機械刀具生產關鍵技術探討

摘 要：文章針對機械刀具生產過程中關鍵技術的開發研究以及應用展開分析，針對機械刀具生產加工特征、各環節需要進行探討。對提升機械刀具生產研究水平，不斷完善更新關鍵技術，促進先進工藝的全面應用，創設顯著的經濟效益與社會效益，強化核心競爭力，有重要的實踐意義。

關鍵詞：機械刀具；生產；關鍵技術

前言

隨著現代工藝技術的不斷更新發展，我國機械刀具加工以及切削生產技術水平顯著提升，然而同西方發達國家相比，仍舊較為滯后。為了快速減少差距，單純的在工具上進行改善并作出努力仍舊不夠，還應從用戶的角度擴充刀具投入，通過更優質的刀具發揮其在提升工作效率、縮減投入成本、減少交貨期、快速開發新型產品的良好功能。通過國外眾多數據分析我們知道，通常刀具的成本占到總體生產制造成本的2.5%-4%，然而其卻可直接影響到制造成本之中五分之一的機床經費以及38%的人工經費。由此不難看出，每提升15%-20%的切削加工速度便可縮減10%-15%的成本。這恰恰表明，即便選擇高價、質優的刀具會使生產成本大大增加，然而由于可顯著提升生產效率，使得機床經費以及人工經費可顯著的縮減，因此這恰恰是當前世界范圍內工業發達地區制造行業普遍應用的重要經營戰略。當前，基于我國眾多領域行業之中更多的選擇應用普通機床，或是應用服務超過期限的機床，加之人工投入費用不高，因此選擇刀具并不會對生產制造成本產生極為明顯的影響。然而，由于該類機床所需的投入有限，且效果較為明顯見效更加快速，因此比較符合我國當前眾多企業發展的現實狀況，即條件不同，卻仍舊可以收效明顯。實際上，這恰恰是影響我國機械刀具生產加工實力的重要因素。為真正的減少同工業發達地區的現實差距，我國刀具制造生產單位應積極努力、不斷創新，做好關鍵技術手段的開發研究以及綜合應用。

1 新型刀具材料開發應用

刀具材料更新發展為推動切削加工生產技術不斷優化的一項重要因素，縱觀機械加工生產工業建設發展歷程，我們可以明確刀具材料的不斷更新發揮了極為重要的影響作用。本世紀初期，機械刀具生產加工材料的更新歷程包含兩類較為重要且具代表性的趨勢。首先，硬質合金材料刀具實現了更加廣泛的應用，同時碳氮化鈦合金，也就是金屬陶瓷、細微顆粒的硬質合金、具備梯度結構的合金或是高速鋼符合粉末等新興材料取締了較高比例的高速鋼材料生產刀具。具體種類包括鉆頭、絲錐以及立銑刀等較為普遍且通用型的刀具，還包括齒輪滾刀或是拉刀等設計生產更為復雜且精密性更高的刀具。采用該類型刀具將大大提升切削生產的速率，取得事半功倍的工作效果。該發展階段中硬質合金漸漸發展成為機械刀具的重要材料之一，同時涉及到了更多的常規生產加工范疇。

另外，機械生產加工領域，硬質刀具材料逐步得到了廣泛應用，伴隨CNB韌性的不斷優化完善，其在切削刀具領域之中的應用百分比明顯增加。當前，單晶金鋼石以及PCD逐步變成了具備較高精密性、創新性的材料，可用于生產一些非金屬材料的刀具，例如有色金屬刀具、玻璃、陶瓷或是石墨材料刀具等。伴隨汽車工業、國防軍工、電子信息領域、航天航空等企業單位對該類材料應用需要的持續擴充，PCD也實現了更加廣泛全面的應用。

2 積極開發涂層技術

機械刀具涂層處理技術從起初研發以來，針對刀具屬性的優化完善以及更新加工生產技術發揮了極為重要的影響作用。涂層刀具漸漸變成了當前機械刀具領域的一個重要標志。其在眾多類型的刀具之中所占的百分比早已超出50%。本世紀前期，涂層刀具占據的比重將持續擴大，并有可能在技術層面超越CBN涂層處理技術，將繼續向著實用化的方向不斷發展，令CBN良好的屬性在較多的刀具以及切削生產加工中，甚至是較為復雜、高精密性的刀具或是成型刀具中實現了廣泛應用。這會有效提升生產黑色金屬的切削加工質量。再者，一些納米超薄、多涂層以及氮化碳等優質創新涂層材料逐步得到了廣泛的開發，其推廣應用速度不斷提升，令涂層將始終是優化刀具屬性最為重要的一個途徑。

3 多功能專用刀具研發應用

為全面激發車削加工以及鏜銑加工為核心代表的各類數控加工處理手段內在優勢，顯著提升加工生產效率，在加工處理復雜零件的過程中，要注意一次裝夾時完成多道工序集成統一加工，合理的消除以往車、鏜以及螺紋加工各個切削工藝的限定，這樣可顯著提升數控機床生產效率，使開發產品的渠道全面拓寬、途徑更加有效。這樣一來勢必對刀具生產提出了更多功能上的需要，即一類刀具應可以完成各個工序的零件加工，降低換刀的頻率，縮減生產操作的時間，并有效控制選配應用刀具的品種、總量以及庫存率，對降低管控成本、節約制造投入極為有利。當前，性能品質優秀的多功能刀具包括車刀、鏜銑刀等。批量生產線之中，就工藝所需開發專用以及智能刀具，可全面提升生產加工速度以及操作精度節省投資。一些專用刀具可縮減加工零部件的時間至低于原先的十分之一，由此可見，其效果尤為明顯。當前，選擇結構設置更加復雜、體現多刀組合模式同時可自動完成進給步驟、調節精密性的專用刀具，變成了判斷生產線技術等級的核心內容。在上世紀后半期，新創建的車輛變速箱齒輪加工生產線上，通過筒拉刀拉齒取締了以往的插齒機，這樣一來生產一個齒輪僅僅需要十三秒。較以往工藝技術提升的速度高達幾倍，且可確保產出的品種質量更加可靠穩定，并可節約了大量的廠房面積。因此可以說開發研究通用型、多功能型、專用型刀具漸漸變成今后工具產品一項不可缺少的組成內容。

4 提供成套切削處理技術

機械刀具生產制造行業應跟上新形勢需要，不斷更新發展，將為用戶提供成套切削處理技術、創新生產方式視為今后努力的方向以及服務管理的內容。伴隨切削加工處理技術的不斷更新，制造型企業能夠更深刻的認識對切削加工生產產生影響的內容，并將其引入到開發研究新型產品以及技術上，產品類型則數以萬計。這針對一般用戶來講，在刀具材料、各類涂層類型、內在結構不斷更新發展的背景之下，再加上持續出現的加工生產瓶頸、難點問題，較難合理應用選擇工具創造出更新的成果。因而廣大企業單位應積極的面向用戶提供成套切削處理技術，應對具體加工生產存在的問題。同時應依照自身產品專業方向，掌握具體的切削處理工藝，創新生產產品。

切削工藝技術的不斷創新應把握產學研全面結合的建設方向，促進工具與機床的有效融合，例如，工業發達地區工具、制造行業正處在不斷發展的時期，依據某國汽車公司數據顯示，汽車工業領域、制造汽車、機床廠商占據的份額約為20%。在調整切削過程中，德國通過協會組織，將某工業大學作為研發基地，并吸引眾多汽車、機床以及工具廠家參與其中，聯合多方力量，以達到更好的生產處理效果，提升工作效率以及生產精度。從中不難看出新時期制造技術同切削加工領域內在的發展特征與未來方向。

5 結束語

綜上所述，機械刀具生產只有不斷更新技術手段，提供成套切削處理技術、研究開發多功能專用刀具、積極開發應用涂層技術、創新引進新型刀具草料，方能達到事半功倍的工作效果，提升實踐生產加工效率以及刀具整體質量，滿足各行業領域生產需要，進而真正實現又好又快的全面發展。

參考文獻

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