从浮世绘雕刻刀具看国内刀具的制造

日本最初的“浮世”表达了认为“此生”痛苦而短暂的厌世情绪，但进入江户时代后，在这短暂无常的世上不如享乐度过的想法在百姓中蔓延开来，表达了“享乐之意”。人们娱乐以花街柳巷和戏曲为主，画家们开始描绘人们日常生活和社会的风俗话题。这种浮世绘由画师绘制画稿，雕师进行木版的雕刻，拓师给木版上色合作完成。

对于雕刻师而言，最重要的是雕刻木版的刀具，雕刻线时使用小刀、凿线条时使用圆凿、大面积凿平时使用平凿、凿取细微部分的平刀，其中小刀最为重要。雕刻师会在雕刻木版旁放置磨刀石，不时研磨刀刃以调整刀刃的锋利程度，而彻底掌握研磨技术需学习多年。高超刀具质量和出色研磨加工技术成就了精美的浮世绘。

中国随着网络化和高铁的出现，大大改变了人们的空间移动的自由度和速度，给社会和个人生活带来了翻天覆地的变化。相比手机和高铁行业，刀具制造业关系似乎并不那么密切，但随着新材料的开发和使用化，对刀具制造业提出了新的要求和更强的解决方案，开发出更多的创新产品。国外刀具占据了很大的市场份额，尤其，医疗器械方面占据了90%。国外制造商为了减少制造成本和抢占新兴国家的市场，刀具厂商开始通过收购、合作及行业准入认证来抢占新兴市场，加剧全球化进程。

原材料-钨合金及金刚石

硬质合金是碳化钨与钴的合金，一般碳化钨颗粒越小越硬，钴量越多硬度越低。国内硬质合金制造一般没将材料设计意图反映到原材料上，各自开发自己，自由度不高。为了提高机械强度和功能性要求，加工的材料开始使用不锈钢和钛及钴镍合金的零件越来越多。这类金属的切削性能极差，刀具寿命会减少1/3左右。随着新型陶瓷材料的应用和开发，更多难切削的材料的出现，给刀具提出了新的改善空间。如何抑制大前角切刃边界缺损、最佳切刃形状的组合、切屑流动性成为摆在刀具设计面前的难题。现在各大硬质合金材料制造商都在开发新的微粒类硬质合金，以使用于被削材料的通用性。钻头也进入超小化，Φ0.15mm以下，甚至只有10左右。刀具制造商很多，但极少能提供适用精密小件加工的刀具。

加工设备

随着德国和瑞士机床制造商的先进机床的推出，以顶尖加工技术给刀具的研磨及制造提供了技术支持。借助机床的高动态及切削速度回转能力为450mm，可以快速加工各种球面和非球面的部件，表面光洁度可达到纳米级别，外形精度可达到亚微米级。机床可以提供转速高达25000rpm和扭矩为20NM的直联主轴，配合5轴联动加工的回转摆动工作台。高性能主轴的强大驱动允许各种磨削工艺的组合，如用刚玉砂轮的大切深磨削或用CBN砂轮的磨削。 即使在低转速区间，也可提供较大的功率和高扭矩。 通过坚固的刀具夹具，可以实现宽轮廓的加工，并具有高材料去除率。 高性能主轴的高转速区域为工件在一次装夹下的要求苛刻的磨削和铣削工序提供了最佳的加工条件。 磨削过程可以用乳化液或磨削油完成。

采用激光头和先进的光学扫描技术及CCD在线实时监控，在5轴的技术下轻松实现立壁角度小于5度，选配成熟可靠的S光学器件的轮廓加工，使得加工工件的光洁度大大改善。DMG MORI技术循 环3D quickSET和ATC – 应用调节循环 25刀位的toolSTAR刀库 排屑器和结构紧凑的40 bar内冷系统 刀具测量和测头 切削油加工套件，含灭火系统。可选B、C旋转轴以实现五轴联动。选择主轴C轴运动控制时，可以通过慢刀伺服系统（S3）加工环形圆纹曲面、双圆锥、离轴非球面和自由曲面。小件高精密的形状加工，重要部分可以边加工边测量。

加工技术

刀具长寿命化、品质稳定、提高机械运动率，有切削处理能力是切削的永恒主题。所谓的机械加工，就是将刀具的形状在产品上再现，因此，刀具的轮廓和形状对零件的加工尤其重要。刀具一般采用带断屑功能、高压冷却等方法去进行切削，现在有制造厂商开发织构刀具在不用切削液的开发，机床厂商采用“低频振动切削技术”通过空振时将切削切小排除，同时降低刀尖温度，延长刀具寿命。机床底座采用左右对称结构一体的铸铁，可有效消除机械发热对加工精度的影响。采用另置分离型冷却液箱，抑制吸收切削热量的切削及冷却液产生的热影响。采用铝钛合金涂层，除了寿命为以往的2倍外，其表面的光洁度、外观、切削性能有大幅的提升，进给速度也倍增。

期待

国产刀具的技术已经有质的飞跃，高精度的刀具已经推动制造业和工程装备业的高速发展，但同世界高端刀具制造商竞争中仍需不断学习和提升。在精密小件加工呈现增长趋势的今天，采用新材料和新技术对刀具制造的重要性越来越凸显，对小直径的刀具改良提出了新的要求。在确保品质再现性的基础上，开发出加工成本低，通用性高的刀具。难切削材料的低速进给和微小切深条件条件下，切屑对机械及工件加工品质的不稳定技术的解决。对材料厚度0.1mm超薄零件加工及带冷却空的小直径长形钻头需要研究和开发，同时，刀具制造的后工序--耐磨薄膜真空涂层工艺技术的设计和制造。因此，新技术投入和高精度机床的改进，继续致力于刀具的研发有助于更大的市场占有率。