日本的生產(chǎn)技術(shù)雖然在世界上處于領(lǐng)先地位，但面對經(jīng)濟全球化、技術(shù)的快速發(fā)展以及激烈的市場(chǎng)競爭，為了保持其優(yōu)勢地位，日本的機械制造業(yè)和工具行業(yè)正在制訂新的企業(yè)發(fā)展戰略，大力發(fā)展先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和新型機床及工具系統。目前，正重點(diǎn)發(fā)展CNC多功能復合切削加工、高速銑削加工、超精密/微細切削加工等先進(jìn)技術(shù)以及與此相適應的機床和工具系統。

   1．可簡(jiǎn)化工序提高效率的CNC多功能復合切削技術(shù)

   CNC多功能復合切削用機床由加工中心和刀具主軸可作旋轉運動(dòng)的轉塔式刀架構成，具有刀具旋轉、分度和自動(dòng)換刀等多種功能。因此，當進(jìn)行車(chē)削加工時(shí)，由于機床具有刀具旋轉和多軸控制功能，能在一道工序完成多種形狀的加工，從而可簡(jiǎn)化加工工序，實(shí)現工序的集約化。在切削加工模具零件時(shí)，可在一道工序中完成過(guò)去需數道工序才能完成的金屬模具各種孔、溝槽和三維形狀型腔及陽(yáng)模的加工，不僅簡(jiǎn)化了工序，還能減少多次裝夾工件產(chǎn)生的誤差，實(shí)現高精度高效率加工，減少生產(chǎn)場(chǎng)地面積。多種CNC多功能復合刀具及專(zhuān)用設備工具系統在市場(chǎng)已有銷(xiāo)售。近年來(lái)正積極開(kāi)展工具系統的標準化工作，如可與加工中心通用的、以HSK刀柄為基礎的工具系統已納入ISO標準化研究工作中。這些工具系統能夠適應可充分發(fā)揮多軸控制功能的多種形狀加工，也能實(shí)現工具種類(lèi)的集約化。與過(guò)去的工具系統功能不同的新型工具系統正在不斷面市。

   但是，CNC多功能復合切削加工還是一門(mén)較新的技術(shù)，仍有許多課題需要研究，如完善多軸控制CNC程序，工具系統的開(kāi)發(fā)，適用的加工形狀，加工精度的提高，刀具的選擇方法和使用技術(shù)等。例如，需要研究開(kāi)發(fā)利用刀具的三維形狀數據來(lái)模擬判定機械干涉的功能，通過(guò)復雜動(dòng)作多軸控制切削預測，能夠防止刀具與夾具等發(fā)生干涉。此外，需要構建最佳刀具的選擇、開(kāi)發(fā)以及刀具軌跡和切削條件等數據庫，形成高新加工技術(shù)。

   2．高速銑削加工技術(shù)

   高速銑削加工是一種在小切深、高轉速、快進(jìn)給條件下進(jìn)行銑削的加工方法。由于切削刃所承受的切削力小，因此是易產(chǎn)生加工變形的薄壁零件及高硬鋼件等的最佳切削方式。高速銑削是突破了對常規切削中刀具選擇和切削條件的認識而開(kāi)創(chuàng )的一種新的切削領(lǐng)域。在合理設定切深量的高速銑削中，切削速度的提高降低了刀具切削刃與工件切削點(diǎn)的熱影響，有利于延長(cháng)刀具使用壽命，顯著(zhù)改善已加工面表面粗糙度，提高零件加工精度。

   試驗證明，在小切深、快進(jìn)給條件下用涂層硬質(zhì)合金立銑刀高速銑削高硬鋼時(shí)，刀具切削刃的切削軌跡能真實(shí)復映在已加工表面上，從而可獲得接近理論粗糙度的優(yōu)質(zhì)表面。因此，在加工高硬度鋼件時(shí)，高速銑削條件與最佳刀具切削軌跡的合理組合是實(shí)現以銑代磨的關(guān)鍵。

   在推廣應用高速銑削加工的同時(shí)，切削加工技術(shù)也不斷朝著(zhù)更高的水平發(fā)展，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化CAD/CAM，生成更高水準的NC數據，可開(kāi)發(fā)出更先進(jìn)的切削刀具和工具系統。

   3．超精密/微細切削加工技術(shù)

   用于電子設備、醫療器械等領(lǐng)域的高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)倍受關(guān)注，加工這些產(chǎn)品需要應用超精密/微細切削加工技術(shù)。根據上述需求開(kāi)發(fā)的CNC超高速加工中心在3根主軸上各裝有2臺線(xiàn)性電機，分別作相對運動(dòng)（控制加速度）以抑制驅動(dòng)時(shí)的振動(dòng)。

   主軸上裝有φ0.1mm以下的微型刀具，其轉速達到120000～200000r/min，主軸采用空氣靜壓軸承，在高速旋轉時(shí)能將推力方向的熱位移控制在亞微米范圍內，以確保微型刀具實(shí)現穩定的高精度切削。微型刀具自動(dòng)裝卸系統在刀夾入口處的夾持精度可保持在1μm以下，此外還配置有刀具自動(dòng)檢測系統，能夠實(shí)現長(cháng)時(shí)間穩定的連續切削加工。為了充分發(fā)揮CNC超高速加工中心的功能，立銑刀等刀具的微型化及長(cháng)壽命的切削性能至關(guān)重要。目前的發(fā)展現狀是：涂層硬質(zhì)合金立銑刀和CBN立銑刀的最小直徑已達到φ0.1mm。由于微細切削加工零件很難進(jìn)行修正，因此要求所用刀具應具有較長(cháng)工作壽命，可以預見(jiàn)，具有長(cháng)壽命特性的CBN立銑刀的應用今后將不斷擴大。
   4．新型刀具涂層材料

   上世紀90年代中期開(kāi)發(fā)成功的（Ti，Al）N涂層硬質(zhì)合金刀具對高速切削加工和高硬材料加工作出了重要貢獻，但這些涂層在抗高溫擴散性能、潤滑性能等方面還不夠理想。最近，研發(fā)成功了號稱(chēng)跨世紀水平的CrSiN、TiSiN、TiBON等新型刀具涂層材料。

   日本的島順彥等開(kāi)發(fā)了添加B、O元素的TiBON系列涂層材料，與（Ti，Al）N涂層相比，其涂層刀具的前刀面在高溫下鐵元素擴散極少，顯示出優(yōu)良的潤滑性能，切屑不粘刀；在富氧氛圍中使用TiBON涂層硬質(zhì)合金刀具時(shí)，涂層的潤滑效果更為顯著(zhù)，延長(cháng)了刀具使用壽命，這是因為在富氧氛圍中生成的氧化物具有良好潤滑性能的結果。這種利用富氧氛圍生成氧化物以消除或減少粘刀，延長(cháng)刀具壽命和提高加工質(zhì)量的方法適用于鈦合金及718鎳鉻鐵耐熱合金的切削加工。在富氧氛圍和不加冷卻液條件下，用TiBON涂層硬質(zhì)合金立銑刀加工718鎳鉻鐵耐熱合金時(shí)，取得了改善粘刀和減少刀具磨損的良好效果。