超硬材料網(wǎng)

        目前，我國制造領(lǐng)域國家優(yōu)先發(fā)展的重大專項中包含了能源、汽車、航空航天以及交通運輸?shù)扔嘘P(guān)國計民生的重要領(lǐng)域，而這些行業(yè)重大裝備制造中所涉及到的典型、關(guān)鍵零件的特點是：大、重、復雜、精密，其中新型難加工材料(如硅鋁合金、鈦合金、高強度耐熱鋼、碳纖維及復合材料等)的切削加工占據(jù)了相當大的比重。這給數(shù)控切削加工技術(shù)和數(shù)控切削機床裝備提出了新的課題，也對數(shù)控刀具和數(shù)字化測量技術(shù)和量具量儀提出了新的要求和挑戰(zhàn)，提供了新的發(fā)展機遇和舞臺。當前我國數(shù)控刀具和儀器的發(fā)展落后于數(shù)控機床的發(fā)展，已經(jīng)成為阻礙我國數(shù)控切削技術(shù)和數(shù)控切削機床發(fā)展的瓶頸，改變現(xiàn)狀刻不容緩。

        能源裝備制造業(yè)，尤其是清潔能源如核電、風電設(shè)備制造業(yè)近年發(fā)展迅猛。發(fā)電設(shè)備中一些典型關(guān)鍵零部件如汽輪機葉片、轉(zhuǎn)子輪槽以及汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子嵌線槽等的切削加工，由于被加工材料屬于耐熱高強度合金鋼、不銹鋼等難加工材料，切削量大，切削負荷重，對數(shù)控刀具的切削性能，諸如高溫紅硬性、彎曲剪切強度、抗磨損性、抗粘接性、摩擦系數(shù)等有很高的要求。與此同時，高精度復雜型面的切削對數(shù)控刀具本身的精度也提出了更高的要求。因此，這些發(fā)電裝備典型零件的加工和檢測，在一定程度上代表并反映了先進切削技術(shù)及先進數(shù)控刀具、先進數(shù)字化測量技術(shù)及測量儀器的最新成果和水平，備受工具制造行業(yè)的關(guān)注。此外，調(diào)研所見到的高精度、大規(guī)格風電增速傳動箱齒輪成形加工和測量，以及傳動滾動絲桿硬切削成形加工等新技術(shù)也給人留下了深刻印象。

1．汽輪機葉片型面的數(shù)控切削加工

        當今，汽輪機葉片五軸聯(lián)動數(shù)控切削加工工藝已得到廣泛應用。汽輪機葉片數(shù)量大、規(guī)格多、輪廓形狀復雜、精度高，難加工。而具有耐熱、高強度、抗腐蝕的高性能合金鋼工件材質(zhì)更增加了切削加工的難度，因而對葉片數(shù)控刀具的可轉(zhuǎn)位刀片基體材質(zhì)和涂層性能要求很高。目前，工廠加工中大多采用的仍是國外硬質(zhì)合金涂層刀具/刀片。在調(diào)研中了解到，對于整體鍛件沖擊式水輪機葉輪葉片的加工還有待攻關(guān)。關(guān)于汽輪機葉片形狀精度的檢測，通常采用三坐標測量機進行點位測量，如采用PC-DMIS BLADE軟件在三坐標測量機上進行測量及葉片參數(shù)分析；或在現(xiàn)場用樣板光隙法檢測，但是后者缺乏定量判定。企業(yè)期待市場上能提供方便應用于生產(chǎn)現(xiàn)場、能對批量葉片實現(xiàn)快速精密測量的數(shù)字化儀器。

2．汽輪機轉(zhuǎn)子樅樹型輪槽的數(shù)控切削加工

        加工汽輪機轉(zhuǎn)子樅樹型輪槽的成形銑刀精度要求很高，型線精度達微米級。目前國產(chǎn)化(包括汽輪機廠自行開發(fā))的樅樹型輪槽銑刀(M42高速鋼基體+TiAlN涂層)的切削性能和精度基本上已能滿足用戶需求，正逐步進入生產(chǎn)現(xiàn)場，替代進口。

3．汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)軸嵌線槽的數(shù)控切削加工

        汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)軸嵌線槽是采用專用可轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)子槽銑刀，在數(shù)控轉(zhuǎn)子槽銑床上加工而成。由于轉(zhuǎn)軸材質(zhì)為高強度合金鋼，切削槽深，銑刀直徑大，切削速度高。

4．風電增速傳動箱齒輪的數(shù)控切削加工

        作為清潔環(huán)保、可再生能源的風力發(fā)電設(shè)備近年在我國發(fā)展迅猛。為適應風電增速傳動箱的高精度、大模數(shù)硬齒面齒輪批量生產(chǎn)要求，齒輪數(shù)控成形加工技術(shù)和裝備得到推廣應用。我國重要的風電增速箱開發(fā)制造基地南京高速齒輪箱廠，采用了先進的齒輪成形干銑削技術(shù)和成形磨削技術(shù)，以及相應的大型CNC數(shù)控成形銑齒機和CNC數(shù)控成形磨齒機等數(shù)控裝備進行生產(chǎn)，實現(xiàn)了高質(zhì)量風電增速箱產(chǎn)品的快速增長。在加工過程中及完成后，對每個齒輪進行了規(guī)定的精度檢測和監(jiān)控，這是制造高性能、長壽命風電增速傳動箱的重要保證。格里森一普法特大型成形磨齒機上采用了數(shù)控在機齒輪測量裝置，可對齒輪的齒廓、齒向偏差進行在機掃描測量；新進的克林貝格P300型3米座式CNC齒輪測量儀能對齒輪加工幾何精度進行高精度測量。該儀器采用工作臺面氣浮技術(shù)，便于重型工件的安全裝調(diào)，高精度光柵傳感器測頭能對工件安裝偏心進行快速找正和實施軟件補償。值得一提的是，國產(chǎn)的數(shù)控大型成形銑齒機和數(shù)控銑齒刀盤已在該廠得到應用。

5．傳動滾珠絲桿的數(shù)控切削加工

        南京工藝裝備廠近年引進了德國先進的滾珠絲桿硬切削成形加工技術(shù)和數(shù)控切削裝備，采用CBN成形銑刀盤對淬硬鋼棒進行精密車銑硬切削，一次完成傳動滾珠絲桿螺紋的精密成形加工。由于不使用冷卻液，因而既符合環(huán)保要求，又能實現(xiàn)高效、高性能切削加工。值得一提的是，國產(chǎn)激光滾動絲桿檢查儀在該廠得到了很好的使用。

       我國工具制造業(yè)在數(shù)控刀具和測量儀器的技術(shù)水平和性能質(zhì)量等方面，與國外的差距較大。但經(jīng)過近年來的技改投入、引進和發(fā)展，已經(jīng)縮小了差距，但創(chuàng)新能力仍然不足，這是基礎(chǔ)技術(shù)試驗研究未得到足夠重視與發(fā)展、行業(yè)技術(shù)積累整體欠缺造成的結(jié)果。深信在“產(chǎn)、學、研、用”方針的帶動下，在國家的支持、行業(yè)的協(xié)同、企業(yè)的努力下，我國工具制造業(yè)一定能得到快速發(fā)展，迅速縮小與國外先進水平的差距，以適應我國機械制造業(yè)的持續(xù)、快速發(fā)展的需求。富耐克超硬材料股份有限公司是國內(nèi)超硬CBN磨料和超硬數(shù)控刀具最大的研發(fā)制造基地，富耐克始終堅持在國家方針政策的領(lǐng)導下，大力發(fā)展更新數(shù)控刀具技術(shù)，2013年全新出發(fā)研發(fā)生產(chǎn)推出多種新型超硬PCBN刀具和PCBN銑刀系列在汽車零部件、冶金軋輥、機床工程機械、水泵等多個領(lǐng)域得到廣泛的運用。