汽车模具如何使用五轴联动的高速铣床www.tool-tool.com

1 模具厂高速铣床现状

我 们厂有一台Rambudi五轴联动的高速铣床，最大装夹刀具直径20mm，主轴功率12kw，最大 进给10m/min，主轴转速1000到15000r/min，FIDIA系统，机床自动减速很好，每当曲率变化急剧时，自动减速，避免了高速时惯性对机 床的损害，是比较典型的高速机床。

虽然高速铣床的转速可以达到15000转，但目前只是在准高速上运转，加工平缓铸铁零 件的转速为 7000到8000 r/min，进给约6000mm/min，每齿进给0.3-0.4 （mm/齿）左右,使用瓦尔特SΦ20球刀：P3202-D20 刀具材料：WXK15 。根据瓦尔特提供的《切削参数》查得该刀具在8000 r/min时已基本达到切削速度的上限。

2刀具切削分析

刀 具的切削速度由刀具材料、被切削材料、还有刀具的参数如：前角、后角等共同决定，一旦选定了刀具，切削速度就确定了，但我们加工模具型面用的是球刀，转速 恒定的情况下，刀具各点的线速度不同，刀尖速度为零，刀径处最大，汽车模具往往是复杂曲面，刀具切切削点随时在变化，所以切削速度的变化范围很大，这在很 大程度上制约了汽车模具的高速加工。

目前，在个别企业高速加工参数已经用到步距0.1mm转速3万转，但对汽车模具来 讲，高速加工只适 合平坦的外板件加工，因为转速越高，刀具的线速度变化范围越大，而刀具允许的切削速度范围远小于这个值。解决这个问题的途径就是分片加工，将平缓区域隔离 出来单独加工，为了避免刀具中心线速度为零的缺点，可以适当倾角加工。外板件比如发动机罩的拉延模，产品部分平缓，可以进行高速加工，工艺补充部分就不适 合高速加工，内板件几乎除了压料面以外找不出平缓面，这里说的平缓面必须要大，如果太小会因分片太多而提刀多，刀具轨迹很短而频繁拐弯反而不利于高速加 工。即便是外板件有些也分不出多少来，比如前围，外露面较少，平坦区域也就较少，拉延模凸模能分出来高速加工的区域不足20％，这20％可以提高效率 30％，那么整个凸模提高效率在5％以上，象发动机罩车门等件还要高些有可以达到20％以上。如果一个零件只能分出一小片来高速加工，对整体而言不一定提 高效率。

3高速编程注意事项

3.1 数模表面质量的检查

数模的质量对高速加工起着很重要的作用，会直接影响刀轨的光顺性，进而影响效率和质量。根据我们以往的经验，在模具型面进行加工前提前进行数模表面的质量分析是非常有必要的。

（1）分析的主要内容：

产品型面的光顺性、裂缝和缺陷、在拉延方向有无负角、工艺补充部分是否倒圆角等，保证实物加工质量。

（2）分析方法：

1）用断面曲率梳和高斯半径进行的产品型面光顺性分析,发现产品数模表面质量问题。

2）通过视图操作、偏差分析等，检查数模是否存在扭曲、重叠、裂缝等缺陷。

3）加工型面数模精度的分析，分析数模在制作时的公差，对表面加工质量能造成的影响提前预计。

4）进入UG加工环境，对加工的数模进行验证，对有异常的面（被加工面显示虚线方框），提前处理，防止扎刀现象的发生。要分析仔细，尤其是较小的过渡面、圆角面易发生问题，这一点很重要，高速加工时一但出现过切等错误，可能造成很大的事故。

3．2 型面分片及接刀原则

（1）模具型面加工时，采用分块编程，把平坦和陡峭的面分开，以改善加工工艺性，提高加工效率。如图1所示，平坦区域的程序1就可以考虑使用高速加工。

（2 ）走刀方式

对于外覆盖件的拉延模，要有足够的重视，尽量沿车身方向走刀加工，如图2所示。

（3 ）进刀退刀方式

在进刀和退刀时采用圆弧切入切出的进退刀方式。为不要留下驻刀痕，提高加工表面光洁度和精度，在程序设计时,在切入和切出位置附加一段圆弧程序段，使该圆弧段在加工初始切削点处，与初始切削元素相切，这样刀具以圆弧方式切入工件，保证被加工表面的光洁度，如图3所示。

（4）顺逆铣的选择

型面加工当走刀方式是按固定方向加工时，采用顺铣加工。

4.五轴联动功能

我 们的高速铣床有五轴联动的功能，但我认为在汽车模具中不是很适合，如果加工比较大而且规则的零件，用五轴联动效果很好，而象叶轮等零件没有五 轴联动加工会很困难，但是汽车模具型面比较复杂，不可能始终沿零件法向，因为如果这样机床摆头过于严重，肯定与模具型面干涉，既然做不到刀具始终用相同的 区域来切削，也就失去了五轴联动的意义。还有一个重要的问题，那就是如果用三联动，机床的A轴与C轴是靠液压系统锁死的，如果用五轴联动，机床的A轴与C 轴是靠机床自身的驱动系统控制的，这大大降低了机床的刚性，对保持五轴精度极为不利，并且五轴的插补速度要比三轴低。

最 近，我厂开始加 工检具，这给五轴联动很好的用武之地，检具的材料主要是树脂，材料软，避免了五轴联动刚性差的缺点。检具中变角度的轮廓，以及很多斜孔，使用五轴联动的程 序极大的提高了加工效率，如果没有五轴联动，变刀轴的轮廓是靠球刀以仿型方式加工，有了五轴联动可以使用立铣刀以侧刃加工，加工效率差别很大

引用出處：

http://www.chinazyqc.com/html/jis/74.html

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中碳钢 www.tool-tool.com

中碳钢

开放分类： 冶金术语 技术 机械 机械零件 能源 高新技术

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中碳钢是碳量0.25％～0.60％的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。

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• 1 简介
• 2 特性
• 3 焊接

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中碳钢 - 简介

中碳钢

中 碳钢是碳量0.25％～0.60％的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70％～1.20％)。按产品质量分为普 通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理，直接使用热轧材、冷 拉材，亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的最高硬度约为 HRC55(HB538)，σb为 600～1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。

中碳钢 - 特性

高强度中碳调质钢，具有一定的塑性、韧性和强度，切削性良好，调质处理后有很好的综合力学性能，淬透性较差，容易产生裂纹，焊接性能不高，焊接之前需要很好预热，焊后需要热处理。

制造较高强度的运动零件，如空气压缩机、泵的活塞，蒸汽透平机的叶轮，重型机械的轴、蜗杆、齿轮等等，表面耐磨的零件，曲轴、机床主轴、滚筒、钳工工具等等。

中碳钢 - 焊接

中碳钢含碳量比低碳钢高，强度较高，焊接性较差。常用的有35、45、55号钢。中碳钢焊条电弧焊及其铸件焊补的主要特点如下：

(1)热影响区容易产生淬硬组织。含碳量越高，板厚越大，这种倾向也越大。如果焊接材料和工艺规范选用不当，容易产生冷裂纹。

(2)由于基本金属含碳量较高，所以焊缝的含碳量也较高，容易产生热裂纹。

(3)由于含碳量的增高，所以对气孔的敏感性增加。因此对焊接材料的脱氧性，基本金属的除油除锈，焊接材料的烘干等，要求更加严格。

引用出處：

http://www.hudong.com/wiki/%E4%B8%AD%E7%A2%B3%E9%92%A2

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中碳钢 medium earbon steel www.tool-tool.com

中碳钢medium earbon Steel含碳量在 0.30一0.60%的碳钢。中国国家标准(GB699一88)中有 30、35、40、45、50、55、60及30 Mn、35 Mn、40 Mn、45 Mn、50 Mn、60 Mn 13个钢号，其中有6个 为高锰量钢号。中碳钢的强度、硬度比低碳钢高，而塑 性、韧性比低碳钢略低，热锻、热压性能良好，冷加工 变形能力居中等，切削性好，但焊接性较差。中碳钢最 适宜采用热锻、热冲压和金属切削加工，也可以在冷状 态下拉丝或冷徽、冷冲压，除特殊情况外，很少用它作 焊接件。 加工工艺的影响中碳钢因含碳量较高，可以通过 热处理强化。多采用调质处理以获得好的综合力学性 能。机械制造业中最常用的中碳调质钢是40、45和50 号钢。与合金钢相比，碳钢的主要缺点是淬透性较低， 当工件的截面直径或厚度大于巧mm时淬火效果不 佳。因此，只有中、小型零件进行调质处理，才能得到 较好的综合力学性能。截面直径或厚度超过50一100 mm的大型工件采用正火或正火再加高温回火。对于 一般强度要求不高的中、小型零件，也可以不经过热处 理直接在热轧状态下使用。对于要求高强度、高硬度的 耐磨零件，可采用淬火及低温回火处理。此外，对于某 些承受重负荷和在冲击条件下工作的耐磨零件，如重要 齿轮、主轴轴颈等，还常在调质后采用火焰或高频表面 淬火，以代替渗碳工艺。 中碳钢在淬火成马氏体并在500一650aC回火后， 具有强度、塑性和韧性的良好配合，其金相组织是回火 索氏体。回火索氏体的硬度主要取决于铁素体的硬度及 碳化物对铁素体的弥散强化作用，可用公式H=HF+ as表示。式中H为高温回火后的硬度，凡为铁素体的 硬度，S为碳化物颗粒总表面积，a为碳化物的强化系 数。铁素体的硬度与其晶粒大小密切相关。晶粒越细， 硬度越高。当碳化物的含量一定时，碳化物的分散度越 大，碳化物颗粒越细小，其总表面积就越大，对铁素体 基体的弥散强化作用就越显著。调质钢的含碳量一般在 0.30一0.50%，以保证有足够体积的碳化物相起弥散强 化作用。 合金元素的作用碳是对韧性不利的因素。在保证 调质后的硬度及强度的前提下，应尽量选择含碳量较低 的钢种。钢中的杂质磷，会提高钢的脆性转化温度，降低 冲击值，所以优质钢中的含磷量应限制在蕊0.035%。 如需进一步改善钢的韧性，则应把含磷量降低到 0.02%以下。钢中的氧对韧性也不利。冶炼时用硅脱氧 可以改善钢的韧性。但用铝脱氧的效果更好。钢中的微 量氢会使钢产生氢脆，因此必须严格地精选原料，加强 沸腾，保证在冶炼期很好地脱氧去氢，有利于改善钢的 韧性。碳钢对高温回火脆性的倾向不敏感。钢中加入锰 后会增加高温回火脆性。钥能降低钢的高温回火脆性。 高温回火脆性的本质是磷、硫、锑、锡、砷等元素在晶 界富集的结果。这种钢的断口呈沿晶断裂。 (郑鲁)

引用出處：

http://www.chinabaike.com/article/baike/1049/2008/200807281567095.html

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金刚石膜焊接复合刀具对刀体材料要求www.tool-tool.com

0.前言

金刚石膜具有硬度高、耐磨 损，摩擦系数小，导热性好等特点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。人造金刚石膜的刀具分为两种类 型：金刚石膜涂层刀具，金刚石膜焊接刀具。粘结力较弱是金刚石涂层刀具最突出的问题。粘结力较弱的原因有两个：一是化学气相沉积(CVD)附口过程中，产 生很大的热应力；二是基体材料存在着许多降低接头强度的因素。近年来，利用生长基体金属同金刚石膜的热膨胀系数相差较大粘附强度低，在基体上沉积金刚石 膜，随着基体的冷却，金刚石膜自动脱落，得到独立的金刚石厚膜。文献采用等离子体时流CVD法在Mo基体上沉积金刚石膜，获得独立的金刚石厚膜 (0.3-1.3mm)。利用这种膜与刀体材料焊接帘(备切削刀具兼有单晶金刚石刀具和金刚石薄膜涂层刀具的优点，是一种应用前景极为广阔的新型刀具。

1.金刚石厚膜焊接刀具的制造方法

1-1金刚石厚膜的成型

由 于金刚石厚膜硬度高，耐磨性好、而且不导电。所以常见的机械切削、线切割、超声波加工等工艺方法均不适用于金刚石厚膜的切割加工，常用的 方法是激光切割。激光切割不仅能将金刚石厚膜切割成所需要的形状和尺寸，还能直接切出刀具的后角和修正厚膜表面。一般金刚石车刀的前角以0°为标准，根据 需要可在+5°的范围内选取。在强调车刀的耐磨性和尖刀强度的情况下。也可以采用负前角(-20°左右)。负后角一般以5°为标准，根据使用条件可在 2.5~10°范围内选取。由前刀面和后刀面构成的锲角在85°以上，可得到高精度的刀尖。

1-2刀体材料的性能和焊接

作为 刀体材料尽管在切削加工中不与被切削体直接接触，但由于基体要对金刚石膜起支撑作用，因此要求其具有较高的刚性，热膨胀系数与金刚石膜 相近以及良好的焊接性等。目前常用刀具材料有硬质合金(YG3、YG6、YG8等)、陶瓷(Si3N4、A12O3等)、CBN、高速钢等，硬质合金是最 有发展前途且目前研究最多的刀体材料。硬质合金是理想的基本材料，它的硬度高，又因其为烧结体，红硬性更好，室温下硬度一般在HRA83~93之 间；500℃以下硬度保持不变。抗压强度最高可达到6000MPa，一般为3400~5600MPa；室温抗弯强度在750~2500MPa之间，弹性模 量高，通常为(4~7)×105MPa；室温下刚性较好，无明显塑变，对金刚石膜可起很好的刚性支撑作用。

金刚石厚膜与刀体材料的连接主 要有方法两种：金刚石表面金属化钎焊法和活性钎料焊法。前者是利用表面处理技术(如离子束溅射等)，在金刚石 表面镀覆金属(如Ti、Cr等)，使其表面具有金属或类金属的性能。金属化的金刚石膜表面对Ag-Cu基针料具有良好的可焊性，可采用金属间针焊工艺焊 接。这种方法需进行金刚石膜表面金属化处理，增加了制备难度。活性钎料焊接法则是在针料中加入适量的能与金刚石膜表面碳原子反应生成碳化物的元素，利用针 焊过程中碳化物形成元素对金刚石膜待焊表面的活化作用，使针料润湿金刚石膜实现其钎焊过程。

1-3刀体与基体金属的连接

将 得到的金刚石厚膜硬质合金复合刀片连接到基体金属上，其连接方法大致有以下几种：⑴钎焊⑵机械加固⑶树脂粘接剂连接⑷热装压入。其中，钎 焊的办法使用最多。钎焊金刚石厚膜/硬质合金复合刀片使用的钎料就强度来说，一般使用铜基针料、银基针料等。但考虑到防止氧化的焊接裂纹以减少金刚石向石 墨转化的趋势，尽可能的使用低熔点的钎料为好，主要是使用硬质合金针焊专用的银基针料。为了更好地保护金刚石不向石墨转化，最好也是在真空或惰性气氛条件 下针焊。

1-4金刚石厚膜刀具的刃磨

金刚石厚膜刀具的刃磨方法主要有机械磨削(包括金刚石砂轮磨削和金刚石粉研磨)。热金 属盘研膳，激光束、离子束加工和等离子体刻蚀等。用金 刚石粉研磨效率低，金刚石砂轮磨削效率高，并可采用不同粒度的砂轮进行粗加工，是金刚石厚膜刀具获得较好的表面光洁度。热金属盘研磨是在高温条件下，利用 铁族元素与金刚石反应使金刚石石墨化的原理除去金刚石。用此种方法研磨表面粗糙度可达镜面水平。用激光对厚膜表面进行光整加工，加工效率很高但加工表面质 量不高，只适合于粗加工和半精加工。

2、活性钎料成分选择

活性钎料钎焊法钎焊金刚石与硬质合金所用的活性钎料，除要考虑钎料对金刚石膜与硬质合金的润湿条件，还必须考虑接头应力和真空加热条件下钎料成分的状态对钎焊过程的影响。

2-1钎料中的基本成分

金 刚石膜和硬质合金都是高硬度高钢性的材料，两种材料的线膨胀系数也有一定的差别，两者钎焊界面会产生很大的内应力，可能造成金刚石膜开裂 和连接界面分离。因此钎料的成分必须在保证强度的条件下，应具有一定的变形能力。Ag-Cu合金不但有较好的强度及对硬质合金能很好的湿润，同时Ag- Cu面心立方的晶格结构使其固浴体合金具有很好的塑性。所以，Ag-Cu合金是金刚石膜与硬质合金钎焊首选的基体成分。

2-2钎料中的活性成分

金 刚石膜与一般金属及其合金之间有很高的界面能，致使金刚石膜不能被一般低溶点合金所浸润，润湿性较差。因此必须在钎料中加入一些强碳化物 形成元素作为活性金属，以改善金刚石膜与硬质合金之间的润湿性。但添加强碳化物形成元素也存在一定的局限性，一方面加入过多的碳化物形成元素就有可能使金 刚石膜与钎料间形成过厚的脆性化合物层，影响结合性能。另一方面为了控制钎料的熔点必须对钎料中的强碳化物形成元素友谊顶的要求，如Ti、Cr、Zr、 V、B、Mo、W等，这些元素的溶点分别为：1672℃、1863℃、1865℃、1929℃、2300℃、2623℃、3387℃。相比较而言，Ti、 Cr、Zr、V更适合一些。这些元素少量的加入Ag-Cu基钎料中，一般钎焊温度可控制在850℃左右，工艺性能较好。.

另外，在钎料中胸口少量的IN、SN等低熔点金属能有效地降低钎料的熔点，但过多则会产生脆化性化合物。同时金刚石膜与刀体材料的焊接是在真空状态下进行的，钎料中应避免含有MN、ZN等蒸汽压较高的易发挥元素。

上 面分别从钎料的熔点、润湿性、蒸汽压、热膨胀，焊后是否生成脆性化合物等方面考虑了钎料中元素的选择。对活性钎料成分的选择需要综合考 虑，钎焊金刚石厚膜所添加的强碳化物形成元素多种多样。目前国内外尚未见到商品金刚石焊料，一般由应用单位自行配制。有下列一些，Cu- 10%Ti，Cu-15%Sn-3%Ti，Ag-15%Ti，Cu-30%Ag-5%Ti，Cu-15%Sn-2%Cr，Cu-1%V，Cu- Au，Ag-30%Cu-4%Ti，Ag-26.5%Cu-3%Ti等钎料成分可供选择。

3.结论

1.金刚石厚膜与硬质合金 片之间采用钎焊的方法能有效地解决粘结力较弱的问题。2.金刚石厚膜与硬质合金片的钎焊中，采用自反应活性针料进 行针焊，工艺方法简单成本低。3.金刚石厚膜自反应活性钎焊钎料，可在Ag-Cu合金针料中添加适量的Ti，Zr和Cr等碳化物形成元素进行制备。

引用出處：

http://www.chinazyqc.com/new/2008-12/1024501032.html

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切削刀具表面涂层技术方法及发展展望www.tool-tool.com

前言：切削刀具（涂层硬质合金和涂层高速钢刀具）表 面涂层技术是近几十年来应巿场需求发展起来的材料表面改性 技术，目前涂层技术方法主要有气相沉积法、溶胶－凝胶法、热喷涂法等。而气相沉积法制备切削刀具表面涂层的方法主要包括以下几种：磁控溅射沉积涂层、电弧 离子镀沉积涂层、高温化学气相沉积涂层、中温化学气相沉积涂层、等离子增强化学气相沉积涂层。这当中最常用的为高温化学气相沉积、磁控溅射沉积和电弧离子 镀。

切削刀具（涂层硬质合金和涂层高速钢刀具）表面涂层技术是近几十年来应巿场需求发展起来的材料表面改性技术。采用涂层技术可有效延长 切削刀具的使用 寿命，赋予刀具优良的综合机械性能，从而大幅提高机械加工效率。也正因为此，涂层技术与切削材料、切削加工工艺一起并称为切削刀具制造领域的三大关键技 术。

切削刀具涂层是指在机械切削刀具的表面上涂覆一层硬度和耐磨性很高的物质。为满足现代机械加工对高效率、高精度、高可靠性的要求，世界各国制造业对涂层技术的发展及其在刀具制造中的应用日益重视，在工业发达国家的工厂中，实施了涂层的刀具在总体中的占比近60%。

目 前涂层技术方法主要有气相沉积法、溶胶－凝胶法、热喷涂法等。其中，气相沉积法的应用较多，且制备涂层的质量较高。气相沉积技术通常可分 为物理气相沉积（physicalvapordeposition，PVD）和化学气相沉积 （chemicalvapordeposition，CVD）。

通过气相沉积法制备切削刀具表面涂层的方法主要包括以下几种：磁控溅射沉积 涂层、电弧离子镀沉积涂层、高温化学气相沉积涂层、中温化学气相 沉积涂层、等离子增强化学气相沉积涂层。这当中最常用的为高温化学气相沉积、磁控溅射沉积和电弧离子镀，下文将结合各类涂层技术的不同机理，阐述其优缺 点。

高温化学气相沉积技术

高温化学气相沉积涂层 （hightemperaturechemicalvapordeposition，HTCVD，一般简称为CVD） 技术是指在一定温度条件下，涂层材料的混合气体在硬质合金表面相互作用，使混合气体中的一些成份分解，并在刀具表面形成金属或化合物的硬质涂层。

此方法成功实施的关键在于：（1）作为涂层材料的混合气体与硬质合金表面的相互作用、也即涂层材料的混合气体之间在硬质合金表面上反应来产生沉积，或是通过涂层材料的混合气体的一个组分与硬质合金表面反应来产生沉积；（2）该沉积反应必须在一定的能量激活条件下进行。

高温化学气相沉积涂层具有以下优点：（1）其所需涂层源的制备相对容易；（2）可以沉积金属碳化物、氮化物、氧化物等单层及多元层复合涂层；（3）涂层与基体之间的结合强度高；（4）涂层具有良好的耐磨性能。

不 可否认的是，这种方法存在着先天性的缺陷。主要有以下几点：(1)涂层温度高。即涂层沉积温度高于900℃，使涂层与基体之间容易产生一 层脆性的脱碳层（η相），从而导致硬质合金材料的脆性破裂，抗弯强度下降；(2)涂层内部为拉应力状态，使用时容易导致微裂纹的产生；(3)在涂层过程中 排放的废气、废液会造成工业污染，对环境的影响较大。也正因为此，在20世纪90年代中后期该方法的发展受到了一定制约。

电弧离子镀沉积技术

离子镀（ionplating,IP）是在真空蒸发镀的基础上发展起来的新技术，它将各种气体放电方式引入气相沉积领域，使得整个气相沉积过程都在等离子体中进行。

其中，电弧离子镀（arcionplating,AIP）属于冷场致弧光放电范畴，是一种没有固定熔池的固态蒸发源，多采用圆形阴极电弧源作为蒸发源。

AIP的优点在于：（1）金属离化率高，高达60%～90%；（2）电弧离子镀的沉积速率高；（3）沉积涂层的膜基结合力好；（4）容易获得氮化钛等化合物涂层，在200℃以下可以进行批量生产。

AIP的不足之处是：（1）膜层中粗大熔滴的存在增大了表面粗糙度，增加了光线的漫反射，因而降低了饰品的表面亮度；（2）粗大熔滴在切削时容易剥落，造成涂层表面的缺陷。

电 弧离子镀制备涂层的种类非常多，涉及领域也极为广泛，可用于硬质防护涂层的沉积，涂层涵盖了各种金属氧化物、碳化物、氮化物和某些金属及 合金材料。其也可用于多层结构涂层和纳米多层结构涂层的制备，具有电弧离子镀操作简单、镀膜室空间利用率大、生产效率高的特点，近年来已经发展成为沉积硬 质涂层的重要技术，在国内外都得到了迅猛发展。

近年来一种新的涂层制备系统采用了复合涂层技术，其结合电弧离子镀和磁控溅射沉积两种技 术，系统配置有几个电弧和磁控溅射阴极，电弧层可作 为过渡层或为整个涂层提供必需的耐磨性，与此同时，磁控溅射层则提供高温和化学稳定性。这一复合涂层技术的优点是沉积过程易于控制、稳定性好、重复性佳， 其沉积速度（≧0.5μm/h）足以满足工业化生产中对节省处理时间的实际要求。

中温化学气相沉积技术

中温化学气相沉积涂 层（moderatetemperaturechemicalvapordeposition，MTCVD）技术的反应 机理是以含C-N原子团的有机化合物如三甲基氨、甲基亚胺等为主要反应原料气体，与TiCl4、N2、H2等气体在700℃～900℃温度下，产生分解、 化合反应，生成TiCN等涂层。

MTCVD的优点是：(1)沉积速度快、沉积温度较低；(2)涂层较厚；(3)对于形体复杂的工件涂层均匀；(4)涂层附着力高；(5)涂层内部残余应力小。鉴于此，这种方法易于工业化，是一种优于高温化学气相沉积涂层的涂层方法。

MTCVD也有缺点：(1)涂层内部为拉应力状态，使用时容易导致微裂纹的产生；(2)在涂层过程中排放的废气、废液会造成工业污染，对环境不友好。上述原因在某种程度上也制约了这种技术方法的发展。

采用MTCVD技术可获得致密纤维状结晶形态的涂层，涂层厚度可达8～10μm。这种涂层结构具有极高的耐磨性、抗热震性及韧性，适于在高速、高温、大负荷、干式切削条件下使用，从刀片寿命来看，相比普通涂层刀片的寿命可提高一倍左右。

等离子增强化学气相沉积技术

等 离子增强化学气相沉积涂层(plasma-enhancedchemicalvapordeposition，PECVD)技术是指通过 电极放电产生高能电子使气体电离成为等离子体，或者将高频微波导入含碳化合物气体产生高频高能等离子、由其中的活性碳原子或含碳基团在硬质合金的表面沉积 涂层的方法。

PECVD的优点：(1)它利用等离子体促进化学反应，可将涂层温度降至600℃以下；(2)由于涂层温度低，在硬质合金基体与涂层材料之间不会发生扩散、相变或交换反应，因而基体可以保持原有的强韧性。

PECVD的缺点：(1)设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高；(2)涂层过程中产生的剧烈噪音、强光辐射、有害气体、金属蒸汽粉尘等对人体有害；(3)对小孔孔径内表面难以涂层等。

PECVD工艺的处理温度已降至450～650℃，这有效抑制了η相，可用于螺纹刀具、铣刀、模具的TiN、TiCN、TiC等涂层应用，但是迄今为止，该工艺在刀具涂层领域的应用并不广泛。

磁控溅射沉积技术

磁 控溅射沉积涂层（magnetronsputtering）技术属于辉光放电范畴，利用阴极溅射原理进行镀膜。膜层粒子来源于辉光放电中 氩离子对阴极靶材产生的阴极溅射作用。氩离子将靶材原子溅射下来后，沉积到工件上形成所需膜层。因为在溅射装置的靶材部分引入磁场，磁力线将电子约束在靶 材表面附近，延长其在等离子体中的运动轨迹，从而提高其在参与气体分子碰撞和电离过程的程度。

磁控溅射沉积具有如下优点：（1）沉积速率 高、维持放电所需靶电压低；（2）电子对于衬底的轰击能量小；（3）膜层组织细密，由于磁控溅射 沉积涂层是靠阴极溅射方式得到的原子态粒子，携带着从靶面获得的较高能量到达工件，利于形成细小核心、长成非常细密的膜层组织；（4）磁控溅射沉积涂层能 够获得大面积薄膜，可获得广泛应用。

但是这一方法也存在以下一些问题：（1）靶材刻蚀不均匀。由于磁场强度分布不均匀，使靶材利用率低。 这可以通过合理设计靶材结构、配加电磁 场来促成靶面磁场强度的变化，实现放电扫描，从而有效提高靶材利用率。（2）金属离化率低。针对此，可按要求加大（或减少）靶中心的磁体体积，造成部分磁 力线发散至距靶较远的衬底附近，达成非平衡磁控溅射。

值得一提的是，磁控溅射方法也可用于制备多层膜和纳米膜，而随着高新技术和新兴加工业的迅速发展，沉积具有更高性能的多层膜和纳米膜的需求日渐增多。因此，磁控溅射技术值得进一步的深入研究和发展，其应用前景优越。

结语

（1）切削刀具涂层技术方法仍然以气相沉积技术为主流，溶胶－凝胶法、热喷涂法需要进一步的研究发展。

（2）物理气相沉积具有温度低、环境污染少等优点，因此近年来得到迅速的发展，其中以磁控溅射沉积、电弧离子镀沉积技术最为显著。

（3） 物理气相沉积和化学气相沉积两种技术工艺在切削刀具涂层中仍然将并存和相互补充，并因其自身的优点在涂层比例中占有各自的份额。一般 说来，高速钢等钢制工具、锋利的硬质合金精切刀片和硬质合金整体多刃刀具（如立铣刀、麻花钻等）采用PVD工艺涂层较理想；其余大部分硬质合金刀片均可采 用CVD工艺涂层。

（4）物理气相沉积和化学气相沉积这两种方法仍然存在自身的缺点，因此改进沉积工艺条件、发展新的沉积方法依然是进一步研究的重点。

引用出處：

http://www.chinazyqc.com/new/2008-10/1487530.html

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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, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’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、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

Bewise Inc. www.tool-tool.com

ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

铝件干式切削在汽车零部件加工中的应用www.tool-tool.com

引言：作者从铝件加工的环保效应入手，分析了铝件的干式切削加工工艺的主要思路，从五种加工工艺详细阐述在干式环境下如何保证产品的加工质量

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。

数年前，日本株式会社开始对铝件的半干式切削加工技术进行了研究，其研究成果已在6种产品、7条生产线上使用。本文将该公司的研究成果及实用化实例介绍如下。

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。

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，因此，前述技术对节约能源是切实有效的。

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。 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。

　　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

1 喷雾的生成及供给技术

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，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。

2 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。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。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。

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，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。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，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。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(因工件刚性小，钻头长，进给速度有所降低)可知，半干式钻削磨损小，可实现良好的钻削效果。

3 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。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。由大量生产加工刀具磨损的评价结果可知，其磨损量比湿式攻丝还小，且螺纹牙形也很好。

4 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(直径2mm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。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。

5 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。

引用出處：

http://www.chinazyqc.com/html/jis/224.html

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