機械刀具生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)探討

摘 要：文章針對機械刀具生產(chǎn)過程中關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)研究以及應(yīng)用展開分析，針對機械刀具生產(chǎn)加工特征、各環(huán)節(jié)需要進行探討。對提升機械刀具生產(chǎn)研究水平，不斷完善更新關(guān)鍵技術(shù)，促進先進工藝的全面應(yīng)用，創(chuàng)設(shè)顯著的經(jīng)濟效益與社會效益，強化核心競爭力，有重要的實踐意義。

關(guān)鍵詞：機械刀具；生產(chǎn)；關(guān)鍵技術(shù)

前言

隨著現(xiàn)代工藝技術(shù)的不斷更新發(fā)展，我國機械刀具加工以及切削生產(chǎn)技術(shù)水平顯著提升，然而同西方發(fā)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(yīng)從用戶的角度擴充刀具投入，通過更優(yōu)質(zhì)的刀具發(fā)揮其在提升工作效率、縮減投入成本、減少交貨期、快速開發(fā)新型產(chǎn)品的良好功能。通過國外眾多數(shù)據(jù)分析我們知道，通常刀具的成本占到總體生產(chǎn)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(jīng)費以及38%的人工經(jīng)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(zhì)優(yōu)的刀具會使生產(chǎn)成本大大增加，然而由于可顯著提升生產(chǎn)效率，使得機床經(jīng)費以及人工經(jīng)費可顯著的縮減，因此這恰恰是當前世界范圍內(nèi)工業(yè)發(fā)達地區(qū)制造行業(yè)普遍應(yīng)用的重要經(jīng)營戰(zhàn)略。當前，基于我國眾多領(lǐng)域行業(yè)之中更多的選擇應(yīng)用普通機床，或是應(yīng)用服務(wù)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(chǎn)制造成本產(chǎn)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(yè)發(fā)展的現(xiàn)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(chǎn)加工實力的重要因素。為真正的減少同工業(yè)發(fā)達地區(qū)的現(xiàn)實差距，我國刀具制造生產(chǎn)單位應(yīng)積極努力、不斷創(chuàng)新，做好關(guān)鍵技術(shù)手段的開發(fā)研究以及綜合應(yīng)用。

1 新型刀具材料開發(fā)應(yīng)用

刀具材料更新發(fā)展為推動切削加工生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化的一項重要因素，縱觀機械加工生產(chǎn)工業(yè)建設(shè)發(fā)展歷程，我們可以明確刀具材料的不斷更新發(fā)揮了極為重要的影響作用。本世紀初期，機械刀具生產(chǎn)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(zhì)合金材料刀具實現(xiàn)了更加廣泛的應(yīng)用，同時碳氮化鈦合金，也就是金屬陶瓷、細微顆粒的硬質(zhì)合金、具備梯度結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(shè)計生產(chǎn)更為復(fù)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(chǎn)的速率，取得事半功倍的工作效果。該發(fā)展階段中硬質(zhì)合金漸漸發(fā)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(guī)生產(chǎn)加工范疇。

另外，機械生產(chǎn)加工領(lǐng)域，硬質(zhì)刀具材料逐步得到了廣泛應(yīng)用，伴隨CNB韌性的不斷優(yōu)化完善，其在切削刀具領(lǐng)域之中的應(yīng)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(chuàng)新性的材料，可用于生產(chǎn)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(yè)、國防軍工、電子信息領(lǐng)域、航天航空等企業(yè)單位對該類材料應(yīng)用需要的持續(xù)擴充，PCD也實現(xiàn)了更加廣泛全面的應(yīng)用。

2 積極開發(fā)涂層技術(shù)

機械刀具涂層處理技術(shù)從起初研發(fā)以來，針對刀具屬性的優(yōu)化完善以及更新加工生產(chǎn)技術(shù)發(fā)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(lǐng)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(jù)的比重將持續(xù)擴大，并有可能在技術(shù)層面超越CBN涂層處理技術(shù)，將繼續(xù)向著實用化的方向不斷發(fā)展，令CBN良好的屬性在較多的刀具以及切削生產(chǎn)加工中，甚至是較為復(fù)雜、高精密性的刀具或是成型刀具中實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。這會有效提升生產(chǎn)黑色金屬的切削加工質(zhì)量。再者，一些納米超薄、多涂層以及氮化碳等優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新涂層材料逐步得到了廣泛的開發(fā)，其推廣應(yīng)用速度不斷提升，令涂層將始終是優(yōu)化刀具屬性最為重要的一個途徑。

3 多功能專用刀具研發(fā)應(yīng)用

為全面激發(fā)車削加工以及鏜銑加工為核心代表的各類數(shù)控加工處理手段內(nèi)在優(yōu)勢，顯著提升加工生產(chǎn)效率，在加工處理復(fù)雜零件的過程中，要注意一次裝夾時完成多道工序集成統(tǒng)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(shù)控機床生產(chǎn)效率，使開發(fā)產(chǎn)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(chǎn)提出了更多功能上的需要，即一類刀具應(yīng)可以完成各個工序的零件加工，降低換刀的頻率，縮減生產(chǎn)操作的時間，并有效控制選配應(yīng)用刀具的品種、總量以及庫存率，對降低管控成本、節(jié)約制造投入極為有利。當前，性能品質(zhì)優(yōu)秀的多功能刀具包括車刀、鏜銑刀等。批量生產(chǎn)線之中，就工藝所需開發(fā)專用以及智能刀具，可全面提升生產(chǎn)加工速度以及操作精度節(jié)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(jié)構(gòu)設(shè)置更加復(fù)雜、體現(xiàn)多刀組合模式同時可自動完成進給步驟、調(diào)節(jié)精密性的專用刀具，變成了判斷生產(chǎn)線技術(shù)等級的核心內(nèi)容。在上世紀后半期，新創(chuàng)建的車輛變速箱齒輪加工生產(chǎn)線上，通過筒拉刀拉齒取締了以往的插齒機，這樣一來生產(chǎn)一個齒輪僅僅需要十三秒。較以往工藝技術(shù)提升的速度高達幾倍，且可確保產(chǎn)出的品種質(zhì)量更加可靠穩(wěn)定，并可節(jié)約了大量的廠房面積。因此可以說開發(fā)研究通用型、多功能型、專用型刀具漸漸變成今后工具產(chǎn)品一項不可缺少的組成內(nèi)容。

4 提供成套切削處理技術(shù)

機械刀具生產(chǎn)制造行業(yè)應(yīng)跟上新形勢需要，不斷更新發(fā)展，將為用戶提供成套切削處理技術(shù)、創(chuàng)新生產(chǎn)方式視為今后努力的方向以及服務(wù)管理的內(nèi)容。伴隨切削加工處理技術(shù)的不斷更新，制造型企業(yè)能夠更深刻的認識對切削加工生產(chǎn)產(chǎn)生影響的內(nèi)容，并將其引入到開發(fā)研究新型產(chǎn)品以及技術(shù)上，產(chǎn)品類型則數(shù)以萬計。這針對一般用戶來講，在刀具材料、各類涂層類型、內(nèi)在結(jié)構(gòu)不斷更新發(fā)展的背景之下，再加上持續(xù)出現(xiàn)的加工生產(chǎn)瓶頸、難點問題，較難合理應(yīng)用選擇工具創(chuàng)造出更新的成果。因而廣大企業(yè)單位應(yīng)積極的面向用戶提供成套切削處理技術(shù)，應(yīng)對具體加工生產(chǎn)存在的問題。同時應(yīng)依照自身產(chǎn)品專業(yè)方向，掌握具體的切削處理工藝，創(chuàng)新生產(chǎn)產(chǎn)品。

切削工藝技術(shù)的不斷創(chuàng)新應(yīng)把握產(chǎn)學(xué)研全面結(jié)合的建設(shè)方向，促進工具與機床的有效融合，例如，工業(yè)發(fā)達地區(qū)工具、制造行業(yè)正處在不斷發(fā)展的時期，依據(jù)某國汽車公司數(shù)據(jù)顯示，汽車工業(yè)領(lǐng)域、制造汽車、機床廠商占據(jù)的份額約為20%。在調(diào)整切削過程中，德國通過協(xié)會組織，將某工業(yè)大學(xué)作為研發(fā)基地，并吸引眾多汽車、機床以及工具廠家參與其中，聯(lián)合多方力量，以達到更好的生產(chǎn)處理效果，提升工作效率以及生產(chǎn)精度。從中不難看出新時期制造技術(shù)同切削加工領(lǐng)域內(nèi)在的發(fā)展特征與未來方向。

5 結(jié)束語

綜上所述，機械刀具生產(chǎn)只有不斷更新技術(shù)手段，提供成套切削處理技術(shù)、研究開發(fā)多功能專用刀具、積極開發(fā)應(yīng)用涂層技術(shù)、創(chuàng)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(chǎn)加工效率以及刀具整體質(zhì)量，滿足各行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)需要，進而真正實現(xiàn)又好又快的全面發(fā)展。

參考文獻

[1]周光輝，苗發(fā)祥，李彥廣.數(shù)控加工中心任務(wù)與刀具集成調(diào)度模型及改進自適應(yīng)遺傳算法[J].西安交通大學(xué)學(xué)報，2014（12）.

[2]王新永，陳旭輝，韓軍，等.復(fù)合材料機械加工適用刀具的模糊綜合評判分析[C].第十八屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議，2014.

[3]原俊卿.機械數(shù)控加工過程中刀具的合理使用控制與研究分析[J].科技風(fēng)，2015（2）.