在智能制造信息化和工業(yè)化深度融合的全面推進中，切削刀具已成為制造性能高效發(fā)揮的影響因素之一。不合格的刀具會使復雜、昂貴的機床或智造系統(tǒng)（見圖1）形同虛設，完全不起作用。

1.切削刀具面臨形勢

據(jù)不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，當下的切削刀具正面臨如下形勢。

（1）聯(lián)機自動加工要求刀具快換。在智造系統(tǒng)中，高檔數(shù)控機床與工業(yè)機器人交互握手，智能傳感與控制裝備嵌套耦合，智能檢測與裝配裝備銜接搭配。它們在現(xiàn)行生產管控中互聯(lián)互通并高度集成。切削刀具應采用模塊化設計，通過差異化的定制參數(shù)，組合形成個性化產品，以滿足刀具快換的要求，保障聯(lián)機自動加工的效能發(fā)揮。

（2）切削智能化要求刀具易斷屑。在智造系統(tǒng)中，現(xiàn)已實現(xiàn)4h甚至更長時間的無人值守操作、機器人自動裝卸料、加工中全面監(jiān)測、刀具壽命實時監(jiān)控、刀具磨耗全數(shù)補償和機床自動開、關門及刀具備用替換等。一旦切削刀具不能良好斷屑（見圖2），則刀具磨損加劇，工件在線測量中斷，測量儀器異常損壞等。這勢必制約智造系統(tǒng)的平穩(wěn)高效運行，浪費人力、消耗費用。也就是說，切削刀具從制造伊始，涉及基體材料、表面涂層、幾何參數(shù)、制造精度、刀片快換、刀桿裝夾、現(xiàn)場試切和程序優(yōu)化等全過程，均應滿足刀具用戶的個性化需求。

（3）切削高效化要求刀具長壽命。高速高精加工因其具有加工效率高、切削力小、工件熱變形和熱膨脹小、加工表面質量好及經濟效益高等特點，愈來愈多地應用于智造系統(tǒng)中。隨之，切削刀具的壽命問題日益凸顯，例如切削絲錐折斷、切削刃崩刃（見圖3）、刀具磨損過快（見圖4）和7∶24大錐度通用型刀具刀柄不能緊密接觸機床主軸內孔等。

圖1 汽車驅動橋用輸入軸智能化生產線示意

2.切削刀具應用現(xiàn)狀

在智造系統(tǒng)中，用于金屬加工的車刀、銑刀、鉆頭、絲錐和砂輪等切削刀具的合理選用非常關鍵。刀具選用恰當，刀具使用壽命延長，刀具消耗量變少，產品制造成本降低，用戶經營指標上升。在此，給出某汽車制造商加工太陽輪、輸入軸和主、從動錐齒輪時所用刀具明細，供刀具制造商參考和同行用戶借鑒。

轉變相關工作人員的管理理念和完善相關的管理制度，可在一定程度上為林業(yè)產業(yè)結構的優(yōu)化打下堅實的基礎。在有關林業(yè)資源的管理中，根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況和居民以及市場的需求來優(yōu)化林業(yè)的產業(yè)結構，有針對性地栽培合適的植株，在此基礎上對本地的林業(yè)資源進行合理的規(guī)劃和應用，這對林業(yè)資源實現(xiàn)其經濟和生態(tài)價值具有十分重要的意義。優(yōu)化產業(yè)結構不僅能為林業(yè)資源的管理提供必要的經濟支持，還能在一定程度上改善相關工作人員的工作環(huán)境。

圖2 智造系統(tǒng)中工件、測針纏屑示意

圖3 切削刃崩刃示意

圖4 刀具磨損示意

表1 太陽輪所用刀具明細

工序號 工序名稱 刀具名稱 刀具規(guī)格型號 每千件產品刀具消耗/片05 拉削花鍵孔 花鍵拉刀 K2401-0701 0.134機夾車刀 PCLNL2020K12 0.011機夾車刀 PCLNR2020K12 0.011刀片 CNMG120408-PM4025 6.250 15 精車削另一端面、外圓并倒角10 精車削一端面、倒角機夾車刀 PCLNL2020K12 0.011刀片 CNMG120408-PM4025 6.250 20 剃前滾齒 剃前滾刀 K2511-0710 0.067 25 齒廓兩側倒角 砂輪片 PB75×2×10 20.00 30 剃齒 盤形剃齒刀 K2507-0702 0.062 5 35 磨削一端面 平形砂輪 P600×63×305A60KV 0.100 40 磨削另一端面 筒形砂輪 N450×125×380WA24KB 0.200

表2 輸入軸所用刀具明細

工序號 工序名稱 刀具名稱 刀具規(guī)格型號 每千件產品刀具消耗/片刀桿 SDJCR2525M11 0.100車刀片 DCMT11T308-PM4015 66.67機夾車刀 R166.5FA-2525-16 0.100螺紋刀片 266RG-16MM01A150M 20.00 05 精車削一端刀桿 SDJCL2525M11 0.100車刀片 DCMT11T308-PM4015 66.67機夾車刀 R166.5FA-2525-16 0.100螺紋刀片 266RG-16MM01A150M 20.00刀桿 RF123F10-2525B 0.100刀片 N123F2-0300-R01125 25.00 15、20、25 滾花鍵 花鍵滾刀 K2502-0704 0.120 30、35 銑鍵槽8 mm 鍵槽銑刀 63mm×8mm 12.50 40 磨削外圓、端面 雙斜邊砂輪 PSX750×75×350A 25A60 0.100 45 調頭磨削外圓、端面 雙斜邊砂輪 AT600×75×305A/WA80K 0.100 10 精車削另一端+0.2+0

太陽輪所用刀具明細如表1所示，輸入軸所用刀具明細如表2所示，從動錐齒輪所用刀具明細如表3所示，主動錐齒輪所用刀具明細如表4所示。

3.切削刀具發(fā)展趨向

未來，智造系統(tǒng)在機械制造業(yè)應用愈來愈多，用戶對切削刀具的個性化定制需求越來越細。刀具制造、供應商不僅要及時掌握所售刀具在用戶現(xiàn)場的使用狀況，以便優(yōu)化己方的刀具結構，改進己方服務態(tài)度；還要從用戶處及時獲知刀具伙伴的產品詳情，以便調整己方銷售方案，貼近用戶的個性化定制。唯此，刀具制造、供應商方能在激烈的市場競爭中贏得一席之地。

丸子遠遠就看見她要搭的那班公交車的末班車，已經緩緩停進了站臺。她不管不顧地狂奔起來，慌亂之中，丸子甩掉了一只鞋。

（1）提高切削性能。一般情況下，高速切削的切削速率比常規(guī)速率高出5～10倍，其材料的去除率是常規(guī)切削的3～5倍以上。也就是說，高速切削將在智造領域獲得實用化的大發(fā)展。但其發(fā)展離不開切削刀具技術的開發(fā)與應用，尤其是刀具材料的研究深度與刀具、磨具的制備技術。在刀具材料方面，盡可能選擇聚晶金剛石（PCD）、立方氮化硼（CBN）、陶瓷、Ti（C，N）基金屬陶瓷和超細晶粒硬質合金等。在刀具刀柄方面，車削、車銑和鏜銑中心等高速機床盡可能選用1∶10空心圓錐型刀柄。在刀具結構方面，盡可能采用模塊式或機夾可調式結構。在刀具涂層方面，采用先進的涂層設備，把TiSiN、TiSiCN、TiAlSiN、AlCrN、AlCrSiN、TiBN、ZrN、CrN和Al2Q3等涂層材料附著于刀具基體上，涂層厚度在2～18μm。

表3 從動錐齒輪所用刀具明細

工序號 工序名稱 刀具名稱 刀具規(guī)格型號 每千件產品刀具消耗/片機夾車刀 A32T-DCLNR 12 0.100刀片 CNMP120408K-KCP10 12.25機夾車刀 DCLNR2525M12 0.100 05 精車削大端、內孔及背錐機夾車刀 A32T-DCLNR 12 0.100刀片 CNMP120408K-KCP10 12.25機夾車刀 DCLNR2525M12 0.100 10 精車另一端、頂錐螺旋槽鉆頭 XSH-D16.5 0.500倒角刀 G136.26.00 1.667絲錐 XSH-M18×1.5 4H 5.882 20 銑齒 硬質合金刀條 SPIRON 17-175R2/L2 0.133 4 15 鉆盤孔、倒角及攻螺紋30 熱處理后車削內孔、平面機夾車刀 A50UMCLNR12 0.100刀片 CNGA120408S-01525-L1BCBN160C 25.00刀片 CNGA120408S-01525-6050 33.33

表4 主動錐齒輪所用刀具明細

工序號 工序名稱 刀具名稱 刀具規(guī)格型號 每千件產品刀具消耗/片05 精車削車刀 DWLNR2525M08 0.100刀片 WNMG080408-PM4015 20.00刀桿 SDJCL2525M11 0.100刀片 DCMT11T308-PM4015 20.00刀桿 MDJNR2525M11 0.100刀片 DNMG110408-MF2 TP200 14.286刀桿 DVPNR2525M16 0.100刀片 VNMG160412-PM4225 3.125刀桿 A3DSR2525M06 0.100刀片 A3R0600M06P00DF KC5010 6.667刀桿 RF123F10-2525B 0.100刀片 N123F2-0300-R01125 3.334 10 滾花鍵 花鍵滾刀 K2502-0704 0.089 3 15 銑齒 硬質合金刀條 SPIRON 17-175R1/L1 0.133 4刀桿 DCLNR2525M12 0.100刀片 CNMG120408-MF5 TH1000 10.00外螺紋刀桿 LSASR2525M16 0.100刀片 LT16ER15IS0CB KC5010 20.00立銑刀 φ8mm×20mm×60mm 25.00 25、30 磨削外圓面 雙斜邊砂輪 PSX750×75×350A 25A60 0.100 20 熱處理后車外圓銑削鍵槽

（2）延長刀具壽命。影響刀具壽命T的因素有刀具幾何參數(shù)、工件材料和刀具材料、切削速度、進給量與切削深度等。為使刀具具有足夠的使用壽命和低的切削力，刀具的幾何角度必須選擇最佳數(shù)值（見表5）。刀具的切削部分盡量短些，以提高刀具的剛性并減小刀刃破損的概率。刀具系統(tǒng)應有足夠的整體剛性，其裝夾結構應有利于迅速換刀并有最廣泛的互換性和較高的重復精度。在大量的非超高速切削金屬場合，用戶可采用泰勒公式VTn=C選擇切削速度V（C為常數(shù)，n為加工條件相關的變量），據(jù)加工條件和要求選取允許的最大進給量等。

表5 超高速切削時刀具最佳幾何角度

工件材料 刀具前角 刀具后角鋁合金 12°～15° 13°～15°鋼材 0°～5° 12°～16°鑄鐵 0° 12°銅合金 8° 16°纖維強化復合材料 20° 15°～20°

（3）降低產品價格。自表1～表4可以看出，切削刀具的品牌、規(guī)格及供應商有很多不同，勢必會導致價格千差萬別。這主要是由切削刀具的制造成本、分銷利潤和廣告費用等造成。在刀具成本方面，制造商應壓縮部門層級、嚴控制造流程、提升裝備水平、降低能源消耗、減少產品浪費、精簡人員隊伍、強化協(xié)作生產和共享用戶數(shù)據(jù)等。在分銷利潤方面，制造商應搭建高效營銷團隊，采用直銷模式，向用戶供貨，以減少分銷環(huán)節(jié)的提價加碼，憑借質優(yōu)價廉優(yōu)勢，加大刀具銷售量。在廣告費用方面，制造商應盡量選取主流媒體刊發(fā)廣告，經客流密集效應促進傳播廣度，經新品發(fā)布會等形式召集新老用戶交流經驗，與機床制造商形成配套供應，避免出現(xiàn)廣告紛飛、耗資較多且效果不佳的現(xiàn)象。

（4）強化供應鏈管理。用戶即是上帝，沒有他們，刀具企業(yè)就難以生存。刀具的一切計劃均應快速、敏捷、靈活和協(xié)作地響應用戶，滿足用戶的個性化需求。制造商應憑借高度發(fā)達的物聯(lián)網與共享的用戶數(shù)據(jù)平臺，垂直管控、柔性生產、協(xié)作加工、就近供應、三心服務、實時反饋、高效處理和短時調整等。

場地內覆蓋層由第四系全新統(tǒng)(Q4)機械堆積填土、殘坡積紅黏土部分夾碎塊石組成，下伏基巖為二疊系上統(tǒng)吳家坪組(P2W)灰?guī)r。素填土(Q4ml)：主要由紅黏性土組成，含少量灰?guī)r碎石。紅黏土(Q4el+dl)：呈可塑～硬塑狀、硬塑狀，韌性及干強度較高等，局部含少量塊碎石，成層性、連續(xù)性均較差。灰?guī)r：強風化巖體層面裂隙及節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，顏色暗淡，巖芯多呈碎塊狀，巖質較軟；中等風化巖體裂隙少量發(fā)育，巖體整體較完整，巖質較硬。

參考文獻：

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