從高速切削到高效切削再到高效加工

        當(dāng)前切削加工已進入高速切削時代。各種新型硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具和超硬刀具被廣泛應(yīng)用于各種材料的高速切削加工，包括干切削、重切削和硬切削加工，有效地提高了加工效率。
       切削技術(shù)在不斷進步，切削理念在不斷更新。從高速切削到高效切削再到高效加工所經(jīng)歷的切削理念三次進步拓寬了我們的視野，指導(dǎo)我們根據(jù)具體情況采取多種手段全面提高加工效率。
       世界切削技術(shù)的發(fā)展日新月異，新型刀具結(jié)構(gòu)、新型刀具材料和涂層的開發(fā)速度越來越快。中已經(jīng)成為世界制造大國，但制造業(yè)的技術(shù)水平和勞動生產(chǎn)率卻遠低于發(fā)達國家和地區(qū)。目前國內(nèi)轎車、航空航天、模具等行業(yè)數(shù)控加工所使用的先進刀具主要還外資企業(yè)的產(chǎn)品。提高切削技術(shù)水平、把中國建設(shè)成制造強國的歷史責(zé)任落在了我們切削工作者的肩上。
       為了趕上先進技術(shù)水平，我們可以引進，也可以跟蹤先進技術(shù)進行開發(fā)。引進技術(shù)可立竿見影，跟蹤開發(fā)如若方向明確也可少走彎路。些年來，國內(nèi)在涂層、材料、刀片槽型與結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的技術(shù)引進和跟蹤開發(fā)一度縮小了我們與世界先進水平的差距，為國內(nèi)制造業(yè)提供了先進的刀具，做出了應(yīng)有的貢獻。
       可是引進和跟蹤，包括“引進消化”都只能是趕而難以超越先進技術(shù)，此以往會消磨我們的創(chuàng)新意志，最終難以獲得持續(xù)的發(fā)展。例如20世紀80年代我們曾經(jīng)跟蹤開發(fā)了物理涂層氮化鈦(TiN)裝備和技術(shù)并很快投入工業(yè)使用，但由于缺少前期研究的支承而難有創(chuàng)新。目前在世界涂層技術(shù)已發(fā)展到碳氮化鈦 (TiCN)、氮鋁鈦(TiAlN)、以及Nano Natral、Top Nano和超硬涂層等被稱之為第五代、第六代技術(shù)時，國內(nèi)自主開發(fā)的碳氮化鈦涂層還未見大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的報道，而近年國內(nèi)還在引進氮鋁鈦涂層裝備和技術(shù)。
創(chuàng)新才是切削技術(shù)發(fā)展的不竭動力。
        創(chuàng)新并不神秘，創(chuàng)新就是們在切削理論的指導(dǎo)下通過實踐用更好的方式提高切削效率的過程。具體地說，創(chuàng)新就是有針對性地對刀具材料、涂層或刀具結(jié)構(gòu)進行改進或發(fā)明創(chuàng)造。例如20世紀50年代倪志福同志發(fā)明的群鉆就是對麻花鉆鉆尖形狀的成功創(chuàng)新，同樣是高速鋼麻花鉆頭，磨成三尖七刃的鉆尖形狀就可成倍地提高加工效率和使用壽命；又如曲軸車拉刀的發(fā)明帶來曲軸加工方式革命性的變化，成十倍地提高了曲軸制造的生產(chǎn)效率，這也屬于重大創(chuàng)新。
創(chuàng)新需要兩個基本條件：理論和實踐。
       要學(xué)習(xí)切削技術(shù)的基本理論。但在機械學(xué)科的高等教育改革中，原來總共160學(xué)時的切削原理和刀具設(shè)計課程被簡化歸并為不到20個學(xué)時，新畢 業(yè)的機械專業(yè)大學(xué)生普遍缺乏基本的刀具知識，應(yīng)該補上金屬切削技術(shù)這一課。
       在學(xué)習(xí)中我們還應(yīng)了解金屬切削技術(shù)的三個特點：有效性、不確定性和實踐性。
      金屬切削作為一門傳統(tǒng)技術(shù)，在長期的科研與實踐中發(fā)展并建立了比較系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。它能有效地指導(dǎo)我們針對特定加工條件，正確地設(shè)計或選用刀具，對制訂切削加工規(guī)范和解決加工中現(xiàn)的問題，是成熟而又有效的。
       切削加工又是一個十分復(fù)雜的過程。由于切削過程中的切削力、摩擦、溫升、氧化、刀具磨損和工件的硬化等等多種物理、化學(xué)因素交互作用，還受到大量隨機因素的影響，使得我們很難使用一些公式和定理準確地預(yù)測或描述切削過程中的各種現(xiàn)象。這就是切削理論在解決實際問題過程中的不確定性。
      解決切削技術(shù)有效性和不確定性矛盾的惟一方法是實踐。在理論指導(dǎo)下制定的方案、設(shè)計的刀具都要經(jīng)過實踐不斷完善和改進，逐步接近和達到理想的效果。實踐還是我們加深對理論的理解、增強解決實際問題能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的正確道路。
      學(xué)什么？恢復(fù)從前160學(xué)時的切削原理和刀具設(shè)計課程既不實際也沒有必要。進入高速切削時代，切削技術(shù)有了很大的進步，但其基礎(chǔ)沒有改變。為了加強切削技術(shù)的培訓(xùn)，中國刀協(xié)編寫了“刀具應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)”教材。教材從介紹切削加工系統(tǒng)的構(gòu)成和刀具應(yīng)用技術(shù)的三要素開始，對工件材料的可加工性、刀具材料與涂層的選擇依據(jù)、刀具的幾何結(jié)構(gòu)及選擇依據(jù)、切削數(shù)的制訂、改進切削加工的途徑等進行了系統(tǒng)的闡述。教材結(jié)合現(xiàn)代切削技術(shù)的發(fā)展增添了高速切削相關(guān)內(nèi)容，包括高速切削的特點，高速切削刀具的安全技術(shù)、動平衡技術(shù)和裝夾技術(shù)。書末附件如硬質(zhì)合金牌號對照表、硬度對照表、高速旋轉(zhuǎn)刀具動力平衡等級表等都很有實用價值。
       我們的目標是培養(yǎng)掌握切削技術(shù)基礎(chǔ)理論、了解現(xiàn)代切削技術(shù)發(fā)展、能夠運用理論解決實際問題的切削工程師和新一代的“刀具大王”。通過人才的實踐創(chuàng)新不斷提高我國的切削技術(shù)水平和切削加工效率。
      從高速切削到高效切削再到高效加工，新技術(shù)和刀具新產(chǎn)品層出不窮，切削理念在不斷更新。但在發(fā)展切削技術(shù)的道路上，基礎(chǔ)理論和實踐創(chuàng)新卻是永恒的主題。期望我們年輕的切削工作者努力學(xué)習(xí)、認真實踐、勇于創(chuàng)新，為“發(fā)展切削技術(shù)、建設(shè)制造強國”做出更大的貢獻。