隨著數控機床和加工中心等高效設備應用的日漸普及，在航空航天、汽車、高速列車、風電、電子、能源、模具等裝備制造業的空前發展推動下， 萬能滑枕銑床切削加工(gong)已邁入了一個(ge)以高(gao)速、高(gao)效和(he)環保為標志的高(gao)速加工(gong)發(fa)展的新時期—現代切削技(ji)術階段。 

　　高(gao)(gao)速(su)切削(xue)(xue)、干(gan)切削(xue)(xue)和(he)硬(ying)切削(xue)(xue)作為當前(qian)切削(xue)(xue)技(ji)術的(de)重要(yao)發展(zhan)趨(qu)向，其(qi)重要(yao)地位和(he)角色日益凸顯(xian)。對(dui)這些先(xian)進切削(xue)(xue)技(ji)術的(de)應用，不僅令加工效率(lv)成倍提(ti)高(gao)(gao)，亦著(zhu)實推動了產品開發和(he)工藝創新的(de)進程(cheng)(cheng)。例如，精密模具(ju)硬(ying)質(zhi)材(cai)料的(de)型(xing)腔，采(cai)用高(gao)(gao)轉速(su)、小(xiao)進給量(liang)和(he)小(xiao)吃深加工，既可獲得很(hen)高(gao)(gao)的(de)表面質(zhi)量(liang)，又能夠省卻磨削(xue)(xue)、EDM和(he)手工拋光或減少相應工序的(de)時間，從(cong)而縮短生產工藝流程(cheng)(cheng)，提(ti)高(gao)(gao)生產率(lv)。 

　　過去一些企業制作復雜(za)模具時，基本上(shang)都需要3~4個(ge)月才能交付使用(yong)，而現在采用(yong)高速(su)切削加(jia)工(gong)(gong)後，半個(ge)月便可完(wan)成。據調查，一般的工(gong)(gong)模具，有60%的機加(jia)工(gong)(gong)量可用(yong)高速(su)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝來實現。 ;

　　高速(su)加工(gong)時，不(bu)但要求刀(dao)(dao)具(ju)(ju)可靠性(xing)高、切(qie)削性(xing)能(neng)(neng)好、能(neng)(neng)穩(wen)定(ding)地斷屑(xie)和卷屑(xie)、還要能(neng)(neng)達(da)成(cheng)高精度，并(bing)能(neng)(neng)實(shi)現快換或(huo)自動(dong)更換等。因此，對(dui)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)材(cai)料、刀(dao)(dao)具(ju)(ju)結構、以及(ji)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的裝夾都提出了更高要求。 

　　對刀具材料的要求 

　　高(gao)(gao)(gao)速(su)加工(gong)(gong)刀(dao)具最突出的(de)要(yao)求(qiu)是，既要(yao)有(you)(you)高(gao)(gao)(gao)的(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)和(he)(he)(he)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)，又要(yao)有(you)(you)足夠的(de)斷裂韌(ren)性。為此，須選用(yong)(yong)細晶(jing)粒硬(ying)(ying)(ying)質(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)、涂層(ceng)硬(ying)(ying)(ying)質(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)、陶(tao)瓷、聚(ju)晶(jing)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(PCD)和(he)(he)(he)聚(ju)晶(jing)立(li)方氮化(hua)硼(PCBN)等(deng)刀(dao)具材(cai)料(liao)(liao)—它們(men)各有(you)(you)特(te)點(dian)，適應的(de)工(gong)(gong)件材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)(he)切(qie)削速(su)度(du)(du)范圍也都(dou)不同。例如(ru)，高(gao)(gao)(gao)速(su)加工(gong)(gong)鋁、鎂、銅等(deng)有(you)(you)色金(jin)(jin)(jin)屬件，主(zhu)要(yao)采用(yong)(yong)PCD和(he)(he)(he)CVD金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石膜涂層(ceng)刀(dao)具。高(gao)(gao)(gao)速(su)加工(gong)(gong)鑄(zhu)件、淬(cui)硬(ying)(ying)(ying)鋼(50~67HRC)和(he)(he)(he)冷硬(ying)(ying)(ying)鑄(zhu)鐵主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)陶(tao)瓷刀(dao)具和(he)(he)(he)PCBN刀(dao)具。 

　　上海(hai)大眾汽車(che)有限公司采用(yong)Seco刀(dao)(dao)(dao)具(ju)(上海(hai))公司生產的(de)(de)立方氮(dan)化硼CBN300刀(dao)(dao)(dao)片面(mian)銑刀(dao)(dao)(dao)，在柔性(xing)生產線上高速銑削(xue)發(fa)動機缸體平面(mian)(鑄件)，切(qie)削(xue)速度(du)(du)高達1600m/min，進(jin)給速度(du)(du)5000mm/min。用(yong)PCD刀(dao)(dao)(dao)具(ju)加(jia)工(gong)鋁合金的(de)(de)切(qie)削(xue)速度(du)(du)一般(ban)為3000-4000m/min，最高更(geng)可達7500m/min。而用(yong)陶瓷和PCBN刀(dao)(dao)(dao)具(ju)加(jia)工(gong)淬硬鋼(gang)和冷硬鑄鐵時的(de)(de)切(qie)削(xue)速度(du)(du)已達200m/min。 

　　1.硬質合金已(yi)邁(mai)入(ru)細晶粒超細晶粒階段 

　　涂(tu)層硬(ying)質合金刀具(ju)(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)雖(sui)其加(jia)(jia)工工件材料范圍(wei)廣，但(dan)抗(kang)氧化溫度(du)一般不高(gao)，所以通常(chang)只宜在400-500m/min的切(qie)削速度(du)范圍(wei)內(nei)加(jia)(jia)工鋼(gang)鐵件。對於Inconel718高(gao)溫鎳(nie)基合金可使用(yong)陶(tao)瓷和PCBN刀具(ju)。據報道，加(jia)(jia)拿(na)大學者用(yong)SiC晶須增韌陶(tao)瓷銑削Inconel718合金，推薦最佳的切(qie)削條(tiao)件為：切(qie)削速度(du)700m/min，吃(chi)深為1-2mm，每(mei)齒進(jin)給量為0.1-0.18mm/z。 

　　目(mu)前(qian)，硬質(zhi)合(he)金已進入細晶粒(li)(1-0.5μm)和超細晶粒(li)(<0.5μm)的(de)發展階段，過去細晶粒(li)多用於K類(lei)(WC+Co)硬質(zhi)合(he)金，近(jin)幾年來P類(lei)(WC+TiC+Co)和M類(lei)(WC+TiC+TaC或NbC+Co)硬質(zhi)合(he)金也向晶粒(li)細化方向發展。 

　　以往，為(wei)提高硬(ying)質合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)韌性，通常是增加鈷(Co)的(de)(de)含量，由(you)此(ci)帶來的(de)(de)硬(ying)度降低如今可以通過(guo)細化(hua)晶(jing)粒得到補償(chang)，并使硬(ying)質合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗彎強(qiang)度提高到4.3GPa，已達到并超過(guo)普通高速(su)鋼(HSS)的(de)(de)抗彎強(qiang)度，改變了人們普遍認(ren)為(wei)P類硬(ying)質合(he)(he)金(jin)(jin)適(shi)於切(qie)鋼、而K類硬(ying)質合(he)(he)金(jin)(jin)只適(shi)於加工鑄鐵和鋁等有色金(jin)(jin)屬的(de)(de)選材格局。 

　　采(cai)用(yong)WC基(ji)的(de)超細晶(jing)粒(li)K類硬質合(he)金(jin)，同樣(yang)可加工各種鋼(gang)料。細晶(jing)粒(li)硬質合(he)金(jin)的(de)另一個優點是刀具(ju)刃口鋒利，尤(you)其(qi)適於高(gao)速(su)(su)切(qie)(qie)削(xue)粘而(er)韌的(de)工件材料。以日本不(bu)二越(yue)公司開發的(de)AQUA麻花鉆為例(li)，其(qi)用(yong)細晶(jing)粒(li)硬質合(he)金(jin)制造，并涂覆耐(nai)(nai)熱、耐(nai)(nai)摩擦的(de)潤滑(hua)涂層，在高(gao)速(su)(su)濕式加工結構(gou)鋼(gang)和合(he)金(jin)鋼(gang)(SCM)時(shi)，切(qie)(qie)削(xue)速(su)(su)度200m/min，進(jin)給(gei)速(su)(su)度1600mm/min，加工效率提(ti)高(gao)了(le)2.5倍(bei)，刀具(ju)壽命提(ti)高(gao)2倍(bei)；干式鉆孔時(shi)，切(qie)(qie)削(xue)速(su)(su)度150m/min，進(jin)給(gei)速(su)(su)度1200mm/min。 

　　2.涂(tu)層(ceng)提升到開發厚膜(mo)、復合和(he)多元涂(tu)層(ceng)的新階段 

　　現如今(jin)，涂(tu)層(ceng)(ceng)已進入到(dao)開發厚膜、復(fu)(fu)合(he)(he)和(he)多元(yuan)涂(tu)層(ceng)(ceng)的新階段，新開發的TiCN、TiAlN多元(yuan)超薄、超多層(ceng)(ceng)涂(tu)層(ceng)(ceng)(有的超薄膜涂(tu)層(ceng)(ceng)數(shu)可多達2000層(ceng)(ceng)，每(mei)層(ceng)(ceng)厚約1nm)與(yu)TiC、TiN、Al2O3等(deng)涂(tu)層(ceng)(ceng)的復(fu)(fu)合(he)(he)，加上(shang)新型抗塑性(xing)變形(xing)的基(ji)體，在改善涂(tu)層(ceng)(ceng)的韌(ren)性(xing)、涂(tu)層(ceng)(ceng)與(yu)基(ji)體的結(jie)合(he)(he)強度(du)、提高(gao)(gao)涂(tu)層(ceng)(ceng)的耐(nai)磨性(xing)方(fang)面有了重大進展，全面提高(gao)(gao)了硬質合(he)(he)金的性(xing)能(neng)。 

　　涂層(ceng)(ceng)刀(dao)(dao)具(ju)已成為現代切削刀(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)標(biao)志，在刀(dao)(dao)具(ju)中的(de)(de)使(shi)用(yong)比例(li)達到(dao)60%。涂層(ceng)(ceng)硬(ying)質合金(jin)刀(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)產(chan)品現已呈現品牌化、多(duo)樣化和通用(yong)化的(de)(de)趨向。例(li)如，德國施耐(nai)爾(Schnell)公司(si)用(yong)納米技術推(tui)出的(de)(de)一(yi)種(zhong)超長壽命(ming)LL涂層(ceng)(ceng)立(li)銑刀(dao)(dao)，用(yong)其加工零(ling)件(jian)硬(ying)度超過70HRC淬硬(ying)模具(ju)鋼材時，刀(dao)(dao)具(ju)壽命(ming)可延長2-3倍。淘寶(bao)網女裝(zhuang)瘦腰豐胸紅(hong)血絲抗痘祛痘產(chan)品哪(na)種(zhong)好護膚排(pai)毒方法哪(na)種(zhong)好毛(mao)孔身(shen)體去皺什么牌子的(de)(de)好 

　　瑞典Sandvik公司新推出的3種涂層刀(dao)(dao)片(GC4225、GC4240、GC1030)具(ju)有(you)較(jiao)廣的通用性，GC4225(突破一號)作為(wei)GC4025(P25)牌號的升級(ji)產品(pin)，用其加工汽車曲軸鋼鍛件(jian)(jian)時(shi)，在相同切削(xue)條(tiao)件(jian)(jian)下的刀(dao)(dao)具(ju)壽命為(wei)每個(ge)(ge)切削(xue)刃可加工41個(ge)(ge)零件(jian)(jian)，而(er)GC4025每個(ge)(ge)切削(xue)刃能加工的零件(jian)(jian)數目為(wei)14個(ge)(ge)。 

　　山(shan)高(gao)(Seco)Jabro全新(xin)推出的(de)(de)(de)整體(ti)硬質(zhi)合(he)金通(tong)用加工(gong)銑刀Solid2系列刀具(ju)(ju)不僅采用了(le)(le)新(xin)材質(zhi)，更導入新(xin)的(de)(de)(de)涂(tu)層，可(ke)適用的(de)(de)(de)加工(gong)溫度由普通(tong)刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)800攝(she)氏(shi)度提高(gao)到了(le)(le)現有的(de)(de)(de)1100攝(she)氏(shi)度，顯著(zhu)提高(gao)了(le)(le)加工(gong)效率和刀具(ju)(ju)壽命。同時，Solid2系列均采用了(le)(le)刃口鈍化處理和徑(jing)向全周鏟背處理技術(shu)，使得刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)涂(tu)層與材質(zhi)結合(he)更加完美，刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)可(ke)重磨(mo)次數也(ye)大(da)幅提高(gao)。 

　　美國(guo)Kennametal公司推出(chu)的(de)H7刀片系(xi)TiAlN涂(tu)層(ceng)，專為高(gao)速銑削(xue)(xue)合(he)金鋼、高(gao)合(he)金鋼和(he)(he)不銹鋼而(er)設計。而(er)德國(guo)Guhring公司推出(chu)的(de)商品名為“Fire”的(de)孔加工(gong)刀具涂(tu)層(ceng)，則是一種通(tong)(tong)用性的(de)復合(he)涂(tu)層(ceng)—融匯有TiN、TiCN和(he)(he)TiAlN三種涂(tu)層(ceng)，兼具這三種涂(tu)層(ceng)材料(liao)的(de)優點，既適(shi)(shi)用於干(gan)切削(xue)(xue)和(he)(he)硬切削(xue)(xue)，也適(shi)(shi)合(he)普通(tong)(tong)切削(xue)(xue)。 

　　特別值得強調的(de)是，近幾(ji)年發展(zhan)起(qi)來的(de)在硬(ying)質合(he)金(jin)表面涂覆金(jin)剛石的(de)技(ji)術，使硬(ying)質合(he)金(jin)不僅(jin)在黑(hei)色(se)金(jin)屬領域，而且在有色(se)金(jin)屬領域中(zhong)的(de)切削效率獲得了全(quan)面提(ti)高。由(you)此(ci)可知，硬(ying)質合(he)金(jin)今後仍將(jiang)是制(zhi)作(zuo)高速加工刀(dao)具的(de)主要(yao)基體材料(liao)。 

　　目(mu)前(qian)，美(mei)國、瑞典和(he)(he)日(ri)本(ben)都(dou)相(xiang)繼推出了(le)金剛石涂層的絲錐、鉆頭、立銑刀和(he)(he)帶斷屑(xie)槽可轉位刀片(如Sandvik公司(si)的CD1810和(he)(he)美(mei)國Kennametal公司(si)的KCD25牌號(hao))等產(chan)品，用於有色金屬和(he)(he)非金屬材料的高速(su)精密加工。而另一種適於加工鋼鐵材料的CBN涂層也已開(kai)發(fa)成功，并正走向工業(ye)試用階段(duan)。 

　　對刀具幾何參數和斷屑槽的要求 

　　1.幾何參數 

　　高速(su)切(qie)削(xue)和(he)干切(qie)削(xue)時，刀具的主要失(shi)效原因是月牙洼磨損(sun)和(he)刀尖處的熱(re)磨損(sun)。 

　　這是由於刀具(ju)(ju)與(yu)切屑(xie)、以及刀具(ju)(ju)與(yu)工件接觸區(qu)界(jie)面上(shang)(shang)溫(wen)度較(jiao)高(gao)所引(yin)起的(de)。因(yin)此，高(gao)速加工比普通切削加工時的(de)刀具(ju)(ju)前角要(yao)取得稍大一些，以降低切削區(qu)溫(wen)度，并在刃口上(shang)(shang)作出(chu)負倒(dao)棱。 

　　為防止刀(dao)(dao)尖處(chu)熱磨損(sun)(sun)，主副切(qie)(qie)削刃連接處(chu)應采用(yong)修圓刀(dao)(dao)尖或倒角刀(dao)(dao)尖，以增大刀(dao)(dao)尖角，加大刀(dao)(dao)尖附近(jin)刃區切(qie)(qie)削刃的(de)長度和刀(dao)(dao)頭材料的(de)體積，以提高刀(dao)(dao)具剛(gang)性和減少切(qie)(qie)削刃破損(sun)(sun)的(de)概率(lv)。 

　　美國Carboloy公司(si)推出的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)適(shi)於干切削用(yong)的(de)(de)(de)ME-13新型硬質合(he)金(jin)刀(dao)片，其具(ju)有(you)大前(qian)(qian)角(達34°)、加強刃(ren)并(bing)有(you)一(yi)個帶(dai)筋的(de)(de)(de)前(qian)(qian)刀(dao)面，顯(xian)著減少了切屑與刀(dao)片前(qian)(qian)刀(dao)面之(zhi)間的(de)(de)(de)接觸面積，使(shi)產生熱量被切屑帶(dai)走。據稱(cheng)，這種(zhong)刀(dao)片工作時(shi)的(de)(de)(de)溫度(du)比傳統刀(dao)片要低400℃，能顯(xian)著減小切削力并(bing)使(shi)刀(dao)具(ju)壽(shou)命(ming)提高(gao)一(yi)倍以上。該公司(si)用(yong)大前(qian)(qian)角的(de)(de)(de)涂層硬質合(he)金(jin)齒冠立銑刀(dao)高(gao)速銑削硬度(du)高(gao)達55HRC模具(ju)鋼時(shi)，切削速度(du)120m/min，進給速度(du)7.6m/min，軸(zhou)向吃深0.51mm，徑向吃深0.25mm，采用(yong)干式(shi)切削，刀(dao)具(ju)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)則長達1.5h。 

　　國(guo)外還開(kai)發了帶(dai)正前(qian)(qian)角(jiao)(jiao)的(de)螺旋形(xing)切(qie)削(xue)(xue)刃銑(xian)(xian)削(xue)(xue)刀(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)片，使刀(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)具有更合理的(de)幾(ji)何參數，刀(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)片沿切(qie)削(xue)(xue)刃幾(ji)乎有恒定(ding)不變(bian)(bian)的(de)前(qian)(qian)角(jiao)(jiao)，背前(qian)(qian)角(jiao)(jiao)或側前(qian)(qian)角(jiao)(jiao)可由(you)負變(bian)(bian)正或由(you)小變(bian)(bian)大，切(qie)削(xue)(xue)更加(jia)輕快平穩(wen)，使可轉位(wei)面銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)、立(li)銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)和槽銑(xian)(xian)刀(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)切(qie)削(xue)(xue)性能(neng)提高(gao)到(dao)一(yi)個新的(de)水平，刀(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)具壽命可提高(gao)50%-250%，切(qie)削(xue)(xue)效率提高(gao)30%-40%。 

　　美國一家公司采用這種新型刀片制作的立銑(xian)刀干銑(xian)削17-4PH不銹鋼的周(zhou)邊，切(qie)削用量(liang)為：銑(xian)削速度304m/min，進(jin)給速度1270mm/min，每齒進(jin)給量(liang)為0.14mm/z，20S去除余量(liang)36cm3。 

　　2.斷(duan)屑槽型(xing) 

　　為(wei)(wei)能穩定地(di)斷屑(xie)和卷屑(xie)，刀片上(shang)須作出合適的(de)(de)斷屑(xie)槽型(xing)。目前，可轉位刀片上(shang)三維曲面斷屑(xie)槽型(xing)的(de)(de)設計和制造技術已較為(wei)(wei)成(cheng)熟，針對(dui)不同(tong)的(de)(de)工(gong)件材料和不同(tong)的(de)(de)切削用量，業已開(kai)發出相應(ying)的(de)(de)通用斷屑(xie)槽型(xing)系(xi)列。 

　　如瑞典(dian)Sandvik公(gong)司(si)推出的(de)R、M和(he)F等(deng)槽(cao)型(xing)系列(lie)(鋼材粗加(jia)工(gong)(gong)、半(ban)精加(jia)工(gong)(gong)和(he)精加(jia)工(gong)(gong)相應采用PR、PM和(he)PF的(de)槽(cao)型(xing)，切不銹鋼時(shi)用MR、MM和(he)MF的(de)槽(cao)型(xing)，切鑄(zhu)件(jian)和(he)有(you)色(se)金屬用KR、KM和(he)KF的(de)槽(cao)型(xing))，以(yi)及以(yi)色(se)列(lie)Iscar公(gong)司(si)以(yi)“霸王刀”為典(dian)型(xing)的(de)槽(cao)型(xing)設計都獨樹一幟。 

　　這些刀(dao)片上(shang)斷(duan)屑槽的(de)(de)(de)斷(duan)屑范圍(wei)寬(kuan)，適(shi)應性(xing)好。它們都具有(you)空(kong)間切(qie)削(xue)刃(ren)和曲面前刀(dao)面，切(qie)削(xue)刃(ren)上(shang)的(de)(de)(de)法(fa)前角可調整為零(ling)度或負(fu)值(zhi)，而工(gong)作前角為合適(shi)的(de)(de)(de)正值(zhi)，所以切(qie)削(xue)力小，刃(ren)口強度高，抗高速(su)時的(de)(de)(de)磨損能力強，預示著高速(su)加工(gong)刀(dao)具刃(ren)形結構發展的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)。

免責聲明：本文系編(bian)輯轉載(zai)，轉載(zai)目的(de)僅在(zai)于傳遞更多信息。如果您認為我們的(de)轉載(zai)違反了《著(zhu)作權法》或損害了您的(de)利益(yi)，請及時(shi)聯系我們，我們將第一時(shi)間處理(li)。