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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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個人分類：學術研究

Mar 16 Mon 2009 11:06
日本語ディジタルフィルタ www.tool-tool.com

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FIR Filter

電子工学において、ディジタルフィルタ（digital filter）は量子化および標本化してAD変換した信号（離散時間信号）をデジタル信号処理することにより働く、フィルタ回路の一つである。

これは完全にアナログ領域（時間領域、連続時間信号）で働き、電子部品の物理的な構成（抵抗器、コンデンサ、トランジスタなど）によって構成されているより古いアナログフィルタとは対照的になっている。

デジタルフィルタは事実上数学の関数かアルゴリズムとして表現することができるすべてのフィルタの効果を達成できる。

実装の話として、1bitのA/Dコンバーターを使用する。または、パイプライン処理のできるDSPを用いてプログラミングなどを行いフィルタとして扱う。

デジタルフィルタの2つの主要な制限は、これらの速度（フィルタは使用しているコンピュータの動作よりも早く動作することができない）とコストである。

しかしながら集積回路の費用は時間がたつにつれて低下し続け、デジタルフィルタはますます一般的になり、ラジオ、携帯電話、ステレオ受信機などの日常の多くの電気製品の必須要素になった。

利点 [編集]

デジタルフィルタは容易に、アナログフィルタで実現することができるものよりも高いパフォーマンスの特性を実行できる。

例えば、完全に1001Hzの信号を遮断し、かつ999Hzの入力のほぼ完全な通過を達成することができる1000Hzの低域通過回路を（ローパスフィルタ）作成するのは特に困難ではない。

アナログフィルタではこのように完全に周波数の信号を区別することはできない。

また複雑な多段ろ過操作については、デジタルフィルタはアナログフィルタよりはるかに良いSN比を達成する可能性がある。

これはアナログフィルタがそれぞれの中間的段階でより多くの雑音を信号に印加するが、ディジタルフィルタは変換におけるそれぞれの中間的段階で無雑音処理を実行するからである。

デジタルフィルタの主要なノイズ源はあらゆる回線雑音に加えて最初のADC（アナログ-デジタル変換回路）で見つかり、また信号は信号のディジタル表現の有限解決に避けられない量子化誤差（quantization error）を受けやすい。

さらに、フィルタの標本化周波数f_sの半分を超える周波数に注意しなければならない。（ナイキスト周波数、折り返し雑音などを参照）

折り返し雑音の影響を避けるため、回路中にAD変換器の前に高周波成分を遮断する低域通過回路を挿入する。

種類 [編集]

多くのデジタルフィルタは、信号の周波数成分を調整（通過帯域フィルタを実現）するために、すばやく信号の周波数成分を抽出する数学のアルゴリズム「高速フーリエ変換」に基づいて時間領域から周波数領域への変換を行う。

ほかの線型デジタルフィルタの形式としてZ変換を用いたフィルタがあり、このときの伝達関数（システム関数）は

$H(z) = \frac{B(z)}{A(z)} = \frac{{b_{0}+b_{1}z^{-1}+b_{2}z^{-2} + \cdots + b_{N}z^{-N}}}{{1+a_{1}z^{-1}+a_{2}z^{-2} + \cdots +a_{M}z^{-M}}}$

となる。Mはフィルタにおける順序を示す。

この数式は「無限インパルス応答」（IIR）フィルタとも呼ばれる。分母が単一の場合、つまりa_Mが0の場合は「有限インパルス応答」（FIR）フィルタと呼ばれる。

ディジタルフィルタの別の形式は状態空間モデルのそれである。よく使用された状態空間フィルタは1960年にルドルフ・カルマンによって公表されたカルマンフィルタがある。

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、NSK高數主軸與馬達、專業模具修補工具-氣動與電動、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’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 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.

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Mar 16 Mon 2009 10:59
Français Filtre numérique www.tool-tool.com

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En électronique, un filtre numérique est un élément qui effectue un filtrage à l'aide d'une succession d'opérations mathématiques sur un signal discret. C'est-à-dire qu'il modifie le contenu spectral du signal d'entrée en atténuant ou éliminant certaines composantes spectrales indésirées. Contrairement aux filtres analogiques, qui sont réalisés à l'aide d'un agencement de composantes physiques ( résistance, condensateur, inductance, transistor, etc.), les filtres numériques sont réalisés soit par des circuits intégrés dédiés, des processeurs programmables (FPGA, microprocesseur, DSP, microcontrôleur, etc.), ou par logiciel dans un ordinateur.

Les filtres numériques peuvent, en théorie, réaliser la totalité des effets de filtrage pouvant être définis par des fonctions mathématiques ou des algorithmes. Les deux principales limitations des filtres numériques sont la vitesse et le coût. La vitesse du filtre est limitée par la vitesse (l'horloge, le "clock" en anglais) du processeur. Pour ce qui est du coût, celui-ci dépend du type de processeur utilisé. Par contre, le prix des circuits intégrés ne cesse de diminuer, et les filtres numériques se retrouvent partout dans notre environnement, radio, téléphone cellulaire, télévision, lecteurs mp3, etc.

Les filtres numériques étant généralement réalisée par des processeurs, ils sont définis à l'aide de langages de programmation.

Sommaire

[masquer]

Définition [modifier]

Un filtre numérique peut-être défini par une équation aux différences, c'est-à-dire l'opération mathématique du filtre dans le domaine temporel (discret).

La forme générale du filtre d'ordre M est la suivante:

$y[n] = {\sum_{k=0}^N} b_k \cdot x[n-k] - {\sum_{k=1}^M} a_k \cdot y[n-k]$

$y[n] = b_0 \cdot x[n] + b_1 \cdot x[n-1] + b_2 \cdot x[n-2] + .... + b_N \cdot x[n-N] - a_1 \cdot y[n-1] - a_2 \cdot y[n-2] + .... + a_M \cdot y[n-M]$

Une fonction de transfert, dans le domaine fréquentiel (Transformée en Z), permet également de définir un filtre numérique. Ainsi, la fonction de transfert générale d'ordre N d'un filtre numérique est la suivante:

$H(z) = \frac {Y(z)} {X(z)} = \frac {{\sum_{k=0}^N} b_k\cdot z^{-k}} {{\sum_{k=0}^M} a_k\cdot z^{-k}}$

$H(z) = \frac {b_0 + b_1 z^{-1} + b_2 z^{-2} + .... + b_N z^{-N}} {1 + a_1 z^{-1} + a_2 z^{-2} + .... + a_M z^{-M}}$

La valeur des coefficients a et b fixera le type de filtre, passe-bas, passe-haut, etc.

Classification [modifier]

FIR - Filtre à réponse impulsionnelle finie [modifier]

Il y a deux grandes familles de filtres numériques : la première, les filtres FIR, de l'anglais "Finite Impulse Response" (Filtre à réponse impulsionnelle finie). Ce type de filtre est dit fini, car sa réponse impulsionnelle se stabilisera ultimement à zéro. Un filtre FIR est non récursif, c'est-à-dire que la sortie dépend uniquement de l'entrée du signal, il n'y a pas de contre-réaction. Ainsi, les coefficients a de la forme générale des filtres numériques sont tous égaux à zéro.

Une propriété importante des filtres FIR est que les coefficients du filtre b sont égaux à la réponse impulsionnelle h du filtre. D'autre part, la forme temporelle du filtre est tout simplement la convolution du signal d'entrée x avec les coefficients (ou réponse impulsionnelle) b (ou h).

Un exemple de filtre FIR simple est une moyenne. Effectivement, effectuer la moyenne sur une série de données est équivalent à appliquer une filtre FIR à coefficient constant 1/N.

Voici un exemple de l'implémentation d'un filtre FIR en C/C++ dans le domaine temporel :

// si la taille de NB_COEF = 2^n utiliser un masque au lieu du modulo (%)
// %=NB_COEF => &=(NB_COEF-1)
// pipe est un buffer circulaire

#define NB_COEF 16  // nombre de coef du filtre
double x_buffer[NB_COEF]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
double coef[NB_COEF]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
int ptr_x_buffer=0;

double FiltreFIR(double x)
// x: Signal d'entrée
// y: Signal de sortie
{
  int n, y=0;
  x_buffer[ptr_x_buffer++] = x;
  ptr_x_buffer %= NB_COEF;
  
  for( n = (NB_COEF-1) ; n >= 0 ; n-- )
  {
    y += coef[n] * x_buffer[ptr_x_buffer++];
    ptr_x_buffer %= NB_COEF;
  }
  return(y);
}

IIR - Filtre à réponse impulsionnelle infinie [modifier]

En opposition, les filtres de la seconde famille, les IIRs, de l'anglais "Infinite Impulse Response" (Filtre à réponse impulsionnelle infinie) possèdent une réponse impulsionnelle qui ne se stabilisera jamais, et ce, même à l'infini. Ce type de filtre est récursif, c'est-à-dire que la sortie du filtre dépend à la fois du signal d'entrée et du signal de sortie, il possède ainsi une boucle de contre-réaction ("feedback"). Les filtres IIR sont principalement la version numérique des filtres analogiques traditionnels: Butterworth, Tchebychev, Bessel, Elliptique.

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Mar 16 Mon 2009 10:46
SKD61の諸特性（合金工具鋼 / 熱間金型用）www.tool-tool.com

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1．　化学成分

(wt％)

成分
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
V
Fe

規格
0.32-0.42
0.80-1.20
≦0.50
≦0.030
≦0.030
4.50-5.50
1.00-1.50
0.80-1.20
Bal.

成績例
0.37
0.93
0.46
0.020
0.002
5.22
1.21
0.80

Data No.SKD61-MS-2005062301
＊化学成分は一例です

２．　熱処理

　２．１　熱処理の一例：焼なまし

-
分類
熱処理
硬度（HＢ）

規格
焼なまし
焼なまし：820-870℃徐冷
229以下

一例
焼なまし
850℃徐冷
187

Data No.SKD61-TR-2008091601
＊硬度は一例です

　２．２　熱処理の一例：焼入・焼戻し

-
分類
熱処理
硬度（HRC）

規格
焼入れ・焼戻し
焼入れ：1000-1050℃空冷
焼戻し：550-650℃空冷
53以下

一例
焼入れ・焼戻し
焼入れ：1030℃空冷
焼戻し：560℃空冷
53

Data No.SKD61-TR-2008091602
＊硬度は一例です

３．　顕微鏡組織

SKD61
SKD61

焼入れ・焼戻し
焼入れ・焼戻し

（1030℃空冷・560℃空冷）
（1030℃空冷・560℃空冷）

顕微鏡組織（200倍）
顕微鏡組織（400倍）

腐食液：ナイタール
腐食液：ナイタール

（アルコール97％、硝酸：3％）
（アルコール97％、硝酸：3％）

Data No.SKD61-TR-2008051601
Data No.SKD61-TR-2008051602

４　耐食性

４．１　硫酸腐食試験（5.0％H₂SO₄）

◆　硫酸腐食試験詳細サイト

ST：溶体化熱処理、SL-A2,SUS630　AG：480℃/AC , SL-XVI　AG：450℃/AC

SUS440C,SUS420J2：焼入・焼戻し

SL：シリコロイ

Data No.SLABDX-SITR2008-AMP-2008021409

４．２　硝酸腐食試験（5.0％HNO₃）

◆　硝酸腐食試験詳細サイト

ST：溶体化熱処理、SL-A2,SUS630　AG：480℃/AC , SL-XVI　AG：450℃/AC

SUS440C,SUS420J2：焼入・焼戻し

SL：シリコロイ

Data No.SLABDX-SITR2008-AMP-2008081601

５　耐熱衝撃性(耐ヒートチェック性）

　５．１　試験方法

（1）各試験温度に加熱→水冷　の繰り返し

（2）試験時間：1hour

（3）サイクル：7回/min.

　５．２　試験結果

シリコロイA2：過時効処理（OAG：650℃/AC）
SL：シリコロイ
Data No.SLA-TSTR1993-CCRMAR-2006091001

◆　耐ヒートチェック性詳細サイト

　＜関連サイト＞

No
サイト名
キーワード
シリコロイ材質
比較材質

1
SKD61の諸特性
化学成分、熱処理、硬度、顕微鏡組織、耐食性、耐ヒートチェック性、他
A2、XVI、B2、D
SUS430、SUS630、SUS420J2、SUS440C、SUS304、SUS316L、 SKD11、SKD61、マルエージング鋼

2
5.0％硫酸腐食試験
5％硫酸、二段時効、三段時効、酸化処理
A2、XVI、B2、D
SUS630、SUS420J2、SUS440C、
SUS304、SUS316L、SUS430、
SKD11、SKD61、マルエージング鋼、ステライトNo6

3
5.0％硝酸腐食試験
5％硝酸、二段時効、三段時効、酸化処理
A2、XVI、B2、D
SUS630、SUS420J2、SUS440C、
SUS304、SUS316L、SUS430、
SKD11、SKD61、マルエージング鋼、ステライトNo6

　＜SKD61をご使用の方へのご提案＞

●SKD61製品の加工プロセスの簡略化

SKD61は焼入れ・焼戻しを行うことでHRC53以下の高硬度を達成しますが、熱処理での寸法変化や歪みの発生を伴います。
析出硬化系ステンレスのシリコロイA2およびシリコロイXVIは、時効硬化熱処理（450～480℃/空冷）で高硬度を達成できるため、熱処理での寸法変化や歪みが非常に少ないのが特徴です。特に精密部品で有効な例が多いです。
　※時効硬化熱処理後の参考硬度　　シリコロイA2：HRC50±2、シリコロイXVI：HRC56±2

　　　参考サイト： 4.20 熱処理寸法変化 4.22 加工プロセス 2.1 リップ・精密金型

●耐食性と高硬度の両立

近年、腐食環境がより一層厳しくなってきていますが、SKD61で耐食性を向上させたい方にはシリコロイA2およびシリコロイXVIが有効です。

●高温での使用

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また高温硬度が必要な場合は、シリコロイA2よりもシリコロイXVIの方が有効です（500℃の高温硬度はHV500程度です）。

　　　参考サイト： 5.1 シリコロイXVIの諸特性・・・　「9」の高温硬度参照

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Mar 15 Sun 2009 11:16
聚晶金刚石（PCD）刀具发展www.tool-tool.com

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1．概述
1.1 PCD刀具的发展
金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
1.2 PCD刀具的性能特点
　　金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。
PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10  -6～1.18×10 -6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
1.3 PCD刀具的应用
工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织进行的关于超硬刀具的调查表明：人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展，DeBeers公司已推出了直径74mm、层厚0.3mm的聚晶金刚石复合片。
国内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。目前中国第一汽车集团已有一百多个PCD车刀使用点，许多人造板企业也采用PCD刀具进行木制品加工。PCD刀具的应用也进一步推动了对其设计与制造技术的研究。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨工业大学等均在积极开展这方面的研究。国内从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。目前，PCD刀具的加工范围已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。通过对近年来PCD刀具应用的分析可见，PCD刀具主要应用于以下两方面：①难加工有色金属材料的加工：用普通刀具加工难加工有色金属材料时，往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷，而PCD刀具则可表现出良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料——过共晶硅铝合金（对该材料加工机理的研究已取得突破）。②难加工非金属材料的加工：PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料（CFRP）、人造板材等难加工非金属材料的加工。如华中理工大学1990年实现了用PCD刀具加工玻璃；目前强化复合地板及其它木基板材（如MDF）的应用日趋广泛，用PCD刀具加工这些材料可有效避免刀具易磨损等缺陷。
   2．PCD刀具的制造技术
      2.1 PCD刀具的制造过程
      PCD刀具的制造过程主要包括两个阶段：①PCD复合片的制造：PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂（其中含钴、镍等金属）按一定比例在高温（1000～2000℃）、高压（5～10万个大气压）下烧结而成。在烧结过程中，由于结合剂的加入，使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、Co、Ni等为主要成分的结合桥，金刚石晶体以共价键形式镶嵌于结合桥的骨架中。通常将复合片制成固定直径和厚度的圆盘，还需对烧结成的复合片进行研磨抛光及其它相应的物理、化学处理。②PCD刀片的加工：PCD刀片的加工主要包括复合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步骤。
   2.2 PCD复合片的切割工艺
由于PCD复合片具有很高的硬度及耐磨性，因此必须采用特殊的加工工艺。目前，加工PCD复合片主要采用电火花线切割、激光加工、超声波加工、高压水射流等几种工艺方法，其工艺特点的比较见表1。
表1 PCD复合片切割工艺的比较
工艺方法－工艺特点
电火花加工－高度集中的脉冲放电能量、强大的放电爆炸力使PCD材料中的金属融化，部分金刚石石墨化和氧化，部分金刚石脱落，工艺性好、效率高
超声波加工－加工效率低，金刚石微粉消耗大，粉尘污染大
激光加工－非接触加工，效率高、加工变形小、工艺性差
在上述加工方法中，电火花加工效果较佳。PCD中结合桥的存在使电火花加工复合片成为可能。在有工作液的条件下，利用脉冲电压使靠近电极金属处的工作液形成放电通道，并在局部产生放电火花，瞬间高温可使聚晶金刚石熔化、脱落，从而形成所要求的三角形、长方形或正方形的刀头毛坯。电火花加工PCD复合片的效率及表面质量受到切削速度、PCD粒度、层厚和电极质量等因素的影响，其中切削速度的合理选择十分关键，实验表明，增大切削速度会降低加工表面质量，而切削速度过低则会产生“拱丝”现象，并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也会降低切割速度。
2.3 PCD刀片的焊接工艺
PCD复合片与刀体的结合方式除采用机械夹固和粘接方法外，大多是通过钎焊方式将PCD复合片压制在硬质合金基体上。焊接方法主要有激光焊接、真空扩散焊接、真空钎焊、高频感应钎焊等。目前，投资少、成本低的高频感应加热钎焊在PCD刀片焊接中得到广泛应用。在刀片焊接过程中，焊接温度、焊剂和焊接合金的选择将直接影响焊后刀具的性能。在焊接过程中，焊接温度的控制十分重要，如焊接温度过低，则焊接强度不够；如焊接温度过高，PCD容易石墨化，并可能导致“过烧”，影响PCD复合片与硬质合金基体的结合。在实际加工过程中，可根据保温时间和PCD变红的深浅程度来控制焊接温度（一般应低于700℃）。国外的高频焊接多采用自动焊接工艺，焊接效率高、质量好，可实现连续生产；国内则多采用手工焊接，生产效率较低，质量也不够理想。

2.4 PCD刀片的刃磨工艺
   PCD的高硬度使其材料去除率极低（甚至只有硬质合金去除率的万分之一）。目前，PCD刀具刃磨工艺主要采用树脂结合剂金刚石砂轮进行磨削。由于砂轮磨料与PCD之间的磨削是两种硬度相近的材料间的相互作用，因此其磨削规律比较复杂。对于高粒度、低转速砂轮，采用水溶性冷却液可提高PCD的磨削效率和磨削精度。砂轮结合剂的选择应视磨床类型和加工条件而定。由于电火花磨削（EDG）技术几乎不受被磨削工件硬度的影响，因此采用EDG技术磨削PCD具有较大优势。某些复杂形状PCD刀具（如木工刀具）的磨削也对这种灵活的磨削工艺具有巨大需求。随着电火花磨削技术的不断发展，EDG技术将成为PCD磨削的一个主要发展方向。
   3．PCD刀具的设计原则
      3.1 刀具材料的选择
（1）合理选择PCD粒度
         PCD粒度的选择与刀具加工条件有关，如设计用于精加工或超精加工的刀具时，应选用强度高、韧性好、抗冲击性能好、细晶粒的PCD。粗晶粒PCD刀具则可用于一般的粗加工。PCD材料的粒度对于刀具的磨损和破损性能影响显著。研究表明：PCD粒度号越大，刀具的抗磨损性能越强。采用De Beers 公司SYNDITE 002和SYNDITE 025两种PCD材料的刀具加工SiC基复合材料时的刀具磨损试验结果表明，粒度为2μm的SYNDITE  002PCD材料较易磨损。
   2）合理选择PCD刀片厚度
通常情况下，PCD复合片的层厚约为0.3～1.0mm，加上硬质合金层后的总厚度约为2～8mm。较薄的PCD层厚有利于刀片的电火花加工。De  Beers公司推出的0.3mm厚PCD复合片可降低磨削力，提高电火花的切割速度。PCD复合片与刀体材料焊接时，硬质合金层的厚度不能太小，以避免因两种材料结合面间的应力差而引起分层。
   3.2 刀具几何参数与结构设计
      PCD刀具的几何参数取决于工件状况、刀具材料与结构等具体加工条件。由于PCD刀具常用于工件的精加工，切削厚度较小（有时甚至等于刀具的刃口半径），属于微量切削，因此其后角及后刀面对加工质量有明显影响，较小的后角、较高的后刀面质量对于提高PCD刀具的加工质量可起到重要作用。
   PCD复合片与刀杆的连接方式包括机械夹固、焊接、可转位等多种方式，其特点与应用范围见表2。
表2 PCD复合片与刀杆连接方式的特点与应用
连接方式－特点－应用范围
机械夹固－由标准刀体及可做成各种集合角度的可换刀片组成，具有快换和便于重磨的优点－中小型机床
整体焊接－结构紧凑、制作方便，可制成小尺寸刀具－专用刀具或难于机夹的刀具，用于小型机床
机夹焊接－刀片焊接于刀头上，可使用标准刀杆，便于刃磨及调整刀头位置－自动机床、数控机床
可转位－结构紧凑，夹紧可靠，不需重磨和焊接，可节省辅助时间，提高刀具寿命－普通通用机床
      4．PCD刀具的切削参数与失效机理
      4.1 PCD刀具切削参数对切削性能的影响
（1）切削速度
   PCD刀具可在极高的主轴转速下进行切削加工，但切削速度的变化对加工质量的影响不容忽视。虽然高速切削可提高加工效率，但在高速切削状态下，切削温度和切削力的增加可使刀尖发生破损，并使机床产生振动。加工不同工件材料时，PCD刀具的合理切削速度也有所不同，如铣削Al2O3强化地板的合理切削速度为110～120m/min；车削SiC颗粒增强铝基复合材料及氧化硅基工程陶瓷的合理切削速度为30～40m/min。
（2）进给量
如PCD刀具的进给量过大，将使工件上残余几何面积增加，导致表面粗糙度增大；如进给量过小，则会使切削温度上升，切削寿命降低。
（3）切削深度
增加PCD刀具的切削深度会使切削力增大、切削热升高，从而加剧刀具磨损，影响刀具寿命。此外，切削深度的增加容易引起PCD刀具崩刃。
不同粒度等级的PCD刀具在不同的加工条件下加工不同工件材料时，表现出的切削性能也不尽相同，因此应根据具体加工条件确定PCD刀具的实际切削参数。
      4.2 PCD刀具的失效机理
刀具的磨损形式主要有磨料磨损、粘结磨损（冷焊磨损）、扩散磨损、氧化磨损、热电磨损等。PCD刀具的失效形式与传统刀具有所不同，主要表现为聚晶层破损、粘结磨损和扩散磨损。研究表明，采用PCD刀具加工金属基复合材料时，其失效形式主要为粘结磨损和由金刚石晶粒缺陷引起的微观晶间裂纹。在加工高硬度、高脆性材料时，PCD刀具的粘结磨损并不明显；相反，在加工低脆性材料（如碳纤维增强材料）时，刀具的磨损增大，此时粘接磨损起主导作用。
   5．结语
       PCD刀具因其良好的加工质量和加工经济性在非金属材料、有色金属及其合金材料、金属基复合材料等切削加工领域显示出其它刀具难以比拟的优势。随着PCD刀具的理论研究日益深入及其应用技术的进一步推广，PCD刀具在超硬刀具领域的地位将日益重要，其应用范围也将进一步拓展。

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Mar 15 Sun 2009 11:05
硬质合金刀具科普知识www.tool-tool.com

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刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以"刀具"一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。

刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28～前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪)，由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。

然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年，法国的勒内首先制出铣刀。1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。

那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年，美国的泰勒和．怀特发明高速钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。

在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。

由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949～1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。

1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能。

刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外，还有组合刀具。

按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。

刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。

带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄；圆锥柄靠锥度承受轴向推力，并借助摩擦力传递扭矩；圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具，切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成，而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。

刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。

刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固结构。

在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等，必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变，实际工作的角度和标注的角度有所不同，但通常相差很校制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。

通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。

聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等；聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等；碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。

硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具，也可用于高速钢刀具，如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁，使刀具在切削时的磨损速度减慢，涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1～3倍以上

由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工材料越来越多，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况，刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料；进一步发展刀具的气相沉积涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾；进一步发展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现最佳化。
(end)

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Mar 15 Sun 2009 10:49
金属切削技术及刀具发展现状www.tool-tool.com

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作者：中国机械工业金属切削刀具技术协会赵炳桢

制造业的发展与切削技术的进步
从20世纪中期开始，由于微电子技术、信息技术、材料科学等科学技术所取得的丰硕成果及其工程化进度的加快，推动了制造业和制造技术的快速发展,到20世纪末，取得了显著的进步，并为全球经济的发展作出了重大的贡献，被誉为全球经济的发动机。
总结这段历史，回顾人类社会经济和文明发展历程，各国政府对制造业的重要性有了新的认识：即使在高科技及新兴产业对经济产生巨大促进作用的今天，制造业仍是国家经济和综合实力的基础。重视和加快制造业的发展已成为世界各国尤其是像中国这样发展中大国的强国之策，从而给制造业和制造技术的发展带来了难得的机遇和新的挑战。
在此期间，作为制造技术基础工艺的金属切削技术也得到了迅速的发展，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套加工技术为特征的发展新阶段。这是在制造技术全面进步和创新的基础上，包括数控机床、控制系统、刀具材料、涂层技术、刀具结构等技术的全面进步，所产生的综合效果，推动了切削加工技术的全面进步，使总体水平达到了一个新的高度。这一高度的主要特征和技术特点是高的切削速度(表1)，标志着切削加工技术进入了高速切削的新阶段。
表1 现阶段高速切削实例

至今，高速切削已经成为先进制造技术的重要组成部分和显著的标志之一，成为制造业中装备制造工业、汽车工业、航空航天工业、模具工业等主要工业部门的关键技术。在工业发达国家，高速切削已是一项实用的新技术，积极开发应用高速切削新工艺成为企业提高加工效率和产品质量、降低制造成本、缩短交货周期从而提高竞争实力的重要举措，产生了显著的技术经济效益。因此，加快发展和应用以高速切削技术为代表的先进切削技术已成为各国制造业和制造技术各领域的共识。

切削技术及刀具发展现状
第一，开创了高速切削等新工艺，全面提高了加工效率。
高速切削作为一种新的切削工艺显示出独特的优越性。首先，切削效率有显著的提高，以轿车发动机的5大件加工为例，在近10年左右的时间里，生产效率提高了约1~2倍，如加工铝合金缸盖的PCD面铣刀，铣削速度已达4021m/min，进给速度5670mm/min，比我国90年代初引进的生产线又提高了一倍；又如精加工灰铸铁缸体的CBN面铣刀，铣削速度已达2000m/min，比传统的硬质合金面铣刀提高了10倍。其次，高速切削还有利于提高产品质量、降低制造成本、缩短交货周期。此外，在高速切削技术的基础上，开发了干切削(准干切削、微量润滑切削)、硬切削(以车代磨、以铣代磨)等新工艺，不仅提高了加工效率，改变了传统不同切削加工的界限，而且开创了切削加工“绿色制造”的新时代。硬切削技术已成为汽车齿轮内孔精加工、淬硬模具加工实用的高效新工艺，图1所示为加工65HRC的模具。
与此同时，根据不同的加工要求还出现了高进给速度的高效加工工艺或高生产率加工工艺(HPM、HSM)，反映出高速切削技术的巨大发展潜力。
第二，以硬质合金材料为主的各种刀具材料性能全面提高。
硬质合金的性能不断改进，应用面扩大，成为切削加工主要的刀具材料，对推动切削效率的提高起到了重要作用。首先是细颗粒、超细颗粒硬质合金材料的开发，显著地提高了硬质合金材料的强度和韧性，用它制造的整体硬合金刀具，尤其是通用的量大面广的中小规格的钻头、立铣刀、丝锥等刀具，用来代替传统的高速钢刀具，使切削速度和加工效率提高了数倍，把量大面广的通用刀具带入了高速切削的范围，为切削加工全面进入高速切削阶段打下了半壁江山。目前整体硬质合金刀具已成为国内外工具公司的常规产品，并将随着整个切削加工水平的提高得到越来越广泛的应用。目前，国内湖南钻石硬质合金工具有限公司、上海工具厂有限公司、四平兴工刃具有限公司等企业也都能生产整体硬质合金立铣刀、丝锥、钻头等系列产品，图2所示是湖南钻石硬质合金股份有限公司生产的整体硬质合金刀具。不仅如此，整体硬质合金还在一些复杂成形刀具中得到应用。其次，硬质合金加压烧结等新工艺的开发和使用，提高了硬质合金的内在质量；以及针对不同加工的需求开发专用牌号的做法，又进一步提高了硬质合金的使用性能。在作为化学涂层硬质合金刀片牌号的基体材料时，开发了具有良好抗塑性变形能力和韧性表层的梯度硬质合金，提高了涂层硬质合金刀片的切削性能和应用范围。
陶瓷和金属陶瓷刀具材料品种增多，强度和韧性提高，扩大了应用领域和加工范围，在钢材、铸铁的精加工、半精加工中代替硬质合金，提高了加工效率和产品质量。目前，这类刀具材料不仅可用在单件、小批生产，而且已用于流水线的批量生产中，并且因为价格较低，可作为干切削、硬切削的首选刀具。
PCD、CBN超硬刀具材料韧性和制造工艺的改进，使应用领域不断扩大。用CBN制造的缸孔鏜刀已可用在自动生产线上以及铸铁和淬硬件的加工中，并从精加工领域扩大到半精加工领域，使切削加工的效率大幅提高。铝合金是航空工业和汽车工业的重要材料，高效加工铝合金是这两个工业部门的一项关键技术，目前由于用PCD制造的各种高性能刀具的广泛应用，切削效率显著提高，最高的切削速度已达7000m/min。产品已从原来车刀、面铣刀扩大到立铣刀、钻头、铰刀、成形刀具等；PCD还是加工石墨、合成材料等非金属材料唯一的高效刀具。可以预见，随着CBN、PCD刀具的推广，刀具品种将进一步增多，应用领域进一步扩大，在切削加工朝着高速、高效加工方向发展中起到领先的作用。
在刀具材料发展中仍要提到高速钢材料的发展，尽管高速钢刀具与硬质合金刀具相比在全世界的销售额以每年约5%的数量在减少，但是高性能的钴高速钢和粉末冶金高速钢的使用量在不断增加。这两种高性能高速钢已有很长的历史，它们比普通的高速钢有更好的耐磨性、红硬性和使用的可靠性，尤其是粉末冶金高速钢的性能更好，但由于价格高，过去主要用在航空航天工业加工难加工材料。随着人们对切削加工效率的追求和观念的转变，这些高性能高速钢的刀具首先在自动线上大量采用，如钻头、立铣刀、丝锥等通用刀具和齿轮刀具、拉刀等精密复杂刀具，收到了提高切削速度和加工质量、使用可靠和延长刀具寿命的效果。近几年，用高性能高速钢制造的上述刀具已扩大应用到一般的加工中，成为国外高速钢刀具的常规产品。
综上所述，在各种刀具材料的发展中，硬质合金起着主导的作用，但其他刀具材料的性能也得到了显著的改善，扩大了各自的应用领域，形成了各种刀具材料既有独特优势和使用范围又相互取代补充的整体格局。可以说正是刀具材料的全面的迅速的发展为当今高速、高效率的金属切削加工奠定了基础。
第三，涂层成为提高刀具性能的关键技术。
刀具的涂层技术在现代切削加工和刀具的发展中起着十分重要的作用，自从问世以来发展非常迅速，尤其是近几年取得了重大的进展。化学涂层(CVD)仍然是可转位刀片的主要涂层工艺，开发了中温CVD、厚膜三氧化二铝、过渡层等新工艺，在基体材料改善的基础上，使CVD涂层的耐磨性和韧性都得到提高；CVD金刚石涂层也取得了进展，提高了涂层表面光洁度，进入了实用的阶段。目前，国外硬质合金可转位刀片的涂层比例已达70%以上。在此期间，物理涂层(PVD) 的进展尤为引人注目，在炉子结构、工艺过程、自动控制等方面都取得了重大进展，不仅开发了适应高速切削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层，如超级 TiAlN，及综合性能更好的TiAlCN 通用涂层和DLC、W/C减摩涂层，而且通过对涂层结构的创新，开发了纳米、多层结构，大幅度提高了涂层硬度和韧性。表2为瑞士PLATIT公司推出的最新涂层。
PVD涂层技术的新进展，向我们展示了涂层技术对提高刀具性能的巨大潜力和独特的优势：可以通过对涂层工艺参数控制和靶材、反应气体的调整不断开发出新的涂层，以满足加工多样性的需要，是提高和改善刀具性能一项又快又好的技术，有着十分广阔的应用前景。

表2 物理涂层新牌号

第四，刀具结构的创新改变了传统标准刀具千篇一律的面貌和单一的功能。
随着制造业的高速发展，汽车工业、航空航天工业以及模具行业等重点产业部门对切削加工不断提出更高的要求，推动着可转位刀具持续的发展。为汽车工业流水线开发的专用的成套的刀具，突破了传统按需供刀、“闭门造刀”的做法，而成为革新加工工艺、提高加工效率、节省投资的重要工艺因素，发挥新的作用，图 3是WIDIA公司一把用于曲轴加工新工艺的高速铣刀。

模具工业的特点是高效、单件、小批生产、模具材料的硬度高加工难度大、形状复杂、金属切除量大、交货周期短，成为推动可转位刀具结构创新的强大动力，如多功能面铣刀、各种球头铣刀、模块式立铣刀系统、揷铣刀、大进给铣刀等等。回顾上世纪90年代以来切削加工的发展，模具工业还是今天高速切削、硬切削、干切削新工艺的发源地。
为满足航空航天工业高效加工大型铝合金构件的需要，开发了结构新颖的铝合金高速加工面铣刀等刀具，图 4是Sandvik 公司的高速面铣刀，最高转速可达24000r/min，切削速度为6000m/min。
与此同时，也出现了各种可转位刀片的新结构，如用于车削的高效括光刀片、形状复杂的带前角的铣刀刀片、球头立铣刀刀片、防甩飞的高速铣刀刀片等等。
随着五轴联动数控工具磨床功能的完善及应用的普及，使立铣刀、钻头等标准通用刀具的几何参数更加多样化，改变了传统标准刀具千篇一律的旧格局，可适应不同被加工材料和加工条件，切削性能相应提高。一些创新的结构还产生新的切削效果，如不等螺旋角立铣刀，它与标准立铣刀比较，不等螺旋角立铣刀可有效遏制刀具的振动，提高加工光洁度，可增加刀具的切削深度和进给速度。又如不同钻尖形式、不同槽型的各种硬质合金钻头，图 5是上海工具厂有限公司推出的多种钻头及不同的钻尖修磨形式，以适应加工不同的材料。
图5

图6

硬质合金丝锥及硬质合金螺纹铣刀的开发，把螺纹加工的效率提高到高速切削的水平，尤其是硬质合金螺纹铣刀不仅加工效率高，而且通用性好，可节省刀具的费用。
第五，快速发展的配套技术。
切削加工的配套技术是随着切削加工技术的进步而逐渐发展起来的，是现代切削技术不可缺少的组成部分，并与切削技术和刀具保持着快速同步的发展，包括刀柄与机床主轴之间的连接方式、刀具在刀柄里的夹紧方式、刀具系统平衡及刀具管理。
双面接触的空心短锥刀柄(HSK)机床－刀具接口，由于可实现法兰端面和锥柄的同时接触，具有连接刚性好、定位精度高、且装卸时间短等优点，随着高速切削技术的推广，得到了越来越广泛的应用(图6)。这种刀柄的结构形式现已成为正式的国际标准，并且也已被众多的机床工具厂商所接受，纷纷推出带HSK主轴接口的高速加工中心和带HSK刀柄的工具系统或整体刀具，显示出这种新型刀柄的强大生命力和很好的使用前景。与此同时，一些公司还开发了与HSK类似的刀柄结构，如 Sandvik公司的Capto刀柄，Kennametal公司的KM刀柄。近年来，还出现了双面接触甚至三处接触的7:24接口，以适应现有机床用于高速切削加工的需要。
使用高速旋转的刀具，还对刀具的装夹提出了新的要求。要求装夹精度高、径向跳动<0.003mm、夹持刚性好、结构紧凑、并操作简单。对用于装模具铣刀的夹头还要求悬伸长而外形尺寸小，便于刀具加工模腔内部。目前较常见的三种新型夹头是：液压夹头、热装夹头和力缩夹头。液压夹头靠液压腔的薄壁内套变形夹紧刀柄，与后两种夹头比较，套的变形量较大允许刀柄的直径可略有变动，且油腔有消振的阻尼作用，使用方便，但薄壁套的夹持刚性较低且结构不对称。热装夹头是利用热胀冷缩的原理在夹头冷却时将刀柄夹紧，这种夹紧方式由于夹紧可靠、结构紧凑对称、外形尺寸小、悬伸长可适应模腔加工，目前应用较为广泛。力缩夹头是靠机械弹性变形产生夹紧力，省掉了热缩夹头加热冷却的时间和能源，使用方便并且轴向定位精度可控，操作简单，但外形尺寸较大。
此外，对高速旋转的刀具还有平衡与安全的要求，刀具或工具系统由于结构的不对称或制造、组装的误差带来的偏心，相对于回转中心会存在不平衡量，在高速旋转时会产生周期性的径向力，作用在主轴的轴承系统，甚至传递至机床的其它部位，影响加工质量、刀具寿命和机床的性能。为此，对高速旋转刀具的许用不平衡量及最高使用转速作出了规定；刀具制造商开发了各种可调平衡的刀具，或对用于高速切削的旋转刀具、工具系统在装入主轴前在动平衡机上先进行平衡，把不平衡量限制在一定的范围里。为了减少刀具装入主轴后产生的不平衡量(偏心量)，新推出的在线自动平衡技术，可在工作转速下对主轴、刀柄和刀具作为一个转子系统整体进行平衡。
在高速切削时，刀具的转速在10000~20000r/min以上甚至更高，此时，刀体、刀片、及刀片的夹紧零件受到很大离心力的作用，当转速达到某一临界值时，足以使刀片甩出，或者夹紧螺钉断裂、甚至整个刀体破裂。一旦出现这些情况会造成设备或人身伤害事故，因此是应用高速切削技术必须加以防范的事情。为此，德国制定了高速旋转刀具的安全规范，对刀具的设计、检测、使用、平衡质量都作了严格的规定，这项规范已先后成为欧洲标准和国际标准。
有资料表明，刀具的直接成本只占制造成本的2%~4%，而刀具使用、管理的简接费用要占12%以上，科学的刀具管理能为用户节省可观的刀具费用，降低制造成本，因此开发刀具管理技术和相关的软件、硬件已成为刀具制造商的业务范围，可为用户提供多种形式的刀具管理服务，从简单的刀具物流管理到全部刀具业务的一揽子承包，后者包括刀具采购、鉴定、保管、现场服务、刀具重磨、工艺改进、项目开发等等。用户企业可充分利用这种专业化的社会服务优势，保持切削加工的高水平，并将主要精力用于企业核心技术的开发，取得了经济技术的双丰收。
第六，工具行业新的经营模式。
随着切削技术的发展，工具行业正在经历着经营机制的变革。面对着日益更新的生产模式和新的工件材料，“刀具”已不再是简单的商品，一售了之，而是优化一个工序或一条生产线加工技术的重要工艺因素，刀具制造商必须能为用户提供成套的加工技术，帮助用户实现提高加工效率和产品质量、降低制造成本的目标，这已成为国外刀具制造商业务发展的方向和经营的宗旨。目前，刀具制造商通过各种形式的“为用户服务”、“提供解决方案”等经营模式，把工具行业带入了一个更高的发展阶段。事实已经证明，国外刀具制造商的这种做法有利于制造业的发展，为用户带来更多的效益，受到用户的欢迎。
应用先进切削技术加快我国制造业的发展
党的十六大提出了全面建设小康社会和实现新型工业化的任务，吹响了我国由制造大国向制造强国进军的号角。切削加工作为制造技术的基础工艺，刀具作为基础工艺装备，在这历史性的大进军中处于第一线的位置，先进的切削技术和刀具是我国发展汽车工业、航空航天工业、能源工业和配套的模具工业必备的前提条件。在这样的大好机遇面前，我们要充分利用先进的切削技术和刀具，为发展我国的制造业服务。
为此，我国的工具工业正在加快与世界工具工业的接轨，通过技术改造引进先进的工艺装备和技术，开发生产一流的刀具产品。我国工具行业的两个排头兵－株洲硬质合金集团和上海工具厂有限公司率先进行了高起点、大投入的技术改造，使我国制造可转位刀片(具)和整体硬质合金刀具的技术接近世界先进水平。与此同时，国外工具公司面对我国制造业快速发展的大好形势和广濶前景，加快了在中国实现本地化生产或服务的步伐，以降低制造成本、提高服务能力、缩短交货周期，应该说，外国刀具公司进军中国市场为我们应用先进刀具改造传统制造业提供了十分有利的条件。我们要抓住这个有利时机，积极采用先进刀具，为提高企业的加工技术和竞争实力服务，迎接经济全球化的挑战。

在企业加快应用先进切削技术时，各企业的情况不同，具体做法也不一样，但以下几点可作为共同的思路：
采用高性能刀具材料制作的刀具，包括整体硬质合金刀具、氮化硅陶瓷刀具、CBN和PCD刀具、高性能高速钢刀具等，针对生产的具体情况一种一种引入，一步一步往前推，定会收到很好的效果；目前国内的刀具制造厂也可部分供应这些刀具产品。
大力采用涂层刀具。我国涂层刀具的使用比例很低，有着很大的推广使用空间。应根据加工的条件和需要选用合适的涂层牌号，以取得理想的效果。
大力采用可转位刀具。可转位刀具在我国推广已多年，但由于种种原因进展还不够快，发展也不平衡。然而在此期间可转位刀具的技术已有了新的进展，品种迅速增多，并朝着更加高效、更加适用的方向发展，开发了曲线刃铣刀刀片、带修光刃的车削刀片和通用性好的圆刀片、八角刀片等产品，应用的潜力很大，积极推广可转位刀具应成为企业技术改造的重要项目。图7 是湖南钻石切削刀具股份有限公司开发的曲线刃刀片铣刀。
对于大批量流水生产线的企业，要借鉴国外的经验，走开发新工艺和专用刀具的路子，提高效率降低成本，或者开发组合刀具集中工序提高效率减少投资。这样的工作要与机床制造商、刀具制造商结合起来搞才能收到成效，这是工业发达国家成熟的做法。
对于单件小批生产模式的企业，要采用高效的新型刀具，如内冷却钻头、前刀面波形立铣刀等。其次可采用多功能通用刀具，一刀多用，减少换刀时间。还要打破传统的钻、铣、磨等工艺界限，通过以铣代钻、以钻代铣、以铣代攻(螺纹)、以车代磨等工艺转换取得新的加工效果。此外，加强刀具管理，减少庫存，降低刀具费用。
在采用先进刀具新技术时，企业要走社会化的路子，要依靠工具制造商、经销商的技术力量。在当前新的工件材料、刀具材料、涂层牌号层出不穷的情况下，刀具品种成千上万，只有借助他们的专业人员的帮助才能选择正确的刀具，达到预期的目标，这也是目前国外工具制造商积极提倡的“系统供应”、“提供解决方案”的经营理念要达到的目的。其次，要打破对刀具费用的不正确观念－－认为好刀具“太贵”花不来，正是这种观点长期影响着我国切削技术的进步和民族工具工业的发展。刀具再“贵”也只占制造成本的2%~4%(在我国多数企业还不到2%)，只有用了“贵”的好刀，提高了效率才能大大降低单件的成本，增加企业的效益，最终取得投入少产出多的效果。通过具体的加工实例可以证明，刀具的费用分摊到每个产品上不是多了反而是少了。
最后，希望通过大家的努力把本单位的切削技术搞上去，共同为推动我国制造业和制造技术的进步作出贡献。（完）

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