摘要：介紹國內外先進(jìn)制造技術(shù)與高速加工的發(fā)展趨勢，認識刀具在切削加工中的重要性，刀具新材料、刀具新結構、與刀具相關(guān)新技術(shù)的應用，以及幾點(diǎn)啟示和建議。 

　　一、先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展階段與思考

　　1、當我們進(jìn)入21世紀的時(shí)候，從世界范圍觀(guān)察，我們正處在先進(jìn)制造技術(shù)空前快速發(fā)展的時(shí)期。由于數控機床（NC）的問(wèn)世，發(fā)展一系列數控加工技術(shù)，如加工中心（MC）、柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS）、甚至出現了與傳統機床完全不同的虛擬軸機床（又稱(chēng)六條腿機床），和與機床同時(shí)相輔相成發(fā)展起來(lái)的高速加工新技術(shù)、新刀具、新工藝的緊密結合，使機械加工中的勞動(dòng)強度大大降低，輔助時(shí)間大大縮短，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，成為制造業(yè)乃至全球經(jīng)濟的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。以美國為例，制造業(yè)在美國被譽(yù)為產(chǎn)出最多的經(jīng)濟部門(mén)，在90年代為美國國內生產(chǎn)總值（GDP）增長(cháng)的貢獻達到29%。 

　　2、今天，大力發(fā)展數控加工技術(shù)及裝備，已成為世界各國政府的戰略決策，用數控裝備武裝現代工業(yè)和改造傳統工業(yè)也成為世界各國制造業(yè)發(fā)展方向。在90年代后期如德、日、美、意四國的機床產(chǎn)值數控化率已達到51.75%以上。數控機床已成為當今制造技術(shù)的主要裝備，數控加工技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)的主流，開(kāi)創(chuàng )著(zhù)整個(gè)現代制造業(yè)的新時(shí)代。黨的十六大明確指出：“大力振興裝備制造業(yè)”。新中國的裝備制造業(yè)經(jīng)過(guò)幾代人的前仆后繼，尤其是20多年的改革開(kāi)放和現代化建設，已經(jīng)建立起比較完整、獨立的工業(yè)體系，具有了一定的物質(zhì)技術(shù)基礎，總體生產(chǎn)規模已居世界第四位。許多經(jīng)濟學(xué)家預測，中國將成為繼英國、美國、日本后的又一個(gè)“世界工廠(chǎng)”和“制造大國”。

　　3．應當清醒地看到，我們雖然有了舉世公認的飛速發(fā)展，但與日新月異的世界制造業(yè)發(fā)展相比，無(wú)論在市場(chǎng)競爭力，產(chǎn)品水平和發(fā)展后勁上仍存在較大差距。僅就我國目前切削加工整體水平與先進(jìn)工業(yè)國家相比相差20年，相當一部分生產(chǎn)企業(yè)還較普遍采用焊接式刀具，或幾十年一貫制的老工藝方法，這些都需要我們急待解決。為了促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，增強企業(yè)競爭力，我們只有抓住機遇，迎接挑戰，更新觀(guān)念，引進(jìn)創(chuàng )新，大力推廣和采用新技術(shù)、新工藝、新材料，才能與時(shí)俱進(jìn)改變我們的落后面貌。

　　二、高速加工（高速切削）發(fā)展的必然趨勢

　　1、首先回顧百年來(lái)切削發(fā)展史：1900年當時(shí)的刀具材料為碳素工具鋼，如果加工一根直徑φ100mm，長(cháng)500mm的碳鋼軸件，需要100分鐘才能完成，而在2000年的今天，刀具材料為硬質(zhì)合金涂層刀具和立方氮化硼刀具，加工上述同樣一根軸，僅需要一分鐘完成，切削效率提高100倍。充分說(shuō)明機床和刀具技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新的階段。切削加工（含磨削）不僅現在而在整個(gè)21世紀仍是機械制造業(yè)的主導加工方法，絕大部分機械零件需機械加工完成。目前切削加工約占整個(gè)機械加工工作量的95％，據有關(guān)專(zhuān)家估計，21世紀的切削加工仍將占機械加工的90％以上，因此提高切削加工水平仍然是一個(gè)重要的研究課題。

　　2、提高切削效率首先要求機床不斷更新?lián)Q代，高速主軸采用陶瓷軸承，液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承、磁浮軸承后，其主軸轉速可達10000－50000轉／分；小型機床可達100000轉／分。進(jìn)給速度：滾珠絲杠可達40－60米／分，直線(xiàn)電機可達90－120米／分?？梢钥闯鲚o助運動(dòng)已達到了主運動(dòng)的水平，為高速加工創(chuàng )造了最重要的保證條件。再加上刀具新材料、新工藝、新結構的不斷研究創(chuàng )新，從而使切削加工進(jìn)入了高速加工，即新一輪的高速與超高速切削發(fā)展新階段，與50年前的高速切削水平有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。

　　3、目前國際上對高速加工尚無(wú)統一定義。有兩種提法：一種是以切削速度在1000米/分以上稱(chēng)為高速加工。另一種從被加工材料和刀具材料兩個(gè)方面考慮，即切削速度與進(jìn)給速度高于常規值的5――10倍的加工方法稱(chēng)為高速加工。舉例如下：

　　銑削：CBN銑削鑄鐵、切削速度可達1000－2000米／分。

　　PCD銑削鋁合金、切削速度可達4000－7000米／分。

　　車(chē)削：氮化硅陶瓷車(chē)削灰鑄鐵、切削速度可達500－700米／分。

　　CBN車(chē)削淬火鋼（HRC60），切削速度可達100－200米／分。

　　CBN車(chē)削鑄鐵剎車(chē)盤(pán)，切削速度可達700－1000米／分。

　　鉆削：整體硬質(zhì)合金鉆頭鉆灰鑄鐵，切削速度可達100米／分。

　　攻螺紋：鈷高速鋼絲錐（M14×1.5）加工可鍛鑄鐵，切削速度可達61米／分。

　　滾齒：硬質(zhì)合金滾刀加工16MnCr5，切削速度可達350米／分。

　　金屬陶瓷滾刀加工16MnCr5，切削速度可達600米／分。

　　4、高速加工的機理：早期有薩洛蒙“采用較高的切削速度”理論，在1931年曾獲德國專(zhuān)利，文中指出：“在一定的切削速度（比常規加工高5-10倍）下，在切削刃處的切屑去除溫度將會(huì )開(kāi)始降低……”“這種高速加工將……提高生產(chǎn)率?！睂?shí)驗見(jiàn)圖：對于鋼鐵這種溫度降低程度較小，對于鋁和