1 引言
& tkkn2t xaAJ>0IM 當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展要求交貨期短、加工成本低，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已難以適應(yīng)，因此，CNC復(fù)合車削中心類的集約型機(jī)床備受關(guān)注。零件已趨于多種復(fù)合形狀一體化的結(jié)構(gòu)，由圓柱面和平面組成、不同側(cè)面上分別有孔等等。要加工這類零件，除了車削以外，還必須具備其它的切削加工能力。如采用CNC復(fù)合車削中心就能在一臺(tái)機(jī)床上完成多項(xiàng)加工工序，實(shí)現(xiàn)集約型加工。隨著這種趨勢(shì)的出現(xiàn)，用于CNC復(fù)合車削中心的車削刀具應(yīng)運(yùn)而生。
G! L=W#{ q --NLm@; 另外，隨著高速銑削的出現(xiàn)，切削速度和進(jìn)給速度越來越傾向于高速化。雖然車削的切削速度及進(jìn)給速度也在提高，但卻沒有銑削變化大，其原因在于車削（連續(xù)切削）與銑削（斷續(xù)切削）的切削方式不同，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
Dwe_ytjpc O>lF{yO0` （1）由于車削通過工件旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，所以保持工件的夾緊剛性、減少不平衡量、提高切削速度較困難。
}< 9*eAn` u&m B;:& （2）與斷續(xù)切削的銑削相比，連續(xù)切削的車削對(duì)于刀具壽命會(huì)產(chǎn)生更為不利的影響。
n,bZj<3t '9H7I! L@ 因此，車削時(shí)如采用與高速銑削一樣的小切深、高切速、快進(jìn)給的切削條件，則很難實(shí)現(xiàn)高精度及高效率加工。但車削加工也在尋求新的發(fā)展，正在進(jìn)行能使加工集約化、生產(chǎn)快速化、生產(chǎn)設(shè)備簡單化、加工周期短期化以及成本低廉化所要求技術(shù)的開發(fā)。CNC復(fù)合切削是一種發(fā)展趨勢(shì)，它要求可采用車削刀具和回轉(zhuǎn)刀具，且可加工多種形狀的產(chǎn)品。
m .le' & ;vc$;54K 本文就如何應(yīng)對(duì)車削加工的最新需求以及高附加值加工工具的最新動(dòng)向作一介紹。
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- 2 車削用刀具的最新動(dòng)向
)PVX)2P_C 0<Vw0%! 用于車削加工的刀片一直以涂層硬質(zhì)合金為主，要求刀片壽命長、可靠性高、能適應(yīng)高速切削等特性。由于工件毛坯凈成形技術(shù)的發(fā)展，加工余量逐漸減小，使切削更穩(wěn)定，因此刀具壽命就成了選擇刀具的關(guān)鍵。提高刀具使用壽命的方法并不像立銑刀那樣改進(jìn)切削刃形狀，而是針對(duì)刀具材質(zhì)制定對(duì)策，以提高硬質(zhì)合金涂層的耐磨性來延長刀具壽命。另外，幾年前就已出現(xiàn)了在不降低切削表面光潔度的情況下提高進(jìn)給量的特殊刀尖形狀（具有銑刀修光刃效果的形狀）的可轉(zhuǎn)位刀片。
\\Fl,' l5l: 'EY> 2.1 刀具材料
(S&X??jfB5 ~^UQw? ; 車削用可轉(zhuǎn)位刀片以涂層硬質(zhì)合金為主這一點(diǎn)變化不大，但近年來以高速切削和提高刀具壽命為目的的新型涂層和基體材料的開發(fā)有了很大進(jìn)展。涂層硬質(zhì)合金近年來也有了新的發(fā)展，如金屬陶瓷具有很高的抗粘結(jié)性，在HRC40以下鋼材的精加工時(shí)可進(jìn)行高速切削，且表面粗糙度低；但它在切削時(shí)的耐熱性和抗沖擊性較差，所以適用范圍有限。若使用金屬陶瓷（平滑的PVD TiAlN涂層）涂層，就可以既能保證表面粗糙度低，又能通過提高耐磨性達(dá)到延長刀具壽命的目的。
?r"m*fY% Xv|~1v%s7 以前采用CBN刀具加工硬度達(dá)HRC50的高硬度鋼材，現(xiàn)在由于涂層硬質(zhì)合金刀片性能的提高，也完全能夠勝任對(duì)高硬度鋼的切削加工，從而使涂層硬質(zhì)合金刀片的適用范圍日趨擴(kuò)大。
JLp.bxx ]<WKi= 車削用可轉(zhuǎn)位刀片主要采用CVD涂層工藝提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度和可靠性，其耐磨性和抗崩刃性能等與過去相比有了大幅度提高，下面作具體介紹：
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| （1）耐磨性提高
.fk!~8b[Q+ 3&/5!zOg) 在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過細(xì)顆粒的Al2O3平滑涂層的厚膜化來提高硬質(zhì)合金基體與涂層的附著強(qiáng)度，從而提高耐磨性；也可以通過提高TiAlN涂層中Al的比例來增強(qiáng)耐磨性能。
<2HI. @ ^ G sm5L<rx 車削鑄鐵用的可轉(zhuǎn)位刀片通過除去前刀面的TiN層和添加特殊涂層（提高結(jié)合強(qiáng)度和前刀面耐磨性能），可以滿足高速切削條件，延長刀具壽命。Si系復(fù)合膜（非結(jié)晶Si-N納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的涂層）具有耐氧化特性（氧化初始溫度為1100℃以上，一般的TiAlN涂層為900℃以上）和高硬度的特征，能夠高速切削鑄鐵（300m/min以上）。
DO'$J9;* -^Baxkq(YM （2）抗崩刃性提高
LZqx6~]O >t.2!Z_RQ 對(duì)硬質(zhì)合金基體（超細(xì)顆粒合金）進(jìn)行表層強(qiáng)韌化處理，能防止切削時(shí)刀片刃口的崩刃及破損等，因此刀具制造商對(duì)涂層基體的改進(jìn)從未間斷過。同時(shí)，在涂層硬質(zhì)合金方面采用了改善基體與涂層的結(jié)合強(qiáng)度作為提高刀具可靠性和壽命的關(guān)鍵措施。例如，有實(shí)驗(yàn)報(bào)告表明，如果提高硬質(zhì)合金基體的表面粗糙度，就會(huì)加大涂層的結(jié)合強(qiáng)度，因此，有關(guān)硬質(zhì)合金基體表面特性的研究成果指日可待。
]/XNfb d/k&f5 （3）粘結(jié)現(xiàn)象減少
Ie`kzssM J 0~Ha u 在質(zhì)軟且韌性高的SCM系鋼材車削加工中，刀片切削刃容易發(fā)生材料粘結(jié)現(xiàn)象，引起涂層剝離及崩刃的發(fā)生。采用特殊Ti化合物使涂層表面平滑的刀片可以抑制崩刃及粘結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生。
'3 xv QFg "i<i. 6| （4）刀片刃口更加鋒利
~^2Y*|{) =P!SN]nFeP 為防止涂層硬質(zhì)合金刀片刃部涂層剝離，一般的方法是將刃口做成R形狀。在小零件和溝槽切削時(shí)所用刀片的刀刃很鋒利，所以，PVD涂層厚度控制在3µm最適用。
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{8 2.2 刀刃形狀
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