制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)∶犯睿現(xiàn)在中國已經(jīng)成為世界加工場僚稿，可是我國制造業(yè)的人均勞動生產(chǎn)率與美姊氓、歐丐怯、日等工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)相比還有很大的差距，只為歐、美读跷、日等發(fā)達地區(qū)和國家的二十分之一左右梗搅。根據(jù)中國機床工業(yè)年鑒提供的數(shù)據(jù)，我國工具行業(yè)2004年全員勞動生產(chǎn)率為人民幣39,366元效览，人均利潤6,750元无切。遠低于國外工具企業(yè)上百萬元人民幣的年人均勞動生產(chǎn)率。刀具和切削技術落后是機械制造業(yè)勞動生率低下的重要原因之一踱封。為了把我國從制造大國變成制造強國客净，中國刀協(xié)從中國切削工作者的歷史責任的高度提出了“發(fā)展切削技術、建設制造強國”的宏偉目標脏诈。

　　當前切削刀具及相關技術的發(fā)展日新月異冀烘，近年來在數(shù)控技術和刀具技術的共同推動下切削加工進入了高速切削的階段。近年刀具材料和涂層技術有了很大的發(fā)展锯政，如PCD纬惶、CBN超硬刀具和陶瓷刀具的使用范圍不斷擴大，作為當前高速切削主力軍的涂層硬質(zhì)合金刀具的切削性能大幅提高等尚档。近二十年來切削速度提高了5至10倍诽闲，生產(chǎn)效率提高了50%至一倍。高速切削有一個特點彩梅，就是當切削速度上升到一定程度時由于材料軟化等原因隨著切削速度的增加切削力反而下降匾蛆，同時由于切屑帶走了大部分熱量甚至工件的溫升也會減小。不過受刀具材料性能限制后一現(xiàn)象目前只在用PCD刀具加工鋁合金和軟質(zhì)材料中才能觀察到固啡。高速切削還適用于硬切削、干切削和重切削蝙斜，是提高切削效率的有效手段名惩。

　　現(xiàn)代加工中刀具費用一般只占制造成本的3~4%，但它對總制造成本的影響卻要大得多孕荠。計劃經(jīng)濟時代機械加工企業(yè)從控制加工成本出發(fā)制訂刀具消耗定額進行成本控制娩鹉，我們也曾提到有些企業(yè)高效率的進口設備上使用低性能的焊接刀具，不能發(fā)揮設備性能反而造成更大浪費的事實稚伍。有人計算過生產(chǎn)效率提高20%弯予，制造成本降低15%，現(xiàn)在多數(shù)企業(yè)都算過這筆帳了个曙，加大刀具投入用高速切削提高生產(chǎn)效率以降低總生產(chǎn)成本锈嫩，是切削理念的一次進步。

　　先進刀具有三大技術基礎：材料垦搬、涂層和結構創(chuàng)新呼寸。高速切削刀具主要依賴的是刀具材料和涂層技術的進步。高速切削可提高切削效率但不是唯一的手段。刀具的結構創(chuàng)新也是提高切削效率的有效手段对雪。例如Iscar公司的大走刀量銑刀每齒走刀量達到3.5mm河狐，Seco公司的復合孔加工刀具一次走刀就能完成鉆、鏜孔和端面倒角等树颖。曲軸加工的工藝進步更具有說服力若战，曲軸車拉刀的發(fā)明成十倍地提高了曲軸加工效率。現(xiàn)在又出現(xiàn)了效率更高的曲軸高速銑刀效聂，一次走刀就可完成七個主軸頸的加工瞪澈。東風汽車公司量刃具廠已經(jīng)成功地為國內(nèi)汽車廠開發(fā)了曲軸車拉刀和高速銑刀并成功用于生產(chǎn)。上世紀八九十年代成都工具研究所在涂層尔芯、材料的單項技術都不占優(yōu)勢的情況下汽心，憑借自主知識產(chǎn)權的刀具設計和工藝技術，加上涂層拓嗽、材料和刀具結構創(chuàng)新技術的綜合運用熏疾，在高強度石油管螺紋刀具上實現(xiàn)了對國外知名企業(yè)的一次成功超越。還有許多例子都說明刀具結構創(chuàng)新往往更能有效地提高切削效率尖初。要提高切削效率不能只盯著用最好的（也常常是最貴的）刀具來進行高速切削葵昂。在目前我們刀具材料和涂層技術與國外還有較大差距的情況下，注重刀具的結構創(chuàng)新往往是提高切削效率的更有效和更可行的手段纯末。采用包括高速切削和刀具結構創(chuàng)新在內(nèi)的各種手段實現(xiàn)高速切削寥掐，是切削理念的又一次進步。

　　運用先進刀具提高切削效率后又常常突顯出兩類新問題：一是切削效率提高的效果被大量的非切削時間所大大沖淡磷蜀，二是在加工設備不太先進的情況下先進刀具的費用不堪重負召耘。日本MARZAK公司說他們的加工中心只有百分之三十的時間在為公司創(chuàng)造效益。東方汽輪機廠進口瑞士加工中心上自動記錄的切削時間也只有30%左右褐隆。切削技術在不斷發(fā)展污它，人們的認識在不斷深化：在提高加工效率的努力中只靠高性能的刀具是遠遠不夠的，通過切削應用技術提高切削生產(chǎn)效率的潛力還很大庶弃。

　　切削過程十分復雜衫贬，加上切削過程受大量隨機因素的影響很難簡單地用一些公式和定理準確地描述。但金屬切削作為一門傳統(tǒng)技術是有其自身規(guī)律并可以把握的歇攻，關鍵是要用好用活切削技術解決實際問題固惯。配合中國刀協(xié)20工程我們請工具行業(yè)資深專家趙炳楨研究院編寫了“刀具應用技術基礎”教材。我們的目標是為企業(yè)培訓了解現(xiàn)代化切削技術的基礎知識和最新發(fā)展缴守，懂得切削應用技術的基本理念并能夠運用以上技術和思路解決實際問題的人才------我們稱之為切削工程師和新一代的刀具大王葬毫。

　　前面說過要進一步提高切削加工效率只靠先進刀具是不夠的。我們還應該掌握和運用與切削過程相關的技術斧散，全面提高生產(chǎn)效率诚咪。

　　今年5月在廈門舉行的2005中國刀協(xié)工作會議上圾篱，東方汽輪機廠介紹了綜合運用切削應用技術，全面提高切削加工效率的經(jīng)驗搭肠。今年廠里努力推廣先進刀具玫惧，僅推廣可轉位刀具就提高生產(chǎn)效率30%。進而他們又在刀具結構創(chuàng)新上下功夫眯华，于株洲鉆石切削刀具股份有限公司合作開發(fā)先進刀具庞蠕，還對老式設備進行改造以使用先進刀具來提高生產(chǎn)效率。最近他們又對全廠工藝配置進行了優(yōu)化拇掺、加強管理则菌、進行網(wǎng)絡編程和切削過程的計算機模擬等手段進一步提高生產(chǎn)效率。用王政總工藝師的話說是“向另外70%的時間要效益”赚毫。減少非切削時間的手段還很多踏靴，比如機外調(diào)刀、快速換刀筹柠、隨機測量窜无、多工位加工、設置裝卸工位适袜、采購可靠性高的設備減少維修停機時間等等柄错。

　　既要采用先進刀具，同時還要通過管理和應用相關技術優(yōu)化整個加工過程苦酱，實現(xiàn)高效加工是最近切削理念的第三個進步售貌。

　　使用先進刀具還應注意與加工設備的合理“匹配” 。我們曾提到好設備上用焊接刀具是不匹配疫萤，而在普通設備上一味追求用最好（也常常是最貴）的刀具同樣不合理颂跨，不少加工企業(yè)已發(fā)出進口刀具價格不堪重負的呼聲。怎么辦扯饶？我們的建議是：進行刀具結構創(chuàng)新毫捣，改善刀具使用條件，合理選用刀具材料和涂層帝际，不要只盯著“最好的”（最貴的）刀具，提高生產(chǎn)效率部只有高性能刀具和高速切削一條道饶辙。經(jīng)過多年的建設和技術改造蹲诀，一批國有、副分之和民營刀具企業(yè)已開發(fā)出系列性能優(yōu)良的硬質(zhì)合金材料和涂層刀具弃揽，可以供加工企業(yè)按照具體情況合理地選用管员。再則刀具結構創(chuàng)新和工藝方式的改革，還有管理手段和相關技術同樣是提高生產(chǎn)效率的有效手段巷卵。說得更明確一點就是不要只盯著用最好的刀具這一條道溅逃，當前更要重視切削應用技術向70%的時間要效率。

　　現(xiàn)在國內(nèi)轎車生產(chǎn)、模具制造少锭、航空航天等領域還大量使用進口刀具洁席。我國在材料、涂層的基礎技術和刀具結構創(chuàng)新上與國外還有較大差距谎躁，趕超世界先進水平還任重道遠值唉。但如果只看到這一點而忽視切削應用技術這個重要領域，無形中就夸大了我們在切削技術上與國外的差距疮肿。我們要在基礎技術和應用技術并舉港赂，當前應該從切削應用技術入手，在刀具結構創(chuàng)新上下功夫家么，學會用好引進和自行開發(fā)的涂層技術和先進刀具材料技術涉功，綜合運用技術和管理手段提高加工效率，加快趕超世界先進水平略吨。

　　切削工具性能的提高為高效高速加工發(fā)展提供了可能性

　　如果需要達到高效高速加工集币，切削工具是另外一個重要的因素。當前切削工具材料的發(fā)展晋南，對加工的需要創(chuàng)造了比較好的條件惠猿，除了高速鋼、硬質(zhì)合金以外负间，陶瓷偶妖、金屬陶瓷、超硬材料的發(fā)展起到了重要的作用政溃。特別是陶瓷趾访、超硬材料，對高效高速加工的發(fā)展提供了有力的支持董虱。更值得提及的是扼鞋，1955年美國GE公司用高溫、高壓合成超硬材料取得成功愤诱，促使切削領域發(fā)生了重大變化云头。在這個基礎上，很快出現(xiàn)了PCD晋粱、PCBN锁澡，為難加工材料的切削、干切削馁惨、硬切削神翁、超精密切削等的加工創(chuàng)造了條件。

　　在切削加工的另一個方面业弊，就是表面技術在切削工具上的應用誓贝，PVD(物理氣相沉積)伶门、CVD(化學氣相沉積)不斷推陳出新，由單層發(fā)展成多層剑瞻、千層棵擂、復合涂層，現(xiàn)在又發(fā)展成納米涂層撼遵；涂層的材料眨仪，從TiN發(fā)展為Al2O3、TiC甜杰、ZrO2柑爸、等，根據(jù)加工的要求盒音，為提高耐高溫的性能表鳍，又發(fā)展了TiCN、TiAlN祥诽、TiSiN譬圣、CrSiN等。為了減少摩擦力雄坪，采用軟涂層厘熟，如沉積MoS2，又如德國Guehring公司采用的Molyglide维哈，這種涂層就是以MoS2為主的绳姨，它能減少切削中的摩擦系數(shù)。當然這要根據(jù)被加工件的特點阔挠，分別地應用在所需的加工上∑現(xiàn)在涂層技術又發(fā)展到了超硬涂層(類金剛石、金剛石购撼、立方氮化硼)措暗，更使切削加工的范圍拓寬。特別值得提到的是薄膜涂層發(fā)展成為厚膜纯亲，它不同于天然金剛石递蚪，具有各向同性，現(xiàn)在已經(jīng)在國內(nèi)外得到應用羞遭，部分取代了天然金剛石〗埃現(xiàn)在也已經(jīng)解決了大顆粒單晶金剛石的合成技術，這些變化對我國的影響非常深遠零反，我國已經(jīng)是世界合成金剛石產(chǎn)量最多的國家，這有利于我國發(fā)展高效加工技術烈肉。

　　為了適應高效高速加工迫讨，輔助工具也是十分重要的手段委丈，例如原來的組合夾具在機械加工中心的應用中，為了提高其強度凤阱，已經(jīng)從槽系發(fā)展成為孔系什偷。目前比較典型的是EROWA和3R組合工具的應用，已經(jīng)從電加工芹枷，發(fā)展到機械加工中心上衅疙，不僅加快了節(jié)奏，更重要的是達到了高精度鸳慈，這些工具從原來的模具電加工發(fā)展到了切削加工領域饱溢。在帶柄的切削工具方面所需的刀柄，也在配合高效率走芋、高精度切削加工的過程中發(fā)展了新型的結構绩郎，例如液壓的、塑料的翁逞，現(xiàn)在又廣泛采用熱裝的刀柄肋杖，其夾緊的精度明顯提高，達到2～3μm⊥诤現(xiàn)在這種裝置已經(jīng)成熟状植，例如德國的ZOLLER公司已經(jīng)將這樣的裝置直接安裝在對刀儀上，說明此項技術又向前推進了一步怨喘。工具的進步為高效加工提供了有力的支持津畸。

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