Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
水喷射加工系统及其应用技术
1. 加工装置
它基本上由下列5部分组成，其结构示意图如图1所示。
1）超高压水射流发生器
它包括盛液箱、使脉动的液压趋于平稳的储液罐、液压泵、增压器、液压站和调节压力的控制器。
2）磨料混合和液流处理
它包括磨料仓、磨料与高压水的混合器、涡旋分离式磨料过滤器、以及喷射加工后回流液中杂质和油脂的清滤装置。根据磨料与超高压水混合时的部位不同分为：
a. 在喷嘴前已混合好的前混式。
b. 利用高速水流的负压效应在喷嘴旁路吸入磨料进行混合的后混式。
两者性能对比见表1。
表 1 磨料液采用前混式和后混式的性能对比
3）喷嘴
喷射的材料及工作条件如表2所示。采用金刚石喷嘴的寿命一般约200h。
表 2 喷嘴材料及其工作条件
4）数控的三维切割机床
具有三轴联动功能，一般其定位精度≤0.2mm，重复定位精度≤±0.05mm。
5）外围设备
包括成型切割加工的CAD/CAM系统和全封闭防护罩等。
2．工艺参数
水喷射加工不同的工件材料和工件厚度时，为获得高的效率和加工精度要注意以下几个参数：
1）水束直径五末束直径的波动；
2）喷射流的压力；
3）喷射流的流速；
4）磨料流速，它决定了喷射流中的磨料含量和磨料的耗量。过高或过低的磨料含量将使切割速度降低；
5）磨料类型，通常在射流中加入氧化物系刚玉类磨料以改善加工性能和提高材料去除率。在切割薄的和软的金属以及非金属时，可使用甘油、长链聚合物或聚乙烯作磨料。
常用的工艺参数见表3。
表 3 水喷射加工的工艺参数
切削石材和玻璃的切缝宽度约0.5mm，切出表面的粗糙度Ra12.5μm，切割精度达±0.05mm。
切割效率（通常以切割速度表示）与压力成正比，与板的厚度成反比，图2为切割聚苯乙烯材料时，在不同切割速度下加工深度与水喷射压力之关系。
一些典型材料的水喷射切割效率如表4所示。
表 4 水喷射加工不同材料的工艺参数和切割效率
水射流切一割过程时，如高速液流束中混入空气则会产生相当大的噪声，对此，可采取加入适当添加剂以减少泡沫的形成，或者采用合适的操作角度均可降低噪声。
3．提高水喷射加工精度的控制技术
水喷射加上精度主要有轮廓形状精度及切缝（或孔径）的尺寸精度。对于前者应设法减少跟踪误差，可通过采用带有前馈控制和速度变化前瞻控制的数控补偿软件以及合理的工艺参数以减少切割拐角处的喷射偏离，获得良好的轮廓和切口形状。对于后者，如有高的孔径精度要求时，需进一步应用智能化控制技术，其中神经网络技术是一个有效的措施。
例如在钢质缸体壁上加工不同直径的斜孔时，采用水喷射加工可以方便地调整空间喷射角度，且不存在钻头折断的危险，故无疑地是一种最佳的工艺方法。但是要获得0.01mm的孔径精度，就要求在穿透缸壁的瞬间关闭液流束。如靠操作者的听觉来判断不仅辛劳且易失误，而应用可编程控制器（PLC）对加工时间控制，则由于工件材料成分、液流束压力和液流中的磨料浓度在一定范围内变动也存在着困难。故需要通过孔壁穿透时的反馈信号来控制喷射过程的工作参数，才能取得稳定的效果。
水喷射加工在穿透孔壁时的特征信息是声音的变化，但用传统的频分析方法，不仅数字处理较费时，且由于环境的变化改变了声学背景而引起识别穿透特征的模型变化。因此需采用基于人工神经元的神经网络模式识别器，它具有快速自学习、建模和智能化判断识别的能力。神经网络是由各个神经元按一定的处理目标互相联接而成。在其输人的联接间设置不同的且能自适应调整的权重Wi。输出Y与输入Xi间为非线性关系，式中θ为神经元的阈值（图3a）。对于一些复杂的模式识别和逻辑运算则需组成多层拓扑结构的神经网络，实现信息的分布存储和并行处理。
水喷射的噪声频谱模式识别器是一个在单层网络基础上加入一层隐含层的双层人工神经网络（图3b）。根据孔的水喷射加工过程噪声的不同的振幅、频率和相位特性，可区分为下列4种声谱模式：
1）切入阶段的冲击声声谱；
2）中段稳定切削阶段的声谱；
3）穿透阶段的声谱；
4）贯通阶段的声谱。
这些声谱样本可通过快速富里哀分析仪进行采集并转换成数字信号存储于神经网络中。当实际工作时，若输入信息与已存储的4个样本之一相符时，即自动控制PLC调整到相应于该阶段的优化工作参数。
即使一旦声环境发生变化，使输入信息与存储的样本不符，当输出误差超过允许值时，会产生控制信息，使神经网络的权重值Wi自动调整至最佳状态，又可恢复精确的作业控制。这种自学习的训练过程相当迅速，一般＜30min。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
2007年4月28日 星期六
磨削加工与表面淬火集成制造技术www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
1 引言
许多钢质零件需进行表面淬火处理以改善零件材料性能，提高零件的耐磨性及疲劳强度。与完全淬硬热处理相比，表面淬硬处理的优点是零件的整体韧性好。然而，不管采用何种热处理工艺都需要对零件进行运输、储存、清洗等操作，不可能将其集成到产品的机械加工生产线上，因此，将使产品生产周期加长，成本提高。磨削加工是一种常见的金属加工方式，被广泛应用于机械加工领域，通过磨削加工可得到满意的尺寸精度、形状精度和表面质量。但磨削加工中磨削热的扩散及控制，一直是该领域的重要研究课题，若工艺条件不当，磨削热将影响已加工工件的表面质量，特别是加工淬硬钢时，还可能引起加工表面的热损伤。1994 年，德国的Brinksmeier.E和Brockhoff.T首次提出了关于在磨削加工中利用磨削热对钢件表面进行淬火处理的新工艺，并于1996年、 1999年进一步阐述了这一新工艺在工业中应用的可行性及相关试验研究结果。2000年，澳大利亚的Zhang.L和Zarudi.I申请了关于磨削加工和表面淬火集成工艺的专利。可见，在材料去除加工的同时对工件表面进行淬硬处理的方法具有潜在的发展前景。
在大多数情况下，磨削加工产生的热量被认为是一个消极因素，应采用冷却剂及选择合适的磨削条件抑制其不良影响。目前的热处理和磨削工艺存在两个主要缺点：① 目前虽有多种表面淬硬热处理工艺，但都很难集成到产品生产线上；② 零件在表面热处理后需进行磨削加工，而磨削热和机械作用可能对已淬硬材料造成损伤。这两个问题促使人们考虑如何利用磨削加工中的热量和机械作用直接对零件表面进行淬硬，即磨削淬硬。
由于磨削加工在工业中应用广泛，基于材料去除及切屑形成原理的磨削功率转换为磨削热能的机理已得到深入研究。在一定的磨削条件下，磨削热主要通过工件扩散，使工件表面产生高温，这种热载荷与磨粒和工件表面之间的机械载荷叠加，将使工件表面产生裂纹、回火等，这种现象在磨削加工领域已得到公认并被深入研究。在磨削加工中，当工件表层材料被磨削热加热到一定温度时将会产生相变。已提出的许多磨削热分析模型能够计算进入工件的热量比率及产生的温升，并对理论模型进行了相应的工艺验证。以往进行热分析研究的主要目的是得出磨削加工淬硬钢时工件温升及材料相变情况，尽量避免发生磨削热导致的热损伤现象。虽然过去也曾出现过磨削淬硬概念，但那是磨削加工过程中派生的无目的的材料表面硬化现象。近年来，许多基础性研究则是企图主动有效地控制磨削工艺条件，利用磨削热对工件表面进行热处理，以改善工件表层材料性能。Brinksmeier.E和Brockhoff.T针对磨削加工退火的过共析钢和亚共析钢的早期研究工作证明，利用磨削热可以得到马氏体硬化层，硬化层深度达0.25µm。从此，为使磨削淬硬工艺投入工业应用，人们进行了许多理论和试验研究，本文主要概述目前的部分研究结果。
2 基本理论
为得到满意的磨削淬硬结果，需在磨削加工时产生大量磨削热及获得最佳热量扩散分配比，因此磨削淬硬工艺不宜使用冷却润滑液。但当工件体积太小，不足以满足自身淬火功能要求时，可使用冷却液帮助实现工件淬火。另外，冷却液可用于冷却砂轮和清洗磨削淬硬后的加工面。磨削淬硬工艺适用于各种廓形的磨削加工，为便于分析，以平面磨削淬硬工艺为例进行阐述。为评价磨削淬硬的效果，需测量磨削淬硬后试件横截面硬度层深度，并根据测量的切向力Ft计算单位切削功率Pc及进入工件的单位能量ec。
Pc=(FtVc)/(aplg) (1)
ec=RPctc (2)
式中：Vc——切削速度
lg——接触长度
ap——砂轮宽度
R——热量分配比
tc——接触时间
3 磨削淬硬技术的工艺性能
切削深度
在平面磨削中，如进给速度不变，则材料去除率和切屑等效厚度与切削深度ae成正比，增加切深通常会使切削力增大。用刚玉砂轮磨削40CrMnMo钢(切削速度：Vc=35m/s，进给速度Vft=0.5m/min ，无切削液)的试验及理论计算结果表明，随着切削深度的增加，切向力增大，但单位切削功率却减小。显然，接触长度增加的影响超过了切削力增大的影响，因此单位切削功率不适合于描述磨削加工工件表面的淬硬结果。在切深ae=1mm时，进入工件的单位能量达到最大(ec=150J/mm2，由于切削深度的增加使热作用时间加长，虽然单位切削功率降低，但单位能量稳定增加，所以随着切削深度的增加，进入工件表面的能量也相应增加。因此在切深ae=1mm时，硬度层深度可达1.8mm。
X射线分析表明，磨削淬硬零件的淬硬表层存在残余压应力。磨削已淬硬钢时，热影响以及由此引起的相变(马氏体转化为珠光体)将引起残余拉应力。而磨削淬硬工艺中的相变(珠光体转化为马氏体)将产生残余压应力，砂轮的机械作用也会在工件表面形成残余压应力。珠光体转化为马氏体是磨削淬硬过程中形成残余应力的主要机制。在淬硬层以下会检测到残余拉应力，通常磨削淬硬后的残余应力分布类似于表面感应淬火后的残余应力分布。
进给速度
增大进给速度Vft通常会使磨削力增大，在磨削淬硬工艺中也是如此。为分析进给速度对磨削淬硬工艺的影响，用刚玉砂轮对40CrMnMo钢进行了磨削试验研究(切削速度：Vc=35m/min，切削深度ae=0.1mm，无切削液)。由式(1)可知，在其它参数不变的条件下，切向磨削力的增大会使功率消耗增大。在进给速度Vft=5m/min 时，单位切削功率Pc=160W/mm2。虽然磨削功率有所增加，但进入工件的单位能量计算结果却显示出完全相反的现象。进给速度从Vft=0.01m/min增加到Vft=5.0m/min时，单位能量的计算结果由ec=1150J/mm2骤减至25J/mm2。单位能量的降低是接触时间减少引起的，进给速度提高，砂轮(等效于热源)和工件表面固定点的接触时间变小，因此进入工件表面的热量也相应减少。当进给速度很低时，传递能量很高，但由于提供的切削功率较低，使淬硬层的深度减小；当进给速度很高时，磨削功率增加，但由于接触时间减少，进入工件的能量降低，使淬硬层的深度也减小。试验结果表明，最大淬硬层深度出现于进给速度的中间阶段，当进给速度很高或很低时，都难以得到满意的淬硬结果。
切削速度
当切削速度Vc增大时，可使切削力减小，这是因为在切深和进给速度不变的条件下，切削速度增大将使每粒切屑的厚度减小。在这种情况下，单位切削功率和进入工件的单位能量都将降低。但试验结果表明，切削速度对磨削淬硬工艺的影响相当复杂。提高切削速度，可在一部分区域内降低切削功率，而在其它范围情况却相反。由式(1)可知，当切削力保持不变时，增大切削速度将使单位切削功率提高。另一方面，切削力的增大或减小与切削速度和其它影响参数(如砂轮规格等)有关。因此，在切削速度与淬硬结果之间没有普遍的对应关系。
材料的影响
随着温度的变化，钢材中a-、g-混合晶体呈现出对碳的不同溶解能力，据此即可对钢的性能进行调节。淬硬机理是基于特定冷却速率和奥氏体晶格向马氏体晶格切变特性的马氏体→奥氏体相变，热处理效果主要取决于材料中碳和合金元素的含量及其预处理情况，在这方面磨削淬硬工艺与传统热处理工艺的影响因素相同。用刚玉砂轮对40CrMnMo和GCr15钢进行磨削试验(切削速度Vc=35m/min，切削深度ae=0.1mm，进给速度Vft=0.5m/min ，材料去除率VW=60mm3，无切削液)，结果表明，经回火处理的材料能得到比退火处理材料更大的淬硬层深度，其原因是回火材料碳化物分布较细。但退火材料也可以进行磨削淬硬。
砂轮的影响
砂轮规格对磨削加工中的热扩散有重要影响。为使尽可能多的热量流入工件，可以选用刚玉砂轮，因刚玉砂轮的热传导能力低于CBN砂轮。使用树脂结合剂和陶瓷结合剂刚玉砂轮的磨削试验(被加工材料为40crMnMo，Vc=35m/min，ae=0.1mm，Vft=0.5m/min，VW=60mm3，无切削液)结果表明，虽然陶瓷结合剂刚玉砂轮硬度很高，并具有低热传导能力和高耐热特性，但陶瓷结合剂刚玉砂轮得到的淬硬层深度比树脂结合剂刚玉砂轮小得多。进一步分析砂轮的特性可知，陶瓷结合剂砂轮不能承受高机械载荷，而且磨损迅速。尽管树脂结合剂刚玉砂轮的耐热性较差，但却能得到最佳的淬硬效果。
工艺稳定性
一种新工艺的应用前提是应保证其具有良好的工艺稳定性和结果再现性。为考察磨削淬硬工艺的结果再现性，研究人员在相同条件下对10个试件进行了磨削淬硬试验，其结果再现性令人满意。为考察磨削淬硬工艺的工艺稳定性，德国的Pfeifer.T在工艺条件不变的前提下进行了50次磨削淬硬试验，定义磨削淬硬层深度的下限为0.85mm，上限为1.2mm，计算得出的工艺稳定性指数cp=1.27，cpk= 1.03，由于两个指数均大于1，表明磨削淬硬工艺是可行的和可控制的。磨削淬硬工艺结果按高斯分布且在公差之内，说明磨削淬硬工艺具有满意的工艺稳定性。但对砂轮规格等影响因素尚需做进一步的研究。
磨削淬硬表面的耐磨性
从淬硬表面的硬度和残余应力分布来看，磨削淬硬加工完全能满足工艺要求，但还应对磨削淬硬零件的使用性能进行评价。为此，对磨削淬硬零件进行了摩擦学试验以确定其耐磨性。试验采用刚玉球与圆盘对磨，试验中不加任何润滑剂，观察磨削淬硬钢盘相对非淬硬钢盘的耐磨性改善情况。试验表明，非淬硬钢盘表面的快速磨损明显，加载后仅30分钟磨损量已达24µm；而30分钟后磨削淬硬钢盘表面的磨损量仍很小，仅有 4.5µm，可见磨削淬硬工艺使零件表面的耐磨性显著提高。因此，磨削淬硬将是感应淬火、火焰淬火和激光淬火较理想的替代工艺。
图1 典型零件的磨削淬硬工艺流程
4 磨削淬硬对产品工艺流程的影响
磨削淬硬技术不仅使表面热处理工艺集成到生产线成为可能，而且能方便地将其集成到机械加工过程中，这将减少生产工序，缩短加工周期，降低产品成本。因此，磨削淬硬不仅在技术上能替代感应淬火或激光淬火，而且在经济上也能替代传统的表面强化工艺。图1是一些典型零件如主轴、导轨等采用磨削淬硬工艺对生产周期的影响。
为引入磨削淬硬技术，在选择零件及生产工序时，要先进行技术评价和经济性评估。通过对液压马达配送盘及电机电枢轴两种零件的评估表明，采用磨削淬硬技术可节省费用10%－50%。
5 结论
磨削淬硬技术的特点是：①磨削淬硬分两个阶段：首先经过粗磨产生并利用磨削热淬火，然后再精磨以达到所需的尺寸和形状精度；②磨削淬硬是短时间内奥氏体化的工件表层经自淬火向马氏体相变的现象；③冷却润滑剂会影响热量的产生，因此磨削淬硬时可采用干式磨削；④磨削淬硬使零件表面淬硬层存在残余压应力，表面无裂纹。
目前的研究表明，低材料去除率的磨削淬硬技术的工艺稳定性在工业上是完全可以接受的。摩擦学试验证明，磨削淬硬能极大地改善零件表面耐磨性。总之，磨削淬硬在技术上能替代感应淬火和激光淬火。由于磨削淬硬技术能增加产品生产的集成水平，缩短生产周期，减少热处理设备的排放物；在加工过程中不采用磨削液，可减少废液排放对环境的影响，因此其经济效益和社会效益均非常显著。磨削淬硬技术的另一个优点是引入简便，不需太大投资，只要经过试验确定最佳工艺参数，在任何普通磨床上均可实现。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
1 引言
许多钢质零件需进行表面淬火处理以改善零件材料性能，提高零件的耐磨性及疲劳强度。与完全淬硬热处理相比，表面淬硬处理的优点是零件的整体韧性好。然而，不管采用何种热处理工艺都需要对零件进行运输、储存、清洗等操作，不可能将其集成到产品的机械加工生产线上，因此，将使产品生产周期加长，成本提高。磨削加工是一种常见的金属加工方式，被广泛应用于机械加工领域，通过磨削加工可得到满意的尺寸精度、形状精度和表面质量。但磨削加工中磨削热的扩散及控制，一直是该领域的重要研究课题，若工艺条件不当，磨削热将影响已加工工件的表面质量，特别是加工淬硬钢时，还可能引起加工表面的热损伤。1994 年，德国的Brinksmeier.E和Brockhoff.T首次提出了关于在磨削加工中利用磨削热对钢件表面进行淬火处理的新工艺，并于1996年、 1999年进一步阐述了这一新工艺在工业中应用的可行性及相关试验研究结果。2000年，澳大利亚的Zhang.L和Zarudi.I申请了关于磨削加工和表面淬火集成工艺的专利。可见，在材料去除加工的同时对工件表面进行淬硬处理的方法具有潜在的发展前景。
在大多数情况下，磨削加工产生的热量被认为是一个消极因素，应采用冷却剂及选择合适的磨削条件抑制其不良影响。目前的热处理和磨削工艺存在两个主要缺点：① 目前虽有多种表面淬硬热处理工艺，但都很难集成到产品生产线上；② 零件在表面热处理后需进行磨削加工，而磨削热和机械作用可能对已淬硬材料造成损伤。这两个问题促使人们考虑如何利用磨削加工中的热量和机械作用直接对零件表面进行淬硬，即磨削淬硬。
由于磨削加工在工业中应用广泛，基于材料去除及切屑形成原理的磨削功率转换为磨削热能的机理已得到深入研究。在一定的磨削条件下，磨削热主要通过工件扩散，使工件表面产生高温，这种热载荷与磨粒和工件表面之间的机械载荷叠加，将使工件表面产生裂纹、回火等，这种现象在磨削加工领域已得到公认并被深入研究。在磨削加工中，当工件表层材料被磨削热加热到一定温度时将会产生相变。已提出的许多磨削热分析模型能够计算进入工件的热量比率及产生的温升，并对理论模型进行了相应的工艺验证。以往进行热分析研究的主要目的是得出磨削加工淬硬钢时工件温升及材料相变情况，尽量避免发生磨削热导致的热损伤现象。虽然过去也曾出现过磨削淬硬概念，但那是磨削加工过程中派生的无目的的材料表面硬化现象。近年来，许多基础性研究则是企图主动有效地控制磨削工艺条件，利用磨削热对工件表面进行热处理，以改善工件表层材料性能。Brinksmeier.E和Brockhoff.T针对磨削加工退火的过共析钢和亚共析钢的早期研究工作证明，利用磨削热可以得到马氏体硬化层，硬化层深度达0.25µm。从此，为使磨削淬硬工艺投入工业应用，人们进行了许多理论和试验研究，本文主要概述目前的部分研究结果。
2 基本理论
为得到满意的磨削淬硬结果，需在磨削加工时产生大量磨削热及获得最佳热量扩散分配比，因此磨削淬硬工艺不宜使用冷却润滑液。但当工件体积太小，不足以满足自身淬火功能要求时，可使用冷却液帮助实现工件淬火。另外，冷却液可用于冷却砂轮和清洗磨削淬硬后的加工面。磨削淬硬工艺适用于各种廓形的磨削加工，为便于分析，以平面磨削淬硬工艺为例进行阐述。为评价磨削淬硬的效果，需测量磨削淬硬后试件横截面硬度层深度，并根据测量的切向力Ft计算单位切削功率Pc及进入工件的单位能量ec。
Pc=(FtVc)/(aplg) (1)
ec=RPctc (2)
式中：Vc——切削速度
lg——接触长度
ap——砂轮宽度
R——热量分配比
tc——接触时间
3 磨削淬硬技术的工艺性能
切削深度
在平面磨削中，如进给速度不变，则材料去除率和切屑等效厚度与切削深度ae成正比，增加切深通常会使切削力增大。用刚玉砂轮磨削40CrMnMo钢(切削速度：Vc=35m/s，进给速度Vft=0.5m/min ，无切削液)的试验及理论计算结果表明，随着切削深度的增加，切向力增大，但单位切削功率却减小。显然，接触长度增加的影响超过了切削力增大的影响，因此单位切削功率不适合于描述磨削加工工件表面的淬硬结果。在切深ae=1mm时，进入工件的单位能量达到最大(ec=150J/mm2，由于切削深度的增加使热作用时间加长，虽然单位切削功率降低，但单位能量稳定增加，所以随着切削深度的增加，进入工件表面的能量也相应增加。因此在切深ae=1mm时，硬度层深度可达1.8mm。
X射线分析表明，磨削淬硬零件的淬硬表层存在残余压应力。磨削已淬硬钢时，热影响以及由此引起的相变(马氏体转化为珠光体)将引起残余拉应力。而磨削淬硬工艺中的相变(珠光体转化为马氏体)将产生残余压应力，砂轮的机械作用也会在工件表面形成残余压应力。珠光体转化为马氏体是磨削淬硬过程中形成残余应力的主要机制。在淬硬层以下会检测到残余拉应力，通常磨削淬硬后的残余应力分布类似于表面感应淬火后的残余应力分布。
进给速度
增大进给速度Vft通常会使磨削力增大，在磨削淬硬工艺中也是如此。为分析进给速度对磨削淬硬工艺的影响，用刚玉砂轮对40CrMnMo钢进行了磨削试验研究(切削速度：Vc=35m/min，切削深度ae=0.1mm，无切削液)。由式(1)可知，在其它参数不变的条件下，切向磨削力的增大会使功率消耗增大。在进给速度Vft=5m/min 时，单位切削功率Pc=160W/mm2。虽然磨削功率有所增加，但进入工件的单位能量计算结果却显示出完全相反的现象。进给速度从Vft=0.01m/min增加到Vft=5.0m/min时，单位能量的计算结果由ec=1150J/mm2骤减至25J/mm2。单位能量的降低是接触时间减少引起的，进给速度提高，砂轮(等效于热源)和工件表面固定点的接触时间变小，因此进入工件表面的热量也相应减少。当进给速度很低时，传递能量很高，但由于提供的切削功率较低，使淬硬层的深度减小；当进给速度很高时，磨削功率增加，但由于接触时间减少，进入工件的能量降低，使淬硬层的深度也减小。试验结果表明，最大淬硬层深度出现于进给速度的中间阶段，当进给速度很高或很低时，都难以得到满意的淬硬结果。
切削速度
当切削速度Vc增大时，可使切削力减小，这是因为在切深和进给速度不变的条件下，切削速度增大将使每粒切屑的厚度减小。在这种情况下，单位切削功率和进入工件的单位能量都将降低。但试验结果表明，切削速度对磨削淬硬工艺的影响相当复杂。提高切削速度，可在一部分区域内降低切削功率，而在其它范围情况却相反。由式(1)可知，当切削力保持不变时，增大切削速度将使单位切削功率提高。另一方面，切削力的增大或减小与切削速度和其它影响参数(如砂轮规格等)有关。因此，在切削速度与淬硬结果之间没有普遍的对应关系。
材料的影响
随着温度的变化，钢材中a-、g-混合晶体呈现出对碳的不同溶解能力，据此即可对钢的性能进行调节。淬硬机理是基于特定冷却速率和奥氏体晶格向马氏体晶格切变特性的马氏体→奥氏体相变，热处理效果主要取决于材料中碳和合金元素的含量及其预处理情况，在这方面磨削淬硬工艺与传统热处理工艺的影响因素相同。用刚玉砂轮对40CrMnMo和GCr15钢进行磨削试验(切削速度Vc=35m/min，切削深度ae=0.1mm，进给速度Vft=0.5m/min ，材料去除率VW=60mm3，无切削液)，结果表明，经回火处理的材料能得到比退火处理材料更大的淬硬层深度，其原因是回火材料碳化物分布较细。但退火材料也可以进行磨削淬硬。
砂轮的影响
砂轮规格对磨削加工中的热扩散有重要影响。为使尽可能多的热量流入工件，可以选用刚玉砂轮，因刚玉砂轮的热传导能力低于CBN砂轮。使用树脂结合剂和陶瓷结合剂刚玉砂轮的磨削试验(被加工材料为40crMnMo，Vc=35m/min，ae=0.1mm，Vft=0.5m/min，VW=60mm3，无切削液)结果表明，虽然陶瓷结合剂刚玉砂轮硬度很高，并具有低热传导能力和高耐热特性，但陶瓷结合剂刚玉砂轮得到的淬硬层深度比树脂结合剂刚玉砂轮小得多。进一步分析砂轮的特性可知，陶瓷结合剂砂轮不能承受高机械载荷，而且磨损迅速。尽管树脂结合剂刚玉砂轮的耐热性较差，但却能得到最佳的淬硬效果。
工艺稳定性
一种新工艺的应用前提是应保证其具有良好的工艺稳定性和结果再现性。为考察磨削淬硬工艺的结果再现性，研究人员在相同条件下对10个试件进行了磨削淬硬试验，其结果再现性令人满意。为考察磨削淬硬工艺的工艺稳定性，德国的Pfeifer.T在工艺条件不变的前提下进行了50次磨削淬硬试验，定义磨削淬硬层深度的下限为0.85mm，上限为1.2mm，计算得出的工艺稳定性指数cp=1.27，cpk= 1.03，由于两个指数均大于1，表明磨削淬硬工艺是可行的和可控制的。磨削淬硬工艺结果按高斯分布且在公差之内，说明磨削淬硬工艺具有满意的工艺稳定性。但对砂轮规格等影响因素尚需做进一步的研究。
磨削淬硬表面的耐磨性
从淬硬表面的硬度和残余应力分布来看，磨削淬硬加工完全能满足工艺要求，但还应对磨削淬硬零件的使用性能进行评价。为此，对磨削淬硬零件进行了摩擦学试验以确定其耐磨性。试验采用刚玉球与圆盘对磨，试验中不加任何润滑剂，观察磨削淬硬钢盘相对非淬硬钢盘的耐磨性改善情况。试验表明，非淬硬钢盘表面的快速磨损明显，加载后仅30分钟磨损量已达24µm；而30分钟后磨削淬硬钢盘表面的磨损量仍很小，仅有 4.5µm，可见磨削淬硬工艺使零件表面的耐磨性显著提高。因此，磨削淬硬将是感应淬火、火焰淬火和激光淬火较理想的替代工艺。
图1 典型零件的磨削淬硬工艺流程
4 磨削淬硬对产品工艺流程的影响
磨削淬硬技术不仅使表面热处理工艺集成到生产线成为可能，而且能方便地将其集成到机械加工过程中，这将减少生产工序，缩短加工周期，降低产品成本。因此，磨削淬硬不仅在技术上能替代感应淬火或激光淬火，而且在经济上也能替代传统的表面强化工艺。图1是一些典型零件如主轴、导轨等采用磨削淬硬工艺对生产周期的影响。
为引入磨削淬硬技术，在选择零件及生产工序时，要先进行技术评价和经济性评估。通过对液压马达配送盘及电机电枢轴两种零件的评估表明，采用磨削淬硬技术可节省费用10%－50%。
5 结论
磨削淬硬技术的特点是：①磨削淬硬分两个阶段：首先经过粗磨产生并利用磨削热淬火，然后再精磨以达到所需的尺寸和形状精度；②磨削淬硬是短时间内奥氏体化的工件表层经自淬火向马氏体相变的现象；③冷却润滑剂会影响热量的产生，因此磨削淬硬时可采用干式磨削；④磨削淬硬使零件表面淬硬层存在残余压应力，表面无裂纹。
目前的研究表明，低材料去除率的磨削淬硬技术的工艺稳定性在工业上是完全可以接受的。摩擦学试验证明，磨削淬硬能极大地改善零件表面耐磨性。总之，磨削淬硬在技术上能替代感应淬火和激光淬火。由于磨削淬硬技术能增加产品生产的集成水平，缩短生产周期，减少热处理设备的排放物；在加工过程中不采用磨削液，可减少废液排放对环境的影响，因此其经济效益和社会效益均非常显著。磨削淬硬技术的另一个优点是引入简便，不需太大投资，只要经过试验确定最佳工艺参数，在任何普通磨床上均可实现。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
飞机机翼整体壁板加工www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
随着飞机性能的不断提高，对飞机机翼的气动和结构要求越来越高，而且随着市场多元化的发展，进一步的降低制造成本，使产品更加有竞争力，使许多飞机制造商面临的主要问题。
在国内发展的一种新型飞机上，为了进一步的降低飞机的结构重量，减少装配工作量，采用了更新的飞机机翼整体壁板的设计思想。它集变厚度蒙皮、长珩、梳状接头、口盖、横向加强肋与一起，形成新型的飞机机翼整体壁板。
新型飞机机翼整体壁板结构特点
零件加工完成后的尺寸为 10880mm×640mm×64mm，宽度方向的弧形弓高为13mm，毛料重量：1.898吨，零件重量：221kg。因此其零件尺寸和加工前后重量的变化对加工控制的要求就是一个难点。
零件的协调要求高是一个难点。要求相邻的壁板两端面和15个加强肋的位置偏移不能超过0.5mm。理论外形面对装配型架的间隙不超过0.5mm。
零件加工过程中的变形控制要求在0.5mm以内。
由于T型筋与加强肋的纵横交错成网格状，使零件内部形成了底面为弧形、四周为变化角度的立筋、T型筋的凹槽和槽底面上设计的360多个台阶和下陷。
由于零件的材料利用率仅有11.6%，切削余量很大。
机翼整体结构复合壁板正面全图
机翼整体结构复合壁板理论外形面全图
根据上述分析地零件结构特点，我们制定下面的加工方案：
1、 根据毛料长11.8米×0.76米×80毫米；毛料1.898吨，零件结构复杂并带有机翼理论外形的复合型整体机翼壁板的加工任务，选择合适的五座标龙门数控设备。
2、在编程过程中，采用对零件的理论外形面和内槽进行分层粗加工和法向精加工的方法，减少了零件的加工变形，使零件对装配型架的间隙小于0.5毫米。
3、利用五坐标数控机床的摆角，一次将零件理论外形底面和法向T型立筋加工出来，减少了以前零件理论外形面需要喷丸成型或冷成型加工方法，简化了零件加工工艺过程，从而大幅度提高了生产效率，减少了加工费用。
4、利用T型铣刀的特点，完成了零件法向T形立筋和圆弧底面和斜向加强肋的复合结构的编程及加工。
5、在该零件的加工过程中进行了不同刀具的加工效果对比，取得了许多的加工经验，如：高转速（9000转/分钟）与高走速（15000毫米/分钟）的切削参数。
因为零件尺寸的限制，只能选择我们公司相应尺寸规格的机床进行加工。为了提高加工效率，在实际生产中正面我们采用五座标功能加工零件行腔。粗、精加工一次装夹完成。为了减少加工过程的零件变形，我们采用了高速分层加工方式；槽腔加工采用对称、分散的加工方式，尽可能的减少加工过程造成的零件变形。
由于该零件的材料利用率较低，切削过程会产生大量的切屑，在加工中选择合适的刀具，以及相适应切削参数对加工效率和零件表面质量以及控制零件变形有着重要的意义。
加工的刀具要考虑较多的因素。首先，采用的铣刀刀盘几何形状要适应曲面加工，要具有良好的切削性能及排屑和断屑性能，主要要适应壁板内型面的加工要求，这对于刀具干涉是很重要的因素。在选用刀具时，不仅要根据机床主轴的功率、转速，零件材料及刀具和刀片的有关切削参数作计算，而且更进一步要根据后述的仿真加工将其刀片及刀杆和机床主轴进行仿真和干涉检查计算，以进行综合考虑。如果刀具干涉，必须修改刀具方案及加工方法等，也就是最后确定的刀具必须在仿真和干涉检查验证没有问题后才能确定。在机床功率、铣头转速范围和机床刚性足够的条件下，在仿真加工采用不同直径刀具进行计算，尽量采用大直径刀具以提高加工效率。因为此零件需要进行较大的余量去除，所以选择的切削速度较高。高速切削刀具不仅在耐用度和可靠性方面比常规加工有更高的要求，在刀具系统的安全性方面也有特殊的要求。所以我们和山特维克公司合作，在加工T型筋区域时定制了专用的T型铣刀。为了适应高速加工的需要，考虑到制造成本，一般的铣削我们选择机夹式立铣刀，特殊区域的立铣刀我们选择了整体粉末冶金高速钢刀具。
典型的加工参数如下：
理论外形面我们采用五座标行切形面，粗、精加工一次完成，在行切到接近理论外形时采用一定的方式，保证机翼外形正确。
由于零件比较大，制造夹具得费用也比较高，且周期也来不及。为此，我们采用无铣具得加工方式，并且这种方式也有利于加工过程的变形控制。这样大的零件，在加工过程中采用无铣具的装夹方式，零件在机床上正确放置和压紧，对零件的变形控制和最终尺寸的保证都是十分重要的。需要考虑压紧位置和机床运动的关系，还要考虑尽可能的减少零件的毛料尺寸。
机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术是当今世界航空制造业中的最先进高技术之一，机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型涉及到计算机辅助产品三维造型技术，计算机模拟及仿真加工技术。对机翼整体结构复合壁板的合理加工工艺方案，装夹定位技术，加工方案配以合理的刀具和切削参数，可以说，每个环节和涉及到的技术都是新技术问题。我公司有关技术人员经过不懈的艰苦努力，作了大量的基础和开发工作，首次并成功地将开发的机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术用于某新机机翼整体结构复合壁板加工，为国内制造厂首次机翼整体结构复合壁板全套采用数控加工。从加工后的机翼整体结构复合壁板测量数据分析，加工精度已达到国际先进水平，从加工过程来看，加工效率已接近国际先进水平，为国内技术领先水平。该技术的开发成功，具有很好的社会和经济效益，并且对整个航空制造行业的技术进步，提高我国航空制造业的市场竞争力都有着重要的意义。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
随着飞机性能的不断提高，对飞机机翼的气动和结构要求越来越高，而且随着市场多元化的发展，进一步的降低制造成本，使产品更加有竞争力，使许多飞机制造商面临的主要问题。
在国内发展的一种新型飞机上，为了进一步的降低飞机的结构重量，减少装配工作量，采用了更新的飞机机翼整体壁板的设计思想。它集变厚度蒙皮、长珩、梳状接头、口盖、横向加强肋与一起，形成新型的飞机机翼整体壁板。
新型飞机机翼整体壁板结构特点
零件加工完成后的尺寸为 10880mm×640mm×64mm，宽度方向的弧形弓高为13mm，毛料重量：1.898吨，零件重量：221kg。因此其零件尺寸和加工前后重量的变化对加工控制的要求就是一个难点。
零件的协调要求高是一个难点。要求相邻的壁板两端面和15个加强肋的位置偏移不能超过0.5mm。理论外形面对装配型架的间隙不超过0.5mm。
零件加工过程中的变形控制要求在0.5mm以内。
由于T型筋与加强肋的纵横交错成网格状，使零件内部形成了底面为弧形、四周为变化角度的立筋、T型筋的凹槽和槽底面上设计的360多个台阶和下陷。
由于零件的材料利用率仅有11.6%，切削余量很大。
机翼整体结构复合壁板正面全图
机翼整体结构复合壁板理论外形面全图
根据上述分析地零件结构特点，我们制定下面的加工方案：
1、 根据毛料长11.8米×0.76米×80毫米；毛料1.898吨，零件结构复杂并带有机翼理论外形的复合型整体机翼壁板的加工任务，选择合适的五座标龙门数控设备。
2、在编程过程中，采用对零件的理论外形面和内槽进行分层粗加工和法向精加工的方法，减少了零件的加工变形，使零件对装配型架的间隙小于0.5毫米。
3、利用五坐标数控机床的摆角，一次将零件理论外形底面和法向T型立筋加工出来，减少了以前零件理论外形面需要喷丸成型或冷成型加工方法，简化了零件加工工艺过程，从而大幅度提高了生产效率，减少了加工费用。
4、利用T型铣刀的特点，完成了零件法向T形立筋和圆弧底面和斜向加强肋的复合结构的编程及加工。
5、在该零件的加工过程中进行了不同刀具的加工效果对比，取得了许多的加工经验，如：高转速（9000转/分钟）与高走速（15000毫米/分钟）的切削参数。
因为零件尺寸的限制，只能选择我们公司相应尺寸规格的机床进行加工。为了提高加工效率，在实际生产中正面我们采用五座标功能加工零件行腔。粗、精加工一次装夹完成。为了减少加工过程的零件变形，我们采用了高速分层加工方式；槽腔加工采用对称、分散的加工方式，尽可能的减少加工过程造成的零件变形。
由于该零件的材料利用率较低，切削过程会产生大量的切屑，在加工中选择合适的刀具，以及相适应切削参数对加工效率和零件表面质量以及控制零件变形有着重要的意义。
加工的刀具要考虑较多的因素。首先，采用的铣刀刀盘几何形状要适应曲面加工，要具有良好的切削性能及排屑和断屑性能，主要要适应壁板内型面的加工要求，这对于刀具干涉是很重要的因素。在选用刀具时，不仅要根据机床主轴的功率、转速，零件材料及刀具和刀片的有关切削参数作计算，而且更进一步要根据后述的仿真加工将其刀片及刀杆和机床主轴进行仿真和干涉检查计算，以进行综合考虑。如果刀具干涉，必须修改刀具方案及加工方法等，也就是最后确定的刀具必须在仿真和干涉检查验证没有问题后才能确定。在机床功率、铣头转速范围和机床刚性足够的条件下，在仿真加工采用不同直径刀具进行计算，尽量采用大直径刀具以提高加工效率。因为此零件需要进行较大的余量去除，所以选择的切削速度较高。高速切削刀具不仅在耐用度和可靠性方面比常规加工有更高的要求，在刀具系统的安全性方面也有特殊的要求。所以我们和山特维克公司合作，在加工T型筋区域时定制了专用的T型铣刀。为了适应高速加工的需要，考虑到制造成本，一般的铣削我们选择机夹式立铣刀，特殊区域的立铣刀我们选择了整体粉末冶金高速钢刀具。
典型的加工参数如下：
理论外形面我们采用五座标行切形面，粗、精加工一次完成，在行切到接近理论外形时采用一定的方式，保证机翼外形正确。
由于零件比较大，制造夹具得费用也比较高，且周期也来不及。为此，我们采用无铣具得加工方式，并且这种方式也有利于加工过程的变形控制。这样大的零件，在加工过程中采用无铣具的装夹方式，零件在机床上正确放置和压紧，对零件的变形控制和最终尺寸的保证都是十分重要的。需要考虑压紧位置和机床运动的关系，还要考虑尽可能的减少零件的毛料尺寸。
机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术是当今世界航空制造业中的最先进高技术之一，机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型涉及到计算机辅助产品三维造型技术，计算机模拟及仿真加工技术。对机翼整体结构复合壁板的合理加工工艺方案，装夹定位技术，加工方案配以合理的刀具和切削参数，可以说，每个环节和涉及到的技术都是新技术问题。我公司有关技术人员经过不懈的艰苦努力，作了大量的基础和开发工作，首次并成功地将开发的机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术用于某新机机翼整体结构复合壁板加工，为国内制造厂首次机翼整体结构复合壁板全套采用数控加工。从加工后的机翼整体结构复合壁板测量数据分析，加工精度已达到国际先进水平，从加工过程来看，加工效率已接近国际先进水平，为国内技术领先水平。该技术的开发成功，具有很好的社会和经济效益，并且对整个航空制造行业的技术进步，提高我国航空制造业的市场竞争力都有着重要的意义。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
数控设备维修实例www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
一、数控设备的维护保养知识
数控设备是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行。
1、数控设备使用中应注意的问题
1.1 数控设备的使用环境
为提高数控设备的使用寿命，一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射，要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。腐蚀气体易使电子元件受到腐蚀变质，造成接触不良或元件间短路，影响设备的正常运行。精密数控设备要远离振动大的设备，如冲床、锻压设备等。
1.2 电源要求
为了避免电源波动幅度大（大于±10%）和可能的瞬间干扰信号等影响，数控设备一般采用专线供电（如从低压配电室分一路单独供数控机床使用）或增设稳压装置等，都可减少供电质量的影响和电气干扰。
1.3 操作规程
操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一，操作者一定要按操作规程操作。机床发生故障时，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明出现故障前后的情况，以利于分析、诊断出故障的原因，及时排除。
另外，数控机床不宜长期封存不用，购买数控机床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露，得以在保修期内得以排除。在没有加工任务时，数控机床也要定期通电，最好是每周通电1-2次，每次空运行1小时左右，以利用机床本身的发热量来降低机内的湿度，使电子元件不致受潮，同时也能及时发现有无电池报警发生，以防止系统软件、参数的丢失。
2、数控机床的维护保养
数控机床种类多，各类数控机床因其功能，结构及系统的不同，各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色，具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况，并参照机床使用说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。下面是一些常见、通用的日常维护保养要点。
2.1 数控系统的维护
1）严格遵守操作规程和日常维护制度
2）应尽量少开数控柜和强电柜的门
在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏。
3）定时清扫数控柜的散热通风系统
应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数控柜内温度过高。
4）数控系统的输入/输出装置的定期维护
80年代以前生产的数控机床，大多带有光电式纸带阅读机，如果读带部分被污染，将导致读入信息出错。为此，必须按规定对光电阅读机进行维护。
5）直流电动机电刷的定期检查和更换
直流电动机电刷的过渡磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次。
6）定期更换存储用电池
一般数控系统内对CMOSRAM存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时RAM内信息丢失。
7）备用电路板的维护
备用的印制电路板长期不用时，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。
2.2 机械部件的维护
1）主传动链的维护
定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。
2）滚珠丝杠螺纹副的维护
定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要及时更换，以防灰尘或切屑进入。
3）刀库及换刀机械手的维护
严禁把超重、超长的刀具装入刀库，以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整；开机时，应使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作；检查刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常应及时处理。
2.3 液压、气压系统维护
定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或分滤网进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查和更换液压油；定期对气压系统分*滤气器放水；
2.4 机床精度的维护
定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。其软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙等。
二、维修工作的基本条件
数控机床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不仅对合理地使用不够重视，更对其保养及维修工作关注太少，日常不注意对保养与维修工作条件的创造和投入，故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此，为了充分发挥数控机床的效益，我们一定要重视维修工作，创造出良好的维修条件。由于数控机床日常出现的多为电气故障，所以电气维修更为重要。
1. 人员条件
数控机床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。
（1） 首先是有高度的责任心和良好的职业道德。
（2） 知识面要广。要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，当然还包括上节所讲的基本数控知识。
（3） 应经过良好的技术培训。数控技术基础理论的学习，尤其是针对具体数控机床的技术培训，首先是参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，而更重要且更长时间的是自学。
（4） 勇于实践。要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去，在不断的实践中提高分析能力和动手能力。
（5） 掌握科学的方法。要做好维修工作光有热情是不够的，还必须在长期的学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。
（6） 学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。
（7） 掌握一门外语，特别是英语。起码应做到能看懂技术资料。
2. 物质条件
（1） 准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件。
（2） 非必要的常备电器元件应做到采购渠道快速畅通。
（3） 必要的维修工具、仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。
（4） 每台数控机床所配有的完整的技术图样和资料。
（5） 数控机床使用、维修技术档案材料。
3. 关于预防性维护
预防性维护的目的是为了降低故障率，其工作内容主要包括下列几方面的工作。
（1） 人员安排为每台数控机床分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员，所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平。
（2） 建规建档针对每台机床的具体性能和加工对象制定操作规章，建立工作与维修档案，管理者要经常检查、总结、改进。
（3） 日常保养对每台数控机床都应建立日常维护保养计划，包括保养内容（如坐标轴传动系统的润滑、磨损情况，主轴润滑等，油、水气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、接触器触头清洁，各插头、接线端是否松动，电气柜通风状况等等）及各功能部件和元气件的保养周期（每日、每月、半年或不定期）。
（4） 提高利用率数控机床如果较长时间闲置不用，当需要使用时，首先机床的各运动环节会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能，降低机床精度，油路系统的堵塞更是一大烦事；从电气方面来看，由于一台数控机床的整个电气控制系统硬件是由数以万计的电子元器件组成的，他们的性能和寿命具有很大离散性，从宏观来看分三个阶段：在一年之内基本上处于所谓"磨合"阶段。在该阶段故障率呈下降趋势，如果在这期间不断开动机床则会较快完成"磨合"任务，而且也可充分利用一年的维修期；第二阶段为有效寿命阶段，也就是充分发挥效能的阶段。在合理使用和良好的日常维护保养的条件下，机床正常运转至少可在五年以上；第三阶段为系统寿命衰老阶段，电器硬件故障会逐渐增多，数控系统的使用寿命平均在8－10年左右。
因此，在没有加工任务的一段时间内，最好较低速度下空运行机床，至少也要经常给数控系统通电，甚至每天都应通电。
三、维修与排故技术
1. 常见电气故障分类
数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。
（1） 以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改 PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失，这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。
（2） 以故障出现时有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致（如开关不闭合、接插松动等）。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。
（3） 以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障，损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。
（4） 以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。
（5）以机床的运动品质特性来衡量，则是机床运动特性下降的故障。在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。
2. 故障的调查与分析
这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作：
① 询问调查 在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。
② 现场检查 到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。
③ 故障分析 根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。
④ 确定原因 对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。 ⑤排故准备 有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。
（1） 直观检查法这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。
① 询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。
② 目视 总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态（例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等），各电控装置（如数控系统、温控装置、润滑装置等）有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。
③ 触摸 在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线（如伺服与电机接触器接线）的联接状况等来发现可能出现故障的原因。
④ 通电 这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。
（2） 仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
（3） 信号与报警指示分析法
① 硬件报警指示 这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。
② 软件报警指示 如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
（4） 接口状态检查法
现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
（5） 参数调整法
数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化（尤其是模拟量参数）甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既知晓其地址熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。
（6）备件置换法
当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题。
更换任何备件都必须在断电情况下进行。
许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。
某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。
有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。
鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。
（7） 交叉换位法
当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。
（8） 特殊处理法
当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。
3. 电气维修与故障的排除
这是排故的第二阶段，是实施阶段。
如前所述，电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。
（1） 电源
电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。我们在设计数控机床的供电系统时应尽量做到：
提供独立的配电箱而不与其他设备串用。
电网供电质量较差的地区应配备三相交流稳压装置。
电源始端有良好的接地。
进入数控机床的三相电源应采用三相五线制，中线（N）与接地（PE）严格分开。
电柜内电器件的布局和交、直流电线的敷设要相互隔离。
（2） 数控系统位置环故障
① 位置环报警。可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。
② 坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。
（3） 机床坐标找不到零点
可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。
（4） 机床动态特性变差，工件加工质量下降，甚至在一定速度下机床发生振动
这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的；对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态，应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。
（5） 偶发性停机故障
这里有两种可能的情况：一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障，一般情况下机床断电后重新通电便会消失；另一种情况是由环境条件引起的，如强力干扰（电网或周边设备）、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视，例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近，电柜长时间开门运行，附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障，严重的还会损坏系统与机床，务必注意改善。
4. 维修排故后的总结提高工作
对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段，也是十分重要的阶段，应引起足够重视。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
一、数控设备的维护保养知识
数控设备是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行。
1、数控设备使用中应注意的问题
1.1 数控设备的使用环境
为提高数控设备的使用寿命，一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射，要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。腐蚀气体易使电子元件受到腐蚀变质，造成接触不良或元件间短路，影响设备的正常运行。精密数控设备要远离振动大的设备，如冲床、锻压设备等。
1.2 电源要求
为了避免电源波动幅度大（大于±10%）和可能的瞬间干扰信号等影响，数控设备一般采用专线供电（如从低压配电室分一路单独供数控机床使用）或增设稳压装置等，都可减少供电质量的影响和电气干扰。
1.3 操作规程
操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一，操作者一定要按操作规程操作。机床发生故障时，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明出现故障前后的情况，以利于分析、诊断出故障的原因，及时排除。
另外，数控机床不宜长期封存不用，购买数控机床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露，得以在保修期内得以排除。在没有加工任务时，数控机床也要定期通电，最好是每周通电1-2次，每次空运行1小时左右，以利用机床本身的发热量来降低机内的湿度，使电子元件不致受潮，同时也能及时发现有无电池报警发生，以防止系统软件、参数的丢失。
2、数控机床的维护保养
数控机床种类多，各类数控机床因其功能，结构及系统的不同，各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色，具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况，并参照机床使用说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。下面是一些常见、通用的日常维护保养要点。
2.1 数控系统的维护
1）严格遵守操作规程和日常维护制度
2）应尽量少开数控柜和强电柜的门
在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏。
3）定时清扫数控柜的散热通风系统
应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数控柜内温度过高。
4）数控系统的输入/输出装置的定期维护
80年代以前生产的数控机床，大多带有光电式纸带阅读机，如果读带部分被污染，将导致读入信息出错。为此，必须按规定对光电阅读机进行维护。
5）直流电动机电刷的定期检查和更换
直流电动机电刷的过渡磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次。
6）定期更换存储用电池
一般数控系统内对CMOSRAM存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时RAM内信息丢失。
7）备用电路板的维护
备用的印制电路板长期不用时，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。
2.2 机械部件的维护
1）主传动链的维护
定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。
2）滚珠丝杠螺纹副的维护
定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要及时更换，以防灰尘或切屑进入。
3）刀库及换刀机械手的维护
严禁把超重、超长的刀具装入刀库，以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整；开机时，应使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作；检查刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常应及时处理。
2.3 液压、气压系统维护
定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或分滤网进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查和更换液压油；定期对气压系统分*滤气器放水；
2.4 机床精度的维护
定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。其软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙等。
二、维修工作的基本条件
数控机床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不仅对合理地使用不够重视，更对其保养及维修工作关注太少，日常不注意对保养与维修工作条件的创造和投入，故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此，为了充分发挥数控机床的效益，我们一定要重视维修工作，创造出良好的维修条件。由于数控机床日常出现的多为电气故障，所以电气维修更为重要。
1. 人员条件
数控机床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。
（1） 首先是有高度的责任心和良好的职业道德。
（2） 知识面要广。要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，当然还包括上节所讲的基本数控知识。
（3） 应经过良好的技术培训。数控技术基础理论的学习，尤其是针对具体数控机床的技术培训，首先是参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，而更重要且更长时间的是自学。
（4） 勇于实践。要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去，在不断的实践中提高分析能力和动手能力。
（5） 掌握科学的方法。要做好维修工作光有热情是不够的，还必须在长期的学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。
（6） 学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。
（7） 掌握一门外语，特别是英语。起码应做到能看懂技术资料。
2. 物质条件
（1） 准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件。
（2） 非必要的常备电器元件应做到采购渠道快速畅通。
（3） 必要的维修工具、仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。
（4） 每台数控机床所配有的完整的技术图样和资料。
（5） 数控机床使用、维修技术档案材料。
3. 关于预防性维护
预防性维护的目的是为了降低故障率，其工作内容主要包括下列几方面的工作。
（1） 人员安排为每台数控机床分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员，所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平。
（2） 建规建档针对每台机床的具体性能和加工对象制定操作规章，建立工作与维修档案，管理者要经常检查、总结、改进。
（3） 日常保养对每台数控机床都应建立日常维护保养计划，包括保养内容（如坐标轴传动系统的润滑、磨损情况，主轴润滑等，油、水气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、接触器触头清洁，各插头、接线端是否松动，电气柜通风状况等等）及各功能部件和元气件的保养周期（每日、每月、半年或不定期）。
（4） 提高利用率数控机床如果较长时间闲置不用，当需要使用时，首先机床的各运动环节会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能，降低机床精度，油路系统的堵塞更是一大烦事；从电气方面来看，由于一台数控机床的整个电气控制系统硬件是由数以万计的电子元器件组成的，他们的性能和寿命具有很大离散性，从宏观来看分三个阶段：在一年之内基本上处于所谓"磨合"阶段。在该阶段故障率呈下降趋势，如果在这期间不断开动机床则会较快完成"磨合"任务，而且也可充分利用一年的维修期；第二阶段为有效寿命阶段，也就是充分发挥效能的阶段。在合理使用和良好的日常维护保养的条件下，机床正常运转至少可在五年以上；第三阶段为系统寿命衰老阶段，电器硬件故障会逐渐增多，数控系统的使用寿命平均在8－10年左右。
因此，在没有加工任务的一段时间内，最好较低速度下空运行机床，至少也要经常给数控系统通电，甚至每天都应通电。
三、维修与排故技术
1. 常见电气故障分类
数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。
（1） 以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改 PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失，这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。
（2） 以故障出现时有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致（如开关不闭合、接插松动等）。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。
（3） 以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障，损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。
（4） 以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。
（5）以机床的运动品质特性来衡量，则是机床运动特性下降的故障。在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。
2. 故障的调查与分析
这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作：
① 询问调查 在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。
② 现场检查 到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。
③ 故障分析 根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。
④ 确定原因 对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。 ⑤排故准备 有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。
（1） 直观检查法这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。
① 询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。
② 目视 总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态（例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等），各电控装置（如数控系统、温控装置、润滑装置等）有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。
③ 触摸 在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线（如伺服与电机接触器接线）的联接状况等来发现可能出现故障的原因。
④ 通电 这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。
（2） 仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
（3） 信号与报警指示分析法
① 硬件报警指示 这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。
② 软件报警指示 如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
（4） 接口状态检查法
现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
（5） 参数调整法
数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化（尤其是模拟量参数）甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既知晓其地址熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。
（6）备件置换法
当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题。
更换任何备件都必须在断电情况下进行。
许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。
某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。
有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。
鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。
（7） 交叉换位法
当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。
（8） 特殊处理法
当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。
3. 电气维修与故障的排除
这是排故的第二阶段，是实施阶段。
如前所述，电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。
（1） 电源
电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。我们在设计数控机床的供电系统时应尽量做到：
提供独立的配电箱而不与其他设备串用。
电网供电质量较差的地区应配备三相交流稳压装置。
电源始端有良好的接地。
进入数控机床的三相电源应采用三相五线制，中线（N）与接地（PE）严格分开。
电柜内电器件的布局和交、直流电线的敷设要相互隔离。
（2） 数控系统位置环故障
① 位置环报警。可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。
② 坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。
（3） 机床坐标找不到零点
可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。
（4） 机床动态特性变差，工件加工质量下降，甚至在一定速度下机床发生振动
这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的；对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态，应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。
（5） 偶发性停机故障
这里有两种可能的情况：一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障，一般情况下机床断电后重新通电便会消失；另一种情况是由环境条件引起的，如强力干扰（电网或周边设备）、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视，例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近，电柜长时间开门运行，附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障，严重的还会损坏系统与机床，务必注意改善。
4. 维修排故后的总结提高工作
对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段，也是十分重要的阶段，应引起足够重视。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
铝件的干式切削加工www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
保护地球环境是21世纪最优先考虑的课题。在机械加工领域，一些保护环境措施的研究开发及其成果已得到广泛应用。其中，对节约能源和减少废物的主要加工方式，即干式、半干式加削加工技术的研究，正在加速进行。在铣削加工、齿轮的切齿加工等方面已实用化，并取得令人满意的效果。但在铝件特别是铝件的孔加工方面，由于产生铝屑粘刀而导致刀具折断、加工精度恶化，这一问题有待于进一步研究解决，目前铝件的孔加工采用干式加工的实例还不多。
环保技术的发展动向
在机械加工领域，有各种各样的环保技术，大体上可分为节约能源、减少废弃物、确保工作环境安全、舒适性三大类(见图1)。
图1 环保技术的分类
在节约能源方面有：减少液压管路的阻力而使切削液泵的规格减小和无液压化等。通常情况下，工作中即使泵的额定功率很小，但它消耗的功率一般都很大，特别是切削液所消耗的功率要占总功率的60%以上(见图2)，因此，前述技术对节约能源是切实有效的。
图2 机械加工能源消耗内部构成比
减少废弃物主要是指减少切削液的废液量。各公司都在致力于切削液的长效化和重复循环使用等技术的开发与应用。在切削液长效化(长寿命化)方面，切削液的合成化是开发的项目之一。由于合成切削液是以化学合成的油剂为基液来使用的，因此，应充分注意它和水的亲和性，能够人为地设计分子量等。由于钙等的金属离子与其它油的混合而导致界面活性剂的恶化，所以油水分离等都是可控制的有利一面；同时也应充分注意对设备的不利影响(如滑动部分润滑液被洗掉及泄漏对电气系统的影响)和废水可处理性。
在确保工作环境安全及舒适性方面，该公司最近正致力于切削液的氯游离化的研究。氯系化合物作为高压润滑油添加剂含在高负荷用切削液中，在高温切削和废油燃烧处理时，可产生剧毒物，因此，氯系切削液已从JIS标准中废除。目前各切削液生产厂家正在进行氯游离化的研究开发，以不断完善与原有切削油性能相同的新型切削液。
干式切削加工技术开发的主要思路
该公司考虑到铝制工件较多，一些孔加工刀具制造厂家和科研机构对干式切削加工技术的开发实例很少，从而决定自行研究开发，把铝件的钻削、攻丝、铰削和镗削加工方法作为研究开发的目标。
在干式切削加工中，选择了润滑、冷却和排屑性能优良的半干式切削加工，雾状切削剂供给方式把外部混合内部供给方式作为研究开发的主要内容(见图3)。外部混合方式与赫克斯公司等提倡的内部混合方式比较，其可供给的喷雾量少。但作为技术核心的喷雾生成部分开发的自由度大、主轴内部结构不需做大的改动，因此，可在所有制造厂家生产的设备上采用。
图3 半干式切削加工系统
关于切削加工效率(进给速度F)和加工精度，目前还处于研究阶段，最终结果是效率和精度应优于湿式切削。该公司是以国内外的标准检查程序为基准来设定目标值。
技术开发
喷雾的生成及供给技术
通过对所有切削加工方法的分析表明，喷雾的生成和供给技术十分重要。该技术的相关课题见下表。
表 喷雾生成供给的课题
分类
项目
喷雾生成
不受刀具规格影响的稳定的喷雾生成；
提高喷雾生成量；
控制喷雾量和喷雾压力
喷雾供给
控制管道内喷雾的凝结；
降低喷雾压力损失
维修保养和管理
喷雾生成状态监控、异常状态检测
一般情况下，喷雾是在文丘里(Venturi)喷管部分借助空气压力把油吹散而生成的。喷雾的生成能力主要与文丘里喷管前后的空气压力差(以下称差压)有关。但由于小直径刀具的油孔(以下为O/H)直径小而不能确保充足的差压，喷雾量下降很大。为克服这一缺点，有时将部分喷雾(只限空气部分)排放，以确保足够的差压，但要浪费空气。此外，由于是离散控制，不能进行每种刀具的准确控制，由于O/H断面积不同而导致差压发生变化，喷雾量就很不稳定。为解决这一问题，开发出靠从横向吹散油剂的结构，以确保即便在较小差压条件下，也能获得大喷雾能力的特殊的文丘里和即便在不同O/H断面积条件下，也能保持差压恒定(稳定)的新技术(见图4)，该技术的特点是不受刀具规格的限制，能稳定地确保喷雾润滑剂的供给。此外，该技术在废除弯管接头配管后，采用空气增加器和中间缓冲措施，实现了最大限度地减少喷雾润滑剂的压力损失及润滑剂的凝结，提高了排屑性能。
图4 喷雾装置
材料:ADC12，f5×15，p=0.4MPa，q=30ml/h
v=157m/min，f=0.2mm/r，F=2000mm/min
图5 即将折断前刀尖的磨损情况
图6 刀尖温度和能否加工的关系
图7 钻头折断过程的推测
钻削加工
由于钻削加工单位时间内切屑的切除体积大，所以散热性很差。现以M6的底孔为例，其目标值进给速度设定为6000mm/min。在开始基础试验中，由于切屑粘刀造成切屑在钻沟中堵塞而导致钻头折断(见图5)。在提高转数度试验时发现，钻削能否正常进行与钻尖的温度密切相关(见图6)，根据图7所示，为此对钻尖折断的过程进行推测，把钻头温度作为评价的项目之一进行了研究。
图8 喷雾冷却剂供给方式
材料:ADC12，f5×15，p=0.4MPa
q=30ml/h，v=157m/min
f=0.4mm/r，F=4000mm/min
图9 不同喷雾冷却方式对刀尖温度影响的比较
图10 钻头参数对钻头温度的影响
材料:ADC12，f5×15，p=0.6MPa
q=18ml/h，v=157m/min
f=0.35mm/r，F=3500mm/min
图11 合理修磨横刃的效果供给方式
材料:ADC12，f5×15，p=0.6MPa
q=18ml/h，v=57m/min
f=1mm/r，F=3000mm/min
图12 刀具磨损量比较
通常，喷雾冷却剂是从钻头部分喷出，但实际钻削时间很短，只有在这段时间，喷雾冷却剂才起作用。此外，冷却剂喷射到钻头沟槽内可抑制粘刀，但切屑的不利影响依然存在。因此，把冷却剂供给的结构做成也可从钻头外周喷射冷却剂的结构形成 (见图8)，我们把这种模式称作“通过钻头排屑沟模式”，其弹簧夹头孔部形成沟道，钻头柄部形成沟道、孔等的结构形式，根据不同的切削加工方法，其结构形式也有所不同。采用这样的结构形式，利用接近、轴移动等非切削时间可使雾状冷却剂粘附在钻沟上，可获得雾状冷却剂的冷却效果(见图9)。但应注意的是，如设计不当，就不能获得充分的冷却润滑效果，相反还会出现阻碍切屑的排出。
为了确定合理的刀具形状，对不同的刀具几何参数形状对刀尖温度的影响进行了调查 (见图10)，调查结果表明，横刃修磨、芯厚和油孔(O/H直径)对钻尖温度影响大，其中横刃修磨的影响最大。尽管横刃部分的切削性能不好，但修磨成3个前倾面可使切屑排出通畅(见图11)。由此可知，充分注意切屑的流动性至关重要。
对钻头进行涂层处理可改善切屑粘刀。涂层材料有很多，但效果好的涂层是DLC (Diamond Like Carbon)涂层和超微细结晶金刚石涂层(晶粒直径1µm左右，比普通金刚石涂层表面更光滑)。特别是超微细结晶金刚石涂层的效果更佳，即使F=10000mm/min，也不会产生粘刀。然而这两种涂层在结合强度、成本等方面还存在一些需解决的难题，有待以后加以解决。
由于新增了以上技术(涂层除外)，能够达到F=6000mm/min的进给速度。由大量生产中钻头磨损的评价结果见图12(在此例中因工件刚性小，钻头长，进给速度有所降低)，由图可知，半干式钻削磨损小，可实现良好的钻削效果。
材料:ADC12，M6，深度12mm，p=0.6MPa
q=18ml/h，v=157m/min
f=0.35mm/r，F=3500mm/min
图13 丝锥形状引起小崩损量的变化
材料:ADC12，M6，深度12mm，p=0.6MPa
q=18ml/h，v=157m/min
f=0.35mm/r，F=3500mm/min
图14 喷雾冷却剂供给方式对形状误差的影响
图15 丝锥磨损量和牙型
螺纹加工
在螺纹加工中，有切削加工法、搓制法和铣制法。下面介绍的是关于螺纹加工的研究开发实例，其目标是使螺纹加工精度达到JIS2级、牙形优于湿式加工的牙形、进给速度F=3000mm/min。
螺纹加工的技术课题是控制由于切削性能低下而产生挤裂切削，把挤裂切削将发生前的牙形放大后观察，右牙形面的小崩损量比湿式切削大。高速螺纹加工采用螺旋丝锥，其切削刃的工作前角为负前角，切削性能差，在湿式攻丝时没有问题，但在半干式切削时就有很大影响。因此，用试验方法对不同螺旋角和前角导致小崩损量的变化情况进行了评价，其结果是螺旋角小、前角大，可大幅度减少崩损量(见图 13)。另外，采用前节所述的合理的刀具内外同时供给喷雾冷却剂的方法，在盲孔和通孔攻丝时都能得到良好的螺纹牙形(见图14)。由大量生产加工刀具磨损的评价结果见图15，由图可知，其磨损量比湿式攻丝还小，且螺纹牙形也很好。
材料:ADC12，f18.4×12，p=0.4MPa，q=30ml/h
v=178m/min，f=0.1mm/r，F=300mm/min
图16 基础试验中产生的粘屑状况
图17 刀具开发
铰削加工
下面介绍的是关于一次将大加工余量孔完成铰削加工的研究开发实例(f2mm左右)，其目标是使孔的表面粗糙度达到3.2Rz，圆度为0.05，进给速度为F=2000mm/min。铰削加工的技术课题是抑制刀尖和深孔铰刀导向块的粘屑。将硬质合金抛光铰刀进行基础试验后的刀具磨损状况示于图16。铰削加工要求获得高精度的加工质量，因此，即使是极小的粘刀，也会影响铰孔的质量。为了抑制切削刃产生粘刀，对铰刀的螺旋角、涂层和切削刃的材质等进行了试验，结果表明，切削刃材料采用合成金刚石的效果最佳。
过去，深孔钻的导向块和已加工面接触能确保良好的圆度和表面粗糙度，因此，硬质合金部分和已加工表面接触能抑制粘屑，把切削刃做成有刃带的结构而形成台阶式多刃表面，让只有刃带部分接触已加工面，这样可降低形成已加工面的切削刃负荷，确保良好的导向性和提高加工精度(见图17)。
设备
在干式切削加工中，设备、切屑处理很重要。在干式切削加工中，由于没有切削液冲洗排屑，切屑易在夹具、床身上产生堆积及粘附在刀具基准面上而发生支承异常。为解决这些问题，从设备制定标准规格阶段就应考虑到干式切削加工，应设计相应的床身、导轨、夹具及防护罩等。具体来说就是要进行在产生切屑的正下方设置切屑回收中心槽、设置工件装卸时吹去基准面上切屑的空气喷射装置及对夹具、切屑防护罩进行润滑性涂层处理等。但在自动传送线方面，还有开发机内清洗装置的课题。
干式切削加工技术开发是包括喷雾冷却剂生成供给技术、刀具技术及设备的综合性技术。今后在推进所谓一次性切削加工及只用一把刀具加工的更高效加工技术开发的同时，还应致力于切屑处理技术的研究。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
保护地球环境是21世纪最优先考虑的课题。在机械加工领域，一些保护环境措施的研究开发及其成果已得到广泛应用。其中，对节约能源和减少废物的主要加工方式，即干式、半干式加削加工技术的研究，正在加速进行。在铣削加工、齿轮的切齿加工等方面已实用化，并取得令人满意的效果。但在铝件特别是铝件的孔加工方面，由于产生铝屑粘刀而导致刀具折断、加工精度恶化，这一问题有待于进一步研究解决，目前铝件的孔加工采用干式加工的实例还不多。
环保技术的发展动向
在机械加工领域，有各种各样的环保技术，大体上可分为节约能源、减少废弃物、确保工作环境安全、舒适性三大类(见图1)。
图1 环保技术的分类
在节约能源方面有：减少液压管路的阻力而使切削液泵的规格减小和无液压化等。通常情况下，工作中即使泵的额定功率很小，但它消耗的功率一般都很大，特别是切削液所消耗的功率要占总功率的60%以上(见图2)，因此，前述技术对节约能源是切实有效的。
图2 机械加工能源消耗内部构成比
减少废弃物主要是指减少切削液的废液量。各公司都在致力于切削液的长效化和重复循环使用等技术的开发与应用。在切削液长效化(长寿命化)方面，切削液的合成化是开发的项目之一。由于合成切削液是以化学合成的油剂为基液来使用的，因此，应充分注意它和水的亲和性，能够人为地设计分子量等。由于钙等的金属离子与其它油的混合而导致界面活性剂的恶化，所以油水分离等都是可控制的有利一面；同时也应充分注意对设备的不利影响(如滑动部分润滑液被洗掉及泄漏对电气系统的影响)和废水可处理性。
在确保工作环境安全及舒适性方面，该公司最近正致力于切削液的氯游离化的研究。氯系化合物作为高压润滑油添加剂含在高负荷用切削液中，在高温切削和废油燃烧处理时，可产生剧毒物，因此，氯系切削液已从JIS标准中废除。目前各切削液生产厂家正在进行氯游离化的研究开发，以不断完善与原有切削油性能相同的新型切削液。
干式切削加工技术开发的主要思路
该公司考虑到铝制工件较多，一些孔加工刀具制造厂家和科研机构对干式切削加工技术的开发实例很少，从而决定自行研究开发，把铝件的钻削、攻丝、铰削和镗削加工方法作为研究开发的目标。
在干式切削加工中，选择了润滑、冷却和排屑性能优良的半干式切削加工，雾状切削剂供给方式把外部混合内部供给方式作为研究开发的主要内容(见图3)。外部混合方式与赫克斯公司等提倡的内部混合方式比较，其可供给的喷雾量少。但作为技术核心的喷雾生成部分开发的自由度大、主轴内部结构不需做大的改动，因此，可在所有制造厂家生产的设备上采用。
图3 半干式切削加工系统
关于切削加工效率(进给速度F)和加工精度，目前还处于研究阶段，最终结果是效率和精度应优于湿式切削。该公司是以国内外的标准检查程序为基准来设定目标值。
技术开发
喷雾的生成及供给技术
通过对所有切削加工方法的分析表明，喷雾的生成和供给技术十分重要。该技术的相关课题见下表。
表 喷雾生成供给的课题
分类
项目
喷雾生成
不受刀具规格影响的稳定的喷雾生成；
提高喷雾生成量；
控制喷雾量和喷雾压力
喷雾供给
控制管道内喷雾的凝结；
降低喷雾压力损失
维修保养和管理
喷雾生成状态监控、异常状态检测
一般情况下，喷雾是在文丘里(Venturi)喷管部分借助空气压力把油吹散而生成的。喷雾的生成能力主要与文丘里喷管前后的空气压力差(以下称差压)有关。但由于小直径刀具的油孔(以下为O/H)直径小而不能确保充足的差压，喷雾量下降很大。为克服这一缺点，有时将部分喷雾(只限空气部分)排放，以确保足够的差压，但要浪费空气。此外，由于是离散控制，不能进行每种刀具的准确控制，由于O/H断面积不同而导致差压发生变化，喷雾量就很不稳定。为解决这一问题，开发出靠从横向吹散油剂的结构，以确保即便在较小差压条件下，也能获得大喷雾能力的特殊的文丘里和即便在不同O/H断面积条件下，也能保持差压恒定(稳定)的新技术(见图4)，该技术的特点是不受刀具规格的限制，能稳定地确保喷雾润滑剂的供给。此外，该技术在废除弯管接头配管后，采用空气增加器和中间缓冲措施，实现了最大限度地减少喷雾润滑剂的压力损失及润滑剂的凝结，提高了排屑性能。
图4 喷雾装置
材料:ADC12，f5×15，p=0.4MPa，q=30ml/h
v=157m/min，f=0.2mm/r，F=2000mm/min
图5 即将折断前刀尖的磨损情况
图6 刀尖温度和能否加工的关系
图7 钻头折断过程的推测
钻削加工
由于钻削加工单位时间内切屑的切除体积大，所以散热性很差。现以M6的底孔为例，其目标值进给速度设定为6000mm/min。在开始基础试验中，由于切屑粘刀造成切屑在钻沟中堵塞而导致钻头折断(见图5)。在提高转数度试验时发现，钻削能否正常进行与钻尖的温度密切相关(见图6)，根据图7所示，为此对钻尖折断的过程进行推测，把钻头温度作为评价的项目之一进行了研究。
图8 喷雾冷却剂供给方式
材料:ADC12，f5×15，p=0.4MPa
q=30ml/h，v=157m/min
f=0.4mm/r，F=4000mm/min
图9 不同喷雾冷却方式对刀尖温度影响的比较
图10 钻头参数对钻头温度的影响
材料:ADC12，f5×15，p=0.6MPa
q=18ml/h，v=157m/min
f=0.35mm/r，F=3500mm/min
图11 合理修磨横刃的效果供给方式
材料:ADC12，f5×15，p=0.6MPa
q=18ml/h，v=57m/min
f=1mm/r，F=3000mm/min
图12 刀具磨损量比较
通常，喷雾冷却剂是从钻头部分喷出，但实际钻削时间很短，只有在这段时间，喷雾冷却剂才起作用。此外，冷却剂喷射到钻头沟槽内可抑制粘刀，但切屑的不利影响依然存在。因此，把冷却剂供给的结构做成也可从钻头外周喷射冷却剂的结构形成 (见图8)，我们把这种模式称作“通过钻头排屑沟模式”，其弹簧夹头孔部形成沟道，钻头柄部形成沟道、孔等的结构形式，根据不同的切削加工方法，其结构形式也有所不同。采用这样的结构形式，利用接近、轴移动等非切削时间可使雾状冷却剂粘附在钻沟上，可获得雾状冷却剂的冷却效果(见图9)。但应注意的是，如设计不当，就不能获得充分的冷却润滑效果，相反还会出现阻碍切屑的排出。
为了确定合理的刀具形状，对不同的刀具几何参数形状对刀尖温度的影响进行了调查 (见图10)，调查结果表明，横刃修磨、芯厚和油孔(O/H直径)对钻尖温度影响大，其中横刃修磨的影响最大。尽管横刃部分的切削性能不好，但修磨成3个前倾面可使切屑排出通畅(见图11)。由此可知，充分注意切屑的流动性至关重要。
对钻头进行涂层处理可改善切屑粘刀。涂层材料有很多，但效果好的涂层是DLC (Diamond Like Carbon)涂层和超微细结晶金刚石涂层(晶粒直径1µm左右，比普通金刚石涂层表面更光滑)。特别是超微细结晶金刚石涂层的效果更佳，即使F=10000mm/min，也不会产生粘刀。然而这两种涂层在结合强度、成本等方面还存在一些需解决的难题，有待以后加以解决。
由于新增了以上技术(涂层除外)，能够达到F=6000mm/min的进给速度。由大量生产中钻头磨损的评价结果见图12(在此例中因工件刚性小，钻头长，进给速度有所降低)，由图可知，半干式钻削磨损小，可实现良好的钻削效果。
材料:ADC12，M6，深度12mm，p=0.6MPa
q=18ml/h，v=157m/min
f=0.35mm/r，F=3500mm/min
图13 丝锥形状引起小崩损量的变化
材料:ADC12，M6，深度12mm，p=0.6MPa
q=18ml/h，v=157m/min
f=0.35mm/r，F=3500mm/min
图14 喷雾冷却剂供给方式对形状误差的影响
图15 丝锥磨损量和牙型
螺纹加工
在螺纹加工中，有切削加工法、搓制法和铣制法。下面介绍的是关于螺纹加工的研究开发实例，其目标是使螺纹加工精度达到JIS2级、牙形优于湿式加工的牙形、进给速度F=3000mm/min。
螺纹加工的技术课题是控制由于切削性能低下而产生挤裂切削，把挤裂切削将发生前的牙形放大后观察，右牙形面的小崩损量比湿式切削大。高速螺纹加工采用螺旋丝锥，其切削刃的工作前角为负前角，切削性能差，在湿式攻丝时没有问题，但在半干式切削时就有很大影响。因此，用试验方法对不同螺旋角和前角导致小崩损量的变化情况进行了评价，其结果是螺旋角小、前角大，可大幅度减少崩损量(见图 13)。另外，采用前节所述的合理的刀具内外同时供给喷雾冷却剂的方法，在盲孔和通孔攻丝时都能得到良好的螺纹牙形(见图14)。由大量生产加工刀具磨损的评价结果见图15，由图可知，其磨损量比湿式攻丝还小，且螺纹牙形也很好。
材料:ADC12，f18.4×12，p=0.4MPa，q=30ml/h
v=178m/min，f=0.1mm/r，F=300mm/min
图16 基础试验中产生的粘屑状况
图17 刀具开发
铰削加工
下面介绍的是关于一次将大加工余量孔完成铰削加工的研究开发实例(f2mm左右)，其目标是使孔的表面粗糙度达到3.2Rz，圆度为0.05，进给速度为F=2000mm/min。铰削加工的技术课题是抑制刀尖和深孔铰刀导向块的粘屑。将硬质合金抛光铰刀进行基础试验后的刀具磨损状况示于图16。铰削加工要求获得高精度的加工质量，因此，即使是极小的粘刀，也会影响铰孔的质量。为了抑制切削刃产生粘刀，对铰刀的螺旋角、涂层和切削刃的材质等进行了试验，结果表明，切削刃材料采用合成金刚石的效果最佳。
过去，深孔钻的导向块和已加工面接触能确保良好的圆度和表面粗糙度，因此，硬质合金部分和已加工表面接触能抑制粘屑，把切削刃做成有刃带的结构而形成台阶式多刃表面，让只有刃带部分接触已加工面，这样可降低形成已加工面的切削刃负荷，确保良好的导向性和提高加工精度(见图17)。
设备
在干式切削加工中，设备、切屑处理很重要。在干式切削加工中，由于没有切削液冲洗排屑，切屑易在夹具、床身上产生堆积及粘附在刀具基准面上而发生支承异常。为解决这些问题，从设备制定标准规格阶段就应考虑到干式切削加工，应设计相应的床身、导轨、夹具及防护罩等。具体来说就是要进行在产生切屑的正下方设置切屑回收中心槽、设置工件装卸时吹去基准面上切屑的空气喷射装置及对夹具、切屑防护罩进行润滑性涂层处理等。但在自动传送线方面，还有开发机内清洗装置的课题。
干式切削加工技术开发是包括喷雾冷却剂生成供给技术、刀具技术及设备的综合性技术。今后在推进所谓一次性切削加工及只用一把刀具加工的更高效加工技术开发的同时，还应致力于切屑处理技术的研究。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
数控铣削基础知识www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
1.一般概念
粗加工
粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑。粗加工对表面质量的要求不高，刀具的磨钝标准一般是切削力的明显增大，即以后刀面的磨损宽度VB为标准。
精加工
在精加工时最主要考虑的是工件表面质量而不是切屑的多少，精加工时通常采用小的切削深度，刀具的副切削刃经常会有专门的形状，比如修光刃。根据所使用的机床、切削方式、工件材料以及所采用的刀具，可使表面粗糙度达到Ra1.6µm的水平，在极好的条件下甚至可以达到Ra0.4µm。
在精加工时刀具后刀面的磨损量不再是主要标准，它将让位于工件的表面质量。
2.铣削方式
顺铣
顺铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向一致。
顺铣是为获得良好的表面质量而经常采用的加工方法。它具有较小的后刀面磨损、机床运行平稳等优点，适用于在较好的切削条件下加工高合金钢。
使用说明：
不宜加工表面具有硬化层的工件(如铸件)，因为这时的刀刃必须从外部通过工件的硬化表层，从而产生较强的磨损。
如采用普通机床加工，应设法消除进给机构的间隙。
逆铣
逆铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向相反。
鉴于采用这种方式会产生一些副作用，诸如后刀面磨损加快从而降低刀片耐用度，在加工高合金钢时产生表面硬化，表面质量不理想等，所以的加工中不常使用。
使用说明：必须将工件完全夹紧，否则有抬起工作台的危险。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
1.一般概念
粗加工
粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑。粗加工对表面质量的要求不高，刀具的磨钝标准一般是切削力的明显增大，即以后刀面的磨损宽度VB为标准。
精加工
在精加工时最主要考虑的是工件表面质量而不是切屑的多少，精加工时通常采用小的切削深度，刀具的副切削刃经常会有专门的形状，比如修光刃。根据所使用的机床、切削方式、工件材料以及所采用的刀具，可使表面粗糙度达到Ra1.6µm的水平，在极好的条件下甚至可以达到Ra0.4µm。
在精加工时刀具后刀面的磨损量不再是主要标准，它将让位于工件的表面质量。
2.铣削方式
顺铣
顺铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向一致。
顺铣是为获得良好的表面质量而经常采用的加工方法。它具有较小的后刀面磨损、机床运行平稳等优点，适用于在较好的切削条件下加工高合金钢。
使用说明：
不宜加工表面具有硬化层的工件(如铸件)，因为这时的刀刃必须从外部通过工件的硬化表层，从而产生较强的磨损。
如采用普通机床加工，应设法消除进给机构的间隙。
逆铣
逆铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向相反。
鉴于采用这种方式会产生一些副作用，诸如后刀面磨损加快从而降低刀片耐用度，在加工高合金钢时产生表面硬化，表面质量不理想等，所以的加工中不常使用。
使用说明：必须将工件完全夹紧，否则有抬起工作台的危险。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
数控加工程序的格式www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
1 程序结构
程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际是数控加工程序中的一段程序。零件加工程序的主体由若干个程序段组成。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段结束指令构成。在书写和打印时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。
2 程序格式
常规加工程序由开始符(单列一段)、程序名(单列一段)、程序主体和程序结束指令(一般单列一段)组成。程序的最后还有一个程序结束符。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在ISO代码中是%，在EIA代码中是ER。程序结束指令可用M02(程序结来)或M30（纸带结束）。现在的数控机床一般都使用存储式的程序运行，此时M02与M30的共同点是:在完成了所在程序段其它所有指令之后，用以停止主轴、冷却液和进给，并使控制系统复位。M02与M30 在有些机床(系统)上使用时是完全等效的，而在另一些机床(系统)上使用有如下不同：用M02结束程序场合，自动运行结束后光标停在程序结束处；而用 M3O结束程序运行场合，自动运行结束后光标和屏幕显示能自动返回到程序开头处，一按启动钮就可以再次运行程序。虽然M02与M30允许与其它程序字合用一个程序段，但最好还是将其单列一段，或者只与顺序号共用一个程序段。
程序名位于程序主体之前、程序开始符之后，它一般独占一行。程序名有两种形式:一种是以规定的英文字(多用O)打头、后面紧跟若干位数字组成。数字的最多允许位数由说明书规定，常见的是两位和四位两种。这种形式的程序名也可称作程序号。另一种形式是，程序名由英文字、数字或英文、数字混合组成，中间还可以加入“—”号。这种形式使用户命名程序比较灵活，例如在 LC30型数控车床上加工零件图号为215的法兰第三道工序的程序，可命名为LC30-FIANGE-215-3，这就给使用、存储和检索等带来很大方便。程序名用哪种形式是由数控系统决定的。
%
O1001
N0 G92 X0 Y0 Z0
N5 G91 G00 X50 Y35 S500 MO3
N10 G43 Z-25 T01.01
N15 G01 G007 Z-12
N20 G00 Z12
N25 X40
N30 G01 Z-17
N35 G00 G44 Z42 M05
N40 G90 X0 Y0
N45 M30
%
3 程序段格式
程序段中字、字符和数据的安排形式的规则称为程序段格式(block format)。数控历史上曾经用过固定顺序格式和分隔符(HT或TAB)程序段格式。这两种程序段格式己经过时，目前国内外都广泛采用字地址可变程序段格式，又称为字地址格式。在这种格式中，程序字长是不固定的，程序字的个数也是可变的，绝大多数数控系统允许程序字的顺序是任意排列的，故属于可变程序段格式。但是，在大多数场合，为了书写、输入、检查和校对的方便，程序字在程序段中习惯按一定的顺序排列。
数控机床的编程说明书中用详细格式来分类规定程序编制的细节：程序编制所用字符、程序段中程序字的顺序及字长等。例如:
/ NO3 G02 X+053 Y+053 I0 J+053 F031 S04 T04 M03 LF
上例详细格式分类说明如下：N03为程序段序号；G02表示加工的轨迹为顺时针圆弧；X+053、Y+053表示所加工圆弧的终点坐标；I0、 J+053表示所加工圆弧的圆心坐标；F031为加工进给速度；S04为主轴转速；T04为所使用刀具的刀号；M03为辅助功能指令；LF程序段结束指令；/为跳步选择指令。跳步选择指令的作用是:在程序不变的前提下，操作者可以对程序中的有跳步选择指令的程序段作出执行或不执行的选择。选择的方法，通常是通过操作面板上的跳步选择开关扳向ON或OFF，来实现不执行或执行有“/”的程序段。
4 主程序与子程序
编制加工程序有时会遇到这种情况：一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序要使用它。我们可以把这组程序段摘出来，命名后单独储存，这组程序段就是子程序。子程序是可由适当的机床控制指令调用的一段加工程序，它在加工中一般具有独立意义。调用第一层子程序的指令所在的加工程序叫做主程序。调子程序的指令也是一个程序段，它一般由子程序调用指令、子程序名称和调用次数等组成，具体规则和格式随系统而别，例如同样是“调用55号子程序一次”， FANUC系统用“M98 P55。”，而美国A-B公司系统用“P55x”。
子程序可以嵌套，即一层套一层。上一层与下一层的关系，跟主程序与第一层子程序的关系相同。最多可以套多少层，由具体的数控系统决定。子程序的形式和组成与主程序大体相同：第一行是子程序号(名)，最后一行则是“子程序结束”指令，它们之间是子程序主体。不过，主程序结束指令作用是结束主程序、让数控系统复位，其指令已经标准化，各系统都用M02或 M30；而子程序结束指令作用是结束子程序、返回主程序或上一层子程序，其指令各系统不统一，如FANUC系统用M99、西门子系统用M17，美国A—B 公司的系统用M02等。
在数控加工程序中可以使用用户宏(程序)。所谓宏程序就是含有变量的子程序，在程序中调用宏程序的指令称为用户宏指令，系统可以使用用户宏程序的功能叫做用户宏功能。执行时只需写出用户宏命令，就可以执行其用户宏功能。
用户宏的最大特征是：
●可以在用户宏中使用变量；
●可以使用演算式、转向语句及多种函数
●可以用用户宏命令对变量进行赋值。
数控机床采用成组技术进行零件的加工，可扩大批量、减少编程量、提高经济效益。在成组加工中，将零件进行分类，对这一类零件编制加工程序，而不需要对每一个零件都编一个程序。在加工同一类零件只是尺寸不同时，使用用户宏的主要方便之处是可以用变量代替具体数值，到实际加工时，只需将此零件的实际尺寸数值用用户宏命令赋与变量即可。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
1 程序结构
程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际是数控加工程序中的一段程序。零件加工程序的主体由若干个程序段组成。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段结束指令构成。在书写和打印时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。
2 程序格式
常规加工程序由开始符(单列一段)、程序名(单列一段)、程序主体和程序结束指令(一般单列一段)组成。程序的最后还有一个程序结束符。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在ISO代码中是%，在EIA代码中是ER。程序结束指令可用M02(程序结来)或M30（纸带结束）。现在的数控机床一般都使用存储式的程序运行，此时M02与M30的共同点是:在完成了所在程序段其它所有指令之后，用以停止主轴、冷却液和进给，并使控制系统复位。M02与M30 在有些机床(系统)上使用时是完全等效的，而在另一些机床(系统)上使用有如下不同：用M02结束程序场合，自动运行结束后光标停在程序结束处；而用 M3O结束程序运行场合，自动运行结束后光标和屏幕显示能自动返回到程序开头处，一按启动钮就可以再次运行程序。虽然M02与M30允许与其它程序字合用一个程序段，但最好还是将其单列一段，或者只与顺序号共用一个程序段。
程序名位于程序主体之前、程序开始符之后，它一般独占一行。程序名有两种形式:一种是以规定的英文字(多用O)打头、后面紧跟若干位数字组成。数字的最多允许位数由说明书规定，常见的是两位和四位两种。这种形式的程序名也可称作程序号。另一种形式是，程序名由英文字、数字或英文、数字混合组成，中间还可以加入“—”号。这种形式使用户命名程序比较灵活，例如在 LC30型数控车床上加工零件图号为215的法兰第三道工序的程序，可命名为LC30-FIANGE-215-3，这就给使用、存储和检索等带来很大方便。程序名用哪种形式是由数控系统决定的。
%
O1001
N0 G92 X0 Y0 Z0
N5 G91 G00 X50 Y35 S500 MO3
N10 G43 Z-25 T01.01
N15 G01 G007 Z-12
N20 G00 Z12
N25 X40
N30 G01 Z-17
N35 G00 G44 Z42 M05
N40 G90 X0 Y0
N45 M30
%
3 程序段格式
程序段中字、字符和数据的安排形式的规则称为程序段格式(block format)。数控历史上曾经用过固定顺序格式和分隔符(HT或TAB)程序段格式。这两种程序段格式己经过时，目前国内外都广泛采用字地址可变程序段格式，又称为字地址格式。在这种格式中，程序字长是不固定的，程序字的个数也是可变的，绝大多数数控系统允许程序字的顺序是任意排列的，故属于可变程序段格式。但是，在大多数场合，为了书写、输入、检查和校对的方便，程序字在程序段中习惯按一定的顺序排列。
数控机床的编程说明书中用详细格式来分类规定程序编制的细节：程序编制所用字符、程序段中程序字的顺序及字长等。例如:
/ NO3 G02 X+053 Y+053 I0 J+053 F031 S04 T04 M03 LF
上例详细格式分类说明如下：N03为程序段序号；G02表示加工的轨迹为顺时针圆弧；X+053、Y+053表示所加工圆弧的终点坐标；I0、 J+053表示所加工圆弧的圆心坐标；F031为加工进给速度；S04为主轴转速；T04为所使用刀具的刀号；M03为辅助功能指令；LF程序段结束指令；/为跳步选择指令。跳步选择指令的作用是:在程序不变的前提下，操作者可以对程序中的有跳步选择指令的程序段作出执行或不执行的选择。选择的方法，通常是通过操作面板上的跳步选择开关扳向ON或OFF，来实现不执行或执行有“/”的程序段。
4 主程序与子程序
编制加工程序有时会遇到这种情况：一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序要使用它。我们可以把这组程序段摘出来，命名后单独储存，这组程序段就是子程序。子程序是可由适当的机床控制指令调用的一段加工程序，它在加工中一般具有独立意义。调用第一层子程序的指令所在的加工程序叫做主程序。调子程序的指令也是一个程序段，它一般由子程序调用指令、子程序名称和调用次数等组成，具体规则和格式随系统而别，例如同样是“调用55号子程序一次”， FANUC系统用“M98 P55。”，而美国A-B公司系统用“P55x”。
子程序可以嵌套，即一层套一层。上一层与下一层的关系，跟主程序与第一层子程序的关系相同。最多可以套多少层，由具体的数控系统决定。子程序的形式和组成与主程序大体相同：第一行是子程序号(名)，最后一行则是“子程序结束”指令，它们之间是子程序主体。不过，主程序结束指令作用是结束主程序、让数控系统复位，其指令已经标准化，各系统都用M02或 M30；而子程序结束指令作用是结束子程序、返回主程序或上一层子程序，其指令各系统不统一，如FANUC系统用M99、西门子系统用M17，美国A—B 公司的系统用M02等。
在数控加工程序中可以使用用户宏(程序)。所谓宏程序就是含有变量的子程序，在程序中调用宏程序的指令称为用户宏指令，系统可以使用用户宏程序的功能叫做用户宏功能。执行时只需写出用户宏命令，就可以执行其用户宏功能。
用户宏的最大特征是：
●可以在用户宏中使用变量；
●可以使用演算式、转向语句及多种函数
●可以用用户宏命令对变量进行赋值。
数控机床采用成组技术进行零件的加工，可扩大批量、减少编程量、提高经济效益。在成组加工中，将零件进行分类，对这一类零件编制加工程序，而不需要对每一个零件都编一个程序。在加工同一类零件只是尺寸不同时，使用用户宏的主要方便之处是可以用变量代替具体数值，到实际加工时，只需将此零件的实际尺寸数值用用户宏命令赋与变量即可。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
SiCp/Al多相材料的切削加工www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
1 引言
SiCp/Al是一种新型的陶瓷/金属系多相材料，由于它的比刚度和比强度高，膨胀系数小，耐热性和尺寸稳定性好，因此在航空航天、汽车制造等行业得到日益广泛的应用。在汽车制造业中，SiCpAl材料最具潜力的应用前景之一是用于制造发动机活塞。采用SiCp/Al制造发动机活塞可减小活塞销孔的磨损，避免因热膨胀引起的“咬死”现象，提高装配精度，减少能耗，提高发动机功率。SiCp/Al材料在德、日、英、美等工业发达国家汽车制造业中的应用已取得了良好效果。我国在这方面的研究开发工作也取得了一定成果。
在SiCp/Al材料中，引入了无机非金属颗粒作为补强第二相，从而大幅度提高了材料的强度、硬度和耐磨性能，但同时也使材料的机械加工性能变差。加工SiCp/Al材料时，刀具磨损严重，耐用度降低，工件尺寸精度和表面质量难以保证，这在一定程度上阻碍了这种新型材料的推广应用。为此，本文通过试验研究，利用常规硬质合金刀具材料设计出一种可采用常规工艺和设备加工SiCp/Al材料的新型刀具。使用证明，采用该刀具加工SiCp/Al材料，可提高刀具耐用度和工件表面质量，降低加工成本。
2 SiCp/Al切削表面成形机理
作为补强第二相引入母体第一相铝合金中的SiC 颗粒是非连续、均匀、无方向性(各向同性)地分布于母体材料中，从而使SiCp/Al材料具有如下切削表面形成机理：在切削力作用下材料产生变形，首先在强度薄弱处和已有缺陷处形成微观裂纹核，然后裂纹根据最小能量原则以极快速度扩展，直至材料断裂，形成原始裂纹表面。切削刃分流点以上的材料经剪切区域成屑流出，分流点和待加工与已加工表面之间的(过渡)原始裂纹表面材料再经钝圆切削刃的推挤、修整和已磨损的副后刀面的熨压形成已加工表面。切削表面并非全部由切削刃直接切出，而是在很大程度上受到原始裂纹表面形成机理的影响。原始裂纹表面的形成具有很大随机性，由材料组织结构决定。因此，SiCp/Al材料的已加工表面分布有颗粒被拔出后留下的凹坑、切削时被压下复又弹起的凸粒、颗粒自然解理表面、挤压及摩擦导致的局部材料侧流扩展(或熔融)表面、晶粒细化和沿切削方向纤维化表面、磨(破)损不平的切削刃复制出的表面等多种结构。
3 刀具磨损与破损机理
由于SiCp/Al材料中SiC颗粒(显微硬度值HV=27GPa)的存在，切削时，常规硬质合金刀具(YG类刀具材料显微硬度值HV= 16～18GPa)会很快磨损或破损。切削刃分流点以下的剩切现象使第一相母体材料的弹性恢复顶起裹携着带有微刃的第二相补强颗粒与副后刀面发生剧烈摩擦，造成刀具的磨粒磨损，这是刀具的主要失效形式。这种现象在第二相的粒度及体积分数均较小(如粒度小于15µm，体积分数小于15%)的SiCp/Al 材料中，由于弹性恢复趋势强烈而显得尤为明显。
SiCp/Al材料结构中的局部不均匀性和非连续性造成对刀具的冲击，致使主切削刃处发生崩刃现象，崩刃处发现有沿切屑流出方向分布的沟纹，随着切削路径的延长，崩刃处呈钝圆槽形。接近材料外缘处的刀具崩刃程度较低。虽然也存在边界磨损，但发生概率较小。
4 SiCp/Al材料的切削试验
4.1 试验材料
1#材料：SiCpAl(粒度：14µm，体积分数10%)；2#材料：SiCpAl( 粒度40µm，体积分数20%)。两种材料的第一相母体合金均为ZL109。试件经160MPa挤压铸造，制备为中空圆柱体，经T6 热处理。
4.2 试验条
切削机床：CM6140 型精密卧式普通车床；进给量f=0.10mm/r，切削深度ap=0.10mm，切削1#材料切削速度vc1=19.3m/min，切削2#材料切削速度vc2=18.5m/min；采用干式纵向切削。
4.3 试验刀具
加工SiCp/Al多相材料时，磨粒磨损是刀具的主要失效形式，也是造成已加工表面质量恶化的主要原因。根据材料组织结构和加工表面微观形貌特征，笔者认为，只有针对SiCp/Al材料在加工中的弹、塑性变形特点，有效减轻刀具—工件的挤压滑擦，才能减轻刀具磨损，提高刀具耐用度和加工表面质量。
试验结果表明，采用主偏角小于90°(如45°和75°)的外圆车刀切削SiCp/Al材料时，由于切削径向分力和母体材料高弹性变形的作用，刀具—工件接触面发生剧烈挤压和滑擦，很快在副后刀面上磨出磨损带，磨损带挤压在已加工表面上，严重时可引起不规则的中频振颤，振颤“锤击”作用可使已加工表面质量进一步恶化，同时进一步加剧了刀具损坏。如刀具采用90°(或稍大于90°)的主偏角，切削时就能够有效卸去切削径向分力，减轻刀具对材料的挤压以及由此引起的材料弹性恢复。此外，针对材料弹性恢复的不利影响，在副后刀面与刀尖连接处刃磨出一定形状，不仅能够减轻刀具—工件的挤压、滑擦，提高刀具耐用度，还可对已加工表面起到熨平修整作用，提高加工表面质量。
根据上述思路设计了一种新型引导光整刀具。刀具几何形状为：前角γ0=6°，主后角α0=10°，主偏角kr=90°，刃倾角λs=0°，副后角α0’=5°，副偏角kr’=15°，刀尖圆弧半径rε≤0.20mm；在与rε圆弧相接的副切削刃上刃磨出长度b≤1mm 的大半径 ( R≈150mm)圆弧，平滑过渡到副切削刃；在副切削刃上刃磨出α01≤-2°、宽度br’≤0.20mm 的负倒棱；在与rε相连的大圆弧的负倒棱下刃磨出R’≈200mm、高度b’≤0.50mm 的外切圆柱面，向下与副后刀面平面圆滑过渡(如图1所示)。
图1 刀具引导光整面几何形状示意图
这种新型引导光整刀具的关键是刀尖圆弧半径与相连的由R 和R’组成的椭球面(即引导光整面)的形状和高度，该椭球面可引导修整已加工表面的弹性变形恢复和轮廓微观不平度。其它几何参数的设计主要应满足刀具强度和耐冲击性的要求。
试验刀具的材料选用YG8 硬质合金。
4.4 试验结果
试验刀具进入正常磨损阶段后，副后刀面上光滑的引导光整面对已加工表面的微观不平轮廓进行修整。经切削光整后，1#材料已加工表面粗糙度平均值 Ra=1.08µm，裸视观察呈无光泽银白色，在显微镜下观察，轮廓顶峰被部分修整，呈钝圆状，加工纹路清晰可见；2#材料已加工表面粗糙度平均值Ra= 0.52µm。由于2#材料的粒度和体积分数均大于1#材料，因此硬度和刚度有所提高，弹塑性变形减弱，表面呈有金属光泽的镜面。用Taylor- Hobson轮廓仪描绘出的使用普通刀具(未在副后刀面上刃磨出引导光整面)和新型引导光整刀具切削2#材料的表面微观轮廓形貌(两种刀具材料均为YG8 硬质合金，且几何参数基本相同)。
与普通刀具相比，新型引导光整刀具切削出的表面微观轮廓顶峰和峰谷变化平缓，微观不平度减小。
对新型引导光整刀具的检测显示，切削1#材料15分钟后，刀具上未发现明显的磨损带；继续切削2#材料，在开始的12.5 分钟里，引导光整面的长度b由原来的0.9mm扩展到1.0mm，高度b’由原来的0.4mm扩展到0.5mm，在随后37.5 分钟的切削过程中，未发现磨损带进一步扩大。切削试验中，工件表面粗糙度值基本保持稳定，Ra最大值未超过0.76µm。
5 结论
引导光整刀具是一种适用于切削SiCp/Al多相材料的新型刀具，能有效提高常规材料刀具的耐用度，降低工件表面粗糙度。
新型刀具的光整作用可使已加工表面延展和拉伸，产生塑性流动；挤压作用可弥合表面微观裂纹，减轻应力集中现象，使表面呈残余压应力状态，从而提高零件抗疲劳强度。
SiCp/Al材料的表面加工质量在很大程度上由引导光整面的高度和切削用量决定。其高度应小于轮廓微观不平度的平均高度，以减小母体材料的受压弹形变形；其宽度应大于进给量f，以实现重叠连续光整，使已加工表面获得良好的尺寸精度和表面质量。
对于不同粒度和体积分数的SiCp/Al材料，存在一个引导光整面优化值。可根据材料粒度和体积分数的不同适当修整引导光整面的几何尺寸。本文推荐的引导光整刀具几何尺寸较适合于切削中等粒度和体积分数的SiCp/Al材料，对于粒度和体积分数过大或过小的材料加工效果稍差。
新型引导光整刀具的几何形状较适合直线加工，对于复杂曲面的加工则有其局限性。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
1 引言
SiCp/Al是一种新型的陶瓷/金属系多相材料，由于它的比刚度和比强度高，膨胀系数小，耐热性和尺寸稳定性好，因此在航空航天、汽车制造等行业得到日益广泛的应用。在汽车制造业中，SiCpAl材料最具潜力的应用前景之一是用于制造发动机活塞。采用SiCp/Al制造发动机活塞可减小活塞销孔的磨损，避免因热膨胀引起的“咬死”现象，提高装配精度，减少能耗，提高发动机功率。SiCp/Al材料在德、日、英、美等工业发达国家汽车制造业中的应用已取得了良好效果。我国在这方面的研究开发工作也取得了一定成果。
在SiCp/Al材料中，引入了无机非金属颗粒作为补强第二相，从而大幅度提高了材料的强度、硬度和耐磨性能，但同时也使材料的机械加工性能变差。加工SiCp/Al材料时，刀具磨损严重，耐用度降低，工件尺寸精度和表面质量难以保证，这在一定程度上阻碍了这种新型材料的推广应用。为此，本文通过试验研究，利用常规硬质合金刀具材料设计出一种可采用常规工艺和设备加工SiCp/Al材料的新型刀具。使用证明，采用该刀具加工SiCp/Al材料，可提高刀具耐用度和工件表面质量，降低加工成本。
2 SiCp/Al切削表面成形机理
作为补强第二相引入母体第一相铝合金中的SiC 颗粒是非连续、均匀、无方向性(各向同性)地分布于母体材料中，从而使SiCp/Al材料具有如下切削表面形成机理：在切削力作用下材料产生变形，首先在强度薄弱处和已有缺陷处形成微观裂纹核，然后裂纹根据最小能量原则以极快速度扩展，直至材料断裂，形成原始裂纹表面。切削刃分流点以上的材料经剪切区域成屑流出，分流点和待加工与已加工表面之间的(过渡)原始裂纹表面材料再经钝圆切削刃的推挤、修整和已磨损的副后刀面的熨压形成已加工表面。切削表面并非全部由切削刃直接切出，而是在很大程度上受到原始裂纹表面形成机理的影响。原始裂纹表面的形成具有很大随机性，由材料组织结构决定。因此，SiCp/Al材料的已加工表面分布有颗粒被拔出后留下的凹坑、切削时被压下复又弹起的凸粒、颗粒自然解理表面、挤压及摩擦导致的局部材料侧流扩展(或熔融)表面、晶粒细化和沿切削方向纤维化表面、磨(破)损不平的切削刃复制出的表面等多种结构。
3 刀具磨损与破损机理
由于SiCp/Al材料中SiC颗粒(显微硬度值HV=27GPa)的存在，切削时，常规硬质合金刀具(YG类刀具材料显微硬度值HV= 16～18GPa)会很快磨损或破损。切削刃分流点以下的剩切现象使第一相母体材料的弹性恢复顶起裹携着带有微刃的第二相补强颗粒与副后刀面发生剧烈摩擦，造成刀具的磨粒磨损，这是刀具的主要失效形式。这种现象在第二相的粒度及体积分数均较小(如粒度小于15µm，体积分数小于15%)的SiCp/Al 材料中，由于弹性恢复趋势强烈而显得尤为明显。
SiCp/Al材料结构中的局部不均匀性和非连续性造成对刀具的冲击，致使主切削刃处发生崩刃现象，崩刃处发现有沿切屑流出方向分布的沟纹，随着切削路径的延长，崩刃处呈钝圆槽形。接近材料外缘处的刀具崩刃程度较低。虽然也存在边界磨损，但发生概率较小。
4 SiCp/Al材料的切削试验
4.1 试验材料
1#材料：SiCpAl(粒度：14µm，体积分数10%)；2#材料：SiCpAl( 粒度40µm，体积分数20%)。两种材料的第一相母体合金均为ZL109。试件经160MPa挤压铸造，制备为中空圆柱体，经T6 热处理。
4.2 试验条
切削机床：CM6140 型精密卧式普通车床；进给量f=0.10mm/r，切削深度ap=0.10mm，切削1#材料切削速度vc1=19.3m/min，切削2#材料切削速度vc2=18.5m/min；采用干式纵向切削。
4.3 试验刀具
加工SiCp/Al多相材料时，磨粒磨损是刀具的主要失效形式，也是造成已加工表面质量恶化的主要原因。根据材料组织结构和加工表面微观形貌特征，笔者认为，只有针对SiCp/Al材料在加工中的弹、塑性变形特点，有效减轻刀具—工件的挤压滑擦，才能减轻刀具磨损，提高刀具耐用度和加工表面质量。
试验结果表明，采用主偏角小于90°(如45°和75°)的外圆车刀切削SiCp/Al材料时，由于切削径向分力和母体材料高弹性变形的作用，刀具—工件接触面发生剧烈挤压和滑擦，很快在副后刀面上磨出磨损带，磨损带挤压在已加工表面上，严重时可引起不规则的中频振颤，振颤“锤击”作用可使已加工表面质量进一步恶化，同时进一步加剧了刀具损坏。如刀具采用90°(或稍大于90°)的主偏角，切削时就能够有效卸去切削径向分力，减轻刀具对材料的挤压以及由此引起的材料弹性恢复。此外，针对材料弹性恢复的不利影响，在副后刀面与刀尖连接处刃磨出一定形状，不仅能够减轻刀具—工件的挤压、滑擦，提高刀具耐用度，还可对已加工表面起到熨平修整作用，提高加工表面质量。
根据上述思路设计了一种新型引导光整刀具。刀具几何形状为：前角γ0=6°，主后角α0=10°，主偏角kr=90°，刃倾角λs=0°，副后角α0’=5°，副偏角kr’=15°，刀尖圆弧半径rε≤0.20mm；在与rε圆弧相接的副切削刃上刃磨出长度b≤1mm 的大半径 ( R≈150mm)圆弧，平滑过渡到副切削刃；在副切削刃上刃磨出α01≤-2°、宽度br’≤0.20mm 的负倒棱；在与rε相连的大圆弧的负倒棱下刃磨出R’≈200mm、高度b’≤0.50mm 的外切圆柱面，向下与副后刀面平面圆滑过渡(如图1所示)。
图1 刀具引导光整面几何形状示意图
这种新型引导光整刀具的关键是刀尖圆弧半径与相连的由R 和R’组成的椭球面(即引导光整面)的形状和高度，该椭球面可引导修整已加工表面的弹性变形恢复和轮廓微观不平度。其它几何参数的设计主要应满足刀具强度和耐冲击性的要求。
试验刀具的材料选用YG8 硬质合金。
4.4 试验结果
试验刀具进入正常磨损阶段后，副后刀面上光滑的引导光整面对已加工表面的微观不平轮廓进行修整。经切削光整后，1#材料已加工表面粗糙度平均值 Ra=1.08µm，裸视观察呈无光泽银白色，在显微镜下观察，轮廓顶峰被部分修整，呈钝圆状，加工纹路清晰可见；2#材料已加工表面粗糙度平均值Ra= 0.52µm。由于2#材料的粒度和体积分数均大于1#材料，因此硬度和刚度有所提高，弹塑性变形减弱，表面呈有金属光泽的镜面。用Taylor- Hobson轮廓仪描绘出的使用普通刀具(未在副后刀面上刃磨出引导光整面)和新型引导光整刀具切削2#材料的表面微观轮廓形貌(两种刀具材料均为YG8 硬质合金，且几何参数基本相同)。
与普通刀具相比，新型引导光整刀具切削出的表面微观轮廓顶峰和峰谷变化平缓，微观不平度减小。
对新型引导光整刀具的检测显示，切削1#材料15分钟后，刀具上未发现明显的磨损带；继续切削2#材料，在开始的12.5 分钟里，引导光整面的长度b由原来的0.9mm扩展到1.0mm，高度b’由原来的0.4mm扩展到0.5mm，在随后37.5 分钟的切削过程中，未发现磨损带进一步扩大。切削试验中，工件表面粗糙度值基本保持稳定，Ra最大值未超过0.76µm。
5 结论
引导光整刀具是一种适用于切削SiCp/Al多相材料的新型刀具，能有效提高常规材料刀具的耐用度，降低工件表面粗糙度。
新型刀具的光整作用可使已加工表面延展和拉伸，产生塑性流动；挤压作用可弥合表面微观裂纹，减轻应力集中现象，使表面呈残余压应力状态，从而提高零件抗疲劳强度。
SiCp/Al材料的表面加工质量在很大程度上由引导光整面的高度和切削用量决定。其高度应小于轮廓微观不平度的平均高度，以减小母体材料的受压弹形变形；其宽度应大于进给量f，以实现重叠连续光整，使已加工表面获得良好的尺寸精度和表面质量。
对于不同粒度和体积分数的SiCp/Al材料，存在一个引导光整面优化值。可根据材料粒度和体积分数的不同适当修整引导光整面的几何尺寸。本文推荐的引导光整刀具几何尺寸较适合于切削中等粒度和体积分数的SiCp/Al材料，对于粒度和体积分数过大或过小的材料加工效果稍差。
新型引导光整刀具的几何形状较适合直线加工，对于复杂曲面的加工则有其局限性。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
螺纹特形轴数控车削工艺设计及编程举例www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
图示螺纹特形轴，毛坯为φ58mm×100mm棒材，材料为45钢。数控车削前毛坯已粗车端面、钻好中心孔。
1．根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线
1）对细长轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ58mm外圆一头，使工件伸出卡盘175mm，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工（注：切断时将顶尖退出）。
2） 工步顺序
① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，粗车φ56mm、SφS50mm、φ36mm、M30mm各外圆段以及锥长为10mm的圆锥段，留1mm的余量。
② 自右向左精车各外圆面：螺纹段右倒角→切削螺纹段外圆φ30mm→车锥长10mm的圆锥→车φ36mm圆柱段→车φ56mm圆柱段。
③ 车5mm×φ26mm螺纹退刀槽，倒螺纹段左倒角，车锥长10mm的圆锥以及车5mm×φ34mm的槽。
④ 车螺纹。
⑤ 自右向左粗车R15mm、R25mm、Sφ50mm、R15mm各圆弧面及30°的圆锥面。
⑥ 自右向左精车R15mm、R25mm、Sφ50mm、R15mm各圆弧面及30°的圆锥面。
⑦ 切断。
2．选择机床设备
根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。
3．选择刀具
根据加工要求，选用三把刀具，T01为粗加工刀，选90°外圆车刀，T03为切槽刀，刀宽为3mm，T05为螺纹刀。
同时把三把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
4．确定切削用量
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5．确定工件坐标系、对刀点和换刀点
确定以工件左端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。
采用手动试切对刀方法（操作与上面数控车床的对刀方法相同）把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X70、Z30处。
螺纹特形轴
编写程序（该程序用于CK0630车床）
按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：
N0010 G59 X0 Z195
N0020 G90
N0030 G92 X70 Z30
N0040 M03 S450
N0050 M06 T01
N0060 G00 X57 Z1
N0070 G01 X57 Z-170 F80
N0080 G00 X58 Z1
N0090 G00 X51 Z1
N0100 G01 X51 Z-113 F80
N0110 G00 X52 Z1
N0120 G91
N0130 G81 P3
N0140 G00 X-5 Z0
N0150 G01 X0 Z-63 F80
N0160 G00 X0 Z63
N0170 G80
N0180 G81 P2
N0190 G00 X-3 Z0
N0200 G01 X0 Z-25 F80
N0210 G00 X0 Z25
N0220 G80
N0230 G90
N0240 G00 X31 Z-25
N0250 G01 X37 Z-35 F80
N0260 G00 X37 Z1
N0270 G00 X23 Z-72.5
N0280 G00 X26 Z1
N0290 G01 X30 Z-2 F60
N0300 G01 X30 Z-25 F60
N0310 G01 X36 Z-35 F60
N0320 G01 X36 Z-63 F60
N0330 G00 X56 Z-63
N0340 G01 X56 Z-170 F60
N0350 G28
N0360 G29
N0370 M06 T03
N0380 M03 S400
N0390 G00 X31 Z-25
N0400 G01 X26 Z-25 F40
N0410 G00 X31 Z-23
N0420 G01 X26 Z-23 F40
N0430 G00 X30 Z-21
N0440 G01 X26 Z-23 F40
N0450 G00 X36 Z-35
N0460 G01 X26 Z-25 F40
N0470 G00 X57 Z-113
N0480 G01 X34.5 Z-113 F40
N0490 G00 X57 Z-111
N0500 G01 X34.5 Z-111 F40
N0510 G28
N0520 G29
N0530 M06 T05
N0540 G00 X30 Z2
N0550 G91
N0560 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0
N0570 G01 X0 Z1.5
N0580 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0
N0590 G90
N0600 G00 X38 Z-45
N0610 G03 X32 Z-54 I60 K-54 F40
N0620 G02 X42 Z-69 I80 K-54 F40
N0630 G03 X42 Z-99 I0 K-84 F40
N0640 G03 X36 Z-108 I64 K-108 F40
N0650 G00 X48 Z-113
N0660 G01 X56 Z-135.4 F60
N0670 G00 X56 Z-113
N0680 G00 X40 Z-113
N0690 G01 X56 Z-135.4 F60
N0700 G00 X50 Z-113
N0710 G00 X36 Z-113
N0720 G01 X56 Z-108 F60
N0730 G00 X36 Z-45
N0740 G00 X36 Z-45
N0750 M03 S800
N0760 G03 X30 Z-54 I60 K-54 F40
N0770 G03 X40 Z-69 I80 K-54 F40
N0780 G02 X40 Z-99 I0 K-84 F40
N0790 G03 X34 Z-108 I64 K-108 F40
N0800 G01 X34 Z-113 F40
N0810 G01 X56 Z-135.4 F40
N0820 G28
N0830 G29
N0840 M06 T03
N0850 M03 S400
N0860 G00 X57 Z-168
N0870 G01 X0 Z-168 F40
N0880 G28
N0890 G29
N0900 M05
N0910 M02
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
图示螺纹特形轴，毛坯为φ58mm×100mm棒材，材料为45钢。数控车削前毛坯已粗车端面、钻好中心孔。
1．根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线
1）对细长轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ58mm外圆一头，使工件伸出卡盘175mm，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工（注：切断时将顶尖退出）。
2） 工步顺序
① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，粗车φ56mm、SφS50mm、φ36mm、M30mm各外圆段以及锥长为10mm的圆锥段，留1mm的余量。
② 自右向左精车各外圆面：螺纹段右倒角→切削螺纹段外圆φ30mm→车锥长10mm的圆锥→车φ36mm圆柱段→车φ56mm圆柱段。
③ 车5mm×φ26mm螺纹退刀槽，倒螺纹段左倒角，车锥长10mm的圆锥以及车5mm×φ34mm的槽。
④ 车螺纹。
⑤ 自右向左粗车R15mm、R25mm、Sφ50mm、R15mm各圆弧面及30°的圆锥面。
⑥ 自右向左精车R15mm、R25mm、Sφ50mm、R15mm各圆弧面及30°的圆锥面。
⑦ 切断。
2．选择机床设备
根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。
3．选择刀具
根据加工要求，选用三把刀具，T01为粗加工刀，选90°外圆车刀，T03为切槽刀，刀宽为3mm，T05为螺纹刀。
同时把三把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
4．确定切削用量
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5．确定工件坐标系、对刀点和换刀点
确定以工件左端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。
采用手动试切对刀方法（操作与上面数控车床的对刀方法相同）把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X70、Z30处。
螺纹特形轴
编写程序（该程序用于CK0630车床）
按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：
N0010 G59 X0 Z195
N0020 G90
N0030 G92 X70 Z30
N0040 M03 S450
N0050 M06 T01
N0060 G00 X57 Z1
N0070 G01 X57 Z-170 F80
N0080 G00 X58 Z1
N0090 G00 X51 Z1
N0100 G01 X51 Z-113 F80
N0110 G00 X52 Z1
N0120 G91
N0130 G81 P3
N0140 G00 X-5 Z0
N0150 G01 X0 Z-63 F80
N0160 G00 X0 Z63
N0170 G80
N0180 G81 P2
N0190 G00 X-3 Z0
N0200 G01 X0 Z-25 F80
N0210 G00 X0 Z25
N0220 G80
N0230 G90
N0240 G00 X31 Z-25
N0250 G01 X37 Z-35 F80
N0260 G00 X37 Z1
N0270 G00 X23 Z-72.5
N0280 G00 X26 Z1
N0290 G01 X30 Z-2 F60
N0300 G01 X30 Z-25 F60
N0310 G01 X36 Z-35 F60
N0320 G01 X36 Z-63 F60
N0330 G00 X56 Z-63
N0340 G01 X56 Z-170 F60
N0350 G28
N0360 G29
N0370 M06 T03
N0380 M03 S400
N0390 G00 X31 Z-25
N0400 G01 X26 Z-25 F40
N0410 G00 X31 Z-23
N0420 G01 X26 Z-23 F40
N0430 G00 X30 Z-21
N0440 G01 X26 Z-23 F40
N0450 G00 X36 Z-35
N0460 G01 X26 Z-25 F40
N0470 G00 X57 Z-113
N0480 G01 X34.5 Z-113 F40
N0490 G00 X57 Z-111
N0500 G01 X34.5 Z-111 F40
N0510 G28
N0520 G29
N0530 M06 T05
N0540 G00 X30 Z2
N0550 G91
N0560 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0
N0570 G01 X0 Z1.5
N0580 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0
N0590 G90
N0600 G00 X38 Z-45
N0610 G03 X32 Z-54 I60 K-54 F40
N0620 G02 X42 Z-69 I80 K-54 F40
N0630 G03 X42 Z-99 I0 K-84 F40
N0640 G03 X36 Z-108 I64 K-108 F40
N0650 G00 X48 Z-113
N0660 G01 X56 Z-135.4 F60
N0670 G00 X56 Z-113
N0680 G00 X40 Z-113
N0690 G01 X56 Z-135.4 F60
N0700 G00 X50 Z-113
N0710 G00 X36 Z-113
N0720 G01 X56 Z-108 F60
N0730 G00 X36 Z-45
N0740 G00 X36 Z-45
N0750 M03 S800
N0760 G03 X30 Z-54 I60 K-54 F40
N0770 G03 X40 Z-69 I80 K-54 F40
N0780 G02 X40 Z-99 I0 K-84 F40
N0790 G03 X34 Z-108 I64 K-108 F40
N0800 G01 X34 Z-113 F40
N0810 G01 X56 Z-135.4 F40
N0820 G28
N0830 G29
N0840 M06 T03
N0850 M03 S400
N0860 G00 X57 Z-168
N0870 G01 X0 Z-168 F40
N0880 G28
N0890 G29
N0900 M05
N0910 M02
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
低温ELID磨削钛合金磨削力的实验研究www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
一、前言
精密和半精密磨削钛合金时，由于钛合金的材料特性造成了其磨削困难。这主要是以下几方面的原因：(1)钛及钛合金材料导热、导温系数小，仅为铝及铝合金热导率的1/15，钢热导率的1/5。低的导热、导温率使其在磨削加工中，磨削热不易散发，还会产生加工粘结现象。(2)钛及钛合金在高温时化学活性高，由于磨削温度高，磨屑易于空气中的氧、氮等元素发生化学反应形成，加快砂轮的磨损。摩擦系数大，弹性模量小，屈服强度比大，这种特性会使加工零件表面产生较大的回弹变形，从而造成磨削力大，并影响加工精度。
由于钛合金具有化学活性高、粘、韧等特点，加上磨粒磨削点局部高温和压力作用，磨粒和金属表面会因亲和力而发生物理性粘结。钛合金磨削过程中的粘附问题将使砂轮加快损耗，影响工件的加工表面质量，而且造成了钛合金磨削力的大小不仅取决于切削工件材料产生的力，而且取决于粘附到工作磨粒上的钛合金材料与工件表面相互接触产生的力。
针对以上对钛合金精密和半精密磨削中存在问题，采用液氮作为冷却介质，降低钛合金的磨削温度，改变其材料性质，减少钛合金在磨削过程中的粘附现象，并从磨削力随磨削深度的变化趋势及钛合金磨削机理等方面，研究了低温对钛合金磨削的影响。
a)18℃冲击断口
b)-40℃冲击断口
c)-196℃冲击断口
图1 不同温度下钛合金冲击断口微观表面形貌
二、钛合金(TC4)低温性能的研究
为了研究钛合金的低温加工性能，进行了钛合金低温性能实验。实验结果表明，随着温度降低，钛合金的硬度和脆性增加，冲击韧性降低。图1为不同温度下钛合金的冲击断口微观表面形貌照片。当温度由室温降至液氮温度(-196℃)时，其断裂表面形貌由塑性韧窝状断口向脆性解理状断口转变。由此可知，如使磨削处于低温状态，可以使钛合金的塑性降低，增加其脆性，从而使其适合于磨削。
三、低温磨削实验装置与实验条件
实验采用的方法原理如图2所示。试件装夹在KISTLER三向压电晶体测力仪上，液氮喷嘴将液氮直接喷射入磨削区。由此，磨削过程中产生的力的信号经电荷放大器转变为放大的电压信号，然后经A/D数据采集卡转变为数字信号输入计算机，最后对所采集的数据进行计算机处理，在本实验中主要测量钛合金磨削过程中所产生的法向力Fn与切向力Ft。
图2 低温磨削钛合金实验装置原理
实验条件
磨床：MM7120A精密平面磨床
砂轮：W10铁基结合剂 CBN砂轮
砂轮最大线速度：Vs=14m/s
进给速度：Vw=5.8m/min
磨削工艺：干磨、ELID磨削、ELID结合液氮喷雾冷却低温磨削
实验过程中，采用两种不同的磨削工艺方法，对钛合金磨削过程中所产生的磨削力Fn、Ft进行测量，W10铁基结合剂CBN砂轮采用电火花方法整形，并应用ELID技术进行在线电解预修锐。通过比较两种不同磨削工艺条件下，钛合金磨削力随磨削深度变化的趋势及大小，以及对不同磨削工艺条件下所磨工件表面进行微观形貌分析，可以看出低温对钛合金磨削的影响，推断出不同磨削工艺条件下的钛合金粘附，并据此判断低温磨削钛合金的磨削效果。
四、实验结果与分析
图3 为在不同磨削工艺条件下测得的磨削力Fn、Ft与磨削深度变化曲线。由图中可以看出，在低温条件下采用ELID磨削钛合金能够有效地降低磨削法向力Fn与切向力Fn，其原因为：
图3 不同工艺条件下磨削力随磨削深度的变化曲线
磨粒切削材料的过程可大致分为弹性变形、塑性变形及切屑形成三个阶段，这样在低温条件下，由于钛合金的硬度与低温脆性有所增加，而且其断口形态有从韧窝状向解理性脆断转化的趋势，由此，在低温条件下，磨粒与工件的滑擦与耕犁过程减小，从而减小了钛合金的磨削力；
在低温条件下， 能够显著降低磨削区的温度， 这样就使钛合金粘附现象产生的必要条件如局部高温等不复存在，因此磨粒和金属表面的亲和力降低，不会与砂轮发生物理性粘结，粘附率降低，磨削力减小；
采用常规方法磨削钛合金，由于钛为活泼的金属元素，并且磨削区温度高，从而造成钛合金新鲜磨削表面在大气中与氧作用，氧扩散到钛合金表层中，造成所谓的污染层。氧扩散会在被磨表面上形成钛的氧化物TiO2、Ti2O3或氧在a-Ti中的固溶体。氧扩散到钛合金表层后，造成钛合金微薄表层的硬度和强度增加，塑性下降，其结果使磨削力增大，加剧砂轮的磨损。而采用喷射式低温磨削装置，能够使磨削处于隋性气体保护下进行，这样就避免了上述常规磨削的缺点，从而使磨削力降低，工件表面的磨削质量提高；
在低温条件下结合线修整(ELID)磨削技术能够长时间保持磨粒的锋锐性，增加砂轮的容屑空间，避免砂轮堵塞，从此方面来说亦可减小钛合金的磨削力。
五、结论
液氮喷雾式低温ELID磨削钛合金能够有效地降低钛合金磨削力及磨削区温度，从而使砂轮表面钛合金粘附明显减小。
采用喷雾式低温磨削装置使钛合金磨削处于惰性气体保护氛围，减少了钛合金表层污染。
以液氮取代钛合金磨削液，对周边环境及操作者没有污染与伤害，有利于实现绿色制造。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
一、前言
精密和半精密磨削钛合金时，由于钛合金的材料特性造成了其磨削困难。这主要是以下几方面的原因：(1)钛及钛合金材料导热、导温系数小，仅为铝及铝合金热导率的1/15，钢热导率的1/5。低的导热、导温率使其在磨削加工中，磨削热不易散发，还会产生加工粘结现象。(2)钛及钛合金在高温时化学活性高，由于磨削温度高，磨屑易于空气中的氧、氮等元素发生化学反应形成，加快砂轮的磨损。摩擦系数大，弹性模量小，屈服强度比大，这种特性会使加工零件表面产生较大的回弹变形，从而造成磨削力大，并影响加工精度。
由于钛合金具有化学活性高、粘、韧等特点，加上磨粒磨削点局部高温和压力作用，磨粒和金属表面会因亲和力而发生物理性粘结。钛合金磨削过程中的粘附问题将使砂轮加快损耗，影响工件的加工表面质量，而且造成了钛合金磨削力的大小不仅取决于切削工件材料产生的力，而且取决于粘附到工作磨粒上的钛合金材料与工件表面相互接触产生的力。
针对以上对钛合金精密和半精密磨削中存在问题，采用液氮作为冷却介质，降低钛合金的磨削温度，改变其材料性质，减少钛合金在磨削过程中的粘附现象，并从磨削力随磨削深度的变化趋势及钛合金磨削机理等方面，研究了低温对钛合金磨削的影响。
a)18℃冲击断口
b)-40℃冲击断口
c)-196℃冲击断口
图1 不同温度下钛合金冲击断口微观表面形貌
二、钛合金(TC4)低温性能的研究
为了研究钛合金的低温加工性能，进行了钛合金低温性能实验。实验结果表明，随着温度降低，钛合金的硬度和脆性增加，冲击韧性降低。图1为不同温度下钛合金的冲击断口微观表面形貌照片。当温度由室温降至液氮温度(-196℃)时，其断裂表面形貌由塑性韧窝状断口向脆性解理状断口转变。由此可知，如使磨削处于低温状态，可以使钛合金的塑性降低，增加其脆性，从而使其适合于磨削。
三、低温磨削实验装置与实验条件
实验采用的方法原理如图2所示。试件装夹在KISTLER三向压电晶体测力仪上，液氮喷嘴将液氮直接喷射入磨削区。由此，磨削过程中产生的力的信号经电荷放大器转变为放大的电压信号，然后经A/D数据采集卡转变为数字信号输入计算机，最后对所采集的数据进行计算机处理，在本实验中主要测量钛合金磨削过程中所产生的法向力Fn与切向力Ft。
图2 低温磨削钛合金实验装置原理
实验条件
磨床：MM7120A精密平面磨床
砂轮：W10铁基结合剂 CBN砂轮
砂轮最大线速度：Vs=14m/s
进给速度：Vw=5.8m/min
磨削工艺：干磨、ELID磨削、ELID结合液氮喷雾冷却低温磨削
实验过程中，采用两种不同的磨削工艺方法，对钛合金磨削过程中所产生的磨削力Fn、Ft进行测量，W10铁基结合剂CBN砂轮采用电火花方法整形，并应用ELID技术进行在线电解预修锐。通过比较两种不同磨削工艺条件下，钛合金磨削力随磨削深度变化的趋势及大小，以及对不同磨削工艺条件下所磨工件表面进行微观形貌分析，可以看出低温对钛合金磨削的影响，推断出不同磨削工艺条件下的钛合金粘附，并据此判断低温磨削钛合金的磨削效果。
四、实验结果与分析
图3 为在不同磨削工艺条件下测得的磨削力Fn、Ft与磨削深度变化曲线。由图中可以看出，在低温条件下采用ELID磨削钛合金能够有效地降低磨削法向力Fn与切向力Fn，其原因为：
图3 不同工艺条件下磨削力随磨削深度的变化曲线
磨粒切削材料的过程可大致分为弹性变形、塑性变形及切屑形成三个阶段，这样在低温条件下，由于钛合金的硬度与低温脆性有所增加，而且其断口形态有从韧窝状向解理性脆断转化的趋势，由此，在低温条件下，磨粒与工件的滑擦与耕犁过程减小，从而减小了钛合金的磨削力；
在低温条件下， 能够显著降低磨削区的温度， 这样就使钛合金粘附现象产生的必要条件如局部高温等不复存在，因此磨粒和金属表面的亲和力降低，不会与砂轮发生物理性粘结，粘附率降低，磨削力减小；
采用常规方法磨削钛合金，由于钛为活泼的金属元素，并且磨削区温度高，从而造成钛合金新鲜磨削表面在大气中与氧作用，氧扩散到钛合金表层中，造成所谓的污染层。氧扩散会在被磨表面上形成钛的氧化物TiO2、Ti2O3或氧在a-Ti中的固溶体。氧扩散到钛合金表层后，造成钛合金微薄表层的硬度和强度增加，塑性下降，其结果使磨削力增大，加剧砂轮的磨损。而采用喷射式低温磨削装置，能够使磨削处于隋性气体保护下进行，这样就避免了上述常规磨削的缺点，从而使磨削力降低，工件表面的磨削质量提高；
在低温条件下结合线修整(ELID)磨削技术能够长时间保持磨粒的锋锐性，增加砂轮的容屑空间，避免砂轮堵塞，从此方面来说亦可减小钛合金的磨削力。
五、结论
液氮喷雾式低温ELID磨削钛合金能够有效地降低钛合金磨削力及磨削区温度，从而使砂轮表面钛合金粘附明显减小。
采用喷雾式低温磨削装置使钛合金磨削处于惰性气体保护氛围，减少了钛合金表层污染。
以液氮取代钛合金磨削液，对周边环境及操作者没有污染与伤害，有利于实现绿色制造。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
减薄切屑的高进给粗铣加工技术www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
粗铣加工的目标是以最短的时间从工件上切除尽可能多的金属材料。虽然材料去除率的大小主要取决于加工机床的有效功率（马力），但是，通过采用径向减薄切屑厚度的方法，即使在一台小功率的机床上，仍然可以实现生产率的最大化和保持加工要求的切削条件。
径向切屑减薄（radial chip thinning）是铣削所采用的径向切削宽度（WOC）ae小于铣刀直径的25％时所产生的一种效应。随着径向切削宽度的减小，基于设计每齿进给量fz的切屑厚度也将随之变薄，从而导致实际每齿进给量fz减小，而fz的减小会使刀具与工件表面发生刮擦而无法切入工件，因此当径向切深减小时需要增大每齿进给量fz。采用减薄径向切屑厚度的高进给铣削方式（见图1）可以缩短加工时间，延长刀具寿命。
图1 减薄切屑的高进给粗铣加工
刀具主偏角的变化
刀具的主偏角是实现切屑减薄最重要的因素。当采用较平的刀具主偏角χ时，刀具以90°主偏角开始切入，随着切削的进行，主偏角逐渐减小，切屑厚度h也随之减小。
在加工某一类特定的工件材料时，为了获得最佳的切屑厚度，需要采用不同的切削参数。编制CNC加工程序时需要输入的每齿进给量可用以下公式计算：fz＝h/sink。针对某一类工件材料给出的h值有一个数值范围，其中较小的数值为切削始点的切屑厚度值。在机床功率达50hp的加工中心上铣削加工铝或非铁族合金时，推荐的切屑厚度范围为h＝0.002″-0.003″（0.051-0.076mm）；加工不锈钢、铝合金和耐热超级合金时，推荐的切屑厚度范围为h＝0.003″-0.006″（0.076-0.152mm）；加工钢、铸铁和球墨铸铁时，推荐的切屑厚度范围为h＝0.006″- 0.010″（0.152-0.254mm）。如果采用大于推荐值的切屑厚度，则要冒刀片过载和切削刃崩损的风险。
无论刀具主偏角为90°、60°、45°、30°或更小，切屑厚度将始终保持不变，只有圆形铣刀或纽扣铣刀所使用的圆刀片例外（见图2）。由于圆刀片的顶部无几何刃型，加之倒棱极小，因此其切削刃的强度最高。
ap—切削深度 b—切屑长度 fz—每齿进给量 h—切屑厚度 r—半径 k—主偏角
图2 具有不同主偏角（90°-30°）的刀片切削截面形状（图右为圆刀片）
与直刃刀片不同的是，圆刀片切出的切屑厚度将随着切削深度的增加而增大。因此，可采用平均切屑厚度hm来表示圆刀片的切削厚度。hm值是根据通过刀具直径的圆刀片与工件径向接合处的切屑厚度来确定的。对于不同类型的工件材料，典型的hm值选取范围与上述h值的选取范围相同。
将一种圆刀片（RDMT2006）与一种90°刀片（ADMT1606）的切削情况作一比较。如果两种刀片采用相同的切削深度和每齿进给量进行切削，则它们切除的切屑量也完全相同。但是，如果当切削深度为圆刀片内切圆（IC）的1/2时，圆刀片的切屑厚度将减薄30%，这是因为圆刀片与工件径向接合的切削刃较长的缘故（见图3）。换言之，如果圆刀片和90°刀片各自切除的切屑量相等，而圆刀片切削产生的切屑长度比90°刀片长约50%，则圆刀片切出的切屑厚度必然会大幅度减薄。此时，如果进给量保持不变，而切削深度减小至等于纽扣铣刀内切圆的25%，则在切屑量相等的情况下，纽扣铣刀切出的切屑厚度将减薄50%。为了达到通过减薄切屑厚度来提高生产率的目的，选取的最大切削深度应为圆刀片内切圆的20%-25%。
ap—切削深度 fz—每齿进给量 h—切屑厚度 r—半径 k—主偏角
图3 圆刀片（RDMT2006）与直刃刀片（ADMT1606的切屑厚度对比）
apmax—最大切削深度 ap—切削深度 k—主偏角
图4 在仿形铣削中，当切削深度变浅时，主偏角随之变平
进给率的提高
由于切屑厚度随着切削深度的变浅而减薄，因此，为了获得高水平的加工生产率，需要通过提高进给率来补偿较小的切削深度。无论是使用圆刀片或是小主偏角的铣刀，均可利用切屑减薄效应来实现高进给率铣削，这是因为随着圆刀片切削深度变浅，主偏角也随之变平（见图4）。因此，在确定输入CNC加工程序的每齿进给量时，将变量平均切屑厚度hm和主偏角kχ代入计算公式fz＝hm/sink中，进给率可获得大幅度提高（可增加 1倍）。
为确定纽扣铣刀的有效主偏角，可用以下公式计算：tank=ap/（ICeff/2）k=有效主偏角（式中ICeff为有效内切圆）。
需要注意，当切入角为90°时，输入加工程序的每齿进给量与切屑厚度是相等的。如果减小主偏角，切屑量仍将保持不变，但刀具切削刃与工件的接合长度会增大，由此产生的切屑厚度将小于程序设定值，但切屑会变长。在切削深度小于圆刀片半径的情况下，为了将切屑厚度增大到程序设定值，则需要提高刀具进给率的编程设定值。因此，虽然圆刀片产生的切屑与主偏角为90°的直刃刀片所切除的切屑厚度相同，但纽扣铣刀切除工件材料的进给率却要高得多。
当然，为了切除一定量的工件材料，对加工机床的功率也有一定的要求。如果刀具的进给率提高1倍，则加工机床的功率也需要增大1倍。
在粗铣加工中，采用90°主偏角的铣刀对于提高加工生产率最为不利，但这种铣刀却比较适合加工90°的台肩，因为它不需要二次走刀进行清根作业。有些加工车间为了减少所用刀具的种类，主要采用90°直刃铣刀进行铣削加工。在其它情况下，这种铣刀并非必需。
在切削深度保持不变的情况下，圆刀片越小，其加工效率也越低，这是由于小刀片的主偏角较大，将其代入每齿进给量计算公式得出的设定进给率也较小。此外，当圆刀片的切削深度增大时，其加工效率也会降低。因此，当一把纽扣铣刀采用等于其内切圆的50%（IC/2）的切削深度（可能采用的最大切深）进行铣削加工时，它切出的切屑厚度与加工程序设定的每齿进给量完全相等，且其加工效率与使用45°主偏角的直刃铣刀相同。但是，如果该纽扣铣刀的圆刀片有4个切削刃，则它的加工成本/效率（cost-effective）比使用45°双面刀片要高，因为45°双面刀片共有8个切削刃（纽扣刀片只在单面有切削刃，而45°双面刀片两面均有切削刃）。
使用圆刀片获得切屑减薄效应的限制因素之一是切削深度。最大的标准圆刀片直径约为0.800″（20mm），因此进行高速铣削时的最大切削深度为0.200″（5mm）——或许可达到0.250″（6.35mm）。虽然45°直刃铣刀可以更大的切削深度进行铣削，但纽扣铣刀可在粗铣加工编程时采用二次走刀（如果需要的话）实现比其它刀具一次走刀更高的切削效率。
采用切屑减薄技术进行加工时，如果生成的切屑过薄，刀具与工件表面就会发生刮擦现象。例如，用大倒棱刀片以极低的每齿进给率进行切削时，切屑难以正常成形，也无法顺畅流动。
切削力方向的变化
当刀具主偏角变平、切屑减薄时，切削力的方向也会发生变化。例如，用45°主偏角的铣刀进行切削时，轴向切削力与径向切削力大小相等。由于径向切削力会引起刀具偏斜和振颤；而轴向切削力作用于机床主轴方向，可使加工过程较少受到破坏性振动的影响。因此，使用主偏角较小的刀具所产生的切削力主要为轴向切削力，对保持加工过程的稳定性比较有利。
综上所述，对于以在最短时间内切除最多工件材料为目标的粗铣加工而言，通过减小刀具主偏角和采用较小的切削深度，可以实现切屑减薄效应，大幅度提高刀具的进给率，从而显著提升粗铣加工效率。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
粗铣加工的目标是以最短的时间从工件上切除尽可能多的金属材料。虽然材料去除率的大小主要取决于加工机床的有效功率（马力），但是，通过采用径向减薄切屑厚度的方法，即使在一台小功率的机床上，仍然可以实现生产率的最大化和保持加工要求的切削条件。
径向切屑减薄（radial chip thinning）是铣削所采用的径向切削宽度（WOC）ae小于铣刀直径的25％时所产生的一种效应。随着径向切削宽度的减小，基于设计每齿进给量fz的切屑厚度也将随之变薄，从而导致实际每齿进给量fz减小，而fz的减小会使刀具与工件表面发生刮擦而无法切入工件，因此当径向切深减小时需要增大每齿进给量fz。采用减薄径向切屑厚度的高进给铣削方式（见图1）可以缩短加工时间，延长刀具寿命。
图1 减薄切屑的高进给粗铣加工
刀具主偏角的变化
刀具的主偏角是实现切屑减薄最重要的因素。当采用较平的刀具主偏角χ时，刀具以90°主偏角开始切入，随着切削的进行，主偏角逐渐减小，切屑厚度h也随之减小。
在加工某一类特定的工件材料时，为了获得最佳的切屑厚度，需要采用不同的切削参数。编制CNC加工程序时需要输入的每齿进给量可用以下公式计算：fz＝h/sink。针对某一类工件材料给出的h值有一个数值范围，其中较小的数值为切削始点的切屑厚度值。在机床功率达50hp的加工中心上铣削加工铝或非铁族合金时，推荐的切屑厚度范围为h＝0.002″-0.003″（0.051-0.076mm）；加工不锈钢、铝合金和耐热超级合金时，推荐的切屑厚度范围为h＝0.003″-0.006″（0.076-0.152mm）；加工钢、铸铁和球墨铸铁时，推荐的切屑厚度范围为h＝0.006″- 0.010″（0.152-0.254mm）。如果采用大于推荐值的切屑厚度，则要冒刀片过载和切削刃崩损的风险。
无论刀具主偏角为90°、60°、45°、30°或更小，切屑厚度将始终保持不变，只有圆形铣刀或纽扣铣刀所使用的圆刀片例外（见图2）。由于圆刀片的顶部无几何刃型，加之倒棱极小，因此其切削刃的强度最高。
ap—切削深度 b—切屑长度 fz—每齿进给量 h—切屑厚度 r—半径 k—主偏角
图2 具有不同主偏角（90°-30°）的刀片切削截面形状（图右为圆刀片）
与直刃刀片不同的是，圆刀片切出的切屑厚度将随着切削深度的增加而增大。因此，可采用平均切屑厚度hm来表示圆刀片的切削厚度。hm值是根据通过刀具直径的圆刀片与工件径向接合处的切屑厚度来确定的。对于不同类型的工件材料，典型的hm值选取范围与上述h值的选取范围相同。
将一种圆刀片（RDMT2006）与一种90°刀片（ADMT1606）的切削情况作一比较。如果两种刀片采用相同的切削深度和每齿进给量进行切削，则它们切除的切屑量也完全相同。但是，如果当切削深度为圆刀片内切圆（IC）的1/2时，圆刀片的切屑厚度将减薄30%，这是因为圆刀片与工件径向接合的切削刃较长的缘故（见图3）。换言之，如果圆刀片和90°刀片各自切除的切屑量相等，而圆刀片切削产生的切屑长度比90°刀片长约50%，则圆刀片切出的切屑厚度必然会大幅度减薄。此时，如果进给量保持不变，而切削深度减小至等于纽扣铣刀内切圆的25%，则在切屑量相等的情况下，纽扣铣刀切出的切屑厚度将减薄50%。为了达到通过减薄切屑厚度来提高生产率的目的，选取的最大切削深度应为圆刀片内切圆的20%-25%。
ap—切削深度 fz—每齿进给量 h—切屑厚度 r—半径 k—主偏角
图3 圆刀片（RDMT2006）与直刃刀片（ADMT1606的切屑厚度对比）
apmax—最大切削深度 ap—切削深度 k—主偏角
图4 在仿形铣削中，当切削深度变浅时，主偏角随之变平
进给率的提高
由于切屑厚度随着切削深度的变浅而减薄，因此，为了获得高水平的加工生产率，需要通过提高进给率来补偿较小的切削深度。无论是使用圆刀片或是小主偏角的铣刀，均可利用切屑减薄效应来实现高进给率铣削，这是因为随着圆刀片切削深度变浅，主偏角也随之变平（见图4）。因此，在确定输入CNC加工程序的每齿进给量时，将变量平均切屑厚度hm和主偏角kχ代入计算公式fz＝hm/sink中，进给率可获得大幅度提高（可增加 1倍）。
为确定纽扣铣刀的有效主偏角，可用以下公式计算：tank=ap/（ICeff/2）k=有效主偏角（式中ICeff为有效内切圆）。
需要注意，当切入角为90°时，输入加工程序的每齿进给量与切屑厚度是相等的。如果减小主偏角，切屑量仍将保持不变，但刀具切削刃与工件的接合长度会增大，由此产生的切屑厚度将小于程序设定值，但切屑会变长。在切削深度小于圆刀片半径的情况下，为了将切屑厚度增大到程序设定值，则需要提高刀具进给率的编程设定值。因此，虽然圆刀片产生的切屑与主偏角为90°的直刃刀片所切除的切屑厚度相同，但纽扣铣刀切除工件材料的进给率却要高得多。
当然，为了切除一定量的工件材料，对加工机床的功率也有一定的要求。如果刀具的进给率提高1倍，则加工机床的功率也需要增大1倍。
在粗铣加工中，采用90°主偏角的铣刀对于提高加工生产率最为不利，但这种铣刀却比较适合加工90°的台肩，因为它不需要二次走刀进行清根作业。有些加工车间为了减少所用刀具的种类，主要采用90°直刃铣刀进行铣削加工。在其它情况下，这种铣刀并非必需。
在切削深度保持不变的情况下，圆刀片越小，其加工效率也越低，这是由于小刀片的主偏角较大，将其代入每齿进给量计算公式得出的设定进给率也较小。此外，当圆刀片的切削深度增大时，其加工效率也会降低。因此，当一把纽扣铣刀采用等于其内切圆的50%（IC/2）的切削深度（可能采用的最大切深）进行铣削加工时，它切出的切屑厚度与加工程序设定的每齿进给量完全相等，且其加工效率与使用45°主偏角的直刃铣刀相同。但是，如果该纽扣铣刀的圆刀片有4个切削刃，则它的加工成本/效率（cost-effective）比使用45°双面刀片要高，因为45°双面刀片共有8个切削刃（纽扣刀片只在单面有切削刃，而45°双面刀片两面均有切削刃）。
使用圆刀片获得切屑减薄效应的限制因素之一是切削深度。最大的标准圆刀片直径约为0.800″（20mm），因此进行高速铣削时的最大切削深度为0.200″（5mm）——或许可达到0.250″（6.35mm）。虽然45°直刃铣刀可以更大的切削深度进行铣削，但纽扣铣刀可在粗铣加工编程时采用二次走刀（如果需要的话）实现比其它刀具一次走刀更高的切削效率。
采用切屑减薄技术进行加工时，如果生成的切屑过薄，刀具与工件表面就会发生刮擦现象。例如，用大倒棱刀片以极低的每齿进给率进行切削时，切屑难以正常成形，也无法顺畅流动。
切削力方向的变化
当刀具主偏角变平、切屑减薄时，切削力的方向也会发生变化。例如，用45°主偏角的铣刀进行切削时，轴向切削力与径向切削力大小相等。由于径向切削力会引起刀具偏斜和振颤；而轴向切削力作用于机床主轴方向，可使加工过程较少受到破坏性振动的影响。因此，使用主偏角较小的刀具所产生的切削力主要为轴向切削力，对保持加工过程的稳定性比较有利。
综上所述，对于以在最短时间内切除最多工件材料为目标的粗铣加工而言，通过减小刀具主偏角和采用较小的切削深度，可以实现切屑减薄效应，大幅度提高刀具的进给率，从而显著提升粗铣加工效率。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
高速铣削冷却方式的合理选择www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
随着绿色制造技术在切削加工中的应用，在高速铣削加工中采用压缩空气冷却取代切削液冷却已成为一种不错的选择。但是，对于具体的高速铣削加工任务，选用何种冷却方式更为恰当，则应根据不同的加工目的和被加工材料仔细加以权衡，以获得最佳的加工效果。以下是选择冷却方式时需要考虑的四个主要工艺因素。
1 工件材料的硬度
如果工件材料的硬度≥42HRC，选择压缩空气冷却通常可获得更佳的效果。高速铣削高硬度材料的加工特点为：①切削温度很高；②切屑在冷作硬化作用下会变得比母体材料更硬。切削此类材料时，如果采用切削液冷却，可能会使刀具承受间歇性升温－冷却造成的热冲击，温度的剧烈变化容易引起硬质合金切削刃碎裂。反之，如果采用压缩空气冷却，不仅可使刀具温度保持恒定，而且可将切屑吹离切削区，避免因高硬度切屑的二次切削（re-cutting）作用对刀具造成损坏。
2 工件材料的种类
如果工件材料的硬度＜42HRC，则应根据工件材料的种类确定选用何种冷却方式。在高速铣削粘性材料（如铝、软性不锈钢等）时，通常需要选用切削液冷却。切削液可对刀具起到润滑作用，且可使切屑易于向上滑出容屑槽并与刀具后角分离。而在高速铣削大多数模具钢（如P20，H13，S7， NAK55，D2等）时，压缩空气冷却可能是正确的选择。如果在加工中发现工件材料与刀具发生粘连现象，则可能提示需要采用切削液；但也可能提示需要选用不同的刀具涂层。
3 刀具涂层
氮碳化钛（TiCN）涂层和氮铝钛（TiAlN）涂层是高速铣削模具钢时最常用的两种刀具涂层。球头铣刀在低于800sfm的切削速度下铣削硬度小于42HRC的工件材料（或圆铣刀在低于600sfm的切削速度下铣削相同材料）时，刀具采用TiCN涂层较为合适。如果被加工材料的硬度或切削速度高于上述切削参数范围，则最好选用TiAlN涂层。
TiCN涂层对切削液冷却具有很好的适应性。虽然切削温度的剧烈变化仍有可能引起硬质合金切削刃碎裂，但在上述切削参数范围内进行加工，一般不会产生足以引起热冲击危险的切削高温。
反之，高温切削性能较好的TiAlN涂层不太适合切削液冷却。这种涂层在进行高温切削时，可在涂层外表面形成一层坚硬而光滑的氧化铝层，有助于提高刀具的切削性能。（事实上，美国Millstar公司开发的“Exalon”TiAlN涂层的高温切削性能更为先进，这种TiAlN涂层的外面又增加了一层固体润滑层，可使切屑更易于沿着刀具切削刃滑离。）
石墨电极工件的铣削加工对刀具涂层的要求一般不太严格，选用TiAlN涂层或金刚石涂层均可。虽然这两种涂层采用压缩空气冷却即可获得很好的切削效果，但许多加工车间仍然愿意使用切削液，这是因为切削液有助于清除加工中产生的粉尘。
4 表面光洁度要求
用球头铣刀进行高速铣削时，为了获得较高的工件表面光洁度，可能需要采用切削液冷却。由于球头铣刀端部的切削速度为零，采用切削液可起到很好的润滑作用。当用典型的球头铣刀进行微进给精铣加工时，位于铣刀端部低速切削区域的工件材料可能会卡在“横刃（web）”内。处于红热状态的残留材料被刀具拖曳着划过工件，并可能熔焊在工件表面，从而破坏工件的表面光洁度。（为解决这一问题，某些具有球形轮廓的机夹刀片式铣刀，如美国Millstar公司的 “Super Finisher”刀片，可通过改进刀片的设计消除这种“横刃”。）切削液通过对刀具和工件的润滑作用，可以减小切屑熔焊现象的影响，获得较高的表面光洁度。基于这种考虑，即使在使用TiAlN涂层刀具的加工场合，也应采用切削液冷却方式。虽然刀具寿命可能因此而缩短，但有时为了达到表面光洁度要求，有必要牺牲部分刀具寿命。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
随着绿色制造技术在切削加工中的应用，在高速铣削加工中采用压缩空气冷却取代切削液冷却已成为一种不错的选择。但是，对于具体的高速铣削加工任务，选用何种冷却方式更为恰当，则应根据不同的加工目的和被加工材料仔细加以权衡，以获得最佳的加工效果。以下是选择冷却方式时需要考虑的四个主要工艺因素。
1 工件材料的硬度
如果工件材料的硬度≥42HRC，选择压缩空气冷却通常可获得更佳的效果。高速铣削高硬度材料的加工特点为：①切削温度很高；②切屑在冷作硬化作用下会变得比母体材料更硬。切削此类材料时，如果采用切削液冷却，可能会使刀具承受间歇性升温－冷却造成的热冲击，温度的剧烈变化容易引起硬质合金切削刃碎裂。反之，如果采用压缩空气冷却，不仅可使刀具温度保持恒定，而且可将切屑吹离切削区，避免因高硬度切屑的二次切削（re-cutting）作用对刀具造成损坏。
2 工件材料的种类
如果工件材料的硬度＜42HRC，则应根据工件材料的种类确定选用何种冷却方式。在高速铣削粘性材料（如铝、软性不锈钢等）时，通常需要选用切削液冷却。切削液可对刀具起到润滑作用，且可使切屑易于向上滑出容屑槽并与刀具后角分离。而在高速铣削大多数模具钢（如P20，H13，S7， NAK55，D2等）时，压缩空气冷却可能是正确的选择。如果在加工中发现工件材料与刀具发生粘连现象，则可能提示需要采用切削液；但也可能提示需要选用不同的刀具涂层。
3 刀具涂层
氮碳化钛（TiCN）涂层和氮铝钛（TiAlN）涂层是高速铣削模具钢时最常用的两种刀具涂层。球头铣刀在低于800sfm的切削速度下铣削硬度小于42HRC的工件材料（或圆铣刀在低于600sfm的切削速度下铣削相同材料）时，刀具采用TiCN涂层较为合适。如果被加工材料的硬度或切削速度高于上述切削参数范围，则最好选用TiAlN涂层。
TiCN涂层对切削液冷却具有很好的适应性。虽然切削温度的剧烈变化仍有可能引起硬质合金切削刃碎裂，但在上述切削参数范围内进行加工，一般不会产生足以引起热冲击危险的切削高温。
反之，高温切削性能较好的TiAlN涂层不太适合切削液冷却。这种涂层在进行高温切削时，可在涂层外表面形成一层坚硬而光滑的氧化铝层，有助于提高刀具的切削性能。（事实上，美国Millstar公司开发的“Exalon”TiAlN涂层的高温切削性能更为先进，这种TiAlN涂层的外面又增加了一层固体润滑层，可使切屑更易于沿着刀具切削刃滑离。）
石墨电极工件的铣削加工对刀具涂层的要求一般不太严格，选用TiAlN涂层或金刚石涂层均可。虽然这两种涂层采用压缩空气冷却即可获得很好的切削效果，但许多加工车间仍然愿意使用切削液，这是因为切削液有助于清除加工中产生的粉尘。
4 表面光洁度要求
用球头铣刀进行高速铣削时，为了获得较高的工件表面光洁度，可能需要采用切削液冷却。由于球头铣刀端部的切削速度为零，采用切削液可起到很好的润滑作用。当用典型的球头铣刀进行微进给精铣加工时，位于铣刀端部低速切削区域的工件材料可能会卡在“横刃（web）”内。处于红热状态的残留材料被刀具拖曳着划过工件，并可能熔焊在工件表面，从而破坏工件的表面光洁度。（为解决这一问题，某些具有球形轮廓的机夹刀片式铣刀，如美国Millstar公司的 “Super Finisher”刀片，可通过改进刀片的设计消除这种“横刃”。）切削液通过对刀具和工件的润滑作用，可以减小切屑熔焊现象的影响，获得较高的表面光洁度。基于这种考虑，即使在使用TiAlN涂层刀具的加工场合，也应采用切削液冷却方式。虽然刀具寿命可能因此而缩短，但有时为了达到表面光洁度要求，有必要牺牲部分刀具寿命。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
深冷处理提高YW1硬质合金刀片耐磨损性能的机理研究www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
深冷处理工艺作为提高工模具寿命的一种有效手段，已在国内外得到广泛应用。试验表明，YW1硬质合金车刀片经深冷处理后，其耐磨损性能显著提高。本文对深冷处理提高刀片耐磨损性能的内在机理进行了试验分析和理论探讨。
1 YW1刀片耐磨损性能试验
采用某厂同一批次生产的YW1硬质合金三角形可转位车刀片进行切削试验。其中部分刀片在深冷处理设备中以70 ℃/h的速度降温至-184℃ ，保温18小时后，再以70 ℃/h的速度升至室温；另一部分刀片则未经深冷处理。在相同的切削条件下(切削速度vc=110m/min，切削深度ap=0.5mm，进给量f=0.1mm/r)，分别用经过深冷处理和未经深冷处理的两种刀片在C6132车床上切削45钢，并通过测量后刀面平均磨损值VB，比较两种刀片的耐磨损性能。根据试验结果绘出的两种刀片的磨损曲线如图1 所示。
图1 经过深冷处理和未经深冷处理的YW1刀片磨损曲线
由图1可知，经过深冷处理的刀片较未经深冷处理的刀片耐磨损性能显著提高。
2 YW1刀片的硬度分析
硬质合金刀片的耐磨损性能与其硬度值密切相关。为此，分别测量了经过深冷处理和未经深冷处理两种刀片的显微硬度(HV)和洛氏硬度(HRA)，测量结果见表1。
表1 深冷与未深冷YW1刀片硬度值
刀片类型
显微硬度(HV)
洛氏硬度(HRA)
未经深冷处理
1764.0
90
经过深冷处理
2263.7
92
由表1可知，经过深冷处理刀片的硬度值较未经深冷处理刀片有一定程度提高，这表明两种刀片的微观组织结构存在一定差异。
3 YW1刀片的微观组织结构分析
YW1硬质合金的主要成分为WC(84%)、粘结相Co(6%)及少量的TiC和TaC，其主要性能取决于WC和粘结相Co的特性(见表2)。
表2 YW1主要成分特性
特性
WC
Co
晶格类型
a—六方形
b—面心立方
a—密排六方
b—面心立方
晶格常数(Å)
a—六方形
b—面心立方
a=2.9063
c=2.8368
a=2.248
a=2.5075
c=4.0698
a=3.5442
线性热膨胀系数(×10-6/K)
4.4
14.2
298K比电阻(UW·cm)
25
5.8
表3 YW1中WC和粘结相Co的晶格常数
YW1刀片
经过深冷处理
未经深冷处理
晶格
常数
Co
Hex(六方)
Cubic(立方)+ Hex(六方)
WC
a
2.9080
2.9087
c
2.8394
2.8370
TiC
4.3301
4.3294
用X射线衍射仪对WC和粘结相Co的晶格常数进行测量，测量结果见表3 。
由表3可知，在经过深冷处理和未经深冷处理的刀片中，WC晶格常数的差异并不明显。由此可知，深冷处理可改善YW1刀片耐磨损性能的主要原因并不是由于深冷处理对WC的微观结构有所改变。
X射线分析结果表明，经过深冷处理的YW1刀片中只发现有密排六方Co(e-Co)在(1 0 2)晶向的衍射峰值 1.476 ；而在未经深冷处理的YW1刀片中既有密排六方Co(e-Co)在(1 0 2)晶向的衍射峰值1.48，也有面心立方Co(a-Co在 (2 2 2)晶向的衍射峰值1.0233，这表明经过深冷处理后，YW1中的金属Co发生了马氏体转变且转化较为完全。
硬质合金性能受粘结相影响较大。金属Co在417℃时发生同素异性结构转变，高温时以面心立方结构(a-Co)的形式存在，低温时以密排六方结构(e-Co)的形式存在，a→e多型性转变是一种马氏体型转变，马氏体可在液氮温度下形成。在室温条件下，Co也会发生马氏体转变，粘结相与WC界面上有相应量的a-Co向e-Co转变而马氏体化，但室温条件下的这种转变是不完全的。
密排六方金属通常具有较低的摩擦系数。低摩擦系数有利于减小刀具在切削过程中的摩擦力，从而可降低切削温度，减小刀具在切削过程中的磨料磨损和扩散磨损，提高刀具耐磨损性能。在YW1成分中，e-Co的摩擦系数很低(约为0.36) ，因此a-Co相变为e-Co后可使YW1的耐磨损性能提高。此外，密排六方金属具有比体心和面心金属更低的粘着磨损特性，a-Co相变为e-Co后，将减小切削过程中的粘着磨损。
因此，深冷处理工艺能够提高硬质合金耐磨损性能的关键原因在于其能够促进a-Co向e-Co的马氏体型转变，并使这种转变完全化。
有资料认为：Co的热膨胀系数比WC大两倍，而粘结相是硬质合金的主要破坏相，存在于Co相中的较大热应力是影响硬质合金性能的不利因素。深冷处理能使WC—Co系硬质合金获得较理想的表面残余压应力，从而提高硬质合金的耐磨损性能。为了验证上述论点的正确性，作者测量了经过深冷处理和未经深冷处理的YW1的表面残余应力值，测量结果见表4。
表4 深冷与未深冷YW1的表面残余应力值
YW1
经过深冷处理
未经深冷处理
表面残余应力(MPa)
4192.297(压应力)
4858.665(压应力)
相对差值D
D=13.72%
由表4可见，经过深冷处理的YW1表面压应力值比未经深冷处理时还小。而通常压应力值越大，对刀具抗磨损性能越有利。由此可见，深冷处理提高YW1耐磨损性能的主要原因并不在于改善了其表面残余压应力值，而是由于促进了a-Co→e-Co的马氏体相变并使这一过程完全化。
4 结论
合理的深冷处理工艺可显著提高YW1硬质合金刀片的耐磨损性能。
经深冷处理后，YW1刀片的显微硬度和洛氏硬度明显提高，表明深冷处理可使YW1的微观组织结构发生改变。
X射线衍射分析结果表明，YW1经深冷处理后发生了较完全的粘结相Co的a→e转变，这是一种多型性的马氏体转变，是使YW1硬质合金刀片耐磨损性能提高的主要原因。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
深冷处理工艺作为提高工模具寿命的一种有效手段，已在国内外得到广泛应用。试验表明，YW1硬质合金车刀片经深冷处理后，其耐磨损性能显著提高。本文对深冷处理提高刀片耐磨损性能的内在机理进行了试验分析和理论探讨。
1 YW1刀片耐磨损性能试验
采用某厂同一批次生产的YW1硬质合金三角形可转位车刀片进行切削试验。其中部分刀片在深冷处理设备中以70 ℃/h的速度降温至-184℃ ，保温18小时后，再以70 ℃/h的速度升至室温；另一部分刀片则未经深冷处理。在相同的切削条件下(切削速度vc=110m/min，切削深度ap=0.5mm，进给量f=0.1mm/r)，分别用经过深冷处理和未经深冷处理的两种刀片在C6132车床上切削45钢，并通过测量后刀面平均磨损值VB，比较两种刀片的耐磨损性能。根据试验结果绘出的两种刀片的磨损曲线如图1 所示。
图1 经过深冷处理和未经深冷处理的YW1刀片磨损曲线
由图1可知，经过深冷处理的刀片较未经深冷处理的刀片耐磨损性能显著提高。
2 YW1刀片的硬度分析
硬质合金刀片的耐磨损性能与其硬度值密切相关。为此，分别测量了经过深冷处理和未经深冷处理两种刀片的显微硬度(HV)和洛氏硬度(HRA)，测量结果见表1。
表1 深冷与未深冷YW1刀片硬度值
刀片类型
显微硬度(HV)
洛氏硬度(HRA)
未经深冷处理
1764.0
90
经过深冷处理
2263.7
92
由表1可知，经过深冷处理刀片的硬度值较未经深冷处理刀片有一定程度提高，这表明两种刀片的微观组织结构存在一定差异。
3 YW1刀片的微观组织结构分析
YW1硬质合金的主要成分为WC(84%)、粘结相Co(6%)及少量的TiC和TaC，其主要性能取决于WC和粘结相Co的特性(见表2)。
表2 YW1主要成分特性
特性
WC
Co
晶格类型
a—六方形
b—面心立方
a—密排六方
b—面心立方
晶格常数(Å)
a—六方形
b—面心立方
a=2.9063
c=2.8368
a=2.248
a=2.5075
c=4.0698
a=3.5442
线性热膨胀系数(×10-6/K)
4.4
14.2
298K比电阻(UW·cm)
25
5.8
表3 YW1中WC和粘结相Co的晶格常数
YW1刀片
经过深冷处理
未经深冷处理
晶格
常数
Co
Hex(六方)
Cubic(立方)+ Hex(六方)
WC
a
2.9080
2.9087
c
2.8394
2.8370
TiC
4.3301
4.3294
用X射线衍射仪对WC和粘结相Co的晶格常数进行测量，测量结果见表3 。
由表3可知，在经过深冷处理和未经深冷处理的刀片中，WC晶格常数的差异并不明显。由此可知，深冷处理可改善YW1刀片耐磨损性能的主要原因并不是由于深冷处理对WC的微观结构有所改变。
X射线分析结果表明，经过深冷处理的YW1刀片中只发现有密排六方Co(e-Co)在(1 0 2)晶向的衍射峰值 1.476 ；而在未经深冷处理的YW1刀片中既有密排六方Co(e-Co)在(1 0 2)晶向的衍射峰值1.48，也有面心立方Co(a-Co在 (2 2 2)晶向的衍射峰值1.0233，这表明经过深冷处理后，YW1中的金属Co发生了马氏体转变且转化较为完全。
硬质合金性能受粘结相影响较大。金属Co在417℃时发生同素异性结构转变，高温时以面心立方结构(a-Co)的形式存在，低温时以密排六方结构(e-Co)的形式存在，a→e多型性转变是一种马氏体型转变，马氏体可在液氮温度下形成。在室温条件下，Co也会发生马氏体转变，粘结相与WC界面上有相应量的a-Co向e-Co转变而马氏体化，但室温条件下的这种转变是不完全的。
密排六方金属通常具有较低的摩擦系数。低摩擦系数有利于减小刀具在切削过程中的摩擦力，从而可降低切削温度，减小刀具在切削过程中的磨料磨损和扩散磨损，提高刀具耐磨损性能。在YW1成分中，e-Co的摩擦系数很低(约为0.36) ，因此a-Co相变为e-Co后可使YW1的耐磨损性能提高。此外，密排六方金属具有比体心和面心金属更低的粘着磨损特性，a-Co相变为e-Co后，将减小切削过程中的粘着磨损。
因此，深冷处理工艺能够提高硬质合金耐磨损性能的关键原因在于其能够促进a-Co向e-Co的马氏体型转变，并使这种转变完全化。
有资料认为：Co的热膨胀系数比WC大两倍，而粘结相是硬质合金的主要破坏相，存在于Co相中的较大热应力是影响硬质合金性能的不利因素。深冷处理能使WC—Co系硬质合金获得较理想的表面残余压应力，从而提高硬质合金的耐磨损性能。为了验证上述论点的正确性，作者测量了经过深冷处理和未经深冷处理的YW1的表面残余应力值，测量结果见表4。
表4 深冷与未深冷YW1的表面残余应力值
YW1
经过深冷处理
未经深冷处理
表面残余应力(MPa)
4192.297(压应力)
4858.665(压应力)
相对差值D
D=13.72%
由表4可见，经过深冷处理的YW1表面压应力值比未经深冷处理时还小。而通常压应力值越大，对刀具抗磨损性能越有利。由此可见，深冷处理提高YW1耐磨损性能的主要原因并不在于改善了其表面残余压应力值，而是由于促进了a-Co→e-Co的马氏体相变并使这一过程完全化。
4 结论
合理的深冷处理工艺可显著提高YW1硬质合金刀片的耐磨损性能。
经深冷处理后，YW1刀片的显微硬度和洛氏硬度明显提高，表明深冷处理可使YW1的微观组织结构发生改变。
X射线衍射分析结果表明，YW1经深冷处理后发生了较完全的粘结相Co的a→e转变，这是一种多型性的马氏体转变，是使YW1硬质合金刀片耐磨损性能提高的主要原因。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
磷化的基本原理及分类www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
磷化作为金属表面的最终处理和预处理已经应用发展了多年了，为了工作方便及学习，平时收集整理了一部分这方面的资料，大体上分为“基本原理”，“磷化分类”，“磷化前的预处理”，“磷化工艺”，“磷化工艺与配方”五个部分，现将它发布在此，希望对大家的工作与学习有所帮助。
磷化的基本原理之一——基本原理
磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理：
8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4→Me2Fe(PO4)2•4H2O(膜)+Me3(PO4)•4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2↑
Me为Mn、Zn 等，Machu等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步骤组成：
① 酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低
Fe - 2e→ Fe2+
2H－+2e→2………………………………………………………………………………（1）
H2
② 促进剂（氧化剂）加速
+ → +H2O
Fe2++ → Fe3++…………………………………………………………………………（2）
式中为促进剂（氧化剂），为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。
③ 磷酸根的多级离解
H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H++PO43－+3H－ ……………………………………………（3）
由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。
④ 磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜
当金属表面离解出的PO43－与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸盐沉淀
Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2•4H2O↓ ……………………………………………（4）
3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2•4H2O↓ ………………………………………………（5）
磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜。
磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣
Fe3++PO43－=FePO4………………………………………………………………………（6）
以上机理不仅可解释锌系、锰系、锌钙系磷化成膜过程，还可指导磷化配方与磷化工艺的设计。从以上机理可以看出：适当的氧化剂可提高反应（2）的速度；较低的H+浓度可使磷酸根离解反应（3）的离解平衡更易向右移动离解出PO43-；金属表面如存在活性点面结合时，可使沉淀反应（4）（5）不需太大的过饱和即可形成磷酸盐沉淀晶核；磷化沉渣的产生取决于反应（1）与反应（2），溶液H+浓度高，促进剂强均使沉渣增多。相应，在实际磷化配方与工艺实施中表面为：适当较强的促进剂（氧化剂）；较高的酸比（相对较低的游离酸，即H+浓度）；使金属表面调整到具备活性点均能提高磷化反应速度，能在较低温度下快速成膜。因此在低温快速磷化配方设计时一般遵循上述机理，选择强促进剂、高酸比、表面调整工序等。
关于磷化沉渣。因为磷化沉渣主要是FePO4,要相减少沉渣量就必须降低Fe3+的产生量，即通过两个方法：降低磷化液的H+浓度（低游离酸度）减少Fe2+氧化成为Fe3+。
锌材与铝材磷化机理基本与上相同。锌材的磷化速度较快，磷化膜只有磷酸锌盐单一组成，并且沉渣很少。铝材磷化一般要加入较多的氟化合物，使之形成AlF3、 AlF63-，铝材磷化步聚与上述机理基本相同。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
磷化作为金属表面的最终处理和预处理已经应用发展了多年了，为了工作方便及学习，平时收集整理了一部分这方面的资料，大体上分为“基本原理”，“磷化分类”，“磷化前的预处理”，“磷化工艺”，“磷化工艺与配方”五个部分，现将它发布在此，希望对大家的工作与学习有所帮助。
磷化的基本原理之一——基本原理
磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理：
8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4→Me2Fe(PO4)2•4H2O(膜)+Me3(PO4)•4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2↑
Me为Mn、Zn 等，Machu等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步骤组成：
① 酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低
Fe - 2e→ Fe2+
2H－+2e→2………………………………………………………………………………（1）
H2
② 促进剂（氧化剂）加速
+ → +H2O
Fe2++ → Fe3++…………………………………………………………………………（2）
式中为促进剂（氧化剂），为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。
③ 磷酸根的多级离解
H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H++PO43－+3H－ ……………………………………………（3）
由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。
④ 磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜
当金属表面离解出的PO43－与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸盐沉淀
Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2•4H2O↓ ……………………………………………（4）
3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2•4H2O↓ ………………………………………………（5）
磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜。
磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣
Fe3++PO43－=FePO4………………………………………………………………………（6）
以上机理不仅可解释锌系、锰系、锌钙系磷化成膜过程，还可指导磷化配方与磷化工艺的设计。从以上机理可以看出：适当的氧化剂可提高反应（2）的速度；较低的H+浓度可使磷酸根离解反应（3）的离解平衡更易向右移动离解出PO43-；金属表面如存在活性点面结合时，可使沉淀反应（4）（5）不需太大的过饱和即可形成磷酸盐沉淀晶核；磷化沉渣的产生取决于反应（1）与反应（2），溶液H+浓度高，促进剂强均使沉渣增多。相应，在实际磷化配方与工艺实施中表面为：适当较强的促进剂（氧化剂）；较高的酸比（相对较低的游离酸，即H+浓度）；使金属表面调整到具备活性点均能提高磷化反应速度，能在较低温度下快速成膜。因此在低温快速磷化配方设计时一般遵循上述机理，选择强促进剂、高酸比、表面调整工序等。
关于磷化沉渣。因为磷化沉渣主要是FePO4,要相减少沉渣量就必须降低Fe3+的产生量，即通过两个方法：降低磷化液的H+浓度（低游离酸度）减少Fe2+氧化成为Fe3+。
锌材与铝材磷化机理基本与上相同。锌材的磷化速度较快，磷化膜只有磷酸锌盐单一组成，并且沉渣很少。铝材磷化一般要加入较多的氟化合物，使之形成AlF3、 AlF63-，铝材磷化步聚与上述机理基本相同。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
高效刀具加工大直径孔(螺孔)应用探讨www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
在大型电站、矿山、重型和通用机械行业中，不少如机座、缸体、压力腔等零件需要进行大直径孔(螺孔)加工，有的孔大且深，精度也很高，这样就使加工周期大为延长。用传统的高速钢钻、扩孔刀具加工一个大直径孔，往往需要4～6小时，甚至更长时间，这种落后的加工方式和刀具很容易成为生产的瓶颈。
为适应快速发展的生产形势，研发、应用高效大直径刀具已显得极为迫切，为此国内外刀具厂商和相关研究机构加快了大直径孔加工刀具的创新、研发步伐，几年来已取得可喜的成果。
目前加工大直径孔(螺孔)的机床主要有两类：一类是大型数控镗、铣床，在这类机床上加工大直径孔，由于机床功率大、刚性好、精度高，一般可采用适于高速切削的高效硬质合金刀具(特别是硬质合金可转位孔加工刀具)；另一类是普通大型摇臂钻床，该类机床虽然在功率、刚度、加工精度等方面都无法与大型数控镗、铣床相比，但其最大优点是加工成本低廉。目前国内大部分重型机械制造厂仍将该类机床作为生产的主力，因而研制适应于大型摇臂钻床上使用的高效大直径孔加工(螺孔)刀具同样具有重要意义。
1 数控镗、铣床上应用的大直径孔加工刀具
1.1 钻孔刀具
硬质合金/高速钢大直径复合钻该类刀具的典型结构可见图1，刀具切削刃由硬质合金可转位刀片和高速钢中心钻两部分组成。高速钢中心钻在钻头的中心，切削时速度低，刀刃锋利且有较小的横刃，故轴向切削力小，切削时能得以稳定钻削；钻头两侧的可转位刀片交叉排列，并可选用硬度和强度较好的刀片和点式硬质合金断屑槽型(一般刀片宜选用涂层刀片)，这样在钻削时可获得切屑面积较小的C形屑，以便于钻屑的顺利排出；钻杆和钻头通常都采用内冷却结构，这样在钻削时钻刃能得到充分冷却，同时切削液在高压泵的喷射下能将切屑顺利排出孔口；该刀具的刀杆和刀头之间还配置有十字保险环，主要是防止刀杆在超负荷切削时损坏。
图1 硬质合金/高速钢大直径复合钻
采用这种高效大直径复合钻，切削速度Vc可达80～120m/min，进给量f可达0.1～0.12mm/r，其切削效率与采用高速钢钻、扩刀具相比，可提高8～12倍。该类钻头的加工范围一般在Ø80～Ø170，在机床功率允许条件下，甚至可加工Ø300以上的大孔。目前这种钻头在国内哈尔滨汽轮机厂、上海龙记金属有限公司等单位已广为采用。
1.2 硬质合金可转位套料钻
套料钻的结构形式简图可见图2，该刀具设计、制造精度较高，有三组刀块，每组两个刀块对称分布在刀体上，第三组用偏心夹紧，第一、二组用滑块偏心夹紧，两相邻组刀块高度差 0.25~0.30mm，同一组两个刀片高度相等，起良好的分屑作用。切削45#钢时，切削液是机油，油压P为0.5～0.7MPa。目前硬质合金可转位套料钻在上海申孔机械厂已稳定应用，并取得了明显的加工效果。
图2 大直径硬质合金可转位套料钻
1.3 内螺纹加工用刀具
高效加工大直径内螺纹，应用场合较多的刀具结构形式有两种。
旋风铣大直径内螺纹切削头该铣削头是一个独立的工艺装备，属于机床附件。它适用于普通的具有螺纹进给系统的卧式镗、铣床及其他机床上进行铣螺纹加工，铣削头上可安装1～4个可转位螺纹刀片，刀具在高速自转铣削的同时还进行圆周进给和轴向进给(即螺旋进给)，附加式内螺纹旋风切削头的结构简图可见图3，该装置通常用于 M30～M120的米制和1.5”～4.5”的英制螺纹孔的左、右螺纹的旋风铣削。
1.刀片 2.旋风刀座 3.旋风铣轴 4.带调节滑座的电动机 5.调节螺杆 6.机床主轴 7.机床外壳 8.锥柄 9.固定板 10.垂直连杆 11.水平连杆 12.专用块规
图3 附加式内螺纹旋风切削头
硬质合金螺纹梳刀这是近年来新开发的一种内螺纹加工高效刀具，其刀头上的刀片可以是单片，也可以是多片。由于刀片上螺距是固定的，因此同种规格的刀片可适用于同螺距的各种不同直径的大螺纹孔加工。硬质合金螺纹梳刀片以选用涂层型式为佳，切削速度一般可选用100～120 m/min，应用该刀具进行大螺纹加工可获得高效率、高质量的加工效果。在加工螺纹深孔时，常因刀杆振动等原因出现振纹和孔的偏斜，此时可选用具有防振性能的刀杆予以解决。目前，该类刀具已在北京重型电机厂、第一重机厂和上海沪东车造船厂等单位应用。其刀具结构简图可见图4。
图4 硬质合金螺纹梳刀
2 在摇臂钻床上加工大直径孔的高效刀具
2.1 高速钢大直径扁钻
这是孔加工中最原始的一种刀具，由于其制造简单、使用方便，在以前的中小型非标孔的单件、小批零件加工中得到广泛应用，但切削效率低、刀具寿命短、孔加工质量差等弊病限制了这类刀具的发展。近年来，由于国内需要在大型摇臂钻床上加工大直径孔的零件愈来愈多，因而要求用于大型摇臂钻床的高效钻孔刀具发展创新的呼声也愈来愈高，扁钻能不能进一步改进成为高效孔加工刀具也提到了议事日程。经国内外有关单位的研究、改进、开发，现大直径扁钻已成功应用于国内外重型企业对零件大直径孔的加工。其创新的内容主要有以下几点：刀具结构采用刀片机夹型式，刀杆有内冷却孔，切削时在高压冷却液的作用下，刀刃可得到充分冷却；刀片材料选用高性能高速钢(如M42等)并进行表面涂层处理；减小刀具横刃和适当加大刀具前角，使轴向切削力降低；两侧刀片增加交叉分屑槽(配合前刀面的断屑槽型和合理走刀量)，使切屑成C形屑，便于排出并减小切削抗力。典型的大直径孔扁钻结构简图可见图5。
图5 机夹高速钢大直径扁钻
哈尔滨电机厂现在很多产品零件孔加工中都应用了这种大直径扁钻，实现了高效切削。
2.1 高速钢大直径复合钻
机夹高速钢大直径复合钻结构为内冷却式，与硬质合金/高速钢复合钻不同的地方是：将刀头两侧原采用的硬质合金可转位刀片改成两侧带有分屑槽的两片高性能高速钢刀片；对刀片进行了强化表面处理(涂层或多元共渗处理)；在刀具几何角度上根据被加工材料作了不同选择。目前该种类型的高速钢大直径复合钻已在哈尔滨汽轮机厂应用，其加工效率较原用高速钢钻、扩孔刀具提高了3倍以上，同时刀具寿命也有明显提高，并能大大缩短装卸、刃磨刀具的时间。其结构简图可见图6。
图6 高速钢大直径复合钻
2.3 大直径内螺纹刀具
大直径大螺旋角丝锥加工大直径内螺纹孔的传统做法是用套装成组丝锥完成，但由于应用多支丝锥加工，且主轴的偏摆常易引起振动，容易使螺孔加工出现波纹、“双眼皮”、螺纹通端不通止端通等现象。而大直径螺旋槽丝锥是单支丝锥攻丝而成，攻丝时切屑可连续通畅排出，具有很小的阻力；另外这种丝锥还有较大的螺旋角(35° ～40°)，能增加实际前角和容屑空间，降低切削扭矩，使切削更加平稳，有利于提高加工效率和保证质量，其刀具结构简图可见图7，通常大螺旋角丝锥的应用范围为M56～M140。
a) 普通盲孔用
b) 深盲孔用
图7 大直径大螺旋角丝锥
内容屑丝锥 内容屑丝锥是一种先进、高效的加工丝锥，它既适用于数控镗铣床对大直径内螺纹孔的加工，同时也适用于大型摇臂钻床上加工螺纹内孔。
内容屑丝锥主要的特点有：普通丝锥的容屑槽是轴向沟槽，而内容屑丝锥的容屑槽是在丝锥的前部开有一个足够大容屑空间的贮屑孔；内容屑丝锥工作部分由三部分螺纹组成，在切削锥上的螺纹起粗切作用，圆柱上的间断螺纹起标准作用，圆柱上的完整螺纹起导向作用；内容屑丝锥的切削锥上开有带左向正刃倾角的切削刃，攻螺纹时将切屑推向前方，使丝锥退回时，不会因切屑而引起卡死现象，当加工盲孔时，切屑被贮存在容屑孔内，切屑与被加工螺纹表面彻底隔离，因而排屑理想，使螺纹加工表面质量得以提高。
图8 套式内容屑丝锥
刀具结构简图可见图8，套式内容屑丝锥的加工范围为M56～M250，切削速度Vc根据被加工材料不同常选用2～6m/min，一般加工精度可达6H。目前，该类高效内容屑丝锥已在国内汽轮机、发电机行业和重型机械制造行业推广使用。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
在大型电站、矿山、重型和通用机械行业中，不少如机座、缸体、压力腔等零件需要进行大直径孔(螺孔)加工，有的孔大且深，精度也很高，这样就使加工周期大为延长。用传统的高速钢钻、扩孔刀具加工一个大直径孔，往往需要4～6小时，甚至更长时间，这种落后的加工方式和刀具很容易成为生产的瓶颈。
为适应快速发展的生产形势，研发、应用高效大直径刀具已显得极为迫切，为此国内外刀具厂商和相关研究机构加快了大直径孔加工刀具的创新、研发步伐，几年来已取得可喜的成果。
目前加工大直径孔(螺孔)的机床主要有两类：一类是大型数控镗、铣床，在这类机床上加工大直径孔，由于机床功率大、刚性好、精度高，一般可采用适于高速切削的高效硬质合金刀具(特别是硬质合金可转位孔加工刀具)；另一类是普通大型摇臂钻床，该类机床虽然在功率、刚度、加工精度等方面都无法与大型数控镗、铣床相比，但其最大优点是加工成本低廉。目前国内大部分重型机械制造厂仍将该类机床作为生产的主力，因而研制适应于大型摇臂钻床上使用的高效大直径孔加工(螺孔)刀具同样具有重要意义。
1 数控镗、铣床上应用的大直径孔加工刀具
1.1 钻孔刀具
硬质合金/高速钢大直径复合钻该类刀具的典型结构可见图1，刀具切削刃由硬质合金可转位刀片和高速钢中心钻两部分组成。高速钢中心钻在钻头的中心，切削时速度低，刀刃锋利且有较小的横刃，故轴向切削力小，切削时能得以稳定钻削；钻头两侧的可转位刀片交叉排列，并可选用硬度和强度较好的刀片和点式硬质合金断屑槽型(一般刀片宜选用涂层刀片)，这样在钻削时可获得切屑面积较小的C形屑，以便于钻屑的顺利排出；钻杆和钻头通常都采用内冷却结构，这样在钻削时钻刃能得到充分冷却，同时切削液在高压泵的喷射下能将切屑顺利排出孔口；该刀具的刀杆和刀头之间还配置有十字保险环，主要是防止刀杆在超负荷切削时损坏。
图1 硬质合金/高速钢大直径复合钻
采用这种高效大直径复合钻，切削速度Vc可达80～120m/min，进给量f可达0.1～0.12mm/r，其切削效率与采用高速钢钻、扩刀具相比，可提高8～12倍。该类钻头的加工范围一般在Ø80～Ø170，在机床功率允许条件下，甚至可加工Ø300以上的大孔。目前这种钻头在国内哈尔滨汽轮机厂、上海龙记金属有限公司等单位已广为采用。
1.2 硬质合金可转位套料钻
套料钻的结构形式简图可见图2，该刀具设计、制造精度较高，有三组刀块，每组两个刀块对称分布在刀体上，第三组用偏心夹紧，第一、二组用滑块偏心夹紧，两相邻组刀块高度差 0.25~0.30mm，同一组两个刀片高度相等，起良好的分屑作用。切削45#钢时，切削液是机油，油压P为0.5～0.7MPa。目前硬质合金可转位套料钻在上海申孔机械厂已稳定应用，并取得了明显的加工效果。
图2 大直径硬质合金可转位套料钻
1.3 内螺纹加工用刀具
高效加工大直径内螺纹，应用场合较多的刀具结构形式有两种。
旋风铣大直径内螺纹切削头该铣削头是一个独立的工艺装备，属于机床附件。它适用于普通的具有螺纹进给系统的卧式镗、铣床及其他机床上进行铣螺纹加工，铣削头上可安装1～4个可转位螺纹刀片，刀具在高速自转铣削的同时还进行圆周进给和轴向进给(即螺旋进给)，附加式内螺纹旋风切削头的结构简图可见图3，该装置通常用于 M30～M120的米制和1.5”～4.5”的英制螺纹孔的左、右螺纹的旋风铣削。
1.刀片 2.旋风刀座 3.旋风铣轴 4.带调节滑座的电动机 5.调节螺杆 6.机床主轴 7.机床外壳 8.锥柄 9.固定板 10.垂直连杆 11.水平连杆 12.专用块规
图3 附加式内螺纹旋风切削头
硬质合金螺纹梳刀这是近年来新开发的一种内螺纹加工高效刀具，其刀头上的刀片可以是单片，也可以是多片。由于刀片上螺距是固定的，因此同种规格的刀片可适用于同螺距的各种不同直径的大螺纹孔加工。硬质合金螺纹梳刀片以选用涂层型式为佳，切削速度一般可选用100～120 m/min，应用该刀具进行大螺纹加工可获得高效率、高质量的加工效果。在加工螺纹深孔时，常因刀杆振动等原因出现振纹和孔的偏斜，此时可选用具有防振性能的刀杆予以解决。目前，该类刀具已在北京重型电机厂、第一重机厂和上海沪东车造船厂等单位应用。其刀具结构简图可见图4。
图4 硬质合金螺纹梳刀
2 在摇臂钻床上加工大直径孔的高效刀具
2.1 高速钢大直径扁钻
这是孔加工中最原始的一种刀具，由于其制造简单、使用方便，在以前的中小型非标孔的单件、小批零件加工中得到广泛应用，但切削效率低、刀具寿命短、孔加工质量差等弊病限制了这类刀具的发展。近年来，由于国内需要在大型摇臂钻床上加工大直径孔的零件愈来愈多，因而要求用于大型摇臂钻床的高效钻孔刀具发展创新的呼声也愈来愈高，扁钻能不能进一步改进成为高效孔加工刀具也提到了议事日程。经国内外有关单位的研究、改进、开发，现大直径扁钻已成功应用于国内外重型企业对零件大直径孔的加工。其创新的内容主要有以下几点：刀具结构采用刀片机夹型式，刀杆有内冷却孔，切削时在高压冷却液的作用下，刀刃可得到充分冷却；刀片材料选用高性能高速钢(如M42等)并进行表面涂层处理；减小刀具横刃和适当加大刀具前角，使轴向切削力降低；两侧刀片增加交叉分屑槽(配合前刀面的断屑槽型和合理走刀量)，使切屑成C形屑，便于排出并减小切削抗力。典型的大直径孔扁钻结构简图可见图5。
图5 机夹高速钢大直径扁钻
哈尔滨电机厂现在很多产品零件孔加工中都应用了这种大直径扁钻，实现了高效切削。
2.1 高速钢大直径复合钻
机夹高速钢大直径复合钻结构为内冷却式，与硬质合金/高速钢复合钻不同的地方是：将刀头两侧原采用的硬质合金可转位刀片改成两侧带有分屑槽的两片高性能高速钢刀片；对刀片进行了强化表面处理(涂层或多元共渗处理)；在刀具几何角度上根据被加工材料作了不同选择。目前该种类型的高速钢大直径复合钻已在哈尔滨汽轮机厂应用，其加工效率较原用高速钢钻、扩孔刀具提高了3倍以上，同时刀具寿命也有明显提高，并能大大缩短装卸、刃磨刀具的时间。其结构简图可见图6。
图6 高速钢大直径复合钻
2.3 大直径内螺纹刀具
大直径大螺旋角丝锥加工大直径内螺纹孔的传统做法是用套装成组丝锥完成，但由于应用多支丝锥加工，且主轴的偏摆常易引起振动，容易使螺孔加工出现波纹、“双眼皮”、螺纹通端不通止端通等现象。而大直径螺旋槽丝锥是单支丝锥攻丝而成，攻丝时切屑可连续通畅排出，具有很小的阻力；另外这种丝锥还有较大的螺旋角(35° ～40°)，能增加实际前角和容屑空间，降低切削扭矩，使切削更加平稳，有利于提高加工效率和保证质量，其刀具结构简图可见图7，通常大螺旋角丝锥的应用范围为M56～M140。
a) 普通盲孔用
b) 深盲孔用
图7 大直径大螺旋角丝锥
内容屑丝锥 内容屑丝锥是一种先进、高效的加工丝锥，它既适用于数控镗铣床对大直径内螺纹孔的加工，同时也适用于大型摇臂钻床上加工螺纹内孔。
内容屑丝锥主要的特点有：普通丝锥的容屑槽是轴向沟槽，而内容屑丝锥的容屑槽是在丝锥的前部开有一个足够大容屑空间的贮屑孔；内容屑丝锥工作部分由三部分螺纹组成，在切削锥上的螺纹起粗切作用，圆柱上的间断螺纹起标准作用，圆柱上的完整螺纹起导向作用；内容屑丝锥的切削锥上开有带左向正刃倾角的切削刃，攻螺纹时将切屑推向前方，使丝锥退回时，不会因切屑而引起卡死现象，当加工盲孔时，切屑被贮存在容屑孔内，切屑与被加工螺纹表面彻底隔离，因而排屑理想，使螺纹加工表面质量得以提高。
图8 套式内容屑丝锥
刀具结构简图可见图8，套式内容屑丝锥的加工范围为M56～M250，切削速度Vc根据被加工材料不同常选用2～6m/min，一般加工精度可达6H。目前，该类高效内容屑丝锥已在国内汽轮机、发电机行业和重型机械制造行业推广使用。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
注塑机油缸安装注意事项www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
油缸必须严格按按术要求安装牢固可靠，不得有任何松动。安装往复式油缸时，应做到以下几点：
1、安装前，必须仔细检查轴端、孔琐等处的加工质量，倒角并清除毛刺，然后用煤油或汽油清洗并吹干。
2、安装面与活塞的滑动面，应保持一定的平行度和垂直度。
3、油缸中心线应与负载力的作用线同心，以避免引起例向力。否则密封体或活塞易磨损。
4、活塞杆端销孔应与耳环销孔(或耳轴)方向一致，否则油缸将受以耳轴为支点的弯曲负载，产生磨损、卡死等现象。
5、在行程较大、环境温度较高的场合，油缸只能一端固定，另一端保持自由伸缩状态，以防热胀而引起缸体变形。
6、行程较大的油缸，应在缸体和活塞杆中部设置支承，以防自重产生向下弯曲现象。
7、油缸的密封圈不要装得太紧，特别是u型密封团，如果太紧，则活塞杆的运动阻力将增大。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
油缸必须严格按按术要求安装牢固可靠，不得有任何松动。安装往复式油缸时，应做到以下几点：
1、安装前，必须仔细检查轴端、孔琐等处的加工质量，倒角并清除毛刺，然后用煤油或汽油清洗并吹干。
2、安装面与活塞的滑动面，应保持一定的平行度和垂直度。
3、油缸中心线应与负载力的作用线同心，以避免引起例向力。否则密封体或活塞易磨损。
4、活塞杆端销孔应与耳环销孔(或耳轴)方向一致，否则油缸将受以耳轴为支点的弯曲负载，产生磨损、卡死等现象。
5、在行程较大、环境温度较高的场合，油缸只能一端固定，另一端保持自由伸缩状态，以防热胀而引起缸体变形。
6、行程较大的油缸，应在缸体和活塞杆中部设置支承，以防自重产生向下弯曲现象。
7、油缸的密封圈不要装得太紧，特别是u型密封团，如果太紧，则活塞杆的运动阻力将增大。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
现代切削刀具涂层技术的发展趋势www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
制造业的发展离不开切削刀具，现代切削刀具已经成为提升制造业技术水平的关键因素之一，切削加工的要求日趋提高，高速、高精度、高效、智能和环保成为切削加工的追求目标；被加工材料的能级不断提高；高强和超高强度材料、高韧性、难切削等材料层出不穷；新形势下对切削加工提出的特殊要求，如加工硬度50HRC以上的硬加工、微润滑和无润滑的干切削不断涌现。总之,切削加工中的个性化特点日见显现。
面对这些变化，若要求在刀具的设计和制造工艺或刀具材料的整体性能上来适应这些要求，技术上的难度是很大的，尤其对刀具材料而言，不仅在资源利用上极不经济，而且要求材料满足日趋复杂的综合切削性能，通常是难以做到的。
而纵观刀具切削失效的大量实例可见，绝大部分的失效往往与材料表面的物理、化学、力学等状态构成的表面性能分不开，亦即现代切削加工对刀具材料表面性能的要求愈来愈高，这就有力地推动了气相沉积技术等表面工程技术的研究。实验结果表明，可通过材料表面改性技术的方法来赋予切削刀具表面的综合切削性能，作为刀具材料表面改性技术之一的化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)工艺技术，已在现代切削刀具的应用方面取得了十分理想的效果。
目前，在作为切削刀具主流的硬质合金刀具中，涂层硬质合金刀具已占到80%以上，其中PVD技术，由于其工艺温度低，不会影响刀具基材的性能，且工艺方案变化多样，使得其应用日趋广泛。涂层技术已经成为构成现代切削刀具的三大核心技术之一。
近几年来，不断提高的切削加工要求和被加工材料的能级以及减少切削加工对环境污染等有力地推动了现代切削刀具涂层技术的发展。膜系材料多元合金化、涂层工艺组合多样化中出现的TiAIN、TiAICN、CrSiN等多元复合涂层和多层涂使刀具获得了高耐磨、低摩擦、热稳定性好和抗氧化力强等良好的综合性能，大大提升了现代切削刀具的性能；纳米组分和纳米薄膜涂层的显微结构使得难加工材料的切削得到了新的解决办法；金刚石涂层和类金刚石涂层(DLC)在加工石墨零件和纤维增强等非金属材料及有色合金材料方面取得了良好的效果。为适应涂层工艺的发展，涂层的工艺装备亦实现了集成化、模块化和智能化，使涂层技术日趋个性化。
膜系材料的多元化
当前，现代切削刀具涂层技术发展的趋势是膜系材料的多元化。膜系材料多元合金化仍然是目前主要的研究方向，即利用过渡金属的二元氮化物、碳化物往往可以彼此互溶的特性，在Ti-N膜中加入合金元素，形成复合氮化物涂层。
例如目前在硬质合金涂层刀具中应用最多的TiAIN三元涂层，可通过调整AI元素的成份比例来获得不同的膜层性能。如在Ti-N中加入碳元素，通过碳原子的固溶和析出，可形成Ti(C、N)三元涂层，与Ti-N的单一涂层相比，这些多元涂层具有良好的综合性能，提高了抗氧化温度和耐磨性，又有低的摩擦系数。在Ti-N中同时加入AI、C元素，即可构成TiAICN的四元膜层(见图1)。该膜层具有良好的热稳定性、高耐磨性和低摩擦的综合性能，已于硬加工领域的涂层立铣刀大量使用。如用于硬化模块的成型加工，不仅提高了加工效率，获得了良好的加工表面而且解决了先成型加工后热处理产生的变形问题，提高了模具的制造精度。
图1 TiAICN的四元膜层
理论上而言，各种元素均可成为构成膜系材料的元素，但实际的应用尚有一定局限性，除上述膜系材料外，目前商业应用的尚有CrN、TiB2、CrSiN、ZrN、Al2O3、WC/C、MoS2和NbN等。
工艺组合的多样化
涂层的另一趋势是工艺组合的多样化。目前单一涂层无法适应现代切削加工中日趋复杂的工况和服役条件，为此，涂层多样化的工艺组合便应运而生，首先是由单层涂发展成多层涂。多层膜是一种金属或合金沉积在另一种金属或合金上形成的组分或结构周期性变化的膜层结构，每相邻两层形成一个周期(见图2)，各层金属和合金成份、厚度以及周期数均可根据需要进行选择，另外如CVD与PVD的工艺组合，预氮化(离子氮化)和PVD的组合工艺等均已获得商业应用。同时梯度涂层和纳米膜层复合工艺等亦已普遍应用。
图2 TiAN的多层膜
在多层膜研究中，利用多层膜具有的界面效应和层间耦合效应以及裂纹尖端钝化、裂纹分支及沿界面的界面开裂等增韧机制来提高多层膜的韧性，从而获得许多与单层膜不同的特性。在多样化的工艺组合中，只要通过合理的工艺设计便可获得具有良好综合性能的膜层结构。
显微组织的纳米结构
显微组织的纳米结构亦是当前涂层研究的热点。在研究中发现，一些超硬纳米复合薄膜体系表现出优越的力学性能，如图3所示的TiN-CrN/AlN纳米复合图层，又如在最佳的复合膜周期下，其最高硬度可达45Gpa。
图3 TIN-CrN纳米膜
具有一定代表性的是AITiN晶粒与无定型Si3N4纳米组分构成的纳米混合膜，其硬度亦可达45GPa，膜的稳定性和抗氧化性可达1000℃。可见在TiN膜中加入少量的Si能够细化TiN晶粒，甚至可至纳米级，提高其硬度至40~50Gpa。故在新一轮的涂层研究中，含Si的纳米结构膜层将可能成为新一代涂层的代表。
纳米组分(晶粒)的薄膜是涂层膜的另一种显微结构(见图4)，亦称纳米晶膜，如一种新开发的TiAIN纳米晶膜涂层，它具有很高的耐热性能，在钢、钛和钛合金、耐热合金等材料的加工中有极好的加工效果，同时还可加工硬化的模具钢，其主要特点是涂层有15层，膜层厚度为0.08～0.13mm的纳米晶膜。但是在纳米多层膜体系的研究中，对于多层膜的生长方式、界面结构、显微硬度随调制周期的变化以及多层膜的强韧化机理等的研究，尚有大量工作要做。
图4 纳米晶混合膜
金刚石涂层
涂层技术中的另一个亮点是金刚石涂层。金刚石膜具有优良的力学、热学、电学和光学性能，其硬度达100GPa。金刚石涂层是近几年来研究成功的新刀具涂层技术之一，它主要用于加工石墨零件和纤维增强等非金属工件以及微型刀具涂层等。德国CemeCon公司开发CC DIA 金刚石涂层是一种纯晶体金刚石涂层，该涂层特别满足于石墨加工过程的性能要求(见图6)。
图5a 纳米晶多层膜 图5b 纳米晶多层模型图
图6a 晶体结构金刚石涂层 图6b 纳米结构金刚石涂层
在目前已知的材料中，该晶体结构具有最高的硬度和耐磨性，通常一件刀具就可以完成大型、复杂组件的制造，因为它充分反应了石墨在特定应用条件下的基体材料和刀具几何形状三者的有机结合。但由于以SP3为主要结构成分的金刚石涂层存在内应力高、热稳定性差以及与黑色金属间的触媒效应使SP3向SP2转变等问题，会影响其结合力，故在金刚石涂层中，基材与金刚石膜层间的过渡层是关键，有文献报道了一种制备方法：首先用激光蒸发法在钢表面上沉积一层纳米TiN，再用CVD法把金刚石纳米粒子沉积到TiN涂层上，然后再涂上一层TiN，金刚石纳米粒子镶在两层TiN薄膜中形成纳米复合涂层，这种涂层结构不但具有良好的硬度、耐热冲击能力，而且与钢基体有极强的附着力。
金刚石涂层除了在加工石墨件中表现出良好的性能外，在高硅铝合金以及叠层结构的钛合金复合材料的加工中同样显示了优越的性能。它避免了复合材料中的元素导致刀刃快速磨损和其它元素向刀刃粘附转移等倾向。由于金刚石膜层存在热稳定性差的缺点，在使用上有一定局限性，故近年来以SP2结构为主的类金刚石涂层(也称为类石墨涂层)(见图7)DLC亦开始了商业应用。DLC硬度可达到 20～40GPa，但不存在与黑色金属起触媒效应的问题，其摩擦系数低，又有很好的抗湿性，可用于加工钢铁材料。
图7 DLC涂层
金刚石涂层或类金刚石涂层的摩擦系数只有钢的1/6～1/12，在切削加工中有自润滑功能，可有效减少或免除切削加工中切削液带来的污染问题，实现微润滑和干切削，提升了切削加工的技术水平，并在整个切削加工中大大增加了有效加工的比率，促进了高效加工，降低了加工成本，同时还可与耐磨膜层组成具有综合性能的复合膜。目前该涂层已开始在切削领域得到应用。
涂层设备的发展
为适应涂层技术的飞速发展，近几年来，涂层设备的发展也日新月异，整机的高度集成化、结构的模块化和运作的智能化，不仅实现了设备现代化，同时可满足适时技术升级的需要，工艺日趋个性化，调节灵活，并具有高稳定性和高可靠性，可实现涂层的精益生产和清洁(绿色)生产，从而大大提升了切削刀具的技术性能，增加了刀具的附加值，使切削刀具成为高技术含量的产品，为我国的数控加工技术和自动化生产提供了很好的物质基础，真正实现了涂层技术与现代切削刀具的相互驱动，共同发展，为我国制造业的发展推波助澜。
目前涂层设备存在的问题主要是高端设备几乎完全依赖由国外引进，本土化的消化吸收进展缓慢，在自主创新方面缺乏平台，导致国产涂层设备整体技术水平与欧美等发达国家存在较大差距，从而亦制约了本土化涂层技术的创新发展，在一定程度上影响了我国现代切削刀具的发展速度，这便是涂层技术与现代切削刀具互动发展中急需解决的问题。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
制造业的发展离不开切削刀具，现代切削刀具已经成为提升制造业技术水平的关键因素之一，切削加工的要求日趋提高，高速、高精度、高效、智能和环保成为切削加工的追求目标；被加工材料的能级不断提高；高强和超高强度材料、高韧性、难切削等材料层出不穷；新形势下对切削加工提出的特殊要求，如加工硬度50HRC以上的硬加工、微润滑和无润滑的干切削不断涌现。总之,切削加工中的个性化特点日见显现。
面对这些变化，若要求在刀具的设计和制造工艺或刀具材料的整体性能上来适应这些要求，技术上的难度是很大的，尤其对刀具材料而言，不仅在资源利用上极不经济，而且要求材料满足日趋复杂的综合切削性能，通常是难以做到的。
而纵观刀具切削失效的大量实例可见，绝大部分的失效往往与材料表面的物理、化学、力学等状态构成的表面性能分不开，亦即现代切削加工对刀具材料表面性能的要求愈来愈高，这就有力地推动了气相沉积技术等表面工程技术的研究。实验结果表明，可通过材料表面改性技术的方法来赋予切削刀具表面的综合切削性能，作为刀具材料表面改性技术之一的化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)工艺技术，已在现代切削刀具的应用方面取得了十分理想的效果。
目前，在作为切削刀具主流的硬质合金刀具中，涂层硬质合金刀具已占到80%以上，其中PVD技术，由于其工艺温度低，不会影响刀具基材的性能，且工艺方案变化多样，使得其应用日趋广泛。涂层技术已经成为构成现代切削刀具的三大核心技术之一。
近几年来，不断提高的切削加工要求和被加工材料的能级以及减少切削加工对环境污染等有力地推动了现代切削刀具涂层技术的发展。膜系材料多元合金化、涂层工艺组合多样化中出现的TiAIN、TiAICN、CrSiN等多元复合涂层和多层涂使刀具获得了高耐磨、低摩擦、热稳定性好和抗氧化力强等良好的综合性能，大大提升了现代切削刀具的性能；纳米组分和纳米薄膜涂层的显微结构使得难加工材料的切削得到了新的解决办法；金刚石涂层和类金刚石涂层(DLC)在加工石墨零件和纤维增强等非金属材料及有色合金材料方面取得了良好的效果。为适应涂层工艺的发展，涂层的工艺装备亦实现了集成化、模块化和智能化，使涂层技术日趋个性化。
膜系材料的多元化
当前，现代切削刀具涂层技术发展的趋势是膜系材料的多元化。膜系材料多元合金化仍然是目前主要的研究方向，即利用过渡金属的二元氮化物、碳化物往往可以彼此互溶的特性，在Ti-N膜中加入合金元素，形成复合氮化物涂层。
例如目前在硬质合金涂层刀具中应用最多的TiAIN三元涂层，可通过调整AI元素的成份比例来获得不同的膜层性能。如在Ti-N中加入碳元素，通过碳原子的固溶和析出，可形成Ti(C、N)三元涂层，与Ti-N的单一涂层相比，这些多元涂层具有良好的综合性能，提高了抗氧化温度和耐磨性，又有低的摩擦系数。在Ti-N中同时加入AI、C元素，即可构成TiAICN的四元膜层(见图1)。该膜层具有良好的热稳定性、高耐磨性和低摩擦的综合性能，已于硬加工领域的涂层立铣刀大量使用。如用于硬化模块的成型加工，不仅提高了加工效率，获得了良好的加工表面而且解决了先成型加工后热处理产生的变形问题，提高了模具的制造精度。
图1 TiAICN的四元膜层
理论上而言，各种元素均可成为构成膜系材料的元素，但实际的应用尚有一定局限性，除上述膜系材料外，目前商业应用的尚有CrN、TiB2、CrSiN、ZrN、Al2O3、WC/C、MoS2和NbN等。
工艺组合的多样化
涂层的另一趋势是工艺组合的多样化。目前单一涂层无法适应现代切削加工中日趋复杂的工况和服役条件，为此，涂层多样化的工艺组合便应运而生，首先是由单层涂发展成多层涂。多层膜是一种金属或合金沉积在另一种金属或合金上形成的组分或结构周期性变化的膜层结构，每相邻两层形成一个周期(见图2)，各层金属和合金成份、厚度以及周期数均可根据需要进行选择，另外如CVD与PVD的工艺组合，预氮化(离子氮化)和PVD的组合工艺等均已获得商业应用。同时梯度涂层和纳米膜层复合工艺等亦已普遍应用。
图2 TiAN的多层膜
在多层膜研究中，利用多层膜具有的界面效应和层间耦合效应以及裂纹尖端钝化、裂纹分支及沿界面的界面开裂等增韧机制来提高多层膜的韧性，从而获得许多与单层膜不同的特性。在多样化的工艺组合中，只要通过合理的工艺设计便可获得具有良好综合性能的膜层结构。
显微组织的纳米结构
显微组织的纳米结构亦是当前涂层研究的热点。在研究中发现，一些超硬纳米复合薄膜体系表现出优越的力学性能，如图3所示的TiN-CrN/AlN纳米复合图层，又如在最佳的复合膜周期下，其最高硬度可达45Gpa。
图3 TIN-CrN纳米膜
具有一定代表性的是AITiN晶粒与无定型Si3N4纳米组分构成的纳米混合膜，其硬度亦可达45GPa，膜的稳定性和抗氧化性可达1000℃。可见在TiN膜中加入少量的Si能够细化TiN晶粒，甚至可至纳米级，提高其硬度至40~50Gpa。故在新一轮的涂层研究中，含Si的纳米结构膜层将可能成为新一代涂层的代表。
纳米组分(晶粒)的薄膜是涂层膜的另一种显微结构(见图4)，亦称纳米晶膜，如一种新开发的TiAIN纳米晶膜涂层，它具有很高的耐热性能，在钢、钛和钛合金、耐热合金等材料的加工中有极好的加工效果，同时还可加工硬化的模具钢，其主要特点是涂层有15层，膜层厚度为0.08～0.13mm的纳米晶膜。但是在纳米多层膜体系的研究中，对于多层膜的生长方式、界面结构、显微硬度随调制周期的变化以及多层膜的强韧化机理等的研究，尚有大量工作要做。
图4 纳米晶混合膜
金刚石涂层
涂层技术中的另一个亮点是金刚石涂层。金刚石膜具有优良的力学、热学、电学和光学性能，其硬度达100GPa。金刚石涂层是近几年来研究成功的新刀具涂层技术之一，它主要用于加工石墨零件和纤维增强等非金属工件以及微型刀具涂层等。德国CemeCon公司开发CC DIA 金刚石涂层是一种纯晶体金刚石涂层，该涂层特别满足于石墨加工过程的性能要求(见图6)。
图5a 纳米晶多层膜 图5b 纳米晶多层模型图
图6a 晶体结构金刚石涂层 图6b 纳米结构金刚石涂层
在目前已知的材料中，该晶体结构具有最高的硬度和耐磨性，通常一件刀具就可以完成大型、复杂组件的制造，因为它充分反应了石墨在特定应用条件下的基体材料和刀具几何形状三者的有机结合。但由于以SP3为主要结构成分的金刚石涂层存在内应力高、热稳定性差以及与黑色金属间的触媒效应使SP3向SP2转变等问题，会影响其结合力，故在金刚石涂层中，基材与金刚石膜层间的过渡层是关键，有文献报道了一种制备方法：首先用激光蒸发法在钢表面上沉积一层纳米TiN，再用CVD法把金刚石纳米粒子沉积到TiN涂层上，然后再涂上一层TiN，金刚石纳米粒子镶在两层TiN薄膜中形成纳米复合涂层，这种涂层结构不但具有良好的硬度、耐热冲击能力，而且与钢基体有极强的附着力。
金刚石涂层除了在加工石墨件中表现出良好的性能外，在高硅铝合金以及叠层结构的钛合金复合材料的加工中同样显示了优越的性能。它避免了复合材料中的元素导致刀刃快速磨损和其它元素向刀刃粘附转移等倾向。由于金刚石膜层存在热稳定性差的缺点，在使用上有一定局限性，故近年来以SP2结构为主的类金刚石涂层(也称为类石墨涂层)(见图7)DLC亦开始了商业应用。DLC硬度可达到 20～40GPa，但不存在与黑色金属起触媒效应的问题，其摩擦系数低，又有很好的抗湿性，可用于加工钢铁材料。
图7 DLC涂层
金刚石涂层或类金刚石涂层的摩擦系数只有钢的1/6～1/12，在切削加工中有自润滑功能，可有效减少或免除切削加工中切削液带来的污染问题，实现微润滑和干切削，提升了切削加工的技术水平，并在整个切削加工中大大增加了有效加工的比率，促进了高效加工，降低了加工成本，同时还可与耐磨膜层组成具有综合性能的复合膜。目前该涂层已开始在切削领域得到应用。
涂层设备的发展
为适应涂层技术的飞速发展，近几年来，涂层设备的发展也日新月异，整机的高度集成化、结构的模块化和运作的智能化，不仅实现了设备现代化，同时可满足适时技术升级的需要，工艺日趋个性化，调节灵活，并具有高稳定性和高可靠性，可实现涂层的精益生产和清洁(绿色)生产，从而大大提升了切削刀具的技术性能，增加了刀具的附加值，使切削刀具成为高技术含量的产品，为我国的数控加工技术和自动化生产提供了很好的物质基础，真正实现了涂层技术与现代切削刀具的相互驱动，共同发展，为我国制造业的发展推波助澜。
目前涂层设备存在的问题主要是高端设备几乎完全依赖由国外引进，本土化的消化吸收进展缓慢，在自主创新方面缺乏平台，导致国产涂层设备整体技术水平与欧美等发达国家存在较大差距，从而亦制约了本土化涂层技术的创新发展，在一定程度上影响了我国现代切削刀具的发展速度，这便是涂层技术与现代切削刀具互动发展中急需解决的问题。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
加工中心精加工钛合金的工艺分析www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
钛合金材料由于其密度小，比强度高，耐高温，抗氧化性能好等特点，应用广泛。但钛合金机械加工性能差，影响了该材料的广泛使用。
钛合金即在工业纯钛中加入合金元素，以提高钛的强度。钛合金可分三种：a钛合金，b钛合金和a＋b钛合金。a+b钛合金是由a和b双相组成，这类合金组织稳定，高温变形性能、韧性、塑性较好，能进行淬火、时效处理，使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在：
1) 比强度高。钛合金密度小(4.4kg/dm3)重量轻，但其比强度却大于超高强度钢。
2) 热强性高。钛合金的热稳定性好，在300～500℃条件下，其强度约比铝合金高10倍。
3) 化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应，在表面形成TiC及TiN硬化层。
导热性差。钛合金导热性差，钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m·℃，导热系数是0.036卡/厘米·秒·℃。
钛合金机加工特性分析
首先，钛合金导热系数低，仅是钢的1/4，铝的1/13，铜的1/25。因切削区散热慢，不利于热平衡，在切削加工过程中，散热和冷却效果很差，易于在切削区形成高温，加工后零件变形回弹大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快，耐用度降低。其次，钛合金的导热系数低，使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削热不易散发，加速刀具磨损。最后，钛合金化学活性高，在高温下加工易与刀具材料起反应，形成溶敷、扩散，造成粘刀、烧刀、断刀等现象。
钛合金在加工中心上的铣削案例分析
零件的结构形式，见图1。
图1 零件外形尺寸
该零件的特点是：
·形状较复杂，精度要求高。
·加工过程中必须进行多种工序加工。
·必须严格控制零件公差范围。
·价格昂贵，加工成本高。
加工中心加工钛合金特点
·加工中心可以多个零件同时加工，提高生产效率。
·提高零件的加工精度，产品一致性好。加工中心有刀具补偿功能，可以获得机床本身的加工精度。
·有广泛的适应性和较大的灵活性。如本零件的圆弧加工、倒角和过渡圆角。
·可以实现一机多能。加工中心可以进行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。
·可以进行精确的成本计算，控制生产进度。
·不需要专用夹具，节约大量成本经费，缩短生产周期。
·大大减轻了工人的劳动强度。
·可以与UG等加工软件进行多轴加工。
刀具材料的选择
刀具材料选用应满足下列要求：
·足够的硬度。刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。
·足够的强度和韧性。由于刀具切削钛合金时承受很大的扭矩和切削力，因此必须有足够的强度和韧性。
·足够的耐磨性。由于钛合金韧性好，加工时切削刃要锋利，因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力，这样才能减少加工硬化。这是选择加工钛合金刀具最重要的参数。
·刀具材料与钛合金亲合能力要差。由于钛合金化学活性高，因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金，造成粘刀、烧刀现象。
经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行试验表明，采用高钴刀具效果理想，钴的主要作用能加强二次硬化效果，提高红硬性和热处理后的硬度，同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。
铣刀的几何参数
钛合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在着较大区别。
·螺旋角β 选择较小的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散热快，同时也减小切削加工过程中的切削抗力。
·前角γ 切削时刃口锋利，切削轻快，避免钛合金产生过多切削热，从而避免产生二次硬化。
·后角α 减小刀刃的磨损速度，有利于散热，耐用度也得到很大程度的提高。
切削参数选择
钛合金机加工应选择较低的切削速度，适当大的进给量，合理的切深和精加工量，冷却要充分。
·切削速度Vc Vc=30～50m/min
·进给量f 粗加工时取较大进给量，精加工和半精加工取适中的进给量。
·切削深度ap ap=1/3d为宜，钛合金亲合力好，排屑困难，切削深度太大，会造成刀具粘刀、烧刀、断裂现象。
·精加工余量αc适中 钛合金表面硬化层约0.1~0.15mm，余量太小，刀刃切削在硬化层上，刀具容易磨损，应该避免硬化层加工，但切削余量不宜过大。
冷却液
钛合金加工最好不用含氯的冷却液，避免产生有毒物质和引起氢脆，也能防止钛合金高温应力腐蚀开裂。
选用合成水溶性乳化液，也可自配用冷却液。
切削加工时冷却液要保证充足，冷却液循环速度要快，切削液流量和压力要大，加工中心都配有专用冷却喷嘴，只要注意调整就能达到预期的效果。
通过对钛合金的特性分析，解决了钛合金切削加工过程中存在的难题；通过编制正确、科学的加工工艺，可以降低成本，提高生产效率，得出如下结论：
·用加工中心精加工钛合金，满足了零件形状复杂，高精度的要求，且可多件同时加工，提高生产效率。
·高钴刀具材料是钛合金理想的加工刀具。
·选择合理的刀具几何参数、切削参数、冷却液，可以延长切削刀具寿命，提高生产效率。
·安排出合理科学的工艺规程是提高效益、节约成本的最佳方法。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
钛合金材料由于其密度小，比强度高，耐高温，抗氧化性能好等特点，应用广泛。但钛合金机械加工性能差，影响了该材料的广泛使用。
钛合金即在工业纯钛中加入合金元素，以提高钛的强度。钛合金可分三种：a钛合金，b钛合金和a＋b钛合金。a+b钛合金是由a和b双相组成，这类合金组织稳定，高温变形性能、韧性、塑性较好，能进行淬火、时效处理，使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在：
1) 比强度高。钛合金密度小(4.4kg/dm3)重量轻，但其比强度却大于超高强度钢。
2) 热强性高。钛合金的热稳定性好，在300～500℃条件下，其强度约比铝合金高10倍。
3) 化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应，在表面形成TiC及TiN硬化层。
导热性差。钛合金导热性差，钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m·℃，导热系数是0.036卡/厘米·秒·℃。
钛合金机加工特性分析
首先，钛合金导热系数低，仅是钢的1/4，铝的1/13，铜的1/25。因切削区散热慢，不利于热平衡，在切削加工过程中，散热和冷却效果很差，易于在切削区形成高温，加工后零件变形回弹大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快，耐用度降低。其次，钛合金的导热系数低，使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削热不易散发，加速刀具磨损。最后，钛合金化学活性高，在高温下加工易与刀具材料起反应，形成溶敷、扩散，造成粘刀、烧刀、断刀等现象。
钛合金在加工中心上的铣削案例分析
零件的结构形式，见图1。
图1 零件外形尺寸
该零件的特点是：
·形状较复杂，精度要求高。
·加工过程中必须进行多种工序加工。
·必须严格控制零件公差范围。
·价格昂贵，加工成本高。
加工中心加工钛合金特点
·加工中心可以多个零件同时加工，提高生产效率。
·提高零件的加工精度，产品一致性好。加工中心有刀具补偿功能，可以获得机床本身的加工精度。
·有广泛的适应性和较大的灵活性。如本零件的圆弧加工、倒角和过渡圆角。
·可以实现一机多能。加工中心可以进行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。
·可以进行精确的成本计算，控制生产进度。
·不需要专用夹具，节约大量成本经费，缩短生产周期。
·大大减轻了工人的劳动强度。
·可以与UG等加工软件进行多轴加工。
刀具材料的选择
刀具材料选用应满足下列要求：
·足够的硬度。刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。
·足够的强度和韧性。由于刀具切削钛合金时承受很大的扭矩和切削力，因此必须有足够的强度和韧性。
·足够的耐磨性。由于钛合金韧性好，加工时切削刃要锋利，因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力，这样才能减少加工硬化。这是选择加工钛合金刀具最重要的参数。
·刀具材料与钛合金亲合能力要差。由于钛合金化学活性高，因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金，造成粘刀、烧刀现象。
经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行试验表明，采用高钴刀具效果理想，钴的主要作用能加强二次硬化效果，提高红硬性和热处理后的硬度，同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。
铣刀的几何参数
钛合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在着较大区别。
·螺旋角β 选择较小的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散热快，同时也减小切削加工过程中的切削抗力。
·前角γ 切削时刃口锋利，切削轻快，避免钛合金产生过多切削热，从而避免产生二次硬化。
·后角α 减小刀刃的磨损速度，有利于散热，耐用度也得到很大程度的提高。
切削参数选择
钛合金机加工应选择较低的切削速度，适当大的进给量，合理的切深和精加工量，冷却要充分。
·切削速度Vc Vc=30～50m/min
·进给量f 粗加工时取较大进给量，精加工和半精加工取适中的进给量。
·切削深度ap ap=1/3d为宜，钛合金亲合力好，排屑困难，切削深度太大，会造成刀具粘刀、烧刀、断裂现象。
·精加工余量αc适中 钛合金表面硬化层约0.1~0.15mm，余量太小，刀刃切削在硬化层上，刀具容易磨损，应该避免硬化层加工，但切削余量不宜过大。
冷却液
钛合金加工最好不用含氯的冷却液，避免产生有毒物质和引起氢脆，也能防止钛合金高温应力腐蚀开裂。
选用合成水溶性乳化液，也可自配用冷却液。
切削加工时冷却液要保证充足，冷却液循环速度要快，切削液流量和压力要大，加工中心都配有专用冷却喷嘴，只要注意调整就能达到预期的效果。
通过对钛合金的特性分析，解决了钛合金切削加工过程中存在的难题；通过编制正确、科学的加工工艺，可以降低成本，提高生产效率，得出如下结论：
·用加工中心精加工钛合金，满足了零件形状复杂，高精度的要求，且可多件同时加工，提高生产效率。
·高钴刀具材料是钛合金理想的加工刀具。
·选择合理的刀具几何参数、切削参数、冷却液，可以延长切削刀具寿命，提高生产效率。
·安排出合理科学的工艺规程是提高效益、节约成本的最佳方法。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
数控机床刀具及其正确选用www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是DNC系统微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。
目前，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。
因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。
一、数控加工常用刀具的种类及特点
数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。
1.数控刀具的分类
根据刀具结构可分为：
整体式；
镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；
特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。
根据制造刀具所用的材料可分为：
高速钢刀具；
硬质合金刀具；
金刚石刀具；
其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。
从切削工艺上可分为：
车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；
钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；
镗削刀具；
铣削刀具等。
为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。
2. 数控刀具的特点
数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：
刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小；
互换性好，便于快速换刀；
寿命高，切削性能稳定、可靠；
刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；
刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；
系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。
二、数控加工刀具的选择
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。
在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄(3种规格)和锥柄(4种规格)2种，共包括16种不同用途的刀柄。
在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。
三、加工过程中切削用量的确定
合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：
切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.6～0.9)d。
切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，V可选200m/min以上。
主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
进给速度Vf。VF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。Vf的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，Vf可选择得大些。在加工过程中，Vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。
随着数控机床在生产实际中的广泛应用，量化生产线的形成，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是DNC系统微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。
目前，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。
因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。
一、数控加工常用刀具的种类及特点
数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。
1.数控刀具的分类
根据刀具结构可分为：
整体式；
镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；
特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。
根据制造刀具所用的材料可分为：
高速钢刀具；
硬质合金刀具；
金刚石刀具；
其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。
从切削工艺上可分为：
车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；
钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；
镗削刀具；
铣削刀具等。
为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。
2. 数控刀具的特点
数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：
刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小；
互换性好，便于快速换刀；
寿命高，切削性能稳定、可靠；
刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；
刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；
系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。
二、数控加工刀具的选择
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。
在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄(3种规格)和锥柄(4种规格)2种，共包括16种不同用途的刀柄。
在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。
三、加工过程中切削用量的确定
合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：
切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.6～0.9)d。
切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，V可选200m/min以上。
主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
进给速度Vf。VF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。Vf的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，Vf可选择得大些。在加工过程中，Vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。
随着数控机床在生产实际中的广泛应用，量化生产线的形成，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
非标刀具的制作www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
机械加工过程中经常会遇到一些难以用标准刀具进行加工的情况，因此，非标刀具的制作对机械切削加工十分重要。因为金属切削使用非标刀具多见于铣加工，故对铣加工中非标刀具的制作稍作介绍。
由于标准刀具的制作针对的是面广量大的普通金属件或非金属件的切削，当遇到工件进行过热处理而硬度增大，或工件为不锈钢等非常容易粘刀，也有一些工件的表面几何形状十分复杂，或被加工表面有较高的粗糙度要求等情况时，标准刀具就无法满足加工的需要。所以在加工过程中，需对刀具的材质、刀口的几何形状，几何角度等，进行针对性的设计，可分为不需要专门订制和需要专门订制两大类。不需要专门订制的刀具主要是解决两个问题，如尺寸问题和表面粗糙度问题。
如果是尺寸问题，可以选择一把尺寸与所需的尺寸相近的标准刀具，通过改磨就可以解决，但也需注意两点：
1. 尺寸相差不能太大，一般不要超过2mm，因为尺寸相差太大的话，会引起刀具的槽形发生变化，直接影响容屑空间和几何角度。
2. 如果是带有刃孔的立铣刀的话可以在普通机床上改磨，成本较低，如果是不带刃孔的键槽铣刀就不能在普通机床上进行，需要在专门的五轴联动机床上改磨，其成本也就会较高。
如果是表面粗糙度问题，可以通过对刃部的几何角度的改变来实现，如加大前、后角的度数会明显改善工件表面粗糙度。但如果使用方的机床刚性不够的话，可能刃口倒钝反而能提高表面粗糙度，这方面的东西非常复杂，需对加工现场分析后才能得出结论。
需要专门订制的刀具主要是解决以下问题。
1. 被加工工件有特殊形状要求，如对加工所需要的刀具进行加长，加端齿倒R，或者有特殊的锥角要求，柄部结构要求，刃长尺寸控制等等。这一类的刀具如果形状要求并不十分复杂的话，其实还是容易解决的，惟一需要注意的是非标刀具的加工是比较困难的，因此，使用方在能够满足加工使用的情况下，不应该过分的追求高精度。因为，高精度本身就意味着高成本和高风险，会对制作方的生产能力和自身的成本造成不必要的浪费。
2. 被加工工件有特殊的强度和硬度，如工件进行过热处理，强度和硬度较高，一般的刀具材料无法进行切削加工，或者粘刀的厉害，这是，就需对刀具的材料提出特殊要求。一般的解决方法是选用高档的刀具材料，如含钴的高速刚刀具拥有较高的硬度以切削调质过的工件材料，用优质的硬质合金材料刀具可以加工高硬质的材料，甚至可以以铣代磨。当然，也有一些特殊情况，如在对铝件进行加工时，市场上有一种称为超硬刀具的就不一定合适，虽然铝件一般较软，可以说是一种容易加工的产品，但是超硬刀具所采用的材质其实是一种铝高速钢，这种材料比普通的高速钢确实会硬一些，但在加工铝件时却会引起铝元素之间的亲和力，使得刀具反而会加剧磨损，这时，如果要想得到高效率的话，可以选用钴高速钢替代。
3. 被加工工件有特殊的容屑和排屑要求，这时就应该选用较少的齿数和较深的容屑槽，但这种设计只能针对比较容易加工的材料，如铝合金等。
非标刀具加工设计和加工过程中，有许多问题需要注意：
1. 刀具的几何形状较为复杂，在热处理时，刀具容易发生弯曲、变形，或者是局部的应力集中，这就应该在设计时就注意避免容易发生应力集中的部位，对直径变化较大的部位，加上斜角过渡或台阶设计等。如是长径比较大的细长件，则在热处理过程中，每经一次淬火和回火就需检查和校直以控制其变形量和跳动。
2. 刀具的材料是比较脆的，尤其是硬质合金这种材料，这就使得加工中一旦遇到震动较大或加工扭矩较大时，刀具就会发生折断，这在使用常规刀具的加工中，往往不会造成很大的损害，因为刀具断了可以更换，但在使用非标刀具的加工中，由于替换的可能性不大，因此一旦发生刀具折断，会引起的一系列问题，如交货延期等，会造成使用方的极大损失。
上面所述的都是针对刀具本身，其实非标刀具的制造决非如此简单，这是一项系统的工程。制作方设计部门的经验和对使用方加工状况的了解会影响到非标刀具的设计和制作，制作方生产部门的加工和检测手段会影响到非标刀具的精度和几何角度，制作方销售部门的反复回访、收集资料和信息也会影响到非标刀具的改进，而这些将对使用方使用非标刀具的成功与否起决定性作用。
总而言之，非标刀具是应特殊要求而生的一种特殊刀具，选择一家有丰富经验的制作厂家将会为使用方节省大量的时间和精力。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
机械加工过程中经常会遇到一些难以用标准刀具进行加工的情况，因此，非标刀具的制作对机械切削加工十分重要。因为金属切削使用非标刀具多见于铣加工，故对铣加工中非标刀具的制作稍作介绍。
由于标准刀具的制作针对的是面广量大的普通金属件或非金属件的切削，当遇到工件进行过热处理而硬度增大，或工件为不锈钢等非常容易粘刀，也有一些工件的表面几何形状十分复杂，或被加工表面有较高的粗糙度要求等情况时，标准刀具就无法满足加工的需要。所以在加工过程中，需对刀具的材质、刀口的几何形状，几何角度等，进行针对性的设计，可分为不需要专门订制和需要专门订制两大类。不需要专门订制的刀具主要是解决两个问题，如尺寸问题和表面粗糙度问题。
如果是尺寸问题，可以选择一把尺寸与所需的尺寸相近的标准刀具，通过改磨就可以解决，但也需注意两点：
1. 尺寸相差不能太大，一般不要超过2mm，因为尺寸相差太大的话，会引起刀具的槽形发生变化，直接影响容屑空间和几何角度。
2. 如果是带有刃孔的立铣刀的话可以在普通机床上改磨，成本较低，如果是不带刃孔的键槽铣刀就不能在普通机床上进行，需要在专门的五轴联动机床上改磨，其成本也就会较高。
如果是表面粗糙度问题，可以通过对刃部的几何角度的改变来实现，如加大前、后角的度数会明显改善工件表面粗糙度。但如果使用方的机床刚性不够的话，可能刃口倒钝反而能提高表面粗糙度，这方面的东西非常复杂，需对加工现场分析后才能得出结论。
需要专门订制的刀具主要是解决以下问题。
1. 被加工工件有特殊形状要求，如对加工所需要的刀具进行加长，加端齿倒R，或者有特殊的锥角要求，柄部结构要求，刃长尺寸控制等等。这一类的刀具如果形状要求并不十分复杂的话，其实还是容易解决的，惟一需要注意的是非标刀具的加工是比较困难的，因此，使用方在能够满足加工使用的情况下，不应该过分的追求高精度。因为，高精度本身就意味着高成本和高风险，会对制作方的生产能力和自身的成本造成不必要的浪费。
2. 被加工工件有特殊的强度和硬度，如工件进行过热处理，强度和硬度较高，一般的刀具材料无法进行切削加工，或者粘刀的厉害，这是，就需对刀具的材料提出特殊要求。一般的解决方法是选用高档的刀具材料，如含钴的高速刚刀具拥有较高的硬度以切削调质过的工件材料，用优质的硬质合金材料刀具可以加工高硬质的材料，甚至可以以铣代磨。当然，也有一些特殊情况，如在对铝件进行加工时，市场上有一种称为超硬刀具的就不一定合适，虽然铝件一般较软，可以说是一种容易加工的产品，但是超硬刀具所采用的材质其实是一种铝高速钢，这种材料比普通的高速钢确实会硬一些，但在加工铝件时却会引起铝元素之间的亲和力，使得刀具反而会加剧磨损，这时，如果要想得到高效率的话，可以选用钴高速钢替代。
3. 被加工工件有特殊的容屑和排屑要求，这时就应该选用较少的齿数和较深的容屑槽，但这种设计只能针对比较容易加工的材料，如铝合金等。
非标刀具加工设计和加工过程中，有许多问题需要注意：
1. 刀具的几何形状较为复杂，在热处理时，刀具容易发生弯曲、变形，或者是局部的应力集中，这就应该在设计时就注意避免容易发生应力集中的部位，对直径变化较大的部位，加上斜角过渡或台阶设计等。如是长径比较大的细长件，则在热处理过程中，每经一次淬火和回火就需检查和校直以控制其变形量和跳动。
2. 刀具的材料是比较脆的，尤其是硬质合金这种材料，这就使得加工中一旦遇到震动较大或加工扭矩较大时，刀具就会发生折断，这在使用常规刀具的加工中，往往不会造成很大的损害，因为刀具断了可以更换，但在使用非标刀具的加工中，由于替换的可能性不大，因此一旦发生刀具折断，会引起的一系列问题，如交货延期等，会造成使用方的极大损失。
上面所述的都是针对刀具本身，其实非标刀具的制造决非如此简单，这是一项系统的工程。制作方设计部门的经验和对使用方加工状况的了解会影响到非标刀具的设计和制作，制作方生产部门的加工和检测手段会影响到非标刀具的精度和几何角度，制作方销售部门的反复回访、收集资料和信息也会影响到非标刀具的改进，而这些将对使用方使用非标刀具的成功与否起决定性作用。
总而言之，非标刀具是应特殊要求而生的一种特殊刀具，选择一家有丰富经验的制作厂家将会为使用方节省大量的时间和精力。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
如何提高模具寿命www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
模具寿命与模具本身质量有直接关系，这是大家共识的。而模具的寿命也与其它方面有关，这不是每个人都知道的。我公司生产的全液压四缸直锁二板式注塑机投放市场已经多年，有次我在访问用户时，开平某塑料厂有位老板对我说：在贵厂机器上使用的模具，寿命平均延长1/2以上，这是什么原因呢？当时我也不太在意，后来遇到这样的例子很多，这种特殊现象才引起了我的注意。后来经过探索研究，发现模具寿命除了与模具本身的质量有关外，还与所选用注塑机的锁模结构及工艺有关，下面分别加以叙述。
模具质量主要与设计、选材、加工、装配等有关，从设计角度上，主要考虑：1）模架的大小，模腔的壁厚；寿命与制造成本的关系，选用注塑机的大小对投资成本及生产成本的影响。2）内嵌件的强度及放置的可靠性。3）尽量避免个别零件或模腔中某个位置成为薄弱的环节。4）导柱在移模过程中起了很重要的作用，故应考虑其强度及耐磨性。其它选材、加工、装配，主要考虑成本与质量的矛盾关系，在此不多叙述。下面主要从各充模过程中，谈谈合模机构与模具寿命的关系。
一、 快速合模过程
在快速合模过程中，动模板的运动平稳性影响到模具导柱与导套的相对运动。如果动模板的导向长度太短，而模具太重，或者太高，就会因模板的倾斜而导致导柱与导套偏磨。最近国际上一些大型机采用拉杆（哥林柱）脱开定模板或脱开动模板的结构，动模板的导向完全依靠机座的导轨，导轨磨损后造成导向精度下降，又重又高的模具使动模板倾斜，加速模具导柱的磨损，这种设计不太合理。对于肘杆式（机铰式）来说，由于其导向套太短，如果两边肘杆长短不一，会使模板左右摆动，也同样加速导柱的磨损，对于我公司生产的四缸直锁二板式注塑机来说（如下图）， 4个油缸各有A、B、C三点定位，无疑大大增加导向长度，使动模板在运动中平稳，特别是加工一些深腔产品，优点更加突出。
二、 低压护模过程
在模具即将夹紧时，如果夹到浇口料、嵌件等异物，势必将模具夹坏，这是模具损坏的重要原因，故低压护模十分重要。肘杆式由于低压护模区太接近力的放大区（如下图），该区域力不稳定，也就是说即使作用在油缸上的是恒定的力，但作用在动模板上的不是恒定的力，而且相差很大，低压护模实际上起不到多大作用。相比之下，充液式好一些，但充液式由于内泄漏及吸空的原因，会造成爬行而造成低压护模不准确。四缸直锁二板式因没有以上两种结构的问题，故低压护模效果最好，实用中用棉线就可做到灵敏护模。
三、 高压锁模过程
在此过程中，一般直压式均优于肘杆式，因为肘杆式会造成：
1） 模具两边受力不均，使模具两边的变形量不同，会导致导柱受弯、模腔变形。
2） 模具超载，使模具及拉杆变形量增加，开模困难，机器震动，严重会开不了模。
四、 注射保压过程
1. 开始注射时，惯性力会影响深腔产品型芯的定位，如果型芯刚性不够或装配不牢，型芯有可能移位或倾斜。
2. 在注射过程，如果模腔投影面积F大，模腔压力P高，那么胀模力M胀=F×P就可能超过原始锁模力M锁（如下图），M剩=M锁－M胀，M剩＜0，S＞0，制品厚度变大，并产生飞边，这时如果采用肘杆式锁模机构，其M锁增加见（如下图），整机变形增加（拉杆拉长），制品厚度略为增加，对普通制品要求，可在超载下成型制品，但带来的后果是铰边、拉杆等容易损坏，模具寿命也缩短，与此相反，采用全液压式，如果M剩＜0，动模板会后退（让模），制品变厚并产生飞边，但模具拉杆等变形不增加，不易损坏，起到保护模具作用，全液压式不能在超载下工作，既是其弱点，也是其优点。
3. 如果M胀较小，M锁不变，那么随着M剩增加，制品会变薄，制品的内应力较大，而且模具、拉杆等受力较大，特别是模具较小时，模具更易损坏，这方面全液压式比肘杆式有更多优势，因为其锁模力较易调节。
五、 予塑（熔胶）冷却过程
如果模具受力不均，在注射阶段，导柱和型芯已经偏斜，在予塑冷却阶段，塑料处于冷却收缩，这时，如果模具受力不变，导柱等偏斜就会固定下来，这时金属与塑料之间摩擦力会很大，加速机械磨损，这方面也是肘杆式的弱点，四缸直锁二板式由于在熔胶和冷却时，锁模力随时间而下降，而且四柱受力均匀，这种现象大大减少。
六、 开模过程
1. 开模前，肘杆式由于锁模力还没有释放，特别是超载时，型芯还没有恢复，塑料就已经冷却，故金属与塑料的摩擦力很大加剧型芯磨损。
2. 在开模时，肘杆式由于锁模力的突然释放会产生震动，这些震动会加剧一些受力零件的破坏。
3. 对于有两个分型面的模具（如下图），对于肘杆式来说，由于其运动速度是一条基本上固定的曲线如（如下图），故要使分型面AI分型面AII同时在低速度、大开模力下开模是不可能的，其结果如果只保证AI慢速，AII就速度太快，拉坏导柱，要保证AII慢速AI就太慢，从而影响生产率，这一点全液压式就方便很多。
4. 对于肘杆式来说，还有一种情况，制品在飞边下开模，由于要经过临界点a机器弹性变形最大，动模板会往模具方面施加一变形力，这时，飞边出来的塑料受挤压会使模具受压加剧，而且会造成开模力不够而开不了模。
根据以上分析，全液压式在延长模具寿命方面比肘杆式好得多，虽然四缸直锁二板式也是全液压式中的一种，但四缸直锁二板式又比传统全液压式好，故采用四缸直锁二板式注塑机延长寿命1/2甚至1倍是不足为奇的。所以对于一些制品精度要求高、模具结构比较复杂，在选用注塑机时，一定要了解采用何种锁模机构。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
模具寿命与模具本身质量有直接关系，这是大家共识的。而模具的寿命也与其它方面有关，这不是每个人都知道的。我公司生产的全液压四缸直锁二板式注塑机投放市场已经多年，有次我在访问用户时，开平某塑料厂有位老板对我说：在贵厂机器上使用的模具，寿命平均延长1/2以上，这是什么原因呢？当时我也不太在意，后来遇到这样的例子很多，这种特殊现象才引起了我的注意。后来经过探索研究，发现模具寿命除了与模具本身的质量有关外，还与所选用注塑机的锁模结构及工艺有关，下面分别加以叙述。
模具质量主要与设计、选材、加工、装配等有关，从设计角度上，主要考虑：1）模架的大小，模腔的壁厚；寿命与制造成本的关系，选用注塑机的大小对投资成本及生产成本的影响。2）内嵌件的强度及放置的可靠性。3）尽量避免个别零件或模腔中某个位置成为薄弱的环节。4）导柱在移模过程中起了很重要的作用，故应考虑其强度及耐磨性。其它选材、加工、装配，主要考虑成本与质量的矛盾关系，在此不多叙述。下面主要从各充模过程中，谈谈合模机构与模具寿命的关系。
一、 快速合模过程
在快速合模过程中，动模板的运动平稳性影响到模具导柱与导套的相对运动。如果动模板的导向长度太短，而模具太重，或者太高，就会因模板的倾斜而导致导柱与导套偏磨。最近国际上一些大型机采用拉杆（哥林柱）脱开定模板或脱开动模板的结构，动模板的导向完全依靠机座的导轨，导轨磨损后造成导向精度下降，又重又高的模具使动模板倾斜，加速模具导柱的磨损，这种设计不太合理。对于肘杆式（机铰式）来说，由于其导向套太短，如果两边肘杆长短不一，会使模板左右摆动，也同样加速导柱的磨损，对于我公司生产的四缸直锁二板式注塑机来说（如下图）， 4个油缸各有A、B、C三点定位，无疑大大增加导向长度，使动模板在运动中平稳，特别是加工一些深腔产品，优点更加突出。
二、 低压护模过程
在模具即将夹紧时，如果夹到浇口料、嵌件等异物，势必将模具夹坏，这是模具损坏的重要原因，故低压护模十分重要。肘杆式由于低压护模区太接近力的放大区（如下图），该区域力不稳定，也就是说即使作用在油缸上的是恒定的力，但作用在动模板上的不是恒定的力，而且相差很大，低压护模实际上起不到多大作用。相比之下，充液式好一些，但充液式由于内泄漏及吸空的原因，会造成爬行而造成低压护模不准确。四缸直锁二板式因没有以上两种结构的问题，故低压护模效果最好，实用中用棉线就可做到灵敏护模。
三、 高压锁模过程
在此过程中，一般直压式均优于肘杆式，因为肘杆式会造成：
1） 模具两边受力不均，使模具两边的变形量不同，会导致导柱受弯、模腔变形。
2） 模具超载，使模具及拉杆变形量增加，开模困难，机器震动，严重会开不了模。
四、 注射保压过程
1. 开始注射时，惯性力会影响深腔产品型芯的定位，如果型芯刚性不够或装配不牢，型芯有可能移位或倾斜。
2. 在注射过程，如果模腔投影面积F大，模腔压力P高，那么胀模力M胀=F×P就可能超过原始锁模力M锁（如下图），M剩=M锁－M胀，M剩＜0，S＞0，制品厚度变大，并产生飞边，这时如果采用肘杆式锁模机构，其M锁增加见（如下图），整机变形增加（拉杆拉长），制品厚度略为增加，对普通制品要求，可在超载下成型制品，但带来的后果是铰边、拉杆等容易损坏，模具寿命也缩短，与此相反，采用全液压式，如果M剩＜0，动模板会后退（让模），制品变厚并产生飞边，但模具拉杆等变形不增加，不易损坏，起到保护模具作用，全液压式不能在超载下工作，既是其弱点，也是其优点。
3. 如果M胀较小，M锁不变，那么随着M剩增加，制品会变薄，制品的内应力较大，而且模具、拉杆等受力较大，特别是模具较小时，模具更易损坏，这方面全液压式比肘杆式有更多优势，因为其锁模力较易调节。
五、 予塑（熔胶）冷却过程
如果模具受力不均，在注射阶段，导柱和型芯已经偏斜，在予塑冷却阶段，塑料处于冷却收缩，这时，如果模具受力不变，导柱等偏斜就会固定下来，这时金属与塑料之间摩擦力会很大，加速机械磨损，这方面也是肘杆式的弱点，四缸直锁二板式由于在熔胶和冷却时，锁模力随时间而下降，而且四柱受力均匀，这种现象大大减少。
六、 开模过程
1. 开模前，肘杆式由于锁模力还没有释放，特别是超载时，型芯还没有恢复，塑料就已经冷却，故金属与塑料的摩擦力很大加剧型芯磨损。
2. 在开模时，肘杆式由于锁模力的突然释放会产生震动，这些震动会加剧一些受力零件的破坏。
3. 对于有两个分型面的模具（如下图），对于肘杆式来说，由于其运动速度是一条基本上固定的曲线如（如下图），故要使分型面AI分型面AII同时在低速度、大开模力下开模是不可能的，其结果如果只保证AI慢速，AII就速度太快，拉坏导柱，要保证AII慢速AI就太慢，从而影响生产率，这一点全液压式就方便很多。
4. 对于肘杆式来说，还有一种情况，制品在飞边下开模，由于要经过临界点a机器弹性变形最大，动模板会往模具方面施加一变形力，这时，飞边出来的塑料受挤压会使模具受压加剧，而且会造成开模力不够而开不了模。
根据以上分析，全液压式在延长模具寿命方面比肘杆式好得多，虽然四缸直锁二板式也是全液压式中的一种，但四缸直锁二板式又比传统全液压式好，故采用四缸直锁二板式注塑机延长寿命1/2甚至1倍是不足为奇的。所以对于一些制品精度要求高、模具结构比较复杂，在选用注塑机时，一定要了解采用何种锁模机构。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
数控机床的机械结构的要求www.tool-tool.com
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的主体机构有以下特点：1)由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3)为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4)为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求：
一、较高的机床静、动刚度
数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。
为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。
为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。
二、减少机床的热变形
在内外热源的影响下，机床各部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对运动关系遭到破环，也是机床季度下降。对于数控机床来说，因为全部加工过程是计算的指令控制的，热变形的影响就更为严重。为了减少热变形，在数控机床结构中通常采用以下措施。
1. 减少发热
机床内部发热时产生热变形的主要热源，应当尽可能地将热源从主机中分离出去。
2. 控制温升
在采取了一系列减少热源的措施后，热变形的情况将有所改善。但要完全消除机床的内外热源通常是十分困难的，甚至是不可能的。所以必须通过良好的散热和冷却来控制温升，以减少热源的影响。其中部较有效的方法是在机床的发热部位强制冷却，也可以在机床低温部分通过加热的方法，使机床各点的温度趋于一致，这样可以减少由于温差造成的翘曲变形。
3. 改善机床机构
在同样发热条件下，机床机构对热变形也有很大影响。如数控机床过去采用的单立柱机构有可能被双柱机构所代替。由于左右对称，双立柱机构受热后的主轴线除产生垂直方向的平移外，其它方向的变形很小，而垂直方向的轴线移动可以方便地用一个坐标的修正量进行补偿。
轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上。这就可以使主轴热变形对加工直径的影响降低到最小限度。
在结构上还应尽可能减小主轴中心与主轴向地面的距离，以减少热变形的总量，同时应使主轴箱的前后温升一致，避免主轴变形后出现倾斜。
数控机床中的滚珠丝杠常在预计载荷大、转速高以及散热差的条件下工作，因此丝杠容易发热。滚珠丝杠热生产造成的后果是严重的，尤其是在开环系统中，它会使进给系统丧失定位精度。目前某些机床用预拉的方法减少丝杠的热变形。对于采取了上述措施仍不能消除的热变形，可以根据测量结果由数控系统发出补偿脉冲加以修正。
三、减少运动间的摩擦和消除传动间隙
数控机床工作台(或拖板)的位移量十一脉中当量为最小单位的，通常又要求能以基地的速度运动。为了使工作台能对数控装置的指令作出准确响应，就必须采取相应的措施。目前常用的滑动导轨、滚动导轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在着明显的差别。在进给系统中用滚珠丝杠代替滑动丝杠也可以收到同样的效果。目前，数控机床几乎无一例外地采用滚珠丝杠传动。
数控机床(尤其是开环系统的数控机床)的加工精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。除了减少传动齿轮和滚珠丝杠的加工误差之外，另一个重要措施是采用无间隙传动副。对于滚珠丝杠螺距的累积误差，通常采用脉冲补偿装置进行螺距补偿。
四、提高机床的寿命和精度保持性
为了提高机床的寿命和精度保持性，在设计时应充分考虑数控机场零部件的耐磨性，尤其是机床导轨、进给伺港机主轴部件等影响进度的主要零件的耐磨性。在使用过程中，应保证数控机床各部件润滑良好。
五、减少辅助时间和改善操作性能
数控机床的单件加工中，辅助时间(非切屑时间)占有较大的比重。要进一步提高机床的生产率，就必须采取促使最大限度地压缩辅助时间。目前已经有很多数控机床采用了多主轴、多刀架、以及带刀库的自动换刀装置等，以减少换刀时间。对于切屑用量加大的数控机床，床身机构必须有利于排屑。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的主体机构有以下特点：1)由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3)为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4)为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求：
一、较高的机床静、动刚度
数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。
为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。
为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。
二、减少机床的热变形
在内外热源的影响下，机床各部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对运动关系遭到破环，也是机床季度下降。对于数控机床来说，因为全部加工过程是计算的指令控制的，热变形的影响就更为严重。为了减少热变形，在数控机床结构中通常采用以下措施。
1. 减少发热
机床内部发热时产生热变形的主要热源，应当尽可能地将热源从主机中分离出去。
2. 控制温升
在采取了一系列减少热源的措施后，热变形的情况将有所改善。但要完全消除机床的内外热源通常是十分困难的，甚至是不可能的。所以必须通过良好的散热和冷却来控制温升，以减少热源的影响。其中部较有效的方法是在机床的发热部位强制冷却，也可以在机床低温部分通过加热的方法，使机床各点的温度趋于一致，这样可以减少由于温差造成的翘曲变形。
3. 改善机床机构
在同样发热条件下，机床机构对热变形也有很大影响。如数控机床过去采用的单立柱机构有可能被双柱机构所代替。由于左右对称，双立柱机构受热后的主轴线除产生垂直方向的平移外，其它方向的变形很小，而垂直方向的轴线移动可以方便地用一个坐标的修正量进行补偿。
轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上。这就可以使主轴热变形对加工直径的影响降低到最小限度。
在结构上还应尽可能减小主轴中心与主轴向地面的距离，以减少热变形的总量，同时应使主轴箱的前后温升一致，避免主轴变形后出现倾斜。
数控机床中的滚珠丝杠常在预计载荷大、转速高以及散热差的条件下工作，因此丝杠容易发热。滚珠丝杠热生产造成的后果是严重的，尤其是在开环系统中，它会使进给系统丧失定位精度。目前某些机床用预拉的方法减少丝杠的热变形。对于采取了上述措施仍不能消除的热变形，可以根据测量结果由数控系统发出补偿脉冲加以修正。
三、减少运动间的摩擦和消除传动间隙
数控机床工作台(或拖板)的位移量十一脉中当量为最小单位的，通常又要求能以基地的速度运动。为了使工作台能对数控装置的指令作出准确响应，就必须采取相应的措施。目前常用的滑动导轨、滚动导轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在着明显的差别。在进给系统中用滚珠丝杠代替滑动丝杠也可以收到同样的效果。目前，数控机床几乎无一例外地采用滚珠丝杠传动。
数控机床(尤其是开环系统的数控机床)的加工精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。除了减少传动齿轮和滚珠丝杠的加工误差之外，另一个重要措施是采用无间隙传动副。对于滚珠丝杠螺距的累积误差，通常采用脉冲补偿装置进行螺距补偿。
四、提高机床的寿命和精度保持性
为了提高机床的寿命和精度保持性，在设计时应充分考虑数控机场零部件的耐磨性，尤其是机床导轨、进给伺港机主轴部件等影响进度的主要零件的耐磨性。在使用过程中，应保证数控机床各部件润滑良好。
五、减少辅助时间和改善操作性能
数控机床的单件加工中，辅助时间(非切屑时间)占有较大的比重。要进一步提高机床的生产率，就必须采取促使最大限度地压缩辅助时间。目前已经有很多数控机床采用了多主轴、多刀架、以及带刀库的自动换刀装置等，以减少换刀时间。对于切屑用量加大的数控机床，床身机构必须有利于排屑。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
訂閱：
文章 (Atom)