齒輪，被公認(rèn)為是工業(yè)化的一種標(biāo)志，齒輪制作水平直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的功能和質(zhì)量。本文從齒輪制作在工業(yè)中重要意義動身，著重介紹了齒輪加工工藝、光滑技能的蕞新開展情況，以及齒輪加工用光滑介質(zhì)的技能要求和挑選辦法。

1 導(dǎo)言

眾所周知，齒輪傳動是近代機(jī)器中常見的一種機(jī)械傳動，是機(jī)械產(chǎn)品的重要根底零部件。它與其他機(jī)械傳動方式（鏈傳動、帶傳動、液壓傳動等）傳動相比，具有功率范圍大、傳動功率高、傳動經(jīng)確、運(yùn)用壽數(shù)長等特色。因而，它已成為許多機(jī)械產(chǎn)品不行缺少的傳動部件，也是機(jī)器中所占比重蕞大的傳動方式。

齒輪的設(shè)計與制作水平將直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，例如，在現(xiàn)代蓬勃的轎車工業(yè)中，一般每輛轎車中有18~30個齒部，齒輪的質(zhì)量直接影響轎車的噪聲、平穩(wěn)性及運(yùn)用壽數(shù)。齒輪的加工技能和設(shè)備一般極大的影響了工業(yè)范疇中所能達(dá)到的蕞高制作水平，現(xiàn)代工業(yè)興旺的先進(jìn)國家如美國、德國和日本等也是齒輪加工技能和設(shè)備的制作強(qiáng)國。因而，齒輪在工業(yè)開展中的位置一向比較突出，被公認(rèn)為是工業(yè)化的一種標(biāo)志。從這個視點(diǎn)來看，重視齒輪的先進(jìn)加工技能和開展趨勢具有極其重要意義。

2 齒輪加工技能的新開展

一般來說，齒輪制作工藝進(jìn)程包含資料制備、齒坯加工、切齒、齒面熱處理和齒面精加工等五個階段。齒形加工和熱處理后的精加工是齒輪制作的要害，也反映了齒輪制作的水平。而齒輪制作工藝的開展，很大程度上表現(xiàn)在精度等級與出產(chǎn)功率的前進(jìn)兩方面?，F(xiàn)在世界各國主要從齒輪加工工藝和加工設(shè)備的開展兩個方面來不斷地前進(jìn)齒輪的制作水平。

2.1

硬齒面滾齒技能

在傳統(tǒng)辦法中，齒輪的硬齒面的加工需求經(jīng)過齒面的磨削加工，由于磨齒加工功率太低，加工成本過高，尤其對一些大直徑，大模數(shù)的齒輪在加工上難度更大，因而從20世紀(jì)80年代起，國內(nèi)外企業(yè)已逐步選用硬齒面刮削作為淬硬齒輪(40～65HRC)的半精、精加工辦法。

硬齒面滾齒技能也稱刮削齒加工，這種工藝，是選用一種特別的硬質(zhì)合金滾刀，對滲碳淬火后齒面硬度為HRC58-62的齒輪齒面進(jìn)行刮削，刮削精度可達(dá)到7級。這種辦法可加工任意螺旋角、模數(shù)1～40mm的齒輪。普通精度(6～7級)硬齒面齒輪，一般選用“滾—熱處理—刮削”工藝，粗、精加工在同一臺滾齒機(jī)上即可完成；齒面粗糙度要求較高的齒輪，可在刮削后安排珩齒加工；對于齒輪，則選用“滾—熱處理—刮削—磨”工藝，用刮削作半精加工工序代替粗磨，切除齒輪的熱處理變形，留下小而均勻的余量進(jìn)行精磨，能夠節(jié)約1/2～5/6的磨削工時，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。對于大模數(shù)、大直徑、大寬度的淬硬齒輪，因無相應(yīng)的大型磨齒機(jī)，一般只能選用刮削加工。

硬齒面刮削蕞大的特色是出產(chǎn)功率要比磨齒高5-6倍，除此以外，可對熱處理滲碳淬火齒輪過大的變形量進(jìn)行磨齒前的修刮，不僅消除了齒輪的變形量，確保了齒輪在磨齒加工中的平穩(wěn)，并且前進(jìn)了磨削功率，保護(hù)了磨齒設(shè)備的精度。

選用硬齒面滾齒技能進(jìn)行齒輪加工時，溫度操控極為重要，由于過高的溫度會使刀具磨損加快且易崩刀；因而需求經(jīng)過金屬加工液來冷卻，一起沖走刀具和工件上的切削，前進(jìn)刀具壽數(shù)和工件外表加工粗糙度。一般選用專用的油基切削液作為冷卻光滑介質(zhì)，如KR-C20，經(jīng)過對粘度的適當(dāng)操控和選用優(yōu)異環(huán)保的極壓抗磨劑來滿意工藝中冷卻、清洗和光滑等方面的要求。

2.2干切削技能

干式切削加工即無光滑切削加工，是金屬切削加工的開展趨勢之一。該技能在上世紀(jì)80年代即開始研究，但一向受到機(jī)床、刀具資料的限制而開展緩慢，近十幾年來跟著機(jī)床設(shè)計技能、硬質(zhì)合金刀具和外表涂層技能、新式套瓷刀具、工藝?yán)碚撗芯康拈_展，干式切削在大幅度提升出產(chǎn)功率、顯著改進(jìn)外表質(zhì)量的一起，也使出產(chǎn)成本有所下降。

高速干式切削是在無冷卻、光滑油劑的效果下，選用很高的切削速度進(jìn)行切削加工。高速干式切削有必要選用適當(dāng)?shù)那邢鳁l件。首先，選用很高的切削速度，盡量縮段刀具與工件間的接觸時刻，再用緊縮空氣或其他類似的辦法移去切屑，以操控工作區(qū)域的溫度。實(shí)踐證明，當(dāng)切削參數(shù)設(shè)置正確時，切削發(fā)生的熱量80%可被切屑帶走。

高速干式切削法不僅使機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，并且極大地改進(jìn)了加工環(huán)境和下降了加工費(fèi)用。在齒輪加工中，為進(jìn)一步延伸刀具壽數(shù)、前進(jìn)工件質(zhì)量，可在齒輪干式切削進(jìn)程中，每小時運(yùn)用10～1000ml光滑油進(jìn)行微量光滑。這種辦法發(fā)生的切屑能夠認(rèn)為是干切屑，工件的精度、外表質(zhì)量和內(nèi)應(yīng)力不受微量光滑油的幅面影響，還能夠用自動操控設(shè)備進(jìn)行進(jìn)程監(jiān)測。

據(jù)資料顯示，美國、日本、德國等興旺國家選用干式切削的總成本是傳統(tǒng)切削工藝的70%左右。據(jù)美國企業(yè)的統(tǒng)計，在會集冷卻加工體系中，切削液占總成本的14%～16%，而刀具成本只占2%～4%。據(jù)測算，假如20%的切削加工選用干式加工，總的制作成本可下降1.6%。干切技能的優(yōu)勢還表現(xiàn)在零件外表質(zhì)量的前進(jìn)和幾許精度的改進(jìn)。國外資料表明，干切工藝的工件外表粗糙度值能夠下降40%左右，除此之外，干式切削對于資源和環(huán)境的重要意義也是顯而易見的。德國在高速干式切削范疇中處于令先位置，現(xiàn)有8％左右的企業(yè)選用干式切削，這預(yù)示著高速干式滾齒技能將是未來齒輪加工開展的一個方向。

能夠預(yù)見，國內(nèi)涵滾齒、插齒、成型磨等加工范疇選用干式切削技能將極具潛力，跟著齒輪機(jī)床、齒輪資料、齒輪刀具、加工工藝的前進(jìn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝只是時刻問題。

2.3

齒輪的無屑加工

與滾齒、插齒、剃齒和磨齒等傳統(tǒng)的齒輪齒形成形方式不同，齒輪的無屑加工辦法是運(yùn)用金屬的塑性變形或粉末燒結(jié)使齒輪的齒形部分終究成形或前進(jìn)齒面質(zhì)量的。該辦法能夠分為工件在常溫下進(jìn)行加工的冷態(tài)成形和把工件加熱到1000℃左右進(jìn)行加工的熱態(tài)成形兩類。前者包含冷軋、冷鍛等；后者包含熱軋、精細(xì)模鍛、粉末冶金等。

無屑加工齒輪能夠使資料運(yùn)用率從切削加工的40～50％前進(jìn)到80～95％以上，出產(chǎn)率也可成倍增長。但因受模具強(qiáng)度的限制，現(xiàn)在一般只能加工模數(shù)較小的齒輪或其他帶齒零件，一起對精度要求較高的齒輪，在用無屑加工成形后仍需求運(yùn)用切削加工終精整齒形。無屑加工齒輪需求選用專用的工藝配備，初始投資較大，只要在出產(chǎn)批量較大時(一般達(dá)萬件以上)才干顯著下降出產(chǎn)成本。

1.問題提出

試制時規(guī)劃制作了圖2所示的小端鉆模，在搖臂鉆床Z35上加工噴油器體的3mm×φ2.5mm斜油孔。先用小端鉆模引鉆出3mm×φ2.5mm孔點(diǎn)位，再將全能分度頭傾斜一定視點(diǎn)，裝夾噴油器體大端法蘭，別離將待鉆孔位旋轉(zhuǎn)到低點(diǎn)，順次鉆出3mm×φ2.5mm斜油孔與已鉆3mm×φ3mm長油孔貫穿。

圖2  小端鉆模

試制時按此辦法加工的3mm×φ2.5mm斜油孔與φ3mm孔接通狀況不好。工藝上要求用φ1.5mm鋼絲檢測貫穿油孔，φ1.5mm鋼絲應(yīng)能穿過銜接油孔。咱們對試制的這批噴油器體斜油孔貫穿狀況進(jìn)行全數(shù)檢查，φ1.5mm鋼絲不能穿過的孔位超越50%。

咱們剖析了斜油孔接通狀況不好的主要原因：用全能分度頭裝夾，旋轉(zhuǎn)方向定位靠劃線對正，定位誤差較大；用中心鉆對正預(yù)制孔有誤差，中心孔偏移影響對中精度；搖臂鉆床Z35主軸鎖定精度差，鉆小孔時簡略走偏，不適宜加工細(xì)長孔。因此規(guī)劃制作了噴油器體鉆斜孔輔具，將鉆3mm×φ2.5mm斜油孔工序安排到臺鉆Z512上進(jìn)行。

2.利用鉆斜孔輔具在臺鉆上加工斜油孔

臺鉆主軸固定，可挑選較高轉(zhuǎn)速范圍大，手輪進(jìn)給使鉆削更平穩(wěn)，排屑冷卻更方便快捷，有利于細(xì)長孔的加工。由于噴油器體的3mm×φ2.5mm孔是斜油孔，并且有較高的對接精度要求，因此規(guī)劃制作了噴油器體鉆斜油孔輔具。鉆孔輔具的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3  噴油器體鉆斜油孔輔具

1.定位斜塊 2.菱形銷 3.聯(lián)接螺栓 4.放錯銷 5.銜接盤

如圖3中，噴油器體經(jīng)過大端面、中間螺紋孔M16×1和法蘭孔φ18mm與銜接盤完結(jié)徹底定位，防錯銷確保噴油器體法蘭定位孔挑選正確，不然無法安裝到位。銜接盤上銑了3個定位旁邊面，別離與3mm×φ2.5mm斜油孔方位對應(yīng)。這樣噴油器體與銜接盤裝配后，就可經(jīng)過銜接盤上的定位旁邊面與定位斜塊上的定位旁邊面靠齊，完結(jié)裝夾定位，鉆一個φ2.5mm斜油孔與φ3mm長油孔接通后，轉(zhuǎn)動銜接盤，使其他定位旁邊面別離與定位斜塊的定位旁邊面靠齊，鉆出其他2個φ2.5mm斜油孔。

   定位斜塊和銜接盤的結(jié)構(gòu)如圖4所示，經(jīng)過銜接盤上的中間定位孔、菱形銷孔和端面定位銜接，完結(jié)了噴油器體與銜接盤的徹底對定，再經(jīng)過銜接盤上距離中心68mm的三個旁邊面與定位斜塊靠齊，別離對應(yīng)到3mm×φ2.5mm斜油孔的筆直狀態(tài)。這樣完結(jié)了定位快速、經(jīng)確牢靠。

圖4  銜接盤和定位斜塊

   噴油器體鉆斜油孔輔具一次裝夾，二次轉(zhuǎn)位，完結(jié)了在臺鉆上加工3mm×φ2.5mm斜油孔與φ3mm長油孔對接。對接方位精度偏差小于0.5mm，才干確保φ1.5mm鋼絲能經(jīng)過相貫處。加工好的噴油器體油孔用φ1.5mm鋼絲檢查，均能正常穿過，產(chǎn)品質(zhì)量得到了確保。此工裝裝夾簡略，操作方便，定位經(jīng)確牢靠，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.結(jié)語

噴油器體鉆斜油孔輔具完結(jié)了在臺鉆上加工3mm×φ2.5mm斜油孔，不僅出產(chǎn)效率得到進(jìn)步，并且產(chǎn)品質(zhì)量得到確保，大大降低了廢品率。此次工藝改善獲得成功，油孔對接方位精度合格率到達(dá)95%以上，解決了困擾噴油器體加工的質(zhì)量問題。我公司已完結(jié)船用噴油器批量出產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量得到用戶信任。此工藝辦法也為相似件的加工提供了一個新的思路。

刀具的長度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償

數(shù)控加工中，刀具實(shí)踐地點(diǎn)的方位往往和編程時刀具理論上應(yīng)在的方位不同，這是咱們需求從頭依據(jù)刀具方位來修正程序，然而正如咱們知道的，修正程序是一件多么繁雜而易錯的環(huán)節(jié)，因而，刀具補(bǔ)償?shù)母拍罹蛻?yīng)運(yùn)而生。所謂刀具補(bǔ)償就是用來補(bǔ)償?shù)毒邔?shí)踐安裝方位與理論編程方位之差的一種功用。運(yùn)用刀具補(bǔ)償功用后，改動刀具，只需求改動刀具方位補(bǔ)償值即可，而不用修正數(shù)控程序。

刀具補(bǔ)償中咱們經(jīng)常用的有長度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償，一般初入數(shù)控職業(yè)的人很難嫻熟的運(yùn)用這兩種補(bǔ)償，下面咱們就這兩種補(bǔ)償辦法詳細(xì)講解一下。

一、刀具長度補(bǔ)償

1、刀具長度補(bǔ)償?shù)母拍?

首先咱們應(yīng)了解一下什么是刀具長度。刀具長度是一個很重要的概念。咱們在對一個零件編程的時分，首先要質(zhì)定零件的編程中心，然后才能樹立工件編程坐標(biāo)系，而此坐標(biāo)系僅僅一個工件坐標(biāo)系，零點(diǎn)一般在工件上。長度補(bǔ)償僅僅和Z坐標(biāo)有關(guān)，它不象X、Y平面內(nèi)的編程零點(diǎn)，因?yàn)榈毒呤怯芍鬏S錐孔定位而不改動，關(guān)于Z坐標(biāo)的零點(diǎn)就不一樣了。每一把刀的長度都是不同的，例如，咱們要鉆一個深為50mm的孔，然后攻絲深為45mm，分別用一把長為250mm的鉆頭和一把長為350mm的絲錐。先用鉆頭鉆孔深50mm，此刻機(jī)床現(xiàn)已設(shè)定工件零點(diǎn)，當(dāng)換上絲錐攻絲時，假設(shè)兩把刀都從設(shè)定零點(diǎn)開端加工，絲錐因?yàn)楸茹@頭長而攻絲過長，損壞刀具和工件。此刻假設(shè)設(shè)定刀具補(bǔ)償，把絲錐和鉆頭的長度進(jìn)行補(bǔ)償，此刻機(jī)床零點(diǎn)設(shè)定之后，即使絲錐和鉆頭長度不同，因補(bǔ)償?shù)拇嬖?，在調(diào)用絲錐工作時，零點(diǎn)Z坐標(biāo)現(xiàn)已主動向Z （或Z）補(bǔ)償了絲錐的長度，保證了加工零點(diǎn)的正確。

2、刀具長度補(bǔ)償指令

通過履行含有G43（G44）和H指令來實(shí)現(xiàn)刀具長度補(bǔ)償，一起咱們給出一個Z坐標(biāo)值，這樣刀具在補(bǔ)償之后移動到離工件表面距離為Z的地方。別的一個指令G49是撤銷G43（G44）指令的，其實(shí)咱們不用運(yùn)用這個指令，因?yàn)槊堪训毒叨加凶约旱拈L度補(bǔ)償，當(dāng)換刀時，運(yùn)用G43（G44）H指令賦予了自己的刀長補(bǔ)償而主動撤銷了前一把刀具的長度補(bǔ)償。

G43表明存儲器中補(bǔ)償量與程序指令的結(jié)尾坐標(biāo)值相加，G44表明相減，撤銷刀具長度偏置可用G49指令或H00指令。程序段N80 G43 Z56 H05與中，假設(shè)05存儲器中值為16，則表明結(jié)尾坐標(biāo)值為72mm。

3、刀具長度補(bǔ)償?shù)膬煞N辦法

（1）用刀具的實(shí)踐長度作為刀長的補(bǔ)償（推薦運(yùn)用這種辦法）。運(yùn)用刀長作為補(bǔ)償就是運(yùn)用對刀儀丈量刀具的長度，然后把這個數(shù)值輸入到刀具長度補(bǔ)償寄存器中，作為刀長補(bǔ)償。

運(yùn)用刀具長度作為刀長補(bǔ)償，能夠避免在不同的工件加工中不斷地修正刀長偏置。這樣一把刀具用在不同的工件上也不用修正刀長偏置。在這種情況下，能夠依照一定的刀具編號規(guī)矩，給每一把刀具作檔案，用一個小標(biāo)牌寫上每把刀具的相關(guān)參數(shù)，包含刀具的長度、半徑等材料。這關(guān)于那些專門設(shè)有刀具管理部門的公司來說，就用不著和操作工面對面地通知刀具的參數(shù)了，一起即使因刀庫容量原因把刀具取下來等下次從頭裝上時，只需依據(jù)標(biāo)牌上的刀長數(shù)值作為刀具長度補(bǔ)償而不需再進(jìn)行丈量。

運(yùn)用刀具長度作為刀長補(bǔ)償還能夠讓機(jī)床一邊進(jìn)行加工運(yùn)轉(zhuǎn)，一邊在對刀儀上進(jìn)行其他刀具的長度丈量，而不用因?yàn)樵跈C(jī)床上對刀而占用機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時刻，這樣可充分發(fā)揮加工中心的效率。這樣主軸移動到編程Z坐標(biāo)點(diǎn)時，就是主軸坐標(biāo)加上（或減去）刀具長度補(bǔ)償后的Z坐標(biāo)數(shù)值。

（2）運(yùn)用刀尖在Z方向上與編程零點(diǎn)的距離值（有正負(fù)之分）作為補(bǔ)償值。這種辦法適用于機(jī)床只要一個人操作而沒有足夠的時刻來運(yùn)用對刀儀丈量刀具的長度時運(yùn)用。這樣做當(dāng)用一把刀加工別的的工件時就要從頭進(jìn)行刀長補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置。運(yùn)用這種辦法進(jìn)行刀長補(bǔ)償時，補(bǔ)償值就是主軸從機(jī)床Z坐標(biāo)零點(diǎn)移動到工件編程零點(diǎn)時的刀尖移動距離，因而此補(bǔ)償值總是負(fù)值而且很大。

二、 刀具半徑補(bǔ)償

1、刀具半徑補(bǔ)償概念

在概括加工時，刀具中心運(yùn)動軌道（刀具中心或金屬絲中心的運(yùn)動軌道）與被加工零件的實(shí)踐概括要偏移一定距離，這種偏移稱為刀具半徑補(bǔ)償，又稱刀具中心偏移。

因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)控制的是刀具中心軌道，因而數(shù)控系統(tǒng)要依據(jù)輸入的零件概括尺度及刀具半徑補(bǔ)償值核算出刀心軌道。依據(jù)刀具補(bǔ)償指令，數(shù)控加工機(jī)床可主動進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。特別是在手藝編程時，刀具半徑補(bǔ)償尤為重要。手藝編程時，運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償指令，就能夠依據(jù)零件的概括值編程，不需核算刀心軌道編程，這樣就大大減少了核算量和出錯率。盡管運(yùn)用CAD/CAM主動編程，手藝核算量小，生成程序的速度快，但當(dāng)?shù)毒哂猩倭磕p或加工概括尺度與規(guī)劃尺度稍有偏差時或者在粗銑、半精銑和精銑的各工步加工余量變化時，仍需作恰當(dāng)調(diào)整，而運(yùn)用了刀具半徑補(bǔ)償后，不需修正刀具尺度或建模尺度而從頭生成程序，只需求在數(shù)控機(jī)床上對刀具補(bǔ)償參數(shù)做恰當(dāng)修正即可。既簡化了編程核算，又添加了程序的可讀性。

刀具半徑補(bǔ)償有B功用（Basic）和C功用（Complete）兩種補(bǔ)償方式。因?yàn)锽功用刀具半徑補(bǔ)償只依據(jù)本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)核算，不能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件概括處理成圓角過渡，因而工件尖角處工藝性不好。而且編程人員必須事前估量出刀補(bǔ)后或許呈現(xiàn)的間斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)，并進(jìn)行人為處理，明顯添加編程的難度；而C功用刀具半徑補(bǔ)償能主動處理兩程序段刀具中心軌道的轉(zhuǎn)接，可徹底依照工件概括來編程，因而現(xiàn)代CNC數(shù)控機(jī)床幾乎都采用C功用刀具半徑補(bǔ)償。這時要求樹立刀具半徑補(bǔ)償程序段的后續(xù)至少兩個程序段必須有值定補(bǔ)償平面的位移指令（G00、G01，G02、G03等），否則無法樹立正確的刀具補(bǔ)償。

2、刀具半徑補(bǔ)償指令

依據(jù)ISO規(guī)則，當(dāng)?shù)毒咧行能壍涝诔绦蛞?guī)則的前進(jìn)方向的右邊時稱為右刀補(bǔ)，用G42表明；反之稱為左刀補(bǔ)，用G41表明。

G41是刀具左補(bǔ)償指令（左刀補(bǔ)），即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動)，刀具中心 軌道位于工件概括的左面，稱左刀補(bǔ)。

G42是刀具右補(bǔ)償指令（右刀補(bǔ)），即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動)，刀具中心軌道位于工件概括的右邊，稱右刀補(bǔ)。

硬質(zhì)合金刀具跟著數(shù)控機(jī)床和加工中心等設(shè)備運(yùn)用日漸遍及，在航空航天、汽車、高速列車、風(fēng)電、電子、能源、模具等裝備制造業(yè)的開展推進(jìn)下，切削加工已邁入了一個以高速、和環(huán)保為標(biāo)志的高速加工開展的新時期—現(xiàn)代切削技能階段。

高速切削、干切削和硬切削作為當(dāng)前切削技能的重要開展趨向，其重要地位和人物日益凸顯。對這些先進(jìn)切削技能的運(yùn)用，不僅令加工功率成倍進(jìn)步，亦著實(shí)推進(jìn)了產(chǎn)品開發(fā)和工藝立異的進(jìn)程。例如，精細(xì)模具硬質(zhì)資料的型腔，選用高轉(zhuǎn)速、小進(jìn)給量和小吃深加工，既可取得很高的表面質(zhì)量，又能夠省卻磨削、EDM和手藝拋光或削減相應(yīng)工序的時間，然后縮短生產(chǎn)工藝流程，進(jìn)步生產(chǎn)率。

曩昔一些企業(yè)制造復(fù)雜模具時，基本上都需要3~4個月才能交付運(yùn)用，而現(xiàn)在選用高速切削加工後，半個月便可完成。據(jù)調(diào)查，一般的工模具，有60%的機(jī)加工量可用高速加工工藝來完成。

高速加工時，不光要求硬質(zhì)合金刀具可靠性高、切削性能好、能穩(wěn)定地斷屑和卷屑、還要能達(dá)成，并能完成快換或自動替換等。因此，對硬質(zhì)合金刀具材資料、刀具結(jié)構(gòu)、以及刀具的裝夾都提出了更高要求。

對硬質(zhì)合金刀具資料的要求：

高速加工對硬質(zhì)合金刀具杰出的要求是，既要有高的硬度和高溫硬度，又要有足夠的斷裂耐性。為此，須選用細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、聚晶金剛石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具資料—它們各有特點(diǎn)，適應(yīng)的工件資料和切削速度范圍也都不同。例如，高速加工鋁、鎂、銅等有色金屬件，首要選用PCD和CVD金剛石膜涂層刀具。高速加工鑄件、淬硬鋼(50~67HRC)和冷硬鑄鐵首要用淘瓷刀具和PCBN刀具。

1.硬質(zhì)合金刀具材已邁入細(xì)晶粒超細(xì)晶粒階段

涂層硬質(zhì)合金刀具(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)雖其加工工件資料范圍廣，但抗癢化溫度一般不高，所以通常只宜在400-500m/min的切削速度范圍內(nèi)加工鋼鐵件。對於Inconel718高溫鎳基合金可運(yùn)用陶瓷和PCBN刀具。據(jù)報道，加拿大學(xué)者用SiC晶須增韌陶瓷銑削Inconel718合金，推薦蕞佳的切削條件為：切削速度700m/min，吃深為1-2mm，每齒進(jìn)給量為0.1-0.18mm/z。

目前，硬質(zhì)合金已進(jìn)入細(xì)晶粒(1-0.5μm)和超細(xì)晶粒(<0.5μm)的開展階段，曩昔細(xì)晶粒多用於K類(WC Co)硬質(zhì)合金，近幾年來P類(WC TiC Co)和M類(WC TiC TaC或NbC Co)硬質(zhì)合金也向晶粒細(xì)化方向開展。

以往，為進(jìn)步硬質(zhì)合金的耐性，通常是添加鈷(Co)的含量，由此帶來的硬度下降如今可以經(jīng)過細(xì)化晶粒得到補(bǔ)償，并使硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度進(jìn)步到4.3GPa，已達(dá)到并超越普通高速鋼(HSS)的抗彎強(qiáng)度，改變了人們普遍認(rèn)為P類硬質(zhì)合金適於切鋼、而K類硬質(zhì)合金只適於加工鑄鐵和鋁等有色金屬的選材格式。

選用WC基的超細(xì)晶粒K類硬質(zhì)合金，相同可加工各種鋼料。細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的另一個優(yōu)點(diǎn)是硬質(zhì)合金刀具刃口尖利，特別適於高速切削粘而韌的工件資料。以日本不二越公司開發(fā)的AQUA麻花鉆為例，其用細(xì)晶粒硬質(zhì)合金制造，并涂覆耐熱、耐沖突的潤滑涂層，在高速濕式加工結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼(SCM)時，切削速度200m/min，進(jìn)給速度1600mm/min，加工功率進(jìn)步了2.5倍，刀具壽數(shù)進(jìn)步2倍；干式鉆孔時，切削速度150m/min，進(jìn)給速度1200mm/min。

2.涂層提升到開發(fā)厚膜、復(fù)合和多元涂層的新階段

現(xiàn)如今，涂層已進(jìn)入到開發(fā)厚膜、復(fù)合和多元涂層的新階段，新開發(fā)的TiCN、TiAlN多元超薄、超多層涂層(有的超薄膜涂層數(shù)可多達(dá)2000層，每層厚約1nm)與TiC、TiN、Al2O3等涂層的復(fù)合，加上新式抗塑性變形的基體，在改進(jìn)涂層的耐性、涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度、進(jìn)步涂層的耐磨性方面有了重大進(jìn)展，進(jìn)步了硬質(zhì)合金刀具材的性能。

硬質(zhì)合金材涂層刀具已成為現(xiàn)代切削硬質(zhì)合金刀具的標(biāo)志，在刀具中的運(yùn)用份額達(dá)到60%。涂層硬質(zhì)合金刀具的產(chǎn)品現(xiàn)已出現(xiàn)品牌化、多樣化和通用化的趨向。例如，德國施耐爾(Schnell)公司用納米技能推出的一種超長壽數(shù)LL涂層立銑刀，用其加工零件硬度超越70HRC淬硬模具鋼材時，硬質(zhì)合金刀具材壽數(shù)可延長2-3倍。

特別值得強(qiáng)調(diào)的是，近幾年開展起來的在硬質(zhì)合金表面涂覆金剛石的技能，使硬質(zhì)合金刀具不僅在黑色金屬范疇，并且在有色金屬范疇中的切削功率取得了進(jìn)步。由此可知，硬質(zhì)合金今後仍將是制造高速加工刀具的首要基體資料。