中国机械工业金属切削刀具技术协会

中国机械工业金属切削刀具技术协会高翔更新切削理念提高生产效率—浅析中国切削技术发展之路，呼唤切削理念新的提升1、专注技术篇2、融入理念篇3、返璞归真篇第一篇专注技术篇在数控技术和刀具技术的共同推动下切削加工进入了高速切削时代二十年切削速度提高了5～10倍在数控技术和刀具技术的共同推动下切削加工进入了高速切削时代二十年切削速度提高了5～10倍表1现阶段高速切削实例CBN铣削灰铸铁1000~2000m/min铣削PCD铣削铝合金3000~7000m/min氮化硅陶瓷车削灰铸铁500~700m/minCBN车削淬火钢（HRC60）100~200m/min车削CBN车削灰铸铁刹车盘700~1000m/min钻削整体硬质合金钻头钻灰铸铁100m/min攻丝硬质合金丝锥加工灰铸铁内冷却硬质合金同步丝锥加工铝合金20~80m/min140m/min硬质合金滚刀加工16MnCr5350m/min滚齿金属陶瓷滚刀加工16MnCr5600m/min高速切削可运用于各种材料的硬切削、重切削和少无润滑切削加工Al2O3基陶瓷刀具端铣调质45＃钢时的切削力高速切削加工中的切削力变化——高速切削的特点之一2000120010008006004001400070140210280350切削分力（N）切削速度（m/min）FzFxFy高速切削试验中温度与速度的关系——高速切削的特点之二CBN刀具12000C高速切削可提高加工效率降低加工成本——高速切削的特点之三刀具费用只占总加工成本的4%切削界公认的事实加工效率提高20%加工成本降低15%刀具价格下降20%加工成本降低0.6%刀具寿命延长一倍加工成本降低1.5%加大刀具投入，用先进刀具高速切削提高生产效率降低总生产成本，是切削理念的一次进步冷却润滑液费用17%企业一般费用28%投资利息和设备折旧费35%设备运行和能源费7%人员工资9%刀具费用4%PCBN刀具的特点和最新发展硬度高：Hv3000～5000，抗冲击性高于陶瓷热稳定性好：1400～15000C不与铁系材料反应，但B在高温下会熔于C导热性好：仅次于金刚石摩擦系数低：0.1～0.3，且随切削温度上升而降低可以涂层：Ti(C,N)+(TiAl)N+TiN可做出三维断屑槽型可用于精加工和粗加工，可切削硬材料和非淬硬材料SecomaxCBN300带断屑槽型刀片在上汽通用铣铸铁缸体平面V=2000米/分切削寿命是普通CBN刀片的4倍日本精瓷（Kyocera）带三维断屑槽型的车刀片，物理涂层（PVD）有了重大进展开发出多种功能的涂层：有适应高速切削、干切削、硬切削的耐磨、耐热涂层，有适应断续切削的韧性涂层，还有适用于干切削及需要降低摩擦系数的润滑涂层开发了纳米结构的超硬涂层如Balzers公司的FUTUNANANO和FUTUNATOP，3300Hv，氧化温度900℃又如PLATIT公司的nACo纳米结构涂层，4500Hv，开始氧化温度1100℃PVD制备氧化铝涂层Hauzer技术镀层公司用阴极电弧与磁控溅射制备AlTiN-Al2O3涂层刀具，干铣削42CrMo钢比AlTiN涂层刀具提高寿命一倍AlTiN-Al2O涂层界面目前——硬质合金涂层刀具是高速切削的主力军未来——寄期望于高韧性陶瓷、超硬材料及其涂层ThefuturewillbebasedontoughceramicsandsuperharddiamondandCBNmaterialsinthebodyorcoatingofthetool.——DennisT.Quinto——CuttingTools:theFuture动向——CBN刀具取代硬质合金的进程已悄然开始展望——高速切削将获得更为广泛的应用第二篇融入理念篇理念更新不断推动加工效率的提高高速切削、高效切削和高效加工代表着近年切削理念的三次进步机械加工中核心目标之一是提高效率和降低成本切削加工效率高速切削可以提高生产效率，但不是唯一手段刀具结构创新是提高生产效率的重要手段大走刀、复合刀具、多功能刀具‥‥工艺的创新有时带来加工方式革命性的进步曲轴加工的技术进步是典型的例证∝vfaP高效切削一把多功能铣刀Combinationtooldrilling,boring&chamferingAdjustableISO-inserts曲轴车拉刀和高速铣刀的发明带来曲轴加工方式革命性的进步，成十倍地提高了加工效率和产品质量东风刃量具厂为文全曲轴厂开发生产的曲轴高速铣刀同等切削条件下群钻的切削寿命是普通麻花钻的3～5倍同等切削寿命条件下群钻的进给量是普通钻头的2～3倍钻钢用多刃钻头钻铸铁用多刃钻头多分屑槽钻头十字修磨钻头双平面钻尖采用包括高速切削、刀具结构和工艺方式创新在内的综合手段实现高效切削，是切削理念的又一次进步提高效率不能只盯着高速切削受刀具性能（涂层和材料）和设备限制不能进行高速切削的时候，通过刀具结构创新和工艺革新来提高切削效率常常更为实际高效加工•高效切削=高效加工•Mazak公司称他们的数控机床只有30%时间创造利润•东方汽轮机厂进口加工中心纪录的切削时间也只有30%数控技术涂层技术材料技术高性能刀具高速切削刀具结构创新切削参数优化工艺方式变革高效切削？高效加工30％非切削时间70％高效切削的效果被太多的非切削时间大大抵消了东方汽轮机厂进口加工中心系统自动纪录的切削时间只占30％数控技术涂层技术材料技术高性能刀具高速切削刀具结构创新切削参数优化工艺方式变革高效切削装取工件、测量零件、装刀调整、空行程、设备检修和保养……高效加工向管理和相关技术要效益缩短非切削时间提高加工效率数控技术涂层技术材料技术高性能刀具高速切削刀具结构创新切削参数优化工艺方式变革高效切削提高工作台速度加速度；刀库容量和换刀速度；设备高可靠性稳定性平均无故障时间长；加强刀具管理，机外预调刀具；通过网络编程，计算机仿真缩短试切时间；随机测量测量；快速装夹技术；辅助装卸工位；优化工艺布局,加强生产管理……高效加工70％在采用先进刀具实现高效切削的同时，还要应用相关技术和管理手段优化整个加工过程实现高效加工，是切削理念的第三次进步从专注技术到融入理念从高速切削到高效切削再到高效加工切削理念的融入拓宽了我们的视野，指导我们根据具体条件，采用多样化的途径提高切削加工效率第三篇返璞归真篇人才、创新、基础、实践是切削技术的根本—呼唤切削理念新的提升在发展切削技术的道路上我们还缺少什么？我们还该怎么做？现状与思考1、加工企业买产品、买技术、买服务提高了生产效率2、刀具企业瞄准世界先进水平努力赶超开发了一批先进产品3、思考缺失了什么？群钻的思考思考之一：创新•北京永定机械厂倪志福创造的群钻•武汉重型机床厂马学礼创造的深孔套料刀•鞍钢机械总厂王崇伦创造的万能工具胎思考之二：如何看待创新对“多刃尖麻花钻标准与产业化”的评价产生分歧观点之一：与现代刀具相比、高速钢麻花钻是低档产品，不予授奖观点之二：针对67型群钻的不足进行了六个方面的创新，实现了产业化并批量（年产上千万件）进入了国际市场。是一篇创新性、实践性好的文章，应授予一等奖争论焦点：如何看待创新，该论文最后获三等奖努力赶超——跟踪式的追赶——差距在扩大缺少自主创新和自主知识产权买来主义——买产品买服务——继续买下去缺少切削技术基础和创新人才思索：我们过多地（甚至只）留意到（盯着）先进技术的浮华，却较少（或根本没有）去探究其背后的功底——人才、创新、理论和实践最大的差距是缺少掌握切削技术理论、实践应用能力强、有创新精神的人才呼唤从切削技术——切削理念——人才基础更高层次上切削理念新的提升要克服浮燥心理和急功近利的思想，重基础重实践努力造就一大批掌握先进切削技术基础、懂得先进切削理念、有创新意识和解决实际问题能力的切削工程师和新一代的刀具大王。这才是进一步提高切削加工的生产效率和更快地赶超切削刀具先进水平的根本途径切削技术的三次跃升专注技术运用高速切削提高生产效率降低生产成本融入理念切削理念的三次进步返璞归真重视人才、创新、理论、实践——发展的根本融入理念切削理念的三次进步拓宽了提高效率的途径谢谢大家请多指教