数控机床用刀具和量仪技术现状及发展

数控机床用刀具和量仪技术现状及发展

郭凯　　王海明　　王超宇　　韩世超　　张彦明

首都航天机械有限公司　　北京　　 100076

摘　要：随着经济的发展，数控切削加工技术以及装备向更加高效，更加高性能方向发展，使得切削加工技术以及高档数控机床、数控刀具及数控量仪实现了数字化的进步。数控机床是实现切削加工数字化的基础，而高速高效的数控刀具以及数字化测量仪器是实现切削技术与数控切削机床先进化的必要条件，高速高效的数控刀具以及数字化测量仪器服务与数字化切削技术，以及数控切削机床的发展，并相互促进。

关键词：数控机床；刀具；量仪技术；现状；发展

在我国国计民生的重要领域的生产制造当中，其零部件加工的特点是复杂精密，并且重大。在对于新型难加工材料进行加工时，切削加工占据的比重较大，使得数控切削加工技术以及数控切削机床装备面临着更大的压力，也遇到了新的发展机遇以及挑战，而我国当前的数控刀具以及测量仪器发展难以满足数控机床的发展需要，使得我国数控切削技术以及数控切削机床发展陷入了困难。为了使得数控机床用刀具以及测量仪器在进行我国重大机械装备制造过程当中的具体应用更加清晰，并明确其在进行重要零部件切削加工当中国产与国外先进技术之间的差距，本文将展开详细探讨。

一、核电风电设备制造业中的数控刀具和量仪技术应用现状

近几年我国的能源装备制造业发展迅猛，例如清洁能源，核电风电的设备制造业等。在进行发电设备的关键零部件加工的过程当中，由于被加工材料，是耐热高强度的合金钢以及不锈钢等再加工起来，有一定的困难，切削量大，并且切削复合较大，所以对于数控刀具的谢谢性能要求很高，例如弯曲剪切强度，摩擦系数等^[1]。同时进行发电设备的型面加工时，其精度较高，复杂度较高，使得数控刀具的精度也需要随之提高。

1.汽轮机叶片型面的数控切削加工

当前的汽轮机叶片型面的五轴联动数控切削加工应用十分广泛。由于汽轮机的叶片规格较多，叶片数量较大，并且叶片的轮廓形状较为复杂，需要较高的精度，在加工时难度较高，再加上其合金钢工件的耐热性高，强度高，抗腐蚀性高，使得切削加工的难度进一步增大，所以对于数控刀具的涂层以及刀片的材质性能要求较高。当前大多数工厂采用的刀片涂层材质是硬质合金。在进行汽轮机叶片形状精度监测的过程当中，主要采用的测量方法是三坐标测量机开展点位测量。当前市场上尚未出现能够在生产现场应用的叶片批量快速数字化测量仪器。

2.数控切削加工技术在风电增速转动箱齿轮加工中的应用

近几年清洁能源在我国发展迅猛，例如风力发电设备具有清洁环保可再生的优点，因此，近几年发展十分迅速。在对于风电增速转动相进行生产的过程当中，其齿轮的生产要求精度较高，并且需要进行硬齿面齿轮的批量生产，所以数控车削加工技术以及设备在这方面的应用十分广泛。南京高速齿轮箱厂采用的齿轮加工技术是齿轮成型磨削技术以及大型的CNC数控成型铣齿机等数控装备，通过运用先进的生产技术以及生产设备，使得风电增速箱产品的生产质量以及生产效率得到了极大的提高。在完成齿轮加工后，要对于齿轮进行严密的精度检测，以及实时监控，从而保证风电增速传动箱的性能，以及使用寿命达到使用需要。当前南京高速齿轮箱厂已经将国产的数控显指刀盘以及数控大型成型铣齿机投入到了生产当中^[2]。

3.数控机械加工技术在转动滚珠丝杆加工中的应用

近几年，南京工艺装备厂引进了滚珠丝杆、硬切削加工技术以及相应的数控切削装备，使得转动滚珠丝杆纹螺的加工能够在不添加冷却液的条件下一次完成并且保证较高的精密度的同时，，这一加工理念纪高效又节能环保。南京工艺装备厂也在进行滚动丝杆检查的工作当中采用了国产设备。

二、我国的数控机床用刀具和量仪技术现状以及发展分析

我国的经济发展迅速特别是机械制造业，迎来了前所未有的发展时机，在重大专项启动之下，又面临着新的发展机遇。各大加工工厂都根据本场的自身发展状况以及特点制定了短期以及长期的发展战略方针，并在各个阶段积极落实，取得了不错的成绩。企业的产品质量以及生产技术不断提高，企业得到了可持续发展，主要由以下几个特点：

1.巩固自身优势，积极引进先进技术装备，提高行业竞争力

上海工具厂根据企业制定的发展目标投入了大量的资金进行技术改革以及技术引进，并自行研发了先进的硬质合金孔加工刀具设备和技术。在对于先进技术进行引进吸收的同时，重视新技术的开发以及创新，使得其数控刀具制造核心技术得到了夯实以及发展助力产品结构升级优化。由于技术改革的投入以及发展计划的落实，使得该企业成为了产品种类最齐全，配套能力最强的国内工具制造业。

哈尔滨量具刃具集团有限责任公司的优势是表面粗糙度测量仪齿轮测量仪器以及轮廓测量仪等精密仪器的制造开发并且该企业在近几年不断地巩固强化其优势。例如研制出了当前最大的国产齿轮测量仪，使得其精密测量仪的生产优势进一步巩固成为了最具竞争实力的精密测量仪制造商。实现了积极引进，研发创新的国产化，使得哈斌量具刃具集团有限责任公司的精密测量仪地位，在企业当中得到了巩固，在对于产品的生产技术方面与国际生产水平的差距，也逐渐缩小

^[3]。

哈尔滨第一工具制造有限公司通过两亿的国债进行两年的技术改革，建立了新的厂区，并投入了新的设备，使得整个厂区焕然一新。在保证其可转位刀具以及齿轮滚刀等刀具的优势基础之上，引进了国外的先进数控拉刀磨床以及测量仪器。并且其近几年研制的数控圆柱齿轮成型铣刀盘的应用十分成功，得到了广泛的认可。

2.进行企业收购兼并引进先进技术人才，实现资源整合

哈尔滨量具刃具集团有限责任公司兼并德国凯狮公司，并且实现了HSK工具系统以及数控刀具预调测量仪的批量生产以及相关技术的开发。在上海即有股份有限公司上市时，上海工具厂有限责任公司进行资金的募集，通过投入巨资实现了数控刀具生产技术的改造。并且与SU公司组建了上优公司，进行了齿轮工具制造工艺的引进，使得其齿轮刀具的生产力得到了提高^[4]。

当前我国的工具行业研发的技术水平以及生产规模在不断的发展扩大，但与国外的先进技术水平之间仍然存在较大差距，因此不可以当前的成绩自豪，而忽略了新技术的引进和研发。当前我国的风电核电能源装备制造的零部件切削加工运用的数控刀具，以及测量仪器被国外产品垄断，而国内的数控刀具以及测量仪器主要进行的是非重要零件的粗加工以及半精加工当中。与外国产品相比，国内刀具的不仅切削性能指标较差，并且其质量可靠性较低，产品的分散性能大，所以在进行用户服务时也存在较大的差距。

随着全球经济衰退，我国的工具行业受到了一定的冲击，以及影响在这场考验之中，各个工具厂都应当根据企业的自身发展情况来制定相应的应对策略，并及时的调整发展计划，帮助度过难关，同时，对于企业的生产优势进行基础夯实，实现产品的升级优化，为行业复苏打下良好基础。

参考文献：

[1]王立鹏.数控机床几何误差测量研究现状及发展趋势[J].湖北农机化,2020,No.240(03):47-47.

[2]冯立强.一种数控铣床刀具测量仪:CN209690185U[P].2019.

[3]孙兴鑫.机械数控技术的应用现状和发展趋势研究[J].商品与质量,2019,000(024):P.5-5.

[4]顾伟明.探讨机械数控技术的应用现状和发展趋势[J].科技风,2019,No.375(07):147-147.