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当演奏音乐时，乐器谐振形成愉悦、和谐的泛音常令人陶醉；但在金属切削过程中，谐振产生的具有衍生能力的振动和震颤，却导致零件表面加工质量降低、返修，甚至可能使工件报废。
借助几何尺寸可变的立铣刀，能够减少这种震颤。尽管这类刀具常常被称为“可变螺旋角刀具”，但已是一种更广义的概念。
可变螺旋立铣刀有两种基本的设计，一种设计的特点是不相等(或不同)的螺旋角沿每一切削刃长度是相同的,而另一种设计是沿着切削刃的长度，其螺旋角是广泛可调的。例如，一把刀具前刀面的螺旋角是30°，中间某点的角度是37.5°，而后刀面的螺旋角可达到45°。螺旋角也同样可以从37°开始变化到 30°。“在切削过程中，刀具会受到阻尼的影响，这是由于立铣刀在以不同角度沿同一螺旋线进行切削。只要工具制造商生产的刀具和工具磨床能够加工，铣刀的螺旋角就能在较大的范围内变化。“大多数机床都能够胜任对任何螺旋角的磨削”。
这两种立铣刀都有不相同的螺旋槽间距(或不同的齿距)，因此能够产生一个不同相位(异相)的切削运动从而阻止谐振的产生。例如，一把4槽立铣刀(或可变位的立铣刀)的齿距，在第1、2凹槽间为89°，2、3凹槽间为91°，以此类推，最终加起来等于360°。
“通常当用一把普通立铣刀加工时，会产生持续不断的谐波振动，这是以铣刀螺旋角相同、切削刃平均分配为前提的。任何可以干扰谐波的行为都能减低由此而产生的震颤。”该设计通过对刀具产生的声音模式的特别选择，对“可变立铣刀”的概念进行了改进。不仅改变了排屑槽间的分度和螺旋线，同时也改变了前刀面倾角和退刀槽。因此，每个槽的切削刃都与其它的不同，每个槽的导程也不相同。“一般而言，对于一套给定几何尺寸的立铣刀，当你从各个方向观察时，其螺旋角的变化不能超过5°的范围,否则将会产生稳定性方面的问题。”由此而来的结果是一把刀具的各个切削刃在与工件表面接触并沿工件表面移动时，都会产生清晰的声音模式。“由于切削刃会产生不同的声音模式，因此发生谐振的潜在危险可能就被忽略了。可变螺旋角立铣刀沿每一条切削刃都有相同的几何特征，但对每条切削刃而言，仍可能产生前角、退刀槽、螺旋线、甚至从前刀面到后刀面的完全改变。在用这种铣刀加工工件时，刀具将不断改变其声音模式，“对此，我们尚未完成研究，”他说，“这涉及到大量很复杂的试验操作程序。” 在加工高温、高强度合金材料时，立铣刀不同的齿距、前角、退刀槽、螺旋线可以有效地减轻加工中的振颤。3槽、4槽和5槽立铣刀具有偏置的槽型及可变螺旋角，并且每把立铣刀只有两条相同的螺旋线。可变的几何尺寸使立铣刀能“几乎无振颤地切削，并且以几乎接近粗加工的速度来完成精加工。”
3-D模拟软件
如果不是磨床3-D模拟软件的出现，要改变立铣刀的螺旋角是不可能的。在刃磨这种立铣刀时，如果不借助模拟装置，就会损坏数以百计的刀具和大量的砂轮。这种能使很多设计变化在几分钟内完成的模拟装置还能使更多的工作在办公室里完成，而不用把时间耗费在生产车间。过去磨一把直径1/2″的立铣刀需耗时 15min，而现在通过模拟装置只需2～3min。
但模拟软件及可以磨削可变螺旋角铣刀的磨床会导致这类刀具的很多终端用户无法修磨现有的旧铣刀。而把刀具寄回给制造商进行重锐同样也不是办法。对此，我们的刀具价格足够低，具有相当竞争力，因此与旧刀重锐相比，买一把新刀具也许是更好的选择。”数量庞大的终端用户期望在立铣刀磨损后能够进行重锐。而 Mill铣刀的终端用户可以在自已公司或当地的刀具修磨服务中心进行铣刀的重锐和再涂层，同样可以达到新刀的效果。他解释说，Mill立铣刀并不具有可变的或者不同的螺旋角，而是具有偏置的排屑槽以及沿排屑槽长度上不变的前角来阻止谐振的产生，也就是使一个4槽立铣刀像两个独立的2槽立铣刀那样工作。
粗加工时间
着震颤的消失，螺旋角可变的立铣刀能够实现很高的材料去除率。在某些情况下，通过排除谐振产生的可能性，完全可以让切削深度增加2倍、3倍甚至4倍。比如，可以在长度为600mm以上的4340钢材表面加工2mm深的细槽。”立铣刀同样适用于精加工，但粗加工是人们通常认为最显著、最有效的加工工序，因为粗加工工序可以增加材料去除率。在很多情况下，你能够增加切削深度、切削宽度以及进给量。当没有受到有害振颤的影响时，你可以加大上述参数，更强有力的进给刀具。此时，由于可变立铣刀避免了沿工件表面的跳动，因此它能使精加工质量与采用标准立铣刀进行一次微小进给精铣时的效果相同甚至更好。“你经常可以见到未经精加工的工件达到令人满意的表面质量。使最终还是需要精铣，采用可变立铣刀也可以增加粗加工工序的切削量，从而提高加工效率。”
相反，如果一个终端用户只需要进行小进给切削，那么可变立铣刀通常并不是最好的选择。因为它在加工中无法发挥能在高切削载荷下切削的优势。对只做小进给精加工的用户，我建议他们最好不用可变立铣刀而采用所能找到的最便宜的刀具；如果只是将可变立铣刀用来加工坯料的硬皮，那么它将无法发挥它在加工中减少振颤的优势。”
机械问题
由于可变螺旋角立铣刀的成本比标准立铣刀高20%～25%，因此并不适合广泛用于各种机床。机床上使用可变螺旋角立铣刀，在经济上当然是不划算的。”
为了更有效地使用可变螺旋角立铣刀，理想的机床需至少拥有一个40°锥度的主轴，使用30°锥度的主轴将会产生很多偏差，但是也可以用，只是使用时需降低进给量。一台功率为15～20hp、主轴锥度为40°、最大速度可达10000rpm、安装直径1/2″（或更小）可变螺旋角立铣刀的机床，其生产率将大幅提高。甚至在老型不管使用什么机床，当进行重切削时（比如铣削2mm深的细槽时），始终保持刀具冷却是至关重要的。因此，需要高速供给大量的冷却液。一个重要的环节就是要能让冷却液进入切削区，保持切削区的温度足够低，以避免产生材料粘接。一旦发生材料粘接，刀具将很快产生故障并破损。内冷却刀具可作为一项选择，但会增加不少成本。“在我们公司的可变立铣刀设计中尚未采取这种内冷却结构，但这绝对是我们一直关注的方向。”
由于可变螺旋角立铣刀的几何结构，切削时不需要冷却液。其表层通常涂覆TiAlN或AlTiN涂层，这两种涂层刀具都可适用于干式切削和准干式切削。
要使生产率最大化，需要优化加工系统中的每个因素，同样也包括刀具本身。在刀具几何结构决定后，涂层可提供比其它因素更大的优势，刀具涂层和几何结构的完美结合将为用户带来产出的最大化。如再使用高质量硬质合金基体，立铣刀将加工得更深。
机床上，使用可变螺旋角立铣刀其效率也能成倍提高。”
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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2007年5月21日 星期一
搏君一笑,祝您有個美好的一天！www.tool-tool.com
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数控机床刀具的重磨与再涂层www.tool-tool.com
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硬质合金和高速钢刀具的重磨和再涂层是目前常见的工艺。尽管刀具重磨或再涂层的价格仅为新刀具制造成本的一小部分，但却能延长刀具寿命。重磨工艺是特殊刀具或价格昂贵刀具 的典型处理方法。可进行重磨或再涂层的刀具包括钻头、铣刀、滚刀以及成形刀具等。
刀具的重磨
在钻头或铣刀的重磨过程中，需要磨削切削刃以除去原涂层，因此所用砂轮必须具有足够的硬度。重磨对切削刃的预处理是非常关键的，不仅要保证刀具重磨后原始切削刃的几何形状能被完全准确地保留，而且要求重磨对PVD涂层刀具必须是“安全”的。因此，必须避免不 合理的磨削工艺（例如：高温导致刀具表层受损的粗磨或干磨）。
涂层之前，可用化学方法去除原有的全部涂层。化学去除法常用于复杂刀具（如滚刀、拉刀），或多次复涂的刀具以及因涂层厚度而产生问题的刀具。化学去除涂层的方法通常仅限于高速钢刀具，因为该方法会损害硬质合金基体：采用化学去除涂层法将从硬质合金 基体上滤除钴，导致基体表面疏松、产生气孔以至难以进行再涂层。
“化学去除法首选用于高速钢硬涂层的腐蚀去除由于硬质合金基体中含有与涂层中类似的化学成分，因此化学去除溶剂更 容易损害硬质合金基体而不是高速钢基体”。
“刀具在涂层去除溶液中停留的时间是至关重要的把刀具留在溶液中的时间越长，对刀具的腐蚀就越严重。尽管对高速钢而言，腐蚀率要低得多，但当刀具上的原涂层被去除后仍应立即将刀具取出并进行清洗”。
此外，还有一些适用于去除PVD涂层的具有专利的化学方法。在这些化学方法中涂层去除溶液与硬质合金基体仅有微小的化学反应，但目前这些方法尚未广泛使用。另外，还有其它清洗涂 层的方法，如激光加工、研磨喷砂等。化学去除法是最常用的方法，因为它可以提供良好的 表面涂层去除一致性。
目前典型的再涂层工艺是通过重磨工艺去除刀具原有涂层。
再涂层的经济性
最常见的刀具涂层有TiN、TiC和TiAlN。其它超硬氮/碳化物的涂层也有应用，但不太普遍。 PVD金刚石涂层刀具也可以进行重磨和再涂层。在再涂层过程中，刀具应被“保护”以避 免临界表面的损伤。
常常有这种情况：用户购买了未涂层的刀具后，在刀具需要重磨时再进行涂层，或在新刀具 或重磨后的刀具上进行不同的涂层。 在很多情况下，我们去除刀具上的TiN涂层，重新涂上TiAlN 涂层。因为用户希望提高刀具的生产效率，而 TiAlN涂层工具比TiN涂层工具切削速度更高、也更耐高温。用户常常希望可以从刀具制造商那里获得性能更好的新的涂层刀具，因此‘刀具制造商可能不得不重新开发一种带有TiAlN涂层的新刀具’。但与重新开发这种新刀具相比，从旧刀具上去除TiN涂层并涂上TiAlN涂层所花的时间要短得多。”
再涂层的限制像一把刀具可以多次重磨一样，刀具的切削刃也可以进行多次涂层。而“在已经重磨过的 刀具表面获得粘着性能良好的涂层是提高刀具性能的关键。除切削刃以外，在刀具每次修磨时，刀具表面的其余部分也许并不需要去除涂层或再涂层，这取决于刀具的类型以及加工中所使用的切削参数。滚刀和拉刀是进行再涂层时需去除所有原涂层的刀具，否则刀具性能将会降低。在应力导致的粘附问题变得突出之前，刀具可进行少量几次再涂层而不需除去旧涂层。尽管PVD涂层具有有利于金属切削的残余压应力，但这种压力会随涂层厚度的增加而增大，并且在超过某个固定的限值后涂层将开始出现分层现象。在未去除旧涂层而进行再涂层时，刀具的外径上就增加了一个厚度。对于钻头而言，就意味着所钻的孔径在变大。因此必须考虑涂层附加的厚度对刀具外径的影响，同时还要考虑这二者对被加工孔径尺寸公差的影 响。
一个钻头可在不去除旧涂层的情况下再涂层5～10次 ，但在此之后将面临严重的误差问题。在±1µm 的误差范围内，涂层厚度不会成为问题；但当误差在0.5～0.1µm范围内时，必须考虑涂层厚度带来的影响。只要涂层厚度不成为问题，那么再涂层、重磨的刀具完全可能比原来的 性能更好。
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在钻头或铣刀的重磨过程中，需要磨削切削刃以除去原涂层，因此所用砂轮必须具有足够的硬度。重磨对切削刃的预处理是非常关键的，不仅要保证刀具重磨后原始切削刃的几何形状能被完全准确地保留，而且要求重磨对PVD涂层刀具必须是“安全”的。因此，必须避免不 合理的磨削工艺（例如：高温导致刀具表层受损的粗磨或干磨）。
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再涂层的限制像一把刀具可以多次重磨一样，刀具的切削刃也可以进行多次涂层。而“在已经重磨过的 刀具表面获得粘着性能良好的涂层是提高刀具性能的关键。除切削刃以外，在刀具每次修磨时，刀具表面的其余部分也许并不需要去除涂层或再涂层，这取决于刀具的类型以及加工中所使用的切削参数。滚刀和拉刀是进行再涂层时需去除所有原涂层的刀具，否则刀具性能将会降低。在应力导致的粘附问题变得突出之前，刀具可进行少量几次再涂层而不需除去旧涂层。尽管PVD涂层具有有利于金属切削的残余压应力，但这种压力会随涂层厚度的增加而增大，并且在超过某个固定的限值后涂层将开始出现分层现象。在未去除旧涂层而进行再涂层时，刀具的外径上就增加了一个厚度。对于钻头而言，就意味着所钻的孔径在变大。因此必须考虑涂层附加的厚度对刀具外径的影响，同时还要考虑这二者对被加工孔径尺寸公差的影 响。
一个钻头可在不去除旧涂层的情况下再涂层5～10次 ，但在此之后将面临严重的误差问题。在±1µm 的误差范围内，涂层厚度不会成为问题；但当误差在0.5～0.1µm范围内时，必须考虑涂层厚度带来的影响。只要涂层厚度不成为问题，那么再涂层、重磨的刀具完全可能比原来的 性能更好。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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刀具行业技术的发展方向www.tool-tool.com
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现今的刀具公司再也不能只制造和卖刀具。为了成功他们必定同全球化制造趋势保持一致，通过提高效率、同客户合作来降低成本。在这个近乎瞬间的全球竞争的后NAFTA、后WTO时代，全世界的公司正对相同感觉作出更快、更轻、更便宜的反应。换句话说，他们制造的产品和零件包含能在高速下运转，由于成本的压力最好更轻而且要制造更便宜。取得这些目标的一个最佳途径是通过发展和应用新材料，但这些新的和改进的材料通常都难以加工。这种商业上的动力和技术上的困难的组合在汽车和航空工业尤其突出，并已成为有见识的刀具公司研发部门的首要驱动力。
例如，拿球墨铸铁来说，它已成为发动机零件和其它汽车、农用设备和机床工业上的零件的日益见的材料。这种合金提供较低的生产成本和良好的机械性能的组合。他们比钢材便宜，而比铸铁有更高的强度和韧性。但同时球墨铸铁非常耐磨，有快速磨坏刀具材料的倾向。这种耐磨性很大程度上受珠光体含量影响。某一已知球墨铸铁的珠光体含量越高，它的耐磨性越好而且它的可加工性越差。另外，球墨铸铁的多孔性导致断续切削，这更加降低寿命。可以预计，高硬度和高耐磨的切削材质需考虑球墨铸铁的高耐磨性。并且事实上材质包含极硬的TiC(碳化钛)或TiCN（碳氮化钛）的厚涂层在切削速度每分钟300米时加工球墨铸铁被证明通常是有效的。但是随着切削速度的增加，切屑/刀具结合面的温度也在增加。当发生这样的情况，TiC涂层倾向于和铁发生化学反应并软化，更多的压力作用在抗月牙洼磨损的涂层上。在这些条件下，希望有一种化学稳定性更好的涂层，如Al2O3（虽然在较低的速度下不如TiC硬或耐磨）。
化学稳定性比耐磨性更成为一个重要的表现性能分界的确切速度和温度取决于被加工球墨铸铁的晶粒结构和性能。但是通常厚涂层的TiC或TiCN和仅有氧化物的较薄涂层是针对球墨铸铁应用的，因为今天大部分这类被加工材料的切削速度在每分钟150到335米之间。对于速度高于每分钟300米的应用，人们对这种材料是满意的。为了使这个范围性能最优，山高研发和推出了针对球墨铸铁加工的材质TX150。这种材质有一个硬且抗变形的基体，对于加工球墨铸铁很理想。它的涂层由一层较厚的很耐磨的碳氮化钛和一层较薄的抗月牙洼磨损的氧化物涂层，顶面是一薄层TiN。这种涂层运用目前工艺水平的产生耐磨性和抗月牙洼磨损需要的CVD涂层的全部硬度而且韧性平滑性增加的中温化学气相沉积（MTCVD）工艺。基体/涂层的组合性能给予很高的抗塑性变形和刃口微崩能力，使之成为正常速度下加工球墨铸铁的理想材质。涂层陶瓷也表现出能有效加工球墨铸铁。在过去，未涂层的韧性较好的诸如氮化硅和碳化硅纤维强化的氧化铝陶瓷应用受工件材料化学亲和性的限制。但是今天通过使用能抵抗切屑变形过程产生高热量的涂层刀具寿命已经显著增加。而某些早期这个领域的工件加工使用氧化铝涂层晶须强化陶瓷，今天的多数研究活动集中于TiN涂层氮化硅。这种涂层能显著拓宽韧性较好的陶瓷的应用范围。
刀具在热强合金中的应用
航空加工也变化迅速。例如，镍基高温合金如几年前多数人未听说过的Rene88现在占到航空发动机制造使用总金属量的10%~25%。对于这个有很好的表现和商业理由。例如，这些热强合金能增加发动机寿命而且允许较小的发动机工作在大飞机上，那将提高燃烧效率并降低运营成本。这些韧性好的材料也把费用呈现在刀具上。它们的耐热性导致刀尖上的温度更高，从而降低了刀具寿命。相似地，这些合金里的碳化物颗粒显著增加了摩擦，从而缩短刀具寿命。作为这些条件改变的结果，曾经能很满意地加工很多钛合金和镍基合金的硬质合金材质C-2在应用到当今的合金时遭受切削刃的压碎和切削深度线处严重的沟槽磨损。但是用最新的细颗粒硬质合金能有效加工高温合金，刀具寿命得到提高，更重要的是提高在高温合金应用时的可靠性。细颗粒硬质合金有比传统硬质合金材质更高的压缩强度和硬度，只是在韧性方面增加少量的成本。而结果是在高温合金加工上比传统硬质合金抵抗常见失效模式更有效。
PVD（物理气相沉积）涂层也被证明有效加工高温合金。TiN（氮化钛）PVD涂层是最早使用的并仍然是最受欢迎的。最近，TiAlN（氮铝化钛）和TiCN（碳氮化钛）涂层也能很好使用。过去TiAlN涂层应用范围和TiN相比限制更多。但是当切削速度提高后它们是一个很好的选择，在那些应用提高生产率达40%。另一方面，在较低的切削速度下取决于涂层的表面工况TiAlN会导致积屑瘤、随后的微崩和沟槽磨损。
近来，用于高温合金应用的材质已经发展了，这些涂层由几层组合而成。大量的实验室和现场测试已经论证了这种组合和其它任何一种单一涂层相比在很宽范围的应用时很有效。因此针对高温合金应用的PVD复合涂层可能成为硬质合金新材质研发持续的焦点。和MTCVD涂层、涂层陶瓷集合在一起，它们有望成为更有效加工正在研发的新的更难加工工件材料的主要冲击力量。
干切削
包括冷却液在内的问题是刀具制造的科技和商业扩大产业化趋势的另一个领域。北美和欧洲严格冷却液管理的要求和最大的三家汽车制造商强制它们的核心供应商取得ISO14000认证（ISO9000的环境管理版本），这使得冷却液处理成本上升。对汽车公司和他们核心供应商来说明显受欢迎的反应之一是在特定的加工应用里完全免除冷却液的使用。这种干加工的新世界给刀具供应商提出了一系列挑战。
最近，已经出现了一些有关这个专题揭示速度、进给、涂层化学成分和其它参数的很充实的综合性很强的有用的技术文章。在这里我想集中论述在操作和商业含义上的汽车制造商的新‘干干加工观点’。
金属加工从业人员能很好理解有关冷却液使用的问题，但大多数不能理解有关除在刀具-工件接触面间技术挑战（例如排屑）之外的干加工问题。通常可以观察到流出的冷却液分散切屑，但压力超过3000磅/英寸2的高速冷却液也能帮助断屑，特别是软且连续的切屑会引起刀具-工件接触面上的麻烦。采用干切削工艺的零件的结果是机床比采用湿式加工零件的更热。你是否允许它们测量前在露天自然冷却？如果新加工的热零件经常放到周转箱，升高周围环境温度，是否零件充分冷却并正好足够允许精度检测？还有处置身边几十上百的零件会对操作工人增加额外负担。
同许多刀具/工件的技术问题一起，这些潜在的问题需要陈述是否干加工能行。幸运地，有很多途径阐述这些问题。例如，压缩空气被证明在很多应用里排屑成为问题的场合有成功的反响。
另一个方案是叫做MQL（最小量润滑）的技术，它由应用代替传统冷却液的相当少量油雾构成。这是一个公认的折中方案，这种最小量技术会大幅度减少冷却液的头疼事，而且在许多应用里加工出的光洁度也很好。这个领域仍然有很多研究在做，而且刀具公司积极参与这样的研究是绝对必要的。如果他们不做将落后于竞争对手，处于不利的地位。
根据世界上工厂内具体情况设计出别的也许更好的方案。制造业从业人员可能仍然会问为什么他们要努力使用新发展的技术代替传统的已经经历数代人改进提高的冷却液方法，尤其因为实施干加工或半干加工产生的试验和失败可能引起更高的短期刀具成本。简明的答案是当刀片大约占典型加工零件成本的3%时，冷却液的成本（从购买到维护、储存、处理）会占零件成本的15%。
干加工也许不是对每个应用都适合，但象上面讨论的其它加工问题一样，需要从更宽的操作、环境和商业角度来评价。能帮助客户这样做的刀具公司将有竞争优势，而那些不能提供的将不断处于被动地位。
刀具和纳米技术
一个能剧烈改变刀具工业的迷人的新领域是微型制造，或处理微小粒子形成所需的产品。要谈及的关于刀具微型制造的第一件事是它这里还没有；第二件要说的事是它并不遥远。
为什么微型制造和刀具相关。因为最主要的是颗粒尺寸越小，硬质合金材料韧性越好且更耐磨。用纳米级颗粒（一些专家定义为小于0.2um，而其他人坚持纳米颗粒要小于0.1um）制造的硬质合金刀具原型已经做好并测试,据称耐磨性戏剧性地增加。问题是纳米级的硬质合金颗粒不能靠粉碎较大的材料形成，它们一定得通过更小的材料构成，而处理分子级粒子还不是一件容易的经济的事情。
BW公司所生產奈米刀具符合ISO-Range標準K10~K30最主要的是颗粒尺寸小于0.2um、http://tw.tool-tool.com/material_c.htm、BW公司PVD（物理气相沉积）是針對不鏽鋼與干式切削而設計鍍層、詳細資訊請上http://tw.tool-tool.com/material2_c.htm、再加上BW微型渦流冷風槍、相信客戶使用端、將會提昇工作效率與產品細緻化、歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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刀具在热强合金中的应用
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PVD（物理气相沉积）涂层也被证明有效加工高温合金。TiN（氮化钛）PVD涂层是最早使用的并仍然是最受欢迎的。最近，TiAlN（氮铝化钛）和TiCN（碳氮化钛）涂层也能很好使用。过去TiAlN涂层应用范围和TiN相比限制更多。但是当切削速度提高后它们是一个很好的选择，在那些应用提高生产率达40%。另一方面，在较低的切削速度下取决于涂层的表面工况TiAlN会导致积屑瘤、随后的微崩和沟槽磨损。
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干切削
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CVD金刚石材料在高性能刀具上的应用www.tool-tool.com
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1 引言
金刚石性能的奇特组合使金刚石成为一种精密和高生产率工业应用的良好材料。自从20世纪50年代引入的高温高压(HTHP)生产单晶合成金刚石，到20 世纪70年代开发的金属烧结聚晶金刚石(PCD)，人工合成金刚石材料已经成为自然单晶金刚石的唯一替代物。近来，随着化学气相沉积(CVD)工艺开发的纯聚晶金刚石材料的出现，它在曾经认为是不可能达到的水准上提高了刀具性能，具有广阔的前景。
从耐磨镀层到用于高科技镜片和电子元件的纯净、独立的材料，CVD金刚石的工业应用给人留下了深刻印象。机械制造业对CVD金刚石的主要兴趣是CVD金刚石材料在高性能切削刀具和修整刀具的实际应用。
与HTHP金刚石和金属烧结PCD不同，CVD金刚石的制造不需要模拟地球深处自然的高压。相反，CVD金刚石是用氢气和碳氢混合气体被激发到一个“活化的”通常自然界不存在的发光状态。正是这个活化的化学原理，使纯的CVD聚晶金刚石在800℃～1000℃的范围内沉积。
2 CVD金刚石
CVD技术在市场上被公认的应用是钨硬质合金切削刀具的“薄膜”CVD金刚石镀层。无论是切屑的断屑槽刀片还是完全镀层的螺旋端铣，金刚石镀层刀具已经商业化了。
然而，现在又有一种“厚膜”CVD金刚石工艺，可用于制成纯的、非粘结剂的金刚石整体形式。这种形式的典型厚度范围为150µm～1000µm。这种材料先被气相沉积为一种独立的薄片，然后将这种薄片用激光切削成适合切削刀具的各种形状。
3 CVD金刚石的优良性能
CVD金刚石作为切削刀具材料的有利条件是其无与伦比的硬度所导致的优良组合性质。与金属烧结PCD不同的是天然金刚石的独特性质在CVD金刚石中都得到了保留，甚至在高切削温度下也如此。单晶金刚石的硬度和弹性模量导致了CVD金刚石的良好耐磨性和其尺寸稳定性。
在硅硬质合金“砂磨”试验中，独立CVD金刚石的相对体积损失比PCD要低4倍，而比钨硬质合金低120倍。与金属粘结PCD坯块不一样，厚膜CVD金刚石材料能与单晶金刚石在高切削温度下的硬度和耐磨性相媲美，甚至超过单晶金刚石在高切削温度下的硬度和耐磨性。
CVD金刚石与天然金刚石一样，具有较小的摩擦系数，在切削时产生较小的切削力和功能消耗以及较少的磨擦热和优良的抗切屑瘤性。
在干切削或高速机械加工中，由CVD金刚石的高润滑性导致切削温度的降低是其优于PCD和其它材料的主要有利条件。CVD金刚石应用于机械方面的厚膜 CVD金刚石材料的热传导效率是钨硬质合金的5倍，比PCD的热传导率高50%。CVD金刚石优良的热导率可用作切削区散热的安全途径。非粘结剂结构的 CVD金刚石允许刀具承受的进攻性机械加工温度可达800℃，而钴烧结PCD当机械加工温度接近700℃时，就会受到热损坏了。虽然PCD可采用滤去钴的方式来避免钴致使PCD质量的下降，然而CVD金刚石还具有优良的耐磨性。与金属烧结PCD和钨硬质合金材料相比，非粘结剂结构的CVD金刚石的化学性能更稳定。用CVD金刚石镀层刀具加工合成材料的酚醛树脂等腐蚀性聚合物时，明显地具有较长的寿命，CVD金刚石还能抵御刀具切削液的腐蚀。
纯金刚石和含有铁、镍或钴等成分的金属合金引起的化学不稳定性，在历史上一直限制着金刚石在切削黑色金属材料和超耐热合金中的应用。但尽管如此，诸如PCD、单晶金刚石和CVD金刚石等含有金刚石的材料仍然优先应用于高生产率的黑色金属材料的机械加工中。
4 CVD金刚石刀具的制造特点
CVD金刚石由于其聚晶结构，可制造出超过实际天然金刚石的断裂韧性(抗断裂性)。这个特点在断续切削和砂轮修整等进攻性机械加工中证明是很有益的。一般情况下，CVD金刚石的机械牢固性类似于先进陶瓷的牢固性。
精心设计制造CVD金刚石独立薄片的断裂韧性、强度和其它关键性质，能改善用于CNC旋转砂轮修整、高速或近似干加工铝和金属基合成材料的高性能刀具。
CVD金刚石刀具与PCD刀具的制造方式类似，金刚石刀片被钎焊在钨硬质合金或高速钢刀体的带有切口的角上，再用金刚石砂轮精磨刀具。厚膜金刚石刀片坚固的钎焊技术是20世纪90年代开发的，这个技术解决了对金属切削加工薄膜、金刚石镀层硬质合金刀片的粘结和刀体选择的难题。而用于切削加工的金刚石镀层硬质合金刀片的粘结与刀体选择一直被广泛认为是对切削加工有负面的影响。大多数独立的用于切削刀具的厚膜CVD金刚石材料大约厚0.5mm。相对光滑、细颗粒(约1µm)晶核表面一般被抛光，用作切削刀具的前倾面;侧面的粗颗粒表面(>50µm)被真空钎焊在钨硬质合金刀体或高速钢刀体上。
虽然CVD工艺的严格控制是关键，但是最终决定刀刃质量和刀具牢固性的还是刀具制造。大多数有经验的制造商对于PCD工业常常使用磨削砂轮，而为了适应CVD金刚石材料提高的硬度，他们又延长了磨削时间。
J&M金刚石刀具公司用PCD配方的砂轮磨削CVD金刚石，对比于PCD刀具，磨削一把CVD金刚石刀具刀刃要多用10%～20%的时间。然而延长刀刃磨削时间，可使得刀具制造商获得优于PCD刀具刀刃的表面粗糙度。由于CVD金刚石比PCD更耐磨，所以简单地加大磨削砂轮的进给量会产生一个过度的磨削力而损坏CVD金刚石刀具切削刃。
厚膜CVD金刚石可用精磨侧面生产一个钎焊、镜面表面粗糙度(Ra<0.05µm)的切削刀片。对比于薄膜CVD金刚石镀层，厚膜刀片的这个独特的性能使工件也能产生一个优良的表面粗糙度。厚膜CVD金刚石在刀具选择中还提供了替换单晶金刚石刀具的机会。
独立的CVD金刚石材料的牢固性和耐磨性使其成为高硅铝铣削等广泛的机械加工应用的优良选择。CVD金刚石加工铝合金时的刀具寿命常常是商用PCD刀具寿命的1.55倍。具体实际的改进决定于铝合金、切削刀具的设计和制造技术。CVD金刚石刀具常常用于车削活塞，进行铝轮精车和其它高硅铝材料和金属基合成材料的一般机械加工所需要的断续切削。虽然高硅铝总是CVD金刚石集中研究的对象，然而金刚石刀片刀具在低硅铝材料机械加工中也越来越普遍。高生产率加工或精确的精加工等都要求使用金刚石刀具。一个汽车制造公司对一个铝制零件进行了精加工操作，CVD金刚石刀片刀具不仅比PCD耐用30%，而且在刀具的整个寿命中，能连续加工出所要求的表面粗糙度。
钨硬质合金是单晶金刚石、PCD和PCBN及近来的CVD金刚石的各种精密机械加工材料之一。在一项试验中，CVD金刚石用于镗削钨硬质合金(含25%Co)的汽缸，汽缸内径20mm、长40mm。汽缸镗削时喷冷却液，切削速度为 0.5m/s、进给量每转0105mm、切削深度为0.12mm。结果，厚膜CVD金刚石刀具失效前能加工8个零件，PCD刀具能加工5个零件，而 PCBN只能加工出一个零件。
5 CVD金刚石修整刀具
修整刀具一般能从磨削砂轮表面去除磨钝的陶瓷或研磨的颗粒，从而努力降低磨削温度和改善工件表面粗糙度，提高磨削砂轮加工出小公差工件的能力。修整刀具还用于精修磨削砂轮。以往，大多数修整和精修操作都是采用固定修整刀具送入旋转砂轮中的，这种修整刀具常常是用单晶金刚石或PCD制成的。
当今，许多高生产率磨削操作使用旋转的CNC修整器或锋利的修整滚子。当砂轮的一边在加工工件时，其另一边就同时被连续的修整了。CNC旋转修整器可容纳超过100片相同的金刚石，这些小金刚石片安装在修整器的外直径上，能在磨削砂轮上产生独特的形状。
用激光切削时，独立的CVD金刚石能给修整刀具的用户和生产者提供许多独特的有利条件。CVD金刚石的结构可设计制造成具有较高的断裂韧性和强度，从而达到优化修整刀具寿命和尺寸稳定性的目的。
由于CVD金刚石被切成均匀的小片，它可最大限度地减少或消除与单晶金刚石有关的难题，如天然金刚石固有的形状约束和变异性等。最后，CVD金刚石材料可制造成高的纵横比(例如:8mm×1mm×1mm)，CVD金刚石安装在修整刀具上具有成本效益，可延长寿命，提高修整效率。
6 结论
气相沉积金刚石的自然品质和独立CVD金刚石刀具的制造先进技术，为许多难加工材料提供了一个优良的解决办法。随着CVD金刚石在精修刀具上的成功，CVD金刚石在工业材料加工领域被迅速地推广和应用。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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1 引言
金刚石性能的奇特组合使金刚石成为一种精密和高生产率工业应用的良好材料。自从20世纪50年代引入的高温高压(HTHP)生产单晶合成金刚石，到20 世纪70年代开发的金属烧结聚晶金刚石(PCD)，人工合成金刚石材料已经成为自然单晶金刚石的唯一替代物。近来，随着化学气相沉积(CVD)工艺开发的纯聚晶金刚石材料的出现，它在曾经认为是不可能达到的水准上提高了刀具性能，具有广阔的前景。
从耐磨镀层到用于高科技镜片和电子元件的纯净、独立的材料，CVD金刚石的工业应用给人留下了深刻印象。机械制造业对CVD金刚石的主要兴趣是CVD金刚石材料在高性能切削刀具和修整刀具的实际应用。
与HTHP金刚石和金属烧结PCD不同，CVD金刚石的制造不需要模拟地球深处自然的高压。相反，CVD金刚石是用氢气和碳氢混合气体被激发到一个“活化的”通常自然界不存在的发光状态。正是这个活化的化学原理，使纯的CVD聚晶金刚石在800℃～1000℃的范围内沉积。
2 CVD金刚石
CVD技术在市场上被公认的应用是钨硬质合金切削刀具的“薄膜”CVD金刚石镀层。无论是切屑的断屑槽刀片还是完全镀层的螺旋端铣，金刚石镀层刀具已经商业化了。
然而，现在又有一种“厚膜”CVD金刚石工艺，可用于制成纯的、非粘结剂的金刚石整体形式。这种形式的典型厚度范围为150µm～1000µm。这种材料先被气相沉积为一种独立的薄片，然后将这种薄片用激光切削成适合切削刀具的各种形状。
3 CVD金刚石的优良性能
CVD金刚石作为切削刀具材料的有利条件是其无与伦比的硬度所导致的优良组合性质。与金属烧结PCD不同的是天然金刚石的独特性质在CVD金刚石中都得到了保留，甚至在高切削温度下也如此。单晶金刚石的硬度和弹性模量导致了CVD金刚石的良好耐磨性和其尺寸稳定性。
在硅硬质合金“砂磨”试验中，独立CVD金刚石的相对体积损失比PCD要低4倍，而比钨硬质合金低120倍。与金属粘结PCD坯块不一样，厚膜CVD金刚石材料能与单晶金刚石在高切削温度下的硬度和耐磨性相媲美，甚至超过单晶金刚石在高切削温度下的硬度和耐磨性。
CVD金刚石与天然金刚石一样，具有较小的摩擦系数，在切削时产生较小的切削力和功能消耗以及较少的磨擦热和优良的抗切屑瘤性。
在干切削或高速机械加工中，由CVD金刚石的高润滑性导致切削温度的降低是其优于PCD和其它材料的主要有利条件。CVD金刚石应用于机械方面的厚膜 CVD金刚石材料的热传导效率是钨硬质合金的5倍，比PCD的热传导率高50%。CVD金刚石优良的热导率可用作切削区散热的安全途径。非粘结剂结构的 CVD金刚石允许刀具承受的进攻性机械加工温度可达800℃，而钴烧结PCD当机械加工温度接近700℃时，就会受到热损坏了。虽然PCD可采用滤去钴的方式来避免钴致使PCD质量的下降，然而CVD金刚石还具有优良的耐磨性。与金属烧结PCD和钨硬质合金材料相比，非粘结剂结构的CVD金刚石的化学性能更稳定。用CVD金刚石镀层刀具加工合成材料的酚醛树脂等腐蚀性聚合物时，明显地具有较长的寿命，CVD金刚石还能抵御刀具切削液的腐蚀。
纯金刚石和含有铁、镍或钴等成分的金属合金引起的化学不稳定性，在历史上一直限制着金刚石在切削黑色金属材料和超耐热合金中的应用。但尽管如此，诸如PCD、单晶金刚石和CVD金刚石等含有金刚石的材料仍然优先应用于高生产率的黑色金属材料的机械加工中。
4 CVD金刚石刀具的制造特点
CVD金刚石由于其聚晶结构，可制造出超过实际天然金刚石的断裂韧性(抗断裂性)。这个特点在断续切削和砂轮修整等进攻性机械加工中证明是很有益的。一般情况下，CVD金刚石的机械牢固性类似于先进陶瓷的牢固性。
精心设计制造CVD金刚石独立薄片的断裂韧性、强度和其它关键性质，能改善用于CNC旋转砂轮修整、高速或近似干加工铝和金属基合成材料的高性能刀具。
CVD金刚石刀具与PCD刀具的制造方式类似，金刚石刀片被钎焊在钨硬质合金或高速钢刀体的带有切口的角上，再用金刚石砂轮精磨刀具。厚膜金刚石刀片坚固的钎焊技术是20世纪90年代开发的，这个技术解决了对金属切削加工薄膜、金刚石镀层硬质合金刀片的粘结和刀体选择的难题。而用于切削加工的金刚石镀层硬质合金刀片的粘结与刀体选择一直被广泛认为是对切削加工有负面的影响。大多数独立的用于切削刀具的厚膜CVD金刚石材料大约厚0.5mm。相对光滑、细颗粒(约1µm)晶核表面一般被抛光，用作切削刀具的前倾面;侧面的粗颗粒表面(>50µm)被真空钎焊在钨硬质合金刀体或高速钢刀体上。
虽然CVD工艺的严格控制是关键，但是最终决定刀刃质量和刀具牢固性的还是刀具制造。大多数有经验的制造商对于PCD工业常常使用磨削砂轮，而为了适应CVD金刚石材料提高的硬度，他们又延长了磨削时间。
J&M金刚石刀具公司用PCD配方的砂轮磨削CVD金刚石，对比于PCD刀具，磨削一把CVD金刚石刀具刀刃要多用10%～20%的时间。然而延长刀刃磨削时间，可使得刀具制造商获得优于PCD刀具刀刃的表面粗糙度。由于CVD金刚石比PCD更耐磨，所以简单地加大磨削砂轮的进给量会产生一个过度的磨削力而损坏CVD金刚石刀具切削刃。
厚膜CVD金刚石可用精磨侧面生产一个钎焊、镜面表面粗糙度(Ra<0.05µm)的切削刀片。对比于薄膜CVD金刚石镀层，厚膜刀片的这个独特的性能使工件也能产生一个优良的表面粗糙度。厚膜CVD金刚石在刀具选择中还提供了替换单晶金刚石刀具的机会。
独立的CVD金刚石材料的牢固性和耐磨性使其成为高硅铝铣削等广泛的机械加工应用的优良选择。CVD金刚石加工铝合金时的刀具寿命常常是商用PCD刀具寿命的1.55倍。具体实际的改进决定于铝合金、切削刀具的设计和制造技术。CVD金刚石刀具常常用于车削活塞，进行铝轮精车和其它高硅铝材料和金属基合成材料的一般机械加工所需要的断续切削。虽然高硅铝总是CVD金刚石集中研究的对象，然而金刚石刀片刀具在低硅铝材料机械加工中也越来越普遍。高生产率加工或精确的精加工等都要求使用金刚石刀具。一个汽车制造公司对一个铝制零件进行了精加工操作，CVD金刚石刀片刀具不仅比PCD耐用30%，而且在刀具的整个寿命中，能连续加工出所要求的表面粗糙度。
钨硬质合金是单晶金刚石、PCD和PCBN及近来的CVD金刚石的各种精密机械加工材料之一。在一项试验中，CVD金刚石用于镗削钨硬质合金(含25%Co)的汽缸，汽缸内径20mm、长40mm。汽缸镗削时喷冷却液，切削速度为 0.5m/s、进给量每转0105mm、切削深度为0.12mm。结果，厚膜CVD金刚石刀具失效前能加工8个零件，PCD刀具能加工5个零件，而 PCBN只能加工出一个零件。
5 CVD金刚石修整刀具
修整刀具一般能从磨削砂轮表面去除磨钝的陶瓷或研磨的颗粒，从而努力降低磨削温度和改善工件表面粗糙度，提高磨削砂轮加工出小公差工件的能力。修整刀具还用于精修磨削砂轮。以往，大多数修整和精修操作都是采用固定修整刀具送入旋转砂轮中的，这种修整刀具常常是用单晶金刚石或PCD制成的。
当今，许多高生产率磨削操作使用旋转的CNC修整器或锋利的修整滚子。当砂轮的一边在加工工件时，其另一边就同时被连续的修整了。CNC旋转修整器可容纳超过100片相同的金刚石，这些小金刚石片安装在修整器的外直径上，能在磨削砂轮上产生独特的形状。
用激光切削时，独立的CVD金刚石能给修整刀具的用户和生产者提供许多独特的有利条件。CVD金刚石的结构可设计制造成具有较高的断裂韧性和强度，从而达到优化修整刀具寿命和尺寸稳定性的目的。
由于CVD金刚石被切成均匀的小片，它可最大限度地减少或消除与单晶金刚石有关的难题，如天然金刚石固有的形状约束和变异性等。最后，CVD金刚石材料可制造成高的纵横比(例如:8mm×1mm×1mm)，CVD金刚石安装在修整刀具上具有成本效益，可延长寿命，提高修整效率。
6 结论
气相沉积金刚石的自然品质和独立CVD金刚石刀具的制造先进技术，为许多难加工材料提供了一个优良的解决办法。随着CVD金刚石在精修刀具上的成功，CVD金刚石在工业材料加工领域被迅速地推广和应用。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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一、工程材料的分类、性能及应用范围；
工程材料可分为金属材料（黑色金属及有色金属）、非金属材料（高分子材料及无机非金属材料）和复合材料等。
（一） 金属材料
1 ． 黑色金属
（ 1 ） 生铁、铁合金。生铁分炼钢生铁和铸造生铁。铁与任何一种金属或非金属的合金都叫做铁合金。
（ 2 ） 铸铁。具有优良的铸造性能和良好的耐磨性、消震性及低的缺口敏感性。还具有良好的耐热性和耐腐蚀性。铸铁包括：灰口铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁。
（ 3 ） 钢。
① 钢的分类如下：
A ． 按化学成分分类，可将钢分为碳素钢和合金钢。
B ． 按冶炼质量分类，可将钢分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
C ． 按用途分类，可将钢分为结构钢、工具钢、特殊性能钢等。
D ． 按冶炼方法分类，可将钢分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。
E ． 按脱氧程度分类，可将钢分为镇静金刚、半镇静钢和沸腾钢。
F ． 按金相组织分类，在退火状态下，可将钢分为亚共析钢、共析钢、过共析钢；在正火状态下，可将钢分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢。
G ． 按供应时的保证条件分类，可将钢分为甲类钢、乙类钢和特类钢。
② 钢的牌号表示方法。根据牌号可以看出钢的类别、含碳量、合金元素及其含量、冶炼质量以及应该具备的性能和用途。例如甲类钢牌号用 “A” 字加上阿拉伯数字 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 表示。又如 20 号钢号，表示平均含碳量为 0.20% 的钢。再如 9Cr18 表示平均含碳量为 0.9% 、含 Cr 量为 18% 的不锈钢。
③ 国外钢的牌号的主要特点方（略）。
④ 几种常用钢的主要特点及用途。
A ． 普通碳素钢分甲类钢和乙类钢两种。甲类钢多用于建筑工业使用的钢筋，机械制造中使用的普通螺钉、螺母、垫圈、轴套等，也能轧成板材、型材（如工字钢、槽钢、角钢等）；乙类钢的用途与相同数字的甲类钢相同。
B ． 普通低合金钢是在普通碳素钢的基础上。加入了少量的合金元素，不仅具有耐腐蚀性、耐磨损等优良性能，还具有更高的强度和良好的力学性能。
C ． 铸钢具有更高的力学性能，特别是塑性、韧性高，有良好的可焊性，但它的铸造性差，可用在铸造大型部件上，如轴箱、水泵体、齿轮等。
D ． 优质碳素钢结构钢主要适用于优质钢或高级优质钢，主要用于制造机械零件。
E ． 合金结构钢属于优质钢或高级优质钢，主要用于制造机械零件。
F ． 工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类；也可分为刃具钢、模具钢和量具钢。
G ． 特殊性能钢包括不锈钢、耐热钢、抗磨钢、超高强度钢和磁钢等。不锈钢除具有优良的耐腐蚀性能外，还具有较高的强度、硬度及耐磨性。常用的不锈钢有 Cr13 、 1Cr18Ni9Ti 、 Mo2Ti 、 00Cr17Ni13Mo2 。
H ． 抗氧化钢，如 3Cr18Mn12Si2N 、 2Cr20Mn9Ni2Si2N 等，多用来制造炉用零件和热交换器。
I ． 热强钢，如 15CrMo 、 1Cr11MoV 、 1Cr14Ni14W2MoNi 、 4Cr14Ni14W2Mo 等，用于制造燃气轮机和汽轮机转子及叶片、锅炉过热器、高温工作的螺栓和弹簧、内燃机进（排）气阀等。
J ． 低温用钢主要牌号有 09Mn2V 、 09MnTiCuXt 、 06MnNb 、 06A1NbCuN 、 15Mn26A14 等，广泛用于冷冻设备、制氧设备及石油液化气的制造、储藏、运输等设备上。
2 ． 有色金属
（ 1 ） 铜及铜合金。铜对大气和水的抗蚀能力很强，是一种抗磁材料。铜具有优良的减摩性和耐磨性以及高的弹性极限和疲劳极限。黄铜易于加工成殂，对一般大气、海洋大气及水等有相当好的耐蚀性，铸造性也很好。
（ 2 ） 铝及铝合金。铝可用于制作盛装浓销酸的容器、槽车，但稀酸和碱对铝的溶解力很强。铝合金分为铸造铝合金与变形铝合金。铸铁铝合金包括铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金等；变形铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金。
（ 3 ） 镁及镁合金。镁在熔铸铜或镍合金时可以作去硫剂和脱氧剂使用，在熔铸球墨铸铁时，镁是重要的球化剂。镁合金加入的元素有铝、锌、锰、硅等。
（ 4 ） 钛及钛合金。钛有优良的耐蚀性和耐热性，不受腐蚀，在硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠等介质中都很稳定。钛的抗氧化能力大多数奥氏体不锈钢。钛在高温条件下仍能保持较高的强度。钛合金中常用的合金元素有铬、锰、钒、铝和钼等。
（ 5 ） 镍及镍合金。镍有很好的化学稳定性，在潮湿空气和海水中耐腐蚀，在碱性溶液和有机械酸中均有抗蚀能力。镍还有较高的热稳定性。
（ 6 ） 铅及铅合金。铅在冷盐和硫酸中很稳定，有很强的耐酸性，而且与氢氧化钠和碳酸钾等碳性溶液也不起化学反应。常用的铅管主要用铅锑合金、硬铅、特硬铅和铅银合金制造。
（二） 非金属材料
非金属材料包括高分子材料和无机非金属材料
1 ． 常见的无机非金属材料等。
（ 1 ） 铸石。其特性是耐磨、耐腐蚀，并且具有优良绝缘性和很高的抗压强度。
（ 2 ） 石墨。不透性石墨作为耐腐蚀的非金属无机材料，被广泛应用于化工防腐中。
（ 3 ） 玻璃。有石英玻璃、高硅氧玻璃、硼硅酸盐玻璃、低碱无硼玻璃中。
（ 4 ） 工业陶瓷。有建筑、卫生陶瓷和电工陶瓷及化学、化工陶瓷。
2 ． 常用的高分子材料
（ 1 ） 聚乙烯（ PE ）、聚丙烯（ PP ）。低压聚乙烯比较刚硬、耐磨、耐蚀、绝缘性较好，常用来制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮轴承等。高压聚乙烯较柔软。聚丙烯（ PP ）重量较轻，耐热性良好，强度、弹性模量、硬度等力学性能都高于低压聚乙烯；同时绝缘性优越。
（ 2 ） 聚氯乙烯（ PVC ）。常见制品有硬、软两种。硬聚氯乙烯比重很小，抗拉强度较好，有良好的耐水性、耐油性和耐化学药器侵蚀性，许多性能优于聚乙烯。
（ 3 ） 聚苯乙烯（ PS ）。具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料，具有较大的刚度。其缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限。
（ 4 ） 工程 ABS 塑料。综合力学性能良好，尺寸稳定，容易电镀和易于成形，耐热和耐蚀性较好，低温下仍有一定的机械强度。
（ 5 ） 聚酰胺（ PA ）。韧性很好，强度较高，耐蚀性好。但耐热性差。
（ 6 ） 聚四氟乙烯（ F—4 ）。具有非常优良的耐高、低温的性能，几乎耐所有的化学腐蚀，摩擦系数极低，不吸水，电性能优异。
（ 7 ） 酚醛塑料（ PF ）。有一定的机械强度和硬度，耐磨性好，绝缘性良好，耐热性较高。耐蚀性优良。缺点是性脆，不耐减。（ 8 ） 环氧塑料（ EP ）。强度较高，韧性较好；尺寸稳定性高和耐久性好，具有优良的绝缘性能。耐热、耐寒、化学稳定性高，成形工艺性能好。缺点是有某些毒性。
（三） 复合材料
1 ． 复合材料的性能特点
复合材料比强度、比模量高，抗疲劳性能好，结构件减振性能好，高温性能好，抗断裂性好。
2 ． 常用的几种复合材料
（ 1 ）热塑料性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂，具有高的力学性能、介电性能、耐热性能和抗老化性能，工艺性能也很好。热固性玻璃质量轻，比强度高，耐腐性能好，介电性能优越，是成形性能良好的工程材料。但刚度较差，容易老化，容易蠕变。
（ 2 ）碳纤维复合材料。碳纤维较玻璃纤维具有更高的强度和理想的弹性模量，在高温下强度和弹性模量基本保持不变，是所有耐热纤维中最高的。
（ 3 ） 硼纤维复合材料的抗压强度和抗剪切强度很高，蠕变小，硬度和弹性模量高，有很高的疲劳强度，耐辐射。对水、有机溶液和燃料、润滑剂很稳定。
（ 4 ） 金属纤维复合材料。这类材料的特点是除了强度和高温强度较高外，主要是塑性和韧性较好，而且比较容易制造。
二、型材、板材、管材、管件、阀门、法兰等常用材料的分类（规格）、性能；
（一） 型钢
型钢包括普通型钢、优质型钢、线材、轨钢
（二） 板材
板材包括钢板、薄钢板、钢带、硅钢片
（三） 管材
1 ． 黑色金属管
（ 1 ） 无缝钢管包括锅炉用无缝钢管、锅炉用高压无缝钢管、地质钻探用无缝钢管、石油裂化用无缝钢管、不锈耐酸钢无缝钢管。
（ 2 ） 焊接钢管包括有直缝焊管和螺旋缝钢管。
（ 3 ） 铸铁管。
2 ． 有色金属管
有色金属包括铅及铅合金管，铜及铜合金管、铝及铝合金管、钛及钛合金管。
3 ． 非金属管
非金属包括混凝土管、陶瓷管和陶土管、玻璃管、玻璃钢管、石墨管、铸石管、塑料管、橡胶管。
（四） 管件
管件包括弯头、三通、四通、异径管、钢制活接头、丝堵、螺纹短接、管接头、吹扫接头、封头、凸台（管嘴）、肓板等。
（五） 阀门
阀门包括闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、安全阀、调节阀（节流阀）、球阀、减压阀、疏水阀、直角阀、蝶阀、隔膜阀、电磁阀等。
（六） 法兰
法兰包括设备法兰、管法兰、法兰垫片、法兰紧固件。
三、常用防腐、绝热材料的分类、基本性能及用途
（一）防腐蚀材料可分为高分子材料、无机非金属材料、复合材料和涂料等。
（ 1 ） 塑料制品主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯。
（ 2 ） 橡胶制品常用的有天然橡胶、氯化橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、丁脂橡胶。
（ 3 ） 玻璃钢及其制品。
（ 4 ） 陶瓷制品
（ 5 ） 油漆及涂料包括无机富锌漆和防锈底漆。
（ 6 ） 耐酸石材包括铸石、耐酸陶瓷制品、不透性石墨板和用沥青浸渍过的砖等属于耐酸石材。
（ 7 ） 耐酸胶泥包括水玻璃胶泥、树脂胶泥等。
（二）绝热材料
1 ．绝热材料的分类
（ 1 ） 按材质可分为有机材料和无机材料。
（ 2 ） 按适用温度分为保冷材料、保温材料、隔热材料和耐火隔热材料。
（ 3 ） 按材料硬度和形状可分为硬质材料、软质材料、半硬质材料、散棉无形材料和散状材料。
2 ．绝热材料的性能要求
（ 1 ） 导热系数小，其值不大于 0.12W/(m·K)( 在 350 ℃ 条件下 ) 。保冷绝热材料，其值不得大于 0.064 W/(m·K) （平均温度 27 ℃ ）。
（ 2 ） 密度小，一般为 400kg/m3 以下。保冷材料密度不超过 220 kg/m3
（ 3 ） 材料性能稳定，具有明确的导热系数方程式，有较大的适用温度范围。
（ 4 ） 能耐一定振动，具有一定的机械强度，如珍珠岩、微孔硅酸钙制品；抗压强度不应水于 0.15MPa 。
（ 5 ） 化学稳定性好，无腐蚀作用。
（ 6 ） 防水性能好，吸湿性小。
（ 7 ） 可燃成分少，应有自熄性或不烯性。
四、焊接材料的分类（规格）、性能及适用范围
焊条由焊条芯和包在外面的药皮组成。
（ 1 ） 焊条芯的作用主要是传导电流、引燃电弧、作过渡合金、填充金属。
（ 2 ） 焊条药皮是矿石粉末、铁合金粉、 有机物和化工制品等原料一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。焊条药皮按原料在焊接中所起的作用分为：造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、稳弧剂、粘结剂、增塑剂。
（ 3 ） 几种常用焊条如下： ① 碳钢焊条型号及性能是按熔敷金属的抗拉强度、药皮类型、焊接位置和电流的种类来划分的； ② 低合金钢焊条型号及性能是按熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置和电流的种类划分； ③ 不锈钢焊条型号及性能是根据熔敷金属的化学成分、焊条药皮和焊接电流种类来划分的； ④ 堆焊焊条型号及主要性能是按熔敷金属的化学成分及焊条药皮类型来划分的。
（ 4 ） 焊条的牌号是根据焊条主要用途和性能特点来命名，分为 10 大类。
（ 5 ） 焊条的选用原则请参阅《焊接器材手册》。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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一、工程材料的分类、性能及应用范围；
工程材料可分为金属材料（黑色金属及有色金属）、非金属材料（高分子材料及无机非金属材料）和复合材料等。
（一） 金属材料
1 ． 黑色金属
（ 1 ） 生铁、铁合金。生铁分炼钢生铁和铸造生铁。铁与任何一种金属或非金属的合金都叫做铁合金。
（ 2 ） 铸铁。具有优良的铸造性能和良好的耐磨性、消震性及低的缺口敏感性。还具有良好的耐热性和耐腐蚀性。铸铁包括：灰口铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁。
（ 3 ） 钢。
① 钢的分类如下：
A ． 按化学成分分类，可将钢分为碳素钢和合金钢。
B ． 按冶炼质量分类，可将钢分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
C ． 按用途分类，可将钢分为结构钢、工具钢、特殊性能钢等。
D ． 按冶炼方法分类，可将钢分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。
E ． 按脱氧程度分类，可将钢分为镇静金刚、半镇静钢和沸腾钢。
F ． 按金相组织分类，在退火状态下，可将钢分为亚共析钢、共析钢、过共析钢；在正火状态下，可将钢分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢。
G ． 按供应时的保证条件分类，可将钢分为甲类钢、乙类钢和特类钢。
② 钢的牌号表示方法。根据牌号可以看出钢的类别、含碳量、合金元素及其含量、冶炼质量以及应该具备的性能和用途。例如甲类钢牌号用 “A” 字加上阿拉伯数字 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 表示。又如 20 号钢号，表示平均含碳量为 0.20% 的钢。再如 9Cr18 表示平均含碳量为 0.9% 、含 Cr 量为 18% 的不锈钢。
③ 国外钢的牌号的主要特点方（略）。
④ 几种常用钢的主要特点及用途。
A ． 普通碳素钢分甲类钢和乙类钢两种。甲类钢多用于建筑工业使用的钢筋，机械制造中使用的普通螺钉、螺母、垫圈、轴套等，也能轧成板材、型材（如工字钢、槽钢、角钢等）；乙类钢的用途与相同数字的甲类钢相同。
B ． 普通低合金钢是在普通碳素钢的基础上。加入了少量的合金元素，不仅具有耐腐蚀性、耐磨损等优良性能，还具有更高的强度和良好的力学性能。
C ． 铸钢具有更高的力学性能，特别是塑性、韧性高，有良好的可焊性，但它的铸造性差，可用在铸造大型部件上，如轴箱、水泵体、齿轮等。
D ． 优质碳素钢结构钢主要适用于优质钢或高级优质钢，主要用于制造机械零件。
E ． 合金结构钢属于优质钢或高级优质钢，主要用于制造机械零件。
F ． 工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类；也可分为刃具钢、模具钢和量具钢。
G ． 特殊性能钢包括不锈钢、耐热钢、抗磨钢、超高强度钢和磁钢等。不锈钢除具有优良的耐腐蚀性能外，还具有较高的强度、硬度及耐磨性。常用的不锈钢有 Cr13 、 1Cr18Ni9Ti 、 Mo2Ti 、 00Cr17Ni13Mo2 。
H ． 抗氧化钢，如 3Cr18Mn12Si2N 、 2Cr20Mn9Ni2Si2N 等，多用来制造炉用零件和热交换器。
I ． 热强钢，如 15CrMo 、 1Cr11MoV 、 1Cr14Ni14W2MoNi 、 4Cr14Ni14W2Mo 等，用于制造燃气轮机和汽轮机转子及叶片、锅炉过热器、高温工作的螺栓和弹簧、内燃机进（排）气阀等。
J ． 低温用钢主要牌号有 09Mn2V 、 09MnTiCuXt 、 06MnNb 、 06A1NbCuN 、 15Mn26A14 等，广泛用于冷冻设备、制氧设备及石油液化气的制造、储藏、运输等设备上。
2 ． 有色金属
（ 1 ） 铜及铜合金。铜对大气和水的抗蚀能力很强，是一种抗磁材料。铜具有优良的减摩性和耐磨性以及高的弹性极限和疲劳极限。黄铜易于加工成殂，对一般大气、海洋大气及水等有相当好的耐蚀性，铸造性也很好。
（ 2 ） 铝及铝合金。铝可用于制作盛装浓销酸的容器、槽车，但稀酸和碱对铝的溶解力很强。铝合金分为铸造铝合金与变形铝合金。铸铁铝合金包括铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金等；变形铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金。
（ 3 ） 镁及镁合金。镁在熔铸铜或镍合金时可以作去硫剂和脱氧剂使用，在熔铸球墨铸铁时，镁是重要的球化剂。镁合金加入的元素有铝、锌、锰、硅等。
（ 4 ） 钛及钛合金。钛有优良的耐蚀性和耐热性，不受腐蚀，在硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠等介质中都很稳定。钛的抗氧化能力大多数奥氏体不锈钢。钛在高温条件下仍能保持较高的强度。钛合金中常用的合金元素有铬、锰、钒、铝和钼等。
（ 5 ） 镍及镍合金。镍有很好的化学稳定性，在潮湿空气和海水中耐腐蚀，在碱性溶液和有机械酸中均有抗蚀能力。镍还有较高的热稳定性。
（ 6 ） 铅及铅合金。铅在冷盐和硫酸中很稳定，有很强的耐酸性，而且与氢氧化钠和碳酸钾等碳性溶液也不起化学反应。常用的铅管主要用铅锑合金、硬铅、特硬铅和铅银合金制造。
（二） 非金属材料
非金属材料包括高分子材料和无机非金属材料
1 ． 常见的无机非金属材料等。
（ 1 ） 铸石。其特性是耐磨、耐腐蚀，并且具有优良绝缘性和很高的抗压强度。
（ 2 ） 石墨。不透性石墨作为耐腐蚀的非金属无机材料，被广泛应用于化工防腐中。
（ 3 ） 玻璃。有石英玻璃、高硅氧玻璃、硼硅酸盐玻璃、低碱无硼玻璃中。
（ 4 ） 工业陶瓷。有建筑、卫生陶瓷和电工陶瓷及化学、化工陶瓷。
2 ． 常用的高分子材料
（ 1 ） 聚乙烯（ PE ）、聚丙烯（ PP ）。低压聚乙烯比较刚硬、耐磨、耐蚀、绝缘性较好，常用来制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮轴承等。高压聚乙烯较柔软。聚丙烯（ PP ）重量较轻，耐热性良好，强度、弹性模量、硬度等力学性能都高于低压聚乙烯；同时绝缘性优越。
（ 2 ） 聚氯乙烯（ PVC ）。常见制品有硬、软两种。硬聚氯乙烯比重很小，抗拉强度较好，有良好的耐水性、耐油性和耐化学药器侵蚀性，许多性能优于聚乙烯。
（ 3 ） 聚苯乙烯（ PS ）。具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料，具有较大的刚度。其缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限。
（ 4 ） 工程 ABS 塑料。综合力学性能良好，尺寸稳定，容易电镀和易于成形，耐热和耐蚀性较好，低温下仍有一定的机械强度。
（ 5 ） 聚酰胺（ PA ）。韧性很好，强度较高，耐蚀性好。但耐热性差。
（ 6 ） 聚四氟乙烯（ F—4 ）。具有非常优良的耐高、低温的性能，几乎耐所有的化学腐蚀，摩擦系数极低，不吸水，电性能优异。
（ 7 ） 酚醛塑料（ PF ）。有一定的机械强度和硬度，耐磨性好，绝缘性良好，耐热性较高。耐蚀性优良。缺点是性脆，不耐减。（ 8 ） 环氧塑料（ EP ）。强度较高，韧性较好；尺寸稳定性高和耐久性好，具有优良的绝缘性能。耐热、耐寒、化学稳定性高，成形工艺性能好。缺点是有某些毒性。
（三） 复合材料
1 ． 复合材料的性能特点
复合材料比强度、比模量高，抗疲劳性能好，结构件减振性能好，高温性能好，抗断裂性好。
2 ． 常用的几种复合材料
（ 1 ）热塑料性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂，具有高的力学性能、介电性能、耐热性能和抗老化性能，工艺性能也很好。热固性玻璃质量轻，比强度高，耐腐性能好，介电性能优越，是成形性能良好的工程材料。但刚度较差，容易老化，容易蠕变。
（ 2 ）碳纤维复合材料。碳纤维较玻璃纤维具有更高的强度和理想的弹性模量，在高温下强度和弹性模量基本保持不变，是所有耐热纤维中最高的。
（ 3 ） 硼纤维复合材料的抗压强度和抗剪切强度很高，蠕变小，硬度和弹性模量高，有很高的疲劳强度，耐辐射。对水、有机溶液和燃料、润滑剂很稳定。
（ 4 ） 金属纤维复合材料。这类材料的特点是除了强度和高温强度较高外，主要是塑性和韧性较好，而且比较容易制造。
二、型材、板材、管材、管件、阀门、法兰等常用材料的分类（规格）、性能；
（一） 型钢
型钢包括普通型钢、优质型钢、线材、轨钢
（二） 板材
板材包括钢板、薄钢板、钢带、硅钢片
（三） 管材
1 ． 黑色金属管
（ 1 ） 无缝钢管包括锅炉用无缝钢管、锅炉用高压无缝钢管、地质钻探用无缝钢管、石油裂化用无缝钢管、不锈耐酸钢无缝钢管。
（ 2 ） 焊接钢管包括有直缝焊管和螺旋缝钢管。
（ 3 ） 铸铁管。
2 ． 有色金属管
有色金属包括铅及铅合金管，铜及铜合金管、铝及铝合金管、钛及钛合金管。
3 ． 非金属管
非金属包括混凝土管、陶瓷管和陶土管、玻璃管、玻璃钢管、石墨管、铸石管、塑料管、橡胶管。
（四） 管件
管件包括弯头、三通、四通、异径管、钢制活接头、丝堵、螺纹短接、管接头、吹扫接头、封头、凸台（管嘴）、肓板等。
（五） 阀门
阀门包括闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、安全阀、调节阀（节流阀）、球阀、减压阀、疏水阀、直角阀、蝶阀、隔膜阀、电磁阀等。
（六） 法兰
法兰包括设备法兰、管法兰、法兰垫片、法兰紧固件。
三、常用防腐、绝热材料的分类、基本性能及用途
（一）防腐蚀材料可分为高分子材料、无机非金属材料、复合材料和涂料等。
（ 1 ） 塑料制品主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯。
（ 2 ） 橡胶制品常用的有天然橡胶、氯化橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、丁脂橡胶。
（ 3 ） 玻璃钢及其制品。
（ 4 ） 陶瓷制品
（ 5 ） 油漆及涂料包括无机富锌漆和防锈底漆。
（ 6 ） 耐酸石材包括铸石、耐酸陶瓷制品、不透性石墨板和用沥青浸渍过的砖等属于耐酸石材。
（ 7 ） 耐酸胶泥包括水玻璃胶泥、树脂胶泥等。
（二）绝热材料
1 ．绝热材料的分类
（ 1 ） 按材质可分为有机材料和无机材料。
（ 2 ） 按适用温度分为保冷材料、保温材料、隔热材料和耐火隔热材料。
（ 3 ） 按材料硬度和形状可分为硬质材料、软质材料、半硬质材料、散棉无形材料和散状材料。
2 ．绝热材料的性能要求
（ 1 ） 导热系数小，其值不大于 0.12W/(m·K)( 在 350 ℃ 条件下 ) 。保冷绝热材料，其值不得大于 0.064 W/(m·K) （平均温度 27 ℃ ）。
（ 2 ） 密度小，一般为 400kg/m3 以下。保冷材料密度不超过 220 kg/m3
（ 3 ） 材料性能稳定，具有明确的导热系数方程式，有较大的适用温度范围。
（ 4 ） 能耐一定振动，具有一定的机械强度，如珍珠岩、微孔硅酸钙制品；抗压强度不应水于 0.15MPa 。
（ 5 ） 化学稳定性好，无腐蚀作用。
（ 6 ） 防水性能好，吸湿性小。
（ 7 ） 可燃成分少，应有自熄性或不烯性。
四、焊接材料的分类（规格）、性能及适用范围
焊条由焊条芯和包在外面的药皮组成。
（ 1 ） 焊条芯的作用主要是传导电流、引燃电弧、作过渡合金、填充金属。
（ 2 ） 焊条药皮是矿石粉末、铁合金粉、 有机物和化工制品等原料一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。焊条药皮按原料在焊接中所起的作用分为：造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、稳弧剂、粘结剂、增塑剂。
（ 3 ） 几种常用焊条如下： ① 碳钢焊条型号及性能是按熔敷金属的抗拉强度、药皮类型、焊接位置和电流的种类来划分的； ② 低合金钢焊条型号及性能是按熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置和电流的种类划分； ③ 不锈钢焊条型号及性能是根据熔敷金属的化学成分、焊条药皮和焊接电流种类来划分的； ④ 堆焊焊条型号及主要性能是按熔敷金属的化学成分及焊条药皮类型来划分的。
（ 4 ） 焊条的牌号是根据焊条主要用途和性能特点来命名，分为 10 大类。
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作者:Chia-Chen Chang
2000/08/18
俗話說：「天下沒有白吃的午餐」，如果想把便宜的石墨(graphite)變成閃閃動人的鑽石，即便是二者結構類似，也得付出不少代價。日前科學家嘗試一種全新的方法：電子束轟擊石墨，試圖更有效率地製造人工鑽石。
石墨和鑽石的成分都是碳(carbon)，唯一不同之處就是碳的排列方式不同：鑽石的碳原子排成緊緻的四面體結構，石墨則是較鬆散的層狀構造。由於常溫常壓之下石墨相當穩定，一般只有在相當極端的環境下才可能將石墨轉換成鑽石。像工業界就是利用在高壓條件下擠壓石墨(carbon-squashing press)的方式製造切割用鑽石。
德國斯圖加特(Stuttgart) Max Planck 研究所的 Michael Zaiser 及其同僚不久前設計了一種新的方法製造人工鑽石。他們首先製備一片特殊的石墨薄膜，薄膜當中大部分碳原子都排成石墨結構，但有一小部分區域的碳原子堆疊成鑽石的晶形，形成石墨、鑽石兩種結構的交界(interface)。以電子束轟擊這個交界時，入射的電子會暫時將碳撞離它原來排列的位置，當碳原子被拉回時受到介面附近兩側晶格排列的影響，碳原子可能排成石墨或者是鑽石的結構。 Michael Zaiser 發現如果將電子的能量以及系統的溫度調整至適當的範圍，交界面靠石墨側的部分會漸漸轉變成鑽石(註一)。但是這個轉換方法效率並不高，每小時大約生成僅十億分之一公尺寬的鑽石帶。Zaiser 目前正在研究以離子束替代電子束的可行性，希望可以提升轉換的效率。
原始論文：
Zaiser M., Lyutovich Y. and Banhart F., Irradiation-induced transformation of graphite to diamond: a quantitative study. Phys. Rev. B 62, 3058-3064 (2000).
註一：在交界面附近，靠石墨側的碳原子被拉回形成鑽石結構的數目大於 靠鑽石側的碳原子被拉回形成石墨結構的數目。
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2000/08/18
俗話說：「天下沒有白吃的午餐」，如果想把便宜的石墨(graphite)變成閃閃動人的鑽石，即便是二者結構類似，也得付出不少代價。日前科學家嘗試一種全新的方法：電子束轟擊石墨，試圖更有效率地製造人工鑽石。
石墨和鑽石的成分都是碳(carbon)，唯一不同之處就是碳的排列方式不同：鑽石的碳原子排成緊緻的四面體結構，石墨則是較鬆散的層狀構造。由於常溫常壓之下石墨相當穩定，一般只有在相當極端的環境下才可能將石墨轉換成鑽石。像工業界就是利用在高壓條件下擠壓石墨(carbon-squashing press)的方式製造切割用鑽石。
德國斯圖加特(Stuttgart) Max Planck 研究所的 Michael Zaiser 及其同僚不久前設計了一種新的方法製造人工鑽石。他們首先製備一片特殊的石墨薄膜，薄膜當中大部分碳原子都排成石墨結構，但有一小部分區域的碳原子堆疊成鑽石的晶形，形成石墨、鑽石兩種結構的交界(interface)。以電子束轟擊這個交界時，入射的電子會暫時將碳撞離它原來排列的位置，當碳原子被拉回時受到介面附近兩側晶格排列的影響，碳原子可能排成石墨或者是鑽石的結構。 Michael Zaiser 發現如果將電子的能量以及系統的溫度調整至適當的範圍，交界面靠石墨側的部分會漸漸轉變成鑽石(註一)。但是這個轉換方法效率並不高，每小時大約生成僅十億分之一公尺寬的鑽石帶。Zaiser 目前正在研究以離子束替代電子束的可行性，希望可以提升轉換的效率。
原始論文：
Zaiser M., Lyutovich Y. and Banhart F., Irradiation-induced transformation of graphite to diamond: a quantitative study. Phys. Rev. B 62, 3058-3064 (2000).
註一：在交界面附近，靠石墨側的碳原子被拉回形成鑽石結構的數目大於 靠鑽石側的碳原子被拉回形成石墨結構的數目。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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高速切削加工技术www.tool-tool.com
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在现代机械切削加工技术中，高速切削正在越来越多地被人提及，其技术已开始被使用，随之而来的，首先是高速机床，那么，高速切削与传统切削技术究竟有什么不同? 其实现的条件是什么? 实现它有哪些益处? 其适用性怎么样呢? 本文将试图回答这些问题，并且尽可能结合目前在世界上居领先水平的瑞士MIKRON公司的机床的结构、特点来分析，用它同目前国内仍在普遍应用的传统的加工方法和切削理论相比较，促进高新技术在国内的应用和普及。
缩短加工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品的高精度和高质量，是我们提高劳动生产率、实现经济性生产的一个重要的目标。
有人认为，一提高速加工，就是主轴转速要几万转；只要主轴转速一达到几万转，就可以实现高速切削，这其实是不全面的。
随着科学技术的发展，现代机床已经具备了下面的条件，也只有具备这些条件，才会使得高速切削成为可能。
1.机电一体化的主轴，即所谓电主轴。现代化的主轴是电机与主轴有机地结合成一体，采用电子传感器来控制温度，自有的水冷或油冷循环系统，使得主轴在高速下成为“恒温”；又由于使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术，使得主轴可以免维护、长寿命、高精度。由于采用了机电一体化的主轴，减去了皮带轮、齿轮箱等中间环节，其主轴转速就可以轻而易举地达到0～42000r/min，甚至更高。不仅如此，由于结构简化，造价下降，精度和可靠性提高，甚至机床的成本也下降了。 噪声、振动源消除，主轴自身的热源也消除了。MIKRON公司便采用了本集团“STEP－TEC”公司生产的电主轴，这种电主轴采用了其特别的、最先进的矢量式闭环控制、高动平衡的主轴结构、油雾润滑的混合陶瓷轴承，可以随室温调整的温度控制系统，确保主轴在全部工作时间内温度衡定。
何为矢量式闭环控制呢？其实就是借助数/模转换，将交流异步电动机的电量值变换为直流电模型，这样，既可实现用无电刷的交流电机来实现直流电机的优点，即在低转速时，保持全额扭矩，功率全额输出，主轴电机快速起动和制动。以UCP710机床切削45#钢为例，用STEP-TEC的主轴铣削，铣刀直径ø63mm, 主轴转速为1770r/min，金切量为540cm³/min；在无底孔钻孔时，钻头直径ø50mm, 转速1350r/min，可一次钻出，而无需常用的先打中心孔,而后钻孔再扩孔的方法。
2.机床普遍采用了线性的滚动导轨，代替过去的滑动导轨，其移动速度、摩擦阻力、动态响应，甚至阻尼效果都发生了质的改变。用手一推就可以将几百公斤甚至上千公斤的重工作台推动。其特有的双Ｖ型结构，大大提高了机床的抗扭能力；同时，由于磨损近乎为零，导轨的精度寿命较之过去提高几倍。 又因为配合使用了数字伺服驱动电机，其进给和快速移动速度已经从过去最高的6m/min，提高到了现在的20～60m/min，MIKRON公司的最新型机床使用线性电机，进给和快移速度可达80m/min。
3.目前最先进的数控系统已经可以同时控制8根以上的轴，实现五轴五联动，甚至六轴五联动，多个CPU，数据块的处理时间不超过0.4ms；同时，均配置功能强大的后置处理软件，运算速度快，仿真能力强且具备程序运行中的“前视”功能，随时干预，随时修改。外接插口，数据传输速度快，甚至可以与以太网直联；加上全闭环的测量系统， 配合使用数字伺服驱动技术，机床的线性移动可以实现1～2g的加速和减速运动。
4.机床床身结构进一步优化，现代机床均采用落地式床身，整体铸铁结构，龙门式框架的主轴立柱，尽可能由主轴部件来实现二轴甚至三轴的线性移动，考虑到刀具重量的变化极小，这样，在工件乃至工作台不进行快速线性移动的情况下， 机床快速线性移动的部件的重量近乎常量，因此，更容易实现快速加速和减速情况下的运动惯量及实现动态平衡，减少由于动态冲击所带来的不稳定，从而保证稳定的且更高的加工精度和产品质量。
5.刀具的材料和技术的发展也是高速切削得以实现的一个重要因素。由于在高速切削时，切削力已经不是重要因素，不需大的切削扭矩，因此刀柄就不再是传统的锥柄，而是短圆柄，即HSK型柄，不需拉钉，主轴锁紧装置充分考虑离心力的影响。重要的是需要动平衡， 即需加上动平衡环，在装好刀具后，由动平衡仪进行平衡。刀具本身采用通体硬质合金刀，或在硬质合金上涂CBN、TiC等，也可采用人造金刚石，即PCD等，使刀具可以承受高达 300～500m/min的切削线速度。
6.切削时采用油雾润滑加工区，而不再使用传统的冷却润滑液。
高速切削
顾名思义，高速切削，首先是高的速度，即要有高的主轴转速，比如12000r/min、18000r/min、30000r/min、 40000r/min，甚至还有更高的转速仍在试验中；另一方面，又应有更大的进给量，如30000mm/min、40000mm/min，甚至 60000mm/min；再有就是快速移动、快速换刀、主轴换刀后从静态到达其所需转速的加速时间等等，只有达到了上述标准才能称之为高速。
其次是要针对不同的加工对象、不同的硬度、不同的材质、不同的形状来选择相应合理的参数，而不能一味地追求为高速而高速，特别是对于型腔加工，形状复杂而刀具直径又较小时，由于刀具的运动轨迹不是简单的直线运动而是曲线，甚至有直角拐弯的时候，工艺参数的合理性就尤为重要，因为要想保持同一进给速度进行直角切削，搞不好会由于机床运动部件的巨大惯性而导致刀具做弯角运动时突然断裂，而变速运动又会由于加速和减速等运动造成切削厚度的瞬间变化，而导致切削刀变化使工件表面有切纹，由此使加工质量下降，所以，针对不同的加工对象，需要编程人员选择合理的刀具运动轨迹，优化切削参数；另一方面，根据需要选择适合的切削速度，只有这样才能真正发挥高速切削的长处。
应用高速切削，我们可以实现下列目标：
(1)由于采用小的切削深度和厚度，刀具每刃的切削量极小，因而机床主轴、导轨的受力就小，机床的精度寿命长， 同时刀具寿命也延长了。
(2)虽然切削深度和厚度小，但由于主轴转速高，进给速度快，因此使单位时间内的金属切除量反而增加了，由此加工效率也提高了。
(3)加工时可将粗加工、半精加工、精加工合为一体，全部在一台机床上完成，减少了机床台数，避免由于多次装夹使精度产生误差。
(4)可以加工高硬度、难加工材料(可达62HRC左右)，可以钻ø1mm以下的小孔。
(5)最重要的是，加工时间短，经济性能好。
高速切削的应用
目前，高速切削已经不是实验室里的技术了，它更多的是应用于以下几个方面。
(1)有色金属，如铝、铝合金，特别是铝的薄壁加工。目前已经可以切出厚度为0.1mm、高为几十毫米的成形曲面。
(2)石墨加工。在模具的型腔制造中，由于采用电火花腐蚀加工，因而石墨电极被广泛使用。但石墨很脆，所以，必须采用高速切削才能较好地进行成形加工。
(3)模具，特别是淬硬模具的加工。 由于淬硬的材料可以直接从供应商处购买， 因此采用高速切削可以直接将模具切出，这不单单是省去了过去机加工→电加工的几道工序；节约工时，还由于目前高速切削已经可以达到很高的表面质量(Ra≤0.4um)，因此省去了电加工后面的磨削和抛光的工序；相反，切削中形成的已加工表面的压应力状态，还会提高模具工件表面的耐磨程度（有统计说模具寿命因此能提高3～5倍），这样，锻模和铸模仅经铣削就能完成加工已成为可能。
(4)硬的、难切削的材料，如耐热不锈钢等。
高速切削的适用性
高速加工作为一种新的技术，其优点是显而易见的，它给传统的金属切削理论带来了一种革命性的变化。那么，它是不是放之四海而皆准呢?显然不行。目前， 即便是在金属切削机床水平先进的瑞士、德国、日本、美国，对于这一崭新技术的研究也还处在不断的摸索研究当中。实际上，人们对高速切削的经验还很少，还有许多问题有待于解决：比如高速机床的动态、热态特性；刀具材料、几何角度和耐用度问题，机床与刀具间的接口技术（刀具的动平衡、扭矩传输）、冷却润滑液的选择、CAD/CAM 的程序后置处理问题、高速加工时刀具轨迹的优化问题等等。
如此看来，主轴转速为10～42000r/min这样的高速切削在实际应用时仍受到一些限制：
(1)主轴转速10～42000r/min时，刀具必须采用 HSK 的刀柄，外加动平衡，刀具的长度不能超过120mm，直径不能超过16mm，且必须采用进口刀具。这样，在进行深的型腔加工时便受到限制。
(2)机床装备转速为10～42000r/min的电主轴时，其扭矩极小，通常只有十几个N·m，最高转速时只有5～6N·m。这样的高速切削，一般可用来进行石墨、铝合金、淬火材料的精加工等。 (3)针对传统的加工方式和不同的被切削材料，应选择合适的刀具材料来实现高速加工，而不能一味地追求高速，为高速而高速。如在美国的航天工业中，已经可以实现7500m/min的线速度来切削铝合金；但是切削钢和铸铁时，目前世界上实际进行的高速加工所能实现的最高速度，也只能达到加工铝合金的 1/3～1/5，约为1000～1200m/min， 其原因是切削热会使刀尖产生热破损。由此可见，刀具材料的耐热性是加工黑色金属的关键。对超级合金，包括镍基、钴基、铁基和钛基合金而言，其共同特点是在高温下能保持高强度和高的耐腐蚀性，但它们又都是难加工材料。目前加工这种材料时的最高进给速度为500m/min，主要受制于刀具材料及其几何形状。
所以说，高速加工的刀具材料必须根据工件材料和加工性质来选择。一般而言，陶瓷(AlO，SiN)、金属陶瓷及PCBN刀具等适用于对钢、铁等黑色金属的高速加工；PCD 和CVD等刀具则适用于对铝、镁、铜等有色金属的高速加工。
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随着科学技术的发展，现代机床已经具备了下面的条件，也只有具备这些条件，才会使得高速切削成为可能。
1.机电一体化的主轴，即所谓电主轴。现代化的主轴是电机与主轴有机地结合成一体，采用电子传感器来控制温度，自有的水冷或油冷循环系统，使得主轴在高速下成为“恒温”；又由于使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术，使得主轴可以免维护、长寿命、高精度。由于采用了机电一体化的主轴，减去了皮带轮、齿轮箱等中间环节，其主轴转速就可以轻而易举地达到0～42000r/min，甚至更高。不仅如此，由于结构简化，造价下降，精度和可靠性提高，甚至机床的成本也下降了。 噪声、振动源消除，主轴自身的热源也消除了。MIKRON公司便采用了本集团“STEP－TEC”公司生产的电主轴，这种电主轴采用了其特别的、最先进的矢量式闭环控制、高动平衡的主轴结构、油雾润滑的混合陶瓷轴承，可以随室温调整的温度控制系统，确保主轴在全部工作时间内温度衡定。
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6.切削时采用油雾润滑加工区，而不再使用传统的冷却润滑液。
高速切削
顾名思义，高速切削，首先是高的速度，即要有高的主轴转速，比如12000r/min、18000r/min、30000r/min、 40000r/min，甚至还有更高的转速仍在试验中；另一方面，又应有更大的进给量，如30000mm/min、40000mm/min，甚至 60000mm/min；再有就是快速移动、快速换刀、主轴换刀后从静态到达其所需转速的加速时间等等，只有达到了上述标准才能称之为高速。
其次是要针对不同的加工对象、不同的硬度、不同的材质、不同的形状来选择相应合理的参数，而不能一味地追求为高速而高速，特别是对于型腔加工，形状复杂而刀具直径又较小时，由于刀具的运动轨迹不是简单的直线运动而是曲线，甚至有直角拐弯的时候，工艺参数的合理性就尤为重要，因为要想保持同一进给速度进行直角切削，搞不好会由于机床运动部件的巨大惯性而导致刀具做弯角运动时突然断裂，而变速运动又会由于加速和减速等运动造成切削厚度的瞬间变化，而导致切削刀变化使工件表面有切纹，由此使加工质量下降，所以，针对不同的加工对象，需要编程人员选择合理的刀具运动轨迹，优化切削参数；另一方面，根据需要选择适合的切削速度，只有这样才能真正发挥高速切削的长处。
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(1)由于采用小的切削深度和厚度，刀具每刃的切削量极小，因而机床主轴、导轨的受力就小，机床的精度寿命长， 同时刀具寿命也延长了。
(2)虽然切削深度和厚度小，但由于主轴转速高，进给速度快，因此使单位时间内的金属切除量反而增加了，由此加工效率也提高了。
(3)加工时可将粗加工、半精加工、精加工合为一体，全部在一台机床上完成，减少了机床台数，避免由于多次装夹使精度产生误差。
(4)可以加工高硬度、难加工材料(可达62HRC左右)，可以钻ø1mm以下的小孔。
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高速切削的应用
目前，高速切削已经不是实验室里的技术了，它更多的是应用于以下几个方面。
(1)有色金属，如铝、铝合金，特别是铝的薄壁加工。目前已经可以切出厚度为0.1mm、高为几十毫米的成形曲面。
(2)石墨加工。在模具的型腔制造中，由于采用电火花腐蚀加工，因而石墨电极被广泛使用。但石墨很脆，所以，必须采用高速切削才能较好地进行成形加工。
(3)模具，特别是淬硬模具的加工。 由于淬硬的材料可以直接从供应商处购买， 因此采用高速切削可以直接将模具切出，这不单单是省去了过去机加工→电加工的几道工序；节约工时，还由于目前高速切削已经可以达到很高的表面质量(Ra≤0.4um)，因此省去了电加工后面的磨削和抛光的工序；相反，切削中形成的已加工表面的压应力状态，还会提高模具工件表面的耐磨程度（有统计说模具寿命因此能提高3～5倍），这样，锻模和铸模仅经铣削就能完成加工已成为可能。
(4)硬的、难切削的材料，如耐热不锈钢等。
高速切削的适用性
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如此看来，主轴转速为10～42000r/min这样的高速切削在实际应用时仍受到一些限制：
(1)主轴转速10～42000r/min时，刀具必须采用 HSK 的刀柄，外加动平衡，刀具的长度不能超过120mm，直径不能超过16mm，且必须采用进口刀具。这样，在进行深的型腔加工时便受到限制。
(2)机床装备转速为10～42000r/min的电主轴时，其扭矩极小，通常只有十几个N·m，最高转速时只有5～6N·m。这样的高速切削，一般可用来进行石墨、铝合金、淬火材料的精加工等。 (3)针对传统的加工方式和不同的被切削材料，应选择合适的刀具材料来实现高速加工，而不能一味地追求高速，为高速而高速。如在美国的航天工业中，已经可以实现7500m/min的线速度来切削铝合金；但是切削钢和铸铁时，目前世界上实际进行的高速加工所能实现的最高速度，也只能达到加工铝合金的 1/3～1/5，约为1000～1200m/min， 其原因是切削热会使刀尖产生热破损。由此可见，刀具材料的耐热性是加工黑色金属的关键。对超级合金，包括镍基、钴基、铁基和钛基合金而言，其共同特点是在高温下能保持高强度和高的耐腐蚀性，但它们又都是难加工材料。目前加工这种材料时的最高进给速度为500m/min，主要受制于刀具材料及其几何形状。
所以说，高速加工的刀具材料必须根据工件材料和加工性质来选择。一般而言，陶瓷(AlO，SiN)、金属陶瓷及PCBN刀具等适用于对钢、铁等黑色金属的高速加工；PCD 和CVD等刀具则适用于对铝、镁、铜等有色金属的高速加工。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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在自动车床上车削3Cr13不锈钢零件www.tool-tool.com
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一、概述
虽然在通用机床上对不锈钢类材料进行粗加工、半精加工和精加工，已不是太困难的事情。但是，在高生产率的专用自动车床上，怎样解决不锈钢材料切削中存在的切削力大、温度高、刀具磨损严重、耐用度低、加工表面质量差、生产率低等问题，在一次切削加工就可达到图样的要求，还不是容易能达到的。我厂在加工3Crl3不锈钢材料过程中，从刀具材料的选择、刀具几何角度、结构的确定、切削用量的选取，毛坯的供应状态、润滑和冷却剂的选用等方面进行了反复试验，取得了一定的成功经验。
二、切削过程中的难点及原因分析
在零件试生产时，我厂按车削普通碳钢的工艺方法对3Crl3钢进行了车削试验，结果是刀具磨损严重，生产率低，零件表面质量达不到要求。
比较3Crl3钢与40钢,45钢等碳素结构钢的机械性能，3Crl3钢的强度、延伸率、断面收缩率、冲击性能等指标都比40钢,45钢高，是一种强度高、塑性好的中碳马氏体不锈钢。由于切削时加工硬化严重，切削抗力大，切削温度高，引起刀具磨损严重，使磨刀次数增多，增加了停机时间和机床调整时间，降低了生产率。又由于容易粘刀，产生积屑瘤，引起工件尺寸的变化并影响表面粗糙度，而且切屑不易卷曲和折断，又损伤工件已加工表面，直接影响零件的质量。所以，不能用切削45钢的工艺来切削3Crl3。也不能把通用车床上的加工方法照搬到自动车床上来。因为一般自动车床装刀较少，要求最好一次走刀就能使加工表面达到要求的尺寸和表面粗糙度，以保证较高的生产率。
针对上述问题，我厂采取了以下几项措施。
三、采取的主要技术措施
1) 采用热处理改变材料的硬度
马氏体不锈钢在热处理后的不同硬度，对车削加工的影响很大。表1所示是用YW2材料的车刀对热处理后不同硬度的3Cr13钢的车削情况。可见，退火状态的马氏体不锈钢虽然硬度低，但车削性能差，这是因为材料塑性和韧性大，组织不均匀，粘附、熔着性强，切削过程易产生刀瘤，不易获得较好的表面质量。而调质处理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料加工性较好，易达到较好的表面质量。而硬度大于HRC30时加工出的零件，表面质量虽然较好，但刀具易磨损。所以，在材料进厂后，先进行调质处理，硬度达到HRC25～30，然后再进行切削加工。
表1 不同硬度3Crl3钢的车削情况
2) 刀具材料的选择
我厂在切削参数相同的条件下，对几种材料的刀具进行了车削对比试验。从表2可见，采用TiC-TiCN-TiN复合涂层刀片的外圆车刀，耐用度比较高，工件表面质量好，生产率高。这是因为这种涂层硬质合金材料的刀片，具有更好的强度和韧性，又因其表面具有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦系数和更高的耐热性，而成为自动车床车削不锈钢的良好刀具材料，是我厂加工3Cr13不锈钢的外回车刀的首选材料。由于没有这种材料的切断刀片，通过表2的对比试验可知，YW2硬质合金的切削性能也不错，因此可选用YW2材料的刀片作为切断刀。
表2 几种刀具材料的切例性能对比
3) 刀具的几何角度和结构的选取
对于良好的刀具材料，选择合理的几何角度则显得尤为重要。
前角g0直接影响刀具的强度和导热性，一般车削马氏体不锈钢时，刀具前角取10°～20°较为适宜。
后角a0取5°～8°较合适，最大不超过10°。
刃倾角ls，负的刃倾角可保护刀尖，提高刀刃强度，一般选取g0为-10°～30°。
主偏角Kr应根据工件的形状、加工部位和装刀情况来选择。
刃口表面粗糙度应为Ra0.4-0.2µm。
在刀具结构上，我厂对外圆车刀采用外斜式圆弧断屑槽，靠刀尖处切屑卷曲半径大，靠外缘处切屑卷曲半径小，切屑翻向待加工表面而折断，断屑情况好。对于切断刀，我厂将副偏角控制在1°以内，这样可以改善排屑条件、延长刀具的使用寿命。
4) 合理选择切削用量
切削用量对工件表面质量、刀具耐用度、加工生产率影响较大。而切削理论认为，切削速度V对切削温度和刀具耐用度的影响最大，进给量f次之，ap 最小，而在自动车床上一次走刀加工的表面，其切深量ap是由工件尺寸与材料毛坯尺寸来决定的，一般为0～3mm。难加工材料的切削速度往往比普通钢的切削速度低得多，因为速度的提高，就会使刀具严重磨损，而不同的不锈钢材料又有各自不同的最佳切削速度，这个最佳切削速度只能通过试验或查阅有关资料确定。
进给量f对刀具耐用度影响不如切削速度大，但会影响断屑和排屑，从而影响工件表面的拉伤、擦伤，影响加工的表面质量。被加工表面粗糙度值不高时，f选用0.1～0.2mm/r。
总之，对于难加工材料，一般选用较低的切削速度，中等的走刀量。
5) 选用适当的冷却润滑液
车削不锈钢用的冷却润滑液，应该具有以下几个特点。
高的冷却性能，保证能带走大量的切削热。
不锈钢韧性大，切削时易产生刀瘤，恶化加工表面，这就要求冷却润滑液有高的润滑性能，能起到较好的润滑作用。
较好的渗透性，对不易被切离的切屑，能起到较好的楔裂作用，扩散和内润滑作用。
常用的加工不锈钢的冷却润滑液有硫化油、硫化豆油、煤油加油酸或植物油、四抓化碳加矿物油、乳化液等。
考虑到硫对机床有一定的腐蚀作用，植物油(如豆油)容易附在机床上结痴和变质。我厂选用了四抓化碳与机油按重量比为1:9的混合物。其中四级化碳渗透性好，机油的润滑性好。试验证明，这种冷却润滑液适用于表面粗糙度值要求小的不锈钢零件的半精加工和精加工工序，特别适合于马氏体类不锈钢零件的车加工。
采取了以上措施，对3Cr13不锈钢材料的加工已完全处于正常状态。磨刀次数只有试生产时的1/3，生产效率有比较大的提高，零件质量完全达到图样要求。
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二、切削过程中的难点及原因分析
在零件试生产时，我厂按车削普通碳钢的工艺方法对3Crl3钢进行了车削试验，结果是刀具磨损严重，生产率低，零件表面质量达不到要求。
比较3Crl3钢与40钢,45钢等碳素结构钢的机械性能，3Crl3钢的强度、延伸率、断面收缩率、冲击性能等指标都比40钢,45钢高，是一种强度高、塑性好的中碳马氏体不锈钢。由于切削时加工硬化严重，切削抗力大，切削温度高，引起刀具磨损严重，使磨刀次数增多，增加了停机时间和机床调整时间，降低了生产率。又由于容易粘刀，产生积屑瘤，引起工件尺寸的变化并影响表面粗糙度，而且切屑不易卷曲和折断，又损伤工件已加工表面，直接影响零件的质量。所以，不能用切削45钢的工艺来切削3Crl3。也不能把通用车床上的加工方法照搬到自动车床上来。因为一般自动车床装刀较少，要求最好一次走刀就能使加工表面达到要求的尺寸和表面粗糙度，以保证较高的生产率。
针对上述问题，我厂采取了以下几项措施。
三、采取的主要技术措施
1) 采用热处理改变材料的硬度
马氏体不锈钢在热处理后的不同硬度，对车削加工的影响很大。表1所示是用YW2材料的车刀对热处理后不同硬度的3Cr13钢的车削情况。可见，退火状态的马氏体不锈钢虽然硬度低，但车削性能差，这是因为材料塑性和韧性大，组织不均匀，粘附、熔着性强，切削过程易产生刀瘤，不易获得较好的表面质量。而调质处理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料加工性较好，易达到较好的表面质量。而硬度大于HRC30时加工出的零件，表面质量虽然较好，但刀具易磨损。所以，在材料进厂后，先进行调质处理，硬度达到HRC25～30，然后再进行切削加工。
表1 不同硬度3Crl3钢的车削情况
2) 刀具材料的选择
我厂在切削参数相同的条件下，对几种材料的刀具进行了车削对比试验。从表2可见，采用TiC-TiCN-TiN复合涂层刀片的外圆车刀，耐用度比较高，工件表面质量好，生产率高。这是因为这种涂层硬质合金材料的刀片，具有更好的强度和韧性，又因其表面具有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦系数和更高的耐热性，而成为自动车床车削不锈钢的良好刀具材料，是我厂加工3Cr13不锈钢的外回车刀的首选材料。由于没有这种材料的切断刀片，通过表2的对比试验可知，YW2硬质合金的切削性能也不错，因此可选用YW2材料的刀片作为切断刀。
表2 几种刀具材料的切例性能对比
3) 刀具的几何角度和结构的选取
对于良好的刀具材料，选择合理的几何角度则显得尤为重要。
前角g0直接影响刀具的强度和导热性，一般车削马氏体不锈钢时，刀具前角取10°～20°较为适宜。
后角a0取5°～8°较合适，最大不超过10°。
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刃口表面粗糙度应为Ra0.4-0.2µm。
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4) 合理选择切削用量
切削用量对工件表面质量、刀具耐用度、加工生产率影响较大。而切削理论认为，切削速度V对切削温度和刀具耐用度的影响最大，进给量f次之，ap 最小，而在自动车床上一次走刀加工的表面，其切深量ap是由工件尺寸与材料毛坯尺寸来决定的，一般为0～3mm。难加工材料的切削速度往往比普通钢的切削速度低得多，因为速度的提高，就会使刀具严重磨损，而不同的不锈钢材料又有各自不同的最佳切削速度，这个最佳切削速度只能通过试验或查阅有关资料确定。
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总之，对于难加工材料，一般选用较低的切削速度，中等的走刀量。
5) 选用适当的冷却润滑液
车削不锈钢用的冷却润滑液，应该具有以下几个特点。
高的冷却性能，保证能带走大量的切削热。
不锈钢韧性大，切削时易产生刀瘤，恶化加工表面，这就要求冷却润滑液有高的润滑性能，能起到较好的润滑作用。
较好的渗透性，对不易被切离的切屑，能起到较好的楔裂作用，扩散和内润滑作用。
常用的加工不锈钢的冷却润滑液有硫化油、硫化豆油、煤油加油酸或植物油、四抓化碳加矿物油、乳化液等。
考虑到硫对机床有一定的腐蚀作用，植物油(如豆油)容易附在机床上结痴和变质。我厂选用了四抓化碳与机油按重量比为1:9的混合物。其中四级化碳渗透性好，机油的润滑性好。试验证明，这种冷却润滑液适用于表面粗糙度值要求小的不锈钢零件的半精加工和精加工工序，特别适合于马氏体类不锈钢零件的车加工。
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钛合金铣削加工的技术要点www.tool-tool.com
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与其他大多数金属材料加工相比，钛加工不仅要求更高，而且限制更多。这是因为钛合金所具有的冶金特性和材料属性可能会对切削作用和材料本身产生严重影响。但是，如果选择适当的刀具并正确加以使用，并且按照钛加工要求将机床和配置优化到最佳状态，那么就完全可以满足这些要求，并获得令人满意的高性能和完美结果。传统钛金属加工过程中碰到的许多问题并非不可避免，只要克服钛属性对加工过程的影响，就能取得成功。
钛的各种属性使之成为具有强大吸引力的零件材料，但其中许多属性同时也影响着它的可加工性。钛具备优良的强度-重量比，其密度通常仅为钢的 60%。钛的弹性系数比钢低，因此质地更坚硬，挠曲度更好。钛的耐侵蚀性也优于不锈钢，而且导热性低。这些属性意味着钛金属在加工过程中会产生较高和较集中的切削力。它容易产生振动而导致切削时出现震颤；并且，它在切削时还容易与切削刀具材料发生反应，从而加剧月牙洼磨损。此外，它的导热性差，由于热主要集中在切削区，因此加工钛金属的刀具必须具备高热硬度。
稳定性是成功的关键所在
某些机加工车间发现钛金属难以有效加工，但这种观点并不代表现代加工方法和刀具的发展趋势。之所以困难，部分是因为钛金属加工是新兴工艺，缺少可借鉴的经验。此外，困难通常与期望值及操作者的经验相关，特别是有些人已经习惯了铸铁或低合金钢等材料的加工方式，这些材料的加工要求一般很低。相比之下，加工钛金属似乎更困难些，因为加工时不能采用同样的刀具和相同的速率，并且刀具的寿命也不同。即便与某些不锈钢相比，钛金属加工的难度也仍然要高。我们固然可以说，加工钛金属必须采取不同的切削速度和进给量以及一定的预防措施。其实与大多数材料相比，钛金属也是一种完全可直接加工的材料。只要钛工件稳定，装夹牢固，机床的选择正确，动力合适，工况良好，并且配备具有较短刀具悬伸的ISO 50主轴，则所有问题都会迎刃而解——只要切削刀具正确的话。
但在实际铣削加工中，钛金属加工所需的条件不容易全部满足，因为理想的稳定条件并不总是具备。此外，许多钛零件的形状复杂，可能包含许多细密或深长的型腔、薄壁、斜面和薄托座。要想成功加工这样的零件，就需要使用大悬伸、小直径刀具，这都会影响刀具稳定性。在加工钛金属时，往往更容易出现潜在的稳定性问题。
必须考虑振动和热
非理想环境还包含其它因素，其中之一就是大多数机床目前装配的是IS0 40主轴，如果高强度地使用机床，就无法长时间保持新刀状态。此外，如果零件结构较复杂的话，通常就不易有效夹紧。当然挑战还不止于此，切削工序有时必须用于全槽铣、侧削或轮廓铣削，所有这些都有可能(但并非必定)产生振动及形成较差的切削条件。重要的是，在设定机床时，必须始终注意提高稳定性以避免振动趋势。振动会造成刀刃崩碎、刀片损坏并产生不可预见和不一致的结果。一种改进措施便是采用多级夹紧，使零件更靠近主轴以有助于抵消振动。
由于钛金属在高温下仍能保持其硬度和强度，因而切削刃会遭遇高作用力和应力，再加上切削区中产生的高热，就意味着很可能出现加工硬化，这会导致某些问题产生，特别是不利于后续切削工序。因此，选择最佳的可转位刀片牌号和槽形是加工能否取得成功的关键。过去的历史证明，细晶粒非涂层刀片牌号非常适用于钛金属加工；如今，具有PVD钛涂层的刀片牌号更可大大改进性能。
精度、条件和正确的切削参数
刀具轴向和径向上的跳动精度也很重要。例如，如果未将刀片正确地安装到铣刀中，则铣刀周围的切削刃会迅速损坏。在切削钛金属时，其它一些因素，例如刀具制造公差不良、磨损和刀具受损、刀柄有缺陷或质量差、机床主轴磨损等等，都会在很大程度上影响到刀具寿命。观察结果表明，在所有加工表现不佳的案例中，80%都是由这些因素所造成。尽管大多数人喜欢选用正前角槽形刀具，但事实上稍带负前角槽形的刀具能以更高的进给去除材料，并且每齿进给量可达 0.5mm。但是这同时也意味着必须保持最佳稳定状态，即机床应非常坚固，且装夹应极其稳定。
除进行插铣(最好使用圆刀片)之外，应尽量避免使用90主偏角，这样做通常有助于提高稳定性和获得总体性能，当在浅切深下使用时尤应如此，在进行深腔铣时，一种值得推荐的做法是通过刀具接柄而使用长度可变的刀具，而不是在整个工序中使用单一长度的长刀具。
调整切削参数以克服因降低每齿进给量而引起的振动是传统的解决方法，但这种方法并不恰当，因为它会对刀具寿命和切削性能产生灾难性影响。可转位刀片需要一定量的切削刃倒圆，以增加切削刃强度和获得更好的涂层粘附力。
在铣削钛金属时，要求刀具至少以最小的进给量工作——通常为每齿0.1mm。如果仍有振动趋势，则刀片损坏或刀具寿命缩短问题将不可避免。可能的解决方法包括精确计算每齿进给量，并确保它至少为0.1mm。
另外也可降低主轴转速，以达到最初的进给率。如果使用最小的每齿进给量，而主轴转速却不正确，则对刀具寿命的影响可高达95%。降低主轴转速通常可提高刀具寿命。
一旦确立了稳定工况，就可相应地提高主轴转速和进给量来获得最佳性能。另一种做法是从铣刀中取出一些刀片或选择含刀片较少的铣刀。
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与其他大多数金属材料加工相比，钛加工不仅要求更高，而且限制更多。这是因为钛合金所具有的冶金特性和材料属性可能会对切削作用和材料本身产生严重影响。但是，如果选择适当的刀具并正确加以使用，并且按照钛加工要求将机床和配置优化到最佳状态，那么就完全可以满足这些要求，并获得令人满意的高性能和完美结果。传统钛金属加工过程中碰到的许多问题并非不可避免，只要克服钛属性对加工过程的影响，就能取得成功。
钛的各种属性使之成为具有强大吸引力的零件材料，但其中许多属性同时也影响着它的可加工性。钛具备优良的强度-重量比，其密度通常仅为钢的 60%。钛的弹性系数比钢低，因此质地更坚硬，挠曲度更好。钛的耐侵蚀性也优于不锈钢，而且导热性低。这些属性意味着钛金属在加工过程中会产生较高和较集中的切削力。它容易产生振动而导致切削时出现震颤；并且，它在切削时还容易与切削刀具材料发生反应，从而加剧月牙洼磨损。此外，它的导热性差，由于热主要集中在切削区，因此加工钛金属的刀具必须具备高热硬度。
稳定性是成功的关键所在
某些机加工车间发现钛金属难以有效加工，但这种观点并不代表现代加工方法和刀具的发展趋势。之所以困难，部分是因为钛金属加工是新兴工艺，缺少可借鉴的经验。此外，困难通常与期望值及操作者的经验相关，特别是有些人已经习惯了铸铁或低合金钢等材料的加工方式，这些材料的加工要求一般很低。相比之下，加工钛金属似乎更困难些，因为加工时不能采用同样的刀具和相同的速率，并且刀具的寿命也不同。即便与某些不锈钢相比，钛金属加工的难度也仍然要高。我们固然可以说，加工钛金属必须采取不同的切削速度和进给量以及一定的预防措施。其实与大多数材料相比，钛金属也是一种完全可直接加工的材料。只要钛工件稳定，装夹牢固，机床的选择正确，动力合适，工况良好，并且配备具有较短刀具悬伸的ISO 50主轴，则所有问题都会迎刃而解——只要切削刀具正确的话。
但在实际铣削加工中，钛金属加工所需的条件不容易全部满足，因为理想的稳定条件并不总是具备。此外，许多钛零件的形状复杂，可能包含许多细密或深长的型腔、薄壁、斜面和薄托座。要想成功加工这样的零件，就需要使用大悬伸、小直径刀具，这都会影响刀具稳定性。在加工钛金属时，往往更容易出现潜在的稳定性问题。
必须考虑振动和热
非理想环境还包含其它因素，其中之一就是大多数机床目前装配的是IS0 40主轴，如果高强度地使用机床，就无法长时间保持新刀状态。此外，如果零件结构较复杂的话，通常就不易有效夹紧。当然挑战还不止于此，切削工序有时必须用于全槽铣、侧削或轮廓铣削，所有这些都有可能(但并非必定)产生振动及形成较差的切削条件。重要的是，在设定机床时，必须始终注意提高稳定性以避免振动趋势。振动会造成刀刃崩碎、刀片损坏并产生不可预见和不一致的结果。一种改进措施便是采用多级夹紧，使零件更靠近主轴以有助于抵消振动。
由于钛金属在高温下仍能保持其硬度和强度，因而切削刃会遭遇高作用力和应力，再加上切削区中产生的高热，就意味着很可能出现加工硬化，这会导致某些问题产生，特别是不利于后续切削工序。因此，选择最佳的可转位刀片牌号和槽形是加工能否取得成功的关键。过去的历史证明，细晶粒非涂层刀片牌号非常适用于钛金属加工；如今，具有PVD钛涂层的刀片牌号更可大大改进性能。
精度、条件和正确的切削参数
刀具轴向和径向上的跳动精度也很重要。例如，如果未将刀片正确地安装到铣刀中，则铣刀周围的切削刃会迅速损坏。在切削钛金属时，其它一些因素，例如刀具制造公差不良、磨损和刀具受损、刀柄有缺陷或质量差、机床主轴磨损等等，都会在很大程度上影响到刀具寿命。观察结果表明，在所有加工表现不佳的案例中，80%都是由这些因素所造成。尽管大多数人喜欢选用正前角槽形刀具，但事实上稍带负前角槽形的刀具能以更高的进给去除材料，并且每齿进给量可达 0.5mm。但是这同时也意味着必须保持最佳稳定状态，即机床应非常坚固，且装夹应极其稳定。
除进行插铣(最好使用圆刀片)之外，应尽量避免使用90主偏角，这样做通常有助于提高稳定性和获得总体性能，当在浅切深下使用时尤应如此，在进行深腔铣时，一种值得推荐的做法是通过刀具接柄而使用长度可变的刀具，而不是在整个工序中使用单一长度的长刀具。
调整切削参数以克服因降低每齿进给量而引起的振动是传统的解决方法，但这种方法并不恰当，因为它会对刀具寿命和切削性能产生灾难性影响。可转位刀片需要一定量的切削刃倒圆，以增加切削刃强度和获得更好的涂层粘附力。
在铣削钛金属时，要求刀具至少以最小的进给量工作——通常为每齿0.1mm。如果仍有振动趋势，则刀片损坏或刀具寿命缩短问题将不可避免。可能的解决方法包括精确计算每齿进给量，并确保它至少为0.1mm。
另外也可降低主轴转速，以达到最初的进给率。如果使用最小的每齿进给量，而主轴转速却不正确，则对刀具寿命的影响可高达95%。降低主轴转速通常可提高刀具寿命。
一旦确立了稳定工况，就可相应地提高主轴转速和进给量来获得最佳性能。另一种做法是从铣刀中取出一些刀片或选择含刀片较少的铣刀。
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线切割原理介绍www.tool.tool.com
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线切割加工机发展史
20世纪中期, 苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化﹑氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法, 线切割放电机也于1960年发明于苏联。当时以投影器观看轮廓面前后左右手动进给工作台面加工，其实认为加工速度虽慢，却可加工传统机械不易加工的微细形状。代表的实用例子是化织喷嘴的异形孔加工。当时使用之加工液用矿物质性油(灯油)。绝缘性高，极间距离小，加工速度低于现在械械，实用性受限。
将之NC化，在脱离子水(接近蒸馏水)中加工的机种首先由瑞士放电加工机械制造厂在1969年巴黎工作母机展览会中展出，改进加工速度，确立无人运转状况的安全性。但NC纸带的制成却很费事，若不用大型计算机自动程序设计，对使用者是很大的负担。在廉价的自动程序设计装置(Automatic Programed Tools APT)出现前，普及甚缓。
日本制造厂开发用小型计算机自动程序设计的线切割放电加工机廉价，加速普及。线切割放电加工的加工形状为二次元轮廓。自动程序装置广用简易形APT(APT语言比正式机型容易)，简易形APT的出现为线切割放电机发展的重要因素。
线切割放电加工基本原理
线切割放电加工以铜线作为工具电极，在铜线与铜﹑钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60V~300V的脉冲电压，并保持5um~50um间隙，间隙中充满煤油﹑纯水等绝缘介质，使电极与被加工物之间发生火花放电，并彼此被消耗﹑腐蚀.在工件表面上电蚀出无数的小坑，通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。
电火花加工的物理原理如下：
为了在2个电极之间产生电火花，这2个电极之间的电压必须高于间隙(电极-工件之间)击穿电压取决于：
1) 电极和工件之间的距离；
2) 电介液的绝缘能力(水质比电阻)；
3) 间隙的污染状况(腐蚀废物)。
放电首先在电场最强的点发生，这是个复杂的过程；自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道；在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000度到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高；然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走；对于电极及工件腐蚀对不对称的问题，主要取决于电极热传导性，材料的熔点,持续时间以及放电密度，发生在电极上称作损耗，发生在工件上称作去除材料。
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线切割放电加工基本原理
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1) 电极和工件之间的距离；
2) 电介液的绝缘能力(水质比电阻)；
3) 间隙的污染状况(腐蚀废物)。
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面临硬切削挑战的磨削加工的前景www.tool-tool.com
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近年来，国外兴起一种称之为硬切削(Hard turning)的新工艺，对传统的磨削方法提出挑战并产生一定冲击，同时还引发了一场硬切削是否会取代磨削的争议。磨削加工的前景如何?下个世纪是否有新的发展?对我们生产磨床的厂家而言，对这一发展动向肯定是感兴趣的，因为它关系到我们今后的发展与生存。
硬切削(Hard turning)的概念是什么?
硬切削是指使用CBN实体刀具、CBN刀头或陶瓷刀具来加工淬硬的工件。用硬切削这种新工艺可以切削淬硬的工件。用硬切削这种新工艺可以切削淬硬钢、灰铸铁、球墨铸铁、粉末冶金和特殊材料。当然，也有一些材料如青铜等不适合采用硬切削。用硬切削可进行车削、表面加工、攻螺纹、铣削、开槽、靠模加工、车削锥面。据美国有关文章报导，硬切削使工件光洁度始终保持16μm。在正常条件下，光洁度能达到6μm～8μm。目前，硬切削这种新工艺正在许多工业部门采用，如汽车制造厂用这种方法对传动轴、各类轴传动链、发动机、制动盘和制动转子进行半精加工和精加工；飞机制造厂用这种方法制造副翼齿轮和起落架，从油田到钢厂到处可以看到硬切削方法的应用。机床、工具、重型卡车、农业机具、医用设备、罐头模具、汽车零件都把硬切削作为其生产过程的一个组成部份。
采用硬切削工艺的优点：
1.硬切削成本低廉，一般仅为磨削的四分之一；
2.用硬切削不需用专用刀具、专用机械和夹具，而磨削则要求使用磨床，硬切削则可在现有的NC或CNC车削中心上进行；
3.生产率高，因为CBN刀具的切削速度可高达274m/min以上，使生产率大大提高，节省了大量时间。
由于CBN刀具的成本近年来已大大降低，从而为硬切削的推广应用创造了条件。成本不仅指刀具成本，而是每只零件的制造成本，以较长的刀具寿命和每个切削刀头的低成本，CBN为硬加工提供了一条最经济的途径。如美国有一家公司以前用粗磨来加工一种硬质齿轮的端面，后改用硬切削作为粗加工，再进行精磨，成本减少40%。如果把粗磨和精磨都改为硬切削，那么加工时间、夹具成本、刀具成本以及能耗都可下降，而生产率却可提高，并使每只零件的成本下降 55%。美国另一家生产压力环的工厂，原工艺都是磨削，包括内圆磨削、端面磨削、外圆磨削和球面磨削四道工序，改用硬切削后，只用VNMA332和 CNMA432两把刀具，使加工速度提高10倍。
此外，在废物处理和环保方面，硬切削优于磨削。磨削会产生磨屑和冷却液的混合物，这是不能再利用的废物，会污染环境。硬切削产生的废屑则可再利用，这对重视环境保护的今天来讲特别重要。
近年来，工厂的空间备受重视，与CBN刀具相比，砂轮比较大而且笨重，因此难以贮存。CBN刀具很小，而且不必再增加新机床就可用于硬切削，从而节省了工厂的空间。
硬切削的迅速发展是建立在过去几年CBN刀具技术进步的基础上，90年代初只能在少数几种CBN刀具中选择用于硬切削。目前，用户的选择多了 10倍。再者，速度也大大提高，90年代初对铸铁的最大切削速度约为152m/min，现在最高切削速度达1524m/min，大多数连续的硬质钢切削速度在90m/min～150m/min，进给量0.05mm/r～0.2mm/r，切削深度达到0.1mm～0.5mm。CBN的适用性扩大，过去不能用于脆性工件，现在对硬度不一的工件都能进行加工。
鉴于硬切削有上述许多优点，国外有关专家认为这项新技术代表了今天，也预示着明天。有的还发出了“你为何还采用磨削”的问题。
但是，高速机械加工和硬切削真的会取代磨削吗?
磨削专家认为不会，因为磨床具有自身的一些优势，磨削精度较高，对公差要求较严的加工非磨削莫属。磨削时可以加上在线测量，在加工时间可闭合循环，这种方法在其它机床上难以实现。而最重要的一点，近几年新材料层出不穷。替代了许多传统的材料。实践证明，磨削是加工这类新型材料的好方法。因此，今后磨削加工仍是不可缺少的。诚然，对一般材料而言，磨削可能会遇到铣削、铰削、车削等方法强有力的竞争。但对诸如陶瓷、金属陶瓷复合材料、晶须加强材料以及高温超级合金之类的新一代材料而言，硬切削决不是磨削的对手，而且必须用磨削进行加工。例如，磨削是加工在喷气飞机发动机中使用的超级合金工件的唯一方法，也是加工用陶瓷合金、陶瓷和玻璃制成的汽车和光学元件的唯一方法。新型材料一般都具有硬脆、耐磨、耐热等特点，聚合型材料都是晶须加强材料，对这些材料来讲，磨削是绝对需要的加工手段。对耐热和耐磨损的陶瓷涂料而言，面临更为复杂的问题，即要同时磨削陶瓷和金属。
随着生产发展和技术进步，对磨床提出了许多新的要求，如美国磨削协会提出如下要求：
主轴转速要达到25000r/min，可以9144m/min(152.4m/s)甚至更高的速度进行磨削；磨头主轴设计刚性好，机床体积较小，轻便，加工区体积328cm2，可加工各种形状的工件，范围广的和精密控制的拖板定位系统，采用模块化设计和较多的标准件，与CNC相连的修整系统，可跟踪砂轮尺寸，修整器位置以及砂轮对工件的位置；具有能监控机床状态，机床动平衡、主轴和电动机状态以及砂轮状态的传感器，监控修整时金刚石与CBN砂轮间的接触，监督CBN砂轮与工件之间的接触，以提高效率。该协会还希望具有对小工件进行缓进给成形磨削的能力，希望用平面磨床替代平面铣床。 该协会还对21世纪的磨削提出展望，21世纪的磨床将采用磁性悬浮主轴，在15kW功率范围内，转速达到40000r/min，而占地面积很小，水基静压轴承可以使用水基切削液，能进行连续修整的高感应大气孔陶瓷结合剂砂轮，用于加工陶瓷的金属结合剂金刚砂轮可进行电解修整。一些公司对高速磨削作了许多试验，目前 CBN砂轮的线速已达150m/s～250m/s，并以声速作了试验，下个世纪，高速磨削将更广泛地得到应用。CNC控制将更完善，比如能处理在缓进给磨削陶瓷时的摆线磨削，恒定的常用进给量磨削使砂轮最优化，能减少磨削时间的切入式和纵向进给磨削，在平面磨床上作外圆磨削，以及一个坐标轴或几个坐标轴的进给量补偿，以便使磨削循环最佳化。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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近年来，国外兴起一种称之为硬切削(Hard turning)的新工艺，对传统的磨削方法提出挑战并产生一定冲击，同时还引发了一场硬切削是否会取代磨削的争议。磨削加工的前景如何?下个世纪是否有新的发展?对我们生产磨床的厂家而言，对这一发展动向肯定是感兴趣的，因为它关系到我们今后的发展与生存。
硬切削(Hard turning)的概念是什么?
硬切削是指使用CBN实体刀具、CBN刀头或陶瓷刀具来加工淬硬的工件。用硬切削这种新工艺可以切削淬硬的工件。用硬切削这种新工艺可以切削淬硬钢、灰铸铁、球墨铸铁、粉末冶金和特殊材料。当然，也有一些材料如青铜等不适合采用硬切削。用硬切削可进行车削、表面加工、攻螺纹、铣削、开槽、靠模加工、车削锥面。据美国有关文章报导，硬切削使工件光洁度始终保持16μm。在正常条件下，光洁度能达到6μm～8μm。目前，硬切削这种新工艺正在许多工业部门采用，如汽车制造厂用这种方法对传动轴、各类轴传动链、发动机、制动盘和制动转子进行半精加工和精加工；飞机制造厂用这种方法制造副翼齿轮和起落架，从油田到钢厂到处可以看到硬切削方法的应用。机床、工具、重型卡车、农业机具、医用设备、罐头模具、汽车零件都把硬切削作为其生产过程的一个组成部份。
采用硬切削工艺的优点：
1.硬切削成本低廉，一般仅为磨削的四分之一；
2.用硬切削不需用专用刀具、专用机械和夹具，而磨削则要求使用磨床，硬切削则可在现有的NC或CNC车削中心上进行；
3.生产率高，因为CBN刀具的切削速度可高达274m/min以上，使生产率大大提高，节省了大量时间。
由于CBN刀具的成本近年来已大大降低，从而为硬切削的推广应用创造了条件。成本不仅指刀具成本，而是每只零件的制造成本，以较长的刀具寿命和每个切削刀头的低成本，CBN为硬加工提供了一条最经济的途径。如美国有一家公司以前用粗磨来加工一种硬质齿轮的端面，后改用硬切削作为粗加工，再进行精磨，成本减少40%。如果把粗磨和精磨都改为硬切削，那么加工时间、夹具成本、刀具成本以及能耗都可下降，而生产率却可提高，并使每只零件的成本下降 55%。美国另一家生产压力环的工厂，原工艺都是磨削，包括内圆磨削、端面磨削、外圆磨削和球面磨削四道工序，改用硬切削后，只用VNMA332和 CNMA432两把刀具，使加工速度提高10倍。
此外，在废物处理和环保方面，硬切削优于磨削。磨削会产生磨屑和冷却液的混合物，这是不能再利用的废物，会污染环境。硬切削产生的废屑则可再利用，这对重视环境保护的今天来讲特别重要。
近年来，工厂的空间备受重视，与CBN刀具相比，砂轮比较大而且笨重，因此难以贮存。CBN刀具很小，而且不必再增加新机床就可用于硬切削，从而节省了工厂的空间。
硬切削的迅速发展是建立在过去几年CBN刀具技术进步的基础上，90年代初只能在少数几种CBN刀具中选择用于硬切削。目前，用户的选择多了 10倍。再者，速度也大大提高，90年代初对铸铁的最大切削速度约为152m/min，现在最高切削速度达1524m/min，大多数连续的硬质钢切削速度在90m/min～150m/min，进给量0.05mm/r～0.2mm/r，切削深度达到0.1mm～0.5mm。CBN的适用性扩大，过去不能用于脆性工件，现在对硬度不一的工件都能进行加工。
鉴于硬切削有上述许多优点，国外有关专家认为这项新技术代表了今天，也预示着明天。有的还发出了“你为何还采用磨削”的问题。
但是，高速机械加工和硬切削真的会取代磨削吗?
磨削专家认为不会，因为磨床具有自身的一些优势，磨削精度较高，对公差要求较严的加工非磨削莫属。磨削时可以加上在线测量，在加工时间可闭合循环，这种方法在其它机床上难以实现。而最重要的一点，近几年新材料层出不穷。替代了许多传统的材料。实践证明，磨削是加工这类新型材料的好方法。因此，今后磨削加工仍是不可缺少的。诚然，对一般材料而言，磨削可能会遇到铣削、铰削、车削等方法强有力的竞争。但对诸如陶瓷、金属陶瓷复合材料、晶须加强材料以及高温超级合金之类的新一代材料而言，硬切削决不是磨削的对手，而且必须用磨削进行加工。例如，磨削是加工在喷气飞机发动机中使用的超级合金工件的唯一方法，也是加工用陶瓷合金、陶瓷和玻璃制成的汽车和光学元件的唯一方法。新型材料一般都具有硬脆、耐磨、耐热等特点，聚合型材料都是晶须加强材料，对这些材料来讲，磨削是绝对需要的加工手段。对耐热和耐磨损的陶瓷涂料而言，面临更为复杂的问题，即要同时磨削陶瓷和金属。
随着生产发展和技术进步，对磨床提出了许多新的要求，如美国磨削协会提出如下要求：
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干式切削需要注意的事项www.tool-tool.com
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采用干式切削加工时，选定正确的机床和恰当的装备是很重要的。因为速度特别快，材料又常常较硬，干式切削加工时切削温度很高，机床必须刚性足、马力大。
在加工中心上进行干式切削之前，操作者应该尽量保持其工具伸出长度较短，主轴是处在刚度最佳的情况下，还要考虑机床的速度、额定功率。
谈到车床工近净成型(nearnet shape)的和淬硬的零件，刀具转塔可以对着机床刚性强的方向进行加工，因为这个方向的长导轨能把切削力分散。设计得好的机床，能直接在短导轨上分散这些切削力，并且刀架由最少的零件组成，却能移动和支撑刀具。在相对于柔性更重视精度时，则应该考虑用螺栓将一组刀具直接固定在横拖板上避免回转分度机构。
热稳定性对精度是非常关键的。一些制造商采用软件提高了他们的加工中心的精度，这些软件补偿了温度的影响。然而，控制温度应该从有效地排除热切屑开始，因此要排除密封的工作区内部重要的热源。
优秀的机床设计，机床里没有那些能聚集切屑的洼坑和高台。用排屑螺旋与传送器尽快将切屑排出机床外，而不用切削液协助冲走。如果排屑出了问题，用压缩空气取代液体。
为了保护滚珠丝杠、导轨，伸缩套管，防护罩、密封条和灰尘收集器还是需要的。如果需要一台干切削的机床，可以把原来设计好的机床从湿式切削操作转变为干式切削操作，通常也是比较便宜。需要添加的灰尘收集器和空气传送系统，比湿式切削加工相应的油雾收集器和冷却泵稍微贵些。
用干式切削加工操作成本也是比较低的，因为它避免了冷却液的管理和处理费用，其次是压缩空气耗电比冷却泵要少。因此，干式切削的应用会越来越广泛。
BW 微型油霧渦流管槍 BW Spiral Tube Cooler series (I)
http://tw.tool-tool.com/powder4_c.htm
藉由空氣壓縮機 ( 建議 5HP 以上 ) 驅動，即可產生超低溫冷風，無使用電源及冷煤，安全、乾淨、零污染。
• 迅速產生超低溫冷風，無耗材，產品壽命長，設備成本低廉。
• 可依需求調整冷風溫度、風量及油量 (STC-V1) ， ，達到最佳使用狀態。
• 專利設計， STC -V1 可產生超低溫冷風 + 油霧，可於金屬切削加工時產生加乘之效果。
• STC-V1 入油口加裝止逆閥，可避免加工停止時油品垂滴，及不需於下次加工時重複設定油霧量。
• STC-V1 可選擇產生冷風，或冷風 + 油霧。
• 配備具有多層保溫層之「冷風玻纖導管」，降低環境溫度對冷風溫度之影響。
• 產品效能：
• 超低溫冷風可有效降低刀具溫度，避免刀具過熱，與切削形成燒結 ( 假焊 ) ，進而造成「刀具崩裂」及「加工面損傷」。
• 超低溫冷風可中和切削部位之局部溫升，避免工件熱變形，影響加工精度。
• 經實測，相較於一般吹氣，超低溫冷風可降低切削時之「摩擦瞬間阻力」，使刀具壽命延長，加工面更光滑。
• 眾所皆知，油霧可於切削部位產生潤滑效果，亦具有保護刀具與使加工面更光滑之效果。故超低溫冷風 + 油霧具有加乘之效果。
• 測試數據：
環境溫度 30 ℃ / 入氣溫度 27.5 ℃
environment temperature 30 ℃ / air temperature 27.5 ℃
入氣壓力
pressure
總入氣量
air introduced in total
100%
冷風風量
cold air in total
100%
冷風溫度 temperature of cold air
（風量 45% ）
室溫－冷風
room temperature – cold air temperature difference
溫度差
入氣－冷風
溫度差
air temperature introduced – cold air temperature difference
4 kgf/cm 2
175L /min
80~ 175L /min
- 5.8 ℃
35.8℃
33.3℃
5 kgf/ cm 2
200L /min
90~ 200 L /min
- 8.5 ℃
38.5℃
36℃
6 kgf/ cm 2
225L /min
100~ 225 L /min
- 11.2 ℃
41.2℃
38.7℃
7 kgf/ cm 2
250L /min
110~ 250 L /min
- 13.8 ℃
43.8℃
41.3℃
8kgf/ cm 2
275L /min
120~ 275L /min
- 16.4 ℃
46.4℃
43.9℃
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100%
冷風風量
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100%
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室溫－冷風
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溫度差
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溫度差
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4 kgf/cm 2
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- 5.8 ℃
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- 8.5 ℃
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36℃
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100~ 225 L /min
- 11.2 ℃
41.2℃
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汽车模具高速切削加工的工艺技术www.tool-tool.com
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高速切削加工是汽车模具制造的发展趋势
高速切削加工技术是21世纪的一种先进制造技术，有着强大的生命力和广阔的应用前景。通过高速切削加工技术 可以解决在汽车模具常规切削加工中备受困扰的一系列问题。近几年来，在美国、德国、日本等工业发达国家高速切削加工技术在大部分的模具公司都得到了广泛应用，85%左右的模具电火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工技术集高效、优质、低耗于一身，已成为国际模具制造工艺中的主流。
通过国内外汽车模具制造行业的高速切削加工技术实践应用，高速切削加工技术具有如下优势：
一、高速切削加工提高了加工速度
高速切削加工以高于常规切削10倍左右的切削速度对汽车模具进行高速切削加工。由于高速机床主轴激振频率远远超过“机床—刀具—工件”系统的固有频率范围，汽车模具加工过程平稳且无冲击。
二、高速切削加工生产效率高
用高速加工中心或高速铣床加工模具，可以在工件一次装夹中完成型面的粗、精加工和汽车模具其他部位的机械加工，即所谓“一次过”技术（One Pass Machining）。高速切削加工技术的应用大大提高了汽车模具的开发速度。
三、高速切削加工可获得高质量的加工表面
由于采取了极小的步距和切深，高速切削加工可获得很高的表面质量，甚至可以省去钳工修光的工序。
四、简化加工工序
常规铣削加工只能在淬火之前进行，淬火造成的变形必须要经手工修整或采用电加工最终成形。现在则可以通过高速切削加工来完成，而且不会出现电加工所导致的表面硬化。另外，由于切削量减少，高速加工可使用更小直径的刀具对更小的圆角半径及模具细节进行加工，节省了部分机械加工或手工修整工序，从而缩短了生产周期。
五、高速切削加工使汽车模具修复过程变得更加方便
汽车模具在使用过程中往往需要多次修复以延长使用寿命，如果采用高速切削加工就可以更快地完成该工作，取得以铣代磨的加工效果，而且可使用原NC程序，无需重新编程，且能做到精确无误。
六、高速切削加工可加工形状复杂的硬质汽车模具
由高速切削机理可知：高速切削时，切削力大为减少，切削过程变得比较轻松，高速切削加工在切削高强度和高硬度材料方面具有较大优势，可以加工具有复杂型面、硬度比较高的汽车模具。
开展汽车模具高速切削工艺技术研究的意义
高速切削加工技术在国内外汽车模具制造行业得到了广泛的应用，并且已取得了巨大的效益，但是高速切削加工的机理和相关理论至今仍不完善，针对汽车模具的高速切削数据库尚未建立。国内外企业选择高速切削刀具参数和高速切削加工参数的方式仍以传统的“试切”法和“经验”法为主，在加工某一新型材料时，往往需要使用多种刀具进行重复切削试验，研究分析刀具的磨损、破损方式及其原因，从中找出一组最佳的刀具材料和加工参数，如此反覆多次，盲目性大，并且浪费大量的人力、财力和资源。而针对特种材料如合金铸铁、高强度合金钢、超级合金（如钛合金）等材料的高速切削加工，如何根据材料特性选择合适的切削刀具，如何设计合理的切削参数，目前仍在研究和发展中。
关于高速切削数据库的建立和使用，国内外至今很少有关的文献报道。这主要是因为高速切削加工技术起步晚，目前可用于生产的实用高速切削数据还十分缺乏。
我国有关汽车模具高速切削加工技术的研究起步较晚。近年来，众多模具企业相继从美国、德国、法国、日本等国家购买了大量高速加工设备及切削刀具，并在实践中摸索汽车模具高速切削加工的工艺技术，取得了一些成功经验。但是，一方面，引进设备不等于引进技术。高速切削尤其是大型汽车覆盖件模具的高速切削方面，没有成功的经验可供借鉴，怎样使引进的设备尽快发挥出应有的作用是摆在企业管理者和工程技术人员面前的一大课题；另一方面，技术人员在工作中边学习边应用，摸索、积累了一定的高速切削加工实例、工艺参数和工作经验，怎样将这些宝贵的经验和教训总结保存供其他技术人员借鉴、避免多走弯路也是一项难题。
汽车模具企业不仅要建立一套高速加工切削数据库，而且应是针对汽车覆盖件模具加工特徵的“特色”切削数据库，即所建立的切削数据库不但能够存储高速切削参数，而且能够存储优秀的高速切削加工实例和决策知识，因此这是能够“自动增长知识”的数据库；在数据和经验基础之上，还需要对高速加工数控编程工作任务进行有效管理。建立这样一个针对模具公司独特情况的数据库，已远远超出一般切削数据库的范畴，但这种“特色”数据库的建立和应用必定会提高汽车模具高速加工的质量和效率，并为企业带来可观的经济效益。
汽车模具高速切削工艺技术研究的内容
一、高速切削加工机理的研究
高速切削加工技术在国内外发展的时间短，切削机理方面还有很多内容仍需要进一步的研究和完善，主要表现在由于速度大幅提高，加工过程产生的切削力、切削热、刀具磨损状况以及加工表面情况都将与传统加工对应因素所产生的现象和造成的结果显著不同。高速切削机理的缺乏将阻碍高速切削加工技术的深入应用，因此首先要进行高速切削加工机理的研究以加深技术人员和操作人员对高速切削加工技术的认识，并充分利用高速切削加工技术对汽车覆盖件模具进行高效高质量的加工。
二、高速切削加工参数的优化
实践证明，在设备、材料、加工策略一定的情况下使用合理的加工参数将大大提高工作效率，并做到加工效率、刀具磨损和加工质量的最佳组合。因此，在汽车覆盖件模具高速切削加工方面进行加工参数优化是提高工作效率和汽车覆盖件模具加工质量的一个重要技术环节。
三、复杂模具曲面高速切削加工策略研究
成功进行高速切削加工的重要前提是承受近乎恒定的切削载荷，在这种条件下能够保证良好的高速切削加工效果。针对复杂模具曲面，需要进行加工过程中去除材料体积变化小、切削载荷恒定的加工策略研究以避免刀具较快的磨损和减小让刀误差。
四、汽车模具高速加工切削数据库建立
高速加工切削数据库存储高速切削参数等数据供技术人员和操作人员查询和使用，在管理工艺数据和辅助技术人员进行工艺规划方面起着重要作用。为提高技术人员和操作人员的工作效率、促进企业稳定持续发展，建立针对汽车覆盖件模具高速加工的切削数据库势在必行。
汽车模具高速切削工艺技术研究的技术手段
一、切削加工有限元模拟技术
电脑技术的飞速发展使得利用数值模拟方法来研究切削加工过程以及各种参数之间的关系成为可能，始于上世纪70年代的金属切削加工的有限元模拟技术在电脑技术的发展中也得到了长足的进步。金属切削加工的有限元模拟考虑了材料属性、刀具的几何条件、切削加工参数（切削速度、进给量、切削深度）以及切削加工引起的切削力载荷、热载荷和残余应力等因素。在试验辅助和验证的基础上，虚拟切削加工过程中刀具和零件相对运动的作用过程，对切屑成形过程进行动态物理仿真，可以显示加工行为以及被加工零件的内部应力、应变、应变率和温度等物理量的分布情况，预测零件的加工质量和刀具磨损、破损等情况。进而，通过对工艺参数的优化，可以提高零件的加工质量，有效减少刀具的磨损程度，减少采用传统试凑法确定新工艺时所需的昂贵费用和时间。另外，金属切削加工模拟时，可以定义相关因素（加工参数、刀具几何条件以及热、力的上限）与材料的去除率之间的关系。在确保零件加工质量的前提下，通过改变切削参数提高材料的去除率，从而达到提高生产率的目的。
汽车覆盖件模具高速切削加工机理和加工参数优化技术涉及材料科学、力学、金属物理学、机械制造等多个学科，在数控加工领域一直难以解决。现有的CAM软件只能根据零件曲面特徵进行数控编程，保证刀位轨迹不碰撞、不干涉，但难以保证加工后的零件在表面质量和刀具寿命等物理目标上也是最优的，往往造成产品精度低下，刀具磨损严重，所以对高速切削加工过程进行最优化分析是一项比较困难却又相当重要的课题。从上述切削加工有限元模拟技术概述来看，走数字模拟仿真和试验研究相结合之路，是解决该实际问题的有效措施。切削工艺过程和切屑成形过程的有限元模拟为深入研究切削机理、提高切削加工质量提供了新的、更加有效的分析方法。
二、基于实例推理的高速切削加工数据库构建技术
基于实例的推理（CBR—Case-Based Reasoning）起源于二十世纪七十年代，是人工智能技术发展过程中出现的一种推理模式。简单地说，就是利用以前类似问题的解决方案及知识来解决新问题。基于实例推理是一种被广泛应用于各种问题求解领域的推理方法，应用这种推理方法求解问题不依赖于所求解问题领域的规则，而是依赖于以前积累的经验和成功解决的类似实例。这非常接近于人类专家解决问题的思路和方法。
实际上，基于实例推理的技术是一种问题求解方法，可应用于众多的领域。在汽车模具高速切削加工领域，问题求解要考虑的因素非常多，解决方案的某些部分可用简单的规则来确定，但大多数情况下，则要注意到实际问题的具体情况。如选择切削刀具时，刀具类型可很简单地应用规则来确定，但像刀具尺寸、几何角度、刀片型号、尺寸、角度、加工参数等数据的确定，就很难用简单有效的规则来确定。有时，使用某些已经存在的规则甚至可能导致错误的结论。在这种情况下，应用基于规则的推理就受到了很大的局限，应用人工神经网路演算法又很难处理问题领域的非数值型数据，而应用基于实例推理的技术来解决这样的问题就很容易克服上述困难。
另外，由于积累的经验少，高速切削加工过程中，零件与刀具材料的最优匹配及切削用量的选择、切削液的选用、机床刚性与工件刚性对加工精度和表面质量的影响及切削方法与机床的选用、刀具寿命与切削用量和加工成本之间的合理匹配、零件及加工面类型对工艺方案的影响等问题，也不能用简单的公式或规则来表示。而这些信息和经验对推广高速切削技术意义重大，因此如何收集和处理十分重要。而基于实例推理解决问题的方法正好可以利用上述经验和加工实例来解决高速切削加工过程中出现的各种问题。在目前高速切削加工领域缺乏大量系统适用的切削数据、经验和规则的情况下，应用基于实例推理技术解决问题的思想方法，可为建立高速切削数据库、推广高速切削加工技术，提供一条切实可行的途径。
汽车模具高速切削工艺技术的技术路线
以有限元模拟技术和基于实例推理的高速切削数据库构建技术为研究支撑技术，以理论分析和试验研究等为辅助技术，对汽车模具尤其是覆盖件模具高速切削加工工艺展开深入研究。其研究过程为：首先进行材料力学性能试验，利用试验数据构建有限元模型，探讨高速切削加工机理，优化高速切削加工参数和揭示高速切削加工规律；基于优化的加工参数源数据和高速切削加工规律，采用实例推理方法建立高速切削数据库；研究具有复杂曲面特徵的汽车覆盖件模具保持近似恒定切削载荷的高速切削加工策略，突破3＋2轴数控加工方式关键应用技术环节，开发汽车覆盖件模具3＋2轴数控加工辅助编程工具，最后将这些成果在实际高速切削加工中进行应用。图1为研究路线示意图。
图1 汽车模具高速切削工艺研究技术路线
汽车模具高速切削工艺技术应用实例
东风汽车模具有限公司是国内汽车模具行业规模最大、技术最先进的企业之一。从2000年开始，该公司组织技术人员进行高速切削加工技术研究，密切结合汽车模具尤其是覆盖件模具制造的实际，解决了一系列关键技术，总结了一套适合汽车覆盖件模具高速切削加工的技术方案和方法，包括：汽车覆盖件模具高速切削加工的基本概念；高速加工设备的选购标准；高速加工机床的安装与调试；高速切削刀具的使用；适合于高速切削加工的CAM软件；“3+2”轴高速切削加工技术；高速切削加工工艺及测量技术等。
图2 在高速加工中心上进行的汽车覆盖件模具高速铣削
近两年又与浙江大学、湖北汽车工业学院联合开展了汽车模具高速加工工艺参数优化及数据库系统开发与应用项目。该项目以大型汽车覆盖件模具复杂型面的高速精加工为主要研究对像，在引进国外大型高速数控加工中心设备的基础上，采用金属切削有限元模拟和实验技术相结合，研究了模具常用材料的高速切削加工机理；采用基于实例推理方法建立了具有自学习功能的汽车模具高速切削数据库；紧密结合 UG CAM软件功能，开发了刀轴倾角优化工具，因而在汽车覆盖件模具复杂型面“3+2轴”加工时，达到了汽车模具的高速度、高质量、高可靠性的加工要求。经过实际应用，取得了良好的应用效果。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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高速切削加工是汽车模具制造的发展趋势
高速切削加工技术是21世纪的一种先进制造技术，有着强大的生命力和广阔的应用前景。通过高速切削加工技术 可以解决在汽车模具常规切削加工中备受困扰的一系列问题。近几年来，在美国、德国、日本等工业发达国家高速切削加工技术在大部分的模具公司都得到了广泛应用，85%左右的模具电火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工技术集高效、优质、低耗于一身，已成为国际模具制造工艺中的主流。
通过国内外汽车模具制造行业的高速切削加工技术实践应用，高速切削加工技术具有如下优势：
一、高速切削加工提高了加工速度
高速切削加工以高于常规切削10倍左右的切削速度对汽车模具进行高速切削加工。由于高速机床主轴激振频率远远超过“机床—刀具—工件”系统的固有频率范围，汽车模具加工过程平稳且无冲击。
二、高速切削加工生产效率高
用高速加工中心或高速铣床加工模具，可以在工件一次装夹中完成型面的粗、精加工和汽车模具其他部位的机械加工，即所谓“一次过”技术（One Pass Machining）。高速切削加工技术的应用大大提高了汽车模具的开发速度。
三、高速切削加工可获得高质量的加工表面
由于采取了极小的步距和切深，高速切削加工可获得很高的表面质量，甚至可以省去钳工修光的工序。
四、简化加工工序
常规铣削加工只能在淬火之前进行，淬火造成的变形必须要经手工修整或采用电加工最终成形。现在则可以通过高速切削加工来完成，而且不会出现电加工所导致的表面硬化。另外，由于切削量减少，高速加工可使用更小直径的刀具对更小的圆角半径及模具细节进行加工，节省了部分机械加工或手工修整工序，从而缩短了生产周期。
五、高速切削加工使汽车模具修复过程变得更加方便
汽车模具在使用过程中往往需要多次修复以延长使用寿命，如果采用高速切削加工就可以更快地完成该工作，取得以铣代磨的加工效果，而且可使用原NC程序，无需重新编程，且能做到精确无误。
六、高速切削加工可加工形状复杂的硬质汽车模具
由高速切削机理可知：高速切削时，切削力大为减少，切削过程变得比较轻松，高速切削加工在切削高强度和高硬度材料方面具有较大优势，可以加工具有复杂型面、硬度比较高的汽车模具。
开展汽车模具高速切削工艺技术研究的意义
高速切削加工技术在国内外汽车模具制造行业得到了广泛的应用，并且已取得了巨大的效益，但是高速切削加工的机理和相关理论至今仍不完善，针对汽车模具的高速切削数据库尚未建立。国内外企业选择高速切削刀具参数和高速切削加工参数的方式仍以传统的“试切”法和“经验”法为主，在加工某一新型材料时，往往需要使用多种刀具进行重复切削试验，研究分析刀具的磨损、破损方式及其原因，从中找出一组最佳的刀具材料和加工参数，如此反覆多次，盲目性大，并且浪费大量的人力、财力和资源。而针对特种材料如合金铸铁、高强度合金钢、超级合金（如钛合金）等材料的高速切削加工，如何根据材料特性选择合适的切削刀具，如何设计合理的切削参数，目前仍在研究和发展中。
关于高速切削数据库的建立和使用，国内外至今很少有关的文献报道。这主要是因为高速切削加工技术起步晚，目前可用于生产的实用高速切削数据还十分缺乏。
我国有关汽车模具高速切削加工技术的研究起步较晚。近年来，众多模具企业相继从美国、德国、法国、日本等国家购买了大量高速加工设备及切削刀具，并在实践中摸索汽车模具高速切削加工的工艺技术，取得了一些成功经验。但是，一方面，引进设备不等于引进技术。高速切削尤其是大型汽车覆盖件模具的高速切削方面，没有成功的经验可供借鉴，怎样使引进的设备尽快发挥出应有的作用是摆在企业管理者和工程技术人员面前的一大课题；另一方面，技术人员在工作中边学习边应用，摸索、积累了一定的高速切削加工实例、工艺参数和工作经验，怎样将这些宝贵的经验和教训总结保存供其他技术人员借鉴、避免多走弯路也是一项难题。
汽车模具企业不仅要建立一套高速加工切削数据库，而且应是针对汽车覆盖件模具加工特徵的“特色”切削数据库，即所建立的切削数据库不但能够存储高速切削参数，而且能够存储优秀的高速切削加工实例和决策知识，因此这是能够“自动增长知识”的数据库；在数据和经验基础之上，还需要对高速加工数控编程工作任务进行有效管理。建立这样一个针对模具公司独特情况的数据库，已远远超出一般切削数据库的范畴，但这种“特色”数据库的建立和应用必定会提高汽车模具高速加工的质量和效率，并为企业带来可观的经济效益。
汽车模具高速切削工艺技术研究的内容
一、高速切削加工机理的研究
高速切削加工技术在国内外发展的时间短，切削机理方面还有很多内容仍需要进一步的研究和完善，主要表现在由于速度大幅提高，加工过程产生的切削力、切削热、刀具磨损状况以及加工表面情况都将与传统加工对应因素所产生的现象和造成的结果显著不同。高速切削机理的缺乏将阻碍高速切削加工技术的深入应用，因此首先要进行高速切削加工机理的研究以加深技术人员和操作人员对高速切削加工技术的认识，并充分利用高速切削加工技术对汽车覆盖件模具进行高效高质量的加工。
二、高速切削加工参数的优化
实践证明，在设备、材料、加工策略一定的情况下使用合理的加工参数将大大提高工作效率，并做到加工效率、刀具磨损和加工质量的最佳组合。因此，在汽车覆盖件模具高速切削加工方面进行加工参数优化是提高工作效率和汽车覆盖件模具加工质量的一个重要技术环节。
三、复杂模具曲面高速切削加工策略研究
成功进行高速切削加工的重要前提是承受近乎恒定的切削载荷，在这种条件下能够保证良好的高速切削加工效果。针对复杂模具曲面，需要进行加工过程中去除材料体积变化小、切削载荷恒定的加工策略研究以避免刀具较快的磨损和减小让刀误差。
四、汽车模具高速加工切削数据库建立
高速加工切削数据库存储高速切削参数等数据供技术人员和操作人员查询和使用，在管理工艺数据和辅助技术人员进行工艺规划方面起着重要作用。为提高技术人员和操作人员的工作效率、促进企业稳定持续发展，建立针对汽车覆盖件模具高速加工的切削数据库势在必行。
汽车模具高速切削工艺技术研究的技术手段
一、切削加工有限元模拟技术
电脑技术的飞速发展使得利用数值模拟方法来研究切削加工过程以及各种参数之间的关系成为可能，始于上世纪70年代的金属切削加工的有限元模拟技术在电脑技术的发展中也得到了长足的进步。金属切削加工的有限元模拟考虑了材料属性、刀具的几何条件、切削加工参数（切削速度、进给量、切削深度）以及切削加工引起的切削力载荷、热载荷和残余应力等因素。在试验辅助和验证的基础上，虚拟切削加工过程中刀具和零件相对运动的作用过程，对切屑成形过程进行动态物理仿真，可以显示加工行为以及被加工零件的内部应力、应变、应变率和温度等物理量的分布情况，预测零件的加工质量和刀具磨损、破损等情况。进而，通过对工艺参数的优化，可以提高零件的加工质量，有效减少刀具的磨损程度，减少采用传统试凑法确定新工艺时所需的昂贵费用和时间。另外，金属切削加工模拟时，可以定义相关因素（加工参数、刀具几何条件以及热、力的上限）与材料的去除率之间的关系。在确保零件加工质量的前提下，通过改变切削参数提高材料的去除率，从而达到提高生产率的目的。
汽车覆盖件模具高速切削加工机理和加工参数优化技术涉及材料科学、力学、金属物理学、机械制造等多个学科，在数控加工领域一直难以解决。现有的CAM软件只能根据零件曲面特徵进行数控编程，保证刀位轨迹不碰撞、不干涉，但难以保证加工后的零件在表面质量和刀具寿命等物理目标上也是最优的，往往造成产品精度低下，刀具磨损严重，所以对高速切削加工过程进行最优化分析是一项比较困难却又相当重要的课题。从上述切削加工有限元模拟技术概述来看，走数字模拟仿真和试验研究相结合之路，是解决该实际问题的有效措施。切削工艺过程和切屑成形过程的有限元模拟为深入研究切削机理、提高切削加工质量提供了新的、更加有效的分析方法。
二、基于实例推理的高速切削加工数据库构建技术
基于实例的推理（CBR—Case-Based Reasoning）起源于二十世纪七十年代，是人工智能技术发展过程中出现的一种推理模式。简单地说，就是利用以前类似问题的解决方案及知识来解决新问题。基于实例推理是一种被广泛应用于各种问题求解领域的推理方法，应用这种推理方法求解问题不依赖于所求解问题领域的规则，而是依赖于以前积累的经验和成功解决的类似实例。这非常接近于人类专家解决问题的思路和方法。
实际上，基于实例推理的技术是一种问题求解方法，可应用于众多的领域。在汽车模具高速切削加工领域，问题求解要考虑的因素非常多，解决方案的某些部分可用简单的规则来确定，但大多数情况下，则要注意到实际问题的具体情况。如选择切削刀具时，刀具类型可很简单地应用规则来确定，但像刀具尺寸、几何角度、刀片型号、尺寸、角度、加工参数等数据的确定，就很难用简单有效的规则来确定。有时，使用某些已经存在的规则甚至可能导致错误的结论。在这种情况下，应用基于规则的推理就受到了很大的局限，应用人工神经网路演算法又很难处理问题领域的非数值型数据，而应用基于实例推理的技术来解决这样的问题就很容易克服上述困难。
另外，由于积累的经验少，高速切削加工过程中，零件与刀具材料的最优匹配及切削用量的选择、切削液的选用、机床刚性与工件刚性对加工精度和表面质量的影响及切削方法与机床的选用、刀具寿命与切削用量和加工成本之间的合理匹配、零件及加工面类型对工艺方案的影响等问题，也不能用简单的公式或规则来表示。而这些信息和经验对推广高速切削技术意义重大，因此如何收集和处理十分重要。而基于实例推理解决问题的方法正好可以利用上述经验和加工实例来解决高速切削加工过程中出现的各种问题。在目前高速切削加工领域缺乏大量系统适用的切削数据、经验和规则的情况下，应用基于实例推理技术解决问题的思想方法，可为建立高速切削数据库、推广高速切削加工技术，提供一条切实可行的途径。
汽车模具高速切削工艺技术的技术路线
以有限元模拟技术和基于实例推理的高速切削数据库构建技术为研究支撑技术，以理论分析和试验研究等为辅助技术，对汽车模具尤其是覆盖件模具高速切削加工工艺展开深入研究。其研究过程为：首先进行材料力学性能试验，利用试验数据构建有限元模型，探讨高速切削加工机理，优化高速切削加工参数和揭示高速切削加工规律；基于优化的加工参数源数据和高速切削加工规律，采用实例推理方法建立高速切削数据库；研究具有复杂曲面特徵的汽车覆盖件模具保持近似恒定切削载荷的高速切削加工策略，突破3＋2轴数控加工方式关键应用技术环节，开发汽车覆盖件模具3＋2轴数控加工辅助编程工具，最后将这些成果在实际高速切削加工中进行应用。图1为研究路线示意图。
图1 汽车模具高速切削工艺研究技术路线
汽车模具高速切削工艺技术应用实例
东风汽车模具有限公司是国内汽车模具行业规模最大、技术最先进的企业之一。从2000年开始，该公司组织技术人员进行高速切削加工技术研究，密切结合汽车模具尤其是覆盖件模具制造的实际，解决了一系列关键技术，总结了一套适合汽车覆盖件模具高速切削加工的技术方案和方法，包括：汽车覆盖件模具高速切削加工的基本概念；高速加工设备的选购标准；高速加工机床的安装与调试；高速切削刀具的使用；适合于高速切削加工的CAM软件；“3+2”轴高速切削加工技术；高速切削加工工艺及测量技术等。
图2 在高速加工中心上进行的汽车覆盖件模具高速铣削
近两年又与浙江大学、湖北汽车工业学院联合开展了汽车模具高速加工工艺参数优化及数据库系统开发与应用项目。该项目以大型汽车覆盖件模具复杂型面的高速精加工为主要研究对像，在引进国外大型高速数控加工中心设备的基础上，采用金属切削有限元模拟和实验技术相结合，研究了模具常用材料的高速切削加工机理；采用基于实例推理方法建立了具有自学习功能的汽车模具高速切削数据库；紧密结合 UG CAM软件功能，开发了刀轴倾角优化工具，因而在汽车覆盖件模具复杂型面“3+2轴”加工时，达到了汽车模具的高速度、高质量、高可靠性的加工要求。经过实际应用，取得了良好的应用效果。
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對廠商高品質的刀具需求，我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS刀具、協助客戶設計刀具流程、Carbide Cutting tools設計、航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！ BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,TaiwanWelcome 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.
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