技術(shù)

　　隨著數(shù)控機床加工心等高效設備應用日漸普及，航空航天、汽車、高速列車、風電、電子、能源、模具等裝備制造業(yè)空前發(fā)展推動下，切削加工已邁入了一個以高速、高效環(huán)保為標志高速加工發(fā)展新時期—現(xiàn)代切削技術(shù)階段。

　　高速切削、干切削硬切削作為當前切削技術(shù)重要發(fā)展趨向，其重要地位角色日益凸顯。對這些先進切削技術(shù)應用，不僅令加工效率成倍提高，亦著實推動了產(chǎn)品開發(fā)工藝創(chuàng)新進程。例如，精密模具硬質(zhì)材料型腔，采用高轉(zhuǎn)速、小進給量小吃深加工，既可獲得很高表面質(zhì)量，又能夠省卻磨削、EDM手工拋光或減少相應工序時間，從而縮短生產(chǎn)工藝流程，提高生產(chǎn)率。

　　過去一些企業(yè)制作復雜模具時，基本上都需要3~4個月才能交付使用，而現(xiàn)采用高速切削加工後，半個月便可完成。據(jù)調(diào)查，一般工模具，有60%機加工量可用高速加工工藝來實現(xiàn)。

　　高速加工時，不但要求刀具可靠性高、切削性能好、能穩(wěn)定地斷屑卷屑、還要能達成高精度，并能實現(xiàn)快換或自動更換等。因此，對刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)、以及刀具裝夾都提出了更高要求。

　　對刀具材料要求

　　高速加工刀具最突出要求，既要有高硬度高溫硬度，又要有足夠斷裂韌性。為此，須選用細晶粒硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、聚晶金剛石（PCD）聚晶立方氮化硼（PCBN）等刀具材料—它們各有特點，適應工件材料切削速度范圍也都不同。例如，高速加工鋁、鎂、銅等有色金屬件，主要采用PCDCVD金剛石膜涂層刀具。高速加工鑄件、淬硬鋼（50~67HRC）冷硬鑄鐵主要用陶瓷刀具PCBN刀具。

　　上海大眾汽車有限公司采用Seco刀具(上海)公司生產(chǎn)立方氮化硼CBN300刀片面銑刀，柔性生產(chǎn)線上高速銑削發(fā)動機缸體平面(鑄件)，切削速度高達1600m/min，進給速度5000mm/min。用PCD刀具加工鋁合金切削速度一般為3000-4000m/min，最高更可達7500m/min。而用陶瓷PCBN刀具加工淬硬鋼冷硬鑄鐵時切削速度已達200m/min。

　　1. 硬質(zhì)合金已邁入細晶粒超細晶粒階段

　　涂層硬質(zhì)合金刀具（如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等）雖其加工工件材料范圍廣，但抗氧化溫度一般不高，所以通常只宜400-500m/min切削速度范圍內(nèi)加工鋼鐵件。對於Inconel 718高溫鎳基合金可使用陶瓷PCBN刀具。據(jù)報道，加拿大學者用SiC晶須增韌陶瓷銑削Inconel 718合金，推薦最佳切削條件為：切削速度700m/min，吃深為1-2mm，每齒進給量為0.1-0.18mm/z。

　　目前，硬質(zhì)合金已進入細晶粒(1-0.5μm)超細晶粒(<0.5μm)發(fā)展階段，過去細晶粒多用於K類(WC+Co)硬質(zhì)合金，近幾年來P類(WC+TiC+Co)M類(WC+TiC+TaC或NbC+Co)硬質(zhì)合金也向晶粒細化方向發(fā)展。

　　以往，為提高硬質(zhì)合金韌性，通常增加鈷(Co)含量，由此帶來硬度降低如今可以通過細化晶粒得到補償，并使硬質(zhì)合金抗彎強度提高到4.3GPa，已達到并超過普通高速鋼(HSS)抗彎強度，改變了人們普遍認為P類硬質(zhì)合金適於切鋼、而K類硬質(zhì)合金只適於加工鑄鐵鋁等有色金屬選材格局。

　　采用WC基超細晶粒K類硬質(zhì)合金，同樣可加工各種鋼料。細晶粒硬質(zhì)合金另一個優(yōu)點刀具刃口鋒利，尤其適於高速切削粘而韌工件材料。以日本不二越公司開發(fā)AQUA麻花鉆為例，其用細晶粒硬質(zhì)合金制造，并涂覆耐熱、耐摩擦潤滑涂層，高速濕式加工結(jié)構(gòu)鋼合金鋼（SCM）時，切削速度200m/min，進給速度1600mm/min，加工效率提高了2.5倍，刀具壽命提高2倍；干式鉆孔時，切削速度150m/min，進給速度1200mm/min。

　　2. 涂層提升到開發(fā)厚膜、復合多元涂層新階段

　　現(xiàn)如今，涂層已進入到開發(fā)厚膜、復合多元涂層新階段，新開發(fā)TiCN、TiAlN多元超薄、超多層涂層(有超薄膜涂層數(shù)可多達2000層，每層厚約1nm)與TiC、TiN、Al2O3等涂層復合，加上新型抗塑性變形基體，改善涂層韌性、涂層與基體結(jié)合強度、提高涂層耐磨性方面有了重大進展，全面提高了硬質(zhì)合金性能。

　　涂層刀具已成為現(xiàn)代切削刀具標志，刀具使用比例達到60%。涂層硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)品現(xiàn)已呈現(xiàn)品牌化、多樣化通用化趨向。例如，德國施耐爾（Schnell）公司用納米技術(shù)推出一種超長壽命LL涂層立銑刀，用其加工零件硬度超過70HRC淬硬模具鋼材時，刀具壽命可延長2-3倍。

　　瑞典Sandvik公司新推出3種涂層刀片（GC4225、GC4240、GC1030）具有較廣通用性，GC4225（突破一號）作為GC4025（P25）牌號升級產(chǎn)品，用其加工汽車曲軸鋼鍛件時，相同切削條件下刀具壽命為每個切削刃可加工41個零件，而GC4025每個切削刃能加工零件數(shù)目為14個。

　　山高（Seco）Jabro全新推出整體硬質(zhì)合金通用加工銑刀Solid2 系列刀具不僅采用了新材質(zhì)，更導入新涂層，可適用加工溫度由普通刀具800攝氏度提高到了現(xiàn)有1100攝氏度，顯著提高了加工效率刀具壽命。同時，Solid2 系列均采用了刃口鈍化處理徑向全周鏟背處理技術(shù)，使得刀具涂層與材質(zhì)結(jié)合更加完美，刀具可重磨次數(shù)也大幅提高。