調(diào)查對象
　　近年來，中國的機床和刀具消耗量連續(xù)問鼎世界第一，國外知名刀具供應商紛紛進入中國，占有著很大的市場份額；同時，國內(nèi)的刀具企業(yè)正奮起直追，通過學習、創(chuàng)新，取得了可喜成果；國內(nèi)航空用戶也通過自己在生產(chǎn)中的實際需要或與刀具供應商共同合作研發(fā)、自主創(chuàng)新，對刀具不斷改進；各大科研機構作為重大關鍵技術研發(fā)的主要力量，通過建立重點實驗室，進行重點科研項目在刀具技術及產(chǎn)品的研發(fā)上作出了重要貢獻。
　　
　　本次調(diào)查中，調(diào)查對象分布如圖1 所示。
　　
　　

　　高效刀具關鍵技術
　　
　　現(xiàn)代高效刀具如何適應迅速發(fā)展的當今世界，使用戶盡可能達到效率最高化、贏利最大化、質量最優(yōu)化，需要不斷在關鍵技術上進行改進及創(chuàng)新。調(diào)查顯示，刀具材料、刀具涂層、刀具結構是進行高效刀具關鍵技術開發(fā)中關注的主要內(nèi)容。
　　
　　1 刀具材料的決定性作用
　　
　　調(diào)查結果表明，刀具材料是刀具研究開發(fā)與應用的基礎，刀具材料的發(fā)展對刀具切削性能的提高起著決定性影響。廣泛應用的刀具材料包括高速鋼、硬質合金、超硬刀具材料（包括陶瓷、立方氮化硼、聚金剛石等）。而隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，硬質合金正在取代高速鋼成為主要的刀具材料，超硬刀具材料的使用比重也在大幅增加。在知名的刀具供應商中，山高Jabro 推出的全新整體硬質合金通用加工銑刀S o l i d2 系列，可適用的加工溫度由普通刀具的800℃提高到了現(xiàn)有的1100℃ , 從而提高了加工效率和刀具壽命，刀具的性價比得到了較大的提升。另一方面，隨著干切削、硬切削的發(fā)展，國外各公司都推出了陶瓷及超硬刀具材料的新牌號。
　　
　　2 刀具涂層不容小視
　　
　　刀具涂層技術對刀具性能的改善和切削加工技術的進步也起著非常重要的作用。在調(diào)查中，記者了解到近幾年來P V D 正處于高速發(fā)展階段，針對不同的切削加工應用條件，可對薄膜成分、結構進行選擇，通過恰當?shù)墓に囀侄?，獲取滿意的切削效果，顯示出對提高刀具性能的巨大潛力和獨特優(yōu)勢。與此同時，為了提高加工鋁合金等非鐵金屬和非金屬材料的效率，金剛石涂層得到進一步的應用，產(chǎn)品覆蓋了可轉位刀具和整體硬質合金刀具。
　　
　　3 刀具結構創(chuàng)新速度加快
　　
　　刀具結構的創(chuàng)新體現(xiàn)在刀具結構的優(yōu)化、切削負荷的合理分布、三維斷屑槽形開發(fā)以及帶前角的螺旋形刀刃銑削刀片的問世和小規(guī)格淺孔鉆的開發(fā)等方面，出現(xiàn)了各種新型可轉位刀片結構，如用于車削的高效刮光刀片、形狀復雜的帶前角銑刀刀片、球頭立銑刀刀片等。刀具結構優(yōu)化、幾何參數(shù)更趨合理才能使刀具性能得到改善和提高，各種新型可轉位刀具不僅在車削、銑削、鉆削領域的應用有新的突破，而且擴大到拉削和齒輪加工等復雜形面的加工領域。如山特維克可樂滿的Co r oMi l l 316 是第一種可互換頭銑削產(chǎn)品系列，能夠覆蓋10 ～ 25m m 的直徑范圍，因其全新的倒角和圓角半徑硬質合金切削頭范圍的擴展，可適用于更多的應用場合，刀柄與可互換式立銑刀通過獨特的螺紋接口連接，實現(xiàn)了高強度與高精度的完美結合。
　　
　　高效刀具在航空領域的應用
　　
　　1 應用現(xiàn)狀
　　
　　在調(diào)查中，記者了解到隨著材料科學和加工技術的發(fā)展，許多高強度輕質合金材料（如鈦合金、鎳基合金、新型高強度鋼等）以及復合材料在航空領域得到廣泛應用，其中鈦合金在發(fā)動機全部材料中所占的比重越來越大，高溫合金取代耐熱鋼成為高溫環(huán)境零部件的主要材料，并開始使用更輕的碳纖維復合材料代替原來的鋁合金或鋼材，以便更大程度上減輕整機重量。但是，同時這些新型材料特殊的物理力學性能，使其成為典型的難加工材料，從而對加工刀具提出了更高的要求。
　　
　　航空企業(yè)在刀具的選用中，仍然比較青睞性價比好、可靠性高的知名刀具品牌，如國外的山特維克、山高、I S C AR、肯納、森泰英格、瓦爾特等，國產(chǎn)品牌包括株洲鉆石、哈工、上工、陜硬、西南工具等。其中，硬質合金刀具、陶瓷刀具、C B N 刀具、高速鋼刀具的比例如圖2 所示。結合圖2和調(diào)查過程中的反饋，可以看出，硬質合金刀具應用最多；陶瓷刀具主要應用于無斷續(xù)加工；C B N 刀具所占比例雖略遜于陶瓷刀具，但在使用中呈上升趨勢；而高速鋼刀具的應用相比以前明顯減少。
　　
　　

　　
　　2 應用中的問題及解決措施
　　
　　通過對航空用戶的調(diào)查，總結出以下幾點問題及解決方案：
　　
　?。?）刀具材料的選用合適與否是進行高效加工的關鍵，選用時必須考慮它們與工件材料的匹配性來合理選用，否則將事倍功半。如含T i 的不銹鋼、鈦合金就不適合選用P 類硬質合金刀具，因為易造成刀具的粘結磨損。
　　
　?。?）數(shù)控加工過程中，粗加工的主要目標是在最短時間內(nèi)去除更多的材料，但對鈦合金等難加工材料而言，傳統(tǒng)刀具很難滿足高效加工要求：如高速鋼刀具耐磨性太差, 焊接鑲片合金刀具因焊接技術問題易使刀片材料發(fā)生改變, 整體合金刀具費用過高、韌性差等。在調(diào)查中，航空用戶總結粗加工采用可轉位玉米銑刀進行大切深、小進給的強力切削；精加工前使用插銑刀具對圓角進行加工，保證精加工余量均勻；精加工過程中采用涂層硬質合金刀具實現(xiàn)小切深、大進給的高速銑削（切削速度超過120m/min）方式。
　　
　　（3）近年來，復合材料迅速發(fā)展，廣泛用于航空航天領域，其中纖維增強樹脂基復合材料、硬顆粒增強金屬基復合材料的切削加工難度很大，在刀具的選擇上，最好選用PCD 金剛石刀具和PCBN 刀具。
　　
　　（4）針對鋁合金的加工特點，可選用具有高耐磨性的陶瓷、金剛石及立方氮化硼等超硬刀具，這些非常適合于鋁合金的高速加工。