现代刀具的发展及其趋势
现代刀具材料的发展

成 分,其 中 WC含量较少 ,以镍为粘结剂 。TC基合金 的 i 密度 小 ,硬度高 ,对钢 的摩 擦系数较 小,切削时抗粘结磨
3 陶 瓷 .
以氧化物 、 氮化物 为主要成分 的新型刀具材料一
损 与抗 扩 散 磨 损 的 能 力 较 强 ,具 有 更 强 的 耐 磨 性 ,但 韧 性 瓷 , 在 2 0世 纪 中 期 以后 得 到 发 展 。 陶 瓷 刀 片 多用 热 和 抗 塑 性 变 形 的 能 力较 弱 。TC 基 合 金 具 有 与 TC 基 合 制 造 , Al 基 和 S3 4 两 个 类 别 。 Al 3 纯 S iN i 分 2 O3 i 基 N 纯 2 和 O
N C 后 仍 为 P类 , 应 用 范 围 不 变 。但 将 化 学 组 分 适 当配 b 置 ,又 有 W C TC T ( b + + i+ a N )C Co的 通 用 类 合 金 ( 国际
・
2 0.
机 械I入 ( 冷拥 I ) 2 0 0 2年
第 9期
பைடு நூலகம்
维普资讯
金相 同的特性和 优 点 ,但 其韧性 与抗 塑性变 形 能力高于 陶 瓷 没 有 什 么 前 途 , 多 加 入 了 TC、W C、Co等 金 属 i
技
术
交 流
上 为 M 类 , 国内称 Yw 类 ) ,综合性 能好 ,既 能加 工钢 , 中 ,添 加少量 的铈( e、钇 ( ) c) Y 等稀土 元素 ,可使 断裂韧
又 可 加 工 铸 铁 。还 有 添 加 T C 较 多 ( 了提 高 抗 冲 击 性 性 与抗弯强度 有明显提高 ,硬度亦 有少许增加 。我 国稀土 a 为
1 3 年又 制成钨钛钴类 ( + i+ )硬质合 金。后来 , 91 WC TC Co 其他各 国均 能生产并逐步付诸应 用 。 二战后 ,硬质合金 已 替代 了一部分 高速 钢而成为主要 刀具材料之 一。
刀架发展现状及未来趋势分析

刀架发展现状及未来趋势分析摘要:刀架作为一种必备的工具和装备,其在各行各业的使用广泛而重要。
本文将对刀架发展的现状进行分析,并探讨未来的趋势。
引言:刀架是一种用于放置刀具的支架,是许多行业的必备工具。
随着现代化的发展和科技的进步,刀架的功能和结构都得到了不断的提升和改进。
本文将对刀架发展的现状和未来的趋势进行分析。
一、现状分析1. 刀架市场规模扩大:随着全球各行业的不断发展,刀具在生产和加工过程中的重要性凸显。
这使得刀架市场规模不断扩大,出现了更多的刀架品牌和供应商。
刀架产品种类繁多,包括插座式刀架、墙壁挂式刀架、折叠式刀架等。
同时,刀架的设计也变得更加人性化和注重细节,以满足用户对功能和外观的需求。
2. 刀架材质创新:在材质方面,刀架的制作材料也在不断创新。
传统的刀架多采用金属材质,如钢铁、不锈钢等。
然而,随着人们对环保和可持续发展的要求日益增强,新型的可降解材料开始应用于刀架的制作中,如生物降解材料、可回收材料等。
这不仅减少了对地球资源的消耗,还避免了废弃刀架的环境问题。
3. 刀架智能化升级:随着物联网技术的日益成熟,智能化刀架开始受到更多关注。
智能刀架配备了传感器和控制系统,能够实时监测刀具的使用情况和磨损程度,并通过云端平台提供运维建议和维修服务。
这种智能化升级不仅提高了刀架的使用效率和使用寿命,还减少了人工维护的成本。
二、未来趋势展望1. 刀架的定制化需求增加:随着各行业对生产效率和质量的要求不断提升,人们对刀架的个性化需求也日益增加。
未来,刀架制造商将更多地关注用户的个性化需求,提供定制化的刀架产品和服务。
这包括刀具存放的空间设计、刀具安全保护措施以及外观风格的选择等。
2. 绿色可持续发展:在面对全球气候变化和环境污染的挑战时,刀架制造商将更加注重绿色可持续发展。
在材质选择上,将更多地采用可降解材料和可回收材料,减少对环境的负面影响。
同时,推动循环经济理念的应用,通过回收再利用的方式,减少资源浪费和环境污染。
精密和超精密加工现状与发展趋势

精密和超精密加工现状与发展趋势一、精密和超精密加工的概念与范畴通常,按加工精度划分,机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
目前,精密加工是指加工精度为1~0.1µ;m,表面粗糙度为Ra0.1~0.01µ;m的加工技术,但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的,今天的精密加工可能就是明天的一般加工。
精密加工所要解决的问题,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面状况;二是加工效率,有些加工可以取得较好的加工精度,却难以取得高的加工效率。
精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。
传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。
a. 砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工,属于涂附磨具磨削加工的范畴,有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。
b. 精密切削,也称金刚石刀具切削(SPDT),用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工,主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工,如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等,比一般切削加工精度要高1~2个等级。
c. 珩磨,用油石砂条组成的珩磨头,在一定压力下沿工件表面往复运动,加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1µ;m,最好可到Ra0.025µ;m,主要用来加工铸铁及钢,不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。
d. 精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液,工件及研具作相互机械摩擦,使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。
精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度,被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025µ;m加工变质层很小,表面质量高,精密研磨的设备简单,主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工,也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。
e. 抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工,主要用来降低工件表面粗糙度,常用的方法有:手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。
刀模行业报告

刀模行业报告一、行业概况。
刀模行业是指生产各种刀具模具的行业。
刀具模具是现代工业生产中不可或缺的工具,广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械、家电等领域。
随着工业化进程的加快和技术的不断进步,刀模行业也得到了迅速发展。
二、市场需求。
随着各行业的不断发展,对刀具模具的需求也在不断增加。
汽车行业对高精度、高强度的刀具模具需求量大;航空航天行业对耐高温、耐腐蚀的刀具模具需求量大;电子行业对微型、精密的刀具模具需求量大;医疗器械行业对无菌、耐磨的刀具模具需求量大;家电行业对高效、耐用的刀具模具需求量大。
可以看出,刀模行业的市场需求非常广泛。
三、发展趋势。
1. 技术升级,随着科技的不断进步,刀具模具的加工技术也在不断升级,从传统的手工加工向数控加工、激光切割、电火花加工等高精度、高效率的加工技术转变。
2. 材料创新,新材料的不断涌现,如陶瓷刀具、钻石刀具等,为刀模行业带来了新的发展机遇。
3. 自动化生产,随着智能制造的发展,刀模行业也在向自动化、智能化方向发展,提高生产效率,降低成本。
四、竞争格局。
刀模行业竞争激烈,主要体现在技术、质量、价格和服务上。
一方面,一些大型企业拥有先进的生产设备和技术优势,能够生产高质量、高性能的刀具模具;另一方面,一些小型企业则通过灵活的生产方式和定制化的服务来满足客户需求。
此外,国内外企业的竞争也在加剧,国内企业需要不断提高自身竞争力,抢占市场份额。
五、发展建议。
1. 加大技术研发力度,提高产品质量和性能。
2. 加强与行业用户的合作,根据客户需求定制化产品和服务。
3. 积极拓展国际市场,提升品牌知名度和影响力。
4. 加强企业间的合作与交流,共同推动行业的发展。
六、总结。
刀模行业是一个充满机遇和挑战的行业,随着各行业的不断发展,对刀具模具的需求也在不断增加。
刀模行业需要不断提高技术水平,加强与用户的合作,拓展国际市场,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
希望刀模行业能够抓住机遇,迎接挑战,实现持续健康发展。
刀具的毕业论文

刀具的毕业论文刀具的毕业论文刀具是人类文明发展的重要工具之一,其在各个领域的应用广泛且不可或缺。
无论是在农业、工业、医疗还是日常生活中,刀具都扮演着重要的角色。
本文将从刀具的历史、材料、制造工艺和未来发展等方面进行探讨,以期对刀具的研究有更深入的了解。
一、刀具的历史刀具的历史可以追溯到早期人类的石器时代。
最早的刀具是由石头制成,通过打磨和磨削来达到锋利的效果。
随着冶金技术的发展,人们开始使用金属制作刀具,如青铜刀和铁刀。
这些刀具不仅提高了工作效率,还在军事、农业和手工艺等领域发挥了重要作用。
二、刀具的材料现代刀具的材料种类繁多,常见的有高速钢、硬质合金、陶瓷等。
高速钢具有良好的耐磨性和耐热性,适用于切削硬材料。
硬质合金由金属粉末和结合剂混合而成,具有高硬度和耐磨性,适用于切削金属。
陶瓷刀具由氧化锆等陶瓷材料制成,具有优异的硬度和耐腐蚀性,适用于切削高硬度材料。
三、刀具的制造工艺刀具的制造工艺包括锻造、热处理、磨削等环节。
锻造是将金属材料加热至一定温度,然后通过锻打或压制来改变其形状。
热处理是通过加热和冷却的方式改变材料的组织结构和性能。
磨削是利用磨料对工件进行切削和研磨,以获得所需的形状和精度。
四、刀具的应用领域刀具在各个领域的应用广泛。
在农业领域,刀具用于收割、耕作和修剪等工作,提高了农作物的产量和质量。
在工业领域,刀具用于金属加工、零件加工和模具制造等工艺,推动了工业生产的发展。
在医疗领域,刀具用于手术和治疗,保障了患者的健康和生命安全。
在日常生活中,刀具用于烹饪、修剪和切割等活动,提供了便利和效率。
五、刀具的未来发展随着科技的不断进步,刀具的制造和应用也在不断创新。
未来,刀具的发展趋势可能体现在以下几个方面:1. 材料的创新:新型材料的研发将为刀具的性能提升带来新的可能。
例如,纳米材料和复合材料的应用可以提高刀具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
2. 制造工艺的改进:先进的制造工艺将提高刀具的精度和效率。
现代高效刀具的新突破——汽车自动变速器加工用精密螺旋花键拉刀

命 ,并 为提 高拉 削 速 度 、提 升加 一效 率创 造 了有 利 I
条件 。 ( )螺 旋齿 拉 刀 刃倾 角 的存存 使 流 屑 方 向发 生 5 改变 ,在 流屑 方 向上 实 际 起 作用 的前 角 增 大 了,有
利 于 减 小 切 削 变 形 ,切 削 更 加 省 力
用 车仅 占 2 . % 专 家预测 ,2 1 84 0 5年我 国乘用 车产
另外 ,拉刀加工件 为螺旋 内齿轮 ,对 于齿轮来讲 , 齿距 累积 误 差 、齿 形 、齿 向、径 跳 等 综 合形 位 误 差 的 控 制 是 非 常 关 键 的。 因此拉刀键 齿 的精 度直 接影 响 着 齿轮
的啮合性 能 ,最终影 响齿轮传动精度 。
再次 ,拉 刀 齿 顶 ( 应 齿 轮 齿 对 根 ) 与 渐 开 线 齿 形 的 圆 弧 连 接 也 很
速器 加工 的专 用 配套 刀具 ,精 密 螺 旋花 键拉 刀 将 随 着 国产 自动 变速 器 市场 的蓬 勃 发展 而增 长 ,我 们估 计 自动 变速器 加 工 刀具 在 未来 五 年将 会 出 现较 大增
长 ,市 场 潜 力 巨大 。M W ( 稿 日期 :2 10 1 ) 收 0 14 1
2 .市 场 潜 力 巨大 由于 未来 汽 车将 以更 快 的 速度 更 新 换 代 ,其 变 速器 将 向操 纵 舒 适 、轻 柔 、节 能 、环保 和低 噪 声 方
向发 展 ,也 就 是 向 智 能 型 方 向 发 展 , 因 此 汽 车 自动
度或 许会 出现 惊 人上 升 的 曲线 。 因此 ,作 为 自动 变
齿形 的 圆弧连 接 的技 术控 制是 极其 关 键 的 。由于上 述技术 上 的复 杂性 ,拉 刀 的设计 、加 工与 检测都 很关 键 。公 司为此 专 门从 国外进 口了加 工机 床及 检 测设 备 ,经过 三年 的艰难 攻关 ,终
刀具管理在现代制造业转型升级中的重要作用

刀具管理在现代制造业转型升级中的重要作用在现代制造业转型升级的进程中,刀具管理扮演着重要的角色。
作为生产过程中不可或缺的工具,刀具的合理管理直接影响着企业的生产效率、产品质量和成本控制。
本文将探讨刀具管理在现代制造业转型升级中的重要作用,并提出一些刀具管理的方法和策略。
一、刀具管理的重要性1. 提高生产效率:刀具管理的有效实施可以最大限度地减少切削时间和停机时间,提高生产效率。
合理的刀具选择和更换方法可以减少生产线的停机维修时间,避免因刀具损坏而导致的延误和损失。
2. 优化产品质量:切削刀具的状况直接影响着产品的加工精度和表面质量。
通过定期检查和维护刀具,及时更换磨损严重的刀具,可以保证产品的一致性和稳定性,提高产品质量。
3. 控制成本:刀具消耗是制造业中非常重要的一项成本。
通过合理的刀具管理,可以降低刀具的购置费用和维护费用,延长刀具的使用寿命,从而有效控制生产成本。
二、刀具管理方法1. 刀具计划与采购:制定刀具的采购计划,并根据生产需求和刀具磨损情况进行及时的补充采购。
同时,选择刀具供应商时要考虑其产品质量、价格和售后服务等因素。
2. 刀具使用与保养:按照刀具的使用说明书进行正确的操作和保养,及时清洗和润滑刀具,避免刀具因细微的损坏而导致的较大问题。
同时,对刀具进行定期的检查和测量,及时发现和更换磨损严重的刀具。
3. 刀具库存管理:建立刀具库存管理系统,清晰记录刀具的进出库信息和库存情况,避免因过多或不足的库存而导致的浪费或停产。
合理安排刀具的存放,保证刀具的安全和易获取性。
4. 刀具绩效评估:通过对刀具使用情况的统计和分析,评估刀具的绩效和寿命,为制订更合理的刀具更换计划提供依据。
同时,根据刀具的寿命和效果,选择更适合的刀具材料和工艺,进一步提高刀具的使用寿命和效率。
三、刀具管理策略1. 引入刀具管理软件:利用现代信息技术,引入刀具管理软件,实现对刀具信息的自动化管理和分析。
通过软件的智能化分析,实时掌握刀具的使用情况和寿命,及时发现问题并采取对应的措施。
现代数控刀具现状及发展趋势

2 C .T N基类金属陶瓷刀具材料 2i
各种机夹可转位车刀 、镗刀 、铰刀 、铣刀 、复合 ( 组合 )孔加工数控刀具及整体式立铣刀 、铰刀
等数控刀具正应用于高强度、高硬度铸铁 ( 钢)合金、锻钢合金、淬火钢合金、耐热合金、粉末冶金
组合式 ) 、高速滚刀、剃 ( )齿刀 、丝锥 、波纹刃立铣刀、成形立铣刀及滚 ( 、碾压 ) 插 挤 压刀具,大 量应用于轿车、摩托车、航空发动机 、汽轮机等制造行业 ,加工高强度、高硬度铸铁 ( )合金 、合 钢
金结构钢 ( ) 锻 、耐热合金钢 、不锈钢 、整体铝合金 ( 热锻 ) 、高 s—A 合金材料工件。根据切削加工 i l 技术不同的要求 ,其表面分别配涂 TN、TC TA N、CN、Mo 2 r i iN、 iL r S 、Z C等涂层材料 ,满足高速、 高效 、硬质精密机加工技术要求 。 数控刀具材料是较活跃的材料科技领城 , 其每一新产品的面市, 会使机加工技术跃上一个新 台阶,
标准。H K工具系统具有动、静刚度高、 S 定位 ( 回转 ) 精度好、转速高等特点。既便于规范工具管理,
又节约了工具费用 , 降低了生产成本 。 其首先应用于加工中心、 数控镗铣床 , 逐渐扩大到各类车床 ( 车
合 )孔加工等数控刀具大量应用于高强度 、高硬度铸铁 ( )合金 、锻钢合金 、淬火钢合金 、高温合 钢
金、高钴硬质合金 、钛合金 、粉末冶金等零部件 自 动生产线上 ,满足高速 、高效 、硬质 、精细机加工
技术要求 。立方 氮化硼刀具 的高耐用度使它适用于数控机床 ,不仅可减少换刀次数 ,而且淬火前的粗
加工和淬火后的精加工能在 同一台数控机床上加工 ,从而可减少机床 的台数和品种 。
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目录1 先进刀具使用现状 (1)1.1 刀具的材料 (1)1.2 刀具涂层技术 (2)1.3 立铣刀、丝锥、钻头等传统刀具进入高速切削发展阶段 (4)1.4 可转位刀具的新进展 (4)1.5 切削加工新的配套技术 (5)2 先进刀具的发展趋势 (7)2.1 数控切削技术的发展对刀具工业提出了更高的要求 (7)2.2 刀具新技术、新结构、新品种的发展及趋势 (8)2.3 与刀具相关新技术的发展 (10)附录:参考文献 (12)1 先进刀具使用现状1.1 刀具的材料当前,刀具材料进展的主要特点是:一方面硬质合金取代高速钢成为主要的刀具材料;另一方面超硬刀具材料使用比重大幅增加。
1.硬质合金基体方面硬质合金新牌号的开发越来越具有很强的针对性,如美国Kennametal公司仅针对不同被加工材料的车削加工牌号就有:加工钢材的KC9110、加工不锈钢的KC9225、加工铸铁的KY1310、加工耐热合金的KC5410、加工淬硬材料的KC5510、加工非铁材料的KY1615,新牌号比原牌号平均可提高切削效率15%~20%。
山高公司推出的加工铸铁的TK1000、TK2000新牌号,可提高切削速度20%~30%,而该公司为加工钢件开发的TP3000在重切削、断续切削、大进给的应用中则有很好的可靠性。
铸铁和不锈钢是目前两种应用较多的工件材料,然而两者的可加工性有很大的差异,很多公司都开发出了加工这两种材料的专用牌号。
如株洲钻石切削刀具股份有限公司开发的黑金刚刀片系列,是专门加工铸铁的硬质合金刀片,包括可干式高速加工灰铸铁的YBD052、可高速加工球墨铸铁的YBD102、可用于中高速或铣削的YBD152及适用中低速湿式铣削或断续条件下车削的YBD252等牌号。
这些新牌号比原有的牌号可提高切削速度30%~40%,使用寿命可提高将近40%~50%。
在加工不锈钢方面,瑞典Sandvik公司车削奥氏体不锈钢的GC2015是具有梯度区的抗塑性变形和改进热硬性的基体,加上专为此牌号而设计的TiN-TiN/Al2O3(多层)-TiCN涂层,并对涂层表面进行平滑处理,提高了抗磨料磨损、抗剥落、抗积屑瘤的能力。
而韩国KORLOY公司的PC9530为铣削不锈钢的牌号,采用超细颗粒的基体和PVD涂层。
2.在新牌号的开发中重视基体和涂层的优化组合对于适合高速加工的牌号,其基体应有较高抗塑性变形的能力和富钴的表层及抗月牙磨损的涂层;对于适合断续切削的牌号,基体和涂层都要有较好的韧性。
Sandvik公司车削铸铁的专用牌号GC3205、GC3210、GC3215为CVD涂层硬质合金,分别用于灰铸铁的高速加工、球墨铸铁的高速加工、各种铸铁的中低速的断续切削加工,这三种牌号分别采用不同的硬质合金基体和不同厚度的Al2O3、MT-TiCN 涂层。
日本三菱综合材料公司开发的车削铸铁用的UC5105、UC5115硬质合金CVD 涂层牌号,前者用于灰铸铁或球墨铸铁的高速连续切削,采用高硬度的基体,后者用于球墨铸铁的不稳定条件加工,采用强韧的基体;两者均涂覆微粒Al2O3和微粒且纤维状的TiCN厚膜。
蓝帜集团的BOEHLERIT公司的车削铸铁牌号CasttecLC620H采用强韧基体,可用于断续切削,而Al2O3的表面涂层可减小月牙洼磨损,下面还有一层互锁的中间层提高结合强度,能以400m/min高速加工灰铸铁。
3.超硬刀具材料方面随着干切削、硬切削的发展,近年来,国外各公司都推出了陶瓷及超硬刀具材料的新牌号,如Kennametal公司的KY4400陶瓷刀片,是一种适合于硬车削的混合陶瓷材料,在1?m晶粒度的Al2O3基体中加入了TiCN硬材料,以提高刀片的硬度和韧性,适合于精车或半精车硬度达40~67HRC的淬火钢或铸铁。
Sandvik 公司的CT5005无镍金属陶瓷车刀片,是用于超精加工的新牌号,适用于高效干切削或湿切削。
Iscar公司推出了两种超细颗粒硬质合金基体加PVDTiAlN涂层的908、907牌号,前者有高的抗塑性变形的能力,适用于钻孔刀片和车螺纹刀片;后者适用耐热合金、奥氏体不锈钢和淬硬钢的低中速加工。
1.2 刀具涂层技术先进的涂层设备为涂层技术的发展创造了重要条件,尤其是PVD涂层工艺技术,一方面,在改进控制技术,提高等离子体密度、提高磁场强度、改进阴极靶的形状、实现过程的计算机全自动控制等关键技术上取得了全面的进展,从而使涂层与基体的结合强度、涂层的性能有显着的提高。
如PLATIT和PVT公司采用的多弧涂层工艺及设备可对电弧产生的“液滴”进行有效控制,使刀具涂层表面的光洁度得到很大改善。
CemeCon公司开发的CC800/9涂层设备采用磁控溅射技术,从根本上避免多弧工艺的“液滴”问题,为解决磁控溅射沉积速率低、结合力低的缺陷,开发了HIS(高电离化溅射)技术,并在此基础上开发了H.I.P(高电离化脉冲)技术,推出了能同时具有氧化物涂层的化学稳定性及硬质涂层的物理特性的Supernitrides系列涂层。
另一方面,涂层的品种也从常规的TiN、TiCN、TiAlN迅速扩展到特殊TiAlN、AlTiN、TiAlCN、CrN、CBC(DLC)等涂层以及各种复合涂层和纳米涂层,并能对涂层的组分、百分比、结构在更大范围内加以控制和改变,以适应不同的被加工材料和不同的切削条件,从而显着地提高了刀具的切削性能。
如Balzers的CrAlN涂层,以Cr元素代替Ti元素,具有3200Hv硬度和1100℃的氧化温度的高性能,与TiAlN相比韧性更好,更适合于断续切削如铣削、滚削。
日立公司开发的9种涂层自成体系,除了常规的TiN、TiCN、TiAlN 以外,还开发了以Si元素代替Al元素的涂层,有适用于硬切削的TiSiN涂层;有润滑性的CrSiN涂层,在Cr中添加Si使涂层细微化进一步降低摩擦系数,更适用于铝、不锈钢等粘附性强的材料的加工;有超强耐氧化能力的AlCrSiN涂层和在高温下具有低摩擦系数的TiBON涂层。
Balzers公司开发的并已被一些刀具制造商应用的FUTUNANANO和FUTUNATOP是两种TiAlN纳米结构涂层,涂层硬度均为3300Hv,开始氧化温度900℃。
纳米涂层的开发和推广应用,将进一步提高切削加工的效率。
与此同时,为了提高加工铝合金等非铁金属和非金属材料的效率,金刚石涂层得到进一步的应用,产品覆盖了可转位刀具和整体硬质合金刀具。
厦门金鹭特种材料有限公司利用引进的Balzers设备开发出了金刚石涂层整体硬质合金球头立铣刀。
OSG公司开发出了超微粒结晶的金刚石涂层铣刀,结晶粒度为1μm,使刀具的刃口更加锋利,减少切削中的粘结,降低了工件表面的粗糙度。
此外,提高涂层表面光洁度也是涂层技术发展的一个动向,以提高涂层刀具抗摩擦、抗粘结的能力。
在CVD涂层中,通过晶粒细化技术,使涂层表面光滑,如株洲钻石公司用于铸铁精加工的YBD052黑金刚刀片,表层是细晶的Al2O3,刀片外观光亮平滑。
三菱公司的UE系列加工钢材的CVD涂层硬质合金刀片,采用平滑氧化铝和平滑涂层技术,对微粒氧化铝进行平滑涂层处理,即在上层涂覆特殊钛化物沉积层,表面组织平滑且化学稳定性好,减少了刀具粘结磨损。
日本不二越公司为GS立铣刀开发的GS涂层,采用平滑化技术,涂层表面的粗糙度Ra=0.08μm,Rz=1.1μm,显着改善了涂层表面的特性。
1.3 立铣刀、丝锥、钻头等传统刀具进入高速切削发展阶段长期以来,立铣刀、丝锥和钻头属于量大面广的通用刀具,主要采用高速钢制造,切削效率偏低。
近年来,由于刀具材料尤其是超细颗粒硬质合金材料性能的提高和应用的普及、涂层技术和刀具数控磨削技术的不断进步,使通用刀具发生了根本的变化。
首先是整体硬质合金铣刀的性能成倍提高,切削速度由原来的不到100m/min 提高到180m/min以上,特别是在航空工业铝合金加工方面,切削速度更是达到了2000~5000m/min,具备了高性能刀具的水平。
其次是整体硬质合金刀具的品种增加,涵盖了立铣刀、麻花钻、丝锥等众多的品种,应用领域进一步扩大。
第三是数控工具磨床的广泛应用和普及,使刀具在结构方面产生了巨大变化,理论上讲,当前工具制造企业所使用的五轴联动数控工具磨床可以加工出几乎任何形状的刀具来,从而使刀具切削部分的几何形状、参数和刀具的结构突破了传统标准刀具千篇一律的旧格局,实现了多样化的、并充分体现切削过程内在规律的创新设计,使通用刀具的潜力得到充分的挖掘。
通用刀具的这种重大进展,标志着立铣刀、丝锥、钻头等传统通用刀具的发展已进入了高速切削的新阶段。
1.4 可转位刀具的新进展随着制造业的高速发展,汽车工业、航空航天工业以及模具行业等重点产业部门对切削加工不断提出了更高的要求,CAD/CAM技术和CNC数控制造技术在刀具开发中的应用以及刀片压制技术的进步,推动着可转位刀具持续的发展。
近年来,可转位刀具在刀杆结构的优化、切削负荷的合理分布、刀片三维断屑槽形开发以及带前角的螺旋形刀刃铣削刀片的问世和小规格浅孔钻的开发等方面,都取得明显的成效。
其中,可转位立铣刀的进展尤为突出。
如:Iscar公司开发的FEEDMILL立铣刀系列,以新的刀片外形、较小的切削主偏角和新的装夹结构,使每齿进给量最高可达3.5mm,以小吃深大进给的方式实现很高的金属切除率,小的主偏角能把高速进给的径向力转化为轴向力,因此可采用悬伸较长的刀杆对较深的模腔或外轮廓进行高效加工,主副切削刃之间的平缓的过渡刃,既可增加刀尖的强度又能改善加工的表面粗糙度。
为了使刀片的装夹更可靠,以适应大的进给量,在刀片的底面多出一个圆柱形的凸起,在安装时与刀座的孔相配,可承受大部分切削力,减少中间夹紧螺钉的载荷。
开发多功能的复合刀具是当前刀具结构发展中的另一个趋势。
为了发挥以车削加工中心和镗铣类加工中心为代表的数控加工技术的优势,对复杂零件在一次安装中进行多工序的集中加工,并淡化传统的车、铣、镗、螺纹加工等不同切削工艺的界限,是当前提高数控机床效率、加快产品开发的重要途径。
为此,也对刀具提出了新的要求,除了刀具模块化以外,还要求一种刀具要尽可能多地完成对零件不同工序的加工。
减少换刀次数,节约频繁换刀时间;同时,还可以减少刀具的数量和库存量,有利于管理和降低制造成本。
Sandvik、Kennametal等公司都开发出了为加工汽车、航空发动机零件、飞机构件开发的成套专用复合刀具。
随着这类刀具的品种增加,结构优化,几何参数更趋合理,性能得到提高,应用面不断扩大,它不仅在车削、铣削、钻削领域的应用有新的突破,而且扩大到拉削和齿轮加工等复杂形面的加工领域。
这类专用高效刀具已经成为现代自动生产线的特色,对减少投资费用、保证生产节拍和产品质量发挥了重要作用,也反映出刀具与工艺在制造技术中的紧密关系,甚至是开发新工艺、设计新的生产线的前提。