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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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http://www.kobelco.co.jp/technology-review/pdf/52_3/047-051.pdf

Jul 23 Fri 2010 10:17
高強度非調質棒鋼 High Strength Microalloyed Steels www.tool-tool.com

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Microalloyed steels have been developed and put into practical use to simplify the manufacturing process of

automobile parts and to reduce manufacturing costs. In particular, high strength microalloyed steels have

been applied to reduce the automobile weight. In this paper, the characteristics of high strength microalloyed

steels and high strength/high toughness micro-alloyed steels, as well as automobile part application

examples are introduced.

まえがき＝自動車のエンジンや動力伝達部品，足回り部

品の多くは，素材として特殊鋼が用いられ，鍛造や切削，

熱処理などの工程を組合わせて製造されている。近年，

デフレの進行による低価格指向や安価な輸入品への対

抗，また環境意識の高まりに伴い，自動車部品に対して

も低価格化や製造工程の合理化が求められている。

　このような動きに対応し，焼入れ・焼戻し処理や球状

化焼鈍処理などの熱処理が省略可能な非調質鋼が，日欧

の鉄鋼メーカにより開発されてきた。さらに近年は，自

動車の小型軽量化に伴って非調質鋼の高強度化が求めら

れている。当社では，炉外精錬や連続鋳造，制御圧延な

どの鋼材の製造技術を活用しながら，部品の性能や加工

性を損なうことなく熱処理省略可能な非調質鋼の開発を

進め，多くの自動車部品で実用化させてきた。以下，当

社で開発した高強度非調質鋼と高強度・高靱性非調質鋼

に関し，その特徴と自動車部品への適用例について紹介

する。

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、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、航空機械鉸刀、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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Jul 22 Thu 2010 13:46
具有极高硬度的BAM涂层www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

日前，金刚石仍然是地球上已知硬度最高的材料。但是，美国能源部下属阿莫斯实验室的研究人员已经开发出种比立方氮化硼(CBN)硬度还要高一点的材料。

阿莫斯实验室宣称他们正与其他一些科研实验室、大学和企业合作，开发一种可应用于切削刀具和耐磨零件的高硬度、高韧性、表面光滑的涂层。例如，该科研团队正与刀具制造商绿叶(Greenleaf)公司合作在其刀具上沉积一种长寿命涂层以减小摩擦和切削力，从而降低切削加工所需的能耗。

阿莫斯实验室的研究人员通过在铝、镁和硼合金(AlMgB₁₄)中加入少量的硅和其他添加剂开发出了这种材料。这种化合物并非种新物质，但其化学特性尚未完全研究清楚。这种别名为“BAM”(Boron-Aluminum-Magnesium)的材料显示出了极高的硬度——46GPa(相当于6.7×10⁶psi)，与此相比，CBN的硬度为45GPa(相当于6.5×10⁶psi)，金刚石的硬度为70～100GPa(相当于[10.2～14.5]×10⁶psi)。

从 BAM的基本成分单元的结构来看，它似乎不太可能成为一种坚硬的材料。金刚石的基本成分单元中有8个碳原子，排列成非常简单和高度对称的结构。而BAM的基本成分单元**有64个原子，任何专家都不会认为具有这种晶体结构的物质会十分坚硬。但事实上，BAM确实非常坚硬！

阿莫斯实验室的研究人员解释说，通过置换其他元素(如硅)，这种化合物复杂的化学结构使提高其硬度成为可能。研究人员在材料中加入硅，成功地改变了其结合条件．使材料硬度大大提高。硬度并不是这种材料唯一的性能优势，耐磨性、韧性和热传导性也是影响这种材料在切削加工中可用性的重要因素。

BAM已经获得了New Tedl Ceramics公司的销售许可，该公司可以提供AlMgB₁₄系列材料。由于AlMgB₁₄材料具有较好的成形能力．制造相对比较容易，制造成本也较低，因此在超硬材料市场上具有较强的竞争力。

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Jul 22 Thu 2010 13:41
绿色切削技术的研究进展与发展趋势www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

　　采用绿色切削技术的必要性

　　制造业是国民经济和社会发展的物质基础，是创造社会财富的支柱产业。制造业的发展水平是一个国家综合国力的重要体现。但是在自然资源开采过程和工业产品的制造过程中，制造业所产生的废气、废渣、废液也造成了环境的严重污染，导致了以资源枯竭和环境恶化为特征的生态危机。诸如在传统的切削加工过程中通常要使用大量的切削液，尽管切削液在冷却、润滑和辅助排屑中

　　起着重要的作用，但它对资源消耗、环境和人体健康产生了一系列负作用，并且与切削液相关的费用约占加工成本的17%。采用干式切削技术具有重要的意义，因此，在材料的加工过程中很有必要发展绿色制造技术。

　　绿色切削技术是绿色制造的一个重要组成部分，该技术是指对生态大环境和加工现场小环境均无毒副作用（或副作用很小），在加工过程中产生少量的废气、废液和废渣，以达到无公害的环保要求，是对人类的健康和环境没有危害的加工技术[1]。面对人类社会可持续发展的需要，实施绿色制造已经势在必行。

　　绿色切削技术的研究现状

　　近年来绿色制造技术已成为国际上的研究热点，并且各国都投入大量的人力、物力和财力来发展此工艺。按照切削工艺构成分类，可以将绿色切削技术分为干式切削技术、微量润滑切削技术、低温冷风切削技术和气体射流切削技术。针对绿色切削技术，有以下典型学者和机构开展了深入研究。

　　1994 年美国Ecunion公司独家资助，由阿亨工业大学的WZL、戴姆拉·彭兹、蒲吉沃等组成联合课题组，开展硬态切削研究，计划4年完成。1996年“有利于环保的加工方法”作为德国政府的国家级项目，正式制定了1个3年研究计划来实施硬态切削技术的研究[3]。近年来，美国阿拉巴马大学的Y.B.Guo教授和乔治亚理工学院的L.Y.Steven教授课题组分别在干式切削技术的原理、应用和工艺的优化方面做了细致且系统的研究，在很大程度上促进了硬态干式切削技术的推广。

　　美国Cicinati大学和TechSolveInc公司的联合研究表明，在Tongil TNV280CNC立式加工中心上分别切削时，在较低的切削速度和金属切除率下微量润滑切削技术造成的空气中油雾微粒生成率，在钻削时是传统注浇法的 340～3300倍，在铣削时是其100～140倍。

　　美国怀特州立大学的S.Y.Hong博士对液氮冷却车削加工的研究表明，硬质合金刀具材料在液氮冷却切削条件下能够保持良好的切削性能[5]。美国林肯大学的Z.Y.Wang所做的车削氮化硅陶瓷的试验表明，在液氮冷却条件下刀具寿命可延长约4倍，工件表面粗糙度值可降低到原来的1/6。

　　日本学者横川和彦对车削和铣削中的冷风冷却进行了研究，在铣削试验中分别采用水基切削液、常温风(10℃) 和冷风(-30℃) 3种条件进行比较，结果表明，采用冷风切削时刀具耐用度显着提高。在车削试验中，冷风(-20℃) 切削时刀具磨损率比常温 (+20℃) 切削时显着下降。

　　日本学者原贡采用高压注液法精加工Ni 高温合金，与浇注冷却相比，切削速度可提高2～25倍，刀具使用寿命延长5倍。美国学者Mazurkiewicz在1992年获得了采用高压水射流冷却润滑的金属加工专利，并进行了大量的试验研究。结果表明，切削力和切削温度显着降低，易于形成破碎切屑，便于切屑处理。美国莱特州立大学S. Y. Hong博士和印度理工学院S. Paul分别在车削和磨削加工中采用液氮作为切削液直接喷射到切削区的工艺，进行了理论和试验研究。结果表明，在超低温状态下，刀具材料能够保持优良的切削性能，提高了加工效率和加工质量，并可显着降低磨削区温度，减少磨削烧伤。

　　针对绿色切削技术，国内也有不少学者展开了深入研究。除笔者外，如哈尔滨工业大学的韩荣第教授、重庆成田公司的张昌义教授和广东工业大学的王成勇教授等的研究成果在很大程度上推动了我国绿色切削技术的应用。

　　绿色切削技术的分类

　　1 干式切削技术

　　全干式切削法即完全不采用切削液的加工技术。此加工方法中主轴在非常高的转速下运转，用高强度刀具在较小的吃刀量条件下进行高速切削。在此加工工艺中 90%以上的切削热被切屑带走，通过机床高速运转、切削条件的改变来实现无切削液时的零件加工。由于干式加工过程中没有切削液，为了使干式加工可以具有与有切削液时的加工效果一样，要求刀具有更高的加工性能。在加工过程中，由于机床的加工速度很快，一般情况下材料又较硬，切削温度较高，因此机床必须具有刚性好、功率大的特点，同时工艺也对机床的排屑、防尘和热特性提出了较高要求。

　　由于工艺特性的限制，在加工过程中缺少切削液的润滑作用，刀具与工件的摩擦作用会加剧，且在短时间内产生大量的切削热，上述热量主要集中在切屑上面，若不能及时排放出去，会造成刀具磨损的加剧以及机床结构的变形，进而影响已加工表面质量和加工效率。同时，为了使干式切削的精度更高，适当地选择主轴转速、切深和进给量等也是非常重要的。

　　近年来，在干式切削技术中硬态切削工艺发展迅速，该工艺能将硬度大于HRC55的毛坯直接加工为零件，与磨削相比具有较好的工艺柔性、较高的经济性和环保性。为此，硬态切削工艺在实际生产中得到了越来越广泛的应用。硬态干式切削条件下的进给速度、切削深度和切削速度都有别于普通切削，刀具一般采用负倒棱来保护刃口。在高速切削状态下，一般的金属切削理论已不完全适合硬质材料的切削过程分析。因此，必须根据硬质材料和所用刀具的特点来研究其切削加工过程。硬态干式切削的研究内容及相互联系。

　　在硬态切削机理中，最显着的3个特征为：锯齿形切屑、红月牙效应和已加工表面白层的产生。关于锯齿状切屑形成原因的分析存在两大流派：周期脆性断裂理论与热塑性失稳理论。锯齿形切屑生成过程可描述为随着刀具的切入，首先在工件材料右端面产生裂纹实现了切屑分离，形成已加工表面。随着刀具切削行程的增大、塑性变形的加剧和能量的累积，在距切削刃一段距离的切屑某一特定位置，当达到某一临界载荷时，此时能量也累积到了最大值，导致突变性的局部剪切，从而形成了一个锯齿，如此往复下去导致了锯齿形切屑的生成。

　　白层指硬态切削加工后在已加工表层中生成的一种高硬度细颗粒组织。白层是影响工件性能和表面完整性的重要因素，所以应着重讨论其产生原因。随着对硬态切削机理研究的深入，其形成原因可解释为：过高的切削热致使材料出现奥氏体，而迅速的表面冷却又使材料出现淬火现象，从而导致白层的出现。由于白层组织的高硬度是超细颗粒和高位错密度导致的结果，所以刀具挤压作用也是产生白层的重要原因。

　　金属软化效应是硬态切削的一个显着特点。硬态干式切削机理就是被切削金属层的软化作用机理。金属软化效应即工件硬度随切削温度的升高而降低，并进一步影响已加工表面的形成。可见，刀尖附近产生的大量的热量对金属软化效应起决定性作用。

　　2 微量润滑切削技术

　　最小量润滑技术是介于干式与湿式切削之间的一种润滑技术，即切削工作状态最佳时切削液的用量最小。该方法将一定压力压缩空气与微量的润滑剂混合雾化后形成油雾，然后高速喷射到切削区，从而使刀具- 切屑接触区得到冷却和润滑，大大减少刀具-切屑及刀具-加工表面间的摩擦，起到降低切削温度，减小刀具磨损，提高加工效率和加工表面质量的作用。微量润滑切削技术主要分为气雾外部润滑和内部润滑两种方式。目前微量润滑切削技术主要用于铸铁、钢和铝合金的钻削、铰削和攻丝加工。其切削效果影响因素。

　　微量润滑切削技术是在保证有效润滑的前提下，尽可能减少切削液的用量。切削过程中的润滑属于边界润滑，边界润滑的效果与润滑油量密切相关。当润滑油量很少时，在整个表面上形成单分子吸附层，吸附膜形状。自由能降低将依靠减少吸附膜的表面积，所以油量继续增加，油表面构成图中的B。当油量充足时，润滑油将充满粗糙峰谷，如图中的C。当油膜只能达到A者更少时，由于油膜很薄难以流动，峰顶油膜破坏后得不到补充油量，于是产生干摩擦；当油量超过C以后，摩擦系数将不稳定。据上述分析可知，最佳油面为B处。

　　但这项技术目前仍存在以下两方面问题不易解决：一是最小量如何确定，二是冷却润滑油仍有污染。因此微量润滑切削技术并非干式纯绿色，故称为准绿色切削技术。在此基础上，微量润滑切削技术又发展为低温雾化润滑切削技术，即把压缩空气降至零下几十摄氏度，再与润滑油混合汽化，效果比一般压缩空气要好，但仍有少许污染。

　　3 低温切削技术

　　低温切削是将低温流体如液态氮、液态二氧化碳或者冷风等喷向加系统的切削区域，造成切削区的局部低温或超低温状态，利用工件在低温条件下产生的低温脆性，提高工件的切削加工性、刀具寿命和工件表面质量。它具有降低刀具磨损、生产效率高、提高工件表面的抗疲劳强度、减少残余应力、提高工件的切削加工性及减少工件的膨胀等优点。

　　（1）冷风切削技术。

　　冷风切削技术是用-10 ℃～-50℃的低温气体混合微量无公害油剂(10～20mL/h) 代替切削剂进行润滑、降温和排屑。低温风冷可均匀降低加工区、刀具和工件的温度，有效抑制刀具磨损，提高刀具耐用度，改善已加工表面的加工质量，常用的低温风冷介质有空气、氮气和CO2 等。

　　（2）液氮冷却切削技术。

　　该技术是利用液氮使工件、刀具或切削区处于低温冷却状态而进行切削加工的方法。液氮冷却的直接应用，即将液氮作为切削液直接喷射到切削区可显着降低切削温度，提高加工精度和表面质量，进而延长刀具使用寿命。氮气是大气中含量最多的成分，液氮作为制氧工业的副产品来源十分广阔。液氮是一种未来磨削加工中比较有效和经济的切削液替代品。液氮冷却的间接利用主要是刀具冷却法，即在加工中不断地冷却刀具，使切削热快速从刀具上，特别是刀尖处被带走，刀尖始终保持在低温状态下工作。由于研究水平的限制，液氮冷却技术存在如下问题：切屑形成过程中润滑性差的问题亟待解决；工件新生的金属表面因其具有极强的化学活性在空气中会很快生锈的问题；应加强对不同材料在低温及超低温环境下的切削加工性及刀具切削性能的研究。

　　（3）电子冷却切削技术。

　　电子冷冻加工使低温加工成为现实，可解决一般常用材料及某些特殊材料的加工问题，特别适宜于薄片件及韧、粘性材料的加工。其特征是在电子冷堆上装有冷板，在冷板上涂上冷冻液，由冷堆致冷，将冷冻液结成薄冰，将工件夹紧，进行车、铣、磨机械加工。电子冷却加工具有如下特点：工件的装卸方式独特；加工温度可调；冷冻速度快；环保性好。

　　4 气体射流切削技术

　　气体射流切削技术是采用射流形式，将空气、氮气、水蒸汽等气体作冷却润滑剂的绿色切削技术。该技术与传统切削技术相比具有明显优势：气体射流冷却技术是一种可靠、安全、集约型工作方式；气体射流冷却从根本上改善了浇注冷却对环境的污染。但是由于研究水平的限制，该技术存在如下瓶颈：对气体射流冷却切削参数的优化设计；对气体射流冷却切削机理的分析研究；对不同工件材料的气体射流冷却切削性能的研究。

　　绿色切削技术的刀具技术

　　刀具技术是绿色切削技术的一项关键技术，绿色切削刀具的选择要综合考虑刀具材料、涂层材料、几何形状以及三者之间的相互兼顾及优化。不同的切削加工方式对刀具有不同的技术要求。

　　在干式切削工艺中，由于刀具与切屑接触部位温度过高，因此刀具的磨损机制通常以月牙洼磨损为主。因此干式切削对刀具有如下要求：耐高温；切屑和刀具之间的摩擦系数要小；刀具结构要方便排屑；应具有更高的强度和抗冲击韧性。目前采用的干切削刀具材料主要有陶瓷、超细硬质合金、聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼等。陶瓷刀具具有很好的抗塑性变形能力，高温化学稳定性好，抗氧化磨损和抗扩散磨损能力强，但是韧性差，主要用于高速干式切削；超细硬质合金刀具具有很好的耐磨性和耐高温性，主要用于干式铣削和钻削；PCD刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，比较适用于干式切削铜、铝及铝合金工件。

　　在微量润滑切削技术中，由于工艺对刀具有一定的冷却和润滑作用，因此微量润滑切削技术所用刀具在红硬性及耐磨性上较干切削刀具要求低一些。但是在微量润滑的切削过程中，润滑剂吸收的热量很少，多数热量一部分被切屑带走，一部分被刀具吸收，所以对刀具的性能提出了更高的要求。首先，刀具应具有优异的耐高温性能；其次，切屑和刀具之间的摩擦系数要小，以便减少刃口产生积屑瘤；第三，由于加工刀具切削刃承受极大的应力，因此对刃口硬度、抗冲击韧性要求更高，刀具几何参数及切削用量的选取要合理。微量润滑切削技术所采用的刀具一般采用的是涂层刀具，常用涂层有DLC涂层、CVD涂层、PVD涂层及钛化物涂层，广泛应用于铸铁、钢、铝合金等的钻、铰、攻螺纹、深孔钻削以及高速车、铣等加工过程中。

　　在低温切削过程中常用的刀具材料有硬质合金、涂层硬质合金、特种陶瓷、立方氮化硼、聚晶立方氮化硼等。刀具几何参数的合理选择可以使刀具潜在的切削能力得到充分的发挥，从而提高刀具的耐用度；或在保证耐用度的前提下提高切削用量，提高生产率。刀具几何参数的合理选择不仅直接影响切削力的大小和方向，还对切屑的卷曲形状和流出方向起着重大的作用。

　　绿色切削技术的应用

　　绿色切削技术发源于欧洲，并且在欧美已获得广泛应用，这与欧美发达的制造业和越来越强烈的环保理念有关。我国绿色切削技术的研究也已起步，并在以下几个方面获得了广泛的应用。

　　（1）铸铁的干切削。

　　铸铁加工通常采用直接干切削加工以提高生产效率。切削产生的热量主要积聚在刀具前端，通过接触将切削热传向工件，使切削区域材料达到一个很高热量，使铸铁件屈服强度下降，切削及进给速度提高，大大提高了铸铁材料的切削效率，例如：用陶瓷、CBN刀具进行高速干切削加工。

　　（2）铝合金的切削。

　　铝合金传热系数高、热膨胀系数大，切削加工时会吸收大量切削热，故在切削过程中易于形成一个技术难题——积屑瘤。解决上述难题的最好办法是采用高速干切削技术。在高速切削时，95%～ 98%的切削热传给了切屑，会使切削区域局部熔化，切屑容易和工件分离，减小了切削力，不易形成积屑瘤。铝合金也可以采用冷风切削加工，诸如广州摩托集团公司在发动机的左右曲轴箱、盖，特别是缸头加工工艺路线中，采用气旋制冷技术，选用一定数量的人造金刚石刀具改进关键部位加工工艺，提高了发动机产品质量和生产效率。

　　（3）钛合金的低温切削。

　　钛合金加工时易产生表层加工硬化，钛元素活性大，易形成表面污染层。同时由于钛合金的导热系数小，切削温度高，所以该材料为典型的难加工材料。在钛合金的高速切削过程中，苏宇等进行了低温氮气射流条件下高速铣削钛合金的试验。结果表明，低温氮气射流结合微量润滑能够有效地降低铣削力，抑制刀具磨损。魏树国等为研究钛合金低温铣削时对表面粗糙度的影响，通过对BT20钛合金的低温切削试验，证明在保证工件同样的加工表面粗糙度情况下，低温切削时的速度明显大于常温切削时的速度，从而能够改善钛合金的切削加工性。

　　（4）高温合金低温切削。

　　高温合金能在高温氧化及燃气腐蚀条件下工作，具有优良的热强性能、热稳定性能及热疲劳性能，因而常用于航空涡轮发动机、舰艇涡轮发动机和电站涡轮发动机等，但它的切削加工性差，是典型的难加工材料。日本学者采用喷雾冷却方法加工镍基高温合金Inconel718等材料，研究表明采用硬质合金 K20刀具与浇注冷却对比，在一定的工艺条件下喷雾冷却时的切削速度可比传统冷却提高2～2.5倍，刀具寿命可延长5倍左右。

　　（5）重型切削工艺中的应用。

　　由于国家对新能源的需求越来越大，石油化工和核电工业也对加工制造业提出了越来越高的要求。大型筒节是石油化工和核电工业的核心零部件，如图6 所示。筒节加工和以往的机械加工不同，比如工件材料、加工精度等都会有更高的要求。若在加工过程中引入干式切削加工工艺，可取得良好的效果。由于工艺特殊性，不仅在结构上，而且在制造工艺上也需要对刀具进行改进。由于在切削过程中产生大量的热，极易发生粘接磨损，使得刀具寿命急剧下降，若在在刀具结构的特定位置设计凸起，可有效缓解上述情况。为了使得刀具有足够的硬度，进而实现重型切削，刀具材料中的碳化钛含量应该足够大。为了保证刀具与切削之间有良好的摩擦性能，进而减少刀具的月牙洼磨损，刀具表面应进行相关涂层工艺。

　结束语

　　绿色加工技术已是世界工业发展的潮流，必将随着人类可持续发展战略的提出和经济全球化的趋势而显示出其优势。国际生产工程学会也一直对生态平衡、环境保护和可持续发展给予充分重视，提倡运用有利于保护环境的绿色制造技术。在保证满足综合加工性能的基础上，人们正在大力开发和应用低排放和低污染的绿色切削技术，进而实现绿色切削技术更快的发展和更广泛的应用。

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刀、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！！

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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.

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Jul 21 Wed 2010 12:00
整体PCBN+刀具高速切削高合金铸铁类材料的研究www.tool-tool.com

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神会存1 宗万栓1．2 刘书锋2

（1.中原工学院机电学院
2.郑州博特硬质材料有限公司）

摘要：
针对目前渣浆泵加工中存在的问题，选用整体PCBN刀具作为渣浆泵叶轮及护套的切削工具。对陶瓷刀具和PCBN刀具高速切削高铬白口铸铁Cr26时后刀面的磨损和切削性能进行了对比试验分析，并通过加工实例介绍了整体PCBN刀具在提高使用寿命和切削效率方面的作用。
关键词：
高速切削铸铁类材料
内容:
　　1 概述
　　目前，在电力、冶金、煤炭、建材等行业，渣浆泵已被广泛应用。由于它输送的是固体颗粒浆体，对材料的耐磨性有很高要求。为提高耐磨性，延长使用寿命，渣浆泵的制造多采用高硬度、高耐磨性的材料。高铬白口铸铁就是经常被采用材料，该材料属高合金铸铁类，铸件耐磨性好，硬度高;然而在刀具高速切削高铬白口铸铁时，要求有很高的切削率，相应切削温度也高，再加上刀具的塑性变形，很容易导致刀具断裂。
　　在渣浆泵加工制造中，长期以来面临着以下问题：硬质合金刀片只能承受较低的切削速度，无法加工58HRC以上的铸件;陶瓷刀片在粗车中能承受10m/min左右的切削速度，但遇到夹渣、沙眼或在渣浆泵叶轮的加工中，常出现刀片碎裂现象，刀片的磨损、破损、崩刃十分严重，切削效率极低。人们一直在寻找更适合的刀具，而新型整体聚晶立方氮化硼 (PCBN)刀具的开发和应用，可很好地解决渣浆泵加工的瓶颈问题。
　　随着立方氮化硼(CBN)纳米技术的开发和合成技术的创新，利用PCBN刀具加工渣浆泵已成为现实。与陶瓷刀具相比，PCBN刀具具有更高的硬度、耐磨性、冲击强度和抗破碎能力。PCBN刀片材料的主要合成类型包括聚晶片(由CBN与结合剂合成的刀片)和复合片(以硬质合金为基体的复合型CBN刀片)。大量事实表明：以聚晶立方氮化硼为材料制造的 PCBN刀具，是实现铸铁和硬刚件(45HRC以上)高效率、高质量加工的首选刀具。
更多内容见附件： 整体PCBN+刀具高速切削高合金铸铁类材料的研究.pdf (3 MB)http://bbs.86cut.com/attachment.jsp?aid=6965

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Jul 21 Wed 2010 11:54
PCBN 刀具高速切削钛合金切削性能研究www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

　　李甜甜刘战强王晓琴(山东大学)

　　摘要　　采用PCBN刀具对钛合金TC4进行了高速车削试验，从切削力、工件表面粗糙度和刀具寿命等方面分析了PCBN刀具加工钛合金的切削性能，并与未涂层硬质合金刀具、涂层硬质合金刀具作了比较，证明了在高切削速度、低进给量和小背吃刀量的条件下，PCBN有着较长的刀具寿命。
　　关键词　　PCBN，高速切削，钛合金，切削性能
　　1引言　　高速切削加工技术是先进适用的制造技术，正成为切削加工的主流，具有强大的生命力和广阔的应用前景。目前在工业发达国家的航空航天、汽车、模具等制造业中应用广泛，取得了巨大的经济效益。
　　钛合金由于高的强度/重量比和较高的抗腐蚀能力，被广泛应用于航空业。但钛合金的切削速度低、导热系数低以及很容易跟刀具材料发生化学反应等难加工性已成为生产中的棘手问题。实际生产中加工钛合金的切削速度多在50m/min以下，因此，钛合金的高速切削加工是当前亟待解决的生产难题，也是当今研究的热点问题。
　　PCBN刀具材料有着良好的切削性能：高硬度和高耐磨性;高热稳定性，耐热度达1400℃一1500℃;高化学惰性，适合高温干切削;良好的导热性; 较低的摩擦系数。这些性能特点正是加工钛合金刀具材料所应该具备的，但在实际生产中切削加工钛合金使用的刀具材料多数是硬质合金刀具及其涂层刀具，很少使用PCBN刀具材料。
　　本文采用PCBN刀具对钛合金TC4进行高速车削试验研究，分析PCBN加工钛合金的切削性能，为应用PCBN刀具高速切削钛合金奠定应用基础。
全文下载PCBN 刀具高速切削钛合金切削性能研究 http://tech.86cut.com/techfiles/file/6a61528d-3b54-4be2-a46f-faa6a3adf7ea.pdf

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Jul 21 Wed 2010 11:46
高速切削加工技术在数控机床中的应用www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

　　丁杰赵杰张振金

(辽宁石油化工大学，抚顺113001)

　　摘要　　阐述了高速切削加工技术在数控机床中的应用现状，对比国际和国内的区别，高速切削机床的要求及其特点，发展趋势。
　　关键词　　高速切削;加工中心;先进的制造技术
　　1引言　　随着人们环保意识的提高及加人世贸组织后发达国家针对我国没置的绿色壁垒，客观上要求机械产品在制造时尽可能少地消耗能源和污染环境。而机械切削是机械制造中消耗能源和污染环境的最大来源，所以人们有针对性地提出了绿色切削(绿色制造)的概念。所谓绿色切削就是指消耗尽可能少的刀具材料、切削液、加工时间和电力，尽可能少地污染环境，来达到某种特定的切削目的一种切削方式。由于高速切削的特点决定了高速切削可以节省切削液、刀具材料、切削工时，从而极大限度地节约自然资源，极大限度地减少对环境的污染，保护环境，提高生产率和产品质量，达到“绿色切削”的目的。
　　2高速切削机床的国内外现状
　　高速切削加工是一项综合性的高新技术。实现高速切削加工，机床的高速化是首要条件和最基本因素，高速加工机床是提供高速加工的主体。因此，开发和研制性能优良的可使机床执行部件带动刀具或工件获得极高工作速度的高速机床是发展高速切削加工的重中之重。现代数控机床和加工中心的高速化已成为机床发展的主要方向和特征之一。
全文下载高速切削加工技术在数控机床中的应用 http://tech.86cut.com/techfiles/file/6fa3c3f3-fa0e-45ac-bb2b-8a333f373294.pdf

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刀、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.

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：

弊社の製品の供給調達機能は：

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.

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Jul 21 Wed 2010 11:41
高速切削的关键技术及应用www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

　　席俊杰 1.2

　　(1、郑州航空工业管理学院;2、中国矿业大学)

　　摘要　　高速切削技术已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。高速切削较之常规切削是一种创新的加工工艺和加工理念。分析了高速切削技术的特点，研究了高速切削的关键技术：机床技术、刀具技术和工艺技术。介绍了高速切削技术在航空航天和汽车制造等领域的发展及应用。
　　关键词　　高速切削; 机床; 刀具; 切削工艺
　　机械加工技术正朝着高效率、高精度、高柔性和绿色制造的方向发展。在机械加工技术中，切削加工是应用最广泛的加工方法。近年来，高速切削技术蓬勃发展，已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。在数控机床出现以前，用于工件上下料、测量、换刀和调整机床等的辅助时间超过工件加工总工时的70%以数控机床为基础的柔性制造技术的发展和应用，大大降低了工件加工的辅助时间，切削所占时间比例越来越大。因此，实现高速切削成为提高机床生产效率的重要技术手段之一。目前，高速切削技术在航空航天、模具生产和汽车制造等行业已经获得广泛应用，并产生了巨大的经济效益。我国是机床消费大国，已经超过德国，成为世界第一大机床市场。高速切削作为一种新的切削加工理念，对其深入研究具有重要意义。本文作者着重研究了高速切削的关键技术-机床技术、刀具技术和工艺技术及其应用。
全文下载高速切削的关键技术及应用 http://tech.86cut.com/techfiles/file/f93bcb24-482a-435e-8c7a-3022112396e0.pdf

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Jul 21 Wed 2010 11:37
高速切削刀具材料及其与工件匹配研究www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

　　李鹏南 1，2张厚安2 张永忠1 胡忠举2

　　(1中国矿业大学；2湖南科技大学)

　　摘要　　实现高速切削加工，刀具材料是关键。目前国内外用于高速切削加工的刀具材料主要有聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、 TiCN基金属陶瓷和涂层刀具等。本文介绍了这些高速切削刀具材料各自的特点和应用范围，分析了高速切削刀具材料与工件材料的匹配，并阐述了针对常用工程材料的高速切削加工和刀具材料的合理选择。
　　关键词　　刀具材料，高速切削，工件，匹配
　　1引言　　刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一，一把不合格的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统变得形同虚设，完全不起作用。高速切削技术的发展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出现及发展。由于高速切削的切削速度是传统切削速度的5～10倍，因此，高速切削对刀具材料提出了更高的要求，除了具备普通刀具材料的一些基本性能之外，还应突出要求高速切削刀具具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。近30年来，世界各工业发达国家都在大力发展与高速切削相匹配的先进切削刀具材料，主要是聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、Ti(C，N)基金属陶瓷、涂层刀具 (CVD)和超细晶粒硬质合金等刀具材料，这些刀具材料品种的增加和性能的提高，促进了高速切削加工技术的发展和应用。
　　研究表明，每一种刀具材料都有特定的加工范围，不同材料刀具切削加工同一种工件材料时的磨损形态和寿命有很大的不同。因此，在实际应用中存在着刀具与加工对象的合理匹配问题。本文介绍了国内外用于高速切削加工的主要刀具材料，分析了高速切削刀具材料与加工对象的匹配，并阐述了针对常用工程材料的高速切削加工，如何合理地选择刀具材料，以期在实际应用中对高速切削刀具的选用和新型刀具材料的研制和开发等方面起一定的指导作用。
全文下载高速切削刀具材料及其与工件匹配研究 http://tech.86cut.com/techfiles/file/51289caf-f260-4891-ab86-8471fc3e00c5.pdf

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Jul 21 Wed 2010 11:29
SiCpAl 复合材料高速切削的研究现状www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

　　周家林黄树涛许立福彭瑞卿

　　沈阳理工大学

　　摘要　　介绍了SiCp/Al复合材料的特点、应用现状和加工难度，综合评述了SiCp/Al复合材料高速切削的国内外研究现状，分析了目前存在的主要问题及今后的研究方向。
　　关键词　　SiCp/Al复合材料，高速切削，切削参数，刀具磨损
　　1引言　　碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)具有比强度和比刚度高、热膨胀系数小、导热性能好、轻量化等优异的机械物理性能，并可采用传统加工设备进行二次加工，制备成本较低，是新型复合材料中研究最多、潜在应用前景最广的复合材料之一。
　　由于SiCp/Al复合材料具有高的比强度和比模量，同时又具有接近于零的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性，因此在航天领域获得了广泛应用，如用于制造人造卫星支架、L频带平面天线、空间望远镜和照相机的波导与镜筒、红外反射镜、人造卫星抛物面天线等。在航空工业，美国NASA的LEWIS研究中心正在研究用金属基复合材料制造先进的航空燃气涡轮发动机;美国DWA特种复合材料公司采用25% SiCp/6061Al复合材料替代7075Al，用于制造航空结构的导槽、角材等。在交通运输行业，采用MMC材料制造汽车刹车盘已受到欧美国家的高度重视;德国已成功应用SiCp/Al复合材料取代铸钢，用于制造城铁快车的刹车盘;此外，德国已采用SiCp/Al作为高速列车的刹车部件，使用效果良好，且明显降低了车厢重量;在国内，哈尔滨工业大学采用铝基复合材料制造的汽车发动机活塞和汽缸已应用于上千台解放牌汽车，取得了很好的效果。
全文下载
SiCpAl 复合材料高速切削的研究现状 http://tech.86cut.com/techfiles/file/05b612f5-8bd0-4f16-91c3-0d1e675ad326.pdf

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Jul 21 Wed 2010 11:23
高速切削Ti6Al4V钛合金时切削温度的试验研究www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

　　韩满林1 李一民1 赵威2

　　(1南京信息职业技术学院；2南京航空航天大学)

　　摘要　　应用硬质合金刀具对Ti6A14v 钛合金材料进行了高速车削和高速铣削试验，研究分析了干切削、空气射流及氮气射流条件下的切削温度变化情况。研究结果表明，氮气射流及空气射流条件下的切削温度明显低于干切削条件下的切削温度，而氮气射流条件下的钛合金高速切削温度则略低于空气射流条件下的切削温度。
　　关键词　　 Ti6A14v钛合金，高速切削，切削温度
　　1引言　　钛合金以其优异的综合机械性能已成为航空工业中应用较为广泛的材料之一，然而钛合金材料较高的化学活泼性和较低的热导率极大地限制了钛合金的切削加工性。特别是在高速切削钛合金材料的过程中，随着切削速度的提高，切削区温度随之升高，从而加剧刀具磨损。而普通切削速度条件下可以采用的大流量切削液辅助切削方式，则由于高速切削条件下刀具易发生热疲劳破坏而不再适应，而且大流量切削液的使用还会带来其它一些诸如环境污染等负面影响。
　　为了有效控制钛合金高速切削条件下的切削温升和抑制钛合金的化学活泼性，文献[1]~[5] 利用氮气作为切削介质，开展了一定的研究工作，并取得了良好的切削效果。本文即以上述研究为基础，进行高速切削钛合金时的切削温度研究，重点对比分析氮气射流、空气射流以及干切削条件对Ti6A14V钛合金高速切削温度的影响，从而为深入分析钛合金高速切削机理、选择有效可行的冷却润滑方式提供必要的理论和数据支持。
全文下载高速切削Ti6Al4V钛合金时切削温度的试验研究 http://tech.86cut.com/techfiles/file/1a2f9c92-b771-4cee-9600-976df01cc486.pdf

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個人分類：學術研究

Jul 20 Tue 2010 16:27
滚珠螺杆的应用技术www.tool-tool.com

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文章来源：刀网论坛

一、滚珠螺杆的介绍
滚珠螺杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠螺杆副有多种结构型式。按滚珠循环方式分为外循环和内循环两大类。外循环回珠器用插管式的较多，内循环回珠器用腰形槽嵌块式的较多。
按螺纹轨道的截面形状分为单圆弧和双圆弧两种截形。由于双圆弧截形轴向刚度大于单圆弧截形，因此目前普遍采用双圆弧截形的丝杠。
按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母螺纹预紧。数控机床上常用双螺母垫片式预紧，其预紧力一般为轴向载荷的1/3。
滚珠螺杆与滑动杆螺母副比较有很多优点：传动效率高、灵敏度高、传动平稳：磨损小、寿命长；可消除轴向间隙，提高轴向刚度等。
二、滚珠螺杆在高速数控机床上的应用
高速加工是面向21世纪的一项高新技术，它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征，在航天航空、汽车工业、模具制造、光电工程和仪器仪表等行业中获得了越来越广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代先进制造技术的重要组成部分。为了实现高速加工，首先要有高速数控机床。高速数控机床必须同时具有高速主轴系统和高速进给系统，才能实现材料切削过程的高速化。为了实现高速进给，国内外有关制造厂商不断采取措施，提高滚珠螺杆的高速性能。主要措施有：
(1)适当加大螺杆的转速、导程和螺纹头数。目前常用大导程滚珠螺杆名义直径与导程的匹配为：40mm×20mm，50mm×25mm，50mm×30mm等，其进给速度均可达到60m/min以上。为了提高滚珠丝杆的刚度和承载能力，大导程滚珠螺杆一般采用双头螺纹，以提高滚珠的有效承载圈数。
(2)改进结构，提高滚珠运动的流畅性。改进滚珠循环反向装置，优化回珠槽的曲线参数，采用三维造型的导珠管和回珠器，真正做到沿着内螺纹的导程角方向将滚珠引进螺母体中，使滚珠运动的方向与滚道相切而不是相交。这样可把冲击损耗和噪声减至最小。
(3)采用“空心强冷”技术。高速滚珠螺杆在运行时由于摩擦产生高温，造成螺杆的热变形，直接影响高速机床的加工精度。采用“空心强冷” 技术，就是将恒温切削液通入空心丝杆的孔中，对滚珠螺杆进行强制冷却，保持滚珠副温度的恒定。这个措施是提高中、大型滚珠螺杆高速性能和工作精度的有效途径。
(4)对于大行程的高速进给系统，可采用螺杆固定、螺母旋转的传动方式。此时，螺母一边转动、一边沿固定的螺杆作轴向移动，由于丝杆不动，可避免受临界转速的限制，避免了细长滚珠螺杆高速运转时出现的种种问题。螺母惯性小、运动灵活，可实现的转速高。
(5)进一步提高滚珠螺杆的制造质量。通过采用上述种种措施后，可在一定程度上克服传统滚珠螺杆存在的一些问题。其最大快速移动速度可达60m/min，个别情况下甚至可达90m /min，加速度可达15m/s2。由于滚珠螺杆历史悠久、工艺成熟、应用广泛、成本较低，因此在中等载荷、进给速度要求并不十分高、行程范围不太大(小于4～5m)的一般高速加工中心和其他经济型高速数控机床上仍然经常被采用。
三、滚珠螺杆的安装
数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度，除了加强滚珠螺杆螺母本身的刚度之外，滚珠螺杆正确的安装及其支承的结构刚度也是不可忽视的因素。螺母座及支承座都应具有足够的刚度和精度。通常都适当加大和机床结合部件的接触面积，以提高螺母座的局部刚度和接触强度，新设计的机床在工艺条件允许时常常把螺母座或支承座与机床本体做成整体来增大刚度。
为了提高支承的轴向刚度，选择适当的滚动轴承也是十分重要的。国内目前主要采用两种组合方式。一种是把向心轴承和圆锥轴承组合使用，其结构虽简单，但轴向刚度不足。另一种是把推力轴承或向心推力轴承和向心轴承组合使用，其轴向刚度有了提高，但增大了轴承的摩擦阻力和发热而且增加了轴承支架的结构尺寸。近年来国内外的轴承生产厂家已生产出一种滚珠螺杆专用轴承(如日本NSK，德国FAG），这是一种能够承受很大轴向力的特殊向心推力球轴承，与一般的向心推力球轴承相比，接触角增大到60º，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高了两倍以上，而且使用极为方便，产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内外环的厚度，装配时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧，就能获得出厂时已经调整好的预紧力。
滚珠螺杆的安装方式通常有以下几种：
(1)双推一自由方式丝杆一端固定，一端自由。固定端轴承同时承受轴向力和径向力。这种支承方式用于行程小的短丝杠——优点：较易组装，几何精度影响较小，适用于短螺杆和垂直螺杆；缺点：作用点间的距离较小，刚性较差。
(2)双推一支承方式丝杆一端固定，另一端支承。固定端轴承同时承受轴向力和径向力；支承端轴承只承受径向力，而且能作微量的轴向浮动，可以避免或减少螺杆因自重而出现的弯曲。同时丝杠热变形可以自由地向一端伸长。

(3)双推一双推方式丝杆两端均固定。固定端轴承都可以同时承受轴向力和径向力，这种支承方式，可以对螺杆施加适当的预拉力，提高螺杆支承刚度，可以部分补偿螺杆的热变形。其优点是：作用点间的距离较大，刚性较佳；缺点：较易受组合零件几何精度影响。
(4)采用螺杆固定、螺母旋转的传动方式此时，螺母一边转动、一边沿固定的螺杆作轴向移动：由于螺杆不动，可避免受临界转速的限制，避免了细长滚珠螺杆高速运转时出现的种种问题。螺母惯性小、运动灵活，可实现的转速高。此种方式可以对螺杆施加较大的预拉力，提高螺杆支承刚度，补偿螺杆的热变形。
四、滚珠螺杆螺母的防护和润滑
(1) 滚珠螺杆副的防护
滚珠螺杆副和其它滚动摩擦的传动器件一样，应避免硬质灰尘或切屑污物进入，因此必须装有防护装置。如果滚珠螺杆副在机床上外露，则应采用封闭的防护罩，如采用螺旋弹簧钢带套管、伸缩套管以及折叠式套管等。安装时将防护罩的一端连接在滚珠螺母的侧面，另一端固定在滚珠丝杆的支承座上。如果滚珠螺杆副处于隐蔽的位置，则可采用密封圈防护，密封圈装在螺母的两端。接触式的弹性密封圈采用耐油橡胶或尼龙制成，其内孔做成与螺杆螺纹滚道相配的形状；接触式密封圈的防尘效果好，但由于存在接触压力，使摩擦力矩略有增加。非接触式密封圈又称迷宫式密封圈，它采用硬质塑料制成，其内孔与螺杆螺纹滚道的形状相反，并稍有间隙，这样可避免摩擦力矩，但防尘效果差。工作中应避免碰击防护装置，防护装置一有损坏应及时更换。
(2)滚珠螺杆副的润滑
润滑剂可提高耐磨性及传动效率。润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。润滑油一般为全损耗系统用油：润滑脂可采用锂基润滑脂，高速时，建议使用的润滑油为 40℃时的黏度指数范围32～68 cSt (ISO VG 32～68)(DIN 51519)。低速时，建议使用的润滑油为40℃时的黏度指数范围在90 cSt (ISO VG 90)以上。润滑脂一般加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油则经过壳体上的油孔注入螺母的空间内。每半年对滚珠螺杆上的润滑脂更换一次，清洗螺杆上的旧润滑脂，涂上新的润滑脂。用润滑油润滑的滚珠螺杆副，可在每次机床工作前加油一次或根据工作要求定时加油。
五、滚珠螺杆在使用时的注意事项
滚珠螺杆为精密的机械零件组装，所以在使用时需注意下列事项：
(1)因为滚珠螺杆的摩擦很小，如果将没有施加预压（微预压也一样）的螺杆垂直放置时，螺母会因自重而从螺杆轴上脱落下来，所以垂直使用时，请千万小心。如果螺母脱落螺杆，滚珠会脱落。另外，循环导管等滚珠循环部也有损坏的危险。若螺母从螺杆上脱落，请与售后技术人员联络。
(2)因滚珠丝杆螺母的循环部（循环导管，端盖等）突出在螺母的外部，请注意不可敲击和碰撞。
(3)请不要把径向负荷，力矩负荷直接加到滚珠螺杆上。如果作用有径向负荷，力矩负荷，会使螺杆的使用寿命极度降低或导致螺杆运转不顺畅。
(4)将螺杆同其它机械零件组合安装时，请不要把螺母从螺杆上取出。如果万一必须分开时，请使用比螺杆沟槽低径小1mm的套管作为辅助制具，将螺母和滚珠一同取下，同时注意不要让滚珠脱落。
(5)滚珠螺杆的螺纹沟槽是经过淬火和研磨加工的，如果将外部零部件强行打入螺杆轴或螺母边沿时，滚动沟槽上会产生压痕，所以安装零部件时，请注意不要对螺杆或螺母施加过分外力。
(6)如果滚珠螺杆两端的支撑中心轴线和螺母的中心不同心时，则会对滚珠螺杆产生过分的摩擦阻力，从而产生扭矩增大，发热等现象。使滚珠螺杆出现早期的磨损，大大缩短其使用寿命。因此，安装时一定要校正螺杆的“三点一线”。另外，安装完后请一定要转动螺杆，使螺母在螺杆的有效行程上移动，确认是否有干涉等异常现象。
(7)最好在螺杆两端加装防撞器，以避免运转超过行程极限而损伤滚珠螺杆。
六、滚珠螺杆预拉的目的和预拉量
螺杆预拉就是在装配时用螺杆两端的锁紧螺母按要求对螺杆的长度方向施加一定的拉力以调整螺杆正反螺母的反向紧度，原因是螺杆在运行中温升时，热应力效应会使螺杆伸长，使螺杆的长度变得不稳定。目的是为了有效消除该部件的弹性变量以期获得平稳的运动精度。否则在微量进给时当滑鞍或工作台的阻尼力大于螺杆及螺母的弹性力矩时工作台不发生位移，随着不断的进给螺杆及螺母的累积弹性力矩超过工作台阻尼力矩此时的工作台产生冲动位移。虽然总的进给量可能不受影响、但实际的步数、每步的进给量与控制器的输出产生误差，其后果是严重影响加工精度。
过大的预拉会烧坏支撑轴承，在此建议采用小于5℃的预拉值，但若是滚珠螺杆的直径超过50mm时不适合做预拉，螺杆直径大就需要大的预拉力，此时就会导致轴承发热而烧坏。因此建议以3℃的温升做为补偿值T的基准（螺杆每1000mm，-0.02~ -0.03mm）。不同的应用需要不同的T值，有关T值的取值请查阅产品技术手册。
七、滚珠螺杆安装完后反向间隙的检测
用手动脉冲发生器移动相关轴（X,Y,Z），（将手脉倍率定为1×100的挡位，即每变化一步，电机进给0.1mm），配合千分表观察相关轴的运动情况。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动，手脉每变化一步，机床该轴运动的实际距离d=d1=d2=d3…=0.1mm，说明电机运行良好，定位精度良好。而返回机床实际运动位移的变化上，可以分为四个阶段：①机床运动距离d1＞d=0.1mm(斜率大于1);②表现出为 d=0.1mm＞d2＞d3(斜率小于1)；③机床机构实际未移动，表现出最标准的反向间隙；④机床运动距离与手脉给定值相等(斜率等于1)，恢复到机床的正常运动。

　　八、滚珠螺杆在应用中的故障分析及排除

　　滚珠螺杠故障大部分是由于运动质量下降、反向间隙过大、机械爬行、润滑不良等原因造成的。下表为滚珠螺杆常见故障以及诊断方法。

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九、结束语：

　　作为一名售后技术应用工程师，我们既要有扎实的综合知识，又要有丰富的实践经验。在滚珠螺杆安装，调试，检测和故障分析排除时要对问题进行综合考虑。另外，和技术人员要相互交流，合作和相互支持。

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Jul 20 Tue 2010 12:43
DLC 類鑽薄膜材料技術應用發展www.tool-tool.com

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類鑚（Diamond-like Carbon, DLC）薄膜在過去幾年來，由於其特殊的化合性質，如：良好的場發射性、高光學穿透性、高熱傳導性、高化學抗腐蝕性、優異的摩擦性質與良好的生物相容性，使DLC薄膜在電、光、磁、熱、機械和生醫應用領域受到相當大的注目。其中陰極電弧沉積與脈衝式雷射沉積，吸引許多研究學者以及工業應用上的注意，主要乃因為其可以在低溫製程下沉積多種或多層材料，且沉積速率相較於目前工業界常用的濺鍍沉積法快，若能夠克服薄膜品質上的缺點並達到大面積鍍膜的需求，假以時日應有更大的應用空間。

DLC薄膜形成機制
DLC具有與鑽石相似的優異性質，如硬度，彈性模數和化學抗腐蝕性，不過DLC薄膜是一沒有晶界而等向混亂的薄膜。它的生產費用遠較鑽石便宜，這針對許多應用有相當大的優勢。DLC薄膜沉積主要是由於碳離子或部分中性碳原子衝擊基材而累積形成薄膜，DLC之主要的性質是有關於sp3鍵結。DLC薄膜之sp3鍵結給予它許多鑽石本身的機械硬度、化學穩定性以及寬能隙等有利的性質。類鑚碳薄膜的組成不單單只有非結晶碳（Amorphous Carbons, a-C）也有含氫的非結晶碳（Amorphous Hydrogenated Carbon, a-C:H）。圖一為非結晶C-H混合物各種形式組成的三元相圖。由圖一可以大致了解不同鍵結的碳結構，會使得類鑚薄膜性質上產生相當大的差異，這也就是類鑚薄膜令人著迷之處。

圖一、非結晶碳氫混合物之鍵結三元圖

DLC薄膜製作技術
沉積DLC薄膜的方法迄今發展相當地多元化，綜合目前比較普遍的方法如下：
1.離子束沉積法（Ion Beam Deposition Method）
2.濺鍍沉積法（Sputtering Deposition Method）
3.電漿輔助化學氣相沉積法（ PECVD）
4.陰極真空電弧（Cathodic Vacuum Arc, CVA）沉積
5.雷射脈衝高電流電弧沉積技術（Laser Arc Deposition）

DLC薄膜之應用與發展
一般DLC代表性的特徵有：高硬度、優越的耐磨耗性、表面平滑、摩擦係數小、耐腐蝕性優、近紅外光區的透光率佳以及絕緣性良好等。圖二為DLC 薄膜的特性與用途之簡圖。

圖二、DLC薄膜特性與應用

我們知道DLC薄膜具有相當高的硬度與耐磨耗性質。因此，目前工業界大量地將此薄膜特性應用在刀工具以及模具上，提升其使用壽命。圖三乃是類鑚薄膜應用於鑚、銑刀與導軸襯之應用實例。以導軸襯（Guide Bush）為例，切削量3.2mm，轉速8000 rpm下進行切削，結果可知道鍍DLC薄膜的導軸襯可以切削5000個以上的材料，而沒有鍍DLC薄膜的卻只能切削不到50個。近年來DLC薄膜也有應用到手錶之外裝以及高爾夫球球杆頭等工業上的材料與商品。

圖三、類鑚薄膜在加工刀具上之應用

DLC薄膜在生物及醫學方面也有許多研究學者發現其可應用於食物的保存、人造器官的應用。由圖四可以發現當一般的 PET瓶表面鍍DLC後可以有效阻絕氣體分子從瓶內擴散到瓶外以保持內含物的成分，也能避免瓶外的氣體分子擴散至PET瓶內導致變質，這也證實在溫度效應下其抗腐敗的效果愈為突顯。

圖四、DLC鍍膜於PET瓶上，阻絕氣體分子之擴散示意圖

另外，也有部分研究學者在DLC薄膜表面進行氟化作用，發現這樣可增進表面的血液相容性、疏水性與化學穩定性。部份文獻也已報導氟掺雜到DLC薄膜中，一方面會稍微降低其表面能和薄膜硬度，但對於其他DLC薄膜的特性卻可以維持。因此，氟化後的類鑚碳（Fluorinated Diamond-like Carbon, F-DLC）的彈性特徵針對鍍三維醫療裝置有相當大的助益，因此可以被用來作為臨床上冠狀動脈支架、心臟瓣膜、骨科的植入等裝置的鍍層。圖五則為DLC薄膜應用於人工關節上，因增加其本身的潤滑性可以大幅延長使用壽命。

圖五、鍍DLC薄膜的人工關節

由於DLC具有良好的絕緣性且DLC薄膜壓應力大。在微機電應用方面，a-C薄膜的壓力感應性質利用在薄膜感應器（Boss Membrane Sensor）上的a-C應變計電阻器（a-C Strain Gauge Resistor），其被組裝在（001）矽微加工上，如圖六。

圖六、微加工之a-C懸臂樑及具a-C應變計之薄膜感應器

近來，DLC薄膜相當多的優異性質逐漸突顯，也使得其應用性廣泛地延展。不過，大部分的研究與應用都屬於比較實驗性質而小型的，且單一鍍膜材料與鍍膜已經無法滿足目前工業上多元化的應用，因此朝向多層膜、大面積與大尺寸方向的發展勢在必行。這將使得真空腔體的空間侷限獲得突破，並有效的改善多層膜之間的附著力等。因此，DLC薄膜在工業產業以及生物醫學上的應用與發展是相當令人期待的。
作者：陳肇英 / 工研院材化所
出處：工業材料雜誌257期

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Jul 19 Mon 2010 18:02
單晶鑽石刀具和聚晶鑽石(PCD)比較www.tool-tool.com

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不少使用者低估了單晶及聚晶鑽石的差異，導致在刀具材質選用上出了不少問題。筆者仔細分析原因後，發現這個誤解來自於幾個原因

1. 傳統機械加工業將PCD刀具視為鏡面加工的工具
傳統加工業和光電產業所認為的「鏡面」其實是完全不同等級的﹗因此當傳統加工用的鏡面刀具PCD，要使用在光電產業時，加工出來的結果只能說和狗啃的沒什麼兩樣。這種認知的差異，經常讓不同產業的人「雞同鴨講」﹗
2. 多數使用者不了解PCD(及CBN)都是燒結而成
PCD 和CBN(或稱PCBN)都是由粉末燒結而成，其間的結合劑比例影響密度(耐磨性)；而粉末的大小則決定了刀刃的平整度。無論研磨術技多好﹐顯微鏡下觀察都是鋸齒狀﹗
3. 刀具業務誤導
不專業的刀具銷售員動不動把「鏡面」掛在嘴上，完全誤導使用者對刀具品質的認知。

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Jul 19 Mon 2010 17:58
PCD 与CBN刀具的制造技术www.tool-tool.com

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超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括：单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石。其中PCD和 PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业，极大地促进了高速切削加工及先进制造技术的飞速发展，权威机构甚至用这种刀具的应用比例来衡量一个国家加工技术的先进程度。

1.材料切割

商品的复合片一般为直径50～75mm的大圆片，需要通过切割得到所需要的形状，精确的切割还可以减少磨削量。由于磨削复合片时砂轮损耗极大，减少磨削量对于降低制造成本非常有意义。切割设备一般采用普通电火花线切割机，高精度切割时，采用慢走丝线切割机床。有些立方氮化硼材料(如De Beers的AMB90)由于不导电，还需采用激光切割。

2.抛光

抛光的目的是把刀片的上表面(即刀具的前刀面)抛光成镜面，一般要求达到Ra0.02αμm以下。刀具前刀面抛光后可以减少切屑与前刀面的摩擦与粘结，延长刀具寿命；同时还可以改善刀刃的平整度与锋利性，提高切削加工的精度。

图1 复合片抛光原理图

复合片的抛光使用专门的抛光机，其原理如图1所示。一方面砂轮高速旋转做主运动，同时被抛光的刀片低速转动。一般抛光一块片子的时间为 1.5～2h。为了增加效率，抛光机上有多个保持盘，每个保持盘可夹持多个刀片，从而实现几十片刀片同时抛光。

3.焊接

复合片的衬底是硬质合金，刀片焊接实际上是焊接硬质合金。但需要注意的是，金刚石在高温下会氧化和变质，焊接温度要控制在700℃以下，一般选用银基焊料和与之相适应的焊剂。典型的焊接过程为：表面处理-清洗-焊接-刀具清理。

表面处理采用喷砂或SiC砂纸、金刚石砂轮打磨等方法，清除刀杆和复合片被焊表面由于前期加工所形成的各种残留污物。

清洗剂一般为去离子或无水酒精，采用声波清洗器可获得最好的清洗效果。清洗后的零件应该用干净的镊子夹持，绝不能用手指触摸，以防止二次污染。

最简单的焊接方法是焊枪钎焊，但为了保证钎焊的质量和提高焊接过程的易操作性，多数情况下采用高频感应焊或电阻焊。焊接时先在被焊表面和焊料上涂好焊剂，加热至焊料熔化，断电后用陶瓷棒将刀坯按压在刀杆的适当位置，直到焊料固化。

刀具钎焊好后，用热水清洗残留的多余焊剂，用喷砂或磨削方法清除表面氧化层。

4.刃磨技术

PCD与PCBN有很高的硬度，刃磨极为困难。磨削时，砂轮上的金刚石磨粒与刀具之间的作用实际上是两种硬度、性质相近的物质之间的相互作用，与通常的磨削过程(磨粒硬度远大于工件硬度)具有本质差别，因而其刃磨机理与刃磨工艺有独特的规律。

(1)刃磨设备

PCD与PCBN刀具的刃磨一般采用专门刃磨设备，设备生产厂家有英国COBORN公司，台湾KARMAN公司，瑞士EWAG公司和北京迪安公司。

机床需具备的功能(见图2)包括：直刃磨削和圆弧磨削，圆弧磨削又包括圆锥后刀面和圆柱形后刀面的形成以及圆锥与圆柱后刀面的组合等。为了实现上述功能，刃磨机的运动机构包括：

图2 刃磨机床的功能

①刀架自身回转，配合显微镜或投影仪精确对准回转中心，得到不同的刀尖圆弧半径；

②刀架整体倾斜，得到圆柱后刀面；

③砂轮主轴倾斜，得到圆锥后刀面；

④主轴横向往复摆动，用于磨削直刃，同时起到抛光的作用，消除磨削沟纹，并可均恒砂轮的磨损，防止砂轮局部出现深沟；

⑤刀架高低可调，用于调节刀具与砂轮的相对位置，以适应不同尺寸的刀杆；

⑥恒定磨削压力装置；

⑦分度与回转夹头，用于复杂形状刀具的磨削；

刃磨所用砂轮为金刚石砂轮，但砂轮结合剂有所不同。最常用的有：金属结合剂、陶瓷结合剂和树脂结合剂砂轮。

砂轮随金刚石磨粒的尺寸不同，可分为粗磨，细磨，精磨，超精磨等等。粒度范围为M2～4至M40～60。

(2)冷却润滑液

超硬刀具磨削时的压力非常大，可达到400N，会产生大量的磨削热，所以冷却润滑液的主要作用是冷却。最简单的配方是水加适量的防锈剂。也可采用成品的精磨液。

(3)刃磨工艺

PCD与PCBN刀具的刃磨工艺，具有如下的特点和规律。

①砂轮粒度较大时，磨削率高，表面粗糙度值较大；砂轮粒度较小时，表面粗糙值较小，刀具质量更好；

②刀具刃磨宜选用较低的磨削速度，砂轮速度较高时，磨除率低，且易使机床产生振动，影响加工精度和表面质量；

③磨削压力较大时，磨削率高，但表面粗糙度值也较大。粗磨时，宜选用较大的工作压力，而精磨时，需把磨削压力调整到最小；

④刃磨过程中，不时地用细油石修整砂轮，可以提高磨削效率，减少振动，防止刀具表面由于过分挤压而烧伤；

⑤对于刀刃质量要求较高的刀具，最后还需进行研磨处理。最简单的研磨方法是采用单晶金刚石的研磨工艺，把粒度为3～6μm或更细的金刚石微粉与橄榄油混合后涂敷在铸铁盘上，研磨刀具的刀面，可以大大提高刀具刃口质量；

⑥PCBN刀具一般需要0.3～0.8mm的刃口钝圆，以增加刀刃强度和减少崩刃，改善刀具的抗冲击能力。负倒棱可以采用专用夹具在刃磨机床上得到，钝圆可以用金刚石油石手工完成。

5.检验

对于PCD与PCBN刀具，在采用上述设备和工艺的条件下，刀具几何角度、尺寸和表面粗糙度要求，一般都能精确保证。检测主要是观察刀刃的质量。可以采用放大倍数为30～50倍的工具显微镜。普通刀具的刀刃锯齿度可控制在0.02mm之内，对于精度更高的刀具，刀刃锯齿度应小于1～μm。

图3、图4所示分别为普通磨削和经过研磨后得到的刀具刃口。

图3 磨削得到的刀刃质量

图4 研磨得到的刀刃质量

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刀、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！！

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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.

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Jul 19 Mon 2010 17:53
用 PCD和CBN刀具高速干铣削www.tool-tool.com

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即使对于日常使用的简单物品(如牙刷或洗澡用具)设计人员也越来越多地采用难加工的具有任意曲面的三维模具。因而，刀具和模具制造业就不得不面临着对用于钢模电火花加工所必需的电极的设计和制造木断提高的要求。人们经常不用电火花加工的方法而直接通过高速硬铣来加工复杂的三维模具。除了合适的机床和加工工艺外决定性的首先是刀具在硬铣和加工石墨电极时的技术和经济效果。

CAD- CAM一体化设计

Quattroform股份有限公司，在Ettenheim/Baden的精密模具制造厂专门致力于具有复杂的三维几何形状的零件的注塑模的加工。这个企业设计和制造特别是用于多色和多组分注塑的注塑模。设计人员通过软盘或远距离数据传输(ISDN)得到要求的图纸和数据。由此他们从 CAD-AM系统上得到所需注塑模的总图和单个零件图。他们以并行工程的形式也越来越多地与用户紧密地合作进行设计和方案制订，以便优化零件性能、钢模加工和注塑过程。

CNC程序通过网络到达车间内的数控系统。需要时，机床操作者可以从服务器中调出程序把它输入机床数控系统的存储器内。如果操作者在机床上对程序进行了优化，那么他便将新的程序通过网络再送回服务器或者工艺和NC编程部门。由此确保始终提供NC程序的现行版本，并可以为所有参与编程和工艺制订的员工使用。

用CBN硬铣

对于洗澡用具来说，Ettenheim的设计人员和模具制造者开发了钢制模具。它几乎完全是硬加工而成的。只有铣刀无法到达的、带有小的过渡圆角的部分还用电火花加工。铣削后只需略作手工抛光，以便产生铮亮的表面。这里硬铣首先具有精度高的优点。

为了确保在注塑时或轻金属压铸时模具在分型面处保持密封，在加工以后这一部位的精度必须高于 0.01mm。在尺寸较小的注塑模中精度必须保持在5µm至3µm范围内。这只有用硬铣才能达到。

这种方法还有这样的优点，即在铣削时直接形成硬的、封闭表面。取消了为去除因电火花加工后形成的所谓软化层所进行的昂贵的、大多是手工的后续加工。

用带有立方氮化硼 (CBN)刀片的铣刀精加工钢模。图2中所示的铣刀加工碎硬的铸钢时，能在切削速度为600m/min，单齿进给量高达0.2mm的条件下精加工。因此，模具制造
者推荐可用比普通刀具高的切削速度和单齿进给量进行加工。经验表明这样将达到更长的使用寿命和更好的表面质量。因为CBN刀片易崩裂，必须尽可能选择连续的。不中断的切削的铣削方案。在精铣和硬铣大表面三维形面时，一般是很容易实现的。

图 1硬铣过的淋浴器喷嘴柄钢模

图 2 用于模具和工具制造的带PCD和CBN镀层的铣刀

图3 Mikron公司用于硬铣石墨及铜电极加工的HSM700高速切削铣床

Lahr公司的CBN刀具可以提供直径3mm至 32mm的环面和球头铣刀。直径12mm以下的圆柱形刀柄由硬质合金制成。这在高速铣削时特别合适，因为一方面硬质合金吸振性好，另一方面在撞刀时刀具脆性断裂，减小刀具碎片四处飞射的危险。

小直径环面铣刀特别适合于铣削窄而深的沟槽和小的圆角。对于高的表面质量和安全的铣削来说，起决定性作用的是短的悬伸长度和装夹在精细平衡过的刀杆内(HSK-E)。铣刀安装在液压拉紧或热收缩夹头内。这在径向跳动精度很高的情况下能可靠地传递大的扭矩。

用聚晶金刚石铣削石墨零件

Ettenheim的模具制造厂利用相同尺寸的带有聚晶金刚石(PCD)刀片的刀具铣削石墨电极。用硬质合金刀具铣削石墨时，在短时间内或者在较短的切削行程以后，刀刃就已经严重磨损。因此，在铣削一批20件石墨电极时必须较早地并要经常地更换铣刀。另外，由于刀具切削刃的磨损会导致超过0.01mm的形状误差和几何误差。

因此，许多工艺专家用 PCD铣刀在瑞士 Mikron Nidau公司生产的高速切削铣床上铣削石墨电极。采用PCD铣刀的主要原因是聚晶金刚石刀具在铣削石墨时有很高的耐磨性。因此，现在可以不用换刀就能一次加工20件牙刷电极。其中由于刀刃磨损所引起的形状和几何误差保持在小于0.01mm的范围内。

与硬质合金刀具相比，PCD铣刀可以达到10倍的使用寿命。与目前常用的实体硬质合金的铣刀相比减少5至7次换刀。加工时间只有目前的三分之一至四分之一。可以在700m/min的切削速度和0.2mm至0.25mm单齿进给量的情况下精铣石墨电极。高速切削铣床精铣一个电极需要约25 分钟。

机床具备一个带PC的数控系统。10M字节的贮存容量可以贮存很多任意曲面的NC程序。只有1ms的语句更换时间使得有可能在很高的进给速度时铣削。通过计算机操作系统，数控系统可以通过企业内部网络与其他计算机直接交换数据。标准化的工件安装和在交换工作台上的多工件夹紧有利于缩短辅助时间和准备时间。

尽管PCD刀具费用较高，Ettenheim的模具制造厂用这种刀具加工还是比较经济。可以取消硬质合金刀具的刃磨和与此有关的场地费用。PCD刀刃非常锋利，也就是说没有刀棱圆角。这使得精加工可以达到所要求的小于0.01mm的尺寸和几何形状精度，而不需要费用高昂的后续手工加工，通过采用PCD和 CBN刀具加工时间总共可以降低到目前的三分之一至四分之一。

本文作者:孙季初(编译)

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Jul 19 Mon 2010 17:48
CBN 刀具在汽车变速器制造中的应用www.tool-tool.com

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目前，PCBN刀具的应用相当普遍，而CBN成形磨削由于设备、刀具的经济性，普及面不广。如何提高生产效率、降低制造成本，以具有竞争力的价格向客户提供高质量的产品，通过不断的努力，杭齿实现了满足产品零件精度要求的 CBN成形磨削工业应用，在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面均具有较好的经济性。

CBN是立方氮化硼英文名称(CubicBoronNitride)的缩写，它是硬度仅次于金刚石的一种人工合成无机晶体材料，广泛地用于机械加工工业。各工业发达国家都把CBN作为达到高效率、节约能源、超精密和操作自动化加工等目的的重要材料加以发展。

专家研究表明：当温度达到700℃左右时，金刚石的硬度会有较明显的下降趋势，而 CBN材料仍能保持相当的硬度。这说明CBN的热稳定性(红硬性)明显优于金刚石。由于铁系金属高温时对碳元素有着很强的亲和作用，因此，由纯碳元素组成的金刚石不宜用作加工铁系金属的刀具材料。而CBN由硼、氮两种元素组成，高温时不容易和铁系金属发生化学反应，CBN刀具的出现使得对淬火钢的切削成为了可能。

我公司从1996年开始批量生产重型汽车变速器，涉及的部分典型零件经过渗碳淬火，表面硬度为HRC58～63。为了达到零件设计要求，迫切需要应用 CBN刀具来解决传统工艺方法中遇到的加工难题。

在工作实践中，我公司对CBN刀具的应用主要体现在两方面：一是采用PCBN刀具车削淬硬钢实现“以车代磨”工艺；二是采用自制CBN磨轮实现CBN成形磨削的工业应用。

应用PCBN刀具实现“以车代磨”

PCBN是聚晶立方氮化硼英文名称 (PolycrystallineCubicBoronNitride)的缩写。由PCBN刀具坯料经过切割、焊接和刃磨制成的PCBN刀具具有良好的切削性能，主要表现在以下几个方面：

高硬度和耐磨性

CBN的硬度仅次于金刚石，对于可切削黑色金属的刀具材料来说，PCBN刀具的硬度最高。PCBN刀具的耐磨性可以达到涂层刀具和陶瓷刀具的5～10倍，因此，使用PCBN刀具能够明显减少生产加工中的换刀次数，提高被加工工件的精度与互换性，缩短产品生产周期。

良好的导热性和热稳定性

PCBN刀具在800℃时的硬度仍高于硬质合金刀具和陶瓷刀具的常温硬度，在 1200℃时仍能保持较高的硬度，而且随着温度的升高，其导热系数也随之升高。因此，PCBN刀具能够很好地满足硬态切削、高速切削和干切削时的恶劣加工条件对刀具材料的要求。

高的化学稳定性

由于CBN的化学惰性特别大，在1200～1300℃时也不会与Fe、Ni、Co 等元素发生化学反应，所以PCBN刀具在切削加工时的化学磨损相对于其它刀具材料较小，可用于加工各种材料的工件。

较低的摩擦系数

CBN与不同材料间的摩擦系数为0.1～0.3，而且随着切削速度的提高，PCBN的摩擦系数呈减小趋势，从而使切削力减小，减少切削时的刀屑粘结现象，有利于提高加工精度以及表面质量。

我公司重型汽车变速器中的二轴部件因功能、结构的需要，二轴的多档花键沉割槽、各挡圈槽侧面轴向尺寸精度高，公差范围为 plusmn;0.03～±0.10mm，且均有较苛刻的端面跳动和表面粗糙度要求。零件采用 20CrMnTiHA3材料，渗碳淬火，表面硬度为HRC58～63。由于材料稳定性、热处理技术水平等方面原因，零件在热后往往有较大的变形量。为了达到设计要求，传统工艺方法往往通过磨削来实现零件热后的精加工工序。该轴形状较复杂，普通磨削设备难以满足加工要求，必须引进专用磨床。但此类设备在国内外较少生产，而且价格高昂，适用性方面也不理想。

经技术资料检索、设备调研和经济技术分析，我们认为硬切削工艺的综合经济指标优于磨削工艺。于是，最终决定采用PCBN刀具硬切削(如图2所示)，实现 “以车代磨”。

由于硬切削要求加工机床的刚性好、基础稳定、工作轴运动精度高，我们选用了长城机床厂的CK7820数控车床。

硬切削的切削力较大，切削温度较高，为保证加工精度、表面质量及刀具寿命，通过多次切削试验，我们选择了合适的PCBN刀具和冷却润滑液，确定了合适的切削参数，积累了实用的加工经验。

“以车代磨”工艺在我公司重型汽车变速器批量生产中的应用，解决了传统工艺难以实现的加工难题，生产效益显著。另外，“以车代磨”工艺产生的切屑可回收处理，不象传统磨削工艺产生的特殊垃圾难以处理。因此，新工艺的应用对保护环境也是十分有利的。

CBN成形磨削工业应用

CBN砂轮可以高效高质量地高速磨削金属工件，在德国乃至欧洲的磨床上已得到了广泛的应用。应用CBN砂轮的磨削速度已接近于声速，从而大大提高了生产效率。由于CBN砂轮的损耗非常小，其成型磨削的精度极易保证。但是，CBN砂轮的制作技术却制约着高速磨削技术的发展。因此，如何高精度地制作CBN砂轮成为了高速磨削技术的关键。

我公司近年来引进的HOFFLERHELIX400、 Gleason®245TWGThreadedWheelGrinder等高端数控磨床均能很好地实现CBN砂轮成形磨削工艺，但由于综合成本高昂，同类设备的总体数量又不多，难以形成经济的规模加工能力。

我公司自1996年开始批量生产重型汽车变速器时，其中的中间轴由于结构限制，一端齿宽125mm的直齿无法使用普通磨齿设备磨削。为此，我们分析了该零件的精度要求和现有设备的可用性，提出了一种比较经济的CBN砂轮成形磨削工艺 (如图3、4所示)。首先，我们利用公司内部现有的高精度CNC车床、CNC磨床突破了CBN砂轮基体的加工难题。然后，工艺部门的工程师通过技术文献检索和技术试验，较好地掌握了CBN镀覆技术(TheElectroplatingProcess)。此外，CBN砂轮的重镀与翻新技术 (TheReplatingandRefurbishment)在保持砂轮重复使用精度的条件下，也保证了砂轮基体的高利用率，降低刀具制造成本。第三，我们通过改造M8612A花键轴磨床作为专用磨床，节省了高昂的设备投资。第四，通过工艺实验，选用适当的矿物油作为冷却润滑液，并确定了合适的切削参数。

通过上述工作，我们实现了满足产品零件精度要求的CBN成形磨削工业应用。在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面，我们现有的工艺均具有较好的经济性。

结论

PCBN刀具应用目前是相当普遍的，CBN成形磨削由于设备、刀具的经济性，普及面不广。我公司的CBN成形磨削虽然是因陋就简的“土办法”，却具有较好的经济性。国外进口CBN磨轮、CNC设备的优越性当然是无法回避的，所以我在本文中的叙述更多地强调了“满足产品零件精度要求”的“实用”型工业应用。

尽管我们在实践中取得了进步，但实际生产中仍然存在许多不足，主要表现在以下四方面。

合理使用PCBN刀具，准确判断PCBN刀具的耐用度是关键。

有关文献要求在PCBN刀具后刀面磨损标准达0.3～0.5mm(精车时取小值) 时，进行定期重磨为好。但是重磨需要一定的设备和技巧，最好是能引进多功能工具磨床。由于条件所限，我公司目前仍在普通工具磨床上刃磨，就设备、人员技术素质而言，难以保证刀具的重磨质量；

PCBN刀具焊接技术仍需提高，目前仍有10％～30％的刀具损坏是由焊接质量不好所引起；

CBN磨轮使用寿命仍有待于提高，其中CBN镀覆技术的切实提高是关键；

CBN磨轮基体的制造精度仍不能令人十分满意。

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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：

弊社の製品の供給調達機能は：

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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個人分類：學術研究

Jul 19 Mon 2010 17:31
CBN 刀具材料在数控机床上及不同应用领域的应用www.tool-tool.com

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

CNC加工知识：CBN刀具材料在数控机床上及不同应用领域的应用。　本文对PCBN刀具用于高速与超高速切削、硬态干式切削、在数控机床上加工淬火钢加工以及不同应用领域对PCBN刀具材料的要求均有描述。指出，为达到我国未来工业经济的高速发展，超硬刀具的成功应用是一个关键因素。　　1.引言　　单晶立方氮化硼的颗粒很小，目前人工合成的单晶立方氮化硼的最大粒径为 3mm左右。鉴于培育立方氮化硼大单晶在技术上存在难度，所以，苏联、美国、英国、日本和中国相继研制出聚晶立方氮化硼[1]。

　　聚晶立方氮化硼可以分为整体PCBN烧结块和带硬合金基体的PCBN复合片。整体PCBN烧结块是由CBN颗粒在高压高温下烧结而成的;PCBN复合片是由 CBN层与硬质合金基体在高压高温下烧结而成的。多晶体的结构使聚晶立方氮化硼具有各向同性，克服了单晶存在解理面的缺陷，同时，PCBN具有硬质合金基体的抗冲击韧性[2]。这些优点使聚晶立方氮化硼的应用广泛，特别是作为刀具材料在切削加工方面发挥了极大作用，被广泛应用于汽车、机床、航空航天、仪器仪表等制造领域。PCBN刀具可以实现以车代磨，并且刀具寿命比硬质合金刀具提高几十倍到几百倍。随着科技的进步和技术水平的提高，它的应用领域将会不断扩大。PCBN刀具的1/2用于汽车制造业，约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工[3]。

　　2.CNC加工各识，PCBN刀具的应用

　　2.1常用刀具的综合性能及PCBN刀具的应用范围

　　图1大致说明了几种刀具材料的硬度、耐磨性和韧性、强度的关系，可见理想的刀具材料应位于该图右上角，即应既具有极高的耐磨性，有利于延长刀具耐用度，同时又具有好的断裂韧性，使得其能够承受大的切削力。

　　PCBN刀具按加工方式分，车削占 60%，镗削占32.5%，端铣占7.5%。按加工材料分，淬火钢占65%，铸铁占28%，耐热钢占7%。按替代原加工分，50%替代磨削，30%替代硬质合金刀具，10%替代金属陶瓷刀具，5%替代陶瓷刀具。

　　PCBN刀具按加工方式分，车削占60%，镗削占32.5%，端铣占 7.5%。按加工材料分，淬火钢占65%，铸铁占28%，耐热钢占7%。按替代原加工分，50%替代磨削，30%替代硬质合金刀具，10%替代金属陶瓷刀具，5%替代陶瓷刀具，5%替代磨加工。

　　PCBN已广泛用于数控机床、多用途机床、自动化、专用高速机床、柔性生产单元或柔性生产系统为基础的自动化生产线，用于各种高硬度材料(如冷热作工具钢、高速钢、轴承钢、粉末冶金钢、粉末冶炼金属、马氏体不锈钢、高强度钢、高锰钢、白口铸铁、奥氏体软铁等)的切削加工[4]。

　　2.2 不同应用领域对 PCBN刀具材料的要求（CNC加工）

　　图2勾画出了不同应用领域对PCBN刀具材料的要求。硬质钢的加工对PCBN性能要求的范围最广，这是因为硬质钢成分多样和加工材料量大。

　　图2是不同的应用领域对PCBN强度、抗磨损性和抗化学摩擦性的要求[5]

　　2.3与应用领域相对应的PCBN材料的组成

　　2.4.PCBN刀具的高速与超高速切削

　　现代切削加工技术的发展趋势是切削加工的高速、超高速发展。高速、超高速加工技术是指采用超硬材料的刀具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。目前，一般认为，超高速切削各种材料的切削速度范围为:铝合金巳超1600m/min，铸铁1500m/min，超耐热镍合金达 300m/min，钛合金达150~1000m/min，纤维增强塑料为 200~9000m/min。各种切削工艺的切削范围:车削为7007000m/min，铣削为300~6000m/min，钻削为200~1100m /min，磨削为250m/s以上。因此，对刀具适用性和使用寿命提出了更高的需求，而PCBN刀具是迄今世界上最能满足这一要求的首选刀具。

　　高速切削是一个相对的概念，通常认为，高速加工时切削速度要比常规切削高5~10倍以上。高速切削时随切削速度的提高，切削力降低，切削温度的增加逐渐缓慢，可以提高生产效率和加工质量，降低制造成本，加快产品的开发周期。一般来说，切削力降低15%~30%以上，表面质量提高1~2级，切削速度和进给速度提高15%~20%，可降低制造成本10%~15%[6]。

　　高速切削现已广泛用于航天航空、汽车和摩托车、模具、机床等工业中的钢、铸铁、有色金属及其合金、高温耐热合金以及碳纤维增强塑料等材料的加工，其中以铝合金和铸铁的高速加工最为普遍。而高速切削是指刀具切削刃相对于零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5~10倍，主要体现在刀具快进、快切、快退三个环节上。

　　2.5 PCBN刀具的硬态干式切削

　　人们普遍认为PCBN刀具硬态干式切削，一方面可以充分发挥刀具优秀的切削性能和金属软化作用，另一方面加工过程中省去了切削液的使用(通常切削液占加工总成本的16%~20%左右)，为企业带来巨大的经济效益，而且有利于环境保护和工人身体健康，是一种较为理想的加工方法。

　　然而在干切削带来众多优点的同时，也应看到，干切削加工时的恶劣环境，使工件与刀具都承受着高机械载荷和高热载荷，工件表面质量必然会受到切削温度的影响，因此要想使干切削技术完全被人们所接受，为了降低表层和亚表层缺陷，获得更好的加工表面质量，适当的冷却润滑是必要的[7]。

　　Kennametal推出了一种新型的、高耐磨性的、有涂覆膜的PCBN，其型号为KB9610。高速加工硬材料时，其切削速度至少能提高 20%，因此可获得高的生产率。

　　KB9610的硬质合金基体上的PCBN含有低浓度的CBN，PCBN上涂有多层铝合金层，这种产品完全可以防止化学磨蚀并且耐高温，KB9610主要用于连续精加工和半精加工淬火材料(HRC>45)、硬的涂层和冷硬铸铁，吃刀量可达0.5mm[8]。

　　2.6 PCBN刀具用于淬火钢加工

　　用 PCBN刀具实施硬度切削工艺可改变传统切削—淬火—磨削的制造工序，能有效地提高生产效率和降低能量消耗[9]。虽然PCBN刀具在淬硬钢的切削加工中具有很多优势，但国内没有推广使用这种新型超硬刀具材料，最重要的原因是工厂缺乏对PCBN刀具切削性能和使用技术的了解。

　　PCBN 刀具切削淬硬钢时切削力的特征及其变化规律是衡量PCBN刀具切削性能的重要指标之一。冯吉福，吕智等指出，PCBN刀具切削淬硬高速钢时切削力与切削深度呈线性上升的关系;主切削力和轴向力和进给量也呈线性上升关系;主切削力和轴向力随切削速度增大而降低;切削深度减小时切削形态从锯齿形切屑向带状切屑过渡的趋势[10]。

　　2.7 高速切削钛合金

　　钛合金由于高的强度/重量比和较高的抗腐蚀能力，被应用于航空业。但钛合金的切削速度低、导热系数低以及很容易跟刀具材料发生化学反应等难加工性已成为生产中的辣手问题。实际生产中加工钛合金的切削速度多在 50m/min 以下，因此，钛合金的高速切削加工是当前亟待解决的生产难题，也是当今研究的热点问题。采用PCBN刀具对钛合金TC4进行高速切削的试验表明，PCBN 刀具加工钛合金TC4与硬质合金刀具相比，有着切削力高、表面粗糙度低和刀具寿命长等特点，并且在高速、低进给量、低背吃刀量的条件下，有更长约刀具寿命和更好的工件加工表面粗糙度。因此，PCBN刀具更适合用作钛合金的精加工[11，12]。

　　3.结语

　　上世纪制造技术的进步可据两个趋势做出终肯的总结:一是所达到的精度呈指数级增产，二是每隔10年生产率增长2倍。后一趋势主要是由更硬、熔点更高的切割工具的使用产生的。在过去的25年中，PCBN的应用在很大程度上大与这一趋势相关联。

　　高效切削已经成为现代制造的主流，而聚晶立方氮化硼刀具在其中扮演着不可缺少的角色。目前，我国刀具制造业还停留在传统的发展模式上，无法满足现代制造业对高效刀具的需求。

　　超硬材料刀具发展是现代制造业发展的重要基础。美、德、日等世界制造业的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。超硬材料刀具不但推动制造技术发展进步的重要动力，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。

　　今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，它与同步发起来的先进超硬材料刀具一起共同推动了加工技术的进步，使制造技术进入了现代制造的新时代。

　　由于我国机床工具行业对现代金属切削刀具与传统刀具的差别缺乏足够的认识，长期以来重主机、轻工具，在发展战略上超硬材料刀具与数控机床的发展严重脱节，使我国超硬材料刀具技术的发展和行业水平与现代制造业的要求相差甚远。

　　超硬刀具的应用程度将取决于技术和经济两方面的考虑。然而有一点是显而显见的，即朝着具有更高生产率、更高切削速度和更低成本的方向发展。随着更耐磨和更难加工工件材料的增多，各类超硬刀具的应用将持续大量增加。亳无疑问，为达到我未来工业经济的高速发展，超硬刀具的成功应用是一个关键因素。

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　　聚晶立方氮化硼可以分为整体PCBN烧结块和带硬合金基体的PCBN复合片。整体PCBN烧结块是由CBN颗粒在高压高温下烧结而成的;PCBN复合片是由 CBN层与硬质合金基体在高压高温下烧结而成的。多晶体的结构使聚晶立方氮化硼具有各向同性，克服了单晶存在解理面的缺陷，同时，PCBN具有硬质合金基体的抗冲击韧性[2]。这些优点使聚晶立方氮化硼的应用广泛，特别是作为刀具材料在切削加工方面发挥了极大作用，被广泛应用于汽车、机床、航空航天、仪器仪表等制造领域。PCBN刀具可以实现以车代磨，并且刀具寿命比硬质合金刀具提高几十倍到几百倍。随着科技的进步和技术水平的提高，它的应用领域将会不断扩大。PCBN刀具的1/2用于汽车制造业，约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工[3]。

　　2.CNC加工各识，PCBN刀具的应用

　　2.1常用刀具的综合性能及PCBN刀具的应用范围

　　图1大致说明了几种刀具材料的硬度、耐磨性和韧性、强度的关系，可见理想的刀具材料应位于该图右上角，即应既具有极高的耐磨性，有利于延长刀具耐用度，同时又具有好的断裂韧性，使得其能够承受大的切削力。

　　PCBN刀具按加工方式分，车削占 60%，镗削占32.5%，端铣占7.5%。按加工材料分，淬火钢占65%，铸铁占28%，耐热钢占7%。按替代原加工分，50%替代磨削，30%替代硬质合金刀具，10%替代金属陶瓷刀具，5%替代陶瓷刀具。

　　PCBN刀具按加工方式分，车削占60%，镗削占32.5%，端铣占 7.5%。按加工材料分，淬火钢占65%，铸铁占28%，耐热钢占7%。按替代原加工分，50%替代磨削，30%替代硬质合金刀具，10%替代金属陶瓷刀具，5%替代陶瓷刀具，5%替代磨加工。

　　PCBN已广泛用于数控机床、多用途机床、自动化、专用高速机床、柔性生产单元或柔性生产系统为基础的自动化生产线，用于各种高硬度材料(如冷热作工具钢、高速钢、轴承钢、粉末冶金钢、粉末冶炼金属、马氏体不锈钢、高强度钢、高锰钢、白口铸铁、奥氏体软铁等)的切削加工[4]。

　　2.2 不同应用领域对 PCBN刀具材料的要求（CNC加工）

　　图2勾画出了不同应用领域对PCBN刀具材料的要求。硬质钢的加工对PCBN性能要求的范围最广，这是因为硬质钢成分多样和加工材料量大。

　　图2是不同的应用领域对PCBN强度、抗磨损性和抗化学摩擦性的要求[5]

　　2.3与应用领域相对应的PCBN材料的组成

　　2.4.PCBN刀具的高速与超高速切削

　　现代切削加工技术的发展趋势是切削加工的高速、超高速发展。高速、超高速加工技术是指采用超硬材料的刀具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。目前，一般认为，超高速切削各种材料的切削速度范围为:铝合金巳超1600m/min，铸铁1500m/min，超耐热镍合金达 300m/min，钛合金达150~1000m/min，纤维增强塑料为 200~9000m/min。各种切削工艺的切削范围:车削为7007000m/min，铣削为300~6000m/min，钻削为200~1100m /min，磨削为250m/s以上。因此，对刀具适用性和使用寿命提出了更高的需求，而PCBN刀具是迄今世界上最能满足这一要求的首选刀具。

　　高速切削是一个相对的概念，通常认为，高速加工时切削速度要比常规切削高5~10倍以上。高速切削时随切削速度的提高，切削力降低，切削温度的增加逐渐缓慢，可以提高生产效率和加工质量，降低制造成本，加快产品的开发周期。一般来说，切削力降低15%~30%以上，表面质量提高1~2级，切削速度和进给速度提高15%~20%，可降低制造成本10%~15%[6]。

　　高速切削现已广泛用于航天航空、汽车和摩托车、模具、机床等工业中的钢、铸铁、有色金属及其合金、高温耐热合金以及碳纤维增强塑料等材料的加工，其中以铝合金和铸铁的高速加工最为普遍。而高速切削是指刀具切削刃相对于零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5~10倍，主要体现在刀具快进、快切、快退三个环节上。

　　2.5 PCBN刀具的硬态干式切削

　　人们普遍认为PCBN刀具硬态干式切削，一方面可以充分发挥刀具优秀的切削性能和金属软化作用，另一方面加工过程中省去了切削液的使用(通常切削液占加工总成本的16%~20%左右)，为企业带来巨大的经济效益，而且有利于环境保护和工人身体健康，是一种较为理想的加工方法。

　　然而在干切削带来众多优点的同时，也应看到，干切削加工时的恶劣环境，使工件与刀具都承受着高机械载荷和高热载荷，工件表面质量必然会受到切削温度的影响，因此要想使干切削技术完全被人们所接受，为了降低表层和亚表层缺陷，获得更好的加工表面质量，适当的冷却润滑是必要的[7]。

　　Kennametal推出了一种新型的、高耐磨性的、有涂覆膜的PCBN，其型号为KB9610。高速加工硬材料时，其切削速度至少能提高 20%，因此可获得高的生产率。

　　KB9610的硬质合金基体上的PCBN含有低浓度的CBN，PCBN上涂有多层铝合金层，这种产品完全可以防止化学磨蚀并且耐高温，KB9610主要用于连续精加工和半精加工淬火材料(HRC>45)、硬的涂层和冷硬铸铁，吃刀量可达0.5mm[8]。

　　2.6 PCBN刀具用于淬火钢加工

　　用 PCBN刀具实施硬度切削工艺可改变传统切削—淬火—磨削的制造工序，能有效地提高生产效率和降低能量消耗[9]。虽然PCBN刀具在淬硬钢的切削加工中具有很多优势，但国内没有推广使用这种新型超硬刀具材料，最重要的原因是工厂缺乏对PCBN刀具切削性能和使用技术的了解。

　　PCBN 刀具切削淬硬钢时切削力的特征及其变化规律是衡量PCBN刀具切削性能的重要指标之一。冯吉福，吕智等指出，PCBN刀具切削淬硬高速钢时切削力与切削深度呈线性上升的关系;主切削力和轴向力和进给量也呈线性上升关系;主切削力和轴向力随切削速度增大而降低;切削深度减小时切削形态从锯齿形切屑向带状切屑过渡的趋势[10]。

　　2.7 高速切削钛合金

　　钛合金由于高的强度/重量比和较高的抗腐蚀能力，被应用于航空业。但钛合金的切削速度低、导热系数低以及很容易跟刀具材料发生化学反应等难加工性已成为生产中的辣手问题。实际生产中加工钛合金的切削速度多在 50m/min 以下，因此，钛合金的高速切削加工是当前亟待解决的生产难题，也是当今研究的热点问题。采用PCBN刀具对钛合金TC4进行高速切削的试验表明，PCBN 刀具加工钛合金TC4与硬质合金刀具相比，有着切削力高、表面粗糙度低和刀具寿命长等特点，并且在高速、低进给量、低背吃刀量的条件下，有更长约刀具寿命和更好的工件加工表面粗糙度。因此，PCBN刀具更适合用作钛合金的精加工[11，12]。

　　3.结语

　　上世纪制造技术的进步可据两个趋势做出终肯的总结:一是所达到的精度呈指数级增产，二是每隔10年生产率增长2倍。后一趋势主要是由更硬、熔点更高的切割工具的使用产生的。在过去的25年中，PCBN的应用在很大程度上大与这一趋势相关联。

　　高效切削已经成为现代制造的主流，而聚晶立方氮化硼刀具在其中扮演着不可缺少的角色。目前，我国刀具制造业还停留在传统的发展模式上，无法满足现代制造业对高效刀具的需求。

　　超硬材料刀具发展是现代制造业发展的重要基础。美、德、日等世界制造业的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。超硬材料刀具不但推动制造技术发展进步的重要动力，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。

　　今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，它与同步发起来的先进超硬材料刀具一起共同推动了加工技术的进步，使制造技术进入了现代制造的新时代。

　　由于我国机床工具行业对现代金属切削刀具与传统刀具的差别缺乏足够的认识，长期以来重主机、轻工具，在发展战略上超硬材料刀具与数控机床的发展严重脱节，使我国超硬材料刀具技术的发展和行业水平与现代制造业的要求相差甚远。

　　超硬刀具的应用程度将取决于技术和经济两方面的考虑。然而有一点是显而显见的，即朝着具有更高生产率、更高切削速度和更低成本的方向发展。随着更耐磨和更难加工工件材料的增多，各类超硬刀具的应用将持续大量增加。亳无疑问，为达到我未来工业经济的高速发展，超硬刀具的成功应用是一个关键因素。

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聚晶金刚石（PCD）刀具概述　　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。

Jul 19 Mon 2010 17:20
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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。

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DeBeers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。

PCD 刀具的制造技术

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。

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。

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。

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。

PCD刀具的设计原则

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 DeBeers 公司SYNDITE 002和SYNDITE025两种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SYNDITE002PCD材料较易磨损。

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。 DeBeers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。

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

PCD刀具的切削参数与失效机理

PCD刀具切削参数对切削性能的影响

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。

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。

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。

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。

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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