面對(duì)著日益提高的刀具質(zhì)量要求和隨之上升的刀具成本壓力，不斷完善質(zhì)量、效率和成本這三者的平衡日益成為生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注重心。鑒于機(jī)床不斷朝向高速化趨勢發(fā)展，高速銑削、復(fù)合化加工，以及微細(xì)形狀切削等成為切削技術(shù)發(fā)展的主要方向。本文結(jié)合實(shí)際應(yīng)用介紹了多項(xiàng)最新刀具技術(shù)，它們不僅有其先進(jìn)性，實(shí)用性亦相當(dāng)強(qiáng)，反映了今后新型制造業(yè)的發(fā)展方向。

齒輪加工新概念——“去變形滾刀”

在與客戶及機(jī)床商的緊密合作研究之下，德國藍(lán)幟-菲特（LMT-FETTE）聯(lián)合利勃海爾集團(tuán)共同開發(fā)出三合一組合齒輪加工刀具。它取代過去粗銑-去毛刺-剃齒在不同機(jī)床上進(jìn)行的三步加工工藝，將一把粗加工滾刀、一套去毛刺倒角刀和一把精加工滾刀“去變形滾刀”（Twist-Free-Hob）安裝在同一刀柄上，使得粗加工滾齒、齒面倒角以及齒輪精加工這三個(gè)步驟可在同一臺(tái)機(jī)床上完成。

齒輪切削與去毛刺在同一機(jī)床上完成，所有刀具裝在一把刀柄上，不需任何其它的人工或機(jī)器修磨，也無需增加去毛刺的機(jī)床和刀具。這是最為經(jīng)濟(jì)的齒輪精加工，特別適于相同或相似規(guī)格齒輪的大批量生產(chǎn)。而且，粗加工和精加工滾刀亦可獨(dú)立設(shè)計(jì)，分別選用最優(yōu)化的齒數(shù)、槽數(shù)，以及特別的齒形。這樣一來，粗加工滾刀可以采用最快的加工速度而不必顧及工件最后的齒形質(zhì)量。而精加工滾刀“去變形滾刀”（圖1）由于不需要大量切削單次重磨，生產(chǎn)批量明顯超出那些同時(shí)作粗與精加工的滾刀。利用精加工滾刀修正齒形誤差，可以加工出無齒形誤差的正齒輪和斜齒輪。滾刀采用對(duì)角滾切的方法，在滾削余量的同時(shí)消除齒形誤差，可提供更高的齒輪承載能力和運(yùn)行平穩(wěn)性。

藍(lán)幟—菲特還開發(fā)出齒輪倒角刀具，節(jié)省去除齒輪毛刺的成本。第一把倒角刀去除齒輪頂部的毛刺并倒角。第二把倒角刀則去除根部毛刺并倒角。

采用專用材料和特殊鍍層的施耐爾（Schnell）刀具

在革新性切削技術(shù)如超硬銑削（Hard Milling）、高速銑削（HSM）和精密加工領(lǐng)域，德國施耐爾（Schnell）的刀具以高速度、高壽命和高性價(jià)比著稱。其刀具產(chǎn)品擁有先進(jìn)的軟硬件技術(shù)、專利和訣竅，并采用專用刀具材料和特殊鍍層。鍍層技術(shù)由國際知名企業(yè)為其度身定做，刀具材料則采用瑞士和德國的先端粉未冶金燒結(jié)技術(shù)，材料顆粒為直徑0.2μm以下的納米級(jí)微細(xì)顆粒，并配置有超硬的表面NOVA鍍層或高壽命的LL鍍層。可適合于各種淬硬模具鋼材、淬火合金工具鋼材的高速切削加工，最高加工零件硬度≧HRc70。該系列刀具率先進(jìn)入切削HRC70硬淬模具鋼材的這一傳統(tǒng)禁區(qū)，向電火花加工工藝提出了挑戰(zhàn)。

Schnell買斷了該產(chǎn)品4年的獨(dú)家使用權(quán)。實(shí)驗(yàn)表明，采用了LL鍍層的刀具，在加工超過HRC70的硬淬鋼材料的實(shí)用工藝中能使操作人員游刃有余，得心應(yīng)手，就好像在用傳統(tǒng)刀具加工普通硬度的材料一般。此外，相比傳統(tǒng)鍍層，應(yīng)用LL鍍層的刀具壽命可延長2至3倍，這將大幅降低生產(chǎn)成本。

SS鍍層是施耐爾研究開發(fā)的先進(jìn)超平滑鍍層技術(shù)。在常規(guī)硬度鋼材或其它金屬材料的切削中采用這一鍍層，可顯著增強(qiáng)加工過程的穩(wěn)定性，并獲得更光滑的表面。在同一加工參數(shù)條件下，超平滑的SS鍍層可以克服粘刀現(xiàn)象并杜絕刃部刀瘤的產(chǎn)生。如果用球刀加工注塑模具型腔面，則可達(dá)到無須拋光而直接注塑成型的效果。

Sandivik GC4225（突破一號(hào)）——全面提升鋼件車削加工性能

在普通鋼車削應(yīng)用范圍（ISO P25的應(yīng)用范圍）內(nèi)，零件、工序、材料、加工工況以及刀片尺寸都發(fā)生了很大變化。沒有任何一種加工范圍像P25牌號(hào)的車削范圍一樣，對(duì)P25牌號(hào)的切削刀具有著如此苛刻的要求。而如何用相同的刀片牌號(hào)獲得最佳效果對(duì)金屬切削業(yè)而言是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

作為應(yīng)變挑戰(zhàn)的一個(gè)產(chǎn)物，山特維克可樂滿經(jīng)過廣泛而深入的開發(fā)，推出了新一代P25牌號(hào)——GC4225（突破一號(hào)）（圖3），它作為GC4025牌號(hào)的升級(jí)版本，是一種提供了強(qiáng)大通用性的多功能解決方案。依憑其優(yōu)化的性能和高度可靠性，可通過應(yīng)用更高的切削參數(shù)來提高生產(chǎn)效率，并對(duì)應(yīng)工件材料的變化和日益苛刻的操作要求。

提及應(yīng)對(duì)變幻莫測的刀片磨損的重要性，試以飛機(jī)起落架（合金鋼）的加工為例。其典型工序是需要先執(zhí)行兩次半精加工（走刀切深可高達(dá)8mm），隨后執(zhí)行一次精加工（切深為1mm），以便為下一道工序留出加工余量。刀片必須同時(shí)滿足這兩種工序不同的苛刻要求，以便保持良好的切屑控制和恒定的刀具壽命，從而才能夠完成整個(gè)切削工序。

首先，GC4225牌號(hào)改進(jìn)了P25刀片的形狀，拓寬了普通鋼車削刀片的應(yīng)用范圍。其次，刀片韌性和耐磨性雙雙得到改善，提供了對(duì)應(yīng)多種苛刻工序的潛力。第三，通過不斷的降低有害磨損類型，使得刀具壽命較舊有型號(hào)提高了一倍。而且由于能更為精確地預(yù)測磨損以規(guī)避破壞性磨損，可降低鋼車削工序的整體成本，這對(duì)加工車間來說相當(dāng)有吸引力。第四，擁有了刀具壽命的可預(yù)測性，并進(jìn)一步改良涂層粘結(jié)性，顯著提高了刀片的刃口安全性。第五，改進(jìn)耐熱能力，獲得更佳的耐用性。

至于新牌號(hào)對(duì)應(yīng)多種苛刻工序的潛力，以加工汽車曲軸為例，它涉及到鋼鍛件的車削和要求苛刻的間斷切削。這本應(yīng)歸為P25應(yīng)用范圍限制之外，通常用更具韌性的P35牌號(hào)刀片來進(jìn)行加工，以本案例指定條件計(jì)，其刀具壽命為每切削刃44個(gè)零件。實(shí)際測試結(jié)果是：舊有P25牌號(hào)僅擁有14個(gè)零件的刀具壽命，而GC4225牌號(hào)擁有41個(gè)零件的刀具壽命，已經(jīng)逼近P35牌號(hào)的磨損程度。由此也可驗(yàn)證，作為刀具領(lǐng)域的知名品牌，山特維克可樂滿擁有應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的實(shí)力。

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