1 车削刀具简介

车削加工使用的机械叫作车床。车床的种类有通用车床、NC车床、立式车床、自动车床等。这些车床使用的刀具叫车削刀具（简称车刀）。

图1是典型的车削加工的示意。车削加工可分为外径车削、内径车削、仿形车削、开槽车削、螺纹车削等类型。安装在刀架上的部件叫作车刀刀柄。外径车削车刀使用方形车刀刀柄，内径车削车刀使用圆形车刀刀柄。

图2是刀头更换式刀柄，是现场实际车削加工时最常用的刀柄。刀柄前端被车削材嵌入刀头。当刀头损坏时，需更换刀头后使用。

上世纪五十年代后期，日本开始普遍使用刀头更换式刀柄。此前主要使用叫作钎焊刀具，是在刀具前端钎焊超硬合金刀头的刀具。刀刃磨损时，对刀刃进行研磨后再使用。由于研磨刀刃需要熟练技艺和花费时间，所以开发出任何人都容易更换刀具的、刀头更换式刀柄。嵌入刀头上表面有叫作断屑台的凸凹形花纹，车削加工多是连续切削加工。车削中产生的切屑不断延长，延长的切屑容易缠绕在被车削材和刀具上，成为车削的障碍。断屑台的作用是控制切屑的流出方向，强制性地使切屑卷曲和折断。随着更换刀头式刀柄的普及，开发出适用于各种被切削材和不同切深量的、各种形状的、带有断屑台的嵌入刀头。可根据车削加工条件选用适宜的嵌入刀头。

2 刀具用材

对被切削材进行切削加工时，产生切屑。切屑与刀具接触面的摩擦，使嵌入刀头产生高温和承受大负荷。此外，嵌入刀头被车削材中的硬质粒子不断摩擦，进而发生磨损。 

对刀具材料的特性要求有如下4点：

1）高硬度；

2）高的高温硬度；

3）高韧性；

4）良好的化学稳定性。

图3是目前切削刀具使用材料的韧性与硬度的关系。理想的刀具材料是兼有良好的韧性和高硬度。其中，涂层材料是具有良好的韧性和硬度综合性能的材料，是目前使用最多的材料。

3 车削刀具的发展趋势

降低制造成本是制造业的永久课题。一般来说，制造成本中的各项占比是：材料费20%、刀具费1%、设备费管理费7%。提高制造的生产效率，对降低制造成本具有很大作用。为了在一定时间内制造出大量规定形状的、达到质量要求的合格品，缩短加工时间、降低非加工时间、减少加工缺陷等十分重要。

为了提高切削加工生产效率，切削刀具应具有以下特性：

1） 可进行高效率地加工； 

2）更换刀具时间短；

3）刀具刚性高。

刀具在上述三个关键点不断发展进步。

刀刃更换式刀柄和断屑台的进步，使刀具有切屑处理功能，减少了机床的暂停时间。刀具材料的进步使刀具可在高切削条件下进行高效率切削加工。最近的刀具发展趋势是提高刀具紧固刚性的刀柄增多、更容易安装的刀具增多。具体案例如下：

◆ 外径·端面加工刀具ADDMultiTurn（图4）

ADDMultiTurn是可连续进行外径加工、端面加工、后车旋加工、仿型加工的、减少机床空转时间的刀具。ADDMultiTurn的后车旋加工的进刀量高达普通前车旋加工速度的3倍，显著提高了加工效率。

◆ 自动车床用刀刃更换式刀具ModuMiniTurn（图5）

自动车床的作业空间狭窄。过去安装传统的一体化刀具和更换嵌入刀头时需要花费许多时间。ModuMiniTurn将刀头和刀柄分开组合，在刀柄安装在刀架上的状态下可更换刀头，大幅缩短了刀具的安装时间，从而大幅度提高了车床的作业率和生产效率。此外，ModuMiniTurn利用独有的联轴节使车床的加工稳定化。 

◆ 高效率外径切断、开槽刀具TungFeedBlade（图6）

TungFeedBlade利用安装在刀架上的块体的两面拘束和刀片下的支撑，具有良好的直线性。与传统刀片相比，TungFeedBlade刀头的切削力方向厚度大，提高了刀头的刚性，并且不易发生振动。刀柄和刀头的高刚性化，使切削加工实现了大进刀量的高效率加工。

4 结语

实现联合国可持续发展目标（SDGs）的一个重要措施是实现碳中和。当前，世界各国的企业为实现碳中和进行了各种各样的努力。高加工效率的车削刀具有助于节能和实现碳中和。高加工效率的车削刀具今后将会进一步发展进步。