二、刀具涂層技術取得重大進展
　　先進的涂層設備為涂層技術的發(fā)展創(chuàng)造了重要條件，尤其是PVD涂層工藝技術，一方面，在改進控制技術，提高等離子體密度、提高磁場強度、改進陰極靶的形狀、實現(xiàn)過程的計算機全自動控制等關鍵技術上取得了全面的進展，從而使涂層與基體的結合強度、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備可對電弧產生的“液滴”進行有效控制，使刀具涂層表面的光潔度得到很大改善。CemeCon公司開發(fā)的CC800/9涂層設備采用磁控濺射技術，從根本上避免多弧工藝的“液滴”問題，為解決磁控濺射沉積速率低、結合力低的缺陷，開發(fā)了HIS(高電離化濺射)技術，并在此基礎上開發(fā)了H.I.P(高電離化脈沖)技術，推出了能同時具有氧化物涂層的化學穩(wěn)定性及硬質涂層的物理特性的Supernitrides系列涂層。另一方面，涂層的品種也從常規(guī)的TiN、TiCN、TiAlN迅速擴展到特殊TiAlN、AlTiN、TiAlCN、CrN、CBC(DLC)等涂層以及各種復合涂層和納米涂層，并能對涂層的組分、百分比、結構在更大范圍內加以控制和改變，以適應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。日立公司開發(fā)的9種涂層自成體系，除了常規(guī)的TiN、TiCN、TiAlN以外，還開發(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；有潤滑性的CrSiN涂層，在Cr中添加Si使涂層細微化進一步降低摩擦系數(shù)，更適用于鋁、不銹鋼等粘附性強的材料的加工；有超強耐氧化能力的AlCrSiN涂層和在高溫下具有低摩擦系數(shù)的TiBON涂層。Balzers公司開發(fā)的并已被一些刀具制造商應用的FUTUNANANO和FUTUNATOP是兩種TiAlN納米結構涂層，涂層硬度均為3300Hv，開始氧化溫度900℃。納米涂層的開發(fā)和推廣應用，將進一步提高切削加工的效率。
　　與此同時，為了提高加工鋁合金等非鐵金屬和非金屬材料的效率，金剛石涂層得到進一步的應用，產品覆蓋了可轉位刀具和整體硬質合金刀具。廈門金鷺特種材料有限公司利用引進的Balzers設備開發(fā)出了金剛石涂層整體硬質合金球頭立銑刀。OSG公司開發(fā)出了超微粒結晶的金剛石涂層銑刀，結晶粒度為1?m，使刀具的刃口更加鋒利，減少切削中的粘結，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發(fā)展的一個動向，以提高涂層刀具抗摩擦、抗粘結的能力。在CVD涂層中，通過晶粒細化技術，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涂層硬質合金刀片，采用平滑氧化鋁和平滑涂層技術，對微粒氧化鋁進行平滑涂層處理，即在上層涂覆特殊鈦化物沉積層，表面組織平滑且化學穩(wěn)定性好，減少了刀具粘結磨損。日本不二越公司為GS立銑刀開發(fā)的GS涂層，采用平滑化技術，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)刀具進入高速切削發(fā)展階段
　　長期以來，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，由于刀具材料尤其是超細顆粒硬質合金材料性能的提高和應用的普及、涂層技術和刀具數(shù)控磨削技術的不斷進步，使通用刀具發(fā)生了根本的變化。
　　首先是整體硬質合金銑刀的性能成倍提高，切削速度由原來的不到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，切削速度更是達到了2000～5000m/min，具備了高性能刀具的水平。其次是整體硬質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，應用領域進一步擴大。第三是數(shù)控工具磨床的廣泛應用和普及，使刀具在結構方面產生了巨大變化，理論上講，當前工具制造企業(yè)所使用的五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床可以加工出幾乎任何形狀的刀具來，從而使刀具切削部分的幾何形狀、參數(shù)和刀具的結構突破了傳統(tǒng)標準刀具千篇一律的舊格局，實現(xiàn)了多樣化的、并充分體現(xiàn)切削過程內在規(guī)律的創(chuàng)新設計，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展，標志著立銑刀、絲錐、鉆頭等傳統(tǒng)通用刀具的發(fā)展已進入了高速切削的新階段。

　　四、可轉位刀具的新進展
　　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)等重點產業(yè)部門對切削加工不斷提出了更高的要求，CAD/CAM技術和CNC數(shù)控制造技術在刀具開發(fā)中的應用以及刀片壓制技術的進步，推動著可轉位刀具持續(xù)的發(fā)展。
　　近年來，可轉位刀具在刀桿結構的優(yōu)化、切削負荷的合理分布、刀片三維斷屑槽形開發(fā)以及帶前角的螺旋形刀刃銑削刀片的問世和小規(guī)格淺孔鉆的開發(fā)等方面，都取得明顯的成效。其中，可轉位立銑刀的進展尤為突出。如：Iscar公司開發(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構，使每齒進給量最高可達3.5mm，以小吃深大進給的方式實現(xiàn)很高的金屬切除率，小的主偏角能把高速進給的徑向力轉化為軸向力，因此可采用懸伸較長的刀桿對較深的模腔或外輪廓進行高效加工，主副切削刃之間的平緩的過渡刃，既可增加刀尖的強度又能改善加工的表面粗糙度。為了使刀片的裝夾更可靠，以適應大的進給量，在刀片的底面多出一個圓柱形的凸起，在安裝時與刀座的孔相配，可承受大部分切削力，減少中間夾緊螺釘?shù)妮d荷。
　　開發(fā)多功能的復合刀具是當前刀具結構發(fā)展中的另一個趨勢。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)控加工技術的優(yōu)勢，對復雜零件在一次安裝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、加快產品開發(fā)的重要途徑。為此，也對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零件不同工序的加工。減少換刀次數(shù)，節(jié)約頻繁換刀時間；同時，還可以減少刀具的數(shù)量和庫存量，有利于管理和降低制造成本。Sandvik、Kennametal等公司都開發(fā)出了為加工汽車、航空發(fā)動機零件、飛機構件開發(fā)的成套專用復合刀具。隨著這類刀具的品種增加，結構優(yōu)化，幾何參數(shù)更趨合理，性能得到提高，應用面不斷擴大，它不僅在車削、銑削、鉆削領域的應用有新的突破，而且擴大到拉削和齒輪加工等復雜形面的加工領域。這類專用高效刀具已經成為現(xiàn)代自動生產線的特色，對減少投資費用、保證生產節(jié)拍和產品質量發(fā)揮了重要作用，也反映出刀具與工藝在制造技術中的緊密關系，甚至是開發(fā)新工藝、設計新的生產線的前提。

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