調(diào)查對(duì)象
　　近年來(lái)，中國(guó)的機(jī)床和刀具消耗量連續(xù)問(wèn)鼎世界第一，國(guó)外知名刀具供應(yīng)商紛紛進(jìn)入中國(guó)，占有著很大的市場(chǎng)份額；同時(shí)，國(guó)內(nèi)的刀具企業(yè)正奮起直追，通過(guò)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新，取得了可喜成果；國(guó)內(nèi)航空用戶也通過(guò)自己在生產(chǎn)中的實(shí)際需要或與刀具供應(yīng)商共同合作研發(fā)、自主創(chuàng)新，對(duì)刀具不斷改進(jìn)；各大科研機(jī)構(gòu)作為重大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的主要力量，通過(guò)建立重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行重點(diǎn)科研項(xiàng)目在刀具技術(shù)及產(chǎn)品的研發(fā)上作出了重要貢獻(xiàn)。
　　
　　本次調(diào)查中，調(diào)查對(duì)象分布如圖1 所示。
　　
　　

　　高效刀具關(guān)鍵技術(shù)
　　
　　現(xiàn)代高效刀具如何適應(yīng)迅速發(fā)展的當(dāng)今世界，使用戶盡可能達(dá)到效率最高化、贏利最大化、質(zhì)量最優(yōu)化，需要不斷在關(guān)鍵技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)及創(chuàng)新。調(diào)查顯示，刀具材料、刀具涂層、刀具結(jié)構(gòu)是進(jìn)行高效刀具關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)中關(guān)注的主要內(nèi)容。
　　
　　1 刀具材料的決定性作用
　　
　　調(diào)查結(jié)果表明，刀具材料是刀具研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的基礎(chǔ)，刀具材料的發(fā)展對(duì)刀具切削性能的提高起著決定性影響。廣泛應(yīng)用的刀具材料包括高速鋼、硬質(zhì)合金、超硬刀具材料（包括陶瓷、立方氮化硼、聚金剛石等）。而隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，硬質(zhì)合金正在取代高速鋼成為主要的刀具材料，超硬刀具材料的使用比重也在大幅增加。在知名的刀具供應(yīng)商中，山高Jabro 推出的全新整體硬質(zhì)合金通用加工銑刀S o l i d2 系列，可適用的加工溫度由普通刀具的800℃提高到了現(xiàn)有的1100℃ , 從而提高了加工效率和刀具壽命，刀具的性價(jià)比得到了較大的提升。另一方面，隨著干切削、硬切削的發(fā)展，國(guó)外各公司都推出了陶瓷及超硬刀具材料的新牌號(hào)。
　　
　　2 刀具涂層不容小視
　　
　　刀具涂層技術(shù)對(duì)刀具性能的改善和切削加工技術(shù)的進(jìn)步也起著非常重要的作用。在調(diào)查中，記者了解到近幾年來(lái)P V D 正處于高速發(fā)展階段，針對(duì)不同的切削加工應(yīng)用條件，可對(duì)薄膜成分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，通過(guò)恰當(dāng)?shù)墓に囀侄危@取滿意的切削效果，顯示出對(duì)提高刀具性能的巨大潛力和獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，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(jìn)一步的應(yīng)用，產(chǎn)品覆蓋了可轉(zhuǎn)位刀具和整體硬質(zhì)合金刀具。
　　
　　3 刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新速度加快
　　
　　刀具結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新體現(xiàn)在刀具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、切削負(fù)荷的合理分布、三維斷屑槽形開(kāi)發(fā)以及帶前角的螺旋形刀刃銑削刀片的問(wèn)世和小規(guī)格淺孔鉆的開(kāi)發(fā)等方面，出現(xiàn)了各種新型可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)，如用于車削的高效刮光刀片、形狀復(fù)雜的帶前角銑刀刀片、球頭立銑刀刀片等。刀具結(jié)構(gòu)優(yōu)化、幾何參數(shù)更趨合理才能使刀具性能得到改善和提高，各種新型可轉(zhuǎn)位刀具不僅在車削、銑削、鉆削領(lǐng)域的應(yīng)用有新的突破，而且擴(kuò)大到拉削和齒輪加工等復(fù)雜形面的加工領(lǐng)域。如山特維克可樂(lè)滿的Co r oMi l l 316 是第一種可互換頭銑削產(chǎn)品系列，能夠覆蓋10 ～ 25m m 的直徑范圍，因其全新的倒角和圓角半徑硬質(zhì)合金切削頭范圍的擴(kuò)展，可適用于更多的應(yīng)用場(chǎng)合，刀柄與可互換式立銑刀通過(guò)獨(dú)特的螺紋接口連接，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度與高精度的完美結(jié)合。
　　
　　高效刀具在航空領(lǐng)域的應(yīng)用
　　
　　1 應(yīng)用現(xiàn)狀
　　
　　在調(diào)查中，記者了解到隨著材料科學(xué)和加工技術(shù)的發(fā)展，許多高強(qiáng)度輕質(zhì)合金材料（如鈦合金、鎳基合金、新型高強(qiáng)度鋼等）以及復(fù)合材料在航空領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其中鈦合金在發(fā)動(dòng)機(jī)全部材料中所占的比重越來(lái)越大，高溫合金取代耐熱鋼成為高溫環(huán)境零部件的主要材料，并開(kāi)始使用更輕的碳纖維復(fù)合材料代替原來(lái)的鋁合金或鋼材，以便更大程度上減輕整機(jī)重量。但是，同時(shí)這些新型材料特殊的物理力學(xué)性能，使其成為典型的難加工材料，從而對(duì)加工刀具提出了更高的要求。
　　
　　航空企業(yè)在刀具的選用中，仍然比較青睞性價(jià)比好、可靠性高的知名刀具品牌，如國(guó)外的山特維克、山高、I S C AR、肯納、森泰英格、瓦爾特等，國(guó)產(chǎn)品牌包括株洲鉆石、哈工、上工、陜硬、西南工具等。其中，硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、C B N 刀具、高速鋼刀具的比例如圖2 所示。結(jié)合圖2和調(diào)查過(guò)程中的反饋，可以看出，硬質(zhì)合金刀具應(yīng)用最多；陶瓷刀具主要應(yīng)用于無(wú)斷續(xù)加工；C B N 刀具所占比例雖略遜于陶瓷刀具，但在使用中呈上升趨勢(shì)；而高速鋼刀具的應(yīng)用相比以前明顯減少。
　　
　　

　　
　　2 應(yīng)用中的問(wèn)題及解決措施
　　
　　通過(guò)對(duì)航空用戶的調(diào)查，總結(jié)出以下幾點(diǎn)問(wèn)題及解決方案：
　　
　　（1）刀具材料的選用合適與否是進(jìn)行高效加工的關(guān)鍵，選用時(shí)必須考慮它們與工件材料的匹配性來(lái)合理選用，否則將事倍功半。如含T i 的不銹鋼、鈦合金就不適合選用P 類硬質(zhì)合金刀具，因?yàn)橐自斐傻毒叩恼辰Y(jié)磨損。
　　
　　（2）數(shù)控加工過(guò)程中，粗加工的主要目標(biāo)是在最短時(shí)間內(nèi)去除更多的材料，但對(duì)鈦合金等難加工材料而言，傳統(tǒng)刀具很難滿足高效加工要求：如高速鋼刀具耐磨性太差, 焊接鑲片合金刀具因焊接技術(shù)問(wèn)題易使刀片材料發(fā)生改變, 整體合金刀具費(fèi)用過(guò)高、韌性差等。在調(diào)查中，航空用戶總結(jié)粗加工采用可轉(zhuǎn)位玉米銑刀進(jìn)行大切深、小進(jìn)給的強(qiáng)力切削；精加工前使用插銑刀具對(duì)圓角進(jìn)行加工，保證精加工余量均勻；精加工過(guò)程中采用涂層硬質(zhì)合金刀具實(shí)現(xiàn)小切深、大進(jìn)給的高速銑削（切削速度超過(guò)120m/min）方式。
　　
　　（3）近年來(lái)，復(fù)合材料迅速發(fā)展，廣泛用于航空航天領(lǐng)域，其中纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料、硬顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的切削加工難度很大，在刀具的選擇上，最好選用PCD 金剛石刀具和PCBN 刀具。
　　
　　（4）針對(duì)鋁合金的加工特點(diǎn)，可選用具有高耐磨性的陶瓷、金剛石及立方氮化硼等超硬刀具，這些非常適合于鋁合金的高速加工。