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Muestra del funcionamiento del ensayo Rockwell. El penetrador precarga, luego carga, y luego descarga; la relación entre la precarga más la carga y la descarga indica la dureza del material.

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Oct 13 Mon 2008 13:08
BWCNC數控銑刀專用切削鎢鋼模具材料www.tool-tool.com

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BW公司針對高難度切削開發新型CNC數控刀具、被切削材料是鎢鋼微硬度HV550度高難度切割、刀口幾何設計上與傳統銑刀不同、因為普通CNC數控銑刀接近鎢鋼模具時會產生破裂、BW公司除了刀具幾何改變以外、加上奈米表面流體加工技術、使刀具在加工表面細膩及壽命延長、刀具真空鍍膜技術上也改進、在鍍膜靶材上、加上Si元素成分高達15~20%、讓刀具在壽命與耐磨耗上、增加BW刀具在特殊被切削鎢鋼材料上的表現。
在這個21世紀的新切削時代裡、鎢鋼刀具切削鎢鋼材料是一件不可能的事情、我們BW公司達到勒！！

以直徑R2球刀主軸轉速S 15000R.P.M.' Feed1000深度0.01~0.02mm為加工條件、加工後跟放電加工品質相同、當然可以用PCD鑽石刀具作為加工條件、但是客戶會考慮到加工成本問題、所以在電子模具加工產業會有一片嶄新的天空。

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 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、Milling cutter、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 ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’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、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、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.
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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Oct 13 Mon 2008 11:11
ドリルの逃げ面及びシンニング形状について www.tool-tool.com

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先日、ＮＡＣＨＩのドリルのカタログを見ていた時に気ずいたのですが、
ドリルの逃げ面形状（円すい研削、スパイラルポイント、平面研削、スリーレーキ
研削、ローソク研ぎ）及び、シンニング形状（Ｓ形、ﾉｯﾁ形、Ｘ形、デルタ形、
ＸＨ形、ＸＳ形、平面研削とＸ形、平面研削とＸＲ形）これらの、形状を選定
する場合の基準は、あるのでしょうか？
いままでは、そのまま購入し使用していました。（特に不具合なし）
形状を選択することによるメリット（ﾊﾞﾘが出にくいとか）
はあるのでしょうか？
また、逃げ面・シンニングの役割とはどういうものなのでしょうか？
誰かドリルについて詳しい方がいらっしゃいましたら、お教え下さい。
宜しくお願いします。

ドリルを購入するときは，ねじれ角やコーティングあるいは材質の３要素で決めてしまってもほとんど問題は出ないと思います．細かく考えると，逃げ面の形状によって高送りでドリルのヒール部が当たってしまうので，逃がすとかやりますけどね．ただ，先端形状は以外と重要でシンニングの取り方でスラスト力（ドリルの送り力）に結構差が出ますし，食い付き時のセンタリング効果も違います．これは，シンニングによってドリル先端中心のチゼルという切削速度がゼロから微速領域の部分をいかに少なくするかが影響しています．シンニングは取るだけでなく，切れ刃を付ける事で中心付近の切削能力を向上させて，スラスト力をさらに低減させる事もできます．シンニングにも色々な形状があるので，工具研削盤で試しに落としてみて手動のボール盤で手応えの違いを確認すると面白いと思います．シンニング形状は工具カタログや穴あけの作業ガイドブック等に載っています．

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Oct 13 Mon 2008 10:08
Rockwell (Einheit) Deutsch www.tool-tool.com

$Rockwellhaerte = 100 - \frac{h}{0,002\ mm}$
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Rockwell ist eine international gebräuchliche Maßeinheit für die Härte technischer Werkstoffe. Das Kürzel besteht aus HR (Hardness Rockwell, Härte nach Rockwell) als Kennzeichnung des Prüfverfahrens gefolgt von einem weiteren Buchstaben, der die Skale und damit die Prüfkräfte und -körper angibt.

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Oct 11 Sat 2008 22:50
刀具几何参数对数控车床加工精度的影响www.tool-tool.com

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一引言
在数控加工中，为降低加工工件表面粗糙度、减缓刀具磨损、提高刀具使用寿命、选择适宜的切削力等因素，通常车刀会存在刀尖圆弧半径r，主偏角kr，车刀刀尖距零件中心高的偏差等刀具几何参数的影响，必定引起被加工零件的轴向尺寸误差和径向尺寸误差，由此使得加工中的运行轨迹与被加工零件的表面形状产生差异。因被加工零件表面形状各异，所以引起的差异也各不相同。
二误差分析及改进方法
下面依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。
1. 车刀刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响
众所周知，被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点的运行轨迹保证的。
对于主偏角kr=90度的车削加工，参见图1.1示，被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧顶点A保证。

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Oct 11 Sat 2008 22:45
刀具几何参数对数控车床加工精度的影响www.tool-tool.com

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一引言
在数控加工中，为降低加工工件表面粗糙度、减缓刀具磨损、提高刀具使用寿命、选择适宜的切削力等因素，通常车刀会存在刀尖圆弧半径r，主偏角kr，车刀刀尖距零件中心高的偏差等刀具几何参数的影响，必定引起被加工零件的轴向尺寸误差和径向尺寸误差，由此使得加工中的运行轨迹与被加工零件的表面形状产生差异。因被加工零件表面形状各异，所以引起的差异也各不相同。
二误差分析及改进方法
下面依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。
1. 车刀刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响
众所周知，被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点的运行轨迹保证的。
对于主偏角kr=90度的车削加工，参见图1.1示，被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧顶点A保证。

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Oct 11 Sat 2008 22:35
氮化www.tool-tool.com

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氮化作用：可使材质表面产生较硬的渗透层，此表层有很好的耐磨性和腐蚀性，适用于塑胶.压铸模具及各种五金件。

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Oct 11 Sat 2008 22:18
氮化碳晶体的合成(Synthesis of carbon nitride crystal)www.tool-tool.com

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1989年 A.Y. Liu和M.L. Cohen根据β-Si3N4的晶体结构，用C替换Si，在局域态密度近似下采用第一性赝势能带法从理论上预言了β-C3N4这种硬度可以和金刚石相媲美而在自然界中尚未发现的新的共价化合物。1996年，Teter和Hemley通过计算认为C3N4可能具有5种结构，即α相，β相，立方相、准立方相以及类石墨相。除了类石墨相外，其他4种结构物质的硬度都可以与金刚石相比拟。

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Oct 10 Fri 2008 19:19
精密、超精密切削时PCD刀具后刀面的错位熨压作用www.tool-tool.com

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图1 精密、超精密切削模型

1 精密、超精密切削时PCD刀具后刀面熨压作用的分析

PCD刀具以其优越的性能在精密、超精密切削加工领域得到越来越广泛的应用。由于精密、超精密切削属于微量切削，切削厚度很小，常与刀刃钝圆半径相当，使得精密、超精密切削有其自身的特点(见图1)。图1中的O点为分流点，a_c为切削深度，r_n为刃口钝圆半径，u为O点以下的待切削金属层，g₀为刀具前角，a₀为刀具后角。由于切削厚度很小，分流点以下的未被切除的金属成为切削层金属中可视的一部分，由于刀刃钝圆半径的作用，这部分金属被迫在很大的压力下绕过刀刃钝圆而沿后刀面流出，使得此时由于后刀面熨压作用产生的工件的塑性变形比刀具的切削作用更占主导地位，并直接影响已加工表面的形成。图1中的L₀为u层与后刀面的接触长度，即后刀面熨压作用的长度,h为 u层金属挤过刃口钝圆后的弹性恢复量。由此可见，在精密、超精密切削过程中，PCD刀具后刀面的熨压作用对切削过程的影响已不容忽视。而到目前为止，对后刀面熨压作用的专门研究很少，为此本文把PCD刀具后刀面的熨压作用作为研究重点，这对于深入研究精密、超精密切削过程，提高加工表面质量具有实际意义。

图2 刃磨纹理角示意图

图3 后刀面视图

PCD 刀具在使用之前需进行刀具的刃磨，后刀面的刃磨状况、后角、后刀面粗糙度和后刀面刃磨纹理均直接影响后刀面对工件表面的熨压作用。其中，后刀面的刃磨纹理是指刀具刃磨时砂轮在后刀面上留下的一系列沟槽。砂轮的刃磨方向(即后刀面刃磨纹理方向)与刀具修光刃方向的夹角称为后刀面的刃磨纹理角，用q表示，且0°≤q≤90°(见图2)。图3为后刀面的视图，图中实线代表后刀面的刃磨纹理，虚线代表平行于修光刃的后刀面粗糙度的测量方向，D为测量间距。由图3可见，由于刃磨纹理的影响，使得两条相邻的具有较小间距的平行轮廓间存在着相对位移t，称为错位。t值可以通过测量相邻轮廓峰值的位移获得，也可以利用互相关函数进行估计。若相邻断面廓形函数分别为F_i(x)和F_j(x)(i=1,2,…；j=i+1),则两者的互相关函数R_ij(t)为

(1)

当R_ij(t)取得峰值时，表明相邻断面的廓形具有最大程度的相似性，此时的t值即为相邻断面廓形相对位移的大小。由图3可得q、t和D的关系为

(2)

D为单位长度时的t值称为错位强度，用K表示，即

(3)

式(3)表示相邻断面廓形间相对位移的大小，即错位的剧烈程度。K与表面纹理方向有着密切关系，q越小，K值越大，相邻断面廓形的相对位移越大，错位越强烈。由于后刀面相邻断面廓形间错位的存在，使得后刀面对工件表面的熨压过程相当于后刀面上平行于修光刃的不同断面交错滑过工件表面的过程，因此PCD刀具后刀面熨压工件表面的实质是错位熨压。

由图1可看出，后角影响PCD刀具后刀面错位熨压作用的长度；由图3可知，后刀面的粗糙度影响PCD刀具后刀面平行于修光刃方向的不同断面的廓形，而后刀面的刃磨纹理影响PCD刀具后刀面不同断面廓形间的错位强度，即PCD刀具的后角、后刀面粗糙度和后刀面刃磨纹理的变化直接影响后刀面错位熨压的效果。

2 PCD刀具后刀面错位熨压规律试验

图4 后角对错位熨压效果的影响规律

后角对错位熨压效果的影响

试验条件：

机床：CM0420M/2型精密仪表车床

刀具：直线刃PCD刀具(韩国刀片)，颗粒度20µm ，g₀=0°,主偏角K_r=10°，副偏角K_r'=10°，修光刃长度L_f=0.4mm，q=5°,前刀面粗糙度R_ag=0.015µm，后刀面粗糙度R_aa=0.08µm，1^#刀a₀=5°，2^#刀a₀=8°，3^#刀a₀=12°，4^#刀a₀=15°

工件材料：LY12

切削条件：主轴转数n=1795r/min，切削深度a_p=10µm,进给量f=3,5,7,9,15,25µm/r，乙醇切削液

测量仪器：FORM TALYSURF形状轮廓仪

试验结果：见图4，图中纵坐标R_aw为工件表面粗糙度，曲线(1)～(4)分别为1^#～4^#刀的切削结果(以下皆同)
由图4可见，后角越小的PCD刀具切削后获得的工件表面粗糙度值越小，说明后刀面错位熨压效果越好。

图5 后刀面粗糙度对错位熨压效果的影响规律

后刀面粗糙度对错位熨压效果的影响

试验条件：

机床：MSG-325型双轴数控金刚石车床

刀具：直线刃PCD刀具(上海硅酸盐研究所刀片)，颗粒度15µm，g₀=0°,a₀=10°，K_r=Kr'=10°，L_f=0.2mm，q=5°, 1^#刀R_ag= 0.037µm，R_aa=0.019µm，2^#刀R_ag=0.038µm，R_aa=0.032µm,3^#刀R_ag= 0.040µm，R_aa=0.140µm，4^#刀R_ag=0.038µm，R_aa=0.563µm

工件材料：LY12

切削条件：n=1000r/min,a_p=5µm,f=3,5,7,9,15,25µm/r，烃基冷却液喷雾冷却

测量仪器：FORM TALYSURF形状轮廓仪

试验结果：见图5
由图5可见，1^#刀切削后得到的R_aw值较小，4^#刀切削后得到的R_aw值较大，说明R_aa越小时后刀面错位熨压效果越好。

图6 后刀面刃磨纹理对错位熨压效果的影响规律

后刀面刃磨纹理对错位熨压效果的影响

试验条件：

机床：MSG-325型双轴数控金刚石车床

刀具：直线刃PCD刀具(上海硅酸盐研究所刀片)，颗粒度15µm，g₀=0°,a₀=10°，K_r=Kr'=10°，L_f=0.6mm，R_ag= 0.025µm，R_aa=0.035µm，1^#刀q=5°，2^#刀q=30°，3^#刀q=60°，4^#刀q=90°
工件材料：LY12
切削条件：n=1000r/min,a_p=10µm，f=3,5,7,9,15,25µm/r，烃基冷却液喷雾冷却

测量仪器：FORM TALYSURF形状轮廓仪

试验结果：见图6
由图6可见，在其它条件相同的情况下，后刀面刃磨纹理不同，其切削效果亦不相同，4^#刀的切削效果最差，1^#刀的切削效果最好，即随着q减小，工件表面粗糙度值减小，PCD刀具后刀面错位熨压效果越好。

综合上述试验结果可知，随着PCD刀具后角的减小、后刀面粗糙度值的减小及后刀面刃磨纹理角的减小，PCD刀具后刀面的错位熨压效果越好，获得的工件表面粗糙度值越小。

3 结论

在精密、超精密切削过程中，PCD刀具后刀面对工件表面的熨压作用实质上是错位熨压。影响PCD刀具后刀面错位熨压效果的主要因素有刀具后角、后刀面粗糙度和后刀面刃磨纹理。后角较小、后刀面粗糙度值较小和刃磨纹理角较小的PCD刀具对工件表面的错位熨压作用较强，其错位熨压效果较好，易于获得粗糙度值较小的工件表面。

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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
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弊社の製品の供給調達機能は：
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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。
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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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Oct 10 Fri 2008 19:05
PCD刀具超精切削表面质量的研究www.tool-tool.com

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1 引言

随着仪器仪表工业的发展，对具有良好表面完整性的超精密零件的需求日益增加。超精密切削加工零件不但应具有很高的几何尺寸及形位尺寸精度，还应具有极好的稳定性，以保证整机的可靠性。

图1 PCD刀具刃口的SEM照片

近年来，超精密切削加工技术得到迅速发展，对某些有色金属材料的超精密切削加工精度已接近理论极限精度。但是，目前人们对超精密加工的微观切削机理和切削表面完整性的研究尚不够深入，加工表面质量成为影响超精密零件可靠性的主要因素之一。工件的加工表面质量主要通过表面粗糙度、表面显微硬度、表面残余应力等指标来反映。在普通切削加工中，由于加工硬化、表面残余应力等表面质量问题引起的形位尺寸变化相对于零件的尺寸精度要求一般可忽略不计。但在超精密切削加工中，由于零件精度要求极高，因此任何表面参数的变化都会增加零件的不稳定性。

天然单晶金刚石刀具(简称SPD刀具)是一种单点刀具，用于超精密切削可获得理想的加工精度，但因材料稀缺，因此价格昂贵。人造聚晶金刚石刀具(简称PCD刀具)为多点刀具，与SPD刀具相比价格低廉。以前我们曾对PCD刀具的刃磨及获得超精加工要求的表面粗糙度的机理进行了研究，本文则对PCD刀具与SPD刀具在超精密加工中工件表面质量的实现进行了对比试验研究。

2 试验条件

刀具几何参数

超精切削加工为微细加工，切削区集中于刃口附近的微小区域，刀具的锋利程度对工件已加工表面质量具有举足轻重的影响。因此，对于超精切削刀具，除宏观几何参数外，反映刀具锋利度的刃口圆弧半径是最重要的关键参数。图1 所示为试验所用PCD刀具刃口的SEM 照片，其刃口半径约为0.5µm；试验所用SPD刀具的刃口半径也约为0.5µm。试验用刀具的几何参数如图2所示。

图2 试验用刀具的几何参数

切削条件

试验机床：MSG-325 超精密车床

试验刀具：PCD刀具，SPD刀具(超精加工用刀具)

工件材料：无氧铜

切削速度：v=1000r/min

进给量：(分别取不同值)

切削深度：ap=5µm

环境温度控制：20 ± 0.1℃

冷却方式：烃基冷却液喷雾冷却

3 测试结果

工件表面粗糙度

采用英国Taylor-Hobson 公司生产的Form Talaysurf表面轮廓仪测量工件已加工表面粗糙度，该仪器采用激光干涉传感器和天然单晶金刚石探头，测量精度较高。在不同进给量条件下切削无氧铜工件得到的表面粗糙度测量结果如图3所示。

图3 工件表面粗糙度测量值

图4 工件表面显微硬度测量值

图5 工件表面残余应力测量值

工件表面显微硬度

采用HX-200型显微硬度计，在加载50g条件下对采用不同进给量切削时的工件表面显微硬度进行测量。图4所示为用PCD刀具和SPD刀具切削加工得到的表面显微硬度值随进给量的变化曲线。

工件表面残余应力

表面残余应力测试条件：设备：RIGAKU数控X射线应力仪；电压：20kV；电流：0.6mA；X射线照射面积：4×8mm²；应力常数：- 9.4；Ø角：0°，15°，30°，45°；步长：0.5°；(2q)_min=145°；(2q)_max=165°。采用PCD刀具和SPD刀具加工的工件表面残余应力测试结果如图5 所示。

4 测试结果分析

由图3所示工件表面粗糙度试验曲线可知，当进给量f≤4µm/r时，PCD刀具和SPD刀具加工出的工件表面粗糙度均可达到超精加工表面质量要求(Ra≤0.01um)；

图4所示表面显微硬度测试结果表明，两种刀具获得的工件表面显微硬度比较接近，都在HV105～HV125之间；

图5所示工件表面残余应力曲线表明PCD刀具和SPD刀具获得的工件表面残余应力均为压应力，SPD刀具的加工表面残余应力变化比较平稳。

5 结论

在采用金刚石刀具的超精切削加工中，工件表面粗糙度、冷作硬化程度、表面残余应力等表面质量指标是保证超精密零件高稳定性和高可靠性的前提，应予以充分重视。

PCD刀具在超精加工无氧铜(f≤4µm/r)时获得的表面粗糙度、表面显微硬度和表面残余应力均非常接近。因此在超精切削加工中PCD刀具可在一定程度上替代SPD刀具。

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Oct 10 Fri 2008 19:00
聚晶金刚石(PCD)刀具的开发与应用www.tool-tool.com

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1 引言

高速切削已成为现代制造技术的一个主要发展方向。由于高速切削刀具的开发与应用直接影响高速切削的加工效率和加工质量，因此具有非常重要的意义。刀具技术的革新，除了刀具本身的几何形状、切削角度等的革新和改进外，刀具切削刃材质的开发和革新也是提高切削效率、降低切削成本的一个关键因素。

20世纪70年代中期以来，美国、德国、日本等工业发达国家先后开发聚晶金刚石(PCD)刀具并将其用于非金属材料和有色金属材料的高速切削加工，使生产效率获得大幅度提高，切削费用成倍下降，因此被广泛应用于汽车、航空、航天以建材等工业领域。

表1
公司名称	国别	牌号	金刚石平均粒径(µm)
GE	美国	Compax-1600 Compax-1300 Compax-1500 Compax-1700	5 10 25 40
Element six (原De Beers)	英国	Syndite-CTC002 Syndite-CTB002 Synd ite-CTB010 Syndite-CTB025 Syndite-CTH025	2 2 10 25 25
住友电工	日本	DA-200 DA-150 DA-100 DA-90	0.5 5 20+0.5 50
日本	韩国	CF CM CC	2 10 25
东名	日本	TDC-FM TDC-98F_2M_{TDC-GM TDC-SM TDC-HM TDC-SA TDC-EpM TDC-EM}	1 1 3 7 10 16 20 36+16

2 PCD复合片的开发

聚晶金刚石(PCD)复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与Co、Ni 等金属粉末均匀混合后，在高压高温下，在碳化钨(WC)基材上烧结而成的一种刀坯新材料。PCD 复合片不仅具有金刚石高硬度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数、低热膨胀系数等优越性能，同时还具有硬质合金良好的强度和韧性。PCD 复合片还具有导电性，因此可用线切割机切割成所需刀头，将刀头焊接在刀体上，经过刃磨制成PCD 刀具。

目前国内外已有不少PCD 复合片的生产企业，主要生产厂商及产品牌号见表1。

3 PCD 刀具的动平衡

由于PCD 刀具适宜于高速切削，因此旋转式PCD 刀具的动平衡显得特别重要。动平衡时，应根据刀具允许使用的最高转速(n_max)和动平衡的精度等级(一般控制在G2.5级)查图1，得到许用不平衡率e_per值，则其允许的不平衡量可由下式计算 U_per=me_per式中e_per——许用不平衡率或偏心距(单位：g·mm/kg或微米)

m——刀具质量(kg)

为了达到刀具的动平衡精度要求，常采用去重法(在刀具刀体的适当部位去除适当重量)使刀具的实际不平衡量≤允许不平衡量。

4 PCD刀具的适用范围

由于PCD刀具的性能优越，因此被广泛用于非铁金属和非金属材料的加工(见表2)。

图1 不同平衡精度等级 G的剩余不平衡率(或转子偏心距)与工作转速的关系

表2
被加工材料		加工对象
非铁金属	铝铝合金	汽车、摩托车：活塞、汽缸、轮毂、传动箱、泵体、进气管、各种壳体零件等
		飞机、机电：各种箱体、壳体、压缩机零件等
		精密机械：各种照相机，复印机，计量仪器零件等
		通用机械：各种泵体、油压机、机械零件等
	铜铜合金	内燃机船舶：各种轴、轴瓦、轴承、泵体等
		电子仪器：各种仪表、电机整流子、印制电路板等
		通用机械：各种轴承、轴瓦、阀体、壳体等
	硬质合金	各种阀座、汽缸等烧结品及半烧结品等
	其它	镁、锌等各种有色金属
非金属	木材	各种硬木、人造板、人造耐磨纤维板及制品
	增强塑料	玻璃纤维、碳纤维增强塑料等
	橡胶	纸用轧辊、橡胶环等
	石墨	碳棒等
	陶瓷	密封环、柱塞等烧结品及半烧结品

在实际选用时，应根据PCD刀具的使用场合、被切削材料的特性以及加工的具体要求，选用适当牌号和粒径的PCD复合片做刀具刀头。一般情况下，复合片中金刚石体积浓度高或粒径较大的耐磨性较好，金刚石体积浓度低或粒径较小的则韧性较好。

(a)	(b)
图2 HSK刀柄

5 HSK刀柄系统

在高速旋转条件下，PCD刀具的刀柄定位精度和夹持力是至关重要的。通常采用DIN69893-1 HSK刀柄系统(目前汽车制造业发动机生产线上所用绝大部分PCD刀具都采用HSK刀柄)。由于HSK刀柄系统采用双重定位配合原则，在足够的拉紧力作用下，HSK1:10空心工具锥柄和主轴锥孔、锥面及夹持平面之间同时接触，产生摩擦，可提供封闭结构的径向定位和平面夹紧定位，阻止任何轴向窜动。HSK 刀柄具有静、动态刚性高、扭矩传递大、径向定位精确以及换刀重复精度高等特点。HSK刀柄系统的结构形式分别有A、B、C、D、E、F型，常用的有A、 B、C、D型四种：A型为自动换刀型(见图2a)，B型为带内冷却孔的自动换刀型，C型为手工换刀型(见图2b)，D型为带内冷却孔的手工换刀型；刀柄凸缘直径一般分为9个规格(分别为25、32、40、50、63、80、100、125、160mm)。HSK刀柄的型式规格标识见图3。

图3 HSK刀柄的型式规格标识

6 PCD刀具的刃磨

PCD复合片的硬度一般在HV4500~HV8000之间，仅次于金刚石的硬度(HV9000)，同时其硬度因生产厂或牌号的不同而不同。因此，如何解决PCD刀具的刃磨问题是加工、使用PCD刀具的关键。目前有两种PCD刀具常用刃磨方法：

金刚石砂轮刃磨法 采用金刚石砂轮来刃磨PCD刀具，对所用机床要求较高：机床系统刚性好，进给机构精度高，有微进给机构，重复精度高，磨头往复摆动平稳无冲击，同时还需选用合适的金刚石砂轮。瑞士EWAG公司生产的RS系列机床尤其是RS15机床具有精度高、附件多并带有刃磨PCD刀具(带HSK刀柄)的附件等特点，是 PCD刀具刃磨机床的代表。采用RS15机床刃磨PCD刀具，刀具尺寸精度可达0.001mm，表面粗糙度可达Ra0.08左右。

电蚀刃磨法 电蚀刃磨是将工件(PCD刀具)和电蚀轮(或钼丝)形成正负电极，通过正负电极间放电，达到去除PCD的效果。电蚀刃磨法的PCD去除效果取决于电蚀轮 (或钼丝)与PCD刀具刃口间的间隙、走刀进给速度以及电压高低、电流大小等。电蚀刃磨机床的特点是生产效率高，尺寸精度一般在.0.01mm左右，表面粗糙度在Ra0.25左右。德国VOLLMER公司的QM和QW系列机床是采用电蚀法刃磨PCD刀具的代表，其中的新产品QM110和QWD760都是五轴联动数控机床。QM110是轮电蚀刃磨机床，用于直线形刃口的PCD刀具电蚀刃磨。QWD760是线电蚀刃磨机床，用于各种曲线形刃口的PCD刀具电蚀刃磨。

根据不同机床刃磨PCD刀具的适应范围，一般说来，对尺寸精度和表面粗糙度要求高的PCD铰刀、镗刀等，在RS15等机床上用金刚石砂轮刃磨；对PCD铣刀、锯片和PCD木工刀具等，用 QM110或QWD760机床进行电蚀刃磨，而用于强化地板开榫的PCD刀具和各种曲线形状的PCD刀具，则采用QWD760机床电蚀刃磨。

7 结语

上海工具厂有限公司通过技术改造，引进了PCD刀具(包含PCBN刀具) 的先进生产设备，包括瑞士EWAG公司的RS15机床、德国VOLLMER公司的QM110和QWD760机床、德国SCHENCK公司的HSK刀柄动平衡机、ZOLLER公司的CNC刀具专用测量仪等。通过现有生产技术的配套，上工目前已能生产木工行业、印制电路板行业和汽车制造业所急需的各类PCD铣刀、镗刀、铰刀，成为国内目前唯一能配套生产带HSK刀柄的PCD刀具的企业。

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Oct 10 Fri 2008 18:56
聚晶金刚石(PCD)刀具的开发与应用www.tool-tool.com

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1 引言

高速切削已成为现代制造技术的一个主要发展方向。由于高速切削刀具的开发与应用直接影响高速切削的加工效率和加工质量，因此具有非常重要的意义。刀具技术的革新，除了刀具本身的几何形状、切削角度等的革新和改进外，刀具切削刃材质的开发和革新也是提高切削效率、降低切削成本的一个关键因素。

20世纪70年代中期以来，美国、德国、日本等工业发达国家先后开发聚晶金刚石(PCD)刀具并将其用于非金属材料和有色金属材料的高速切削加工，使生产效率获得大幅度提高，切削费用成倍下降，因此被广泛应用于汽车、航空、航天以建材等工业领域。

表1
公司名称	国别	牌号	金刚石平均粒径(µm)
GE	美国	Compax-1600 Compax-1300 Compax-1500 Compax-1700	5 10 25 40
Element six (原De Beers)	英国	Syndite-CTC002 Syndite-CTB002 Synd ite-CTB010 Syndite-CTB025 Syndite-CTH025	2 2 10 25 25
住友电工	日本	DA-200 DA-150 DA-100 DA-90	0.5 5 20+0.5 50
日本	韩国	CF CM CC	2 10 25
东名	日本	TDC-FM TDC-98F_2M_{TDC-GM TDC-SM TDC-HM TDC-SA TDC-EpM TDC-EM}	1 1 3 7 10 16 20 36+16

2 PCD复合片的开发

聚晶金刚石(PCD)复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与Co、Ni 等金属粉末均匀混合后，在高压高温下，在碳化钨(WC)基材上烧结而成的一种刀坯新材料。PCD 复合片不仅具有金刚石高硬度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数、低热膨胀系数等优越性能，同时还具有硬质合金良好的强度和韧性。PCD 复合片还具有导电性，因此可用线切割机切割成所需刀头，将刀头焊接在刀体上，经过刃磨制成PCD 刀具。

目前国内外已有不少PCD 复合片的生产企业，主要生产厂商及产品牌号见表1。

3 PCD 刀具的动平衡

由于PCD 刀具适宜于高速切削，因此旋转式PCD 刀具的动平衡显得特别重要。动平衡时，应根据刀具允许使用的最高转速(n_max)和动平衡的精度等级(一般控制在G2.5级)查图1，得到许用不平衡率e_per值，则其允许的不平衡量可由下式计算 U_per=me_per式中e_per——许用不平衡率或偏心距(单位：g·mm/kg或微米)

m——刀具质量(kg)

为了达到刀具的动平衡精度要求，常采用去重法(在刀具刀体的适当部位去除适当重量)使刀具的实际不平衡量≤允许不平衡量。

4 PCD刀具的适用范围

由于PCD刀具的性能优越，因此被广泛用于非铁金属和非金属材料的加工(见表2)。

图1 不同平衡精度等级 G的剩余不平衡率(或转子偏心距)与工作转速的关系

表2
被加工材料		加工对象
非铁金属	铝铝合金	汽车、摩托车：活塞、汽缸、轮毂、传动箱、泵体、进气管、各种壳体零件等
		飞机、机电：各种箱体、壳体、压缩机零件等
		精密机械：各种照相机，复印机，计量仪器零件等
		通用机械：各种泵体、油压机、机械零件等
	铜铜合金	内燃机船舶：各种轴、轴瓦、轴承、泵体等
		电子仪器：各种仪表、电机整流子、印制电路板等
		通用机械：各种轴承、轴瓦、阀体、壳体等
	硬质合金	各种阀座、汽缸等烧结品及半烧结品等
	其它	镁、锌等各种有色金属
非金属	木材	各种硬木、人造板、人造耐磨纤维板及制品
	增强塑料	玻璃纤维、碳纤维增强塑料等
	橡胶	纸用轧辊、橡胶环等
	石墨	碳棒等
	陶瓷	密封环、柱塞等烧结品及半烧结品

在实际选用时，应根据PCD刀具的使用场合、被切削材料的特性以及加工的具体要求，选用适当牌号和粒径的PCD复合片做刀具刀头。一般情况下，复合片中金刚石体积浓度高或粒径较大的耐磨性较好，金刚石体积浓度低或粒径较小的则韧性较好。

(a)	(b)
图2 HSK刀柄

5 HSK刀柄系统

在高速旋转条件下，PCD刀具的刀柄定位精度和夹持力是至关重要的。通常采用DIN69893-1 HSK刀柄系统(目前汽车制造业发动机生产线上所用绝大部分PCD刀具都采用HSK刀柄)。由于HSK刀柄系统采用双重定位配合原则，在足够的拉紧力作用下，HSK1:10空心工具锥柄和主轴锥孔、锥面及夹持平面之间同时接触，产生摩擦，可提供封闭结构的径向定位和平面夹紧定位，阻止任何轴向窜动。HSK 刀柄具有静、动态刚性高、扭矩传递大、径向定位精确以及换刀重复精度高等特点。HSK刀柄系统的结构形式分别有A、B、C、D、E、F型，常用的有A、 B、C、D型四种：A型为自动换刀型(见图2a)，B型为带内冷却孔的自动换刀型，C型为手工换刀型(见图2b)，D型为带内冷却孔的手工换刀型；刀柄凸缘直径一般分为9个规格(分别为25、32、40、50、63、80、100、125、160mm)。HSK刀柄的型式规格标识见图3。

图3 HSK刀柄的型式规格标识

6 PCD刀具的刃磨

PCD复合片的硬度一般在HV4500~HV8000之间，仅次于金刚石的硬度(HV9000)，同时其硬度因生产厂或牌号的不同而不同。因此，如何解决PCD刀具的刃磨问题是加工、使用PCD刀具的关键。目前有两种PCD刀具常用刃磨方法：

金刚石砂轮刃磨法 采用金刚石砂轮来刃磨PCD刀具，对所用机床要求较高：机床系统刚性好，进给机构精度高，有微进给机构，重复精度高，磨头往复摆动平稳无冲击，同时还需选用合适的金刚石砂轮。瑞士EWAG公司生产的RS系列机床尤其是RS15机床具有精度高、附件多并带有刃磨PCD刀具(带HSK刀柄)的附件等特点，是 PCD刀具刃磨机床的代表。采用RS15机床刃磨PCD刀具，刀具尺寸精度可达0.001mm，表面粗糙度可达Ra0.08左右。

电蚀刃磨法 电蚀刃磨是将工件(PCD刀具)和电蚀轮(或钼丝)形成正负电极，通过正负电极间放电，达到去除PCD的效果。电蚀刃磨法的PCD去除效果取决于电蚀轮 (或钼丝)与PCD刀具刃口间的间隙、走刀进给速度以及电压高低、电流大小等。电蚀刃磨机床的特点是生产效率高，尺寸精度一般在.0.01mm左右，表面粗糙度在Ra0.25左右。德国VOLLMER公司的QM和QW系列机床是采用电蚀法刃磨PCD刀具的代表，其中的新产品QM110和QWD760都是五轴联动数控机床。QM110是轮电蚀刃磨机床，用于直线形刃口的PCD刀具电蚀刃磨。QWD760是线电蚀刃磨机床，用于各种曲线形刃口的PCD刀具电蚀刃磨。

根据不同机床刃磨PCD刀具的适应范围，一般说来，对尺寸精度和表面粗糙度要求高的PCD铰刀、镗刀等，在RS15等机床上用金刚石砂轮刃磨；对PCD铣刀、锯片和PCD木工刀具等，用 QM110或QWD760机床进行电蚀刃磨，而用于强化地板开榫的PCD刀具和各种曲线形状的PCD刀具，则采用QWD760机床电蚀刃磨。

7 结语

上海工具厂有限公司通过技术改造，引进了PCD刀具(包含PCBN刀具) 的先进生产设备，包括瑞士EWAG公司的RS15机床、德国VOLLMER公司的QM110和QWD760机床、德国SCHENCK公司的HSK刀柄动平衡机、ZOLLER公司的CNC刀具专用测量仪等。通过现有生产技术的配套，上工目前已能生产木工行业、印制电路板行业和汽车制造业所急需的各类PCD铣刀、镗刀、铰刀，成为国内目前唯一能配套生产带HSK刀柄的PCD刀具的企业。

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1 精密、超精密切削时PCD刀具后刀面熨压作用的分析

2 PCD刀具后刀面错位熨压规律试验

3 结论

1 引言

2 试验条件

3 测试结果

4 测试结果分析

5 结论

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2 PCD复合片的开发

3 PCD 刀具的动平衡

4 PCD刀具的适用范围

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6 PCD刀具的刃磨

7 结语

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