1 車(chē)削刀具簡(jiǎn)介

車(chē)削加工使用的機(jī)械叫作車(chē)床。車(chē)床的種類(lèi)有通用車(chē)床、NC車(chē)床、立式車(chē)床、自動(dòng)車(chē)床等。這些車(chē)床使用的刀具叫車(chē)削刀具（簡(jiǎn)稱(chēng)車(chē)刀）。

圖1是典型的車(chē)削加工的示意。車(chē)削加工可分為外徑車(chē)削、內(nèi)徑車(chē)削、仿形車(chē)削、開(kāi)槽車(chē)削、螺紋車(chē)削等類(lèi)型。安裝在刀架上的部件叫作車(chē)刀刀柄。外徑車(chē)削車(chē)刀使用方形車(chē)刀刀柄，內(nèi)徑車(chē)削車(chē)刀使用圓形車(chē)刀刀柄。

圖2是刀頭更換式刀柄，是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際車(chē)削加工時(shí)最常用的刀柄。刀柄前端被車(chē)削材嵌入刀頭。當(dāng)?shù)额^損壞時(shí)，需更換刀頭后使用。

上世紀(jì)五十年代后期，日本開(kāi)始普遍使用刀頭更換式刀柄。此前主要使用叫作釬焊刀具，是在刀具前端釬焊超硬合金刀頭的刀具。刀刃磨損時(shí)，對(duì)刀刃進(jìn)行研磨后再使用。由于研磨刀刃需要熟練技藝和花費(fèi)時(shí)間，所以開(kāi)發(fā)出任何人都容易更換刀具的、刀頭更換式刀柄。嵌入刀頭上表面有叫作斷屑臺(tái)的凸凹形花紋，車(chē)削加工多是連續(xù)切削加工。車(chē)削中產(chǎn)生的切屑不斷延長(zhǎng)，延長(zhǎng)的切屑容易纏繞在被車(chē)削材和刀具上，成為車(chē)削的障礙。斷屑臺(tái)的作用是控制切屑的流出方向，強(qiáng)制性地使切屑卷曲和折斷。隨著更換刀頭式刀柄的普及，開(kāi)發(fā)出適用于各種被切削材和不同切深量的、各種形狀的、帶有斷屑臺(tái)的嵌入刀頭?？筛鶕?jù)車(chē)削加工條件選用適宜的嵌入刀頭。

2 刀具用材

對(duì)被切削材進(jìn)行切削加工時(shí)，產(chǎn)生切屑。切屑與刀具接觸面的摩擦，使嵌入刀頭產(chǎn)生高溫和承受大負(fù)荷。此外，嵌入刀頭被車(chē)削材中的硬質(zhì)粒子不斷摩擦，進(jìn)而發(fā)生磨損。 

對(duì)刀具材料的特性要求有如下4點(diǎn)：

1）高硬度；

2）高的高溫硬度；

3）高韌性；

4）良好的化學(xué)穩(wěn)定性。

圖3是目前切削刀具使用材料的韌性與硬度的關(guān)系。理想的刀具材料是兼有良好的韌性和高硬度。其中，涂層材料是具有良好的韌性和硬度綜合性能的材料，是目前使用最多的材料。

3 車(chē)削刀具的發(fā)展趨勢(shì)

降低制造成本是制造業(yè)的永久課題。一般來(lái)說(shuō)，制造成本中的各項(xiàng)占比是：材料費(fèi)20%、刀具費(fèi)1%、設(shè)備費(fèi)管理費(fèi)7%。提高制造的生產(chǎn)效率，對(duì)降低制造成本具有很大作用。為了在一定時(shí)間內(nèi)制造出大量規(guī)定形狀的、達(dá)到質(zhì)量要求的合格品，縮短加工時(shí)間、降低非加工時(shí)間、減少加工缺陷等十分重要。

為了提高切削加工生產(chǎn)效率，切削刀具應(yīng)具有以下特性：

1） 可進(jìn)行高效率地加工； 

2）更換刀具時(shí)間短；

3）刀具剛性高。

刀具在上述三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)不斷發(fā)展進(jìn)步。

刀刃更換式刀柄和斷屑臺(tái)的進(jìn)步，使刀具有切屑處理功能，減少了機(jī)床的暫停時(shí)間。刀具材料的進(jìn)步使刀具可在高切削條件下進(jìn)行高效率切削加工。最近的刀具發(fā)展趨勢(shì)是提高刀具緊固剛性的刀柄增多、更容易安裝的刀具增多。具體案例如下：

◆ 外徑·端面加工刀具ADDMultiTurn（圖4）

ADDMultiTurn是可連續(xù)進(jìn)行外徑加工、端面加工、后車(chē)旋加工、仿型加工的、減少機(jī)床空轉(zhuǎn)時(shí)間的刀具。ADDMultiTurn的后車(chē)旋加工的進(jìn)刀量高達(dá)普通前車(chē)旋加工速度的3倍，顯著提高了加工效率。

◆ 自動(dòng)車(chē)床用刀刃更換式刀具M(jìn)oduMiniTurn（圖5）

自動(dòng)車(chē)床的作業(yè)空間狹窄。過(guò)去安裝傳統(tǒng)的一體化刀具和更換嵌入刀頭時(shí)需要花費(fèi)許多時(shí)間。ModuMiniTurn將刀頭和刀柄分開(kāi)組合，在刀柄安裝在刀架上的狀態(tài)下可更換刀頭，大幅縮短了刀具的安裝時(shí)間，從而大幅度提高了車(chē)床的作業(yè)率和生產(chǎn)效率。此外，ModuMiniTurn利用獨(dú)有的聯(lián)軸節(jié)使車(chē)床的加工穩(wěn)定化。 

◆ 高效率外徑切斷、開(kāi)槽刀具TungFeedBlade（圖6）

TungFeedBlade利用安裝在刀架上的塊體的兩面拘束和刀片下的支撐，具有良好的直線(xiàn)性。與傳統(tǒng)刀片相比，TungFeedBlade刀頭的切削力方向厚度大，提高了刀頭的剛性，并且不易發(fā)生振動(dòng)。刀柄和刀頭的高剛性化，使切削加工實(shí)現(xiàn)了大進(jìn)刀量的高效率加工。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）的一個(gè)重要措施是實(shí)現(xiàn)碳中和。當(dāng)前，世界各國(guó)的企業(yè)為實(shí)現(xiàn)碳中和進(jìn)行了各種各樣的努力。高加工效率的車(chē)削刀具有助于節(jié)能和實(shí)現(xiàn)碳中和。高加工效率的車(chē)削刀具今后將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)步。