近年來，快速發(fā)展的數(shù)控機(jī)加工工藝技術(shù)促進(jìn)了數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)科研和新產(chǎn)品的研發(fā)。世界各大廠商生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床用刀具種類、規(guī)格繁多，數(shù)量龐大，往往令人眼花繚亂，不得要領(lǐng)。現(xiàn)將有關(guān)數(shù)控刀具科普性知識和近幾年來數(shù)控刀具材料、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等領(lǐng)域的新產(chǎn)品、科技現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢就其精要，在此簡要分述，以便了解掌握相關(guān)數(shù)控刀具新產(chǎn)品信息的要點。一、數(shù)控刀具分類簡要

    二、數(shù)控刀具材料新產(chǎn)品科技近況與發(fā)展趨勢

    1、概述：

    近年來，數(shù)控刀具材料基礎(chǔ)科研和新產(chǎn)品的成果集中應(yīng)用在高速(超高速)、硬質(zhì)(含耐熱、難加工)、干式、精細(xì)(超精)數(shù)控機(jī)加工技術(shù)領(lǐng)域。刀具材料新產(chǎn)品的研發(fā)在超硬材料(金剛石、表面改性涂層材料、TiC基類金屬陶瓷、立方氮化硼、Al2O3、Si3N4基類陶瓷)，W、Co類涂層和細(xì)顆粒(超細(xì)顆粒)硬質(zhì)合金基體及含Go類粉末冶金高速鋼等領(lǐng)域進(jìn)展速度較快。

    2、超硬材料領(lǐng)域：

    金剛石(釬焊聚晶、單晶)各類刀具已迅速應(yīng)用于高硬度、高強(qiáng)度、難加工有色金(合金)及有色金屬-非金屬復(fù)合材料零部件的高速、高效、干(濕)式機(jī)械切削加工行業(yè)中。其概況分述如下：

    汽車、摩托車行業(yè)：聚晶、人造單晶金剛石面銑刀、鏜刀、車刀、鉸刀、復(fù)合(組合)孔加工等數(shù)控刀具等正大量應(yīng)用于高強(qiáng)度、高硬度Si--Al合金零部件自動生產(chǎn)線上；

    竹木地板、家具行業(yè)：聚晶、CVD厚膜沉積金剛石(復(fù)合片)立銑刀、三面刃成形銑刀、面銑刀等類刀具正大量應(yīng)用于高硬度復(fù)合竹木地板、家具及門窗…等零部件自動生產(chǎn)線上；

    航空、航天、汽車及電子信息技術(shù)行業(yè)：金剛石CVD薄膜涂層數(shù)控刀具(以整體WCo類硬質(zhì)合金刀具為主)多應(yīng)用于銑削、車削、鉆削、鉸削及锪削加工高強(qiáng)度鋁合金(鑄、鍛)、纖維-金屬層板、碳纖維熱塑性復(fù)合材料、鎂合金、石墨、陶瓷…等零部件，滿足高速、高壽命、干式機(jī)加工技術(shù)要求。各廠商正不斷地改進(jìn)金剛石涂層工藝技術(shù)，提高金剛石薄膜與刀具基體的結(jié)合牢度和致密度；

    精細(xì)(超精)機(jī)加工技術(shù)領(lǐng)域：單晶天然、人造金剛石刀具應(yīng)用于各種精密儀器透鏡、反射鏡、計算機(jī)磁盤、復(fù)印機(jī)(錄像機(jī))磁鼓…等工件的精細(xì)(超精、納米級)車削加工；

    單晶金剛石刀具還被應(yīng)用于眼科角膜手術(shù)精細(xì)切割和印刷制板精細(xì)雕刻…等行業(yè)。

    各廠商正在不斷改進(jìn)金剛石各類刀具的刃磨工藝技術(shù)、刃磨精度及刃磨效率。

    ●表面改性涂層材料主要有：TiN、TiCN、TiALN、ALTiN、Al2O3、CrN、ZrC、MoS2、WS2…等，采用計算機(jī)控制PVD、PCVD、CVD涂層工藝技術(shù)，將上述涂層材料用于對立銑刀、鉸刀、鉆頭、復(fù)合(組合)孔加工刀具、齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、成形拉(推)刀及各種機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片的表面改性涂層處理(基體為高速鋼、WCo類硬質(zhì)合金、Ti基類金屬陶瓷)，滿足高速、高壽命切削加工高強(qiáng)度、高硬度鑄鐵(鋼)、鍛鋼、不銹鋼、鈦合金、鎳合金、鎂合金、鋁合金、粉末冶金、竹木…等材質(zhì)工件的生產(chǎn)技術(shù)不同要求。刀具表面改性涂層工藝技術(shù)對于大幅度提高數(shù)控刀具的切削性能，具有成本低、見效快的特點，該工藝技術(shù)可根據(jù)各種切削加工技術(shù)要求，機(jī)動靈活地變換涂層材料，工藝技術(shù)較優(yōu)。各廠商正在不斷提高涂層工藝技術(shù)、改進(jìn)涂層材料及開發(fā)納米級多功能涂層材料，旨在不斷提高涂層結(jié)合牢度、耐磨性、抗沖擊韌性等，盡力擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

    ●Ti基類金屬陶瓷(TiCN系)各種機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀、鏜刀、鉸刀、銑刀、復(fù)合(組合)孔加工數(shù)控刀具及整體式立(球頭)銑刀、鉸刀等數(shù)控刀具正在應(yīng)用于高強(qiáng)度、高硬度鑄鐵(鋼)合金、鍛鋼合金、淬火鋼合金、耐熱合金、粉末冶金零部件自動生產(chǎn)線上，以滿足高速、高效、硬質(zhì)、干(濕)式精細(xì)機(jī)加工技術(shù)要求。各廠商正采用添加不同的微量元素及燒結(jié)工藝技術(shù)，研發(fā)新型金屬陶瓷材料產(chǎn)品，旨在不斷提高其抗彎強(qiáng)度、抗沖擊韌性、耐磨性。日本的金屬陶瓷刀具已經(jīng)占硬質(zhì)合金刀具總量的30%～40%。世界上，該類刀具應(yīng)用面也呈迅速擴(kuò)大的趨勢。

    ●立方氮化硼聚晶復(fù)合片銑刀(面銑刀、玉米齒立銑刀、球頭立銑刀)、鏜刀、車刀、鉸刀、復(fù)合(組合)孔加工等數(shù)控刀具(釬焊、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位兩種結(jié)構(gòu)形式)大量應(yīng)用于高強(qiáng)度、高硬度鑄鐵(鋼)合金、鍛鋼合金、淬火鋼合金、粉末冶金等零部件自動生產(chǎn)線上，滿足高速、高效、硬質(zhì)、精細(xì)機(jī)加工技術(shù)要求。

    ●Al2O3、Si3N4基類陶瓷(晶須增韌類)各種機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀、銑刀等數(shù)控刀具應(yīng)用于高強(qiáng)度、高硬度、耐磨鑄鐵(鋼)、鍛鋼、高錳鋼、淬火鋼、粉末冶金、工程塑料、耐磨復(fù)合材料等零部件生產(chǎn)線上，滿足高速、高效、硬質(zhì)、干式機(jī)加工技術(shù)要求。目前，各廠商通過對Al2O3、Si3N4基類陶瓷材料添加不同微量元素及創(chuàng)新生產(chǎn)工藝技術(shù)，研發(fā)新型中、細(xì)顆粒陶瓷材料和功能梯度(多相)陶瓷材料產(chǎn)品，旨在不斷提高其抗彎強(qiáng)度、抗沖擊韌性。

    3、W、Co類涂層和細(xì)顆粒(超細(xì)顆粒)硬質(zhì)合金材料領(lǐng)城：

    W、Co類細(xì)(中)顆粒硬質(zhì)合金基體材料為適應(yīng)各種表面改性涂層材料的涂覆工藝技術(shù)要求添加各種微量元素，滿足于各種機(jī)加工工藝技術(shù)對可轉(zhuǎn)位刀片切削性能的要求而發(fā)展的；超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金基體材料研發(fā)和應(yīng)用分兩個方面：在電子、信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)用于加工纖維-金屬復(fù)合層板材料工件的微型鉆頭、立銑刀，其基體材料向著高韌性方向發(fā)展，表面涂覆金剛石薄膜，以增加刀具表面硬度和耐磨性；模具行業(yè)、飛機(jī)、汽輪機(jī)、汽車…等制造行業(yè)，用于切削加工高強(qiáng)度、高硬度鑄鐵(鋼)、鍛鋼、鋁合金(鑄、鍛)、粉末冶金材料工件的整體式立(球頭)銑刀、專用擠壓刀具、鉸刀(Φ30mm＜直徑＞Φ4mm)、鉆頭、復(fù)合(組合)孔加工刀具…等數(shù)控刀具，其基體材料向著高硬度、高韌性方向發(fā)展。一般不涂層，多次重磨使用。

    4、含Co類粉末冶金高速鋼材料領(lǐng)城：

    以改進(jìn)制粉、熱壓工藝、添加微量元素創(chuàng)新的粉末冶金高速鋼(含Co類)材料，制成各種成形拉刀(整體式、組合式)、高速滾刀、剃(插)齒刀、絲錐、波紋刃立銑刀、成形立銑刀及滾(擠、碾壓)壓刀具，大量應(yīng)用于轎車、摩托車、航空發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī)…等制造行業(yè)，加工高強(qiáng)度、高硬度鑄鐵(鋼)合金、合金結(jié)構(gòu)鋼(鍛)、耐熱合金鋼、不銹鋼、整體鋁合金(熱鍛)、高Si--Al合金材料工件。根據(jù)切削加工技術(shù)不同的要求，其表面分別配涂TiN、TiCN、TiALN、CrN、MoS2、ZrC…等涂層材料，滿足高速、高效、硬質(zhì)精密機(jī)加工技術(shù)要求。淘寶特賣頻道隔離霜什么眼膜好口碑茶樹精油去痘印豐胸哪種身體滋潤效果好卸妝假睫毛膠水什么牌子的好

    數(shù)控刀具材料是較活躍的材料科技領(lǐng)城，其每一新產(chǎn)品的面市，會使機(jī)加工技術(shù)躍上一個新臺階，各廠商歷來十分重視該領(lǐng)城的研發(fā)科技。

    三、數(shù)控刀具新結(jié)構(gòu)、新品種科技發(fā)展近況與趨勢

    1、概述：

    近年來，數(shù)控刀具的科技成果主要體現(xiàn)在研發(fā)一刀多切削功能、提高其刀刃切削性能方面，適應(yīng)高速(超高速)、硬質(zhì)(含耐熱、難加工)、干式、精細(xì)(超精)切削及高效率數(shù)控機(jī)加工切削技術(shù)要求。隨著零件毛坯制造技術(shù)進(jìn)步，零件毛坯幾何尺寸及切削余量控制較為精確，數(shù)控刀具新結(jié)構(gòu)、新品種的研發(fā)主要集中在輕、中負(fù)荷切削范圍內(nèi)，并以專用孔加工、拉削、滾(擠、碾壓)壓、銑削及車削等五類刀具的變革較為活躍，配套研發(fā)其相應(yīng)刀片斷屑槽形。

    2、數(shù)控工具系統(tǒng)：

    近幾年國際上出現(xiàn)了以"HSK"工具系統(tǒng)逐步替代各廠商研發(fā)的其它各類工具系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。歐州發(fā)達(dá)國家沿用德國DIN69893-1號HSK工具系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組委會為其制定了ISO／DIS標(biāo)準(zhǔn)。HSK工具系統(tǒng)具有動、靜剛度高、定位(迥轉(zhuǎn))精度好、充許轉(zhuǎn)速高(≤150000p.r.m)等特點。既便于規(guī)笵工具管理，又總體上節(jié)約了工具費用、降低生產(chǎn)成本。其首先應(yīng)用于加工中心、數(shù)控鏜銑床，逐漸擴(kuò)大到各類車床(車削中心)、磨床(磨削中心)、數(shù)控專機(jī)及數(shù)控加工自動生線上，使用范圍幾乎覆蓋所有刀具領(lǐng)域。

    3、孔加工刀具類：

    在刀具門類中，孔加工刀具是一大家族，其小改小革層出不窮，在此就其主要突出的新結(jié)構(gòu)、新品種簡要分述如下：

    ●數(shù)控鉆頭：

    整體式鉆頭：鉆尖切削刃由對稱直線型改進(jìn)為對稱圓弧型(r＝1／2D)，以增長切削刃、提高鉆尖壽命；鉆芯加厚，提高其鉆體剛度，用"S"型橫刃(或螺旋中心刃)替代傳統(tǒng)橫刃，減小軸向鉆削阻力，提高橫刃壽命；采用不同頂角階梯鉆尖及負(fù)倒刃，提高分屑、斷屑、鉆孔性能和孔的加工精度；鑲嵌模塊式硬質(zhì)(超硬)材料齒冠；油孔內(nèi)冷卻及大螺旋升角(≤40°）結(jié)構(gòu)等。最近研制出整體式細(xì)顆粒陶瓷(Si3N4)、Ti基類金屬陶瓷材料鉆頭。

    機(jī)夾式鉆頭：鉆尖采用長方異形專用對稱切削刃、鉆削力徑向自成平衡的可轉(zhuǎn)位刀片替代其它幾何形狀、鉆削力徑向總體合成平衡的可轉(zhuǎn)位刀片，以減小鉆削振動，提高鉆尖自定心性能、壽命和孔的加工精度。

    ●復(fù)合(組合)孔加工數(shù)控刀具：

    集合了鉆頭、鉸刀、擴(kuò)(锪)孔刀及擠壓刀具的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)，整體式、機(jī)夾式、專用復(fù)合(組合)孔加工數(shù)控刀具研發(fā)速度很快?？傮w而言：采用鑲嵌模塊式硬質(zhì)(超硬)材料切削刃(含齒冠)及油孔內(nèi)冷卻、大螺旋槽等結(jié)構(gòu)是其目前發(fā)展趨勢。

    ●數(shù)控鉸刀：

    大螺旋升角(≤45°）切削刃、無刃擠壓鉸削及油孔內(nèi)冷卻的結(jié)構(gòu)是其總體發(fā)展方向，最大鉸削孔徑己達(dá)φ≤400mm。

    ●鏜刀：

    單刃微調(diào)精密鏜刀正被多刃擴(kuò)(锪)孔刀、鉸刀及復(fù)合(組合)孔加工專用數(shù)控刀具替代。國外研制出采用工具系統(tǒng)內(nèi)部推拉桿軸向運(yùn)動或高速離心力帶平衡滑塊移動，一次走刀完成鏜削球面(曲面)、斜面及反向走刀切削加工零件背面的數(shù)控智能精密鏜刀，代表了鏜刀發(fā)展方向。

    ●絲錐：

    研發(fā)出大螺旋升角(≤45°）絲錐，其切削錐視被加工零件材料軟、硬狀況，設(shè)計專用刃傾角、前角等。

    ●擴(kuò)(锪)孔刀：

    多刃、配置各種數(shù)控工具柄及模塊式可調(diào)微型刀夾的結(jié)構(gòu)形式是目前擴(kuò)(锪)孔刀具發(fā)展方向。

    4、數(shù)控銑刀類：

    整體式立銑刀：硬質(zhì)合金立銑刀側(cè)刃采用大螺旋升角(≤62°）結(jié)構(gòu)，立銑刀頭部的過中心端刃往往呈弧線(或螺旋中心刃)形、負(fù)刃傾角，增加切削刃長度，提高了切削平穩(wěn)性、工件表精度及刀具壽命。適應(yīng)數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間銑削加工技術(shù)的要求。

    機(jī)夾式立銑刀：由各類機(jī)夾立銑刀的由可轉(zhuǎn)位刀片(往往設(shè)有三維斷屑槽形)組合而成的側(cè)齒、端齒與過中心刃端齒(均為短切削刃)，可滿足數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間銑削加工技術(shù)要求。

    數(shù)控銑刀均已采計算機(jī)輔助設(shè)計、切削摸擬仿真及數(shù)控加工技術(shù)成形制造。

    機(jī)夾式數(shù)控面銑刀：刀體趨向于用輕質(zhì)高強(qiáng)度鋁、鎂合金制造，切削刃采用大前角、負(fù)刃傾角，可轉(zhuǎn)位刀片(幾何形狀多種)帶有三維斷屑槽形。

    數(shù)控銑刀、專用復(fù)合孔加工刀具均應(yīng)用了高速回轉(zhuǎn)體動平衡及安全夾固技術(shù)，一些高速回轉(zhuǎn)刀體上還應(yīng)用空氣動力學(xué)原理，利用旋風(fēng)冷切削刃，在干式切削加工時降低切削刃的溫度，提高刀具壽命。

    5、車刀、

    切槽、切斷類型車刀發(fā)展了集車端面、外園、仿形、切槽、切斷、倒角加工的一刀多功能車削刀具，刀片夾緊方式采用鑲嵌式彈性刀體、切削力自位固定的結(jié)構(gòu)，十分適用和新穎。

    6、拉削刀具類：

    在現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的支持下，研發(fā)出各種專用外輪廓精密成形、組合拉刀及車-拉組合成形拉削刀具，配以專用數(shù)控機(jī)床。使汽車部分工件批產(chǎn)效率成幾十倍提高，而且產(chǎn)品質(zhì)量、精度十分穩(wěn)定。

    7、其它刀具：

    汽車、摩托車專用的小模數(shù)漸開線外齒輪、花鍵軸零部件批產(chǎn)工藝采用滾壓、搓擠無屑加工工藝技術(shù)，研發(fā)出專用刀具及特種數(shù)控機(jī)床，使特定的工件批產(chǎn)效率提高幾十倍，而且質(zhì)量、精度十分穩(wěn)定。

    四、結(jié)束語

    拉削、滾壓、搓擠刀具和復(fù)合(組合)孔加工數(shù)控刀具的創(chuàng)新成果往往會引起機(jī)加工觀念上的巨大變革，再集成刀具材料及特種數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的創(chuàng)新科技成果，所產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益也是巨大的。