為了縮小與工業(yè)發(fā)達國家的差距,我國刀具企業(yè)必須努力加快關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)應用。
加快新型刀具材料的開發(fā)
回顧機械加工發(fā)展的歷史,可以看出刀具材料的發(fā)展起頭重大的推動。在21世紀初刀具材料的發(fā)展將有兩個重要的趨勢。一是硬質(zhì)合金刀具應用范圍繼續(xù)擴大、碳氮化鈦基硬質(zhì)合金(金屬陶瓷)、超細顆粒硬質(zhì)合金、梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金與調(diào)整鋼兩種粉末復合的材料等將代替相當一部分調(diào)整鋼刀具,包括鉆頭、立銑刀、絲錐等簡單通用刀具和齒輪滾刀、拉刀等精密復雜刀具,調(diào)整鋼刀具的比例進一步減少。這樣,硬質(zhì)合金將在刀具材料中占主導地位,覆蓋大部分常規(guī)的加工領(lǐng)域。二是超硬刀具材料的明顯增加,CBN由于硬高度、化學穩(wěn)定性好,熱膨脹系數(shù)小、導熱率高等優(yōu)點,將成為高速加工黑色金屬、難加工材料以及進行干切削、硬切削的主要刀具材料。隨著其韌性的進一步改善,它在切削刀具中的比例將有很大的提高。此外,CBN還是對黑色金屬實現(xiàn)超調(diào)整切削,突破C.Salomon提出的臨界速度,從本質(zhì)上改善切削過程最有希望的刀具材料。PCD和單晶金剛石是高效精密加工有色金屬、陶瓷、玻璃、石墨等非金屬材料最佳的刀具。隨著汽車、航空航天、電子、軍工等部門對這些材料需求的增加,PCD的應用也將更加廣泛。
加快涂層技術(shù)的開發(fā)
刀具涂層技術(shù)自從問世以來,對刀具性能的改善和加工技術(shù)的進步起頭非常重要的作用,涂層刀具已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具的標志,在刀具中的比例已超過%。在21世紀初,涂層刀具的比例將進一步增加,有望在技術(shù)上突破CBN的優(yōu)良性能在更多的刀具和切削加工中得到應用,甚至復雜刀具和成型刀具,這將全面提高加工黑色金屬的切削水平。此外,納米級超薄超多層和新型涂層材料的開發(fā)應用的速度將加快,涂層將成為改善刀具性能的主要途徑。
加快多功能及專用刀具的開發(fā)
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,提高加工效率,對復雜零件的加工要求在一次裝夾中進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,是當前提高數(shù)控機床效率、加快產(chǎn)品開發(fā)的有效途徑。為此,也對刀具提出了多功能的新要求,要求一種刀具能完成零件不同工序的加工,減少換刀次數(shù),節(jié)省換刀時間,還可減少刀具的數(shù)量和庫存量,有利于管理和降低制造成鏜銑刀,鉆——銑螺紋——倒角等各種多功能刀具。與此同時,在批量生產(chǎn)線上,針對工藝需要開發(fā)的專用刀具或智能刀具,可以提高加工效率和精度,減少投資。有的專用刀具可將零件的加工時間降至原來的十分之一以下,效果十分顯著。應用結(jié)構(gòu)復雜、具有多刀縱使并可自動進給或調(diào)整精度的專用刀具,已成為衡量生產(chǎn)線技術(shù)水平的重要因素。在上世紀90年代新建的轎車變速箱同步器齒輪加工線上,用筒式拉刀拉齒代替原來的插齒機,加工一個齒輪只要13秒。比原工藝提高幾倍,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,還節(jié)省了廠房面積。開發(fā)通用的多功能刀具和針對用戶需要的專用刀具應成為未來工具產(chǎn)品的重要組成部分。
為用戶提供成套切削加工技術(shù)、革新加工方法作為發(fā)展方向和服務(wù)的內(nèi)容。隨著切削加工技術(shù)的進步,工具制造企業(yè)對參與并影響切削加工的因素有了更加科學的認識,并用于新產(chǎn)品、新技術(shù)開發(fā),規(guī)格品種多達數(shù)萬個。這對于一般用戶來說,面對日新月異的刀具材料、涂層牌號、結(jié)構(gòu)等的新產(chǎn)品和新技術(shù),以及不斷涌現(xiàn)的各種加工難題,很難正確地選擇和應用工具行業(yè)的新萬里,以達到最佳的效果。為此,工具企業(yè)要從現(xiàn)在以“賣刀具”為主走上為用戶“提供成套切削技術(shù),解決具體加工問題”的經(jīng)營軌道,并根據(jù)自己產(chǎn)品的專業(yè)化方向,精通相應的切削工藝,不斷創(chuàng)新開以新產(chǎn)品。另一方面,切削刀具的用戶行業(yè),要充分挖掘切削加工和刀具的潛力,提高產(chǎn)品的開以能力,利用工具行業(yè)這個專業(yè)力量及其成果為企業(yè)的發(fā)展和提高市場競爭力服務(wù)。