BW Professional Cutter Expert www.tool-tool.com

Bewise Inc.   www.tool-tool.com     Reference source from the internet.   
目前金属切削FMS的加工对象主要有两类工件：棱柱体类(包括箱体形、平板形)和回转体类(长轴形、盘套形)。对加工系统而言，通常用于加工棱柱体类工件的 FMS由立、卧式加工中心，数控组合机床(数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等)和托盘交换器等构成；用于加工回转体类工件的FMS 由数控车床、车削中心、数控组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。

　　因为棱柱体类工件的加工时间较长，且工艺复杂，为实现夜间无人值守自动加工，加工棱柱体类工件的FMS首先得到了发展。小型FMS的加工系统多由4～6台机床构成，这些数控加工设备在FMS中的配置有互替形式(并联)、互补形式(串联)和混合形式(并串联)三种，见表1。应该说明，这些配置主要取决于机床功能、FMS的物料流和信息流，而并非取决于加工设备的物理布局。

表1 机床配置形式与特征比较

　　FMS的加工系统原则上应是可靠的、自动化的、高效的、易控制的，其实用性、匹配性和工艺性好，能满足加工对象的尺寸范围、精度。材质等要求。因此在选用时应考虑：

　　工序集中。如选用多功能机床、加工中心等，以减少工位数和减轻物流负担，保证加工质量。

　　控制功能强、扩展性好。如选用模块化结构，外部通信功能和内部管理功能强，有内装可编程序控制器，有用户宏程序的数控系统，以易于与上下料、检测等辅助装置连接和增加各种辅助功能，方便系统调整与扩展，以及减轻通信网络和上级控制器的负载。

　　高刚度、高精度、高速度。选用切削功能强，加工质量稳定，生产效率高的机床。

　　使用经济性好。如导轨油可回收，断、排屑处理快速、彻底等，以延长刀具使用寿命。节省系统运行费用，保证系统能安全、稳定、长时间无人值守而自动运行。

　　操作性、可靠性、维修性好。机床的操作、保养与维修方便，使用寿命长。

　　自保护性、自维护性好。如设有切削力过载保护、功率过载保护、行程与工作区域限制等。导轨和各相对运动件等无须润滑或能自动加注润滑，有故障诊断和预警功能。

　　对环境的适应性与保护性好。对工作环境的温度、湿度、噪声、粉尘等要求不高，各种密封件性能可靠、无渗漏，冷却液不外溅，能及时排除烟雾、异味，噪声、振动小，能保护良好的生产环境。

　　其他。如技术资料齐全，机床上的各种显示、标记等清楚，机床外形、颜色美观且与系统协调。



Welcome to BW tool world!  We are an experienced tool maker specialized in cutting tools.  We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand.  Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc.  We are professional expert in cutting field.  We would like to solve every problem from you.  Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you.     BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc.   www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
钛合金材料由于其密度小，比强度高，耐高温，抗氧化性能好等特点，应用广泛。但钛合金机械加工性能差，影响了该材料的广泛使用。

　　钛合金即在工业纯钛中加入合金元素，以提高钛的强度。钛合金可分三种：a钛合金，b钛合金和a＋b钛合金。a+b钛合金是由a和b双相组成，这类合金组织稳定，高温变形性能、韧性、塑性较好，能进行淬火、时效处理，使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在：

　　比强度高。钛合金密度小(4.4kg/dm3)重量轻，但其比强度却大于超高强度钢。

　　热强性高。钛合金的热稳定性好，在300－500℃条件下，其强度约比铝合金高10倍。

　　化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应，在表面形成TiC及TiN硬化层。

　　导热性差。钛合金导热性差，钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m·℃，导热系数是0.036卡/厘米·秒·℃。

　　钛合金机加工特性分析

　 　首先，钛合金导热系数低，仅是钢的1/4，铝的1/13，铜的1/25。因切削区散热慢，不利于热平衡，在切削加工过程中，散热和冷却效果很差，易于在 切削区形成高温，加工后零件变形回弹大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快，耐用度降低。其次，钛合金的导热系数低，使切削热积于切削刀附近的小面积区域 内不易散发，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削热不易散发，加速刀具磨损。最后，钛合金化学活性高，在高温下加工易与刀具材料起反应，形成溶敷、扩散，造 成粘刀、烧刀、断刀等现象。

　　钛合金在加工中心上的铣削案例分析

　　零件的结构形式，见图1。该零件的特点是：

图1 零件外形尺寸

　　形状较复杂，精度要求高。

　　加工过程中必须进行多种工序加工。

　　必须严格控制零件公差范围。

　　价格昂贵，加工成本高。

　　加工中心加工钛合金特点

　　加工中心可以多个零件同时加工，提高生产效率。

　　提高零件的加工精度，产品一致性好。加工中心有刀具补偿功能，可以获得机床本身的加工精度。

　　有广泛的适应性和较大的灵活性。如本零件的圆弧加工、倒角和过渡圆角。

　　可以实现一机多能。加工中心可以进行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。

　　可以进行精确的成本计算，控制生产进度。

　　不需要专用夹具，节约大量成本经费，缩短生产周期。

　　大大减轻了工人的劳动强度。

　　可以与UG等加工软件进行多轴加工。

　　刀具材料的选择

　　刀具材料选用应满足下列要求：

　　足够的硬度。刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。

　　足够的强度和韧性。由于刀具切削钛合金时承受很大的扭矩和切削力，因此必须有足够的强度和韧性。

　　足够的耐磨性。由于钛合金韧性好，加工时切削刃要锋利，因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力，这样才能减少加工硬化。这是选择加工钛合金。

　　刀具最重要的参数

　　刀具材料与钛合金亲合能力要差。由于钛合金化学活性高，因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金，造成粘刀、烧刀现象。

　　经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行试验表明，采用高钴刀具效果理想，钴的主要作用能加强二次硬化效果，提高红硬性和热处理后的硬度，同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。

　　铣刀的几何参数

　　钛合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在着较大区别。

　　螺旋角b

　　选择较小的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散热快，同时也减小切削加工过程中的切削抗力。

　　前角g

　　切削时刃口锋利，切削轻快，避免钛合金产生过多切削热，从而避免产生二次硬化。

　　后角a

　　减小刀刃的磨损速度，有利于散热，耐用度也得到很大程度的提高。

　　切削参数选择

　　钛合金机加工应选择较低的切削速度，适当大的进给量，合理的切深和精加工量，冷却要充分。

　　切削速度Vc

　　Vc=30－50m/min

　　进给量f

　　粗加工时取较大进给量，精加工和半精加工取适中的进给量。

　　切削深度ap

　　ap=1/3d为宜，钛合金亲合力好，排屑困难，切削深度太大，会造成刀具粘刀、烧刀、断裂现象。

　　精加工余量ac适中

　　钛合金表面硬化层约0.1－0.15mm，余量太小，刀刃切削在硬化层上，刀具容易磨损，应该避免硬化层加工，但切削余量不宜过大。

　　冷却液

　　钛合金加工最好不用含氯的冷却液，避免产生有毒物质和引起氢脆，也能防止钛合金高温应力腐蚀开裂。

　　选用合成水溶性乳化液，也可自配用冷却液。

　　切削加工时冷却液要保证充足，冷却液循环速度要快，切削液流量和压力要大，加工中心都配有专用冷却喷嘴，只要注意调整就能达到预期的效果。

　　通过对钛合金的特性分析，解决了钛合金切削加工过程中存在的难题；通过编制正确、科学的加工工艺，可以降低成本，提高生产效率，得出如下结论：

　　用加工中心精加工钛合金，满足了零件形状复杂，高精度的要求，且可多件同时加工，提高生产效率。

　　高钴刀具材料是钛合金理想的加工刀具。

　　选择合理的刀具几何参数、切削参数、冷却液，可以延长切削刀具寿命，提高生产效率。

　　安排出合理科学的工艺规程是提高效益、节约成本的最佳方法。



Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com

1）切削刀具数据库 根据ISO标准，刀片参数包括刀片类型，切削边长度，刀尖圆弧半径，切削边的数量和刀片的成本。刀杆的参数包括刀杆的类型，刀片在刀杆上的夹持方式，切削边的长度、刀杆的直径，所能加工孔的最小直径，刀片切削边的角度和刀杆的成本。根据这个数据库，在加工时就可以选择合适的刀片和刀杆。

　　2）切削用量数据库 切削用量数据库采用瑞典Sandvik Coromant公司提供的工艺参数。它包括零件的材料、进给量、切削速度，刀片硬质合金的牌号等。

　　3）加工中心数据库 包括机床型号、在机床上所要加工零件的最大总体尺寸，进给量和主轴转速取值范围，机床功率和机床运行时每分钟的费用等。

　　镗削加工工艺优化程序框图如图1所示，其中：ITbk为毛坯的精度等级；ITwp为工件的精度等级。

图1

　　优化所需的原始数据是：零件的轮廓尺寸、材料、硬度，基本加工表面的直径和长度，总的加工余量，毛坯的精度等级和表面粗糙度，零件被加工成的基本加工表面的精度等级和表面粗糙度。

　　瑞典Sandvik Coromant公司的数据基本上能满足切削用量优化的条件，但还存在以下不足。

　　1）公司的数据是建立在切削刀具工作耐用度为15min这个基础上的，这仅在个别的情况是对的；

　　2）没有给出选择切削深度的方法，这使得分配整个加工余量到每一工步中去变得复杂了；

　　3）在选择切削速度时没有考虑切削刀具可靠性这一重要因素；

　　4）没有考虑主偏角对切削速度的影响等等。

　　以上不足之处本系统中都给予了应有的重视。

　　程序运行的下一步，是输出加工顺序和总加工余量在每一工步中的分配量。应该注意的是，在加工中心上加工时，总的加工余量要比普通机床上加工时的余量少20%－40%。镗削加工的类型有：粗镗、半精镗、精镗，根据毛坯和零件的精度等级，可选用某种加工方法或其中几种方法的结合。加工余量通常是根据实际经验分配到每一个工步中去。例如：在镗削加工中，粗镗加工余量占总余量的70%，半精镗占20%，最后精镗所剩部分。如果要求一步镗削加工完毕，那么在这一步中总的加工余量，将被加工掉。

　　确定了加工步骤，每一工步的加工余量之后，就对每一加工步骤的镗削参数进行优化。首先应该选择刀具，刀具包括刀片和刀杆。刀片类型选择是根据刀具切削边长度和刀尖半径而定的。进给量是根据刀尖半径和加工表面粗糙度确定的。刀片的选择与所加工零件的材料、硬度以及进给量有关。切削速度的确定与刀具的工作耐用度有关。对每种切削速度和刀具的工作耐用度来说有一个相应的加工费用，相对于费用最少的切削参数就是最优的。

　　最后，校验所选用的切削用量，如果检验结果满意，就可以认为得到的优化切削用量是可用的。

　　使用本程序对镗削加工用量进行优化，可以使加工箱体零件精密孔的费用降低。

图2是镗Ø60H7孔的优化结果的实例。

　　刀片规格：T-MAX.U.TCMM16T312-52；刀杆：S25T-STFCR/L16-M；切削深度：a=0.21mm；进给量：s= 0.12m/r；优化速度：v=210.0min；刀个耐用度：T=6-min；主轴转速：N=700r/nin；工步成本：C=1.3859美元。

　　以上所得到的结果都建立在ISO标准基本之上，推广使用十分方便。



Welcome to BW tool world!  We are an experienced tool maker specialized in cutting tools.  We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand.  Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc.  We are professional expert in cutting field.  We would like to solve every problem from you.  Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you.     BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc.   www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
1．前言

　 　颗粒增强铝合金复合材料，其价格低廉，性能优良，生产工艺简单，成为新材料研究的一个重要领域和发展方向。特别是颗粒增强铸造铝合金复合材料，其性能可 用选择不同的基体合金，改变加入物的数量、大小和分布来进行调整。由于硬的碳化硅等颗粒分布在较软的铝合金基体中，使复合材料的切削加工性能同基体合金差 别较大。目前用刀具切削仍然是金属基复合材料的重要加工方法，研究复合材料的切削加工性能对保证零件的加工质量，降低生产成本，提高生产效率等有着非常重 要的意义。但颗粒增强铸造铝合金复合材料切削加工性能的研究报导很少。影响材料切削加工性能的因素较多，而材料对刀具的磨损速度及工件表面的粗造度是表征 其切削加工性能的重要方面。本文用硬质合金YG6和高速钢W18Cr4V为切削刀具，研究了碳化硅颗粒增强ZL201合金复合材料的切削加工性能，探讨了 切削加工机理，以便为正确制定颗粒增强铸造铝合金复合材料的切削加工工艺提供依据。

　　2．试验方法

　　复合材料用熔体 搅拌法制取，基体合金及复合材料用金属模浇铸成40mm坯料，基体合金为ZL201，试样经淬火+完全人工时效处理。碳化硅颗粒平均直径为14µm和 80µm，选用四种复合材料进行试验：5%SiC-wt(14µm)、10%SiC-wt(14µm)、5%SiC-wt (80µm)、10%SiC-wt(80µm)。

　　切削刀具选用硬质合金YG6和高速钢W18Cr4V车刀。刀具几何参数为g=6°，a=8°，Kr=90°，K′r=15°，ls=0°。

　 　在C6132普通车床上进行干切削试验。选用两组参数： ① vc＝28m/min，ap=0.4mm，f=0.2mm/r。② vc= 72m/min，ap=0.2mm，f=0.1mm/r。用读数显微镜测量车刀后刀面的磨损值VB，用JSG—1型光切法显微镜测量复合材料己加工表面的 粗糙度。

　　3．试验结果及讨论

　　碳化硅颗粒尺寸对切削性能的影响

　　在不同的切削参数条件下，用硬 质合金和高速钢刀具切削复合材料和基体合金。试验材料对刀具后刀面的磨损曲线如图1、图2所示。可见无论是高速钢还是硬质合金刀具，在相同切削参数下，复 合材料对其后刀面的磨损量均比基体合金大。为了比较不同复合材料对刀具后刀面的磨损速度，把图中曲线进行一元线性回归处理，其回归方程的斜率即为该曲线对 应复合材料对刀具的磨损速度(mm/min)。

曲线的回归方程为：

曲线1：VB=0.012+0.061t
曲线2：VB=0.017+0.034t
曲线3：VB=0.018+0.018t
曲线4：VB=-0.0145+0.013t
(a)

曲线的回归方程为：

曲线1：VB=0.028+0.082t
曲线2：VB=0.007+0.042t
曲线3：VB=0.0216t
曲线4：VB=-0.0038+0.0148t
(b)

　　1-10%SiC(80µm)， 2-5%SiC(80µm)， 3-10%SiC(14µm)， 4-5%SiC(14µm)， 5-ZL201

图1 高速钢刀具后刀面磨损曲线



曲线回归方程为：

曲线1：VB=0.015+0.045t
曲线2：VB=0.0015+0.0285t
曲线3：VB=-0.022+0.0152t
曲线4：VB=-0.027+0.0096t
(a)



曲线回归方程为：
曲线1：VB=0.0012+0.058t
曲线2：VB=0.030+0.030t
曲线3：VB=0.015+0.0169t
曲线4：VB=-0.015+0.0116t
(b)

1-10%SiC(80µm)， 2-5%SiC(80µm)， 3-10%SiC(14µm)， 4-5%SiC(14µm)， 5-ZL201
图2 硬质合金刀具后刀面磨损曲线

　 　比较各图曲线1、3和2、4的回归方程斜率可知，碳化硅颗粒尺寸越大，复合材料对刀具后刀面的磨损速度也越快。特别是高速钢切削10%SiC (80µm)复合材料时，刀具磨损很快，切削不到3分钟，磨损量就超过0.2mm(图1)。说明高速钢切削粗颗粒碳化硅增强铝合金复合材料是不合适的。切 削细碳化硅颗粒复合材料时，其对刀具的磨损速度远小于切削粗颗粒复合材料。特别是对5%SiC(14µm)复合材料，高速钢和硬质合金刀具均可对其连续切 削较长时间，而且允许比较高的切削速度。比较图1和图2相同切削参数下的同号曲线可知，复合材料对高速钢刀具的磨损速度大于硬质合金刀具。说明切削碳化硅 颗粒增强ZL201合金复合材料时，硬质合金刀具的耐磨性要比高速钢优良。这是因为碳化硅颗粒具有很高的硬度(HV2800)，颗粒在基体合金中的分布是 无方向性、呈不连续分布。因此颗粒增强铸造铝合金复合材料具有各向同性。当碳化硅颗粒粗大时，切削过程中易受刀刃的挤压、撞击而转动、破碎、甚至脱落。这 就加强了硬的碳化硅颗粒对刀具的磨损及刮划作用，增大了刀具后刀面的磨损速度。而碳化硅颗粒越细小，其在基体ZL201中的分布越弥散，切削时颗粒容易在 切削变形区随基体变形，也可以在切削力作用下将细的碳化硅颗粒压进切屑中或已加工的工件表面，使刀具切削时，直接接触碳化硅的几率减小，从而减小对刀具的 磨损速度，使常用的高速钢W18Cr4V和硬质合金YG6刀具也能较长时间切削细碳化硅颗粒增强ZL201基复合材料。硬质合金比高速钢有更高的硬度和耐 磨性，在相同切削条件下，硬质合金比高速钢磨损速度小。

　　碳化硅颗粒含量对切削性能的影响

　　比较图1、图2中各曲线 1、2和3、4可知，无论是14µm的碳化硅还是80µm的碳化硅，其复合材料中颗粒量越大，高速钢和硬质合金刀具的磨损速度就越快。根据图1a和图 2b，10%SiC(80µm)复合材料对高速钢的磨损速度是5%SiC(80µm)复合材料的1.8倍；10%SiC(14µm)复合材料对硬质合金刀 具的磨损速度是5%SiC(14µm)复合材料的1.4倍。试验中切削80µm碳化硅颗粒复合材料时，硬质合金刀具前刀面上有细粉生成，碳化硅含量越大， 形成的细粉状物越多。这说明在切削复合材料时，部分碳化硅粗颗粒被刀具挤压、破碎而飞溅到刀具前刀面上，形成细粉尘粒。部分细粉也可能是硬质合金中的硬粒 被复合材料中的碳化硅挤脱而生成的，碳化硅颗粒含量越大，对刀具的磨损就越严重。而切削细颗粒碳化硅复合材料时，很少见到细粉出现。根据颗粒增强金属基复 合材料的强化机制，对细颗粒增强复合材料，碳化硅颗粒含量越大，复合材料的硬度及耐磨性越好，对刀具的磨损速度也就越快。

　　复合材料已加工表面的粗糙度

　　比较图1和图2中同号曲线可知，同一种复合材料，切削加工参数②条件下对刀具的磨损速度比参数①条件下快，碳化硅颗粒尺寸越大，这种差别越大。这是由于切削速度不同所致，切削参数②的切削速度大，碳化硅硬颗粒对刀具的撞击、磨损机会越多，刀具的磨损速度也就越快。

　 　观察复合材料切屑表明，碳化硅颗粒尺寸对复合材料的切屑形状也有影响。颗粒尺寸越大，切屑越短，底面越不连续，横裂纹越多，横向变形越明显，切屑外观越 粗糙。碳化硅颗粒越细小，切削连续性越好，切屑底面越平整，横裂纹越少。两种参数条件下复合材料已加工表面的粗糙度 Ra值如图3所示。由图可知，碳化硅颗粒尺寸越大，复合材料的表面粗糙度越大。对碳化硅粒径为80µm的复合材料，粗糙度随碳化硅颗粒含量的增大而增大； 而碳化硅粒径为14µm复合材料，粗糙度随碳化硅颗粒含量增大而减小。这是因为在切削过程中，复合材料中的粗碳化硅颗粒受刀具的挤压容易破碎和脱落，增大 了切削过程中的机械摩擦，使已加工复合材料表面粗糙度增大。而复合材料中细碳化硅颗粒易被压入切屑和已加工工件表面，且复合材料的硬度随碳化硅含量增加而 增大，使细碳化硅颗粒的复合材料粗糙度随颗粒含量的增加而减小。

(a)高速钢刀具切削

(b)硬质合金刀具切削

图3 复合材料加工表面粗糙度

　　4．结论

　　高速钢或硬质合金刀具可对细碳化硅颗粒的ZL201合金复合材料进行连续较长时间切削，而不宜切削加工粗碳化硅颗粒的ZL201合金复合材料。

　　碳化硅颗粒含量越大，复合材料对高速钢和硬质合金刀具的磨损越快。在相同条件下，复合材料对高速钢刀具的磨损速度大于硬质合金刀具的磨损速度。

　　碳化硅颗粒尺寸越大，复合材料加工表面的粗糙度越大，且随颗粒含量的增加而增大；碳化硅颗粒细小，复合材料加工表面粗糙度小，且随颗粒含量增加而减小。

　　碳化硅颗粒增强ZL201合金复合材料对高速钢和硬质合金刀具的主要磨损为磨粒磨损。
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com

Bewise Inc.   www.tool-tool.com     Reference source from the internet.  
指导思想：在数控切割机机床结构、硬件配置和制造水平大致相同或类似的情况下，数控切割机的切割效率和切割质量主要将由数控切割软件决定，特别是由优化套料编程软件和数控系统中的切割控制软件决定。因此，用户在购买数控切割机时，要非常重视数控切割软件的选择和配套，下面就以FastCAM套料软件和FastCAM数控系统为例，简要介绍有效提高切割效率和切割质量，有效节省钢材和耗材的全新数控切割理念和技术方法，实现数控切割机全时切割、自动切割、高效切割、高质量切割和高套料率切割！

　　目前数控火焰和等离子切割机在我国工业企业开始大量普及，国内数控切割机厂家生产的数控切割机在机床设计和制造水平方面逐步趋向成熟和稳定。但是在数控切割机硬件结构和制造水平相同或类似情况下，由于缺乏数控切割软件技术，使数控切割机在使用过程中普遍存在切割生产效率低，钢材和耗材浪费严重的问题，具体表现在以下几个方面：

　　1. 数控系统不稳定：用户在购买数控切割机挑选数控系统时，一味追求民用计算机的高配置，选用Windows系统、高主频CPU和大硬盘，忽视了工业用数控系统的稳定性。由于高主频CPU和大硬盘功率大，发热量高，尤其是在夏天，数控系统内部发热过热，导致数控系统和切割机无法正常工作，只好使用工业风扇把数控系统进行风冷。此外，高主频CPU必须配备风扇，而风扇容易磨损，寿命有限，容易导致CPU和主板损坏，硬盘震动损坏磁道且易感染病毒，都会造成数控系统不稳定，导致切割生产停滞。

　　2. 没有使用套料软件：在购买数控切割机时没有购买优化套料软件，只是使用CAD软件和NC转换软件，进行画图和NC切割文件，或是调用数控系统中的零件库，在数控系统上对DXF或NC文件进行手工编程套料，局部切割，使数控切割机大部分时间处于等待编程套料的闲置状态，大大降低了数控切割机的生产效率，同时由于钢板的局部切割，产生大量边角余料或剩余钢材，导致钢材的严重浪费。

　　3. 不能实现自动切割：数控系统上没有自动切割工艺和切割参数数据库，切割工人只能凭借经验和眼睛观察，通过手工方式调整和控制穿孔过程、切割速度和拐角加减速，不能做到自动穿孔和自动切割，数控切割机的生产效率不能得到有效发挥。

　　4. 单件切割与热切割变形：就是每个零件都要预热穿孔并逐个切割，没有使用共边、借边、桥接连割等高效切割方式，不仅容易发生热切割变形，而且火焰预热穿孔耗时耗材，切割效率低，等离子割嘴损耗浪费严重。

　　5. 切割质量问题：诸如零件引割点过烧留疤痕、零件拐角过烧、切割面过分倾斜、切割圆形零件时圆变形或不闭合，切割大尺寸零件发生严重误差，使切割变形不闭合等严重切割质量问题。

　　下面介绍全新的数控切割理念和技术方法，通过数控切割软件技术，实现数控切割机的“全时切割、自动切割、高效切割、高质量切割和高套料率切割！”

　　全时切割：

　　传统切割方式：使用CAD画图软件和NC转换软件，绘制DXF零件图转换为NC文件，然后在数控系统上进行手工套料编程，或是调用数控系统零件库中的零件，在数控系统上进行套料编程，使数控切割机大部分 (超过50%的)时间处于等待数控系统进行套料编程的闲置状态，数控切割机不能做到全时切割，切割效率大大降低(超过50%)。

　　全时切割方式：FastCAM公司倡导和推广全时切割生产方式。在电脑上使用FastCAM优化套料编程软件完成整板套料，余料板套料和高效切割套料编程，数控切割机只接受套料软件提供的CNC切割程序，使数控切割机全时用来切割。改变传统的在数控系统上进行编程套料，使数控切割机闲置等待编程套料的切割生产方式，有效提高数控切割机的切割效率。

　　经济效益：“全时切割”给企业带来的最大经济效益是提高数控切割机的生产效率，使原本一台数控切割机的切割生产能力提高成为二台甚至三台数控切割机的切割生产能力。

图一：整板套料实现全时切割

图二：余料板套料实现全时切割

　　自动切割：

　　传统切割方式：依靠切割工人的切割经验，通过手和眼的紧密配合，进行手工操作，调节和控制数控切割过程的预热、穿孔、起割、空程和正常切割加减速和拐角加减速等。

　　现实问题：企业无法保证每个切割工人都具有丰富的切割经验和良好的操作技能，更无法保证每个切割工人的工作态度和身体状况始终处在最佳或良好的状态，因此也就无法保持或保证数控切割机的切割效率和切割质量。只有把丰富的切割经验和切割工艺写入数控系统，工人使用自动切割方式，排除人为因素的干扰，才能保证数控切割机的切割效率和切割质量。

　　自动切割方式：FastCAM公司倡导和推广自动切割生产方式。FastCAM专门为火焰和等离子数控切割提供的 FastCNC数控系统，为用户提供了完善的自动穿孔和自动切割工艺，通过调用板材切割参数库和自动切割逻辑，使用自动切割功能键，实现自动切割，包括自动穿孔，空程和切割速度的自动加减速，以及拐角和圆弧切割的自动加减速。自动切割方式的最大优点是把完善的切割工艺和丰富的切割经验集成在数控系统中，有效地弥补切割工人的经验不足和体力与情绪的波动，可以有效提高和持久保证数控切割机的切割效率和切割质量。

图三：自动切割工艺数据库

图四：自动切割板材参数数据库

　　特别值得指出的是：火焰厚板穿孔技术难度高，切割工艺复杂。FastCNC数控系统提供了独具匠心的火焰厚板自动穿孔切割逻辑数据库和明盲孔自动智能判断功能，使火焰厚板穿孔实现自动穿孔，自动判断明孔盲孔，实现借边切割，有效减少和避免火焰厚板穿孔次数。

　　高效切割：

　　传统切割方式：不论是火焰切割还是等离子切割，切割效率低的主要原因是每个零件都要预热穿孔，都要逐个切割，火焰切割预热穿孔耗时耗材，切割效率低，等离子切割割嘴损耗浪费严重。

　　高效切割方式：FastCAM公司倡导和推广高效切割生产方式。FastCAM优化套料软件在整板套料和余料板套料的基础上，提供共边、连割、借边、桥接等高效切割方式编程方法，有效减少预热穿孔，减少重复切割，防止热切割变形，从而有效提高切割效率，节省钢材和耗材，特别是节省等离子耗材。

　　同时，FastCNC数控系统为实现高效切割提供了零件套料图形库和明盲孔自动判断与借边切割功能，节省画图编程套料时间，实现零件整板套料和共边与连续切割，有效减少预热穿孔，改变传统的逐个零件切割，每个零件穿孔的切割方式，有效提高切割效率。

图五：火焰高效切割，整板只穿孔二次

图六：等离子高效切割，整板只穿孔三次

图七：零件套料连割图形库

图八：无线遥控器

　　经济效益：高效切割生产方式可减少70～80%的穿孔数量，每年可节省50%的割嘴和耗材。

　　无线遥控技术，直接提高数控切割生产效率。

　　FastCNC数控系统提供了独具特色，且使用便捷的无线遥控器，有效提高钢板校正、起割点定位、更换割嘴、切割与拐角加减速的操作效率，避免操作工人在钢板、割枪与数控系统之间来回奔走，一个人就可以轻松地掌控切割机的操作。无线遥控技术与触摸屏技术相比，触摸屏技术在于改善或替代键盘操作，但还是局限在数控系统上，而无线遥控技术不仅改善和替代键盘的操作，而且摆脱了数控系统的限制，直接在切割机和钢材上进行操作，有效提高钢板校正、起割点定位穿孔、切割加减速、更换割嘴等切割过程的操作效率，避免工人来回奔走，有效提高切割效率。

　　高质量切割：

　　几种常见数控切割质量问题：

　　1. 数控切割机使用一段时间后，齿轮齿条磨损产生反向间隙，导致切割零件不闭合和机床上下抖动，严重影响切割质量和机床使用寿命。

　　2. 在等离子切割中普遍存在拐角过烧和圆弧切割面过分倾斜等切割质量问题。

　　3. 在等离子切割中普遍存在引割点过烧留疤痕的质量问题，特别是在不锈钢的切割中，由于过烧疤痕很难修补，造成加工困难和钢材浪费。

　　4. 在切割大尺寸零件时，产生切割误差，导致零件切割不闭合，造成废品。或是切割由大量小实体组成的零件时，发生数控切割机上下抖动、不闭合、变形等质量问题，造成切割质量降低，机床寿命缩短。

　　5. 数控切割机在切割圆形零件或弧形零件时，切割不闭合，或是圆或弧发生严重变形。

　　高质量切割工艺：

　　FastCNC数控系统提供完善系统的切割工艺，确保数控切割机高质量切割。

　　1. 提供齿轮齿条间隙自动补偿切割工艺，有效解决反向间隙的切割质量问题，延长切割机使用寿命。

　　2. 提供不同板材厚度和不同切割方式下的拐角及圆弧自动加减速的设置和切割工艺，有效解决拐角过烧和圆弧切割面倾斜问题。

　　3. 提供多种引入引出线补偿方法，有效解决引割点过烧留疤痕的质量问题。用户可根据焊接或机械加工的需要，自主选择起割点少量过烧、留小尾巴、或近似平滑的起割点引入引出方式。

　　4. 提供CNC程序的预处理功能，把DXF圆弧中的小线段压缩拟合为光滑的曲线，使数控切割机平稳切割，有效避免机床上下抖动，提高切割质量。

　　5. 提供直线插补运算和圆弧插补运算，保证圆形零件切割不变形。

　　高套料率切割：

　　传统切割方式：是在数控系统上读入零件的DXF或NC文件或是调用数控系统零件库中的零件，使用手动或矩阵方法在数控系统上进行套料和编程，然后在数控切割机上进行局部切割。手工套料和局部切割通常的结果是钢板的中间留下大面积不规则的剩余钢材，无法再进行准确的套料和切割，从而造成大量剩余钢材的产生和钢材浪费。

　　高套料率切割方式：FastCAM公司倡导和推广高套料率切割生产方式。使用FastCAM优化套料软件，进行整板套料、余料板套料，进而实现整板切割和余料板切割，有效避免钢板余料的产生和浪费，使剩余钢板得到充分的重复利用。

　　总之，在数控切割机的机床结构、硬件配置和制造水平大致相同或类似的情况下，完全可以通过软件技术，特别是配套使用 FastCAM优化套料软件和FastCNC数控系统，实现“全时切割、自动切割、高效切割、高质量切割和高套料率切割”，进一步提高数控切割机的切割效率和切割质量，有效节省钢材和耗材。
Welcome to BW tool world!  We are an experienced tool maker specialized in cutting tools.  We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand.  Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc.  We are professional expert in cutting field.  We would like to solve every problem from you.  Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you.     BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc.   www.tool-tool.com

　　原型零件快速制造

　　随着汽车市场的繁荣，汽车的更新换代越来越快，要求新产品研制周期尽可能缩短。而高速铣削加工效率高，可切削复杂的型面型腔，尤其与立卧转换5轴联动等柔性加工方式相结合，是原型零件快速制造的极佳解决方案。

　　汽车零件模具加工

　　一辆汽车所需模具上千副，模具的制造周期和质量直接影响到汽车的生产周期和质量。高速铣削在汽车复杂零件模具制造方面具有独特的优势。例如：高速铣削中心在加工安全门锁的注塑模时，所加工材料的硬度为54HRC，使用的最小的刀具为0.6mm，最大切深 4.8mm，表面粗糙度达Ra0.4mm。而且不再需要钳工工序，缩短了加工时间。又如在加工车窗自动升降系统齿轮箱的注塑模时，所加工材料的硬度为 58HRC，工件直接铣削部分达85%，其余15%通过电加工完成，总加工时间为16h，缩短了加工时间的50%。

　　汽车内饰件模具加工

　　汽车的更新换代不仅仅体现在性能的提高上，更体现在汽车外观及内饰件的更新上。汽车内饰件多为注塑件，模具的消耗量大，高速铣削能提高模具的制造精度，延长模具的使用寿命，从而提高注塑件的质量。

　　由此可见，高速铣削在汽车零件模具及内饰件模具的加工上体现出了巨大的技术优势。在加工工艺方面，高速铣削在汽车模具加工中主要应用在以下几个环节中。

　　（1）加工电极

　　放电加工工艺基本上需要两个电极来加工一个工件。若要更好地进行放电加工，需要复制相同的电极，通过表面质量来统一区分粗加工和精加工的电极。一致性好的电极会减少放电加工的时间。传统铣削的电极需手工抛光，一致性差，且手工抛光后的电极总带有尖角，而尖端放电会影响电加工的质量。高速铣削的电极无需人工抛光，粗加工和精加工电极之间的几近完美的一致性会优化放电加工的效率。同时，由于高速铣削可加工薄壁，因而可以加工带肋的整体电极，这就消除了传统铣削中多次装夹产生的位置累积误差，相应地节省了时间并提高了质量。

传统加工与高速加工的效果对比

加工方式
   

总工序数
   

总时间(h)
   

型槽加工(h)
   

加工精度(mm)
   

表面粗糙度

传统加工
   

22
   

256
   

179
   

±0.2～±0.5
   

Ra1.6

高速加工
   

17
   

120
   

44
   

±0.10
   

Ra0.4

　　（2）模具的粗加工和半精加工

　　由于高速铣削可以在淬硬钢上直接加工，理论上它可以直接铣削出模具。但当模具型腔有特殊要求时，还需要电加工的配合。因此，可以在材料热处理后，利用高速铣床进行模具型腔的粗加工和半精加工，而留下较小的余量，由电加工来完成模具最后的精加工。

　　（3）直接加工完成淬硬钢模具

　　这种方式是模具加工中高速铣削优势的最大体现。以东风汽车有限公司商用车锻造厂运用米克朗的高速铣加工曲轴和连杆锻模为例，传统的加工工序为：外形粗加工→仿形铣粗加工型槽→热处理→外形精加工→数控电火花粗、精加工型槽→钳工打磨抛光型槽→表面强化处理。而采用高速加工后的工序为：外形粗加工→热处理→外形精加工→高速铣加工型槽→表面强化处理。利用高速铣削直接加工完成淬硬钢模具具有明显的加工优势，它使总加工成本从传统加工的27000多元降到22000元。
Welcome to BW tool world!  We are an experienced tool maker specialized in cutting tools.  We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand.  Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc.  We are professional expert in cutting field.  We would like to solve every problem from you.  Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you.     BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc.   www.tool-tool.com

PMMA镜片虽然具有优越的光学特性，又能矫正角膜性散光，然而由于其不透氧往往导致角膜缺氧水肿。配戴不舒适，时间不能持久，目前基本已补淘汰。 1960年捷克学者利用十年的时间发明了软性隐形眼镜的材料，就是一直延用至今的聚甲基丙烯酸羟乙酯，简称HEMA。1971年软式隐形眼镜的正式生产和应用改善了传统硬式隐形眼镜的不透氧及异物感的缺点，又因其装配容易，且无适应期，因此产品一上市即受到广泛的欢迎，迅速占领了PMMA的市场，迄今为止它的配戴者在全世界也是占主流地位。然而它也有一些缺点如：容易吸附沉淀物、矫正角膜散光欠佳、镜片保养较复杂、镜片易破等。针对这些缺点世界上的高分子科学家又开始研究一种新的隐形眼镜材质，1974年，为了改善镜片的透氧性能，以达到使镜片能够安全地配戴过夜的目的，一种透气硬镜材料（硅酮丙烯酸酯， SMA）诞生了，由于硅成份的介入，使镜片的透氧性能进一步提高，其后又在此基础上衍生出多种透气硬镜材料，具有代表性的有氟硅丙烯酸酯（fluorosilicone acrylates，FSA）和氟多聚体（fluoropolymers）等。有机氟成分则使材料有更为良好的透氧性能。

美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员公布的最新研究结果表明，他们利用一种新型硅树脂水凝胶材料制成的隐形眼镜镜片，能够减少眼睛受细菌感染的几率。这是隐形眼镜研制的一个重大突破，美国食品与药品管理局已经批准将这种新材料应用于月抛型隐形眼镜的生产。有人看作是半硬性或半软性隐形眼镜，但它实际是更接近硬性，所以叫做透气性硬镜，简称RGP（Rigid Gas Permeable）。这种隐形眼镜的缺点是开始配戴时适应时间稍长，但由于它透氧性非常好，对角膜的影响也极小，所以可以过夜配戴。这种RGP镜片在少数国家，如日本在隐形眼镜销量中占有主导地位。可以预见这种镜片的发展前景是美好的。

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com