在智能制造信息化和工業(yè)化深度融合的全面推進(jìn)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(fù)雜、昂貴的機(jī)床或智造系統(tǒng)（見圖1）形同虛設(shè)，完全不起作用。

1.切削刀具面臨形勢

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)下的切削刀具正面臨如下形勢。

（1）聯(lián)機(jī)自動加工要求刀具快換。在智造系統(tǒng)中，高檔數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)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(chǎn)管控中互聯(lián)互通并高度集成。切削刀具應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，通過差異化的定制參數(shù)，組合形成個性化產(chǎn)品，以滿足刀具快換的要求，保障聯(lián)機(jī)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(shí)現(xiàn)4h甚至更長時間的無人值守操作、機(jī)器人自動裝卸料、加工中全面監(jiān)測、刀具壽命實(shí)時監(jiān)控、刀具磨耗全數(shù)補(bǔ)償和機(jī)床自動開、關(guān)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(yùn)行，浪費(fèi)人力、消耗費(fèi)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(yīng)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(zhì)量好及經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，愈來愈多地應(yīng)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(jī)床主軸內(nèi)孔等。

圖1 汽車驅(qū)動橋用輸入軸智能化生產(chǎn)線示意

2.切削刀具應(yīng)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(guān)鍵。刀具選用恰當(dāng)，刀具使用壽命延長，刀具消耗量變少，產(chǎn)品制造成本降低，用戶經(jīng)營指標(biāo)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(xì)，供刀具制造商參考和同行用戶借鑒。

轉(zhuǎn)變相關(guān)工作人員的管理理念和完善相關(guān)的管理制度，可在一定程度上為林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在有關(guān)林業(yè)資源的管理中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和居民以及市場的需求來優(yōu)化林業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，有針對性地栽培合適的植株，在此基礎(chǔ)上對本地的林業(yè)資源進(jìn)行合理的規(guī)劃和應(yīng)用，這對林業(yè)資源實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價值具有十分重要的意義。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不僅能為林業(yè)資源的管理提供必要的經(jīng)濟(jì)支持，還能在一定程度上改善相關(guān)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(xì)

工序號 工序名稱 刀具名稱 刀具規(guī)格型號 每千件產(chǎn)品刀具消耗/片05 拉削花鍵孔 花鍵拉刀 K2401-0701 0.134機(jī)夾車刀 PCLNL2020K12 0.011機(jī)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(jī)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(cè)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(xì)

工序號 工序名稱 刀具名稱 刀具規(guī)格型號 每千件產(chǎn)品刀具消耗/片刀桿 SDJCR2525M11 0.100車刀片 DCMT11T308-PM4015 66.67機(jī)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(jī)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(diào)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(xì)如表1所示，輸入軸所用刀具明細(xì)如表2所示，從動錐齒輪所用刀具明細(xì)如表3所示，主動錐齒輪所用刀具明細(xì)如表4所示。

3.切削刀具發(fā)展趨向

未來，智造系統(tǒng)在機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用愈來愈多，用戶對切削刀具的個性化定制需求越來越細(xì)。刀具制造、供應(yīng)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(jié)構(gòu)，改進(jìn)己方服務(wù)態(tài)度；還要從用戶處及時獲知刀具伙伴的產(chǎn)品詳情，以便調(diào)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(yīng)商方能在激烈的市場競爭中贏得一席之地。

丸子遠(yuǎn)遠(yuǎn)就看見她要搭的那班公交車的末班車，已經(jīng)緩緩?fù)＿M(jìn)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(lǐng)域獲得實(shí)用化的大發(fā)展。但其發(fā)展離不開切削刀具技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，尤其是刀具材料的研究深度與刀具、磨具的制備技術(shù)。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(xì)晶粒硬質(zhì)合金等。在刀具刀柄方面，車削、車銑和鏜銑中心等高速機(jī)床盡可能選用1∶10空心圓錐型刀柄。在刀具結(jié)構(gòu)方面，盡可能采用模塊式或機(jī)夾可調(diào)式結(jié)構(gòu)。在刀具涂層方面，采用先進(jìn)的涂層設(shè)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(xì)

工序號 工序名稱 刀具名稱 刀具規(guī)格型號 每千件產(chǎn)品刀具消耗/片機(jī)夾車刀 A32T-DCLNR 12 0.100刀片 CNMP120408K-KCP10 12.25機(jī)夾車刀 DCLNR2525M12 0.100 05 精車削大端、內(nèi)孔及背錐機(jī)夾車刀 A32T-DCLNR 12 0.100刀片 CNMP120408K-KCP10 12.25機(jī)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(zhì)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(nèi)孔、平面機(jī)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(xì)

工序號 工序名稱 刀具名稱 刀具規(guī)格型號 每千件產(chǎn)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(zhì)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(jìn)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(yīng)有足夠的整體剛性，其裝夾結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于迅速換刀并有最廣泛的互換性和較高的重復(fù)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(guān)的變量），據(jù)加工條件和要求選取允許的最大進(jìn)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(qiáng)化復(fù)合材料 20° 15°～20°

（3）降低產(chǎn)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(yīng)商有很多不同，勢必會導(dǎo)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(fèi)用等造成。在刀具成本方面，制造商應(yīng)壓縮部門層級、嚴(yán)控制造流程、提升裝備水平、降低能源消耗、減少產(chǎn)品浪費(fèi)、精簡人員隊(duì)伍、強(qiáng)化協(xié)作生產(chǎn)和共享用戶數(shù)據(jù)等。在分銷利潤方面，制造商應(yīng)搭建高效營銷團(tuán)隊(duì)，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(zhì)優(yōu)價廉優(yōu)勢，加大刀具銷售量。在廣告費(fèi)用方面，制造商應(yīng)盡量選取主流媒體刊發(fā)廣告，經(jīng)客流密集效應(yīng)促進(jìn)傳播廣度，經(jīng)新品發(fā)布會等形式召集新老用戶交流經(jīng)驗(yàn)，與機(jī)床制造商形成配套供應(yīng)，避免出現(xiàn)廣告紛飛、耗資較多且效果不佳的現(xiàn)象。

（4）強(qiáng)化供應(yīng)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(jì)劃均應(yīng)快速、敏捷、靈活和協(xié)作地響應(yīng)用戶，滿足用戶的個性化需求。制造商應(yīng)憑借高度發(fā)達(dá)的物聯(lián)網(wǎng)與共享的用戶數(shù)據(jù)平臺，垂直管控、柔性生產(chǎn)、協(xié)作加工、就近供應(yīng)、三心服務(wù)、實(shí)時反饋、高效處理和短時調(diào)整等。

場地內(nèi)覆蓋層由第四系全新統(tǒng)(Q4)機(jī)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(qiáng)度較高等，局部含少量塊碎石，成層性、連續(xù)性均較差?；?guī)r：強(qiáng)風(fēng)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(zhì)較軟；中等風(fēng)化巖體裂隙少量發(fā)育，巖體整體較完整，巖質(zhì)較硬。

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