21 世纪初切削加工技术发展的主要趋势

切削加工作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在 20 世纪末也取得了很

大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的

发展新阶段。它是制造业中重要工业部门，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业
和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要

因素。因此，在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。
    金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备，在数控加工技术的带动下，进

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入了 数控刀具 的发展阶段，显示出 三高一专 (即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的
特点。
    显而易见，在 21 世纪初，尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺，但
切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。从当前制造业发展的趋势中可以看
到，制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战，这也是 21 世纪初切削加工
技术发展的主要趋势。
    高速切削将成为新工艺
    当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示很多的优点和强大的
生命力，成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。
    因此，发展高速切削等新的切削工艺促进制造技术的发展是现代切削技术面临的新任
务。当代的高速切削不是切削速度的少量提高，是需要在制造技术全面进步和进一步创新
的基础上，包括数控机床、刀具材料、涂层、刀具结构等技术的重大进步，才能达到的切削
速度和进给速度的成倍提高，才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。
    把当前的高速切削水平实用化，使我国机加工整体切削效率提高 1~2 倍，缩小与工业发
达国家的差距，是我国从事切削加工与刀具技术的专业人员在新世纪的努力目标和面临的
重大挑战。
    硬切削是高速切削技术的一个应用领域，即用单刃或多刃刀具加工淬硬零件，它比传
统的磨削加工有效率高、柔性好、工艺简单、投资少等优点，已在一些应用领域产生较好的
效果。在汽车业，用 CBN 刀具加工 20CrMo5 淬硬齿轮(60HRC)内孔，代替磨削，表面粗糙
度可达 0 .22μm，已成为国内外汽车行业推广的新工艺。
    创新加工技术
    长期以来，难加工材料如奥氏体不锈钢、高锰钢、淬硬钢、复合材料、耐磨铸铁等一直是
切削加工中的难题，切削效率低，刀具寿命短。随着制造业的发展，在 21 世纪这些材料的
用量将迅速增加，加工的矛盾将更加突出。与此同时，产品的材料构成将不断优化，新的
工程材料也不断问世，而每一种新型材料的采用都对切削加工提出了新的要求。如在切削
加工比较集中的汽车工业，其发动机、传动器零件中的硅铝合金的比例在持续增加，并开
始引入镁合金和新的高强度铸铁，以减轻汽车的重量和节省能耗。
 
    又如在航空航天工业，钛合金、镍基合金以及超耐热合金、陶瓷等难加工材料的应用比例
和加工难度也都将进一步增加。能否高效加工这些材料，直接关系到我国汽车、航空航天、
能源等重要工业部门的发展速度和制造业的整体水平，是对切削技术的最大挑战。我们必
须从现在开始探索，以从根本上解决难加工材料大量使用及其品种性能多样化带来的世纪

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性难题，创新加工技术，开发包括激光在内的新的 刀刃 和加工方法。
    满足制造业的需求
    进入 21 世纪以后，产品多样化和个性化的趋势进一步加剧，制造业的产品更新速度会
大大加快。每一种新产品的开发都意味着零件功能、结构、材料的重大变更，也是对切削加
工提出的开发任务，就像大家熟知的如螺杆泵、等速万向节、底径定心的花键、电子工业印

 

刷线路板等产品，无不反映着切削技术和刀具的成果。今后随着产品更新速度的加 快，将