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随着生产发展的需要和科学技术的进步,许多高熔点、高硬度、高强度、高脆性、高韧性等难切削材料不断出现,同时各种复杂结构与特殊工艺要求的零件也越来越多,采用传统的切削加工方法往往难以满足要求,各种特种加工方法相继出现,迅速发展。特种加工方法是直接利用电能、化学能、声能和光能进行加工的方法。特种加工方法主要用于对硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、宝石、陶瓷等切削性能较差材料加工,以及各种模具上特殊断面的型孔、喷油嘴和喷丝头上的小孔、窄缝和高精度细长零件、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件加工。常用的特种加工方法有电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、粒子束加工、振动切削加工等。当前,许多特种加工正在向高精度高表面质量方向发展,出现了精密电火花加工和精密电解加工,开展了提高激光加工精度(如加工小孔)的研究,有些加工方法,如电子束加工,粒子束加工本身就是 1 种超精密加工方法,使原子分子加工单位级的水平,这些方法可以去除、沉积 1 个分子和 1 个原子。因此,特种加工具有以下特点:

    1)特种加工主要不是依靠刀具和磨料来进行切削,而是利用电能、光能、声能、热能和化学能等来去除零件上的多余金属和非金属材料,因此工件和工具之间没有明显的切削力,只有微小的作用力,在机理上有很大不同。

 

    2)特种加工不仅可以去除零件上的多余金属和非金属材料,而且还可以进行附着加工、结合加工和注入加工。附着加工可使工件被加工表面覆盖一层材料,即镀膜等;结合加工是使两个工件或两种材料结合在一起,如激光焊接、化学粘接等;注入加工是将某些金属离子注入到工件表层,以改变工件表层的结构,达到要求的物理机械性能。

 

    3)特种加工中工具的硬度和强度可以低于工件的硬度和强度,因为它主要不是靠机械力来切削,有些工具甚至无损耗,如激光加工、电子束加工,离子束加工等。

 

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,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶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 DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機航空機械鉸刀主機版專用頂級電汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。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 http://www.tool-tool.com / 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,Taiwan

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 toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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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.

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    3)特种加工中工具的硬度和强度可以低于工件的硬度和强度,因为它主要不是靠机械力来切削,有些工具甚至无损耗,如激光加工、电子束加工,离子束加工等。

 

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在机械加工中,一些结构复杂的零件,其加工工艺是很复杂的,有时还要求操作者能在最短的时间内将工件加工出来,尤其是难加工材料的工件,其加工工艺更为复杂。为此,制造厂家不断地寻求更加经济有效的方法来加工复杂零件,包括车削零件。CNC机床的先进性已使我们对几乎可想象到的刀具轨迹进行编程。但是当刀具沿着这些轨迹运动时,其刀具零件之间的关系(切入角、进给量、切削速度和深度)持续发生着变化。所以,解决上述问题的关键在于如何以最有效和经济的方式车削复杂零件。 
复杂性的含义
复杂的车削加工可能是刀具在径向和轴向上同时进给的加工以形成不同的零件廓形。除此之外,其它复杂因素还包括工件材料的可加工性、期望的产量和机床能力,当然也有交货期及加工成本。应当注意的是一个车间认为复杂的零件也许被另一个车间认为是常规零件,即零件的复杂性并不总是很明显的。
Voss工业公司的John Campell先生指出,一个看起来简单的零件或许比一个复杂形状的零件更具挑战性。他将718镍合金法兰的车削加工与螺旋管接头的加工作了一个比较。尽管螺旋管接头要求10次安装和24道工序,但一旦安装好开始加工后,这个过程就不再需要调节。另一方面,718合金法兰在加工过程中要求连续进行调节以补偿材料回弹、收缩和刀具磨损。另外,不同材料、同样形状的工件对切削力的反应不同。以法兰为例,在材料规定的范围内,镍和铬元素的变化可能使一批材料与另一批材料以及零件零件之间的切削条件发生变化。 

选择刀片几何形状
车削一个复杂零件,最基本的要求是切削刃能够进入到零件廓 形所在的区域。这要求选择适当的刀片形状、主偏角、副偏角、前角和后角。当选择刀片形状时,关键是应考虑刀片的强度。其中,圆刀片的强度最高。对非圆形刀 片,刀尖角越大,其强度越高。但是由于隙角的原因,仿形车削通常使用35°或55°的菱形刀片。刀杆的选择实际上由所要求切入的轨迹来决定,如果需要进行 复杂的仿形车削,则可选择安装菱形刀片的J型刀杆,这样可形成较大的后角。
刀片的刀尖角和主偏角一起决定着刀具能否进入工件轮廓;工件和刀片主切削刃之间的间隙、副后刀面及其下半部分的后角至关重要。我们常常靠估计、经验来判定刀具能否进入到工件及其相关的后角。这种方法很费时。现在CAD作图和切削模拟软件在计算机显示屏上进行模拟切削而不需要在实际零件上进行。 

 

美国绿叶公司的Dale Hill说,他们公司直接根据顾客提供的CAD图纸进行刀具设计。设计人员可以看出刀具是否需要铲背或刀具能否进入一个深槽区域。对于一些真正复杂廓形的零件,采用标准刀具通常是不可行的,因为它们通常不能进入到复杂零件的凹腔和拐角处。而计算机模拟可以加速专用刀具的设计。 

刀片后角
刀片的主前角和副前角将决定后刀面和工件间的后角。不同的材料要求不同的后角。例如当加工韧性材料,尤其是镍基合金时,其回弹性非常大。这些合金会在切削刃前面鼓起,在切削刃通过后产生回弹。这些回弹的工件将刮擦后刀面,并产生大量的切削热。另外镍基材料的加工硬化也会产生切削热,最终导致刀具热失效。失效形式可能是崩刃,但切削刃的热膨胀将导致刀具断裂。
钛金属材料可能回弹0.05mm和0.08mm,因此加工这类材料时要求在后刀面和工件之间有14°或15°的后角,以防止热失效。然而钛和塑料有相似的回弹性。当加工钛金属时,后角太小将造成刀片热失效。这样的刀具加工塑料时,由回弹产生的切削力和切削热将融化塑料工件。 
刀片的后角不能过大,过大的后角将会降低刀片的强度;无后角刀片有足够的强度,但必须安装在负前角的刀杆上以形成足够的后角。使用一个有正前角槽形的无后角刀片可保证需要的刀片强度,又可形成正前角的切削。

 

切削力和切屑控制

工件、刀具和车削系统中其它因素之间关系的变化将影响有效的切屑控制。例如,在仿形车削加工中,当刀片从工件中心向外移动时,切屑厚度变薄,切刀深度增加,切屑控制恶化。一个解决方法就是将一次走刀分为两次走刀,将向外的进给换成向中心的进给,以获得最终的廓形。
薄壁细长零件难以装夹,切削力可能引起工件变形和极差的表面粗糙度甚至使零件报废。一个专门设计的、可控制切屑的刀片可以减小这种变形。绿叶公司提供一种名为TurboForm的精加工硬质合金刀片,它有很大的正前角和压制的断屑器,所以产生的切削力很低。同时,该刀片的周边经过精密磨削,故具有很高的光洁度。如一个航空制造商在加工喷气式发动机压缩机的薄壁密封钛零件时,由于刀具振动使得刀片崩刃和加工表面光洁度降低。在使用TurboForm刀片后,消除了刀片振动和工件变形的现象,延长了刀具的寿命。 
如果工件材料的可加工性造成了车削加工的复杂性,则由两种材料构成的零件可能双倍加大这种复杂性。因此当加工由多种材料构成的零件时,一个办法就是选择可加工不同材料的刀片牌号。例如当加工内部为4340钢、外部为镍基合金的零件时,制造者必须在编程时增加一暂停程序,以便更换刀片。使用两种不同牌号的刀片进行加工,其刀片寿命仍很低时,则推荐使用日本住友电工公司的AC2000 CVD涂层刀片,通过改变进给量和切削速度来加工上述两种材料,不必停机更换刀片,显著地提高了刀具寿命。 

 

修磨
一些零件轮廓不能简单地使用现成的刀片进行加工。在使用负前角J型刀杆进行切入式切削时,35°刀片的副后刀面的下半部分可能与工件发生碰撞,引起刀片断裂。防止这种情况的一个方法就是磨去妨碍切削的这个部分。
汽轮机管路系统制造商Jeff Carver先生说,他们经常使用非常锋利的刀具加工零件,因为经常没有标准的刀具,因此需要经常修磨刀具
尽管一些制造厂商喜欢库存的标准刀片,通过修磨来满足特定的加工要求,但这些修磨的刀片也可直接从刀具生产厂家购买,因为他们已为加工某些特殊零件准备了专用的刀片。当一把修磨的刀具在一次走刀中不能满足要求时,唯一选择就是停机,使用另一种刀片来完成切削。不足之处是要花费时间,并且要中断一次走刀,这将在工件上留下刀痕。 

 

机床
CNC机床制造商不断引进先进技术来简化复杂零件的车削。比较典型的就是Mazak公司的多功能车/铣床。这些机床像一台在工作台一端有车削主轴的加工中心。机床的B轴在加工中能沿零件径向转动225°,这使刀尖半径始终在与切削相切的方向上,可用一把刀完成多道工序。
总之,金属切削学科的进步必将使复杂零件的车削变得更容易,要想经济有效地加工一些复杂零件,还是需要工艺因素的配合。 

 

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在过去五年里,德国刀具工业的销售状况,除了正常的波动以外,总的趋势是持续上升的,但是产品的供货期延长了。随着经济情况的进一步好转,必须加快新产品开发并重视关系着刀具制造业前途的研究开发工作。使2000年以后制造业能应用更高效的刀具。

   那么,当前哪些课题对刀具工业最重要呢?可以列出以下十个方面:

   (1)如何加工新出现的工件材料;

   (2)关于硬-干-高速加工;

   (3)关于电泳沉积工艺,以及梯度结构的硬质合金;

   (4)关于多层涂层、纳米级涂层;

   (5)关于润滑性涂层和微量润滑技术;

   (6)一次性刀具;

   (7)智能刀具;

   (8)提供具有管理功能的切削技术;

   (9)互联网对刀具工业带来的影响;

   (10)专利技术与推广普及的关系。

  新的刀具要加工什么样的工件材料

   在未来十年里,新开发的刀具应能加工什么样的工件材料呢?从与刀具工业关系最密切的两个工业部门--汽车工业和航空工业可以得到明确的答复。

   在汽车工业里,铝合金占主导地位,图1是瑞典Volvo汽车厂工件材料构成的变化趋势。铝合金还是制造飞机机身的主要材料。在飞机发动机制造业,除了铝合 金外,主要材料还有镍基合金和钛基合金,图2是瑞典Volvo飞机发动机厂工件材料构成的变化趋势。此外,上述材料构成的格局还正在发生变化,预计蠕虫状 石墨铸铁(GGV)和镁合金在今后将起重要作用。

   表1是这两种材料与普通灰铸铁(GG)、铝合金性能的比较,它们将影响切削加工的效率和刀具的寿命。

   a 灰铸铁 b 球墨铸铁 c 锻钢 d 铝合金 e 其它a 钢 b 铝合金 c 钴基合金 d 镍基合金 e 钛合金 f 合成材料图1 轿车工业工件材料发展趋势图2 飞机发动机工业工件材料发展趋势

   表1 材料性能比较工件材料灰铸铁GG25GGV铸铁 (70%珠光体)GGV铸铁 (95%珠光体) 铝合金AlSi9Cu3镁合金AZ91HP强度MPa230440480255225弹性模量Gpa1301451457445硬度 HB19020025010072汽缸盖毛重kg40.4303027.521.5汽缸盖净重kg35.224.524.52217

  硬-干-高速切削:干切削的十个相关技术

  硬加工,主要是指渗碳淬火钢的加工,目前能达到的技术水平见表2。当前制造技术中最重要的趋势肯定是干切削。下面列出经济地应用这项技术的十个最重要的相关技术:

  (1)只有可通用的干式或准干式切削工艺才有价值,由于在孔加工(钻、攻丝、铰)的切削区有很高的切削温度,因此孔加工是干式切削能否通用的关键。

  (2)必须采用新的特殊的刀具几何角度,以减少刀具与工件之间的摩擦,有利于切屑的流动。

  (3)刀具材料应适合磨出锋利的刃口,以降低切削温度。

  (4)采用含TiAlN的多层涂层,阻止热量传入刀具。

  (5)用减摩涂层降低切屑流动的摩擦。

  (6)外部的微量润滑方法只对不经常更换刀具的加工是简单且有效的。

  (7)对于频繁更换刀具的加工中心机床,需要采用经主轴-刀具的内部微量润滑供给方式。

  (8)要有抽吸切屑和油雾的装置。

  (9)适用于干切切削的机床应有利于切屑的落下,并能很快将切屑从加工区清除。工作台的移动有高的加(减)速度,以提供最佳的进给速度。

  (10)必须采用高的切削速度,使热量由切屑带走。

   表2 硬切削的技术状况(由汉诺威工业大学提供)用陶瓷、CBN硬车削用超细颗粒硬质合金+TiN涂层硬铣削用超细颗粒硬质合金+TiAlN涂层硬铣削切削速度 Vc(m/min)120~250200~35040~60进给量f mm 0.05~0.150.1~0.20.02~0.1粗糙度Ra μm1~42~5 2~4 精度IT5~7     IT7~10图3 干式切削在德国机械制造行业发展前景

  上述十条中有几条还要进一步说明,其中最重要的是第10条,因为只有当干式切削在不降低生产率的前提下,它的优点才有现实意义,并得到广泛应用。实践证 明,采用干式切削必须提高切削速度,使热量由切屑带走。实际情况比预期的还好,生产率不但没降低,甚至还提高了。关于该项技术推广的速度会有多快,专家们 的看法不完全相同,图3为德国机械制造行业干式切削所占的比例:目前为6%,到2003年最佳的估计可达40%,而现实的估计为20%。

  为了加快干式切削的推广工作,德国第二大汽车制造厂的做法可供借鉴,其项目实施安排的原则是:

  凡是可采用干式切削的工序,必须投入适合干式切削的机床,否则可按以下原则进行加工:

  ①首先采用微量润滑,看加工是否可行。

  ②如果必须采用冷却,则应优先考虑乳化液。

  ③只有在迫不得已情况下才使用油冷却。

  关于干式切削机床的开发,目前至少已有12家机床厂能提供新开发的可适用干式切削的加工中心或近期将推出样机。

  可替代高速钢和焊接式PCD的硬质合金

  目前在市场上占主导地位的刀具材料还是传统的格局:P类用于加工钢,K类用于加工铸铁和铝合金。这样的格局即将过时,P类硬质合金的优点仅仅在于,在加工 钢材时重磨后可不重涂。实际上,这个优点已显得无关紧要,如果采用涂层的超细颗粒硬质合金,与P类硬质合金相比,在重磨前寿命的增加远远超过重磨后的寿命 损失,因此总寿命有很大提高,见图4。

  为提高硬质合金的韧性,通常是增加钴的含量,由此带来的硬度降低现在可通过细化粒度得到补偿(见图5),从而使超细颗粒硬质合金受到青睐。尤其在机床刚性 较差或加工条件不稳定的场合,如果用普通硬质合金刀具迟早会打刀。图6是用超细颗粒硬质合金制造的曲轴油孔钻,孔深为25d,代表了此类刀具当前的最高水 平。

   a TiN涂层 b 重磨后图5 K类硬质合金的硬度和强度图4 K40UF与P40刀具耐用度比较图6 用超细颗粒硬质合金制造的曲轴油孔钻图7 梯度硬质合金K40UF金相结构

  细颗粒硬质合金的另一个优点是刀具的刃口锋利,适合加工那些很粘的工件材料。高的强度和锋利的刃口,即使在加工条件恶劣的场合也可取代高速钢刀具,从而使硬质合金刀具的应用范围更加广泛。

  尽管用纳米级细颗粒制造的硬质金硬度和强度都达到了最高值,但价格太贵。于是开发了一种芯部韧、表面硬的梯度性能硬质合金材料(图7)。目前这种材料还只能用粗颗粒硬质合金制造。这样连续的(无级的)梯度结构材料很适合制造刃口圆弧不变的刀具(如立铣刀、铰刀)。

  对于有端刃的刀具,如钻头、锥铣刀等,其横刃磨损很快,对此,电脉沉积能够带来突破。该项技术能够以很小的变化率改变涂层的韧性和硬度的比例,它可将梯度 性能的颗粒沉积到刀具任意形状的表面上。当能沉积致密的金刚石涂层时,焊接式的金刚石刀具,由于其价格昂贵、不利环保、以及在复杂外形上焊接质量不稳定等 弊端,将会被淘汰。

  多层涂层和纳米级涂层能取代TiN吗?

  在各种涂层中,TiN涂层占主导地位,而最新的涂层研究探索将刀具涂层的三个最重要的优点合在一起。

  以 TiN为底层构筑多层涂层,可保证涂层的最佳性能。这种涂层的生产效率也不低,因为刻蚀和涂层工序可部分地同时进行。在TiN底层上沉积的TiAlN和 TiN多层结构对裂缝的吸收有最好的效果。在多层结构中,层与层之间的变化越大则使裂缝改变走向的效果越好,因而增加了裂缝向基体扩展的路程。

  目前,多涂层的表层一般都是TiAlN,因为TiAlN的导热率最低。此外,由于TiAlN表层生成的氧化物为刚玉,它比由TiN表层生成的氧化物强度高。

  多层涂层必须采用曾被否定的多弧工艺,多弧工艺的生产率不成问题,问题是涂层中所存在的大颗粒,这些大颗粒会阻碍切屑的流动,因此不适于涂复深孔加工刀具。

  为了定量地评价这种颗粒的影响,引入了涂层滑动系数的概念,以反映涂层中颗粒的影响程度。方法是对钻削时所测得的进给力进行分析,用相应的钻削深度来表 示。通过对刻蚀工艺的改进和利用较小颗粒的多层结构,可极大地改善多弧涂层的滑动性能。同时,还可通过自抛光效应提高涂层的滑动性能。在解决了多弧涂层存 在的颗粒问题以后,多层涂层比通常的TiN涂层可大大提高加工效率。

  纳米级涂层使刀具的硬度和耐磨性进一步提高,因此,有可能在将来放弃使用焊接式CBN、PCD刀具。纳米级涂层的技术已经掌握,即控制放电的时间与被涂刀具的旋转速度,使两者精确同步。但纳米级涂层的实用性还局限于批量涂复相同几何形状的刀具。

  那些独立运行的涂层公司,通常要同时处理不同的工件,因此还不能涂纳米级。对这些公司来讲,当前最重要的是开发有实用价值的退涂技术。目前很多涂层公司还不掌握退涂和细化颗粒的技术。因此,在今后相当长的一段时间内,其主要业务还是简单的重涂。

  一种更有发展前途的涂层工艺是离子注入(PII),其原理是通过金属离子的轰击强化晶格,使硬度提高而不改变刀具的尺寸,这对精加工刀具很有利。把现有工 艺与离子注入相结合能够产生新型涂层,那就是首先应用离子注入在基体上生成作为后面常规涂层的"根",这样可达到最佳的涂层性能。

关于润滑性涂层与微量润滑的发展

  润滑性涂层与微量润滑有同样的效果:减少刀具与工件之间的摩擦,防止积屑瘤的形成,因此也形成两者之间的竞争。它们的发展主要是因为干式切削工艺的推广应用。

  润滑性涂层在与硬涂层结合使用时,可以发挥充分的作用,其发展方向为:

  1 有很高硬度的类金刚石涂层, 粗糙的表面、太大的涂层厚度以及主要是被涂硬质合金允许的最大的钴含量(约6%)阻止了金刚石涂层的形成,而新型的热弧工艺能在很低温度下沉积出非晶态的 类金刚石涂层。它可以涂覆任何硬质金属、钢、甚至铝制零件。这种涂层的摩擦系数非常低,能够实现"无油传动"。

  2 形成中等硬度的润滑性涂层,如WC/C基涂层。这种涂层在摩擦的跑合阶段显示较高的摩擦系数。然而它比MoS2涂层有更高的耐磨性,它的这种特性使刀具在耐用度后期其表面润滑性也不会由于自抛光效应而变坏。

  3 形成可供使用的真正的软涂层,如MoS2基涂层。它的优点是刀具的跑合过程非常有效,甚至热弧涂层工艺留下的大颗粒也不会堵塞切屑,只要在MoS2被磨掉以前切屑已抛光了这些大颗粒。

a 刀具涂层 b 装饰涂层 c 工件涂层

图1 一个中型涂层公司的涂层业务发展状况

   从涂层应用领域的整体来看,涂层的发展将保持很大的增长速度(见图1),因此出现了象Pilze这样的大涂层中心,但它们不能只靠刀具涂层生存下去,必须以低得多的涂层价格招徕零件制造业。相反,那些从事经济地涂覆重磨刀具的小型涂层服务点,倒是经常门庭若市。

  微量润滑很适合制造技术的现状,它只要相当少的费用(2000~20000DM)就可实施,方便地附加到现有的机床上,所需要的前提条件也不难解决。

  微量润滑是利用流体力学文氏管原理:高速的空气流把油雾化成几乎"无质量"的液滴。它有两种使用方式:外部的和内部的,与浇注式冷却比较,其微量润滑有很多优点:

  (1)比浇注乳化液效果更佳,可使每一滴介质完全进入工作区。

  (2)避免了对刀具的热冲击。

  (3)和浇注式冷却方式相比,只消耗1/60000的润滑油。

  (4)工件和切屑都是干的。

  (5)辅以抽吸装置,可以实现保护环境和维护操作者的健康。

  但持怀疑和反对的人也提出了新的异议和指责:

  (1)要有效地使用微量润滑的内冷却方式,需要新的机床和昂贵的主轴。

  (2)为了试验微量润滑,有关的机床必须停产较长时间,并需进行复杂的改装。

  (3)油雾不象浇注式那样可是以收集回来再泵出去,会极大地污染工作环境。

  (4)油雾的粒度在10μm以下,甚至1μm,会进入肺里,影响人的健康。

  对于上述几点异议的答复是:

  (1)实践证明,对现有机床进行微量润滑改装,其高速主轴在高达40000r/min时仍能可靠工作;

  (2)为微量润滑开发的ECD刀具夹头,可实现内部的微量润滑方式,而不必改装机床,它用一个旋转装置吸进周围的空气,再从油池里带走油液,送到刀具的内冷却通道里;

  (3)用浇注式冷却方式,其损耗、输送和使用的费用需要高得多;

  (4)由小液滴组成的油雾只在密封的管道中流动,从刀具里喷出来时已变成大得多的颗粒。

  在微量润滑有上述一些优点的情况下,还需要润滑性涂层吗?回答是肯定的,因为它能使刀具减少摩擦,而微量润滑却达不到这个目的,两者一起可形成有效的组合,其应用已不局限于切削加工。

a 汽车制造业 b 汽车配件业 c 机床制造业 d 手工业 e 其它工业

f 高速加工铣床 g 加工中心 h 专机 i 普通机床 k 其它机床

图2 微量润滑的应用状况

  在德国,微量润滑装置目前每年有10000套的市场(见图2),而且还将进一步增加。市场的业绩主要取决于服务的成套程度,那些能迅速提供整个加工过程中 有关干式切削成套技术的,包括刀具、微量润滑、涂层,将在市场竞争中取胜。可以预测,在五年之内,德国制造的加工中心中将有5%用微量润滑与润滑性涂层相 结合来取代浇注式冷却。

  关于旋转刀具的一次性使用问题

  刀具使用一次以后,在什么情况下可以丢弃?应该是在修理、维护不可能或者很复杂(如特殊的波形刃刀具的重磨必须送到刀具制造厂),或者修理、维护费比买新 的还贵时。没有人认为,价格便宜的硬质合金可转位车刀片、铣刀片应该重磨。现在已把直径较大的钻头做成可转位式,其理由既有技术上的也有经济上的。一方 面,对于直径大于16mm的刀具,其刀体所需求的精度用近净成形工艺(如精密压力铸造)已很容易达到;另一方面,用整体硬质合金制作大直径的刀具,其材料 的费用太高。

  相反,对于小直径刀具,如制成可转位式就没有竞争力,一是刀片槽定位面的尺寸精度只有磨削才能达到;二是这个尺寸段刀具的硬质合合金材料所占的成本较少。 而整体硬质合金刀具还具有高的加工效率和精度,以及可很好的重磨和重涂的优势。如果一次性使用,很不经济。但前提是要有一个组织得很好的重磨和重涂服务, 使质量和供应都有保障。为此,可把内部的刀具管理委托给外部的公司来承担。

  关于智能化刀具

  数控机床配上可执行动作的智能化刀具涉及很多时髦的概念,带有测量功能并可自调的切削头,以及可适应控制的和能自学习的数控机床,在理论上不是新的,新的是所使用的测量、驱动和计算技术。

  借助于地球上空的卫星,全球定位系统(GPS)能够确定物体的位置,微米级的全球定位测量系统以同样的原理用到房间里的机床上。在日益流行的六条腿机床上,很需要这种技术,因为这种机床每根轴的位置测量很困难,关键是能否达到这些数控轴所必需的分辨率。

  设在刀具和机床里的传感器和执行元件,通过与机床控制器的无线耦合,能够实现尺寸偏差的调整及对刀具耐用度的识别(见图3)。

图3 在加工中心里安装压电晶体测力转台

图4 可转位刀片上的测量涂层

  图4所示是一种具有测量功能的刀片涂层,由于刀具的磨损、变形或温度变化会改变涂层的电阻,并转化成电讯号。

  还有一种可控的消振器,利用凝胶和压电晶体可调整刀具的不平衡,以防颤振。

  这方面工作的最大进展是参与这类工作的范围扩大了。80年代仅在实验室的试验装置上做少量试验,而现在为了找到实用方法,德国机械制造业的专家们在更大的领域里共同努力工作。

  智能化不仅指刀具本身,今天应用神经网络技术可有效地实现人工智能,即在集合专家经验的基础上,推导出对新情况的解决办法。对于刀具工业,首先是收集足够 的带有基础应用数据的经验知识,供给数控机床的神经网络。将来刀具工业不仅提供刀具,而且是带有切削"知识"的刀具。

  关于引入刀具管理的问题

  从大多数汽车制造商各自所做的计算中得出,直接刀具成本大约占制造成本的4%,而为了刀具保管、准备、重磨及供应管理的费用却高得多,约12%。请外面的 公司来管理刀具的出发点是,那些较小的、独立的及灵活的小公司比大型汽车厂内部的主管刀具的部门能更好地低成本地承担刀具管理(尤其是当这种小公司,背靠 着具备刀具制造、准备、重磨、重涂经验的刀具制造商时)。是否引入刀具管理取决于人员费用的高低。通常这些小公司的人员工资低,工会的一些很高的要求也不 必总被采纳,加班加点也较容易通过,养老保险也低。如果刀具用户内部的人员工资能降下来,就不一定要从外面引入刀具管理。请外面公司管理刀具是对被迫签订 的内部工资协议的合法回避。人员的工资问题与制造业所在地有关。

  对于一个具体的切削加工,在什么情况下引入刀具管理在经济上是可取的呢?在切削现场的生产机床旁有半自动的刀具柜,刀具管理商在技术上和供应上照料好柜子 里的刀具,始终保持良好的状态,为用户提供高效的切削能力,而不仅仅是刀具。当刀具管理商在专门负责供应一段生产线上刀具时,可达到最好的供应效果和生产 率。此外,当刀具管理商与有实力的合作者共同参与工程项目时,而且在刀具、工艺设计方面的合作者又恰好是刀具制造商或是得到他们支持的,则对刀具管理商提 出的要求较为合理。

  当刀具制造商承担刀具管理时,用户倾向于选择精加工刀具制造商,因为工件关键尺寸的精加工应该用有特色的刀具来保证,并且在粗加工时就选用正确的刀具。因 此,精密刀具制造商在刀具管理里起着更关键的作用。 作为刀具管理商还有一个重要前提是,能够正确应用复杂的可转位刀片。目前他们只精通所需刀具中的一小部分,以后会更多。

  汽车工业会引入更多的外部资源来从事内部的工作,这种趋势已不可阻档,下表是这种做法的极端的例子。多数企业也知道这么做的风险,懂得至少要持有制造的关键技术,并避免供应工作的完全独立。图5为在汽车工业里项目合作的状况。

a 汽车制造商 b 机床制造商 c 刀具制造商 d 科研单位(资料来源:科隆福特汽车公司)

图5 在汽车工业里项目合作的状况

汽车厂外协比例的变化

1980年汽车制造厂

1998年汽车装配厂

2005-2010年汽车-设计-总成厂

外协比例

30~50%

~70%

80~90%

业务特征

研究开发零件制造装配

概念车开发 发动机、传动器关键零件制造装配

项目策划与管理、部件总装、市场营销、财务管理服务

极端的例子

通用汽车公司用30%零件外购

克莱斯勒公司有70%零件外购

Smart公司、Fiat公司(巴西)、 VW公司(巴西)

趋 势

汽车厂与核心供应商以"并行工程"的方式合作制造

有更多的汽车厂不再生产关键零部件

  由互联网带来的变化

  要预测互联网在刀具工业推广的势头需考虑两个重要因素:(1)必须尽快根据互联网的特点变革销售、生产的信息交换结构。(2)要有大量的专业人员从事网页设计和通讯。

  刀具工业利用互联网首先是企业的自我介绍和产品的广告宣传,在线样本目前还很少可供使用的,网上销售还处于开始阶段。

  近期已有大的客户提出了对在线样本的需求,因为CD样本不能很好地取代印刷的样本。由于安全上的考虑大公司并没有把CD-ROM样本放在网上,并且其内容 对于一个具体的用户来说有许多多余的东西。还没有一个互联网的在线样本是及时地介绍企业的最新信息,这要求企业对它的网页进行不断的维护,这种样本主要是 能与企业进行直接接触。

  与在线样本相反,电子商务--在互联网上直接销售刀具--涉及的对象不是大用户,而是零售商。地区保护在互联网上是很难想象的。刀具的库存在要求快速成套服务的时代已不起决定性使用,地处客户附近并改进了服务能力的(例如能提供刀具管理的)零售商才能生存下来。

  然而互联网将不再局限于采购员和刀具设计人员的使用,在短期内,机床的操作者可从互联网上采集切削数据写入控制系统,以及在有问题时借助专家系统的帮助进 行简单的故障处理,而不必依赖外来的服务。80%的问题是简单的,能够通过程序加以排除。计算机工业已提供丰富的故障排除程序,在全球范围内24小时服 务,这与请软件、硬件专家服务比较几乎不花成本,专家们也不必应付每一件小事。这些做法有可能帮助刀具制造商和用户解决专业人员不足的难题。

  在引入刀具管理的情况下,刀具管理商销售的不是刀具而是切削加工能力和技术。与此相仿,借助互联网,涂层设备制造商提供的不是小型的涂层装置而是涂层的能 力和技术,那些刀具重磨商可以不必为安装的涂层设备付钱或仅象征性地支付一点,由涂层制造商从网上收取每一炉的涂层费。 连接企业内部工作点的互联网使分享信息的等级制度变得透明了,并可根据职责加以分配。在实施过程中,软件室的最重要工作是解决信息的安全性,确定谁可以得 到什么信息。

  关于市场开拓策略

  那些得到专利保护的新产品、刀具和技术怎样商品化?会有很多不同的办法,下面介绍两种极端的做法:

  一种是着眼于专利保护实行专卖。可是只有一个销售渠道的产品很难打开市场,因为通常没有一个买主愿意买独家垄断的产品。只有那些产品确实非常好、供应及 时、服务可靠的企业才能有效地独家销售专利产品,否则,这种刀具即使有专利保护也会被仿制,市场也会被侵占。通过法律程序上诉侵权,即使有效,也需经过较 长的时间,到那时这个产品已失去了原有的价值。

  另一种是花较长的时间采取迂回的办法,它符合比尔·盖茨"螺旋式持续扩展市场"的策略。首先新产品作为公司的标志推向市场,供应给消费者,不久以后也提供 给肯支付许可证费用的竞争者,使产品的使用范围扩大。当被排斥在外的竞争者尝试用仿制品或所谓的改进产品推向市场时,你必须推出新开发的产品,并靠着先入 为主的产品名称使它成为开拓更大市场的基础。人们会把这个产品看作准标准,单靠许可证做不到这样程度。

  读者可用自己的例子补充市场开拓的策略。至于哪个企业该用什么方式应由董事会根据企业规模、产品和众多的变化因素作出判断。在全球化时代,只有极个别的企业能够负担第一种做法的费用。

  关于刀具企业发展的策略

  在过去几年里,切削刀具技术的发展势头十分强劲,除了对刀具材料、涂层和几何参数不断地改进以外,还有新的冷却润滑、信息技术和新型的机床共同重塑了切削加工技术。

  关于刀具制造商与用户的关系,由于两个最重要的用户(汽车和飞机制造业)的要求,也发生了根本的变化。刀具制造商和机床制造商,甚至科研院所,都希望以高 效的服务更多地承担在汽车、飞机开发和生产中的日常紧急工作,被委托的项目内容越来越多,期限也更长,因此想用自己的特色产品适应大用户的每项要求变得更 加困难。从长远来看,只有坚持发展特色产品和提供内容丰富服务而不热衷于去应付日常紧急事务的企业才能取得成功。  

 

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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.

 

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选用一种在实际应用中切实可行的方案,才能充分体现出5轴加工的优越性,并对最终的加工效果产生深远的影响。

适用于多轴加工的技术和设备早已出现在我们的周围。在航空、石油、医疗和模具制造等行业中,采用5轴联动加工的方法基本上都差不多,但每个行业都有其特殊的应用方式,他们需要确定如何使制造厂更好地完成生产任务。

在立式和卧式铣削加工中,又在现有的X、Y和Z轴基础上增加了两根轴。一般来说,这两根轴都是旋转轴,一根围绕Z轴旋转,另一根是倾斜轴,围绕Y或X轴旋转。

目前,采用5轴联动铣削加工技术的主要有三种方法:专用5轴加工中心;采用倾斜式旋转或耳轴式工作台;采用主轴加工头附件。

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图1  图中所示的主轴附件重约150lb(0.45kg),它为3轴CNC数控铣床能获得5轴动力加工提供了一种经济的方法

专用5轴加工中心

目前在美国销售的机床中,大约有15家以上的5轴加工中心原始设备制造厂。它们大部分都属于大型设备,其功率强大、加工精度高、价格昂贵,一般在5~15万美元,甚至更高。如今市场上最便宜的加工中心,其起步价约在2.5万美元左右。

专用5轴加工机床的主要缺点是:它们的运动范围十分有限,一般只限于±30;需要陡坡角度切削加工的工件必须采用手工二次定位和再次启动。而且,这类机床的刚性不如同尺寸和同类型的3轴机床。

近年来,许多公司开始采用专用5轴加工中心,它的倾斜式工作台与铣床的工作台组合在一起安装。尽管这种机床所能加工的零件尺寸和重量十分有限,但这类混合型机床的价格也是相当昂贵的。

倾斜式旋转工作台

有多家机床制造商生产安装在3轴CNC数控机床上的倾斜式旋转工作台。简单的旋转工作台已在市场上销售多年,广泛地应用于世界范围内的小型和大型机加工车间,用于零件的分度,进行各种机加工操作。

倾斜式旋转工作台可以使零件旋转,并可按各种角度倾斜,有利于机床的刀具接近零件的多个加工面,达到真正5轴加工的目的。

倾斜式旋转工作台的工作面相对较小,能够安装夹持工件的类型非常有限,对工件的长度、宽度和重量都有一定的限制。此外,倾斜式旋转工作台本身的体积较大,占据了主机很大的工作范围。最大的倾斜式旋转工作台甚至可占据主机75%以上的工作范围。

在 进行重型切削操作时,倾斜式旋转工作台不适合于夹持加工零件,因为长度超过12in(1in=25.4mm)的零件可能会碰撞到周围的表面。虽然,倾斜式 旋转工作台对于加工小型零件来说是一个非常合适的解决方案,但今天的客户要求机床具有更大的灵活性和宽广的加工能力。如果这只是5轴加工惟一可选用的方 法,那么加工车间就无法加工超过它们尺寸和重量限制的工件。

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图2  这台大型3轴CNC数控铣床可在30min内转换成一台全可编程的5轴加工中心

主轴加工头附件

主轴加工头附件的主要优点是:它能够接近加工中心工作范围的所有点。主轴加工头对需要加工的工件尺寸没有限制。

今 天,只有很少几家美国、意大利和德国的公司制造和销售可编程的主轴加工头附件,它们用于大型3轴铣床。如果安装合理的话,这些主轴加工头还是相当可靠的, 加工精度将会很高,只是价格较贵。由于它们的尺寸和重量问题,其不适合于安装到中、小型加工中心上,只适合于大型龙门式铣床。并且安装是永久性的,要求专 门的制造和装配。这类主轴加工头附件的价格为17.5~30万美元,再加上专门的调试和安装费用。
惟一例外的是,目前有一种全可编程式主轴头附件,使用它可将任何3轴CNC数控机床转变成真正的5轴联动加工中心。如果添加一个可倾斜±90°和旋转360°的功能,其刀具就可以接近加工中心工作范围内的任何一个加工点。

由 于这种独特的加工头移动方便,可在30min内安装到机床上,从而使客户既能达到3轴铣床精度高、刚性好和切削速度快的优点,而且能够使附件在安装到机床 上以后,完成5轴加工的任务,例如轮廓外形的加工、钻孔和型腔隐窝加工等。其费用大致与大型倾斜式旋转工作台的费用相当。

5轴加工的优越性

对某种特定的应用领域和5轴加工能力进行分析之后,发现采用5轴加工可以为模具制造商带来极大的效益。

采 用一把平底端铣刀,并对复杂的加工表面保持垂直的状态,就可大幅度地减少加工时间。这个成果是由于刀具整个直径都投入跨步切削而完成的,因为这种加工方式 可减少在工件表面上的走刀次数。这个加工原理也同样适用于带角度表面的侧面铣削加工。这种工艺也可以消除由球端立铣刀加工所造成的肋骨状纹路,达到较为理 想的表面质量,削减因清理表面而增加的人工铣削和手工作业量。

5轴加工技术解除了工件在复杂角度再次定位所需的多次调试装卡。这不但节 约了时间,而且还大大降低了误差,并且节约了安装工件就位所需的工装夹具等所需的昂贵费用。它使机床能够加工复杂的零件,这是采用其他方法不可能办到的, 包括复杂表面上通常所需要的钻孔、型腔隐窝和锥度加工。

5轴加工通过采用较短的刀具,可一次性完成整个零件的加工,不需再次装卡或采用 同类 3轴加工中所需的较长刀具,而且可以在较短的时间内交工,零件的表面质量也比较理想。由于刀具通过枢轴支点延伸安装,因此以主轴为基础的附件,当加工模具 里面的型腔时,实际上还可以在主机规定的行程外进行铣削加工。

 

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,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶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 DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計複合式再研磨機PCD地板專用企口鑽石組合刀具粉末造粒成型機主機版專用頂級電桿PCD V-Cut捨棄式圓鋸片組粉末成型機航空機械鉸刀主機版專用頂級電汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具銑刀與切斷複合再研磨機銑刀與鑽頭複合再研磨機銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。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 http://www.tool-tool.com / 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,Taiwan

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 toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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随着数控机床和加工中心等高效设备应用的日渐普及,在航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、能源、模具等装备制造业的空前发展推动下,切削加工已迈入了一个以高速、高效和环保为标志的高速加工发展的新时期—现代切削技术阶段。

   高速切削、干切削和硬切削作为当前切削技术的重要发展趋向,其重要地位和角色日益凸显。对这些先进切削技术的应用,不仅令加工效率成倍提高,亦着实推动 了产品开发和工艺创新的进程。例如,精密模具硬质材料的型腔,采用高转速、小进给量和小吃深加工,既可获得很高的表面质量,又能够省却磨削、EDM和手工 抛光或减少相应工序的时间,从而缩短生产工艺流程,提高生产率。

  过去一些企业制作复杂模具时,基本上都需要3~4个月才能交付使用,而现在采用高速切削加工後,半个月便可完成。据调查,一般的工模具,有60%的机加工量可用高速加工工艺来实现。

  高速加工时,不但要求刀具可靠性高、切削性能好、能稳定地断屑和卷屑、还要能达成高精度,并能实现快换或自动更换等。因此,对刀具材料、刀具结构、以及刀具的装夹都提出了更高要求。

  对刀具材料的要求

   高速加工刀具最突出的要求是,既要有高的硬度和高温硬度,又要有足够的断裂韧性。为此,须选用细晶粒硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、聚晶金刚石 (PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具材料—它们各有特点,适应的工件材料和切削速度范围也都不同。例如,高速加工铝、镁、铜等有色金属件,主要 采用PCD和CVD金刚石膜涂层刀具。高速加工铸件、淬硬钢(50~67HRC)和冷硬铸铁主要用陶瓷刀具和PCBN刀具。

  上海大众 汽车有限公司采用Seco刀具(上海)公司生产的立方氮化硼CBN300刀片面铣刀,在柔性生产线上高速铣削发动机缸体平面(铸件),切削速度高达 1600m/min,进给速度5000mm/min。用PCD刀具加工铝合金的切削速度一般为3000-4000m/min,最高更可达7500m /min。而用陶瓷和PCBN刀具加工淬硬钢和冷硬铸铁时的切削速度已达200m/min。

  1.硬质合金已迈入细晶粒超细晶粒阶段

   涂层硬质合金刀具(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)虽其加工工件材料范围广,但抗氧化温度一般不高,所以通常只宜在 400-500m/min的切削速度范围内加工钢铁件。对於Inconel718高温镍基合金可使用陶瓷和PCBN刀具。据报道,加拿大学者用SiC晶须 增韧陶瓷铣削Inconel718合金,推荐最佳的切削条件为:切削速度700m/min,吃深为1-2mm,每齿进给量为0.1-0.18mm/z。

  目前,硬质合金已进入细晶粒(1-0.5μm)和超细晶粒(<0.5μm)的发展阶段,过去细晶粒多用於K类(WC+Co)硬质合金,近几年来P类(WC+TiC+Co)和M类(WC+TiC+TaC或NbC+Co)硬质合金也向晶粒细化方向发展。

   以往,为提高硬质合金的韧性,通常是增加钴(Co)的含量,由此带来的硬度降低如今可以通过细化晶粒得到补偿,并使硬质合金的抗弯强度提高到 4.3GPa,已达到并超过普通高速钢(HSS)的抗弯强度,改变了人们普遍认为P类硬质合金适於切钢、而K类硬质合金只适於加工铸铁和铝等有色金属的选 材格局。

  采用WC基的超细晶粒K类硬质合金,同样可加工各种钢料。细晶粒硬质合金的另一个优点是刀具刃口锋利,尤其适於高速切削粘而 韧的工件材料。以日本不二越公司开发的AQUA麻花钻为例,其用细晶粒硬质合金制造,并涂覆耐热、耐摩擦的润滑涂层,在高速湿式加工结构钢和合金钢 (SCM)时,切削速度200m/min,进给速度1600mm/min,加工效率提高了2.5倍,刀具寿命提高2倍;干式钻孔时,切削速度150m /min,进给速度1200mm/min。

  2.涂层提升到开发厚膜、复合和多元涂层的新阶段

   现如今,涂层已进入到开发厚膜、复合和多元涂层的新阶段,新开发的TiCN、TiAlN多元超薄、超多层涂层(有的超薄膜涂层数可多达2000层,每层 厚约1nm)与TiC、TiN、Al2O3等涂层的复合,加上新型抗塑性变形的基体,在改善涂层的韧性、涂层与基体的结合强度、提高涂层的耐磨性方面有了 重大进展,全面提高了硬质合金的性能。

  涂层刀具已成为现代切削刀具的标志,在刀具中的使用比例达到60%。涂层硬质合金刀具的产品现 已呈现品牌化、多样化和通用化的趋向。例如,德国施耐尔(Schnell)公司用纳米技术推出的一种超长寿命LL涂层立铣刀,用其加工零件硬度超过 70HRC淬硬模具钢材时,刀具寿命可延长2-3倍。

  瑞典Sandvik公司新推出的3 种涂层刀片(GC4225、GC4240、GC1030)具有较广的通用性,GC4225(突破一号)作为GC4025(P25)牌号的升级产品,用其加 工汽车曲轴钢锻件时,在相同切削条件下的刀具寿命为每个切削刃可加工41个零件,而GC4025每个切削刃能加工的零件数目为14个。

   山高(Seco)Jabro全新推出的整体硬质合金通用加工铣刀Solid2系列刀具不仅采用了新材质,更导入新的涂层,可适用的加工温度由普通刀具的 800摄氏度提高到了现有的1100摄氏度,显着提高了加工效率和刀具寿命。同时,Solid2系列均采用了刃口钝化处理和径向全周铲背处理技术,使得刀 具的涂层与材质结合更加完美,刀具的可重磨次数也大幅提高。

  美国Kennametal公司推出的H7刀片系 TiAlN涂层,专为高速铣削合金钢、高合金钢和不锈钢而设计。而德国Guhring公司推出的商品名为“Fire”的孔加工刀具涂层,则是一种通用性的 复合涂层—融汇有TiN、TiCN和TiAlN三种涂层,兼具这三种涂层材料的优点,既适用於干切削和硬切削,也适合普通切削。

  特别值得强调的是,近几年发展起来的在硬质合金表面涂覆金刚石的技术,使硬质合金不仅在黑色金属领域,而且在有色金属领域中的切削效率获得了全面提高。由此可知,硬质合金今後仍将是制作高速加工刀具的主要基体材料。

   目前,美国、瑞典和日本都相继推出了金刚石涂层的丝锥、钻头、立铣刀和带断屑槽可转位刀片(如Sandvik公司的CD1810和美国 Kennametal公司的KCD25牌号)等产品,用於有色金属和非金属材料的高速精密加工。而另一种适於加工钢铁材料的CBN涂层也已开发成功,并正 走向工业试用阶段。

  对刀具几何参数和断屑槽的要求

  1.几何参数

  高速切削和干切削时,刀具的主要失效原因是月牙洼磨损和刀尖处的热磨损。这是由於刀具与切屑、以及刀具与工件接触区界面上温度较高所引起的。因此,高速加工比普通切削加工时的刀具前角要取得稍大一些,以降低切削区温度,并在刃口上作出负倒棱。

  为防止刀尖处热磨损,主副切削刃连接处应采用修圆刀尖或倒角刀尖,以增大刀尖角,加大刀尖附近刃区切削刃的长度和刀头材料的体积,以提高刀具刚性和减少切削刃破损的概率。

   美国Carboloy公司推出的一种适於干切削用的ME-13新型硬质合金刀片,其具有大前角(达34°)、加强刃并有一个带筋的前刀面,显着减少了切 屑与刀片前刀面之间的接触面积,使产生热量被切屑带走。据称,这种刀片工作时的温度比传统刀片要低400℃,能显着减小切削力并使刀具寿命提高一倍以上。 该公司用大前角的涂层硬质合金齿冠立铣刀高速铣削硬度高达55HRC模具钢时,切削速度120m/min,进给速度7.6m/min,轴向吃深 0.51mm,径向吃深0.25mm,采用干式切削,刀具使用寿命则长达1.5h。

  国外还开发了带正前角的螺旋形切削刃铣削刀片,使 刀具有更合理的几何参数,刀片沿切削刃几乎有恒定不变的前角,背前角或侧前角可由负变正或由小变大,切削更加轻快平稳,使可转位面铣刀、立铣刀和槽铣刀的 切削性能提高到一个新的水平,刀具寿命可提高50%-250%,切削效率提高30%-40%。

  美国一家公司采用这种新型刀片制作的立铣刀干铣削17-4PH不锈钢的周边,切削用量为:铣削速度304m/min,进给速度1270mm/min,每齿进给量为0.14mm/z,20S去除余量36cm3。

  2.断屑槽型

  为能稳定地断屑和卷屑,刀片上须作出合适的断屑槽型。目前,可转位刀片上三维曲面断屑槽型的设计和制造技术已较为成熟,针对不同的工件材料和不同的切削用量,业已开发出相应的通用断屑槽型系列。

   如瑞典Sandvik公司推出的R、M和F等槽型系列(钢材粗加工、半精加工和精加工相应采用PR、PM和PF的槽型,切不锈钢时用MR、MM和MF的 槽型,切铸件和有色金属用KR、KM和KF的槽型),以及以色列Iscar公司以“霸王刀”为典型的槽型设计都独树一帜。

  这些刀片上断屑槽的断屑范围宽,适应性好。它们都具有空间切削刃和曲面前刀面,切削刃上的法前角可调整为零度或负值,而工作前角为合适的正值,所以切削力小,刃口强度高,抗高速时的磨损能力强,预示着高速加工刀具刃形结构发展的方向。

 

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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.

 

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超 硬切削材料刀具主要是指金刚石和立方氮化硼(PCBN)刀具,而金刚石刀具中又以人造聚晶金刚石(PCD)刀具的应用最为广泛。随着全球汽车、航空和模具 等机械制造业的高速发展,过去首选用于加工传统“难加工”材料(如有色金属、增强塑料、陶瓷、淬硬钢、铸铁和高温合金等)的硬质合金刀具,正越来越受到上 述超硬切削材料刀具的冲击。随着超硬刀具制造技术的发展和提高,其加工范围也越来越广,已成为某些机加工领域的首选刀具。

图1 不同材料的硬度值
图1 不同材料的硬度值

1 超硬切削材料刀具的特点
PCD刀具的特点
    极高的硬度及寿命 如图1所示,人造聚晶金刚石(PCD)的硬度可达68GPa,仅次于天然金刚石,是目前世界上人工合成的最硬物质,人造聚晶金刚石的硬度是目前被广泛应用 于汽车加工领域的硬质合金材料硬度的3~4倍;在加工铝硅合金时,人造聚晶金刚石刀具的使用寿命是硬质合金刀具的20~100倍。
    很低的摩擦系数 PCD 金刚石刀具非常适合加工铝合金、镁合金等有色金属,它与有色金属的摩擦系数低于0.3(约为硬质合金的一半),这对切屑的顺利排出、杜绝积屑瘤的产生、降低切削力和切削热非常有利。
    非常锋利的刀刃 根据不同的工艺要求,PCD金刚石刀具的刃面粗糙度一般在Rz3.4~6.0µm左右,如有特殊要求,可经过表面抛光研磨处理至Rz1.7~2.1µm,刀刃钝圆半径可达0.01µm 以下。
    优异的导热性 PCD刀具的导热性略低于天然金刚石,约为硬质合金的3~5倍,这有利于降低刀尖部分的温度,提高刀具的使用寿命。
    低的热膨胀系数 PCD刀具的热膨胀系数约为硬质合金的1/4。因此,PCD 金刚石刀具的热稳定性非常好,能长时间保持刀具的尺寸精度和锋利性。
PCB刀具的特点
    很高的硬度及耐磨性能 如图2所示,聚晶立方氮化硼(CBN)是利用高温高压人工合成的另一种超硬刀具材料,其硬度略低于聚晶金刚石(PCD)。在加工淬硬钢时,其耐用度是硬质合金的10~50倍左右,切削速率可提高. 倍以上。
    优良的热稳定性和化学稳定性 CBN的耐热温度可达1400℃左右,比金刚石的耐热温度400℃高一倍,在1000℃以下不会出现氧化现象,在1200℃时也不与铁基材料起化学反应。
    良好的导热性 CBN的导热性低于金刚石,但比硬质合金高很多,并且随着切削温度的提高,它的导热系数还会提高。
    较低的摩擦系数 CBN与淬硬钢之间的摩擦系数约为硬质合金与淬硬钢之间摩擦系数的1/2。
2 超硬切削材料刀具的应用
超硬刀具的种类
    人造聚晶金刚石(PCD)复合刀片通常是由含量为80~90%的粒度为2µm、10µm或25µm 的金刚石颗粒为原料,并以钴作为催化剂,在大约1400℃的高温和60kBar的高压下烧结在圆盘形硬质合金基体上(见图2)。聚晶立方氮化硼(CBN) 刀片一般也是经高温、高压烧结在硬质合金基体上做成复合刀片形式。

图2 人造聚晶超硬复合刀片
图2 人造聚晶超硬复合刀片

    根据对不同刀具的不同要求,在高功率、高精度的EDM线切割机床上采用特殊设计的软件对其进行优化、精密分割,制作成各类刀具。钴领公司的超硬刀具产品基 本可覆盖整个切削类刀具,从车刀、机夹刀片到旋转类刀具(包括PCD 钻头、铣刀、铰刀及可调式精密镗刀等),其中PCD 钻头、立铣刀已形成系列并批量投入生产。对于有特殊要求的刀具,钴领公司的专家会专门为客户设计、制作,帮助您更高效的完成加工任务。
CBN 刀具的应用
    由于CBN 刀具在加工铁系金属时会产生化学渗透,因此不适合加工钢和铸铁,但在加工有色金属和非金属材料(如铝、镁、铜及其合金,木材、增强塑料、石墨和陶瓷等)时 能表现出超群的切削能力,能非常轻松地以高于硬质合金10倍以上的切削效率进行加工(见表1)。通常通过切削试验来选择最佳的切削参数,在切削加工时最好 使用冷却液。在加工硅铝合金时刀具寿命常常能达到硬质合金的100倍以上,如此高的切削速率减少了积屑瘤在刀具刃口生成的可能性。
    CBN 刀具特别适合于高质量的精加工工序,甚至在较大的切削深度和切削速度下也能获得杰出的表面质量,这有利于减少加工工序,缩短工件的加工周期。

用于直径f3~12mm
PCB刀具的应用
    PCB刀具主要用于加工硬度在45HRC以上的各种淬硬钢(弹簧钢、轴承钢、高速钢等)、铸铁(冷硬铸铁、灰铸铁等)、高温合金(钴基合金、镍基合金等)、硬质合金及粉末喷涂金属等难加工材料。
    PCB刀具能在很大范围内有效代替磨削进行高精度加工。与磨削加工相比,对于同等加工精度,PCB刀具的加工效率更高,综合效益更好,可满足现代汽车制造 业对刀具的高效、高稳定性、高寿命的要求。表2为PCB刀具的切削参数推荐表(最佳的切削速度取决于表面质量的要求和刀尖部分的形式)。

3 超硬切削材料刀具加工实例
实例1
    工作内容:铣削空调压缩机部件上的涡旋槽;工件材料:铝硅合金(AlSi10Mg)。
    加工难点:虽然工件直径仅100mm,但实际铣削长度达800mm,涡旋槽窄而深,且壁很薄;要求被加工底面与侧面垂直,被铣削的槽内壁粗糙度要求Rz2µm。因原用刀具切削寿命短导致每只工件的刀具成本太高。
    解决方案:(1)刀具选择:采用一体化短锥柄焊接式PCD铣刀,该铣刀设计有特殊的轴向角。(2)切削参数:n=40,000r/min,Vc=1760m/min,f=0.25mm/r,Vf=1,000mm/min。
    应用效果:工件被加工表面的表面粗糙度达Rz1.5µm;平均每把刀可加工97,400只工件,相当于每把刀的寿命为77,920米;刀具成本从过去的7.15美元/件降至1.21美元/件。

图3 空调压缩机部件
图3 空调压缩机部件
图4 CBN 铣刀
图4 CBN 铣刀

实例2
    工作内容:汽车刹车块上钻孔并铣制螺纹;工件材料:最新研制的陶瓷(含有60%碳化硅纤维)。
    加工难点:工件材料的加工性能差,采用硬质合金刀具试切削失败,采用涂层金刚石钻头勉强钻削90只孔,每孔钻削时间30秒,效率低,刀具寿命短;无法铣制螺纹。
   解决方案:改用钴领公司生产的编号为No.1265的标准PCD钻头。为了加工螺纹,钴领刀具专家特别研制了PCD螺纹铣刀,该铣刀耐磨性能好,不易破裂。
    切削参数:在相同的进给量(f=0.02mm/r)下,钻孔速度由过去的Vc=25m/min提高到Vc=100m/min;PCD螺纹铣刀Vc=60m/min,f=0.025mm/r。
    应用效果:平均每支钻头可加工110只孔,每孔钻削时间仅1.5秒,每孔减少加工时间95%。同时新研制的PCD螺纹铣刀解决了螺纹的加工难题。

图5 柴油发动机缸盖的加工
图5 柴油发动机缸盖的加工

 

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