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一、前言


MasterCAM各种加工方式的加工参数,包括切削 参数的实现都是以对话框形式设置的,使用时只需填写即可。MasterCAM铣削中提供公制、英制两类共6个刀具库,基本刀具在刀具库中都有收录,设置加 工参数时,调用刀具库中刀具后切削参数即自动输入到对话框中。但是实际使用中我们发现提供的刀具几何参数各轴进给率、提刀速度、主轴转速等切削参数,并不 符合车间现有刀具的实际情况,同时它也不能反映车间刀具库中刀具拥有的基本情况,在使用时必须对每一个项目进行设置。下面就MasterCAM铣削刀具库 的建立方法加以探讨,以建立适合车间使用的刀具库。


二、刀具库的基本结构及设置方法


1.铣削刀具库的结构及设置规定


刀具库由刀具库规定说明以及若干个单独的刀具描述段组合而成,每个描述段又由9行组成,对刀具作具体说明,单个刀具描述段之间由一个空描述段隔开。下面分别对各行进行详细说明。


(1)刀具库的注释说明注释说明的每行以#开头,后接说明语句,包括刀具库的建立日期,设置方法,各参数意义等。如#刀具库格式MonJan1414:51:192002。


(2)刀具描述段的组成刀具描述段共由9行组成。第1 行以TOOL开始,说明刀具定义开始,行号必须标出,而且后跟“”,两者中间以空格隔开,结果为:1——TOOL,以下各行规定和本行相同。第2行说明刀 具材料,系统规定各数字代表材料为:1——HSS,2——CARBIDE,3——COATEDCAR,4——CERAMIC,5——BORZON,10 ——UNKNOWN,设置时应用数字代表填入。第3行为对刀具进行注解。第4行指定刀具名称。第5行指定刀具制造厂。第6行指定刀具夹头。 第7行指定刀具各项参数。按照刀具号码、刀具型式、半径型式、直径、刀角半径crad、螺纹头数thds、刀尖角度、半径补正、刀长补正、XY进给率、Z 轴进给率、提刀速率、主轴转速、冷却液、刃数顺序指定各个刀具的各项参数,各参数之间以空格隔开,0可以不带小数点。第8行指定刀具钻孔、铣削属性。钻孔 属性包括以下内容:循环类型cycle,首次下刀深度peck1,其余下刀深度peck2,安全间隙peckclr,切削回缩量chipbrk,暂留时间 dwell,肩部角度shldrangle,螺纹小径rootdia(tap),镗孔偏移量boreshift。铣削属性包括以下内容:适用切削形态 cutable(粗加工、精加工或者两者都可以),粗加工步距rghx(以刀具直径的百分率指定),粗加工步距rghz,精加工步距finx,精加工步距 finz,刀尖角度tipdia,刀具根圆直径rootdia(螺纹铣刀),刀尖角度thdangle。第9行指定夹头以及刀具几何参数,刀端中心孔直径pilotdia,切刃长flutelen,刀长oalen,刃长shldrlen,刀柄直径arbordia,夹头直径hldrdia,夹头长度hldrlen,主轴旋转方向spindleccw,转速sfm(线速度),每刃切削量fpt,计量方法metric。


必须注意,所有的刀具设定必须包含9行以及“TOOL”标头,如果不标定则必须以空格代替内容。


(3)各参数描述段中所有信息(如刀具型式、刀具切削能力、刀角半径、冷却液形式、主轴旋转方向、加工循环等)应遵循有关规定。


2.铣削刀具库的设置方法


(1)基本刀具库的建立在mill-tools目录下系统已经建立起各常用刀具的基本图形,我们可以利用它建立基本刀具库。


1)用记事本建立一文本文件(*.TXT),按规定格式将刀具参数加入文件中,将文件存入C:-Mcam8-mill-tools目录下,文件名的命名规则按照通常规定,如slider.txt。


2)运行Mill8,在主菜单中单击“NC管理”→“ 定义刀具”→“资料库”,在出现的刀具管理对话框中单击右键,在快捷菜单中单击“由文字产生刀具库”,如打开读取对话框,指定你产生的文本文件 slider.txt后,按确定,出现指定保存的刀具库的路径对话框,命名slider确定即可。


3)将slider.txt和slider.tl8保存到C:-Mcam8-Mill-Tools目录下(假设软件安装在C:-Mcam8目录下)。


4)使用时调用刀具库。


(2)自定义刀具的建立


1)绘制刀具的半剖图存至C:-MCAM8-MILL-TOOLS目录中,绘图时x方向半径的长度按照1mm绘制。


2)在主菜单中单击“NC管理”→“定义刀具”→“当前”,打开刀具管理对话框,右键点击快捷菜单中“建立新刀具”,打开定义刀具框,指定直径。


3)点击刀具类型标签中自定义按钮。


4)点击“参数标签”中的“选择”按钮,选择前面保存的刀具后保存。


5)如果要保存至刀具库,选择“savetolibrary”。


(3)使用效果实际加工时可根据车间现有刀具进行切削方式的选用,杜绝了NC程序的不适用性,在进行刀具路径的参数设置时,刀具部分的参数已经不用再重新定义,减少刀具参数的设置时间。




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汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具等等。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 steelMilling cutterCVDD(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 Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.


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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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在数控铣削中有很多不同于普通铣削的工艺性问题需要考虑,切削前的进刀方式就是其中之一。切削前的进刀方式有两种形式:一是垂直进刀方向,另一是水平进刀方向。对于数控加工来说,这两个方向的进刀都与普通铣削加工不同。下面就此讲述一下数控加工中进刀方式的设定方法。


一、垂直进刀方式的设定


在普通铣床上加工一个封闭的型腔零件时,垂直进刀方式 有两种方式可供选择,一是在零件的实体上事先钻一个孔,然后采用多刃立铣刀来加工型腔轮廓,这是因为立铣刀的端部切削刃没有到铣刀中心,所以立铣刀没有较 大切深的垂直进刀的能力。第二种方法是采用键槽铣刀直接在零件实体上进刀,因为键槽铣刀是两刃刀具,其端部刀刃通过铣刀中心,有垂直吃刀的能力,但由于键 槽铣刀只有两刃切削,加工时的平稳性较差,因此在大面积切削中的效率及被加工零件的表面粗糙度都不太理想,一般都会先采用键槽铣刀(或钻头)垂直进刀后, 换多刃立铣刀加工型腔。由此可见,普通铣削垂直进刀一般都会分成两个工序。而对数控铣削来说,如何解决立铣刀无垂直吃刀能力的问题呢?对此数控机床设计了 三种垂直进刀的方式:一是直接垂直向下进刀;二是斜线轨迹进刀方式;三是螺旋式轨迹进刀方式直接垂直进刀方式只能用于具有垂直吃刀能力的键槽铣刀,后两种 进刀方式能用于端部切削能力较弱的立铣刀的向下进给。


在MasterCAM系统中怎样来设置上述的三种进刀方式呢?首先用MasterCAM的CAD功能设计型腔轮廓,然后在主功能菜单中选取ToolpathS刀具路径指令,进行刀具路径设置。按照下面的顺序操作可得到图4的对话框:


Toolpaths→Pocket→选择型腔轮廓→Done→保存T.NCI→Done→Pocket对话框。在Pocket对话框中的“刀具参数”选项的空白处点击右键,在刀具库中选择一种合适的铣刀。然后再选取“粗加工/精加工参数”项:


Roughing/finishingparameter。 在对话框的右边有一个“下刀方式”(RoughEntry...)按钮,按钮前有一个方形复选框。此按钮平常处在暗显示状态,这种状态下,刀具的下刀方式 是图1所示的垂直进刀方式。如要采用螺旋或斜线下刀方式,则点击复选框,下刀方式按钮“RoughEntry...”呈明显示状态,这时点击按钮,出现“ 下刀方式”设置对话框。对话框中有两个选项:Helix(螺旋方式)与Ramp(斜线方式)。可任选其中一种下刀方式。下面介绍一下对话框中主要参数的设 置。


1、Helix螺旋下刀方式参数设置要点


在图5对话框中可见,左边有五项要设置数值的参数项,另外有五项只要选取复选框的参数项。其主要设置要点如下:


(1).Mininumradius(最小螺旋半径):由操作者设定。


(2).Maxinumradius(最大螺旋半径):由操作者根据型腔空间大小及铣削深度确定,一般是螺旋半径愈大,进刀的切削路程就越长。


(3).Zclearance(Z向高度):开始以螺旋方式运行时刀具离工件表面的Z向高度(以工件表面作为Z向零点)。


(4).XYclearance(XY向距离):螺旋槽的边缘距型腔边界X向和Y向的距离。


(5).Plungeangle(进刀角度):即为螺旋线的升角,此值选取得太小,螺旋圈数增多,切削路程加长;升角太大,又会产生不好的端刃切削的情况,一般选5—20度之间;


(6).Direction(铣削方向):CW为顺铣,CCW为逆铣,按加工情况选取一种。


(7).Followboundary(沿边界铣削):此栏内有两项复选框,此含义是当螺旋方式下刀不成功时,自行设定刀具沿边界移动。


(8).Ifallentryattemptsfail(假如执行螺旋下刀失败时):此栏的设定是按螺旋下刀方式的所有尝试都有失败后,程序转为垂直下刀(Plunge)或是中止程序(Skip)。


(9).Outputarcmovetolerance(圆弧运动误差值):选中此复选框,刀具以螺旋圆弧运动,没有选取此项,刀具以直线方式一段一段地运动,框中的数值是直线的长度。


(10).Centeronentrypoint(中心临近下刀点):


2、Ramp斜线下刀方式参数设置要点


(1).MininumLongth(最小斜线长度):由操作者设定。


(2).MaxinumLongth(最大斜线长度):由操作者根据型腔空间大小及铣削深度确定,一般是斜线愈长,进刀的切削路程就越长。


(3).Zclearance(Z向高度):开始以斜线方式运行时刀具离工件表面的Z向高度(以工件表面作为Z向零点)。


(4).XYclearance(XY向距离):斜线槽距型腔边界X向和Y向的距离。


(5).Plungezigangle(进刀角度):即为切入工件时与工件表面的夹角,此值选取得太小,斜线数增多,切削路程加长;角度太大,又会产生不好的端刃切削的情况,一般选5—20度之间。


(6).Plungezagangle(退刀角度):即为向相反方向进刀时的角度。此值选取得太小,斜线数增多,切削路程加长;角度太大,也会产生不好的端刃切削的情况,一般选5—20度之间。进刀角度与退刀角度可以选得相同,也可以不相同。


(7).AutoangleXYangle选项是由系统自动决定进刀轨迹槽的中心线与XY轴之间的角度。


(8).Rampfromentrypoint选项将使刀具从进刀点垂直进刀,即不能形成斜线进刀的效果,需要Ramp方式进刀时不能选用。


二、水平方向进刀方式的设置


为了改善铣刀开始接触工件和离开工件表面时的状况,一 般的数控系统都设置了刀具接近工件和离开工件表面时的特殊运行轨迹,以避免刀具直接与工件表面相撞和保护已加工表面。比较典型的方式是,以被加工表面相切 的圆弧方式接触和退出工件表面。如图7所示。图中的切入轨迹是由一段切线和一个900的圆弧与被加工表面相切,退出时也是以一个圆弧离开工件,再走一段径 向直线。


在MasterCAM中怎样来设置水平进刀方式呢? 首先用MasterCAM的CAD功能设计外型轮廓(一般水平进刀方式是应用到外轮廓铣削中,或者型腔粗铣后的内壁精铣中使用),然后在主功能菜单中选取 ToolpathS刀具路径指令,进行刀具路径设置。按照下面的顺序操作可得到对话框:Toolpaths→Contour→选择轮廓→Done→保存 T.NCI→Done→Contour对话框→选取Contourparameter项可进入轮廓参数设置对话框。在对话框的右下角有一个“导入导出 ”(Leadin/out)按钮,按钮前有一个方形复选框。此按钮平常处在暗显示状态,点击复选框,进刀方式“导入导出”(Leadin/out)按钮呈 明显示状态,这时点击按钮,出现“导入导出”设置对话框。对话框中左边是切入轨迹参数,右边是切出轨迹参数。通过中间的箭头按钮可把设置的切入参数复制到 切出栏内。下面以切入为例来介绍参数的设置。切入栏中又分为“直线”(Line)与“圆弧”(arc)上下两栏,直线栏中有“垂直 ”(Perpendicule)与“相切”(Tangent)两个选项,还有直线长度的设置。选取“相切”项的即得图7中的切入轨迹,选取“垂直”项就是 退刀时的轨迹。在“圆弧”栏中有圆弧半径值与圆弧所对圆心角的值两项设置,这两项参数决定圆弧轨迹的大小。由直线参数与圆弧参数的不同搭配,可得出很多种 切入切出轨迹。




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(4)オートメーション整備調達


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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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一、扩散法金属碳化物覆层技术介绍

1、技术简介

扩散法金属碳化物覆层技术是将工件置于特种介质中,经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。

该碳化物层具有极高的硬度,HV可达1600~3000(由碳化物种类决定),此外,该碳化物履层与基体冶金结合,不影响工件表面光洁度,具有极高的耐磨、抗咬合(粘结)、耐蚀等性能,可大幅度提高工模具及机械零件的使用寿命。

2、与相关技术的比较

通过在工件表面形成超硬化合物膜层的方法,是大幅度提高其耐磨、抗咬合(抗粘结)、耐蚀等性能,从而大幅度提高其使用寿命的有效而经济的方法。目前,工件表面超硬化处理方法主要有物理气相沉积(PVD),化学气相沉积(CVD), 物理化学气相沉积(PCVD),扩散法金属碳化物履层技术,其中,PVD法具有沉积温度低,工件变形小的优点,但由于膜层与基体的结合力较差,工艺绕镀性 不好,往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。CVD法具有膜基结合力好,工艺绕镀性好等突出优点,但对于大量的钢铁材料而言,其后续基体硬化处理比较麻 烦,稍有不慎,膜层就易破坏。因此其应用主要集中在硬质合金等材料上。PCVD法沉积温度低,膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进,但与扩散法 相比,膜基结合力仍有较大差距,此外由于PCVD法仍为等离子体成膜,虽然绕镀性较PVD法有所改善,但无法消除。

由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层,与基体形成冶金结合,具有PVD、PCVD无法比拟的膜基结合力,因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势,此外,该技术不存在绕镀性问题,后续基体硬化处理方便,并可多次重复处理,使该技术的适用性更为广泛。

3、技术优势

扩散法金属碳化物覆层技术在日本、欧洲各国、澳大利亚、韩国等国应用广泛。据调查,许多进口设备上的配套模具大量地使用了该技术,这些模具在进行国产化时,由于缺乏相应的成熟技术,往往使模具寿命低,有些甚至无法国产化。

该技术国内七十年代就有人研究过,但由于各方面条件的限制,工艺及设备往往难 以经过批量和长期生产的考验,使该技术中的一些实际存在的问题不易暴露或难以解决,往往半途而废。我们在十多年的研究与应用的过程中,对该技术存在的工 艺、设备上的实际问题进行了深入的研究,并进行了有效的改进,经改进后的工艺及成套设备已能够满足长期稳定生产的要求,所处理的模具寿命水平达到进口同类 模具寿命水平,取得了丰富的各类模具实际应用的生产经验,为大规模推广应用该技术奠定了坚实的技术基础。

4、适用范围

扩散法金属碳化物覆层技术可以广泛应用于各类因磨损、咬合而引起失效的工模具或机械零件。其中,因磨损而引起的失效(如冲裁,冷镦,粉末成型等模具)可提高寿命数倍至数十倍;因咬合而引起的产品或模具的拉伤问题(如引伸模,翻边模等),可以从根本上予以解决。

适用材料:

模具钢,含碳量大于0.3%的结构钢,铸铁,硬质合金。

二、不锈钢焊管模具表面超硬化处理技术

不锈钢焊管是在焊管成型机上,由不锈钢板经若干道模具碾压成型并经焊接而成。 由于不锈钢的强度较高,且其结构为面心立方晶格,易形成加工硬化,使焊管成型时:一方面模具要承受较大的摩擦力,使模具容易磨损;另一方面,不锈钢板料易 与模具表面形成粘结(咬合),使焊管及模具表面形成拉伤。因此,好的不锈钢成型模具必须具备极高的耐磨和抗粘结(咬合)性能。我们对进口焊管模具的分析表 明,该类模具的表面处理都是采用超硬金属碳化物或氮化物覆层处理。

不锈钢焊管成型模具材料一般是由高碳高铬的Cr12MoV(或SRD11,D2,DC53)制成。目前国内普遍采用如下工艺流程制作模具:下料→粗加工→热处理(高 温淬火加高温回火)→精加工→氮化→成品(注:为节省成本,一般生产厂家现在都省去了锻造与球化退火两道耗时,费财工序)。由于Cr12MoV类材料属于 高碳高铬合金钢,其原始组织存在很大的成份偏析(这种偏析即使一般的锻造也无法消除)。这样经过热处理(高淬高回)的模具内部组织极不均匀,宏观表现为硬 度极不均匀(HRC四十几至六十左右),再经氮化处理,模具表面不均匀性无法消除,基体硬度甚至进一步降低,实际使用时,表现为模具及焊管表面均易拉伤, 模具寿命低。

由湖某公司潜心研究的模具表面超硬化处理技术已成功应用于不锈钢焊管成型模具 上。经该技术处理的模具在其表面形成硬度高达HV3000左右的金属碳化物层,该碳化物层致密,与基体结合紧密,不影响工件的表面光洁度,具有极高的耐 磨,抗咬合性能,可从根本上解决焊管的拉毛问题,减少制管后续抛光工序的工作量并提高产品质量,大幅度提高模具使用寿命,减少售后服务工作量。实践表明,该技术具有极高的使用价值。以下是该工艺处理模具与氮化处理模具的有关比较。

1、性能:

氮化模具本工艺处理模具

表面硬度:HV700~1000左右HV3000左右

基体硬度:极不均匀HRC58~62HRC40~60

2、工艺流程:

氮化模具:下料→粗加工→热处理(高淬高回)→精加工→氮化→成品本工艺处理模具:下料→全部加工到位(无须热处理)→本工艺处理(基体硬化与表面处理一次完成)。→磨内孔→成品由工艺流程可看出,采用本工艺可缩短模具的加工周期。

3、使用效果:

本工艺处理的模具较氮化模具可从根本上解决焊管的拉毛,从而减少焊管后续抛光工序的工作量并提高产品质量(因大量抛光而使管壁减簿),大幅度提高模具使用寿命,减少售后服务工作量。

由湖南某公司开发的模具表面超硬化处理技术,在实际生产当中得到较广泛的应用,由此工艺处理的模具寿命较传统工艺如氮化有较大幅度的提高,在某些模具性能方面超过国外水平,而价格仅是国外同等的1/4~1/10。

经本工艺处理的模具有轧辊,冲头,彩管系列冷作模具,标准件模具,叶蜡石模具,铜铝型材挤压模具等,使客户产生了很高的效益,使模具的性价比得到质的提高。


歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對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汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具等等。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 steelMilling cutterCVDD(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 Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool 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.

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一、扩散法金属碳化物覆层技术介绍


1、技术简介


扩散法金属碳化物覆层技术是将工件置于特种介质中,经扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物层。


该碳化物层具有极高的硬度,HV可达1600~3000(由碳化物种类决定),此外,该碳化物履层与基体冶金结合,不影响工件表面光洁度,具有极高的耐磨、抗咬合(粘结)、耐蚀等性能,可大幅度提高工模具及机械零件的使用寿命。


2、与相关技术的比较


通过在工件表面形成超硬化合物膜层的方法,是大幅度提高其耐磨、抗咬合(抗粘结)、耐蚀等性能,从而大幅度提高其使用寿命的有效而经济的方法。目前,工件表面超硬化处理方法主要有物理气相沉积(PVD),化学气相沉积(CVD), 物理化学气相沉积(PCVD),扩散法金属碳化物履层技术,其中,PVD法具有沉积温度低,工件变形小的优点,但由于膜层与基体的结合力较差,工艺绕镀性 不好,往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。CVD法具有膜基结合力好,工艺绕镀性好等突出优点,但对于大量的钢铁材料而言,其后续基体硬化处理比较麻 烦,稍有不慎,膜层就易破坏。因此其应用主要集中在硬质合金等材料上。PCVD法沉积温度低,膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进,但与扩散法 相比,膜基结合力仍有较大差距,此外由于PCVD法仍为等离子体成膜,虽然绕镀性较PVD法有所改善,但无法消除。


由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层,与基体形成冶金结合,具有PVD、PCVD无法比拟的膜基结合力,因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势,此外,该技术不存在绕镀性问题,后续基体硬化处理方便,并可多次重复处理,使该技术的适用性更为广泛。


3、技术优势


扩散法金属碳化物覆层技术在日本、欧洲各国、澳大利亚、韩国等国应用广泛。据调查,许多进口设备上的配套模具大量地使用了该技术,这些模具在进行国产化时,由于缺乏相应的成熟技术,往往使模具寿命低,有些甚至无法国产化。


该技术国内七十年代就有人研究过,但由于各方面条件的限制,工艺及设备往往难 以经过批量和长期生产的考验,使该技术中的一些实际存在的问题不易暴露或难以解决,往往半途而废。我们在十多年的研究与应用的过程中,对该技术存在的工 艺、设备上的实际问题进行了深入的研究,并进行了有效的改进,经改进后的工艺及成套设备已能够满足长期稳定生产的要求,所处理的模具寿命水平达到进口同类 模具寿命水平,取得了丰富的各类模具实际应用的生产经验,为大规模推广应用该技术奠定了坚实的技术基础。


4、适用范围


扩散法金属碳化物覆层技术可以广泛应用于各类因磨损、咬合而引起失效的工模具或机械零件。其中,因磨损而引起的失效(如冲裁,冷镦,粉末成型等模具)可提高寿命数倍至数十倍;因咬合而引起的产品或模具的拉伤问题(如引伸模,翻边模等),可以从根本上予以解决。


适用材料:


模具钢,含碳量大于0.3%的结构钢,铸铁,硬质合金。


二、不锈钢焊管模具表面超硬化处理技术


不锈钢焊管是在焊管成型机上,由不锈钢板经若干道模具碾压成型并经焊接而成。 由于不锈钢的强度较高,且其结构为面心立方晶格,易形成加工硬化,使焊管成型时:一方面模具要承受较大的摩擦力,使模具容易磨损;另一方面,不锈钢板料易 与模具表面形成粘结(咬合),使焊管及模具表面形成拉伤。因此,好的不锈钢成型模具必须具备极高的耐磨和抗粘结(咬合)性能。我们对进口焊管模具的分析表 明,该类模具的表面处理都是采用超硬金属碳化物或氮化物覆层处理。


不锈钢焊管成型模具材料一般是由高碳高铬的Cr12MoV(或SRD11,D2,DC53)制成。目前国内普遍采用如下工艺流程制作模具:下料→粗加工→热处理(高 温淬火加高温回火)→精加工→氮化→成品(注:为节省成本,一般生产厂家现在都省去了锻造与球化退火两道耗时,费财工序)。由于Cr12MoV类材料属于 高碳高铬合金钢,其原始组织存在很大的成份偏析(这种偏析即使一般的锻造也无法消除)。这样经过热处理(高淬高回)的模具内部组织极不均匀,宏观表现为硬 度极不均匀(HRC四十几至六十左右),再经氮化处理,模具表面不均匀性无法消除,基体硬度甚至进一步降低,实际使用时,表现为模具及焊管表面均易拉伤, 模具寿命低。


由湖某公司潜心研究的模具表面超硬化处理技术已成功应用于不锈钢焊管成型模具 上。经该技术处理的模具在其表面形成硬度高达HV3000左右的金属碳化物层,该碳化物层致密,与基体结合紧密,不影响工件的表面光洁度,具有极高的耐 磨,抗咬合性能,可从根本上解决焊管的拉毛问题,减少制管后续抛光工序的工作量并提高产品质量,大幅度提高模具使用寿命,减少售后服务工作量。实践表明,该技术具有极高的使用价值。以下是该工艺处理模具与氮化处理模具的有关比较。


1、性能:


氮化模具本工艺处理模具


表面硬度:HV700~1000左右HV3000左右


基体硬度:极不均匀HRC58~62HRC40~60


2、工艺流程:


氮化模具:下料→粗加工→热处理(高淬高回)→精加工→氮化→成品本工艺处理模具:下料→全部加工到位(无须热处理)→本工艺处理(基体硬化与表面处理一次完成)。→磨内孔→成品由工艺流程可看出,采用本工艺可缩短模具的加工周期。


3、使用效果:


本工艺处理的模具较氮化模具可从根本上解决焊管的拉毛,从而减少焊管后续抛光工序的工作量并提高产品质量(因大量抛光而使管壁减簿),大幅度提高模具使用寿命,减少售后服务工作量。


由湖南某公司开发的模具表面超硬化处理技术,在实际生产当中得到较广泛的应用,由此工艺处理的模具寿命较传统工艺如氮化有较大幅度的提高,在某些模具性能方面超过国外水平,而价格仅是国外同等的1/4~1/10。


经本工艺处理的模具有轧辊,冲头,彩管系列冷作模具,标准件模具,叶蜡石模具,铜铝型材挤压模具等,使客户产生了很高的效益,使模具的性价比得到质的提高。




歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對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汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具等等。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!!


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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


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(4)オートメーション整備調達


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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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1.引言


由金刚石或立方氮化硼(CBN)磨料制作的超硬磨料砂轮,因其优良的磨削性能,已广泛用于磨削领域的各个方面。金刚石砂轮是磨削硬质合金、玻璃、陶瓷、宝石等高硬脆材料的特效工具。


近几年来,随着高速磨削和超精密磨削技术的迅速发展,对砂轮提出了更高的要求,陶瓷和树脂结合剂的砂轮已不能满足生产的需要,金属 结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著特性而在生产中得到了广泛的应用。金属结合剂金刚石砂轮按制造方式不同主要有有烧结和电镀两种类 型。为了充分发挥超硬磨料的作用,国外从20世纪90年代初开始用高温钎焊工艺开发一种新型砂轮,即单层高温钎焊超硬磨料砂轮,目前国内这种砂轮还处于研 制开发阶段。


2.烧结型金刚石


砂轮烧结型金属结合剂砂轮多以青铜等金属作为结合剂,用高温烧结法制造,其结合强度高,成型性好,耐高温,导热性和耐磨性好,使用 寿命长,可承受较大的负荷。因砂轮在烧结过程中不可避免地存在着收缩及变形,所以在使用前必须对砂轮进行整形,但砂轮修整比较困难。目前生产中常用的砂轮 对滚整形方法不仅在修整时费时费力,而且修整过程中金刚石颗粒的脱落较多,修整砂轮本身的消耗很大,整形精度较低。近年来各国学者相继开展了应用特种加工 方法修整金属结合剂金刚石砂轮的研究工作,主要有电解修整法、电火花修整法和复合修整法等。电解修整法速度快,但整形精度不高;电火花修整法整形精度高, 既可整形又可修锐,但整形速度较慢;复合修整法有电解电火花复合修整法、机械化学复合修整法等,修整效果较好,但系统较复杂,因此烧结型金刚石砂轮的修整 问题仍然没有得到很好的解决。此外,由于砂轮的制造工艺决定了其表面形貌是随机的,各磨粒的几何形状、分布及切削刃所处的高度不一致,因此磨削时只有少数 较高的切削刃切到工件,限制了磨削质量和磨削效率的进一步提高。


3.电镀金刚石


砂轮电镀金刚石砂轮的优点:①电镀工艺简 单,投资少,制造方便;②无需修整,使用方便;③单层结构决定了它可以达到很高的工作速度,目前国外已高达250~300m/s;④虽然只有单层金刚石, 但仍有足够的寿命;⑤对于精度要求较高的滚轮和砂轮,电镀是唯一的制造方法。正是由于这些优势,电镀砂轮在高速、超高速磨削中占据着无可争议的主导地位。 电镀金刚石砂轮存在的缺陷:在镀层金属与基体及磨料的结合面上并不存在牢固的化学冶金结合,磨料实际上只是被机械包埋镶嵌在镀层金属中,因而把持力小,金 刚石颗粒在负荷较重的高效磨削中易脱落(或镀层成片剥落)而导致整体失效;为增加把持力就必须增加镀层厚度,其结果是磨粒裸露高度和容屑空间减小,砂轮容 易发生堵塞,散热效果差,工件表面容易发生烧伤。目前国内的电镀砂轮制造尚未实现按加工条件的要求而优化设计出砂轮的最佳地貌,单层电镀金刚石砂轮的这些 固有弊端必然会大大限制它在高效磨削中的应用。


4.单层钎焊金刚石


砂轮为了充分发挥金刚石的作用,要设法增大结合剂对金刚石的把持力,提高砂轮的结合强度。单层高温钎焊超硬磨料砂轮能克服电镀砂轮 的缺点,可以实现金刚石、结合剂、金属基体三者之间的化学冶金结合,具有较高的结合强度,仅需将结合层厚度维持在磨粒高度的20%~30%就能在大负荷高 速高效磨削中牢固地把持住磨粒,使钎焊砂轮的磨粒裸露高度可达70%~80%,因而增大了容屑空间,砂轮不易堵塞,磨料的利用更加充分。在与电镀砂轮相同 的加工条件下,单层高温钎焊超硬磨料砂轮的磨削力、功率损耗、磨削温度更低,意味着可达到更高的工作速度,这在300~500m/s以上 的超高速磨削中有着特殊的意义。单层高温钎焊无镀膜金刚石砂轮加Cr银基钎料单层钎焊砂轮利用高频感应钎焊方法,用添加有Cr的Ag-Cu合金作为钎料, 在780℃的空气中钎焊35s,自然冷却,可实现金刚石与钢基体间的牢固连接。经X射线能谱及X射线衍射分析发现,Cr与金刚石之间形成Cr3C2,与钢 基体之间形成(FexCry)C,经与不加Cr钎料的对比实验证明,这是实现合金层与金刚石及钢基体间都具有较高结合强度的主要因素,并通过磨削实验证实 了金刚石确有较高的把持强度。该工艺的优点是钎焊温度低,对金刚石的损伤小。缺点是银基钎料的熔点较低,耐磨削高温性能较差,在高效重负荷磨削中的应用受 到限制。Ni-Cr合金单层钎焊砂轮国外金刚石的钎焊工艺是:首先用氧乙炔焊炬在钢基体上火焰喷涂上一层Ni-Cr合金层,这层活性金属可作为钎料直接钎 焊金刚石磨粒,然后在1080℃的氩气中感应钎焊30s。在火焰喷涂合金层的过程中,由于钢基体表面易氧化, 钎焊后结合剂层厚度的一致性和磨料排布的均匀性尚难于有效控制。武志斌等将金刚石磨粒直接排布在Ni-Cr合金片或粉末上,用陶瓷块压住金刚石磨粒,然后 在真空高频感应机上钎焊30s,钎焊温度为1080℃;或者在氩气保护辐射加热炉内进行钎焊,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度。利用扫描电镜X射线 能谱及X射线衍射结构分析发现,在钎焊过程中,Ni-Cr合金中的Cr元素分离出来在金刚石表面形成富Cr层,并与金刚石表面的-元素反应生成Cr3C2 和Cr7C3,合金层在与金刚石良好浸润的同时与钢基体反应生成(FexCry)C的碳化物,因此这种钎焊工艺可以确保合金层与金刚石及钢基体之间都能获 得较高的结合强度。通过重负荷磨削实验证明了金刚石为正常磨损,没有整颗金刚石脱落。这种工艺的优点是:Ni-Cr合金本身的强度高,钎焊后可获得比银基 合金钎焊更高的结合强度;Ni-Cr合金熔点高,耐磨削高温性能好。但它仍有一定的局限性,因钎焊温度高(1080℃),易造成金刚石热损伤而降低金刚石 的强度,采用真空条件或氩气保护进行钎焊可尽量减小金刚石的热损伤和氧化。马楚凡等选用NiCr13P9合金为活性钎料,同时加入少量Cr粉,在真空炉内 加压加热到950℃进行钎焊,研制了牙科专用的单层高温钎焊金刚石砂轮。利用扫描电镜观察显示在金刚石的周围有银白色的合金包绕,X射线衍射分析证实有 Cr3C2生成,正是这个碳化物层实现了金刚石与钢基体间较高的结合强度。磨削实验也证实金刚石确有高的把持强度,单层高温钎焊金刚石砂轮的寿命及磨削效 率较电镀砂轮有了明显的提高。单层高温钎焊镀膜金刚石砂轮由于金刚石的热稳定性差,800℃时就会发生石墨化转变,所以较高的钎焊温度势必会造成金刚石的 热损伤而使金刚石强度下降;同时结合剂中的有害元素会使金刚石腐蚀和石墨化,因此可在金刚石表面先镀上一层活性金属及其合金后再进行钎焊。


超硬磨料的镀覆技术主要有化学气相沉积离子镀、热蒸镀、真空微蒸发镀等。 化学气相沉积Cr、真空微蒸发镀Ti等可有效改善金刚石的表面性能。在钎焊过程中,凭借镀层的中介作用,除了更易实现金刚石与结合剂间的强力冶金化学结合 外,由于镀层对热空气中氧的阻隔作用而使金刚石表面的碳原子与氧的反应速度大大降低,同时镀层中的强碳化物形成元素与金刚石表面的碳原子反应生成碳化物, 封闭了金刚石表面的悬键,增大了氧化反应的阻力,从而抑制了结合剂中的Fe、Co、Ni等元素对金刚石的腐蚀和金刚石本身的石墨化过程,使钎焊后的磨料仍 能保持原来的强度和晶型。钎焊时首先在钢基体上预镀覆一层Ni-P合金(熔点为880℃),然后将镀膜金刚石排布在合金层上,在1050℃的氩气中钎焊 5min,再冷却至室温。磨 削试验表明,由于镀膜金刚石与结合剂良好的浸润性,有效地避免了磨粒的脱落,大大改善了砂轮的磨削性能,实现了砂轮寿命和加工效率的大幅度提高。但应指 出,由于镀膜金刚石与结合剂间存在着适应性问题,因此只有合适的结合剂和工艺才能使镀膜金刚石达到最佳的物理力学性能。单层高温钎焊砂轮存在的问题及应对 措施国内外对单层高温钎焊砂轮的研究虽已取得了较好的实验结果,但其制造工艺还有待于进一步完善。


目前存在问题主要表现为:一是采用何种钎料和钎焊工艺才能使金刚石结合界面上产生具有较高结合强度的化学冶金结合;二是结合剂层适宜的厚 度与均匀性的控制;三是磨料合理有序的排布。对于提高金刚石与钎料结合强度来说,其关键是钎焊过程中金刚石、钎料、金属基体三者间能够产生化学冶金结合, 因此合金钎料中应含有强碳化物形成元素,(如Ti、Cr、V等),并争取在较低的温度下进行钎焊,尽量减小对金刚石的损伤。研制合理的钎料合金配方是开发 单层钎焊砂轮应首先解决的问题。在工业化生产钎焊砂轮过程中,严格控制结合剂层的厚度及均匀性十分必要。钎焊前应对金属基体表面进行去氧化膜处理,对金刚 石和钎料应去油去污。钎料中含有强碳化物形成元素并添加适量的B和Si可降低钎料熔点,提高钎料的流动性和浸润性;采用粉状钎料,在真空条件(或惰性气体 保护)下进行钎焊。钎焊前磨料的有序排布和钎料布料厚度的一致性对提高钎焊后结合剂层厚度的均匀性亦十分重要。砂轮工作面上磨料的合理有序排布一直是磨具 行业致力追求的目标,并有望在单层超硬磨料砂轮上实现。


在开发钎焊砂轮的过程中,首先按照加工条件的要求,优化设计出砂轮的最佳地貌,然后根据优化结果排布磨料就有可能使开发出的钎焊砂轮的磨削 性能达到更高水平。在模板上加工出孔径与金刚石磨粒直径相当、深度为金刚石高度70%的有规律排布的孔,按孔排布好金刚石,合金钎料熔化后的厚度约为金刚 石高度的30%。这种利用孔模板来实现的钎焊工艺不仅可以保证磨粒的有序排布(等高性好),而且还可保证金刚石有70%的出露高度。但其在工业生产中的推 广应用尚需进一步研究。




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用户在选择和使用金刚石涂层刀具之前,必须了解有关金刚石涂层刀具的以下几点常识:


(1)CVD金刚石涂层与非晶金刚石涂层的区别


非晶金刚石(也称为类金刚石碳——译注)涂层是采用PVD工艺沉积的一种碳 膜。它既具有一部分金刚石的SP3键,又具有一部分碳的SP2键;其成膜硬度很高,但又低于金刚石膜的硬度;其厚度也比我们通常沉积的金刚石膜要薄一些。 加工石墨时,非晶金刚石涂层刀具的寿命是未涂层硬质合金刀具的2-3倍。与之相比,CVD金刚石则是采用CVD工艺沉积的纯金刚石涂层,加工石墨时的刀具 寿命是硬质合金刀具的12-20倍,从而可减少换刀次数,提高加工的可靠性和精度一致性。


(2)不能用金刚石刀具加工淬硬钢


金刚石由碳原子构成。某些材料受热时,会从金刚石中吸出碳原子并在工件中形成碳化物。铁就是此类材料之一。用金刚石刀具加工铁族材料时,摩擦产生的热量会使金刚石中的碳原子扩散到铁中,从而造成金刚石涂层因化学磨损而提前失效。


(3)重磨和(或)重涂层的金刚石涂层刀具质量难以保证由于刀具表面生成的涂层为纯金刚石,因此用金刚石磨轮对刀具进行重磨需要耗费很长时间。此外,为使 金刚石生长而采用的刀具。制备工艺会改变刀具表面的化学特性,由于涂层时要求对这种化学特性进行非常精确的控制,因此刀具重新涂层的效果难以得到保证。


(4)金刚石涂层刀具的寿命各不相同


与任何其他刀 具一样,金刚石涂层刀具的寿命也各不相同,主要取决于被切削材料、选用的进给率和切削速度,以及工件的几何形状等。一般来说,加工石墨的金刚石涂层刀具的 寿命是未涂层硬质合金刀具的10-20倍,在某些情况下甚至可能更长。这样,就能用一把刀具完成几乎任何加工任务,无需因刀具磨损而换刀,避免了加工中断 和重新校准,从而有可能实现无人值守加工。在复合材料的加工中,也完全可能获得较长的刀具寿命。


据报道,在加工高密度玻璃纤维、碳纤维和Gl0-FR4等难加工复合材料时,金刚石涂层刀具的寿命可高达未涂层硬质合金刀具的70倍。


(5)金刚石涂层的剥落可以预防涂层剥落是金刚石涂层 刀具的一个严重问题,也是一个常见问题(尤其在加工碳纤维之类材料时),会导致刀具寿命难以预测。上世纪90年代后期,界面化学特性被确定为是影响金刚石 涂层粘附性能的重要因素。通过选择兼容性好的硬质合金化学特性、采用适当的预处理技术和合理的沉积反应条件,就有可能减轻或消除金刚石涂层的剥落,稳定地 实现平稳的磨损模式。在显微镜下观察正常磨损的金刚石涂层刀具,可以发现,金刚石被稳定磨损直至硬质合金基体,而没有发生崩刃或剥落。




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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 steelMilling cutterCVDD(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 Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FreseElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.


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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


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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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1 金刚石刀具的研磨方法


单晶金刚石刀具的制造工序一般包括选料、定向、锯割、开坯、装卡、粗磨、精磨 和检验。将选定的金刚石原石经定向后沿最大平面锯割开,可得到两把刀具的坯料,这样既能提高金刚石材料的利用率,又可减少总研磨量。通过开坯可使刀具形状 达到装卡(镶嵌或钎焊)要求。开坯和粗、精磨加工均采用研磨的方法。


金刚石的研磨加工在铸铁研磨盘上进行。研磨盘的直径约为300mm,由材料组 织中孔隙的形状、大小和比例均经过优化的研磨金刚石专用高磷铸铁制成。研磨盘的表面镶嵌有金刚石研磨粉,其颗粒尺寸可从小于1µm直到40µm。粗颗粒的 金刚石粉具有较高的研磨速率,但研磨质量较差,因此粗磨时一般采用粗粉,而精磨时则采用尺寸小于1µm的细粉。研磨前,首先将金刚石粉与橄榄油或其它类似 物质混合成研磨膏,然后涂敷在研磨盘表面,放置一段时间使研磨膏充分渗入研磨盘的铸铁孔隙中,再用一较大的金刚石在研磨盘表面进行来回预研磨,以进一步强 化金刚石粉在铸铁孔隙中的镶嵌作用。研磨时,一般将被研磨的金刚石包埋在锡斗中,只露出需研磨的面。研磨时的研磨盘转速约为2500r/min,研磨压力 约为1kg/mm2。


金刚石的研磨与其它刀具材料的加工有很大区别,其研磨机理至今尚未得到令人信服的阐释,影响研磨质量的因素也是多方面的。下面就金刚石刀具研磨的一些工艺问题进行讨论。


2 磨削量的影响因素


通过实验发现,磨削量与研磨条件的关系为


V=kvp


式中V——研磨体积


k——磨削率


v——磨削速度


p——研磨压力


此外,金刚石的磨向、磨料的粒度、磨粒在铸铁孔隙中的镶嵌状况等因素也会改变磨削率的大小,从而影响磨削量。


3 研磨质量的影响因素


金刚石硬度高、脆性大,研磨时虽然刀具表面粗糙度较易保证,但刀刃容易出现崩口,刀刃锯齿度不易降低。超精密加工要求刀具刃口在500倍显微镜下观察无崩口,因此需要从各方面优化研磨过程,以获得平直完美的刀刃。


研磨粉粒度和研磨盘表面状态对研磨质量的影响


可以看出,由于粗粉对刀刃的冲击性较大,研磨后刀刃锯齿度也较大,基本上难以研磨出无崩口的刀刃;而采用细粉时,经过几分钟的研磨后刀刃即变得平直,锯齿度趋向于零。


新制造的研磨盘因加工精度的限制,其盘面不平度较大,对于研磨的稳定性有一定 影响。此外,刚涂敷在盘面上的磨粒本身的等高性也较差。经过一段时间的研磨后,盘面上的高点被研平,磨粒中的较大颗粒也被打碎或铲离盘面,从而使磨粒的等 高性得到改善,刀刃锯齿度稳定减小。所以对于金刚石刀具的开刃或精磨等关键工序,必须在稳定的研磨盘盘面上进行。


由于研磨过程中磨粒会被不断打碎或损失,若不及时加以补充,将导致因盘面磨粒密度不够而使金刚石直接与铸铁接触,不但会影响刀具研磨质量,还会因金刚石的挤刮作用破坏或堵塞盘面上的孔隙,从而降低研磨盘的使用寿命。因此,在研磨过程中需要经常向盘面添加新的研磨膏。


此外,在涂粉之前对研磨盘盘面的预处理也至关重要,一般需用油石或较粗的 SiC研磨粉对盘面进行推磨,以去除车削沟纹,提高盘面的平整性。通过用各种油石和SiC粉研磨盘面的比较试验,发现用TL280ZY1油石推磨盘面1小 时后再涂以W1细金刚石粉,可获得最理想的研磨盘面,此时盘面达到稳定的时间最短,研磨后的刀刃锯齿度最小。而采用游离的SiC研磨粉则容易堵塞盘面上的 孔隙,使金刚石粉难以大量而牢固地镶嵌于研磨盘上。


刃磨角对研磨质量的影响


刃磨角q是研磨的线速度方向与刀刃的夹角。当q>0°时,研磨方向从刀 体指向刀刃,称为顺磨;当q<0°时,研磨方向从刀刃指向刀体,称为逆磨。图2所示为刀刃锯齿度与刃磨角的关系。由于金刚石的抗拉强度极高,顺磨>


盘面端跳和机床振动对研磨质量的影响


研磨盘面的端跳和机床的振动会引起研磨时盘面对刀刃的冲击,从而破坏刀刃的平 直性,其中尤以盘面端跳的影响更为直接,这是因为由端跳引起的冲击方向垂直于盘面。图3和图4分别为刀刃锯齿度与盘面端跳和机床振动的关系。从图中可见, 盘面端跳和机床振动对刀刃锯齿度的影响都分别存在一个临界值,当小于临界值时,刀刃锯齿度趋向于零;而当大于临界值时,刀刃锯齿度急剧上升。


为了减小盘面端跳,在用油石研磨盘面时,应同时检测盘面的端跳情况,并尽可能通过研磨消除端跳。然后还需进行研磨盘的在线动平衡,以减小运转时因机构不平衡而产生的振动。


端跳和振动还与研磨机的精度及减振性能有关。传统的木制顶尖研磨机因顶尖与转 轴之间需要垫以纤维衬垫,同时由于木材刚性的限制,会导致研磨盘在高速旋转时产生0.05~0.1mm的动态跳动;此外,木材和纤维物质的耐热性差,在高 速滑动条件下很容易磨损而使转轴与顶尖之间产生间隙,因此需要经常调整间隙、更换衬垫或木制顶尖。由于使用此类设备时不稳定因素较多,只有在设备状态最佳 的某些不长的时间段内才能研磨出基本合格的天然金刚石刀具,即使是技术熟练的操作人员,也只能达到30%~50%的加工合格率。


静压空气轴承的精度高于0.5µm,旋转平稳,且承托主轴的高压空气具有较强的吸振能力。所以采用静压空气轴承的研磨机即使研磨刀刃楔角只有45°的金刚石刀具,也能获得完美无缺的刀刃。对于一般的民用金刚石刀具,基本上可以达到100%的加工合格率。


偏向角对研磨质量的影响


偏 向角w是在金刚石的被研磨面上实际研磨方向 与最好磨方向之间的夹角。对于(110)面,当在最好磨方向(w=0°)研磨时,金刚石表面非常光洁,且表面有较大起伏,这是因为在最好磨方向上,研磨盘 面的不平度在金刚石表面得到了充分复映;当w=45°时,金刚石表面仍然相当光洁,但起伏程度变小,并出现细小沟痕;当w=60°时,金刚石表面产生密集 的深沟,研磨速率变得很低;在最难磨方向,金刚石表面充满一个个凹坑,研磨速率基本为零。w<45°的区域均可认为是好磨方向,可以获得光洁的 表>


在好磨区域内锯齿度趋向于零,当w>45°后,刀刃上迅速出现较大崩口。对于(100)面同样可得到类似结果。


偏向角对表面质量的影响规律还可用于判断金刚石的最好磨方向,因为在最好磨方向研磨时,金刚石表面光亮且有较大起伏。


综上所述,金刚石刀具的研磨质量对各种加工条件都相当敏感,特别在研磨小刀刃 楔角的金刚石刀具(如眼科手术刀、光纤切割刀和生物切片刀等)时尤其如此。因此,在研磨时必须仔细处理研磨盘表面,使用极细的金刚石研磨粉,找到最好磨方 向,并采用精度高、运转平稳且振动小的研磨机床(如空气静压轴承研磨机),在保证各种加工条件处于较理想状态时,即可研磨出无崩口、刀刃锯齿度小的高质量 金刚石刀具。




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