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切削刀具向三高一专方向发展?
【作者/来自】网站管理员 【发表时间】2007/5/18 【点击次数】1896

    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着提高,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着的提高。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℃,显着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。

    其次,以可转位刀具为代表的通用的车、铣和孔加工刀具及专用的、复合的、智能的刀具,其创新的结构、优良的性能、复合的功能、高的加工效率和精度也充分说明了刀具是现代科技的结晶。应用在大批量流水生产线上的专用刀具其功能已远远超出普通刀具的概念,它不仅能把多道工步组合在一道工序里,提高加工效率和精度,而且能和专用机床一起共同开发新的加工方法,还起到节省投资的效果。随着复合加工数控机床的兴起,出现了一刀多用的复合刀具或多功能刀具,减少换刀的次数,为发挥复合加工机床的优势起到了重要的作用。带有光电传感、测量和伺服补偿机构的智能刀具,可根据测量的结果自动调节刀具的尺寸,分辨率达到0.002mm;一种在刀具里集成着3个加速度传感器的铣刀,可实时采集切削过程的信息,经数控系统处理后,使机床始终保持在最佳状态。

    此外,众所周知的HSK工具柄———机床与工具接口,是一项重大的技术创新。与传统的7:24刀柄比较,不仅提高了刀具与机床连接的精度和刚性,而且作为一项锥柄装夹定位的共性技术,其原理已被应用到砂轮法兰与主轴的连接及工具系统的连接中,对制造技术产生广泛的影响。

    如果把“数控刀具”的概念理解为高科技含量、高性能刀具的话,那么,可以说,切削刀具已全面进入了“数控刀具”的时代,使切削加工总体效率成倍提高。

    切削技术向创新制造工艺的飞跃

    在制造业的发展中除了看到高性能刀具所产生的直接切削效果外,还可看到切削技术在创新工艺方面所产生的更大效果,这是当今切削技术发展的重要特点,也是切削技术进入新时代的显着特征。近几年,不断开发的新的切削技术,已成为推动制造业中装备、模具制造业和汽车、航空航天等产业部门快速发展的关键技术。

 

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