数控刀具的现状与发展趋势

　　代表着制造技术最高水平的数控机床，已成为当今机械制造业的主流装备，而数控刀具的发展，已成为机械制造行业的风向标。虽然数控机床集合了众多领域的新技术，然而刀具的发展水平，对数控技术的发展有着极大影响，应该说刀具技术的发展，极大地促进了数控技术的发展，并且极大地提升了数控机床的功能水平，从而也从整体上促进了制造业的发展。

　　从目前情况来看，多功能复合型刀具和现代高效刀具，是刀具发展的主流。而切削技术的日益发展、刀具材料的日新月异、涂层技术的快速发展，都极大促进了刀具的发展。

1 切削技术的发展现状

　　切削加工，是机械加工领域应用最广泛的加工方法之一，高效率、高品质、低成本和绿色环保，是切削技术追求的最终目标。目前，高速切削、干式切削、硬态切削和复合切削，已成为切削技术最为重要的发展方向。

　　1.1 高速切削——高效

　　聚晶金刚石(PCD)刀具和HSK等高速切削刀柄系统的问世，促进了高速切削技术的迅速发展。目前针对于非金属材料和有色金属材料的加工，高速切削技术被广泛应用于汽车、航空、航天以及建材等工业领域，使得在生产成本成倍下降的同时，生产效率获得了大幅度提高。

　　1.2 干式切削——环保

　　干式切削也是目前切削制造技术的一个重要发展方向。实际上，采用干式切削的同时，必须提高切削速度，使切削过程中产生的热能由切屑带走。这种加工方式，不但提高了生产效率，而且还非常环保；另外由于干式切削不采用切削液，或只采用极少量的切削液，因此极大地降低了企业的生产成本，也最大限度地免去了后续处理废弃的切削液和金属切屑混合的工业废料的环节。

　　目前，由物理气相沉积(PVD)方法进行涂层处理的刀具，在于式切削中使用广泛，这种方法获得的涂层更薄、粘着力更佳、隔热性能更好，在切削过程中最大程度地将热量阻隔在刀具之外，使大部分的切削热由切屑带走。目前，干式切削在德国得到了大力发展和应用，在德国机械制造行业中，干式切削所占的比例可达20％以上。

2 数控刀具材料的发展

　　2.1 粉末冶金高速钢

　　在传统冶炼高速钢的基础上，利用热等静压工艺制造出了粉末高速钢，一般是用高压氮气或氩气使熔融的高速钢水雾化成细小的粉末，然后在高温高压下，压制成细密的钢坯，最后将钢坯轧制成高速钢材料。其优点是热处理变形小，特别适宜制造精密刀具和复杂刀具。

　　与普通冶炼高速钢相比，粉末高速钢硬度更高，韧性也更好，更耐磨损；在相同硬度条件下，粉末高速钢的强度提高达20％～30％，韧性提高1.5—2倍，在某些高冲击力、大切削量的加工条件下，粉末高速钢大行其道。鉴于粉末高速钢优良的综合性能以及市场需求，可以预见，该类材料必将会是刀具材料发展的一个重要方向。

　　2.2 超细晶粒硬质合金

　　硬质合金出现于上世纪30年代，主要是B族金属元素的碳化物和粘结剂通过粉末冶金工艺制成。硬质合金已成为刀具材料的一个主流发展方向，目前主要的种类有钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽类，现在又发展出细晶粒和超细晶粒的硬质合金，晶粒的粒度已经可以达到纳米级。

　　为了提高材料的韧性，超细晶粒硬质合金的含钴量往往高于一般的硬质合金，但是由于晶粒的超细度补偿了高含钴量带来的硬度损失，而且还可大幅度提高刀具寿命，并且刃口的锋利程度也大大提高了，可以加工粘性较强的材料，因此超细晶粒硬质合金，越来越受到用户的青睐。