刀具技術(shù)作為提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一，在面對汽車制造企業(yè)追求高效率、高穩(wěn)定性以及生產(chǎn)成本的壓力下，也呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢，刀片材料的構(gòu)成發(fā)生很大變化，刀片的涂層技術(shù)得到極大發(fā)展，刀具供應(yīng)商對刀片幾何形體更加關(guān)注等，使其刀片產(chǎn)品不斷得到優(yōu)化，市場競爭力進(jìn)一步提升。

    記者：隨著中國汽車市場競爭愈加激烈，現(xiàn)代汽車制造開始追求生產(chǎn)的高節(jié)拍、高效率和高穩(wěn)定性，這些特點對于刀片制造技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了怎樣的影響？
    吳江：現(xiàn)代汽車制造的高效率、高穩(wěn)定性對切削刀片的技術(shù)進(jìn)步帶來了積極的影響。首先，刀片材料的構(gòu)成發(fā)生了很大變化，超硬材料的刀片獲得了廣泛的應(yīng)用。如隨著汽車制造業(yè)大量應(yīng)用的輕型材料——鋁合金、復(fù)合材料、塑料等，PCD刀片的應(yīng)用大量增加；缸體缸孔的半精鏜和精鏜，缸體與缸蓋的結(jié)合面的加工中，CBN刀片和陶瓷刀片的應(yīng)用大量增加。這些超硬材料刀片應(yīng)用量的增加，不僅滿足了高效率的要求，也滿足了高穩(wěn)定性的要求。如用PCD刀片加工鋁合金缸蓋，切削速度可達(dá)7 000m/min，壽命可達(dá)上萬件；用CBN刀片銑削缸體與缸蓋接合面，切削速度可達(dá)2 000m/min，壽命可達(dá)幾千件。
    在效率和壽命的雙重挑戰(zhàn)下，作為切削加工主力的硬質(zhì)合金刀片的切削性能也得到很大提升，主要體現(xiàn)在刀片硬質(zhì)合金基體，刀片涂層的成分、涂層的工藝、涂層的結(jié)構(gòu)等方面的極大發(fā)展。如開發(fā)具有高鈷層表層的梯度合金基體，使基體不僅韌性提高而且能防止裂紋的擴(kuò)展；涂層的成分也從單一的合金元素擴(kuò)展到多元合金元素的碳化物、氮化物和氧化物等；涂層的結(jié)構(gòu)從單涂層擴(kuò)展到多涂層、梯度涂層、納米涂層；涂層的工藝不僅是PVD、CVD和PCVD、MTCVD，還有α-TEC、Al-TEC等。如現(xiàn)在發(fā)動機(jī)零件常用的球墨鑄鐵材料有較低的生產(chǎn)成本和良好的機(jī)械性能，但同時它又非常耐磨，采用TiC+TiCN的厚涂層在切削速度300m/min時是有效的，但隨著切削速度的增加，TiC涂層和鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并軟化，更多的壓力作用在抗月牙洼磨損的涂層上，此時用Al2O3的MTCVD涂層就有很高的抗塑性變形和刃口微崩的能力,使刀片允許的切削速度和所能達(dá)到的壽命進(jìn)一步提高。

    記者：追求生產(chǎn)的高節(jié)拍、高效率，汽車制造企業(yè)的最終目的還是為了降低制造成本。鑒于此，刀具供應(yīng)商在關(guān)注材料和涂層技術(shù)這類影響刀具品質(zhì)因素的同時，還在哪些方面對刀片產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化，以幫助客戶節(jié)省更多成本？
    吳江：伴隨著刀片材料的不斷發(fā)展，在高效、穩(wěn)定和成本的壓力下，刀具供應(yīng)商對刀片幾何形體給切削帶來的影響有了更深入的認(rèn)識。通過增加每片刀片的可用刃數(shù)，成本會隨之降低；根據(jù)不同的被加工材料，針對性的優(yōu)化切削刃的刃區(qū)形式和幾何參數(shù)對切削效率、加工穩(wěn)定性及刀片壽命都帶來較大的影響。如銑削灰鑄鐵、球墨鑄鐵和高密度球墨鑄鐵，因其有不同的加工特性，刀片的幾何形體也有所差異。灰鑄鐵含有網(wǎng)狀硬組織，表現(xiàn)為脆性大，加工時刀片易產(chǎn)生崩刃，刀片刃口就要進(jìn)行鈍化或倒棱處理。球墨鑄鐵和高密度球墨鑄鐵有一定塑性，可產(chǎn)生鐵屑，但刀具切出時，工件容易產(chǎn)生“翻邊”，導(dǎo)致刀片損壞，刀片刃口的處理就需兼顧鋒利和強(qiáng)度等。尤其在現(xiàn)代汽車制造中，判斷刀具壽命的依據(jù)是多方面的，工件的尺寸精度、表面質(zhì)量、位置公差、機(jī)床的狀況及切削溫度等都會作為依據(jù)，這就使得我們必需考慮到刀片的方方面面。如鑄鐵缸體比較容易崩邊，而崩邊的量有一定的要求，大了就必需換刀片，因此，刀片以什么樣的角度切出也是要考慮的。還有刀片切削的過渡刃、修光刃及雙前角等的應(yīng)用，都有了更豐富的內(nèi)容。

    記者：隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷涌現(xiàn)，刀片產(chǎn)品的每一次技術(shù)革新都將為用戶帶來效率的提升。在汽車制造領(lǐng)域發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工中，對刀具的精度、穩(wěn)定性等要求頗高。在此，請您結(jié)合貴公司的技術(shù)優(yōu)勢談?wù)勝F企業(yè)刀片產(chǎn)品在發(fā)動機(jī)制造中的使用特點？
    吳江：ISCAR（中國）是非常幸運的，她以ISCAR為主體，集合了IMC金屬切削集團(tuán)中為汽車工業(yè)提供專業(yè)汽車刀具的廠商，如在汽車發(fā)動機(jī)零部件銑削和鏜削領(lǐng)域著名的INGERSOLL、法國槍鉆專業(yè)供應(yīng)商OUTITEC、德國鉸刀專業(yè)供應(yīng)商HORNUNG，孔加工復(fù)合刀具專業(yè)供應(yīng)商WERTEC和鋁合金刀具專業(yè)供應(yīng)商IT.TE.DI等。各個專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业慕M合,不僅可以為中國的汽車工業(yè)提供全方位、高水平的刀片產(chǎn)品，更注重為用戶提供汽車零部件加工全面的解決方案和先進(jìn)的切削理念。在發(fā)動機(jī)制造中，INGERSOLL開發(fā)出了V-MAX刀片，它是一種通用性極強(qiáng)的刀片，可用于各種銑削和鏜削中，雙向V字型的形狀，雙正前角，每片8個有效切削刃，使這款刀片在市場中備受歡迎。ISCAR的16MILL刀片ONMU 0806，為雙面八邊形16個切削刃；INGERSOLLD的雙面六邊形刀片HNCF0905ANN，其主副切削刃之間的過渡刃經(jīng)過防磨損擴(kuò)展處理，可有12個左切削刃，12個右切削刃，切削刃可達(dá)24個，這些多刃刀片無疑大大降低了發(fā)動機(jī)加工的成本。
    在刀片材質(zhì)方面，2007年，伊斯卡通過束魔（SUMO）涂層技術(shù)，全面提升了產(chǎn)品的切削性能。束魔（SUMO）技術(shù)的革新始于伊斯卡特種涂層技術(shù)，其目的是強(qiáng)化刀片的切削刃，提供更光滑的切削表面，減小摩擦力，延長刀具使用壽命。很快束魔技術(shù)刀片在發(fā)動機(jī)加工中得到應(yīng)用，如束魔技術(shù)5005刀片材質(zhì)適用于加工球墨鑄鐵，5010則是加工灰鑄鐵的首選。束魔技術(shù)PVD銑刀片利用創(chuàng)新的涂層后處理技術(shù)，具有更高的強(qiáng)度和刀具壽命。束魔變色龍鉆頭特有的高精度卡緊機(jī)構(gòu)，消除了刀片所承受的塑性變形，不僅使裝卡更加便利，刀具壽命也大幅提高。束魔變色龍鉆頭可換頭設(shè)計和先進(jìn)的束魔技術(shù)涂層完美結(jié)合的ICP、ICM和ICS等硬質(zhì)合金刀頭已很好的應(yīng)用于連桿、缸體缸蓋的加工。ISCAR利用α-TEC（MTCVD Al2O3）、Al-TEC（PVD AlTiN）和DO-TEC(MTCVD Al2O3+PVD TiAlN)技術(shù)開發(fā)的新一代硬質(zhì)合金涂層刀片完全升級了原有的刀片等級，使刀片的壽命、穩(wěn)定性和切削加工的效率大幅度提高。

    記者：刀具技術(shù)是提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量、降低制造成本的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對貴公司的產(chǎn)品系列，請您舉例來談?wù)勝F公司刀片產(chǎn)品的技術(shù)革新所帶來的切削性能提升的具體表現(xiàn)？
    吳江：ISCAR在汽車工業(yè)有很多創(chuàng)新的刀片產(chǎn)品，如INGERSOLL專用于汽車工業(yè)的精銑平面的大圓弧修光刃刀片就是高效、高精、低成本和通用性完美結(jié)合的典型范例：該刀片用于像6FEE這樣的精銑刀上，獨特的立裝刀片結(jié)構(gòu)，具有很高的強(qiáng)度。銑刀刀片有兩組，圓周組完成主切削任務(wù)，端面組完成修光作用。加長的修光刃L，使該刀具在每轉(zhuǎn)進(jìn)給f=15mm時也能輕松地加工出Ra1.6以上的光潔度，顯然比通常高光潔度表面的加工用短切削刃小進(jìn)給的概念有更高的效率。該修光刀片切削刃相對工件表面為一大R的圓弧刃,令修光刃非常方便地與工件表面平行，并保證切削時應(yīng)有的接觸長度，這樣刀片受力受熱均勻，壽命得到很大提高。在機(jī)床與刀具都存在制造公差的前提下，INGERSOLL采用了巧妙的榮獲專利的微調(diào)機(jī)構(gòu)，不僅可以輕松調(diào)整刀片修光刃與工件表面的平行度，還可以根據(jù)具體情況調(diào)整修光刃接觸工件的長度和位置，以得到最佳切削狀態(tài)，從而實現(xiàn)大進(jìn)給精切。
　　
　　
　　來源：中國數(shù)控機(jī)床網(wǎng)