毫厘之差的工艺，决定刀具的附加值上限

  以轮毂轴承加工为例，一个工件需要使用7款车刀对外形进行车削和螺纹铣削、3款钻头进行轴承前后的孔加工，2款镗孔刀进行内孔的精加工，以及1款铣刀加工外形。换言之，一个工件完成，需要多种刀具的相互配合才能完成。刀具作为金属切削加工最常见的耗材，不同品质有不同的售价，一般来说，高品质的刀具千元以上，定制刀具甚至高达万元。

2019ITES现场_京瓷展示的轮毂轴承加工方案

  使用量如此之大，价格却不菲，除了刀具材料自身造成的高成本以外，还有来自刀具制造的各种辅助工艺成本。比如修磨工艺、钝化技术、涂层水平、细节检测等环节，给刀具加了多层“增益buff”。

  整体刀具一般是通过工具磨床+砂轮加工而成，铣刀、钻头等刀具需要砂轮磨出各式刃口、锋利的顶角和圆润的排屑槽，根据刀具材料不同的硬度和韧性，选用的磨削设备以及砂轮工具也各不相同，面对高品质的刀具或者是特殊设计的非标刀具，五轴工具磨床绝对是首选。

  除了刀具制造过程中的修磨，在刀具刃口受损的情况下，修磨也是一个极好的节约成本又环保的选择。钻头是刀具中最适合修磨的品类，一把高品质的钻头工具最多可以修磨20次，并且在设计初期就有考虑修磨的因素。最常修磨的刀具一般有铣刀、铰刀和丝锥等品类。通过修磨产生新的刃口，刀具可以再次加入切削加工，继续“发光发热”。

  刀具钝化是通过对刀具进行去毛刺、平整和抛光的处理，从而提高刀具质量和延长使用寿命，是处于精磨和涂层之间的工艺。刀具钝化的主要原因就在于经过砂轮修磨的刀具刃口，一般会存在不同程度的微观缺口，在刀具使用过程中缺口容易扩展，从而对刃口造成更大的损伤，加快刀具的磨损和损坏。

  如何经济有效的提升刀具的耐磨性而不降低原有韧性，最好的办法就是在刀具基体上涂覆一层耐磨性高的难熔金属，通常有化学气相沉积法（CVD）和物理气相沉积法（PVD）两种，对于覆盖的难熔金属需要硬度高、耐磨性好，耐热耐氧化以及不与工件产生化学反应的稳定性。

  涂层材料的发展，已由最初的单一TiN涂层、TiC涂层，经历了 TiC—A12O3一TiN复合涂层和TiCN、TiAlN等多元复合涂层的发展阶段，现在最新发展了TiN／NbN、TiN／CN，等多元复合薄膜材料，使刀具涂层的性能有了很大提高。对于有了一定程度磨损的刀具，也可以继续对其涂覆涂层延长刀具的使用寿命。

  检测是生产中确定标准，把控质量的关键步骤，对于刀具设计制造也不例外。刀具检测设备一般有对刀仪、投影仪和万能刀具测量仪，对刀仪主要用于加工中心等数控设备的对刀准备（如长度等），也用来检测角度、半径、阶梯长等参数；投影仪的功能也是用来检测角度、半径、阶梯长等参数。刀具的宏观几何形状和微观几何形状成为每一个刀具厂家关注的问题。通过表面检测设备完全可以把控几何形貌，对设计和生产都极为重要。

  金属加工中的环保问题近年来逐渐被大家重视，刀具制造使用的材料，一般都是高速钢、钨钢、硬质合金等高品质材料，由于硬质合金和一些原材料十分有限，金属钨预计储藏量仅能够使用100年，刀具使用过后直接抛弃对于矿产的消耗严重。利用回收的硬质合金生产新的刀具，比从矿石等原始材料提取金属材料生产刀具可以节省70%的能源，减少40%的二氧化碳排放量，是清洁高效的处理办法。

  随着机床的日渐升级换代，刀具使用的管理水平对于机床的升级速度还有着明显的欠缺，加工状态、损耗程度等方面没有直观的数据体现，容易减少刀具的使用寿命。刀具的管理流程包括采购入库、备刀管理、刀具组装和测量、安装、刀具检测、拆卸回收和修磨报废，通过设备联网对刀具状态以及各个流程进行监控管理，是目前比较先进的数字化管理方式。