现了适用于做涂层基体的倾斜机能材料；适合做量大面广的钻头、立铣刀、丝锥等通用刀具和IT产业微型刀具的细颗粒、超细颗粒硬质合金材料；这类硬质合金的强度超过3000N/mm2，甚至达到4000N/mm2以上，为普通硬质合金材料的1倍，从而扩大了硬质合金刀具的应用范围。近年来，涂层技术取得了重大的进展，能针对刀具不同的加工对象及使用要求开发多种牌号，或复合多层、梯度结构、纳米结构的涂层。最新的AlCrN涂层和TiN-Si3N4纳米结构涂层， 其涂层的硬度分别达到HV3200和HV4000，耐氧化温度达到1100℃，显著地提高了刀具的切削性能，是材料科技领域里的最新研究成果。又如已实用化的金刚石涂层和正在开发的CBN涂层都属于高新技术的范畴。刀具材料和涂层技术的进步，不仅提高了标准通用刀具的性能，而且也提高了齿轮滚刀、剃齿刀等精密复杂刀具的性能，为切削刀具性能的升级换代奠定了基础。