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"鉄"。現代において最も生産量の多い金属です。
その量は全金属の合計の９割を越えます。
その鉄は元素記号Fe，周期表において第２６番目に現れる遷移元素です。
分子量は55.85，安定同位元素：55(存在比 91.68%)，54(5.84%)，57(2.19%)，58(0.31%)
地殻では酸素、ケイ素、アルミニウムの次に多量に存在する元素で，おもに岩石鉱物，土壌に広く分布している物質です。
まず最初に金属の一般的な特徴をあげてみます。

常温で固体であり、結晶体である（例外：水銀など）

展性、延性に富んでいる

電気，熱の良導体である

金属光沢を持っている

などがあげられます。
しかし，これらの性質も金属中に他の物質が混ざることにより変わってしまいます。
たとえば，弊社工場で作っている"鉄鋳物"は，鉄に４％弱の炭素(C)と３％弱のケイ素(Si)などが溶けたものですが， はっきり言って２.の展性・延性に富んでいるとはいえません。
またステンレスのように、鉄にクロム(Cr)やニッケル(Ni)を混ぜることによってさびにくくにした鉄もあります。ステンレスは他の元素が混ざっても上の金属の性質を損なわない合金の一つの例といえます
 
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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
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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
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（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
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/ быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC
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また，鉄は大変サビやすい物質です。
"鉄が錆びる"というのは， 鉄の表面で大気中の酸素と反応して酸化鉄を作ってしまう現象です。
つまり，"鉄"はそれだけ酸素と反応しやすい物質だということができます。
それを利用しているのが，冬によく使われる"使い捨てカイロ"です。
カイロの袋の中に鉄粉が入っていて，その鉄粉の酸化による発熱反応を起こすため， その熱を利用したものです。
つまり，"鉄"は空気中で錆びてしまうほど酸素と反応しやすい物質だということができます。
その性質をうまく利用しているのが，冬によく使われる"使い捨てカイロ"です。
鉄は酸化によって発熱反応をおこすため， その発熱を利用しているのです。
使い捨てカイロの中の鉄は空気中の酸素と反応しやすくするために粉状になっています。
この"サビ"には，２種類あります。
１つは普通に赤く錆びる”赤サビ”， もう一つは鉄又は鋳物製のフライパンなどのように黒く錆びる”黒サビ”です。
当社で製造していますフライパンでも最初のうちは赤サビが出てきますが， 使用しているうちに徐々に黒くなっていき，真っ黒になってしまいます。
鉄は一度黒サビになってしまえばまず赤サビに戻ることはありません。
安定した酸化鉄に変わってしまうからです。
現在は調理器具はほとんどがアルミ製になってしまいました。 
そのため現代人はどうしても鉄分を摂取しがたい環境になっています。 バランスのよい食事が摂れない方，鉄製の調理器具は人間の鉄分の補給には非常に都合のよいものです。
貧血などで困っている方は"鉄"を試してみてはいかがでしょうか？
 
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次に鉄の製造方法についてお話ししましょう。
現在広く用いられている製鉄法は溶鉱炉（高炉）を用いる方法です。
概略図を下に示します。
その溶解炉の中に上から鉄鉱石、コークス（炭素），石灰石を交互に入れ， 熱風炉で熱した空気を吹き込んで，次の化学式で示されるような反応が起こります。
　　（式１）
コークス(C)が燃えて1500度の高温になり，一酸化炭素(CO)ができ，炉内を上昇します。
そのときにその一酸化炭素が鉄鉱石を還元し，四酸化三鉄を作ります。(式１)
このように一酸化炭素と鉄の酸化物がどんどん反応してゆき（還元反応），次の２式の反応を起こして 鉄（銑鉄）ができあがります。(式２，式３）
以上の工程でできあがった鉄は"銑鉄"と呼ばれるもので， 炭素等の不純物の量により鋳物の原料と鋼の原料とに分けられます。
また，その銑鉄を転炉などにより炭素量を減らしたものが"鋼"であり， 普通，"鉄"と呼ばれるものはこの"鑛（ハガネ）"を指します。
"鋼"は大変いろいろな用途があります。
圧延して鉄板にし，特殊な方法により処理すると自動車用の鋼板になります。 またビルや工場の鉄骨材料になりますし，メッキ等の処理を施せば缶詰などの缶になります。
あまり上手に説明することができませんが，鉄の世界は広く，大変細かいものです。
世界で最も多く使われている金属　 "鉄"をもっとみなさんに知っていただけたらと思います。
（終わり）
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「鋳鉄」，つまり鋳物は鉄の合金です。
鉄中の炭素量（C）が2.6から6.67%の合金のことを指します。 しかし鋳鉄にもう一つ重要な元素があります。 ケイ素(Si)です。このケイ素により鋳物の材質に違いが出ます。
その鋳物の材質にはいくつかあります。 というよりもできた製品の引張強さや硬さなどで分類しているのが実際のところです。("鋳物について"ページ参照）
どういうことかというと，合金といってもJIS規格では成分により分類されているわけではない， ということです。
そのため，各会社でその成分などは微妙に違っているのが普通です。
とくに鋳物の成分が異なっていても、 材料試験のによる強度・硬度などが許容範囲内であれば使用上問題がない、 ということです。
そのため多くの鋳物工場が，成分などの鋳造技術については口外しない, という時代が続き，現在に至ってもその状態が続いている部分はある程度残っています。
鋳物の歴史は大変古いのですが，完全に自動化されている鋳造工場はまだ多くはないというのが現状であり， 特に中小企業などでは今までの経験からそれぞれの方法で鋳物を製造している現場が大部分を占めています。
 
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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、
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
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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
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BW специализируется
в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым
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/ быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC
картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы,
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для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано
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is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide
material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for
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include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card
cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread
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鋳物の凝固は大変複雑です。
特にダクタイル鋳鉄については一層複雑になっています。
前のページの状態図において，α・γ などの記号が入っているところがあります。
これは何かというと，鉄の種類を表しています。
温度によって鉄は組織形態が変化します。その形態によって鉄の呼び方があり， 上の記号はその形態を示しています。
温度により鉄の結晶構造が変化するので，それに応じて体積が変化します。
純鉄の場合，９１０度でα鉄からγ鉄へ， １３９０度でγ鉄からδ鉄に， １５３４度で融点に達し液体になります。
このときの体積変化はα→γの時減少，γ→δの時増加します。
その理由は，α，δ鉄は結晶構造が体心立方格子であり， γ鉄の面心立方格子よりも鉄の原子の配列の仕方が粗いためです。
ここで鋳鉄に話を戻します。
鋳鉄も鉄の合金なので，程度の違いはあるにしろ，同じような現象が起こります。
その上，鋳鉄は鉄に比べ炭素の含有率が高いため，炭素が結晶として析出してしまいます。 そのため、炭素の結晶分の体積が増えてしまい，体積が増加します。
このような現象の起こる鋳鉄製品を，思い通りの形に作り上げることは， 一般に考えられている以上に難しく，相当の経験や知識が必要です。
そのため多くの研究者や企業などで議論され、 コンピュータ等を使って凝固解析や流動解析などを行えるようになり 現在ではある程度の不良低減につながっています。
しかしそれでも完全なものではなく、結局は大小企業を問わず過去の経験から手探りで鋳造している、というのが現状のようです。
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鋳鉄について今まで書いてきましたが、実際の生活の中で 直接鋳鉄に関わることはあまりないと思います。
強度の必要でないところには軽くて錆びないアルミ鋳物を使ってありますし， フライパンでもアルミのフッ素加工品などが多く出回っています。
しかし，見えないところで鋳鉄は活躍しています。
工作機械，印刷機，コンプレッサー，水道管、自動車etc.　数限りありません。
鋳鉄は，強度の必要な部分に多く使われてきました。 しかし，普通の鋳鉄の破壊の仕方は鋼とはずいぶんと異なります。
それは前にも述べましたが，"鋳鉄はもろく，折れやすい"ということにつながっています。
鋳物は組成など，いろいろなものがあり簡単には比較できないのですが， 鋼と比較すると明らかに伸びやたわみ量が少なくなっています。 つまり弾性に欠ける、ということです。
普通鋳物の場合，製品は曲がったと同時に折れてしまうのが普通です。
しかし，それを克服した鋳鉄が「ダクタイル鋳鉄」なのです。
この「ダクタイル鋳鉄」は年々生産がのびています。
製品の安全率を考えると，ダクタイル鋳鉄の需要が増加するのは当然の流れです。
しかし，ダクタイル鋳鉄の詳細について知る人はそれほど多くありません。
ではダクタイル鋳鉄とはどのような鋳物なのでしょうか？
ダクタイル鋳鉄についての説明はこちらから。
 
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鉄鋳物の特性データ
（機械的性質・物理的性質一覧）
FC特性データ
項目
FC100
FC150
FC200
FC250
FC300
FC350
白鋳鉄
引張強さ　N/mm²
100以上
150以上
200以上
250以上
300以上
350以上
240-470
抗折荷重　kg
700～900
800～1000
900～1100
1050～1300
1200～1500
1300～1600
たわみ　mm
3.5～7.0
4.0～7.0
4.5～8.0
5.0～8.5
5.5～9.0
5.5～9.0
5.5～9.0
曲げ強さ　kg/mm2
30～38
34～42
38～47
45～55
51～64
55～]68
55～68
圧縮強さ　kg/mm2
40～60
55～75
70～90
85～100
95～110
105～120
105～120
弾性係数　kg/mm2
6000～8500
8000～10500
9500～12000
11000～13000
12500～14500
14000～15000
17000～20000
ブリネル硬さ　HB
201以下
212以下
223以下
241以下
262以下
277以下
Hv=400～600
シャルピー衝撃値
kg-m/cm2
0.1～0.3
0.1～0.4
0.2～0.5
0.4～0.8
0.7～1.0
0.9～1.1
密度　g/cm3
6.8～7.0
7.0～7.2
7.2～7.3
7.25～7.35
7.3～7.4
7.3～7.45
7.6～7.8
比熱　cal/g-℃
共通値　　0.12～0.13　（0～200℃）
共通値　 0.16～0.17　（0～1000℃）
0.13
(0～100℃）
溶融潜熱　cal/g
共通値　　　　　50～55
常温-溶湯平均比熱
cal/g-℃
共通値　　　0.22～0.23
約50
線膨張係数　/℃
共通値　(11.5～12.0）×10^-6　（0～200℃）
共通値　(13.0～13.5）×10^-6　（0～500℃）
(10～11)×10^-6
熱伝導率
cal/cm-s-℃
0.130～0.140
0.125～0.135
0.120～0.130
0.115～0.125
0.110～0.120
0.105～0.115
0.04～0.07
比抵抗　μΩ -cm
90～105
80～95
75～85
65～75
55～65
50～60
15～20
※「鋳造マニュアル」　財団法人　綜合鋳物センター　より抜粋（データが古いため一部修正してあります。）
球状黒鉛鋳鉄(FCD）
FCD特性データ
項目
FCD370
FCD450
FCD700
引張強さ　N/mm²
370以上
450以上
700以上
縦弾性係数　GPa
161～181
ブリネル硬さ　HB
－
140～210
180～300
シャルピー衝撃値
kg-m/cm2
－
－
－
密度　g/cm3
7.1～7.3
7.1～7.3
7.1～7.3
比熱　J/kg・K
544～711
熱膨張率　10^-6/K
12
12
10
熱伝導率
W/m・K
　　　　　37.7
33.5
26.1
電気抵抗率　μΩ ・m
0.5～0.7
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　※「ユーザーのための鋳造品ハンドブック」　丸善　Ｈ4.6.30　発刊　
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金属は身の回りに沢山在りますね　そんな中から　興味の有る物を探して掲載します
　　やはり 最初は鉄です！
岡山の製鉄所「ＪＦＥ」です　「Ｊ」はＪＡＰＡＮ　「Ｆ」は鉄のＦｅ　「Ｅ」はエンジニアリング
　　　　そして[Ｊapan Future Enterprise]となっています
世界トップクラスの製鉄所「ＪＦＥ」　当地岡山に在ります
左から1号炉-2号炉-3号炉　この右に4号炉
世界に冠たる日本の高炉です
福山と合わせて合計9基。高炉は世界に約800基
日本では30基　その内の9基です
世界的にも生産量/質/規模比べるものは在りません
高炉にもよりますが１日約10000トンの生産量です。なにしろ高さは50ｍ以上です
　3号高炉です。
反対側のベルトコンベアで鉄鉱石とコークスを投入し銑鉄が出銑されます。標準的な炉内下部は1500度
左の円柱形で3本在るのが熱風炉です
（合計4本在ります）約1200度の温度で送風します
上部のパイプは環境用の排煙装置です
この排煙を利用して熱風炉から送風します
鉄は人間には必要不可欠ですが人間の環境も大事です
「ＪＦＥ」では環境を第一に考えて操業しています
高炉は「生き物」と言われます　こんな巨大な見るからに「マシン」ですが　「消化不良」「下痢」をおこします
鉄鉱石/コークスの量　炉内の温度　送風量など　様々な要因が有るからです
昔には　職人の勘を頼りでしたが　今では炉内に1000を越すセンサーが付いています
それでさえ　工場の方々の「勘」も必要です　この勘で世界一の鉄...「鋼」があるんですね
高炉から転炉に向かう途中です
汽車で運びます。画像では二両連結ですが
三両の時も在ります
勿論　無人の車両です
人間が乗れるような温度では有りません
この後　転炉で酸素を吹き込み精錬します
そして様々な工程を経てＨ型鋼/鉄板等に
変っていきます
高炉より出てきた銑鉄に酸素や石灰を加えて
硫黄/リンなどの不純物を除去します
溶銑予備処理です
これで15ｍは楽に離れていましたが すごく暑いです
溶けた鉄ですからね
写真でご紹介してきた「鋼」ですが まず最初の二種類に別けてみましょう
鋼には、[リムド鋼] [キルド鋼] とがあります
精練された溶鋼に　脱酸剤をいれて　製鋼するのですが，この工程で　２種類に分かれるのです
脱酸剤にフェロマンガンＦｅＭｎ　などの脱酸力の弱いものを使うと溶鋼のなかの
炭素「Ｃ」も強い脱酸力をもっていますので　酸素「０」と結合して炭酸ガスとなり　炭酸飲料のように泡が出ます
これらが鋳型に流しこまれると　対流現象を起こしながら鋳型の周辺から凝固します
最初に固まるのは溶融点の高い物　つまり不純物の少ないものになります
不純物は対流で中心部へ運ばれて行き　逃げきれない泡も内部にとじこめられます
こうして周辺部（ふち）だけに純度も高く，気泡もない部分が出来るリムド＝rimed（ふちのついた）鋼になります
リムド鋼は脱酸と同時に脱炭もしますから　炭素「Ｃ」の多い鋼は出来ません
円部のガス穴（気泡）は　次の圧延工程でつぶしてしまうので実用上は問題ありません
リムド鋼は歩留まりが良いので安く出来ます　普通鋼といわれるものは全てリムド鋼です
S S材はリムド鋼です　
次に脱酸剤にフェロシリコンFeSiという　強い脱酸剤を使うと　ガス抜きが完全に行なわれ
炭酸飲料の気の抜けたように....　死んだように静かなように....　キルド＝killed（殺された）鋼になります
キルド鋼は鋳型のなかでも　リムド鋼のように動かないで外周から固まっていきます
そのために鋳物の引け巣と同じような大きな空洞部が上部に出来ます
この部分は切り捨てますから　歩留まりが悪く　どうしても高くなりますが質は内外とも健全です
特殊鋼はキルド鋼からつくります
キルド鋼/リムド鋼と　「鉄」も「鋼」と姿を変えて沢山の種類になります
簡単な表示方法で並べてみました
鋼材の種類を左のように漢字で書くと　間違いも発生しますし　「面倒くさい」です
そこで　右のように簡単にアルファベットで表示します
　　【　鋼　】
一般構造用圧延鋼材　－－－－－－－　ＳＳ
ボイラ及び圧力容器用炭素鋼板 －－－　ＳＢ
ボイラ及び圧力容器用モリブデン鋼板 － ＳＢ－Ｍ
溶接構造用圧延鋼材　－－－－－－－　ＳＭ
溶接構造用耐侯性熱間圧延鋼材　－－　ＳＭＡ
磨き棒鋼（炭素鋼）　－－－－－－－－　ＳＳ－Ｂ－Ｄ
熱間圧延軟鋼板及び鋼帯　－－－－－　ＳＰＨＣ，Ｄ，Ｅ，
冷間圧延鋼板及び鋼帯　－－－－－－　ＳＰＣＣ，Ｄ，Ｅ，
一般構造用軽量形鋼　－－－－－－－　ＳＳＣ
一般構造用溶接軽量Ｈ形鋼　－－－－　 ＳＷＨ
　　【　特殊用途鋼　】
ステンレス鋼　－－－－－－－－－　ＳＵＳ
耐熱鋼　－－－－－－－－－－－　 ＳＵＨ
炭素工具鋼鋼材　－－－－－－－　 ＳＫ
高速度工具鋼鋼材　－－－－－－　 ＳＫＨ
合金工具鋼鋼材　－－－－－－－　 ＳＫＣ
ばね鋼鋼材　－－－－－－－－－　 ＳＵＰ
高炭素クロム軸受鋼鋼材　 －－－　 ＳＵＪ
耐食耐熱超合金　－－－－－－－　 ＮＣＦ
　　【　鋼管　】
構造用合金鋼鋼管　－－－－－－－－　ＳＴＫＳ
一般構造用炭素鋼鋼管　－－－－－－　ＳＴＫ
機械構造用炭素鋼鋼管　－－－－－－　ＳＴＫＭ
構造用ステンレス鋼鋼管 －－－－－－　ＳＵＳ－ＴＫ
一般構造用角形鋼管　－－－－－－－　ＳＴＫＲ
　　【　構造用合金鋼　】
機械構造用炭素鋼鋼材　－－－－－ Ｓ－Ｃ
ニッケルクロム鋼鋼材　－－－－－　 ＳＮＣ
ニッケルクロムモリブデン鋼網材　－　ＳＮＣＭ
クロム鋼鋼材　－－－－－－－－－　ＳＣｒ
クロムモリブデン鋼鋼材　－－－－－ ＳＣＭ
機械構造用マンガン鋼鋼材　－－－　ＳＭｎ
　さて　上記の「鋼」の仲間達の話です
鉄はすべての機械/工具の基礎、基本です。
しかし鉄がそのままで（純粋な鉄、元素記号Feで表される物）機械/工具に使用されることはまず無いです
機械/工具に使用されるのは「鋼」です。
鋼の定義は　はっきりとはありませんが、「鍛えた鉄」が「鋼」だと認識していただければ間違いないです。
そしてこの鋼を含むすべての鉄基の素材が、また「鉄」なのです。
それでは　その「鋼」の種類を幾つかご紹介致します
　SC材＝構造用炭素鋼
S－C材は　その名のとおり炭素の含有量が指定されているだけの素材です。
炭素は鉄に対して大きな影響を持ち、炭素が多くなるほど強くなっていきます。これは全ての鋼に言えます
しかし伸びは減り、耐衝撃性は弱くなり、溶接性も低下してしまいます。
S－C材の名称は他の鋼材と異なり、SとCの間に数字が入り、含有する炭素の量を表しています
例えばS45Cであれば、0.45%の炭素を含んでいるという意味です。
S－C材の炭素量はS10Cの0.06%からS58Cの0.61%まで揃っており、それぞれの用途に使い分けられている。
一例を上げればモンキーレンチは、S55Cの鍛造で作られています。ドリルチャックはS35Cです。
含有される炭素は焼き入れ性を増すが、0.3%以下の炭素鋼では焼き入れは出来ません。
そしてその焼き入れ硬さが上がるのは0.6%くらいまでで、
それ以上炭素量が増えても強度は変化しないで耐摩耗性は優れてきます。
このことから炭素鋼は0,6%を炭素含有量の上限とし、
それ以上炭素が多いものについては合金工具鋼の分類に入れられます。
　【この合金工具鋼の中にＳＫＤ11（Ｄ2ですね）が含まれます】
焼き入れは、変態点と呼ばれる金属結晶組織が変化する温度を20～30度C越えるまで加熱し、
所定時間保持した後に急冷します。急冷法は、水冷，油冷、空冷法があります。
　SK材＝工具鋼
ここでは上記で登場した合金工具鋼です　その名の通り工具用ですから多種で
切削工具鋼.耐衝撃工具鋼.冷間金型鋼.熱間金型工具鋼などがあります
合金工具鋼は炭素鋼に
クロム(Cr) タングステン(W) モリブデン(Mo)パナジウム(V) ニッケル(Ni) マンガン(Mn)などの元素を
添加したもので　それぞれの作用は　
クロムは　焼き入れ硬化が深く入るようにする
タングステンは　高温時の硬度保持
モリブデンは　焼き入れ、焼きならし状態での強度を改善する
バナジウムは　耐磨耗性
ニッケルは粘り強さ、耐食性の向上
各々バランスを取って添加されます　基本的に熱処理性の向上が目的で　
熱処理硬度の向上/焼入れひずみの軽減/焼きならし状態での強度改善などです
その為に　熱処理性に優れています
Ｓ-Ｃ材とＳＫ材は日常的にも身の回りに沢山あります　
タガネ.ポンチ.鋸刃.金型.など　硬い鉄は大抵これらです。
ハイスペックなバイク/自転車に使用される「クロモリ鋼」もそうです
　SUS材＝ステンレス鋼
ステンレス鋼は基本的に鋼にクロムを添加することにより、耐食性を向上させた合金です。
ステンレスの名前の由来はステイン（汚れ/錆）、レス（無い）から来たものです
大きく分けて13クロムステンレス鋼、18クロムステンレス鋼、18－8ステンレス鋼に分けることが出来ます。
これを金属組織的に見ると、
13クロムがマルテンサイト系、18クロムがフェライト系、18－8はオーステナイト系で、
強度的にはマルテンサイト、フェライト、オーステナイトの順で強く、耐食性ではこの逆となります
一般的にキッチンシンクなどに使われる　皆様ご存知のSUS304は18－8オーステナイト系ステンレス鋼で、
組成はその名の通り、クロムが約18%、ニッケルが約8%添加された合金です
この合金の特徴は軟らかく、粘りがあり、鉄基でありながら非磁性で
耐食性はステンレス合金の中ではもっとも優れています　
機械加工性は、粘りがあり、加工硬化を起こしやすく　又　溶接性は優れています
　【SUS440Ｃは耐食性に優れた刃物として有名ですが　マルテンサイト系の仲間です】
　ＳＫＨ材＝高速度工具鋼
一般的に切削用工具の使用されます　その為　高温時に容易に軟化せず　硬度が在る事が条件です
又　磨耗に対して抵抗が大きく　強度/じん性が要求されます
高速度工具鋼が性能を十分に発揮するには　なにより「熱処理」が非常に重要です
仮にＳＫＨ51（ハイス鋼ですね）では高温時の切削性を要求すれば　じん性が低くなります
熱処理時の冷却方法も通常は油冷ですが　空冷が奨励されている場合もあり
熱処理/用途を間違えると　鋼としての役割を果たせません
しかし　硬度は63以上となり　鋼としては硬度の高い物です
最近　ナイフ業界で話題の「粉末ハイス鋼」のＨＡＰ（ハップ）シリーズも　この仲間です　
従来に無い耐磨耗性/高じん性が在り　ＨＡＰ70では最高Ｈｒｃ72まで硬度が上がります
只　この高じん性は　あくまでも高速度工具鋼の話であり　
ＨＡＰはじん性においてハイス鋼並みであり　ナイフ/包丁では刃こぼれ等の可能性は否定出来ません
主に高速度工具鋼の使用目的は　
切削用/パンチダイス/リーマ/ダイス/エンドミルなどで　材料/刃共　固定し使用します
　ここから本格的な「刃物鋼」ですね　
復習をしてみますと...刃物鋼はキルド鋼で　特殊鋼の中に含まれている　と言う事ですね
刃物鋼
刃物鋼について　説明するに辺り　今までの中で「あれ？」と思われてる方もいるかもしれませんね
基本的には刃物鋼のカテゴリーが在るはずにも関わらず
合金工具鋼/ステンレス鋼などにも　刃物鋼が在る事です
すなわち【鋼】であれば　刃物になると言う事です
実際に安価なハサミなどではＳ-Ｃ材などが多用されていて
日常的にご家庭などでは何の問題も無く使われています
では刃物鋼のカテゴリーとは？
まず　刃物鋼は切断材料と使用条件によって初めて　その可否が決められるのです
布をハサミで切る/肉を包丁で切る/鉄板を機械で切る/木を鉈で切る
これらの条件に適合する鋼のカテゴリーの中から刃物鋼選びます
鋼材はＪＩＳによって決められた工業製品ですので　
成分/熱処理方法などは定められています　目的別の選択肢が有る訳です
さて　ここでナイフのお話です
ナイフは汎用性が高い刃物です　従って鋼種特性のバランスが重要です
まず簡単に
---　ナタのように叩きつける
---　カミソリのようにうぶ毛を剃る
---　錆の発生
この三点の問題だけでも　非常に矛盾を発生させます　
じん性/硬度/防錆　あちらを立てればこちらがダメ！
このような条件の中で現在ＡＴＳ－３４が一つの基準的になっています
しかしこのＡＴＳ－３４も　元は１５４ＣＭでベアリング鋼　合金鋼です
このように　刃物鋼の中で最高の物は存在しません
あくまでも　切断材料/使用条件（あるいは個人的趣味）によってのみ「最高」が有る訳です
またコスト面でもバランスは必要ですし　加工性もコストの一面です
そして鋼種のみならず　前述の熱処理が鋼種と同等に重要性が有ります
鋼はＪＩＳ鋼材ですので一定の熱処理が完全に行われないと本来の性能が発揮出来ません
水冷/油冷/サブゼロ処理/温度/戻し　どれも重要です
鍛冶屋さんが何十年もかかって　しかも何代目とかの歴史が在って可能であり
また　最新鋭の真空熱処理炉で様々なデータの元で熱処理が可能です
如何に良い鋼材であっても　熱処理いかんでは　生材以下です
　ではナイフ鋼材には何が良いか？
結論はありません！　前述のように条件が違えば全て違ってきます
お客様各々に必要な鋼材/熱処理/形状/使用方法などの組み合わせで探すしかありません
当社ではベストでは無く　お客様各々のモアベターをごいっしょに探したいです
長い「よもやま話」でしたが如何でしたでしょうか....
結論は曖昧ですが　少しでもお役に立てたらと思います
　　　　　　　　　　　　　坪井
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摘要:现代刀具显著的特点是结构的创新速走加快。随着计算机应用领域的不断扩大，机械加工也开始运用数拉技术，这时刀具选择与切削用量提出了更高的要求。本文就扣何确定数控加工中的刀具选择与切削用全进行了探讨。
关键词:数控技术;机械加工;刀具选择
一、科学选择数控刀具
     1、选 择 数控刀具的原则
     刀具 寿 命 与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。
    
选择 刀 具
寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了
充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，
刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担
到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与
普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样
来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。
     2、 选 择 数控车削用刀具
    
数控 车 削
车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工
中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车
刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是
几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。
    
二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧
上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧
半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀
损坏。
     3、 选 择 数控铣削用刀具
     在数 控 加
工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下:一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般
取RD=(0.8一0.9)Rmin。二是零件的加工高度H<
(1/4-1/6)RD,以保证刀具有足够的刚度。三是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r,，
即直径为d=2Re=2(R-r)，编程时取刀具半径为Re=0.95
(Rr)。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。
     目前 ， 数
控机床上大多使用系列化、标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀、端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号对于加工中心及有自动换刀装置的机床，刀具
的刀柄都已有系列化和标准化的规定，如锥柄刀具系统的标准代号为TSG-JT，直柄刀具系统的标准代号为DSG-JZ,此外，对所选择的刀具，在使用前都
需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。
二、设置刀点和换刀点
    
刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件
运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:
便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查;引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零
件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点
”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点;球头铣刀是球头的球心，钻头
是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要
换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。
三、确定切削用量
    
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选
用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度
提高生产率，降低成本。
     1、 确定主轴转速
     主轴 转 速 应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为:n= 1 0 00 v/7 1D
式 中: v— 切削速度，单位为m/m动，由刀具的耐用度决定; n一一主轴转速，单位为r/min, D— 工件直径或刀具直径，单位为mm。计算的主轴转速n，最后要选取机床有的或较接近的转速。
     2、 确 定 进给速度
    
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性
能限制。确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100一200mm/min范围内选取;在
切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20一50mm/min范围内选取;当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小
些，一般在20--50mm/min范围内选取;刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。
     3、确定背吃刀量
    
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证
加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2一0.5m m,总之 ，切
削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。
     同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。
    
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充
分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。
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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、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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引言
刀具对口钝化名称及重要性
刀具或刀片在精磨之后，涂层之前的一道工序，其名称目前国内外尚不统一，有称“刃口钝化”、“刃口强化”、“刃口珩磨”、“刃口准备”或“ER处理”等，本文采用“刃口钝化”的名称。
刀
具刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视，而又是十分重要的问题。它所以重要就在于：经钝化后的刀具能有效提高刃口强度、提高刀具寿命和切削过程的稳定
性。大家知道刀具是机床的“牙齿”，影响刀具切削性能和刀具寿命的主要因素，除了刀具材料、刀具几何参数、刀具结构、切削用量优化等，通过大量的刀具刃口
钝化实践体会到：有一个好的刃口型式和刃口钝化质量也是刀具能否多快好省进行切削加工的前提。因此，刀具刃口的状况好坏也是不可忽视的因素。
为什么要进行对口钝化处理
经
普通砂轮或金刚石砂轮刃磨后的刀具刃口，确实存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。前者可用肉眼和普通放大镜观察到，后者用100倍(带
0.010mm刻线)显微镜能够观察到，其微观缺口一般在0.01-0.05mm，严重者高达0.1mm以上。在切削过程中刀具刃口微观缺口极易扩展，加
快刀具磨损和损坏。
现代高速切削加工和自动化机床对刀具性能和稳定性提出了更高的要求，特别是涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理，才能保证涂层的牢固性和使用寿命。
从国外引进数控机床和生产线所用刀具，其刃口已全部钝化处理。有众多的信息表明，刀具刃口钝化可有效延长刀具寿命200%或更多，大大降低刀具成本，给用户带来巨大的经济效益。
因此，深入研究和实践刀具对口钝化这门学问十分重要。这个课题要从以下两个方面做起，一个是选择刃口型式和参数，二是探索刃口钝化技术及参数，做到两者的紧密结合。
二、刃口型式与刃口钝化形状
常用刃口型式：(见图1)
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锐刃
倒棱刃
消振棱刃
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白刃
倒圆刃
图1常用的几种刃口型式
锐刃：刃磨前、后刀面相交而自然形成的税刃，其刃口锋利、强度差、易磨损。一般用于精加工刀具。
倒棱刃：在刃口附近前刀面上，刃磨出很窄的负前角棱边，大大提高了刃口的强度。用于粗加工和半精加工等刀具。
消振棱刃：在刃口附近的后刀面上磨出一条很窄的负后角棱边，切削时增大刀具与工件的接触面积，消除切削过程振动。用于工艺系统刚性不足时所用的单刃刀具。
白刃：在刃口附近的后刀面上磨有一条后角为0°的窄边或刃带，可起到支撑导向和挤压光整作用，用于铰刀、拉刀等多刃刀具。
倒圆刃：在对口上刃磨或钝化成一定参数的圆角，增加刃口强度，提高刀具寿命，用于各种粗加工和半精加工的可转位刀具。
刃口钝化形状：(见图2)
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圆弧型刃口
瀑布型刃口
图2 两种刃口钝化形状
刃口钝化几何形状，对刀具寿命有很大影响：一种为圆弧型刃口，在刃口转角处形成对称圆弧，占80%以上的刀具所采用，适用于粗精加工。一种为瀑布型刃口，在刃口转角处的顶面与侧面比率一般为2:1,为不对称圆弧，适用于恶劣的冲击性加工。
刀
具刃口钝化技术，其目的就是解决上述刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。根据不同的加工条件，
合理选择刃口型式与参数，并紧紧与对口钝化参数的选择相组合，正确处理好刀具“锐”与“固”的关系，“锐”是刀具切削加工必须具备的特征，同时考虑刃口的
“固”也是为了更有效的进行切削加工，提高刀具寿命，减少刀具的消耗费用。
三、刀具钝化方法的发展趋势
手工钝化：
最早的钝化工具是从皮子和石油开始，如到理发馆刮脸，理发员在皮子上鐾刀，使刀刃更加锋利耐用。而在机械加工方面所用的刀具，我们的前辈有了很多丰富的鐾刀经验，效果非常显著。举例如下：
粗加工时，一把新刃磨好的刀具鐾刀可以减少初级磨损阶段磨损值，在正常磨损阶段后期鐾刀，仍可再延长正常磨损阶段，一般刀具寿命提高0.5倍以上。
精加工使用铰刀时，未经鐾刀其内孔表面有时达不到图纸要求，精心鐾刀后表面粗糙度可稳定Ra1.6-0.8祄，同时刀具寿命可提高1倍左右。
精刨机床导轨，采用负前角宽刃压光刀，其前后刀面必须经过平板精心研磨，提高了表面质量才能保证刃口锋利平直，导轨加工表面粗糙度可稳定达到Ra0.8祄以下。
某厂加工大炮筒内孔来复线使用的拉槽刀，由于被加工材料韧性和强度高，刀具磨损快，甚至切屑被卡住造成事故，所以必须专门安排有经验的老工人鐾刀，才能完成这项关键性加工。
印刷机墙板精孔加工，采用浮动镗刀，有进给的走刀痕迹，经研制带有放大镜的鐾刀工具后，刃口锋利平直。其进给量由1mm/r，提高到4mm/r。
某厂内燃机曲轴加工，其设备和刀具是由国外引进，原一盘刀可加工50-60件，采用国产刀片后只加工15-16件。刀片经钝化和选用合理钝化参数后，一盘刀也可加工50-60件。
机械钝化
为提高钝化效率和质量，大多采用高效机械钝化方法。如采用振动钝化、介质钝化、研磨浆钝化、含磨料的橡胶轮钝化、干或湿的喷砂法钝化、翻滚钝化和含磨料尼龙刷钝化等。
高效高智能钝化设备
美
国Conicity Technologies
LLC公司最新开发的IXM-50锥型钝化机，是由CNC程序控制，由操作者输入几个简单的命令，它能在同一把刀具的不同表面，钝化为不同的尺寸。可钝化
切槽刀和螺纹梳刀等。再从国内数家引进的刀片生产线可以看到，无论是涂层刀片或非涂层刀片生产线都带有刀片刃口钝化机，成为刀片生产中不可缺少的重要工
序，这也是国外刀具为什么性能好寿命高的原因之一。
四、小型刀片刃口钝化机的研制及钝化参数
小型对口钝化机的研制
我
国目前大量使用的可转位刀片，大多由中小工具厂刃磨，国内没有适用的刀片刃口钝化机产品，而国外刀片对口钝化机其价格又十分昂贵(十至几十万美元)，因此
未经钝化的刀片刃口状况不佳，性能差，寿命低，与国外同类刀片性能和寿命相比存在很大差距。如何缩小这个差距,解决刀片刃口钝化问题？研制一种小型可转位
刀片刃口钝化机十分必要，更适合国情。因此，我所经过一年多的努力研制和八次改进，已获成功。专利号：03240501.4，钝化机型
号：2MQ6712D，外形尺寸：400x400x600(mm)，它适合中小工具厂及机械加工车间普及推广的产品。
小型可转位刀片刃口钝化机的原理；采用齿轮减速电子调速电机传动的行星机构，使刀片自转并公转，由高速旋转的含磨料尼龙盘刷钝化刀片刃口。该钝化机由五个部分组成；盘刷头及滑座部分，刀片转盘传动部分，机架及箱体部分，检测部分及电气部分。该机具有如下特点：
结构紧凑合理，使用灵活可靠。
刀片转盘及转台转速无级可调。
钝化时间长短可控。
刀片刃口钝化参数在机可测。
钝化不同刀片形状、规格的容器盘可换。
经
有关厂家生产使用证明，刀片刃口钝化机达到设计要求，性能可靠,刀片刃口钝化效果良好。北京人机股份有限公司，在硬质合金刀片钝化后的使用寿命平均提高
0.2倍以上，个别刀具提高1-3倍。山东莱芜华顺盟陶瓷新材料有限公司，在陶瓷刀片钝化后的使用寿命平均提高0.5倍以上，个别刀具提高1-3倍。使用
寿命的提高幅度大小是与具体加工条件和所选择对口型式及刃口钝化参数有关。
钝化参数的选择通过刀片刃口钝化机的研制和生产使用实践，初步掌握了一些规律，针对不同加工条件，选择刃口型式和钝化参数十分重要。由于刀片材质不同，加工条件不同，所选用的刃口型式和钝化参数也不同，否则达不到延长刀具寿命的预期效果。见如下参数推荐表：
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刀片
加工条件
刃口型式
钝化值
(mm)
硬质合金刀片
铸铁件
精加工
锋刃
0.01-0.03
粗加工
0.03-0.05
冲击加工
负倒棱刃：g01=-15°

b01=(0.5-0.8)f

0.05-0.10
钢件
精加工
负倒棱刃：g01=-15°

b01=(0.5-0.8)f

0.01-0.03
粗加工
0.03-0.05
冲击加工
负倒棱刃：g01=-20°

b01=(0.8-1.2)f

0.05-0.10
陶瓷
铸铁件
钢件
粗精加工
负倒棱刃：g01=-30°

b01=(0.8-1.2)f

0.02-0.05
冲击加工
负倒棱刃：g01=-30°

b01=(0.8-1.5)f

0.05-0.10
与国外刃口钝化参数相对照，占70%刀具钝化值是在0.0254-0.0762之间。最大值：0.127-0．2032mm。最小值：一根头发丝0.0762mm的1/6，即0.0127mm。即使钝化那么小，也明显地强化了刀具刃口。
从大量的对口钝化实践经验证实：
刃口不一定越锋利越好，也不一定是越钝越好。针对不同加工条件确定不同钝化值才是最好。
刃口钝化与对口型式相结合，是最普遍最有效提高对口强度和提高刀具寿命降低刀具费用的措施。
用微粉砂轮刃磨负倒核，其微观缺口小(可达0.005-0.010mm)，加上小钝化参数(0.010－0.030mm)，使刃口即锋利坚固又耐用。有资料表明国外采用较多。
六、结语
综
上所述，刀片刃口钝化技术十分重要，正如我国古人所说：“千里之堤，溃于蚁穴”，刀片对口微观缺口这个“蚁穴”虽小，却影响刀具性能和寿命这个“千里之堤
”，是不可小视的大问题。刀片刃口钝化技术是提高刀具寿命减少刀具消耗的有效措施之一；无论在经济和技术两个方面都是可行的，有效的，进一步推动我国切削
加工水平的提高，缩小与国外刀具切削性能的差距。
本文对刀具刃口钝化技术实践刚刚起步，缺乏经验，有很多不完善之处，有待进一步改进。提出来的目的是“抛砖引玉”，望引起更多的关注和深入研究，使刀具钝化技术提高一个新水平。
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摘
要：针对电站成套设备制造行业的零部件，在对加工条件和标准铰刀结构进行分析的基础上，进行了直刃铰刀、斜刃铰刀、螺旋刃铰刀三种刃形硬质合金铰刀的设计
工作;采用三种刃形铰刀进行了干式铰削试验研究;在大量实验数据的基础上，对三种刃形铰刀在铰削力、表面粗糙度、切屑形状方面进行了对比评判，优化出使用
效果最佳铰刀为螺旋刃铰刀。
图1 直刃铰刀实体模型
图2 斜刃铰刀实体模型
　　图3 螺旋刃铰刀实体模型
　　0 引言
　
　由于我国经济的高速增长，工业用电量持续上升，
因此电站成套设备制造行业生产任务大幅增加，使得原有的一些机械加工方法无法满足生产的需要，其中铰孔加工尤为突出。铰孔加工以往使用高速钢铰刀，加工时
间长，刀具消耗量大，生产效率低，采用硬质合金铰刀是有效的解决方案。以前使用标准铰刀，当被加工孔较深(L/D>4)时，加工过程中排屑困难，
堵塞的切屑刮伤了已加工表面，孔的表面质量达不到要求;并且由于堵塞的切屑挤压破坏了铰刀刀刃，致使铰刀破损严重。为了解决这一问题，在对加工条件和标准
铰刀结构进行分析的基础上，进行了三种刃形硬质合金铰刀的设计与开发研究工作。
　　本文以解决生产实际需要为目标，并结合国际先进加工业日益
广泛采用的干式加工为手段，对直刃铰刀、斜刃铰刀和螺旋刃铰刀进行了铰削实验研究，获得了大量实验数据，对三种刃形铰刀的铰削力、表面粗糙度、切屑形状进
行了综合对比评判，得到直刃铰刀、斜刃铰刀、螺旋刃铰刀的铰削综合性能排序，实现了铰刀的优化，从而优选出最佳使用效果的铰刀，解决了生产实际需求。
　　1 三种刃形硬质合金铰刀实体建模
　
　为更好地直观了解设计的铰刀几何形状及其切削性能，
利用I-DEAS软件进行实体建模工作。在造型的时候，首先，依据莫氏锥柄的尺寸，旋转出莫氏锥度圆锥体，利用体切割做出刀柄，再拉伸出圆柱体作为刀体的
颈部， 旋转拉伸并切割圆柱体，形成铰刀的螺旋槽，将刀体的颈部与莫氏锥柄连接在一起，
接下来做出刀具工作部分长度圆柱体，并在此圆柱上面切割出刀片槽，将此带有刀槽的刀具工作圆柱体部分与前面的刀体颈部和莫氏锥柄连接在一起，形成刀体。依
据刀片的实际几何尺寸进行刀片的实体模型设计， 并将刀片移至刀片槽位置，从而铰刀实体模型完成，如图1、图2、图3 所示为
种刃形铰刀的实体模型。根据实体模型加工出种刃形铰刀。
　　图4 铰削力比较
　　图5 表面粗糙度对比曲线图
　　2 铰削力的试验结果及分析
　
　实验采用了干式铰削，通过试切的办法最终确定了应采取的合理切削用量。使用了直刃铰刀、斜刃铰刀和螺旋刃铰刀 种刃型铰刀，
试验材料为40Cr钢，切削用量采用在相同进给量(f=0.1mm/r)与背吃刀量的情况下，通过改变不同的主轴转速获得切削力值。整理采集的数据，将
种刃形铰刀的铰削力分别进行了对比，如图4所示(符号◆代表直刃铰刀的铰削力曲线;符号■代表斜刃铰刀的铰削力曲线;符号▲代表螺旋刃铰刀铰削力曲线)。
对比 种铰刀， 直刃铰刀受力大于斜刃铰刀，斜刃铰刀受力又大于螺旋刃铰刀。在相同切削条件下，螺旋刃铰刀的受力最小。
　　3 表面粗糙度的测量结果与分析
表
面粗糙度是反映零件表面上微观几何形状误差的一个重要指标，它主要是由于在加工过程中刀具和零件表面之间的摩擦，切屑分离时的塑性变形，
以及工艺系统中存在的高频振动等原因造成的。加工孔的表面粗糙度的好坏是评价一把铰刀的重要指标，因此对以上实验加工的孔进行表面粗糙度的测量。图5为表
面粗糙度曲线对比图。
在固定进给量(f=0.1mm/r)的情况下，变动不同的转速，对比 种刃形铰刀，可以发现螺旋刃铰刀加工孔的表面粗糙度值最小， 斜刃铰刀次之，直刃铰刀最大。
图6 切屑形貌对比图
4 切屑形状的对比分析
在
测量三向铰削力的同时， 进行了切屑的搜集。随着切削用量的改变，切屑形状有明显的变化。首先， 在固定进给量(f=0.1mm/r)，
工件材料为40Cr钢的实验中，
直刃铰刀在切削用量主轴转速为550r/min，进给量为53mm/min的时候，就呈现为颜色变蓝的螺卷切屑，颜色变蓝是因为加工过程中产生的大量切削
热使切屑和空气中的氧气发生了化学反应，其中，影响最大的因素是切削速度的改变。而斜刃铰刀却是在切削用量变为主轴转速760r/min，
进给量64mm/min的时候才出现这一现象。螺旋刃铰刀在切削主轴转速为760r/min，进给量为64mm/min，切屑形状虽然也发生了变化，颜色
有些发蓝但没有以上两种刀具严重。图6为工件材料为40Cr钢时，固定进给量(f=0.1mm/r)情况下的切屑形状对比图。
在主轴转速较低
的情况下，
三种刃形铰刀的切屑形状都呈现为螺旋卷切屑。说明铰刀工作状态良好，加工过程中也没有产生过热的现象。在主轴转速选定760r/min，不使用冷却液的情
况下，直刃铰刀的切屑大多呈现发蓝的氧化现象，并形成了长的连续切屑，这将严重影响工件的加工精度和表面质量。斜刃铰刀在加工40Cr钢的实验中，切屑大
多呈现为较短的螺旋卷切屑，且颜色发生了明显的改变。只有螺旋刃铰刀的切屑形状一直保持短螺旋卷切屑，说明它工作状态良好，只有当在主轴转速
760r/min，进给量达到64mm/min的时候才出现较短较碎的切屑。这也证明了螺旋刃铰刀的切削性能优于斜刃铰刀和直刃铰刀。
5 结论
通过切削力的测试， 在同一种切削条件下，即主轴转速和进给量相同的情况下，螺旋刃铰刀的铰削力最小，直刃铰刀的铰削力最大。
通过对3种刃形铰刀加工工件的表面粗糙度对比分析，螺旋刃铰刀加工孔的表面粗糙度值最小，斜刃铰刀次之，直刃铰刀最大。
通过观察对比 种刃形铰刀加工工件的切屑形状， 螺旋刃铰刀的切屑形状和颜色最好，说明螺旋刃铰刀的切削状态良好，切削性能最好。
综上所述，可以得出一个结论，螺旋刃铰刀的综合切削性能最好。本次铰削实验为生产实际应用提供了依据，也为今后干式铰削的深入研究提供了理论基础。
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Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao
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/ быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC
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reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and
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shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please
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摘要:现代刀具显著的特点是结构的创新速走加快。随着计算机应用领域的不断扩大，机械加工也开始运用数拉技术，这时刀具选择与切削用量提出了更高的要求。本文就扣何确定数控加工中的刀具选择与切削用全进行了探讨。
关键词:数控技术;机械加工;刀具选择
一、科学选择数控刀具
     1、选 择 数控刀具的原则
     刀具 寿 命 与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。
    
选择 刀 具
寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了
充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，
刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担
到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与
普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样
来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。
     2、 选 择 数控车削用刀具
    
数控 车 削
车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工
中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车
刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是
几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。
    
二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧
上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧
半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀
损坏。
     3、 选 择 数控铣削用刀具
     在数 控 加
工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下:一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般
取RD=(0.8一0.9)Rmin。二是零件的加工高度H<
(1/4-1/6)RD,以保证刀具有足够的刚度。三是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r,，
即直径为d=2Re=2(R-r)，编程时取刀具半径为Re=0.95
(Rr)。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。
     目前 ， 数
控机床上大多使用系列化、标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀、端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号对于加工中心及有自动换刀装置的机床，刀具
的刀柄都已有系列化和标准化的规定，如锥柄刀具系统的标准代号为TSG-JT，直柄刀具系统的标准代号为DSG-JZ,此外，对所选择的刀具，在使用前都
需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。
二、设置刀点和换刀点
    
刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件
运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:
便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查;引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零
件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点
”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点;球头铣刀是球头的球心，钻头
是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要
换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。
三、确定切削用量
    
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选
用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度
提高生产率，降低成本。
     1、 确定主轴转速
     主轴 转 速 应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为:n= 1 0 00 v/7 1D
式 中: v— 切削速度，单位为m/m动，由刀具的耐用度决定; n一一主轴转速，单位为r/min, D— 工件直径或刀具直径，单位为mm。计算的主轴转速n，最后要选取机床有的或较接近的转速。
     2、 确 定 进给速度
    
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性
能限制。确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100一200mm/min范围内选取;在
切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20一50mm/min范围内选取;当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小
些，一般在20--50mm/min范围内选取;刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。
     3、确定背吃刀量
    
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证
加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2一0.5m m,总之 ，切
削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。
     同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。
    
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充
分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。
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