一、與高速銑削和多功能車(chē)削中心相適應(yīng)的刀具及切削技術(shù)
　　
　　在切削加工方面，寄希望于建立快捷生產(chǎn)體制的刀具產(chǎn)品，首推高速銑削刀具。目前，加工中心等機(jī)床主軸與刀具的連接方式，在歐洲已普遍采用HSK刀柄，并已制定出ISO標(biāo)準(zhǔn)。日本國(guó)內(nèi)正在推廣采用這種工具系統(tǒng)。迄今為止，日本廠商已開(kāi)發(fā)出多種工具系統(tǒng)，連接方式更是五花八門(mén)，用戶在選購(gòu)時(shí)感到十分困惑。因此，日本機(jī)床生產(chǎn)廠和終端用戶都希望開(kāi)發(fā)一種適用于車(chē)削中心的HSK工具系統(tǒng)。目前，日本共有16家工具企業(yè)和夾頭生產(chǎn)廠在聯(lián)合開(kāi)發(fā)此種產(chǎn)品，不久即可進(jìn)行批量生產(chǎn)。這對(duì)于提高加工效率、降低生產(chǎn)成本和提高加工質(zhì)量均可得到極為良好的效果。
　　
　　Sodick公司開(kāi)發(fā)出一種三軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)小型加工中心（工作臺(tái)尺寸400mm×600mm），這是一種適用于高速銑削加工的機(jī)型，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)到40000r/min，與其他同類(lèi)機(jī)床相比，成本降低至50%以下。為了在高速銑削條件下保證加工精度和刀具壽命，該機(jī)床采用了熱裝式工具夾持系統(tǒng)。這種趨勢(shì)今后還將繼續(xù)發(fā)展下去。如MMC神鋼工具公司開(kāi)發(fā)的適用于熱裝式工具夾持系統(tǒng)的立銑刀系列產(chǎn)品，這些立銑刀盡可能保持最小程度的伸出量，可進(jìn)行穩(wěn)定的高速銑削加工。許多生產(chǎn)熱裝式夾緊系統(tǒng)的企業(yè)推出的產(chǎn)品大都采用歐洲生產(chǎn)的電磁感應(yīng)加熱方式。日本YES電子工業(yè)公司自行開(kāi)發(fā)的新型電磁感應(yīng)加熱裝置，商品名MEGAHEATER。這是一種袖珍熱裝設(shè)備，它采用新型電磁感應(yīng)方式，克服了以往電磁感應(yīng)易受干擾的不良影響，電源（稱(chēng)作mega加熱器）為盒式結(jié)構(gòu)，可節(jié)省設(shè)備占用空間，而且設(shè)計(jì)新穎，便于操作。
　　
　　為了簡(jiǎn)化生產(chǎn)程序，實(shí)現(xiàn)超短交貨期限，車(chē)削中心和五軸控制的加工中心需用大量多功能刀具。MAZAK公司就為車(chē)削中心開(kāi)發(fā)出一系列多功能刀具，這些刀具按照NC程序的指令進(jìn)行切削，一把刀具可完成內(nèi)外圓切削、內(nèi)外螺紋切削、鏜削、立銑等多種加工，從坯料到復(fù)雜形狀的工件，可由一道工序完成。牧野銑床制作所在立式加工中心上安裝分度裝置，利用機(jī)床自身的多軸控制功能，可在一道工序內(nèi)完成多個(gè)部位的切削加工。
　　
　　二、一般切削刀具的最新動(dòng)向
　　
　　涂層處理是大幅度提高刀具性能的重要手段。目前，在硬質(zhì)合金（超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金）基體表面涂覆碳化物、氧化鋁、氮化物的刀具使用已相當(dāng)廣泛。日立工具公司納米涂層技術(shù)的最新成果，是開(kāi)發(fā)出TiSiN和CrSiN涂層立銑刀，兩種涂層材料的粒徑均為5nm，前者可高速加工50～70HRC的高硬度鋼，后者可高速高精度加工43HRC的軟鋼及預(yù)淬硬鋼。兩種涂層的硬度和抗氧化性能均優(yōu)于其他涂層，在延長(zhǎng)刀具壽命、縮短加工周期等方面，有著突出的效果。
　　
　　住友電工公司開(kāi)發(fā)出了DLC（DiamondLikeCarbon，類(lèi)金剛石）涂層銑刀刀片，這種刀片最宜用于鋁合金等有色金屬的干式切削加工。采用DLC涂層的硬質(zhì)合金立銑刀、鉆頭等產(chǎn)品，有著優(yōu)異的表面潤(rùn)滑性能，是干式切削的理想刀具品種。以往深孔加工是很難采用干式切削的。不二越公司推出了一種長(zhǎng)鉆頭，可進(jìn)行半干式（MQL）深孔加工，加工孔深度為鉆頭直徑的20倍，此種鉆頭也是經(jīng)過(guò)DLC涂層處理的。DUET公司開(kāi)發(fā)出一種金剛石與硬質(zhì)合全燒結(jié)成一體的Beam鉆頭，特點(diǎn)是不存在焊接缺陷，使用壽命長(zhǎng)，切削鋒利度優(yōu)異，可重磨，并可制作φ0.4mm的小直徑鉆頭。Beam鉆頭主要用于鋁合金、纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）、金屬基復(fù)合材料、工程陶瓷等材料的高速孔加工。
　　
　　刀具材料的開(kāi)發(fā)極為活躍，除上述涂層產(chǎn)品外，還有增大涂層厚度以提高切削性能的涂層刀片T9000系列（東芝Tungaoy公司）、具有優(yōu)異抗破損性能的陶瓷刀片HW2系列（日本特殊陶瓷公司）等，這些刀片都超過(guò)了以往的同類(lèi)產(chǎn)品，具有良好的切削性能。
　　
　　除了上述適用于干式切削的刀具品種外，還開(kāi)發(fā)出了許多可提高加工效率的刀具產(chǎn)品。如MMC神鋼工具公司開(kāi)發(fā)的多功能立銑刀MRALEORBIT，這是一種仿形加工專(zhuān)用短刃型刀具，特點(diǎn)是刀尖圓弧R的尺寸精度非常高，可進(jìn)行大進(jìn)給量切削，應(yīng)用范圍十分廣泛。三菱綜合材料公司開(kāi)發(fā)出一種可轉(zhuǎn)位式立銑刀，刀片形狀獨(dú)特，切削主分力作用于軸向，側(cè)刃不進(jìn)行切削，由靠近底部的切削刃進(jìn)行切削，因此，切削十分平穩(wěn)。這種立銑刀的切削深度為1.5～2.Omm，每齒進(jìn)給量為3.5mm，與其他立銑刀相比，進(jìn)給量大幅度提高。京瓷公司推出一種多功能立銑刀，類(lèi)似刀具早已在市場(chǎng)上出售，但京瓷公司在刀片形狀上作了較大改進(jìn)，可有效降低切削力，刀片底刃部分為橫向平置。此種立銑刀可進(jìn)行切槽、切側(cè)壁、鉆孔、傾斜沉腔銑削等多種加工。ISCAR公司2002年新開(kāi)發(fā)的蝶形銑刀刀片，該刀片帶8個(gè)切削角，厚度較大，沿切向安裝，可進(jìn)行大進(jìn)給量的穩(wěn)定切削加工，生產(chǎn)效率提高2.5～3.8倍，現(xiàn)已被汽車(chē)行業(yè)大量采用。
　　
　　為了減輕銑刀刀體重量，提高切削效率，許多廠家開(kāi)發(fā)出鋁合金刀體高速面銑刀，如Sandvik公司的Coromant590面銑刀、住友公司的RF型面銑刀等產(chǎn)品。這些鋁合金刀體面銑刀在高速回轉(zhuǎn)帥80mm的刀具轉(zhuǎn)速為17000r/min時(shí)，具有很高的抗離心力特性，刀片夾緊牢固，不易脫落和甩出，刀片槽較大，刀片和刀體均不易被切屑擦傷。
　　
　　另外，OSG公司推出一種硬質(zhì)合金絲錐，將其安裝在加工中心上，利用機(jī)床三軸控制功能形成行星運(yùn)動(dòng)，一把絲錐即可完成內(nèi)螺紋、外螺紋、右旋螺紋、左旋螺紋等多種攻絲加工，此種絲錐對(duì)攻絲加工合理化作用極大。
　　
　　三、引人注目的微小直徑刀具
　　
　　目前，日本國(guó)內(nèi)制造業(yè)為了擺脫經(jīng)濟(jì)不景氣的困境，采取的有效措施之一，便是生產(chǎn)附加值高的產(chǎn)品。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是許多零件必須經(jīng)過(guò)微細(xì)形狀加工，而且，為了提高這些產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，幾乎在所有制造領(lǐng)域都要求進(jìn)行高效率高精度加工。
　　
　　隨著加工形狀微細(xì)化的迅速發(fā)展，對(duì)刀具的要求也必然是直徑更加微小，精密程度更加嚴(yán)格，使用壽命更加延長(zhǎng)。如三菱綜合材料公司開(kāi)發(fā)出一批小直徑立銑刀系列產(chǎn)品，其中，球頭立銑刀、方頭立銑刀的最小直徑為φ0.2mm，刀頭最大長(zhǎng)度為1.5mm，均為涂層硬質(zhì)合金制品。日進(jìn)工具公司推出一種直徑為φ50μm的硬質(zhì)合金立銑刀，主要用來(lái)進(jìn)行深度為50μm的細(xì)槽加工，據(jù)稱(chēng)，這是當(dāng)前立銑刀中直徑最小的品種。利用小直徑立銑刀進(jìn)行微細(xì)形狀加工，盡管效率很高，但對(duì)切削后的加工面進(jìn)行修整卻非常困難，用戶希望能夠用一把立銑刀完成最終的加工工序。在通常情況下，高精度形狀加工耗用的切削時(shí)間往往需要數(shù)小時(shí)。因此，對(duì)微細(xì)形狀加工所用刀具也就提出了更高的要求，即切削性能（刃尖振擺精度、加工表面粗糙度等）和刀具壽命都應(yīng)比一般刀具更為優(yōu)異。日進(jìn)工具公司的φ1mmCBN立銑刀，當(dāng)加工條件為轉(zhuǎn)速120000r/min，進(jìn)給速度5000mm/min，切削深度0.02mm時(shí)，刀具壽命達(dá)到10小時(shí)以上，加工表面粗糙度達(dá)Ry1μm以內(nèi)。該立銑刀前角為負(fù)值，切削刃形狀經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)，在高速回轉(zhuǎn)時(shí)，具有良好的抗沖擊性能。
　　
　　鉆頭的小直徑化進(jìn)展很快。住友電工公司推出一種MDSS型硬質(zhì)合金鉆頭，最小直徑僅為φ30μm，最大加工深度為2D。該公司還生產(chǎn)一種φ0.2mm的硬質(zhì)合金鉆頭，最大加工深度高達(dá)1OD（D為鉆頭直徑）。
　　
　　隨著印刷電路板配線的高密度化和微型化，超小直徑PCB鉆頭的開(kāi)發(fā)得到進(jìn)一步重視。目前φ0.1～φ0.2mm的PCB鉆頭使用已較廣泛，有一部分特小直徑PCB鉆頭（φ0.075～φ0.05mm）已開(kāi)始使用。眾所周知，人的頭發(fā)粗細(xì)大致為φO.1mm，注射針頭的內(nèi)經(jīng)約為0.4mm，互相對(duì)比可知，φ0.05mm的PCB鉆頭比頭發(fā)絲還細(xì)小。
　　
　　在微小直徑鉆削加工中，除必須選擇適宜的機(jī)床外，還應(yīng)特別注意以下問(wèn)題：導(dǎo)向孔的形狀與精度、高速回轉(zhuǎn)（φ0.2mm鉆頭的轉(zhuǎn)速在30000r/min以上）條件下工具的振擺精度、間斷進(jìn)給次數(shù)及重復(fù)精度等。這些因素都是進(jìn)行穩(wěn)定切削所必須具備的條件，在微細(xì)鉆削加工中，稍有疏忽，便會(huì)嚴(yán)重影響加工效果。
　　
　　預(yù)計(jì)，今后對(duì)微細(xì)形狀加工所用刀具的需求將迅速增長(zhǎng)，隨之，對(duì)此類(lèi)刀具及相關(guān)設(shè)備的開(kāi)發(fā)也會(huì)受到高度重視。已開(kāi)發(fā)出一種高速主軸頭，將其裝配在加工中心等機(jī)床上，即可實(shí)現(xiàn)高速回轉(zhuǎn)，這對(duì)微細(xì)形狀切削加工是極為有利的，目前，這類(lèi)主軸頭已批量投放市場(chǎng)。UNION公司推出一種測(cè)量刀具刃尖振擺精度的隨機(jī)測(cè)量裝置，該裝置可在刀具回轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行測(cè)量，這對(duì)判斷切削過(guò)程中刀具的振擺精度極為方便。這些相關(guān)裝置的開(kāi)發(fā)與利用，為高效率高精度微細(xì)形狀切削加工的有效進(jìn)行，提供了更為便捷的途徑。