第二章工具现场技术支持和管理
制造技术的不断变化，带动了其相关基础技术的发展。工具这一基础行业，随着先进制造技术的应用而得到迅速发展。在制造技术中，先进的工具技术必须大幅度地提高劳动生产率，改善产品质量，降低生产成本，为社会创造巨大的财富。因而，必须加强工具的前期，中期和后期的现场技术支持和管理，本章重点讲述工具的现场技术支持和管理，努力向刀尖要生产力，要质量，要效益。
一、刀具在切削加工中的地位和作用
先进制造技术的发展，大大推动了切削加工技术的进步。传统的机械加工已有很久的历史，它对人类的生产和物质文明起到了极大的推动作用，同时它也引起了制造技术的一次又一次的变革，现代加工技术是切削加工技术的重大进步。如敏捷制造技术，数控加工技术，高效切削技术等等都是当今先进切削加工技术的重大发展。液压卸车翻板
★在金属机械加工中，切削加工是最基本而可靠的精密加工手段。据统计，切削加工的劳动量约占全部机械制造劳动量的30-40%，约70%的各种零件需用切削刀具来加工。
★去年我国刀量具总销售量150多亿，机械制造和汽车制造各占50%。
决定切削加工效率的主要因素——机床，刀具，工件中，刀具是最活动的因素。刀具耐用度的高低，刀具消耗和加工成本的多少，加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上，都取决于刀具材料和几何参数的合理选择。智慧杀虫灯
★国际生产工程研究学会（CIRP）资料，由于刀具材料的改进，切削速度每隔十年几乎提高一倍，由于刀具结构和几何参数的改进，刀具耐用度每隔十年几乎提高两倍。
★刀具材料的改进，切削加工时间缩短100多倍。
如图：
电解水杯
n
i
m
间
时
医用压片机削
切
车削φ100×500
1900年代高碳工具钢刀具加工时约100min
1910年代高速钢车刀具加工时约26min
1930年代硬质合金刀具加工时约6min
1970年代 Tic刀具加工时约1.5min
1980年代多层涂层刀具加工时约0.7min
新型刀具材料应用：
苏联人采用人造金刚石和其它超硬材料在第十个五年计划中获得1亿户布的经济效益，据美国、瑞典
、法国、英国等国资料统计，现今的刀具费用在一个典型零件成本中从50年代中期占成本的8%下降到约占2-3%，由于采取新刀具材料，前苏联81-85年的计划中刀具消耗量减少10%。
二、切削工具材料及其发展趋势
刀具是重要的生产工具之一。
人类文化发展的历史过程中，在新石器时代出现了石头刀具，如石刀、石针、石斧、石锉、石凿、石锤等。公元前三千年-一千年，人们用铜、锡锪、青铜取代了石头，用青铜制造的工具不如石头锋利，于是铁制工具产生了，春秋时期吴国剑匠干将和他的妻子莫邪能造出锋利非凡的珍奇宝剑。据说杭州西湖德清县境内的莫干山，炼炉设在山中风景名胜区剑地，并利用剑池水淬火，在剑石上磨锋《吴地记·匠门》古书中有干将莫邪制剑的记载。但真正的金属切削刀具历史，1776年，
始于蒸汽机加工，英国人威尔金制成了第一台镗杆机，才在这台镗杆机上，用碳工钢做车刀，用了27.5个工作日，才加工成误差1mm的直径与650mm汽缸，蒸气机才得以实际应用，尽管范气机每分钟只转动二十几次，但蒸气机作多一种动力机械替代了人力，畜力进入工业，从而推动整个社会生产力的发展。黄秋葵软胶囊
到十九世纪中叶，由于工业革命蓬勃发展的需，出现了钻头、铰刀、铣刀等刀具，十九世纪末到二十
世纪初，开始在生产中使用复杂刀具，如滚刀、扦齿刀、齿条刀。二十世纪二十年代出现了拉刀，推动了机械制造工业，刀具成多机器制造工业部门中最重要的技术装备，并对仓库加工业发展产生了巨大影响。
1990出现高速钢以来已经100年，引起了金属切削加工的寿命，新型高速钢的开发应用，更将大大提高金属切削的生产效率。
1925年法国人K·史律太尔发明了硬质合金，分别是硬质合金可标准刀片出现和使用，是硬质合金刀具的又一次“革命”性变革，从60年代向向进至今，刀片的产量已占硬质合金刀具总量的70-90%。
在此同时，陶瓷材料，超硬材料先后都用于制造刀具的材料，特别是涂层技术的应用，大大改变了刀具的切削性能，提高了生产效率，适应了机械制造技术的飞速发展。
1、刀具材料应具备的基本性能
在金属切削时，刀具切削部分是在高温，高压及剧可摩擦的恶劣条件下工作的，因此，刀具材料应具备以下基本性能：○1高硬度。一般而言，刀具材料的硬度必须高于被加工件材料的硬度。
碳素工具钢 62HRC以上
高速钢 63-70HRC
硬质合金 89-93HRA
○2足够的强度和韧性
为了承受切削力，冲击和振动，刀具材料应具备足够强度和韧性。一般用刀具材料的抗弯强度σb表示强度大小，用冲击韧度αk表示其韧性大小，它反映了刀具材料抗脆性断裂和崩刀的能力。
○3高耐磨性和耐热性，高温硬质越高，表示耐热性越好，刀具材料在高温时抗塑性变形的能力，抗磨损的能力也越强。
智能断句
○4良好的导热性，刀具材料导热性好，切削热量容易传导出去，可降低切削部分的温度，减轻刀具磨损，提高刀具切削性能，从而提高刀具的使用寿命，线膨胀系数小，可减小刀具的热变形和对尺寸精度的影响。
○5良好的工艺性和经济性。要求刀具材料本身有较好的加工性，又能充分满足其切削的使用要求，有利降低刀具制造成本。
2、刀具材料的应用及发展趋势
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