制胜细分市场！「刀具」表面精密加工，提升产品性能和企业核心竞争力的关键驱动力！

刀具企业迫切需要通过结构调整来推动高效刀具的发展，而精密加工技术是制造高品质刀具的关键。随着专为特定加工需求设计的定制化和多功能复合刀具日益普及，对更精细精确的精密加工技术需求方案将持续攀升。

——PME观点

零部件表面精密加工技术

让刀具制造商在竞争中脱颖而出

为何精密加工技术是

刀具生产制造不可或缺的一环？

受益于零部件表面精密加工技术的进步，小小精密刀具，正在攻占高端制造大市场。

刀具已广泛应用于汽车、航空航天、模具、通用机械等应用领域，是一种用于执行磨削、切削、研磨、钻孔、刮研等加工操作的可手持使用或安装在机器上的工具。

尽管中国刀具产业起步较晚，但随着全球化和市场化的推动、国内刀具行业在技术上的持续积累与进步，正逐步缩小与国际先进水平之间的差距。不过，全球刀具市场约2400亿元，中国的份额仅占20%，国内刀具企业数量众多，竞争能力各异，依然面临着缺乏高效的现代刀具供应服务以及低端标准工量具产能过剩的问题。

多数企业仍专注于传统刀具的生产，与市场对高端刀具不断增长的需求形成了鲜明对比。而且据相关数据显示，国内生产的高档刀具市场份额尚未达到50%，在高端刀具研发和制造方面的具有巨大潜力和提升空间。

为适应市场对高端产品需求的增长及日益激烈的竞争，产品结构正向中高端方向转变。大型企业通过技术创新和资本运作提升竞争力，并逐渐塑造具有国际影响力的品牌。中小企业也在特定市场细分领域中寻找自己的定位，培养独特的竞争优势。

图源网络

与此同时，制造业分工趋向精细化，企业对刀具的需求也变得更加多样化和个性化。为适应这种变化，刀具制造企业必须满足产业链条中不同领域及各种零件加工的特定需求。

精密加工技术的发展不仅推动了从基础材料到刀具制造再到最终应用的全产业链升级，而且成为全球机械制造竞争的关键技术之一。掌握先进的精密加工技术可以让刀具生产商在国际市场上占据有利地位。

此外，为了保证高精度标准，生产设备需持续更新以适应精密加工的要求，促进刀具精密磨削、去毛刺/抛光、工业清洗及表面处理等环节的技术革新。

提升刀具品质的秘诀

精密加工技术解决方案大揭秘

刀具磨削技术解决方案

在刀具生产过程中，若磨削工艺不合适或磨削参数选取不当，刀尖与刀刃的交接处易出现明显的痕迹或不平滑现象。此外，机床振动、刀具装夹不稳定或切削参数选取不当也可能导致表面出现明显的波纹状痕迹。另外，测量工具的误差、操作人员的技术水平、材料质量的不一致性或加工工艺的不稳定性等因素，亦有可能引起尺寸的波动或不一致。

那么，应该如何确保刀具具备所需的几何形状、高精度、批次间的一致性以及优良的表面光洁度呢？

ANCA自1974年成立以来，已发展成为CNC磨床行业的杰出企业。其生产的高精度CNC磨床，已被广泛应用于制造精密切削刀具和零件，服务于多个关键行业，包括航空航天、汽车制造、医疗设备以及电子产品制造等。

其推出的Ultra至臻系列磨床能够实现高品质的切削刀具加工，确保卓越的表面光洁度、极高的精度以及严格控制的跳动量，同时保证了单件到批量（1至200件）高精度磨削的一致性。

ANCA中国售前技术与特殊项目经理——张伟，在PME CHINA 2023国际精密加工博览会同期举办的“精益求精 提效赋能”第二届精密加工技术及应用国际高峰论坛上发表了演讲。他深入探讨了关于至臻品质刀具磨削的解决方案，并特别强调了MX7 ULTRA在磨削刀具时所展现出的显著技术优势。例如：

刀具在线的测量与补偿：自动在线测量和补偿系统配备的模拟信号测量功能，能够确保包括球头和圆角在内的任何刀具轮廓维持在小于+/-0.002mm的线性精度。其优势在于，切削刃的模拟信号扫描为各种直径和长度的刀具提供一种快速而可靠的检测手段，这有助于显著减少机器调试时间并降低材料浪费。

砂轮组机内动平衡：在机器上，砂轮组的动平衡过程与磨削转速(RPM)和C轴位置同步进行。iBalance软件会指导操作员在正确的位置添加或移除配重螺丝以达到平衡。这一过程的优势在于，经过平衡的砂轮组能够提供更加出色的切削刀具表面光洁度，在生产环境中延长砂轮的使用寿命，并实现更精准的刀具尺寸控制。

图源企业

重点一提，ANCA至臻系列新成员——FX ULTRA，能够实现直径小至0.1毫米的小型刀具的精密磨削，是生产球头，圆角立铣刀以及复杂成型刀具的理想选择。

其具备的表面处理能力、高精度加工和极低跳动性能，可提供从单件到多达1000件批量生产的灵活性和一致的质量。FX ULTRA为依赖小型刀具的行业，如电子、电信、医疗设备、航空航天、汽车、模具制造及通用加工等领域，提供了精密磨削解决方案。

图源企业

在了解小型刀具磨削之后，接下来我们再看看微型刀具所涉及到的精密磨削技术。通常是指使用精密机械设备，对直径极小的刀具执行高精确度和光滑表面的磨削工作。主要应用于生产与维护直径在微米尺度的旋转对称工具，包括钻头、铣刀及铰刀等。从而制造出具有复杂形状和优质表面的微型刀具，以满足现代制造业对高精度工具的严格要求。

联合磨削集团作为全球机床行业的佼佼者，旗下拥有八大品牌，主要提供平面成型、内外圆以及工具磨削的全面解决方案。这些品牌涵盖了从磨削到电解、激光加工、组合加工直至测量等技术，为不同领域的客户提供了广泛的产品选择和一站式服务。

在WALTER的产品系列中，HELITRONIC MICRO工具磨床以其高精度而著称。在设计及制造上融入了先进的技术与理念，其核心能力在于能够在直径极小的旋转对称刀具上磨削出复杂的几何形状。

通过配备五轴插补控制和两轴定位功能，HELITRONIC MICRO实现了机械加工稳定性和精细的运动控制，从而保证了生产与重磨过程中的高质量成果。该磨床能够处理直径范围从0.1mm至12.7mm的刀具生产，以及3mm至12.7mm范围内的刀具重磨，且均能达到极高的精密度。这得益于其五大核心优势，其中两点特别值得一提：

精度提升：HELITRONIC MICRO是一款全自动5轴CNC机床，额外配备两根定位轴，专门设计用于在单次装夹中完成复杂微型刀具的全部高精度加工。该机床采用著名且可靠的GE FANUC 31i数控系统进行控制，能够迅速将高动态扭矩通过线性马达精确传递至各运动轴，从而保障磨削过程的极高精准度。得益于A轴高达3000转/分钟的转速，HELITRONIC MICRO尤其擅长执行外圆磨削工作，对于多阶梯等精细几何形状的刀具加工更是游刃有余。

提高效率：针对外圆磨削作业，HELITRONIC MICRO配备了一个高速A轴，允许在单次设置中完整地完成生产刀具的加工，无需中途更换。由于微型刀具的磨削过程通常十分迅速，因此装载刀具的时间成为一个关键因素。它通过内置的6轴双卡爪机器人自动化装载系统减少了装载时间，仅需约9秒。该机器人装载系统还集成了视觉定位功能，用于精准定位小直径刀具上的冷却孔位置，特别适合那些使用探针可能导致损伤的情况。这样，刀具检测和加工可以同时进行，大大提高了效率和精度。

接下来，探索一下WALTER三款工具磨床的应用优势。

数控工具磨床HELITRONIC G 200：适用于生产和重磨直径范围从1-125mm的旋转对称刀具，可处理最大长度235mm、重量不超过12kg的单件。该磨床能在一次装夹情况下，完成对用于金属和木材行业的中小直径刀具的磨削和重磨，且占地面积小。

数控工具磨床HELITRONIC VISION 400 L：在批量生产长度达420mm的刀具时，该磨床具有极高的精度和动态性能，可以为旋转对称刀具的生产及修磨提供理想条件。

数控刀片磨床COMPACT LINE：可配置多达6个数控轴，兼容多种装夹系统，并通过即插即用接口实现轻松扩展。它提供了极高的灵活性，适用于各种刀具类型、刀位顺序和批量定制。在转位刀片加工领域，该机床为标准及特殊刀片的加工树立了新标准。

图源企业

刀具去毛刺/抛光技术解决方案

在机械加工领域，我们已从传统机床时代跨入数控技术的新纪元。这个进步不仅反映在机床的技术上，还体现在刀具的先进性上。在切削加工工艺系统中，刀具、机床和工件三者是互相依赖的关键组成部分，缺一不可。为了提升刀具的品质及延长其使用寿命，刀具在使用前、在精密磨削之后需要经历一个关键步骤——去毛刺/抛光处理。

要知道在切削过程中，刀具表面不可避免地会因与工件的接触而逐渐磨损，同时在高温高压的极端条件下，切削刃也容易发生塑性变形。若刀具刃口存在毛刺，这会加速刀具的磨损，并导致加工出的工件表面粗糙度增加。为了确保零件的质量，提高其功能性和美观性，必须将这些毛刺去除，从而实现更精细的加工效果。

此外，为了提高刀具的表面质量，确保其平整和光滑，通常需要采用机械、化学或电化学抛光方法。这些处理涉及使用抛光工具、磨料颗粒或其他介质对工件表面进行精细加工，以实现高速高效切削所需的表面光洁度。

接下来，探索一下ZOTEC的去毛刺&抛光双重解决方案。

佐技机电设备上海有限公司（ZOTEC）是一家专注于精密零件表面处理和清洗的专家。在刀具制造过程中，ZOTEC可提供高性能的工艺以延长刀具的使用寿命，确保排屑的顺畅和切削刃的稳定性。

刀具通常由刀片、刀柄、刀鞘、滚珠轴承和螺丝等部件构成。为了确保这些部件的质量和性能，特别是钢制刀架和高速钢刀具，去除毛刺和确定精确的边缘倒圆量至关重要。

ZOTEC的CF系列、DF系列和SF系列设备采用湿式加工方法，使用研磨材料对刀具进行精细打磨。DF系列和SF系列设备则可进行干式加工，使用干磨粒来处理高速钢质刀具。而SF系列设备专门使用精加工磨料进行湿式加工，以达到极高的加工精度。这些设备的设计旨在防止在更换刀片时可能发生的事故，确保可更换刀片的基座安全可靠。它们能够快速且全面地加工复杂几何形状，显著改善零件的手感和层间附着力。通过精确控制边缘倒圆量，ZOTEC的设备确保了刀具的质量，提高了其在实际应用中的性能和耐用性。

此外，为了降低表面粗糙度、延长成型和热成型工具的使用寿命，增强产品的高光亮度以及提高耐腐蚀性，同时清除粘性物质和沉积物，ZOTEC的DF或SF系列设备支持使用干式抛光或研磨材料进行加工。这些设备能够执行湿式预研磨并配合干式抛光磨料来完成抛光工序。其优点包括降低摩擦系数、防止材料焊接现象，并且具有出色的防腐蚀特性，从而减少生锈的可能性。

在此环节，公司还提供拖曳式抛光技术和流速抛光技术，以适应不同的精密加工需求。流速抛光涉及将工件固定在夹具中并放入旋转的缸体内，缸体装满了研磨料或抛光料。在加工过程中，工件在旋转的同时也受到周围磨料循环流动的作用。

采用PULSE FINISHING脉冲抛光工艺的流速抛光能够应对大批量生产中的高要求，确保速度、质量和可靠性。该技术特别适合现代刀具的加工需求。流速抛光设备可根据加工需求配置旋转驱动、间歇驱动或脉冲驱动系统。PULSE FINISHING工艺基于精确定义的和快速重复的运动间隔，这使得磨料和工件之间的相互作用更加精细和可控。这种先进的抛光方法优化了加工过程，提高了效率和效果，从而满足了对精密刀具和复杂零件表面处理的严格标准。

刀具清洗技术解决方案

适用于小型精密工件表面强化的物理气相沉积（PVD）技术，在提升刀具的切削性能、加工质量和降低生产成本方面扮演着关键角色。在进行PVD涂层前，必须彻底清洗刀具表面的残留物、油脂、污垢和氧化物等杂质，以确保刀具表面洁净、光滑并具备良好的粘附性，便于后续增强涂层的附着力。

例如：蒸汽清洗利用高温蒸汽去除刀具表面的油脂和污垢，等离子清洗则通过激活的气体分子非破坏性地清除表面污染，而高压水射流清洗使用强力水流冲刷掉刀具上的附着杂质。

巴克工业装备（苏州）有限公司（Sinobakr）专注于提供高精度的工业清洗解决方案，拥有一系列先进的清洗设备。其产品线包括全自动超声波清洗线、全自动改性醇清洗机、碳氢清洗机以及CNC高压去毛刺清洗设备等。这些设备在新能源、航空航天、压铸、汽车零部件制造等多个行业中都有广泛应用。

公司的全自动超声波清洗线和CNC高压去毛刺清洗设备，适用于刀具等精密工具的工业清洗。其中，超声波清洗适合对精度有严格要求的刀具维护，可确保工具的洁净度和性能。该设备采用高频超声波技术，在清洗液中产生细微的气泡冲击波，能够渗透至刀具细小的裂缝与孔隙中，去除污物和杂质。

超声波清洗机的应用范围广泛，尤其在表面喷涂行业表现突出，可有效进行不锈钢刀具、刀具、锁具、不锈钢抛光制品等物品的喷涂前处理和电镀前清洗，去除积碳、氧化皮、油污和锈迹。

CNC高压去毛刺清洗机

而CNC高压去毛刺清洗设备，配备两套独立运行的伺服系统，为清洗和漂洗工序提供灵活性。这套设备能够在不更换喷淋和风切装置的情况下适应不同工件的需求。其强劲的高压能力达到50MPa，能够一次性容纳并清洗多达五把刀具，极大地提升了清洗效率，从而高效去除刀具表面的毛刺和污物。

公司还提供碳氢清洗机等环保型清洗解决方案，适用于对环保要求严格的刀具清洗作业。与此同时，还推出了全自动机器人清洗机等多种类型的清洗设备，以满足不同行业客户的多元化需求。

不过，鉴于硬质合金和陶瓷刀具的脆性及敏感性，它们需要特别定制的工业清洗方法。所以选择清洗技术时必须考虑刀具材料的特性。

针对不同材料、污染类型和加工工艺的刀具，苏州鸿美特新型环保设备材料有限公司（专注于环保节能的生产制造，以提供工业清洗解决方案为己任）提供了HMT-6208和HMT-820两款专业清洗剂。

HMT-6208是专为PVD前处理设计的碱性清洗剂，适用于各种材质的刀具，如钨钢、工具钢、高速钢和不锈钢等，能高效去除油渍、灰尘、蜡质和指纹，且无泡沫，适合喷淋和超声波清洗。

HMT-820是一种多金属兼容的精密合金清洗剂，由多种洗涤和缓蚀成分组成，适用于铝合金、不锈钢、SECC和锌合金等材质，能显著提升生产线效率。从而利于后续稳定的镀膜品质和高合格率。

图源企业

再来介绍一下碳氢清洗剂，它与大多数的润滑油、防锈油、机加工油、拉伸油等矿物油均来源于非极性的石油馏分。依据相似相溶的原理，碳氢清洗剂对这类矿物油的清洗效果超过卤代烃和水基清洗剂，能更有效地清除油污，并在刀具及机械表面留下一层保护性油膜，洗后无残留。其适用范围广泛，可清洗炭黑、拉伸油、冲压油、白矿油、动植物油、润滑油、防锈油、攻牙油、研磨油、淬火油、切削油、火花油、顶针油、传热油等各种顽固性油污。

作为金属加工液，碳氢环保溶剂能够有效降低刀具与工件之间的摩擦表面温度，起到润滑作用，减少刀具磨损，并改善工件材料的切削性能，延长刀具使用寿命。同时，它还能带走刀具和工件上的热量，减少热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度，起到冷却作用。

刀具表面处理技术解决方案

经普通砂轮或金刚石砂轮刃磨后的刀具刃口，往往存在微观缺口，如微小崩刃或锯口。在切削过程中，这些微观缺口容易扩展，导致刀具磨损或损坏加速。特别是在高速切削加工中心，对刀具的稳定性和精密性要求极高。

为适应工业需求的持续演变，对刀具进行整体热处理是至关重要的，尤其是对于高硬度材料的刀片。这一过程通过对整个工件进行均匀的加热和冷却，以改变其整体的力学性能，从而提升刀具的综合性能，如锋利度、硬度及耐腐蚀度等。电镀则利用电解原理，在刀具表面镀上一层金属或合金，提高其切削速度、耐用度和加工质量。

以上表面处理工序，可以为后续优化材料表面状态的涂层技术提供良好的附着基础。涂层技术作为关键的性能提升手段，通过化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等方法，在刀具表面涂覆一层或多层高硬度、高耐磨性的材料，如TiN／NbN、TiN／CN等。为了提升刀具的寿命和切削效率，选择合适的涂层以应对刀具高效率、高精度和高可靠性的加工需求。

PVD则是一种通过物理过程完成物质转移的方法，在不改变基材特性的情况下，在其表面形成具有高强度、耐磨性和散热性的涂层。该技术主要应用于整体硬质合金刀具和高速工具钢刀具的表面处理，广泛应用于硬质合金钻头、铣刀、铰刀、丝锥、异形刀具和焊接刀具等的涂层处理。

随着涂层技术的持续创新，为应对日益苛刻的工业加工条件，不断有新型涂层材料和先进的涂层方法被研发和应用。未来不仅将推动材料性能的极限，也为各行各业提供了更为高效、耐用和精准的精密加工解决方案。

欧瑞康巴尔查斯作为全球领先的表面技术提供商，可以显著提升金属和塑料加工领域的精密零部件及工具的性能与耐久性。公司擅长的涂层技术和设备覆盖了广泛的应用场景，能够满足现代制造业对高性能表面处理不断增长的需求。

其开发的S3p（可扩展脉冲功率等离子体）涂层技术是螺纹刀具理想的表面处理选择。它能够实现高致密度、高附着力、高沉积效率，并创造出接近无瑕疵的光滑表面。基于此技术，欧瑞康进一步推出了BALIQ涂层技术，这标志着PVD（物理气相沉积）涂层领域的一大创新。BALIQ超薄特硬涂层技术智能地融合了电弧蒸发与溅射各自的优势，提供了一种全新的耐磨涂层解决方案，特别适用于对刀具进行精密涂层处理。它能平滑地去除切屑，消除机械后处理的需求，同时防止了材料粘附和切屑堆积的问题。

其METAPLAS. DOMINO系列PVD涂层设备，提供了灵活多样的高级涂层解决方案，以满足不同应用需求。其特色之一的无氢四面体无定形碳（ta-C）涂层特别适用于有色金属和高难度聚合物加工及冲压操作。DOMINO系列的M.TAC涂层不仅比以往的涂层更加坚硬和光滑，而且极大程度上减少了材料的粘附问题，这种超薄涂层有助于保持切削刃的锐利度。刀具制造商和最终用户将受益于更长的刀具寿命、更高的加工精度和提升的生产效率，从而将有色金属的加工能力推向一个全新的高度。

特此一提，公司还提供一系列高性能涂层产品，以应对各种严苛的加工挑战。BALDIA金刚石涂层产品系列在处理难度极高的材料时展现出卓越的切削性能；BALTONE系列以全套典雅色彩的涂层满足装饰性需求，为客户提供美观与实用兼具的解决方案；BALORA涂层能够在极端高温环境下保护零件不受氧化和腐蚀影响，增强零部件的耐高温性能；BALIMED薄膜涂层集耐磨性、生物兼容性、抗菌性和化学惰性于一体，适用于对卫生和化学稳定性要求极高的应用场合。

注意啦！

即将于9月3-5日在上海新国际博览中心举办的PME CHINA 2024第二届表面精密加工博览会，聚焦精密磨削技术、超精研磨技术、去毛刺/研磨/抛光技术、工业清洗技术以及精密表面处理技术，旨在为终端用户提供全面的零部件表面精密加工解决方案。

此外，届时将汇聚众多刀具精密加工技术领域的先行者。这些展商凭借其深厚的研发实力和丰富的市场经验，推出的产品已在汽车、航空、模具等多个制造业领域得到广泛应用。

此次盛会不仅是探索前沿技术、寻找潜在合作伙伴的理想平台，也是提高您制造工艺水平的重要契机。我们期待您的参与，共同见证和探讨行业的创新动态。

企业参展，请点击                            观众观展，请点击      

审校 | David

编排丨仲凤元

©PME CHINA

注*转载请注明出处！

点击“阅读原文”，获取一对一专属服务！

（ PME精密加工博览会）

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。