理论广角2014辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000摘要：简要阐述了刀具发展现状。为研究刀具未来发展的方向，以及对刀具材料、涂层技术、切削刀具结构、干切技术、切削刀具监测技术对切削工艺的影响进行了简要论述，并提出了切削刀具的发展趋势。关键词：切削刀具；涂层；干切技术；刀具材料目前，中国切削刀具制造业机遇与挑战并存，但是整体看来，行业发展的有利因素占据了主导地位。结合国内外经济发展情以及中国切削刀具行业自身的发展状预计“十二五”期间中国切削刀具行业将保持每年25％以上的速度增长，预计到2015年行业出售的收益有望突破1400亿元大关切削刀具领域硬质合金需求前景较好。综合来说，用户的需求决定了刀具的发展趋势。1．刀具材料刀具材料的进步是切削加工技术进步的决定性因素之一”。制造刀具的材料一定要有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具备极高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用最广的刀具材料其次是硬质合金。聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等；聚晶金刚石适削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等；碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积涂覆碳化、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具，也可用于高速钢刀具，如钻头、滚、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁，使刀具在切削时的磨速度减慢，涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高倍以上。由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工料慢慢的变多，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求慢慢的升高。近年来，各种难加工材料的出现和应用，先进制造系统、高速切削的发展与付诸实用，都对刀具材料提出了更高、更新的要求。为了适应这种情况刀具的发展趋势将是发展和应用新的刀具材料；逐步发展刀具的气相沉积涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾2．涂层刀具涂层刀具结合了基体高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的优点，提高了刀具的耐磨性而不降低其韧性。涂层刀具通用性广，加工范围显著扩大，使用涂层刀具能够得到明显的经济效益。一种涂层刀具能代替数种非涂层刀具使用，因而可以大幅度减少刀具的品种和库存量，简化刀具管理，降低刀具和设备成本。但是刀具在现有的涂层工艺进行涂层后，因基体材料和涂层材料性质差别较大，涂层残留内应力大，涂层和基体之间的界面结合强度低，涂层易剥落，而且涂层过程中还造成基体强度下降、涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、昂贵、工艺技术要求高、涂层时间长、刀具成本上升等缺点涂层刀具的发展。涂层材料须要有硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、不会与工件材料发生化学反应、具有耐热耐氧化、摩擦因数的涂层材料很难满足上述各项要求。因此硬质涂层材料已由最初单一涂层TiC、氧化、TiN，到了开发厚膜、复合和多元涂层的新阶段。新开发、超薄、超多层涂层和TiC一氧化铝-TiN等涂层的复合，在复合涂层中，各种单一成分涂层渐趋于纳米化。加上新型的抗塑性变形基体，在改善涂层的韧性、涂层与基体的结合强度、提高涂层耐磨性方面有了重大进展。目前，又突破了在硬质合金基体上涂覆金刚石薄膜技术，全方面提高了刀具的性能。近年来，高硬度涂．刀具结构刀具切的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。在选择刀具的角度，需要仔细考虑多种素的影响，如工件材料、刀具材料、加=I=性质(粗、精加工)等，必须根据详细情况合理选择。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度在实际在做的工作时，由于刀具的安装的地方不同和切削运动方向的改变，实际工作的角度和标注的角度不一样，但通常相39差很小。逐步发展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现最佳化。4．干切技术干切削加工技术是一种工艺流程不用或微量使用切削液的加工技术，是一种对环境污染源头来控制，清洁环保的制造工艺各种超细晶粒硬质合金、耐高温材料以及涂层技术的发展，为干切技术提供了有利前提’。微量润滑系统简单地说就是精密控制油量的喷油装置，是将压缩空气与极微量的润滑液混合气化后喷射到工作区。微量润滑装置高效应用在各种心小孔孔加工标准刀具中，使得准干切技术获得广泛应用。5．结束语根据制造业发展的需要，多功能复合刀具、高速高效刀具将成为刀具发展的主流。面对日益增多的难加工材料，刀具行业必须改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。切削刀具技术，正是由于刀具结构型式的不断改进，及刀具材料的不断发展进步，而逐渐发展成熟起来的。预计今后涂层刀具的应用范围，将会进一步扩大，而陶瓷刀具由于在资源方面具有得天独厚的优势，而将会得到更为广泛的发展具随着技术的进步，也将会越来越广泛。切削技术作为一种先进制造技术，将会在装备制造企业中得到普遍应用，特别是将越来越适应新型难加工材料的需要，以提高我国机械制造业的切削加工效率和整体品质水平。参考文献：虹．陶瓷刀具切削加工．北京：机械工业出版社。1988．自动化加工技术，1994．[3】王宝友．硬质合金粉末表面涂层陶瓷的刀具研究(硕士学位论文)[c】．济南：山东工业大学，1998．浅谈基于绿色制造的干切削加工技术[J】．价值工程．2011(22)．试论车床类刀具的工艺性能叨．机械研究与应用．1996．O1．[6】熊杰．金属切削工具发展应用概览叨．机械工业标准化与质量2013．12．
