刀具与切削加工新技术

切削加工对制造业发展及技术进步起重要作用切削加工技术进入了“高速高效”的发展新阶段出现了新的切削工艺如高速切削、高效切削、硬切削、干式切削等以及新的加工方法如插铣、高速螺纹铣等；创新开发了很多先进刀具和工具系统；切削专业的内涵和行业的发展机制都有重大的进展；切削加工效率成倍提高；对制造业的发展和技术进步发挥了重要作用。

刀具产品的创新的速度大加快，刀具的产品结构全面更新硬质合金成为主要刀具材料；超硬刀具性能提高应用领域扩大；可转位刀具比例增加；整体硬质合金刀具实用化。

涂层技术快速发展，涂层刀具比例增加效果显著--可成倍地提高刀具寿命或切削效率，影响面广；适应性好--可根据加工对象和使用要求开发相应的牌号；开发速度快--新牌号的开发可通过控制工艺因素实现；功能多--有耐磨的、耐热的、润滑的等不同涂层；涂层已成为快速提高刀具切削性能的最有效途径，被称为提高刀具性能的“兴奋剂”，具有很好的发展前景和应用价值。

刀具应用技术成为切削加工技术新的核心技术刀柄与刀具装夹技术；切削加工的数据库技术；刀具管理技术；高速旋转刀具的动平衡技术安全技术；铣刀的走刀路线技术刀具行业成功探索了转型的道路创新了“面向制造业，面向用户”的经营理念；由传统的刀具制造商销售商转变为切削加工技术的专业供应商和服务商；成为用户企业开发新产品、应用新工艺的技术支撑，必须依靠的技术力量，形成了紧密的合作关系；新的经营机制推动了切削技术的快速发展。

对刀具经销商的影响与要求要树立新的服务理念，由单纯的商业服务向切削加工技术“服务”转型；要成为刀具企业与用户企业之间沟通的桥梁，服务的前哨，信息的源泉，长期的合作伙伴；要构筑新的竞争优势，由价格竞争转变为服务能力的竞争；要了解切削加工技术的基础知识，并不断提高。

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刀具高速切削加工技术特点
高速切削加工技术中的“高速”是一个相对概念，对于不同的加工方法和工件材料与刀具材料，高速切削加工时应用的切削速度并不相同。

通常把切削速度比常规高出5～10倍甚至以上的切削加工叫作高速切削或超高速切削。

以德国达姆施塔特工业大学H．Schulz教授提出的铣削速度范围比较具有代表性：铝合金1000～7000m/min，铸铁800～3000m/min，钢500～2000m/min，钛合金100～1000m/min，镍基合金50～500m/min。

传统硬质合金类刀具加工铝合金壳体切削速度一般在150～300m/min之间，而聚晶石（PCD）类刀具的切削速度能达到2000m/min以上，实现高速切削。

高速切削加工时，高切削速度在材料剪切区短时释放大量热能。

因此，随着切削速度的增加，切削的剪切区、切屑压缩区和变形区内材料的单位切削力反而下降。

总切削力和必需的切削功率同样下降。

高速切削工艺典型的小切削深度结合高进给速度和高主轴转速，将降低切削刃切入工件的时间，或称接触时间。

刀具监控系统在高速切削加工过程中还应该考虑的一个问题是刀柄与机床主轴锥孔的连接方式，常用的锥柄有BT、HSK、CAT及CAPITO等多种形式，但是在高速切削时HSK因其的双面接触过定位结构可以保证刀尖很高的跳动要求，，特别适合高转速工况。

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机械制造与自动化的新工艺和新方法随着机械工业的发展和科学技术的进步,机械制造工艺的内涵和外延不断发生变化常规工艺不断优化并普及,原来十分严格的工艺界限和分工，如下料和加工、毛坯制造和零件加工,粗加工和精加工、冷加工和热加工等在界限上逐步趋于淡化，在功能上趋于交叉,各种先进加工方法不断出现和发展。

以下为一些机械制造的新工艺和新方法：1、超高速加工技术超高速加工技术是指采用超硬材料刀具磨具和高速运动的自动化制造设备，以极大的切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。

超高速加工能使被加工金属材料在切除过程中的剪切滑移速度达到或超过某个极限值，使切削加工过程所消耗的能量、切削力、加工表面温度、刀具磨具磨损、加工表面质量、加工效率等明显优于常规切削速度下的指标，它是提高切削和磨削效果、提高加工质量、加工精度和降低加工成本的重要手段。

与常规切削加工相比，超高速加工有以下优点：（1）随着进给速度的提高,单位时间内材料的切除率可以增加3—6倍，可以大幅度缩短零件加工的切削工时，显著提高生产率.（2)切削力可以降低30%以上。

（3）切削过程极其迅速,95%以上的切削热被切屑带走，来不及传给工件，故特别适合加工容易热变形的零件.（4)机床作高速运转，振动频率特别高,工作平稳振动小,因而能加工非常精密、非常光洁的零件。

2、超精密加工技术超精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺。

目前超精密加工的主要手段有：金刚石刀具超精切削,金刚石砂轮和CBN砂轮超精密磨削、超精密研磨和抛光、精密特种加工和复合加工.金刚石砂轮超精密磨削是当前超精密加工的重要研究方向之一,其主要加工方式有外圆磨、无心磨、、沟槽磨和切割等，被加工材料有陶瓷、半导体等难加工材料,其关键技术包括金刚石砂轮的修整、微粉金刚石砂轮超精密磨削等.金刚石砂轮的修整包括整形和修锐两部分，对于密实型无气孔的金刚石砂轮，如金属结合剂金刚石砂轮，一般在整形后还需要修锐;有气孔型陶瓷结合剂金刚石砂轮在整形后即可使用。

中国⼑具与切削加⼯技术的发展现状与趋势⾦属切削⼑具市场的发展现状与趋势随着机床⼯业的飞速发展, 难加⼯材料⽇益增多。

多功能复合⼑具、智能⼑具、⾼速⾼效⼑具逐渐成为现代制造技术的关键装备。

⼑具材料与⼑具结构⽅⾯也有了新的发展。

从⼯艺、性能、结构等⽅⾯对⼑具与切削加⼯技术的发展现状进⾏分析, 并对发展趋势进⾏展望。

1 ⼑具与切削加⼯技术的发展现状1.1 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, 切削效率有显著的提⾼, 加⼯铝合⾦缸盖的PCD ⾯铣⼑, 铣削速度已达402lm/rain, 进给速度5670mm/min; 精加⼯灰铸铁缸体的CBN ⾯铣⼑, 铣削速度已达2000m/min, ⽐传统的硬质合⾦⾯铣⼑提⾼了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(准⼲切削、微量润滑切削)、硬切削(以车代磨、以铣代磨) 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。

1.2 以硬质合⾦材料为主的各种⼑具材料性能使硬质合⾦的性能不断改进, 应⽤⾯扩⼤, 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, 显著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中⼩规格的钻头、⽴铣⼑、丝锥等⼑具, ⽤来代替传统的⾼速钢⼑具, 使切削速度和加⼯效率提⾼了数倍, 把量⼤⾯⼴的通⽤⼑具带⼊了⾼速切削的范围, 为切削加⼯全⾯进⼊⾼速切削阶段打下了半壁江⼭。

整体硬质合⾦还在⼀些复杂成形⼑具中得到应⽤。

其次, 硬质合⾦加压烧结等新⼯艺的开发和使⽤,提⾼了硬质合⾦的内在质量; 以及针对不同加⼯的需求开发专⽤牌号的做法, ⼜进⼀步提⾼了硬质合⾦的使⽤性能, 在作为化学涂层硬质合⾦⼑⽚牌号的基体材料时, 开发了具有良好抗塑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。

切削加工的趋势切削加工是一种制造工艺，通过使用刀具将材料从工件上切削、切割、刨削、铣削、打磨等，以达到制造高精度零件的目的。

随着科技的不断发展和经济的增长，切削加工也不断发生变化，并出现了一些新的趋势和发展方向。

在下面的回答中，我将总结几个当前切削加工的趋势。

1. 自动化和数字化随着计算机技术的不断发展，自动化和数字化成为制造业的重要趋势，切削加工也不例外。

自动化能够提高生产效率、降低人力成本，并能够实现无人化生产。

数字化技术可以实现切削过程的实时监测和优化，提高切削效率和精度。

例如，数控切削机床可以通过预设加工程序，自动完成多种复杂形状的切削作业。

在切削过程中，传感器可以实时监测刀具磨损情况、工件的尺寸和表面质量等，然后通过反馈调整切削参数，以保持切削质量的稳定和一致。

2. 高速切削高速切削是指在高转速下进行切削加工。

相较于传统的低速切削，高速切削具有更高的生产效率和更好的加工质量。

这是因为高速切削可以减少刀具磨损和热变形，并可以降低切削力和切削温度。

为了实现高速切削，需要使用高刚性和高精度的切削工具和切削机床，并需采取适当的冷却和润滑措施。

同时，需经过充分的工艺研究和刀具优化，以确保切削过程的稳定性和安全性。

3. 精密与微加工随着电子、通信和医疗器械等领域的快速发展，对零件精度和尺寸的要求也越来越高。

因此，精密和微加工成为切削加工的一个重要趋势。

精密切削加工可以实现更高的几何形状和表面质量要求，例如使用高精度的数控切削机床和刀具，尽可能减少切削力和振动。

同时，精密切削加工还需要采用高级的切削液和冷却系统，以控制和降低切削温度，并确保零件的尺寸和表面质量。

微加工是指加工微小尺寸的零件，通常具有亚毫米或微米级的尺寸和特征。

微加工的关键是精密和稳定的切削工艺，以及特殊的切削工具和切削机床。

例如，微铣削、微打磨和微铣削技术已经得到广泛应用，适用于制造光学器件、微机械系统和生物传感器等。

4. 绿色和可持续发展在面对全球环境问题和能源危机的背景下，绿色和可持续发展已经成为全球关注的焦点。