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　　二、刀具涂層技術(shù)取得重大進(jìn)展
　　先進(jìn)的涂層設(shè)備為涂層技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了重要條件，尤其是PVD涂層工藝技術(shù)，一方面，在改進(jìn)控制技術(shù)，提高等離子體密度、提高磁場(chǎng)強(qiáng)度、改進(jìn)陰極靶的形狀、實(shí)現(xiàn)過(guò)程的計(jì)算機(jī)全自動(dòng)控制等關(guān)鍵技術(shù)上取得了全面的進(jìn)展，從而使涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度、涂層的性能有顯著的提高。如PLATIT和PVT公司采用的多弧涂層工藝及設(shè)備可對(duì)電弧產(chǎn)生的“液滴”進(jìn)行有效控制，使刀具涂層表面的光潔度得到很大改善。CemeCon公司開(kāi)發(fā)的CC800/9涂層設(shè)備采用磁控濺射技術(shù)，從根本上避免多弧工藝的“液滴”問(wèn)題，為解決磁控濺射沉積速率低、結(jié)合力低的缺陷，開(kāi)發(fā)了HIS(高電離化濺射)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了H.I.P(高電離化脈沖)技術(shù)，推出了能同時(shí)具有氧化物涂層的化學(xué)穩(wěn)定性及硬質(zhì)涂層的物理特性的Supernitrides系列涂層。另一方面，涂層的品種也從常規(guī)的TiN、TiCN、TiAlN迅速擴(kuò)展到特殊TiAlN、AlTiN、TiAlCN、CrN、CBC(DLC)等涂層以及各種復(fù)合涂層和納米涂層，并能對(duì)涂層的組分、百分比、結(jié)構(gòu)在更大范圍內(nèi)加以控制和改變，以適應(yīng)不同的被加工材料和不同的切削條件，從而顯著地提高了刀具的切削性能。如Balzers的CrAlN涂層，以Cr元素代替Ti元素，具有3200Hv硬度和1100℃的氧化溫度的高性能，與TiAlN相比韌性更好，更適合于斷續(xù)切削如銑削、滾削。日立公司開(kāi)發(fā)的9種涂層自成體系，除了常規(guī)的TiN、TiCN、TiAlN以外，還開(kāi)發(fā)了以Si元素代替Al元素的涂層，有適用于硬切削的TiSiN涂層；有潤(rùn)滑性的CrSiN涂層，在Cr中添加Si使涂層細(xì)微化進(jìn)一步降低摩擦系數(shù)，更適用于鋁、不銹鋼等粘附性強(qiáng)的材料的加工；有超強(qiáng)耐氧化能力的AlCrSiN涂層和在高溫下具有低摩擦系數(shù)的TiBON涂層。Balzers公司開(kāi)發(fā)的并已被一些刀具制造商應(yīng)用的FUTUNANANO和FUTUNATOP是兩種TiAlN納米結(jié)構(gòu)涂層，涂層硬度均為3300Hv，開(kāi)始氧化溫度900℃。納米涂層的開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用，將進(jìn)一步提高切削加工的效率。
　　與此同時(shí)，為了提高加工鋁合金等非鐵金屬和非金屬材料的效率，金剛石涂層得到進(jìn)一步的應(yīng)用，產(chǎn)品覆蓋了可轉(zhuǎn)位刀具和整體硬質(zhì)合金刀具。廈門金鷺特種材料有限公司利用引進(jìn)的Balzers設(shè)備開(kāi)發(fā)出了金剛石涂層整體硬質(zhì)合金球頭立銑刀。OSG公司開(kāi)發(fā)出了超微粒結(jié)晶的金剛石涂層銑刀，結(jié)晶粒度為1?m，使刀具的刃口更加鋒利，減少切削中的粘結(jié)，降低了工件表面的粗糙度。
　　此外，提高涂層表面光潔度也是涂層技術(shù)發(fā)展的一個(gè)動(dòng)向，以提高涂層刀具抗摩擦、抗粘結(jié)的能力。在CVD涂層中，通過(guò)晶粒細(xì)化技術(shù)，使涂層表面光滑，如株洲鉆石公司用于鑄鐵精加工的YBD052黑金剛刀片，表層是細(xì)晶的Al2O3，刀片外觀光亮平滑。三菱公司的UE系列加工鋼材的CVD涂層硬質(zhì)合金刀片，采用平滑氧化鋁和平滑涂層技術(shù)，對(duì)微粒氧化鋁進(jìn)行平滑涂層處理，即在上層涂覆特殊鈦化物沉積層，表面組織平滑且化學(xué)穩(wěn)定性好，減少了刀具粘結(jié)磨損。日本不二越公司為GS立銑刀開(kāi)發(fā)的GS涂層，采用平滑化技術(shù)，涂層表面的粗糙度Ra=0.08?m，Rz=1.1?m，顯著改善了涂層表面的特性。

　　三、立銑刀、絲錐、鉆頭等傳統(tǒng)刀具進(jìn)入高速切削發(fā)展階段
　　長(zhǎng)期以來(lái)，立銑刀、絲錐和鉆頭屬于量大面廣的通用刀具，主要采用高速鋼制造，切削效率偏低。近年來(lái)，由于刀具材料尤其是超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料性能的提高和應(yīng)用的普及、涂層技術(shù)和刀具數(shù)控磨削技術(shù)的不斷進(jìn)步，使通用刀具發(fā)生了根本的變化。
　　首先是整體硬質(zhì)合金銑刀的性能成倍提高，切削速度由原來(lái)的不到100m/min提高到180m/min以上，特別是在航空工業(yè)鋁合金加工方面，切削速度更是達(dá)到了2000～5000m/min，具備了高性能刀具的水平。其次是整體硬質(zhì)合金刀具的品種增加，涵蓋了立銑刀、麻花鉆、絲錐等眾多的品種，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。第三是數(shù)控工具磨床的廣泛應(yīng)用和普及，使刀具在結(jié)構(gòu)方面產(chǎn)生了巨大變化，理論上講，當(dāng)前工具制造企業(yè)所使用的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床可以加工出幾乎任何形狀的刀具來(lái)，從而使刀具切削部分的幾何形狀、參數(shù)和刀具的結(jié)構(gòu)突破了傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)刀具千篇一律的舊格局，實(shí)現(xiàn)了多樣化的、并充分體現(xiàn)切削過(guò)程內(nèi)在規(guī)律的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使通用刀具的潛力得到充分的挖掘。通用刀具的這種重大進(jìn)展，標(biāo)志著立銑刀、絲錐、鉆頭等傳統(tǒng)通用刀具的發(fā)展已進(jìn)入了高速切削的新階段。

　　四、可轉(zhuǎn)位刀具的新進(jìn)展
　　隨著制造業(yè)的高速發(fā)展，汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)以及模具行業(yè)等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)部門對(duì)切削加工不斷提出了更高的要求，CAD/CAM技術(shù)和CNC數(shù)控制造技術(shù)在刀具開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用以及刀片壓制技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)著可轉(zhuǎn)位刀具持續(xù)的發(fā)展。
　　近年來(lái)，可轉(zhuǎn)位刀具在刀桿結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、切削負(fù)荷的合理分布、刀片三維斷屑槽形開(kāi)發(fā)以及帶前角的螺旋形刀刃銑削刀片的問(wèn)世和小規(guī)格淺孔鉆的開(kāi)發(fā)等方面，都取得明顯的成效。其中，可轉(zhuǎn)位立銑刀的進(jìn)展尤為突出。如：Iscar公司開(kāi)發(fā)的FEEDMILL立銑刀系列，以新的刀片外形、較小的切削主偏角和新的裝夾結(jié)構(gòu)，使每齒進(jìn)給量最高可達(dá)3.5mm，以小吃深大進(jìn)給的方式實(shí)現(xiàn)很高的金屬切除率，小的主偏角能把高速進(jìn)給的徑向力轉(zhuǎn)化為軸向力，因此可采用懸伸較長(zhǎng)的刀桿對(duì)較深的模腔或外輪廓進(jìn)行高效加工，主副切削刃之間的平緩的過(guò)渡刃，既可增加刀尖的強(qiáng)度又能改善加工的表面粗糙度。為了使刀片的裝夾更可靠，以適應(yīng)大的進(jìn)給量，在刀片的底面多出一個(gè)圓柱形的凸起，在安裝時(shí)與刀座的孔相配，可承受大部分切削力，減少中間夾緊螺釘?shù)妮d荷。
　　開(kāi)發(fā)多功能的復(fù)合刀具是當(dāng)前刀具結(jié)構(gòu)發(fā)展中的另一個(gè)趨勢(shì)。為了發(fā)揮以車削加工中心和鏜銑類加工中心為代表的數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)復(fù)雜零件在一次安裝中進(jìn)行多工序的集中加工，并淡化傳統(tǒng)的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限，是當(dāng)前提高數(shù)控機(jī)床效率、加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要途徑。為此，也對(duì)刀具提出了新的要求，除了刀具模塊化以外，還要求一種刀具要盡可能多地完成對(duì)零件不同工序的加工。減少換刀次數(shù)，節(jié)約頻繁換刀時(shí)間；同時(shí)，還可以減少刀具的數(shù)量和庫(kù)存量，有利于管理和降低制造成本。Sandvik、Kennametal等公司都開(kāi)發(fā)出了為加工汽車、航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件、飛機(jī)構(gòu)件開(kāi)發(fā)的成套專用復(fù)合刀具。隨著這類刀具的品種增加，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，幾何參數(shù)更趨合理，性能得到提高，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，它不僅在車削、銑削、鉆削領(lǐng)域的應(yīng)用有新的突破，而且擴(kuò)大到拉削和齒輪加工等復(fù)雜形面的加工領(lǐng)域。這類專用高效刀具已經(jīng)成為現(xiàn)代自動(dòng)生產(chǎn)線的特色，對(duì)減少投資費(fèi)用、保證生產(chǎn)節(jié)拍和產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮了重要作用，也反映出刀具與工藝在制造技術(shù)中的緊密關(guān)系，甚至是開(kāi)發(fā)新工藝、設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)線的前提。

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