聚刀具技术之精英 创校企合作之典范——2012先进制造工艺与刀具技术研讨会在沪圆满落幕

□本刊记者 梁玉 余捷 □撰文 余捷

7月2日，“2012先进制造工艺与刀具技术研讨会”在上海大学宝山校区图书馆报告厅隆重召开。此次研讨会由上海大学主办，上海大学先进工艺与刀具技术研究所承办；支持单位有清华大学精仪系、南京理工大学机械工程学院、江苏大学机械学院等。来自国内外知名高校、机床刀具及其用户的专业人士近300人参加了此次会议；上海大学副校长吴松教授亲自到场致欢迎辞；上海大学先进工艺与刀具技术研究所王永国博士主持会议。作为本次研讨会的重要支持媒体，本刊记者全程参与并记录了此次刀具行业的盛事。

高校篇

硬脆材料旋转超声高效精密加工技术研究进展——清华大学精密仪器与机械学系冯平法教授

冯教授首先介绍了硬脆材料的应用及其高效精密加工需求，随后简要介绍了超声振动加工：超声振动加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击机由此产生的气蚀作用来去除材料；或在切削过程中加入超声振动，通过由工业金刚石颗粒制成的刀具对零件表面进行高频连续敲击，使零件表面的材料以微笑颗粒的形式分离出来。超声振动系统由超声波发生器、换能器、变幅杆、振动传递系统、工具、工艺装置等构成。通过研究表明，超声加工（RUM）可以提高材料去除率、降低切削力和崩边尺寸、延长刀具寿命等，是脆性材料精密高效加工的一种有效方法。

清华大学精密仪器与机械学系冯平法教授

通过分析国内外超声振动加工技术研究现状，冯教授的团队以超声振动加工机床Ultrasonic 50试验平台为基础，开展了对光学晶体材料可加工性能的研究、蓝宝石晶体超声振动材料去除机理的研究、光学玻璃超声振动加工特性分析、KDP晶体超声振动加工亚表面损伤特性研究、SiCp/Al陶瓷复合材料超声振动加工特性以及超声振动加工特性预测模型建立，最终得出结论：旋转超声加工是实现脆性材料高效精密加工的有效方法；超声划痕实验和理论分析表明，由于超期能量的引入，激发了材料微观组织演变，从而改善硬脆材料的动态力学性能，其等效硬度和等效断裂韧性得以提高，有效抑制裂纹产生，利于材料塑性去除；与传统磨削加工相比，旋转超声磨削加工可显著降低切削力的大小，由于旋转超声加工能够降低切削力，因此在恒力进给条件下，可显著提高加工效率；由于切削力的降低和材料的脆性/塑性去除机理的变化，可以有效降低材料的亚表面损伤审读和孔加工崩边尺寸，在提高工件几何和力学性能的同时，减少了超精密加工去除量，提高整体加工效率。

新型的绿色切削技术研究——哈尔滨工业大学韩荣第教授

韩荣第教授首先用图片向大家展示了采用传统切削液的加工现场，并指出了其高成本、高能耗、有害健康、污染环境等危害，随后提出了绿色制造与绿色切削技术的理念。绿色切削技术即环保无害切削技术，是绿色制造技术的重要组成部分之一；进入21世纪，由于人们环保意识的增强和可持续发展战略的提出，绿色切削技术已成为制造领域的重点课题，已成为21世纪的一种先进制造技术；绿色切削所追求的最终目标应该是高速、超高速的干式切削，但在相当长时期内还不能完全实施。现阶段就是要研究如何使所用切削液不对环境造成污染或少（无）污染的气体和液体的冷却润滑剂。少（无）污染的切削技术包括最小量（微量）润滑MQL技术，雾化冷却润滑技术、液体射流冷却润滑技术、低温冷风冷却技术、液氮冷却干式切削技术以及干式经典冷却技术等。

进入21世纪以来，亚太地区各国签署和实施的RTA数量迅速增长，至2016年末，该地区18个主要国家(包括澳大利亚、文莱、加拿大、智利、中国、印度尼西亚、日本、韩国、马来西亚、墨西哥、新西兰、秘鲁、菲律宾、俄罗斯、新加坡、泰国、美国和越南)已生效实施的双边及多边RTA多达143个，与2000年(26个)相比，增长了457.7%，如表1所示。

制得丁香酚浓度为0.00，0.01，0.02，0.03，0.04，0.05，0.06 μL·mL-1的标准溶液，于280 nm下测定吸光度并绘制丁香酚标准曲线，每个样品测3次取平均值。标准曲线的回归方程为：y=18.732x-0.006 4，R2=0.998 8。

哈尔滨工业大学韩荣第教授

韩教授着重介绍了水蒸气作冷却润滑剂的绿色切削技术研究及其作用机理，并对刀-屑接触区温度分布有限元仿真结果进行分析，得出：采用水蒸气作冷却润滑剂时，切削区最高温度明显低于干切，降低约20%；刀-屑接触区的热流作用长度比干切短得多，切热流值也小；可减小刀-屑接触长度及热源热流值，这是由于水蒸气的高效润滑作用带来间接冷却作用的结果；水蒸气还具有高效的对流换热冷却作用，其换热系数约是空气自然对流换热系数150的10～15倍，可明显降低切削温度。最终做出过热水蒸气冷却润滑效果的综合评价：对反应物气体成分的检测证明无害，最后的评价结果得分为S。除了对水蒸气冷却润滑剂的研究之外，韩教授还在绿色切削领域有众多涉猎，如：外部能量法（物理活化法）处理切削液；干式静电冷却切削技术；各种气体与水蒸气混合气体作冷却润滑剂切削试验；Zn、Mg、Ca的过氧化物溶液作冷却润滑剂的模拟切削试验研究等。

钛合金干车削的微结构功能表面化刀具研制——华南理工大学机械与机车工程学院谢晋教授

钛合金是比强度很高的难加工材料。当切削速度超过4 m/s，切削区温度快速升高，刀具快速磨损，通常，通过加冷却液和工具表面镀膜等方法提高刀具寿命，但是存在环保不友好、制作效率低等缺陷。在铝合金湿切削时采用宽50 μm、深100～200 nm的微结构表面化刀具可以降低前刀面的粘连力。开发出数控对磨修整技术，将微细金刚石砂轮修正成V形尖端，可以在高硬度的硬质合金刀具表面加工出高精度的微沟槽，形成微结构表面，探索高精度的微结构表面化刀具在钛合金干切削的应用效果。

华南理工大学机械与机车工程学院谢晋教授

论坛由申能集团副总经济师苗启新主持，黄迪南董事长在讲话中表示绿色发展任重道远，各方共同探讨低碳发展具有十分重要现实意义。申能作为上海市地方能源企业，在总结推动上海市产业结构调整、能源消费转型等方面工作的基础上，将抓住党的十九大后中央对能源结构调整的更高要求、上海建设卓越全球城市以及能源行业市场化改革等契机，加快构筑集团发展的五大战略发展新优势，打响上海能源品牌、助力中国绿色低碳发展。同时，当天揭牌的申能碳科技公司，作为集团加快绿色发展探索的一部分，希望各方给予大力支持。

豪克能这项全新的技术无疑在论坛活动中掀起了一个小高潮。赵显华董事长介绍了公司开创性的产品豪克能超级+机床，该产品不仅是使零件的粗糙度大幅度提高（Ra值≤0.05），更重要的是使零件的疲劳性能（疲劳寿命提高2倍以上）、显微硬度（提高20%以上）、耐磨性（提高50%以上）、耐腐蚀性（提高40%以上）得到大幅度提高，同时，豪克能超级+机床更能比传统加工工艺提高生产效率3倍以上，在加工零件表面预置理想的压应力，晶粒得以细化；结合了现有的精密车削、磨削、镗削、铣削、钻削和数控技术，形成具有自主知识产权的创新的各类精密加工机床，彻底改变了要求表面粗糙度Ra≤0.2μm金属零件传统加工工艺工序多、效率低、效果差和不环保的现状。

企业篇

从一汽汽车装备使用现状浅谈制造业创新与发展途径——中国第一汽车集团公司规划部侯若明主任

杜尚俭博士开篇就提出了自己鲜明的观点——如何缩短加工辅助时间成为提高整个制造系统效能的关键。对此，杜博士向与会者介绍了雄克全封闭的Vero-S零点快换系统，主要用于批量加工，其特点为：单面拉紧，一面夹持，五面加工；缸盖为框架结构，刚性好，拉紧无变形；夹具极为简单，定位夹紧销寿命长，一年免维护；因夹具干涉引起的加长刀具避免，刀具刚性好，标准化高；可与非切削工序集成。随后，杜博士还介绍了Vero-S在模具行业的应用、在方体及箱体零件的加工中心方案、在重载切削与大型夹具的组合应用等成功应用案例，总结出实施零点快换夹持系统的优势所在：加工辅助时间极大缩短，制造效率提升；夹具结构及设计的模块化、标准化，生产管理简化；通过托盘，实现工装的的快速转换，实现共线生产，柔性高；实现了机加、清洗、装配、搬运、检验的通用夹持接口；定位迅速、重复精度高；夹持稳定、可靠；适合于自动化加工的工装需求；适合中、小批量的柔性加工，也使用于大批量制造等。

中国第一汽车集团公司规划部侯若明主任

微量润滑技术——全新的金属切削加工技术——德国bielomatik润滑技术总监 Michael Hager

德国bielomatik润滑技术总监Dr.Michael Hager

Michael Hager博士主要介绍了必诺单通道润滑系统和双通道润滑系统的原理与组成。必诺集中润滑系列产品可覆盖轴承、导轨、滑轨、齿轮、链条、轴承等各种润滑点，具体包括：单线润滑系统，递进式润滑系统，循环润滑系统，油气润滑系统，定点润滑系列。Michael Hager博士还为与会者具体讲述了成功应用微润滑系统的战略关键因素：给供应商和员工提供技术参数；与供应商合作；仔细认真研究技术参数；与微润滑专家团队交流经验和各种信息；培训员工。他还列举了微量润滑系统的优势：由于缩短了加工周期，所以能显著提高产能；延长了刀具的使用寿命；降低了投资成本；大大降低润滑液的消耗量，并且无需投入任何技术成本来处理废液；工件始终保持干燥；大大降低了操作者患皮肤病的风险。

700 mm长刀具的加工和监测方案——柯尔柏斯来福临机械（上海）有限公司工具磨削销售总经理俞知明

张晶晶女士介绍了PLATIT独特的旋转阴极技术的要素：不同的涂层化学成分配比可通过自由编程获得；转车高度上均匀的涂层厚度分布；高的靶材利用率及由此获得的最低的刀具成本。PLATIT的有效刀具刻蚀方案——LARC®辉光放电：LARC GD®是一项新的专利技术，只有同时具备LARC侧向旋转阴极、VIRTUAL SHUTTER®和TUBE SHUTTER®才可实现；LARC GD®可产生有效的氩离子刻蚀，针对有复杂表面的特殊基体；阳极与阴极间的电子流产生了高密度的等离子体，这样即使复杂的表面也刻蚀得清洁；脉冲LARC GD®源确保LGD过程的稳定性并抑制微弧的生成。

柯尔柏斯来福临机械（上海）有限公司工具磨削销售总经理俞知明先生

发动机制造夹具的革命——雄克零点快换夹持系统在汽车行业的应用——德国雄克中国区总经理杜尚俭博士

德国雄克中国区总经理杜尚俭博士

侯若明主任介绍了一汽自1953年至今所经历的4次创业，并提出了“自主一汽、实力一汽、和谐一汽”的长期发展目标。分析了机床工具行业发展的现状以及创新与发展的途径，并对汽车装备制造业提出了几点建议：（1）加强对数控加工和柔性化生产设备核心技术的研究和掌控，应从消化吸收、功能件的集成向二次开发突破，从引进产品中掌握核心技术；（2）装备业产业链应同步发展，国家应大力支持和扶持形成装备制造业产业链的自主开发能力，装备业一方面组成产学研用的队伍，提升研发能力，另一方面要在业内加强技术交流，在产业链上每一个环节实现自主开发；（3）装备业企业应与汽车制造商同步发展或超前发展，及时掌握用户需求，要做到技术上以自主开发为主并重视服务，我国汽车工业才能真正实现自我供血、自我控制、自我强大和自我发展。

PLATIT coating technology & turnkey solutions——普拉提先进镀膜设备（上海）有限公司应用及客户支持张晶晶

俞知明总经理向与会者介绍了公司即将于2013年推出的Helitronic Vision Long，相比于Helitronic Vision，它使用机器人装载机；拥有全新的移动托架系统；具有气动结构、调整便捷、可使用V型块或半圆块托架等特点；细长类工件架最多可防止30件，刀具长度从300 mm扩展到700 mm。俞经理还指出细长类工件测量时的主要问题是自身颤动，解决方案为使用托架支撑以及弹性加持系统。随后，他介绍了2007年正式全面推向市场的Helitronic Tool Studio磨削软件，可达到“所见即所得”的效果。WALTER的碰撞检测功能，通过夹持长度计算提高夹持刚性与棒料的利用率；而网络功能的优点在于集中式数据库管理、用户权限管理、完整的数据备份策略、只能远程支持以及提高生产效率。

选择2015年9月—2017年9月到院就诊的初治鼻咽癌患者116例，随机分为对照组和观察组，每组58例。对照组男34例，女24例，年龄24～75岁，平均年龄（47.6±3.4）岁；观察组男36例，女22例，年龄25～76岁，平均年龄（47.9±3.3）岁。纳入标准：符合鼻咽癌的诊断标准，符合放射治疗指征，患者知情同意，医学伦理委员会批准。排除标准：临床资料不全，治疗不配合。两组患者一般资料差异无统计学意义（P＞0.05）。

普拉提先进镀膜设备（上海）有限公司应用及客户支持张晶晶女士

精益求精中发展——瑞士Stähli公司亚洲区销售总监 Markus Huber

瑞士Stähli公司亚洲区销售总监Mr. Markus Huber

瑞士Stähli公司于1969年在瑞士Bienne成立，是一家典型的家族式企业。公司生产的DLM系列双端面研磨机床设计制造采用龙门架结构，此结构能够保证足够的加压力以及超强的精度稳定性，该结构目前只有在极为精密的立式坐标镗床上使用；同时床身铸造结构能够保证极高的热稳定性和机械稳定性。DLM系列双端面磨床液压系统采用2个Bosch精密液压缸，以保证上磨盘的左右支撑同步移动，上磨盘的位置测量采用双闭环反馈系统，双导轨、双丝杠结构保证上磨盘移动精度和刚性，压力变化精度保持在1 kg以内；在线闭环精密数字测量系统，用于工件尺寸控制，测量精度0.1 µm；同时带有可自动控制的车刀系统，来完成对砂磨盘的修正；磨盘底座采用迷宫式流动冷却；自动定位控制的“三明治”行星盘装卸方式，还可连接半自动或全自动去毛刺系统；DLM系列磨床还具有远程维护、诊断、在线支持的功能。该系列机床已经成熟地应用于硬质合金刀片和液压件等超硬材料的双面磨削领域。

豪克能PT金属加工技术及其应用——山东华云机电科技有限公司董事长赵显华

自由意志的确证。“同一个未来事件，当它与神的知识关联时，就是必然的；而当它按自身本质被思考时，又似乎是绝对自由的。因为，其实有两种必然：一种是纯粹的必然性。例如，人必有一死；另一种是有条件的必然性，比如：你确知某人在走动，那他必定在走动。人所了解的事物，不可能有别于它被了解的那个样子，但是这种有条件的必然性压根儿就不具备纯粹的必然性。”上文所提出的必然性区分在这里得到了文本上的确证。根据永恒理论，神把自由意志所引发的未来事件都看作是当前的，它们与神的洞悉相关联，并以神的知识为条件而成为必然之事，所以，神所预知要发生的事情必将发生。

为了实现钛合金的环保型干切削，泄晋教授提出了采用微修锐微修整的微细金刚石砂轮尖端，在硬质合金刀具表面加工出深度约为155 μm、轮廓精度PV值约为7.8 μm和尖端半径约为45.6 μm的V槽阵列结构，研制出干切削的微结构表面化工具。通过实验得出结论：采用微修整技术可以制作出金刚石砂轮V形端，用于硬质合金刀具表面的微结构化阵列成型加工，加工表面光滑，且边角处没有毛刺；刀具前刀面布置有微沟槽结构阵列，可以有利于排屑和排热；在钛合金干切削中，微结构表面化刀具与传统平面刀具相比，加工过程中无切削火花且断屑，刀具磨损可减小约14%；微结构表面化的三角形刀具与传统平面刀具相比，可以使刀具温度下降约40%，切削力下降约48%。

山东华云机电科技有限公司董事长赵显华先生

硬质合金刀具（片）钝化喷砂机应用——上海吉川机械科技有限公司经理周泽明

上海吉川机械科技有限公司经理周泽明

周泽明经理介绍说吉川公司是目前国内唯一一家致力于硬质合金行业喷砂清理工艺及设备研发与制造的企业，也是目前国内最具实力的喷砂设备生产厂家之一。喷砂清理分干式喷砂清理和湿式喷砂清理：干式喷砂清理是通过压缩空气带动砂料直接喷射到工件表面形成一种清理加工方式，通常被用来处理普通刀片烧结后，表面不均匀且有杂质，通常采用较粗白刚玉清理，经喷砂清理后，可有效去除杂质，并可得到均匀一致的表面；湿式喷砂清理是通过压缩空气带动砂料和水的混合液喷射到工件表面形成的一种清理加工方式，被誉为最环保的喷砂清理，不存在粉尘，作为一种PVD、CVD刀片涂层的前后处理工艺，适合处理各种硬质合金刀具，这种处理工艺在国外硬质合金行业已经被广泛应用。紧接着，周经理介绍了硬质合金刀片喷砂清理的设备及其特点，并讲述了具体的工艺流程及参数。

校企合作篇

开幕式过程中还举行了德国Komet刀具奖学金和德国Vollmer机床奖学金颁发仪式，上海大学机自学院于嬴杰院长分别和德国Komet人事经理Grace以及德国Vollmer市场经理Kim向获奖研究生和本科生代表颁发了证书。

MAPAL中国成立于2005年，为中国用户提供全系列的产品服务，同时也精于加工工艺及项目管理，在进入中国7周年之际，中国已然成为MAPAL刀具仅次于德国的全球第二大市场。公司的领导团队专注于产品的经济性、社会责任以及文化领域的贡献,因此派生出多样性的伙伴关系。此次，MAPAL中国技术总监行百胜先生与上海大学王永国博士签订协议，再次践行了其与高校合作的理念，为人才培养及技术的亲和力方面持续地提供原动力。

尾声

自2009年举办首届“先进工艺与刀具技术研讨会”，至今已成功举办了4届，该研讨会也从最初以学术交流为主的会议，发展成为今日众多企业积极参与其中的全行业盛会。主办方也希望把研讨会搭建成为一个开放的交流平台，平台上既有行业协会的领导、国内外知名高校的专家教授，也有国内外知名刀具公司的技术专家，同时也有众多刀具企业的终端用户。高校需要将自己最新研究成果应用到企业中去，而企业也急需吸收来自高校的最新技术来提高自己产品的质量，这一会议很好地起到了高校与企业之间的桥梁与纽带作用，为产学研用的进一步结合创造了良好条件。下一届的研讨会拟定于2013年10月在上海举办，希望其能够上演更多的精彩，让我们拭目以待。