Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
PCD刀具的发展
金 刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国 首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十 年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电 子、石材等多个领域。
1.2 PCD刀具的性能特点
金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高 速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定 的。在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而 使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于 PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。
PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的 80～120倍；②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的 1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此 PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10
-6～1.18×10
-6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
1.3 PCD刀具的应用
工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De
Beers 公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道，1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初 期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织进行的关于超硬刀具的调查表明：人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD刀具加工后的表面精度、 尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展，De
Beers公司已推出了直径74mm、层厚0.3mm的聚晶金刚石复合片。
国 内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。目前中国第一汽车集团已有一百多个PCD车刀使用点，许多人造板企业也采用PCD刀具进行木制品加 工。PCD刀具的应用也进一步推动了对其设计与制造技术的研究。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨工业大学等均在积极开 展这方面的研究。国内从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。目前，PCD刀具的加工范 围已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。通过对近年来PCD刀具应用的分析可见，PCD刀具主 要应用于以下两方面：①难加工有色金属材料的加工：用普通刀具加工难加工有色金属材料时，往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷，而PCD刀具则可表现出 良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料——过共晶硅铝合金（对该材料加工机理的研究已取得突破）。②难加工非金属材料的加工： PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料（CFRP）、人造板材等难加工非金属材料的加工。如华中理工大学1990年实现了用PCD刀具加工玻 璃；目前强化复合地板及其它木基板材（如MDF）的应用日趋广泛，用PCD刀具加工这些材料可有效避免刀具易磨损等缺陷。
2．PCD刀具的制造技术
2.1 PCD刀具的制造过程
PCD 刀具的制造过程主要包括两个阶段：①PCD复合片的制造：PCD复合片是由天然或人工合成的金刚石粉末与结合剂（其中含钴、镍等金属）按一定比例在 高温（1000～2000℃）、高压（5～10万个大气压）下烧结而成。在烧结过程中，由于结合剂的加入，使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、 Co、Ni等为主要成分的结合桥，金刚石晶体以共价键形式镶嵌于结合桥的骨架中。通常将复合片制成固定直径和厚度的圆盘，还需对烧结成的复合片进行研磨抛 光及其它相应的物理、化学处理。②PCD刀片的加工：PCD刀片的加工主要包括复合片的切割、刀片的焊接、刀片刃磨等步骤。
2.2 PCD复合片的切割工艺
由于PCD复合片具有很高的硬度及耐磨性，因此必须采用特殊的加工工艺。目前，加工PCD复合片主要采用电火花线切割、激光加工、超声波加工、高压水射流等几种工艺方法，其工艺特点的比较见表1。
表1 PCD复合片切割工艺的比较
工艺方法－工艺特点
电火花加工－高度集中的脉冲放电能量、强大的放电爆炸力使PCD材料中的金属融化，部分金刚石石墨化和氧化，部分金刚石脱落，工艺性好、效率高
超声波加工－加工效率低，金刚石微粉消耗大，粉尘污染大
激光加工－非接触加工，效率高、加工变形小、工艺性差
在 上述加工方法中，电火花加工效果较佳。PCD中结合桥的存在使电火花加工复合片成为可能。在有工作液的条件下，利用脉冲电压使靠近电极金属处的工作液形 成放电通道，并在局部产生放电火花，瞬间高温可使聚晶金刚石熔化、脱落，从而形成所要求的三角形、长方形或正方形的刀头毛坯。电火花加工PCD复合片的效 率及表面质量受到切削速度、PCD粒度、层厚和电极质量等因素的影响，其中切削速度的合理选择十分关键，实验表明，增大切削速度会降低加工表面质量，而切 削速度过低则会产生“拱丝”现象，并降低切割效率。增加PCD刀片厚度也会降低切割速度。
2.3 PCD刀片的焊接工艺
PCD 复合片与刀体的结合方式除采用机械夹固和粘接方法外，大多是通过钎焊方式将PCD复合片压制在硬质合金基体上。焊接方法主要有激光焊接、真空扩散焊 接、真空钎焊、高频感应钎焊等。目前，投资少、成本低的高频感应加热钎焊在PCD刀片焊接中得到广泛应用。在刀片焊接过程中，焊接温度、焊剂和焊接合金的 选择将直接影响焊后刀具的性能。在焊接过程中，焊接温度的控制十分重要，如焊接温度过低，则焊接强度不够；如焊接温度过高，PCD容易石墨化，并可能导致 “过烧”，影响PCD复合片与硬质合金基体的结合。在实际加工过程中，可根据保温时间和PCD变红的深浅程度来控制焊接温度（一般应低于700℃）。国外 的高频焊接多采用自动焊接工艺，焊接效率高、质量好，可实现连续生产；国内则多采用手工焊接，生产效率较低，质量也不够理想。
2.4 PCD刀片的刃磨工艺
PCD 的高硬度使其材料去除率极低（甚至只有硬质合金去除率的万分之一）。目前，PCD刀具刃磨工艺主要采用树脂结合剂金刚石砂轮进行磨削。由于砂轮磨料 与PCD之间的磨削是两种硬度相近的材料间的相互作用，因此其磨削规律比较复杂。对于高粒度、低转速砂轮，采用水溶性冷却液可提高PCD的磨削效率和磨削 精度。砂轮结合剂的选择应视磨床类型和加工条件而定。由于电火花磨削（EDG）技术几乎不受被磨削工件硬度的影响，因此采用EDG技术磨削PCD具有较大 优势。某些复杂形状PCD刀具（如木工刀具）的磨削也对这种灵活的磨削工艺具有巨大需求。随着电火花磨削技术的不断发展，EDG技术将成为PCD磨削的一 个主要发展方向。
3．PCD刀具的设计原则
3.1 刀具材料的选择
（1）合理选择PCD粒度
PCD 粒度的选择与刀具加工条件有关，如设计用于精加工或超精加工的刀具时，应选用强度高、韧性好、抗冲击性能好、细晶粒的PCD。粗晶粒PCD刀具则可 用于一般的粗加工。PCD材料的粒度对于刀具的磨损和破损性能影响显著。研究表明：PCD粒度号越大，刀具的抗磨损性能越强。采用De
Beers 公司SYNDITE 002和SYNDITE
025两种PCD材料的刀具加工SiC基复合材料时的刀具磨损试验结果表明，粒度为2μm的SYNDITE
002PCD材料较易磨损。
（2）合理选择PCD刀片厚度
通常情况下，PCD复合片的层厚约为0.3～1.0mm，加上硬质合金层后的总厚度约为2～8mm。较薄的PCD层厚有利于刀片的电火花加工。De
Beers公司推出的0.3mm厚PCD复合片可降低磨削力，提高电火花的切割速度。PCD复合片与刀体材料焊接时，硬质合金层的厚度不能太小，以避免因两种材料结合面间的应力差而引起分层。
3.2 刀具几何参数与结构设计
PCD 刀具的几何参数取决于工件状况、刀具材料与结构等具体加工条件。由于PCD刀具常用于工件的精加工，切削厚度较小（有时甚至等于刀具的刃口半径）， 属于微量切削，因此其后角及后刀面对加工质量有明显影响，较小的后角、较高的后刀面质量对于提高PCD刀具的加工质量可起到重要作用。
PCD复合片与刀杆的连接方式包括机械夹固、焊接、可转位等多种方式，其特点与应用范围见表2。
表2 PCD复合片与刀杆连接方式的特点与应用
连接方式－特点－应用范围
机械夹固－由标准刀体及可做成各种集合角度的可换刀片组成，具有快换和便于重磨的优点－中小型机床
整体焊接－结构紧凑、制作方便，可制成小尺寸刀具－专用刀具或难于机夹的刀具，用于小型机床
机夹焊接－刀片焊接于刀头上，可使用标准刀杆，便于刃磨及调整刀头位置－自动机床、数控机床
可转位－结构紧凑，夹紧可靠，不需重磨和焊接，可节省辅助时间，提高刀具寿命－普通通用机床
4．PCD刀具的切削参数与失效机理
4.1 PCD刀具切削参数对切削性能的影响
（1）切削速度
PCD 刀具可在极高的主轴转速下进行切削加工，但切削速度的变化对加工质量的影响不容忽视。虽然高速切削可提高加工效率，但在高速切削状态下，切削温度和 切削力的增加可使刀尖发生破损，并使机床产生振动。加工不同工件材料时，PCD刀具的合理切削速度也有所不同，如铣削Al2O3强化地板的合理切削速度为 110～120m/min；车削SiC颗粒增强铝基复合材料及氧化硅基工程陶瓷的合理切削速度为30～40m/min。
（2）进给量
如PCD刀具的进给量过大，将使工件上残余几何面积增加，导致表面粗糙度增大；如进给量过小，则会使切削温度上升，切削寿命降低。
（3）切削深度
增加PCD刀具的切削深度会使切削力增大、切削热升高，从而加剧刀具磨损，影响刀具寿命。此外，切削深度的增加容易引起PCD刀具崩刃。
不同粒度等级的PCD刀具在不同的加工条件下加工不同工件材料时，表现出的切削性能也不尽相同，因此应根据具体加工条件确定PCD刀具的实际切削参数。
4.2 PCD刀具的失效机理
刀 具的磨损形式主要有磨料磨损、粘结磨损（冷焊磨损）、扩散磨损、氧化磨损、热电磨损等。PCD刀具的失效形式与传统刀具有所不同，主要表现为聚晶层破 损、粘结磨损和扩散磨损。研究表明，采用PCD刀具加工金属基复合材料时，其失效形式主要为粘结磨损和由金刚石晶粒缺陷引起的微观晶间裂纹。在加工高硬 度、高脆性材料时，PCD刀具的粘结磨损并不明显；相反，在加工低脆性材料（如碳纤维增强材料）时，刀具的磨损增大，此时粘接磨损起主导作用。
5．结语
PCD 刀具因其良好的加工质量和加工经济性在非金属材料、有色金属及其合金材料、金属基复合材料等切削加工领域显示出其它刀具难以比拟的优势。随着PCD 刀具的理论研究日益深入及其应用技术的进一步推广，PCD刀具在超硬刀具领域的地位将日益重要，其应用范围也将进一步拓展。

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
工 具是雕刻家从事创作的最直接的助手和伴侣。在木雕的工艺制作过程中，雕刻刀及其辅助工具起到十分重要的作用。俗话说：“人巧莫如家什妙”、“三分手艺七 分家什”。看一个人的手艺如何，只须观察一下他的工具便能知晓，而工具的保养修饰，也能证明劳动者素质的高低。在木雕创作中，工具齐备，会磨会用，不仅能 提高工作效率，而且在造型上能充分发挥自己的技巧，使行刀运凿洗炼洒脱，清晰流畅，增加作品的艺术表现力。 中国刀剑网 刀剑制作 刀雕刻 刀 刀剑 日本军刀 手工刀 手工刀制作 名刀制作 刀种类 军刺制作
雕刻刀的种类有很多，基本分为二大类。一类是 “翁管形”的坯刀、俗称“砍大荒”、“毛坯刀”，一类是“钻条形”的修光刀，主要用于掘细坯和修光。最宽的凿 有4-6厘米，最窄的凿只有针尖那么点儿。初学木雕者在选择刀具时，首先要了解它们各自的用途，然后再到产地、厂家或铁匠铺里定制购买。坯刀以浙江东阳、 温州乐清和苏州光福出产的为好，有些地方的美术材料用品商店里也能买到比较合适的木雕工具。如果在不方便或买不到的情况下，可以学会自己做，自己做的好处 还在于无论刀的种类、大小形状，都可由自己选择决定，可根据不同的用途和需要随时添置得心应手的工具。不过自制刀具只限于修光用的“钻条形”。也有人试过 用钢板锉改制成坯刀。像福建用的坯刀和修光刀都是直接用铁条或钢条打制而成，因其铁柄的上方呈四方形，不用装木柄也好打坯。下面就将木雕刀的种类与用途及 其制作方法逐一介绍。
圆刀：刃口呈圆弧形，多用于圆形和圆凹痕处，在雕刻传统花卉上也有很大用处，如花叶、花瓣及花枝干 的圆面都需用圆刀适形处理。圆刀横向运刀比较省力，对大 的起伏、小的变化都能适应。而且圆刀的线条不肯定，使用起来灵活且便于探索。根据不同的用途，圆刀的型号应有所区别，大小范围基本在5厘米-0.5厘米之 间。做圆雕人物的刀口两角要磨去，呈圆弧形，否则雕衣纹或其它凹痕时，不但推不动，还会破损凹痕道的两旁。倘若做浮雕时，则应保留刀口两角，并利用其角尖 的功能雕刻地子角落处，因此要配备二种。圆刀还有正反之别，斜面在槽内、刀背呈挺直的为正口圆刀，它吃木比较深，最适合做圆雕，尤其是在出坯和掘坯阶段。 斜面在刀背上，槽内呈挺直的为反口圆刀，吃木比较深活，能平缓的走刀或剔地，在浮雕中用途更大。圆刀的形状还可根据需要做成铁杆弯曲形，以便伸进较深的部 位挖雕镂洞。
平刀：刃口呈平直，主要用于劈削铲平木料表面的凹凸，使其平滑无痕。型号大的也能用来凿大型，有块面感，运用得法，如绘画的笔触效果，显得刚劲有力，生动 自然。平刀的锐角能刻线，二刀相交时能剔除刀脚或印刻图案。瑞典和苏联的木雕人物就多用平刀，有强烈的木趣刀味。
斜刀：刀口呈45度左右的斜角，主要用于作品的关节角落和镂空狭缝处作剔角修光。如果刻人物眼角处，斜刀更好用。料刀又分正手斜与反手斜，以适合各个方 向。在上海的黄杨木雕中刻毛发丝缕通常使用斜刀，用扼、拧的方法运刀，刻出的毛发效果比用三角刀刻得更为生动自然。
玉婉刀：俗称“和尚头”、“蝴蝶凿”，刃口呈圆弧形，是一种介乎圆刀与平刀之间的修光用刀，分圆弧和斜弧二种。在平刀与圆刀无法施展时它们可以代替完成。特点是比较缓和，既不像平刀那么板直，又不像圆刀那么深凹，适合在凹面起伏上使用。
中钢刀：刃口平直两面都有斜度。也称“印刀”。传统雕刻认为：中钢刀锋口正中，用它打坯可保持锋正直往，使周围保留部分不受震动。中钢刀还用于印刻人物服饰及道具上的图案花纹。
三 角刀：刃口呈三角形，因其锋面在左右二侧，锋利集点就在中角上。制作三角刀要选用适用的工具钢(一般用4-6毫米的圆钢)，铣出55度-60度的三角 槽，将两腰磨平，其口端磨成刃口。角度大，刻出的线条就粗，反之就细。三角刀主要用于刻毛发刻装饰线纹，也是版画与水印木刻艺术制版时常用的一种工具，操 作时三角刀尖在木板上推进，木屑从三角槽内吐出，三角刀尖推过的部位便刻画出线条来。
在选择使用以上刀具时，要注意掌握 刀头厚薄在用途上的区别。所谓刀头，就是实际使用的那段刀面。刀头越薄越锋利，但牢度也越差。根据这种情况，开毛坯的刀 头可适当厚些，以经受锤子的敲击和用力掘挠；修光用的刀则薄些，所谓薄刀密片，方可将木料刻得光洁不隙。总之，工具选择配置，一定要严格依照工艺性质，不 能随意替代，而且无论在数量和质量上都应有所保证，在传统的工艺雕刻中，木雕工具往往多达百余件，工艺一般的至少也要30件，当然，经常使用的只是一小部 分，有的只是偶尔使用一下。
木雕的辅助工具：主要是指敲锤、木锉、斧子、锯子。斧子的用途是配合出坯大量砍削木料，注意 砍削时不宜用力过大，不可直上直下砍，斧刃应与垂直的木纹保持 在45度左右，否则，木料会开裂。木锉的用途主要是在圆雕的细坯阶段，可代替平刀将刀痕凿迹锉磨平整以便修光；又可代替圆刀或斜刀作镂空处理。木锉的作用 还在于能大面积迅速地调整造型结构，并能与雕刻刀结合使用，将人物衣纹的辗转翻折处理得生动流畅，虚实有致。木雕敲锤的形状以扁、平、宽、方为好。锤面尺 度可掌握在7×5.5×2.5厘米左右。太窄或太厚，都会影响锤子着落点的准确与力的均匀。敲锤分木制与铁制二种，木制敲锤一般采用木质比重大的硬木，如 红木、黄杨、檀木、榉木及果树木料等，其规格可掌握在长27厘米，宽55厘米，厚45厘米左右；握柄部位呈圆形略扁一些，大小以握在手中适宜为准。
木雕的辅助工具还包括小型电动木工抛光机和电动手枪钻。抛光机的用途仅在于作品完成后的表面处理，可以代替手工作大面积的磨光，比较省时省力，但只限于大中型的体积较为平展的作品使用，手枪钻主要用手镂空打洞，做大型雕刻时，可用它打点切轮廓。
木 雕的操作设备：主要是指带交叉拉条的特别稳定坚固的工作台和木钳台，上面可安置台钳和G字夹。台钳用于凿圆雕，钳口必须配备软木以防止雕刻木料及工具被 夹损。G字夹用于凿浮雕粗坯用。初学者可以根据自己的条件设置一些经济简便的工作台，如坯坯凳等。大件作品可放在地上或站着或蹲着灵活操作。

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
模 具是由若干个零件按一定规则排列的组合体。模具制造的第一步便是模具零件坯料（俗称模块）的准备。由于模具零件形式、规 格、尺寸和性能的多样性，以及市场上材料的供应状态以圆钢居多，因此，由圆钢形式的原材料截取适当长度，通过改锻获得模块坯料的制坯方式应用极其广泛。 但必须解决圆钢直径的选择及其下料长度的确定两个问题。
1、模具零件锻造的目的
模具零件坯料准备时锻造的目的有两个：
（1）获得一定的几何形状。
（2）改善材料的组织性能和加工性能。
模 具中一般的结构件（如固定板、卸料板等）以第一目的为主，而主要的工作零件（如凸模、凹模等）则两项目的兼有。 通过锻造获得模块坯料几何形状的方法，其灵活性极强。基本可满足模块坯料规格和尺寸多样性的要求，具有节省材料、缩短工时等优点。对于模具中的主要零件， 由于其热处理、质量和使用寿命等方面的要求，往往还需要通过锻造来改善原材料的性能。如通过锻造使材料的组织致密、均匀，使其各向异性不明显等。这时的锻 造不仅是改变几何形状，更重要的是要注意锻造的方法。如采用纵向镦拔、横向镦拔、三向镦拔和对角线锻造等。
2 锻坯下料尺寸的确定原则
锻坯的原材料一般为圆钢，合理选择圆钢直径和确定下科长度是锻造毛坯过程中的重要环节。其确定原则可归纳如下：
（1）体积相等，即锻件毛坯的体积加上锻造过程中金属烧损率应等于原材料（圆钢）的下料体积。
（2）金属烧损率δ即锻造力。热时产生的氧化皮、脱碳层等的损耗率。一般取δ=0.05～0.10。火次增多，锻造不平度大，材料脱碳倾向大时取大值
(3）原材料长径比不能太大，一般取L/D=l.5～2.5，最大不超过3。L/D太大，锻件锻造过程中可能发生弯曲、夹层等缺陷。
（4）计算后的原材料直径必须按国家标准的规格进行圆整，且最好是工厂库房里现存的或市场上供应的规格。
3 锻坯下料尺寸的计算方法
根据以上原则可得出以下计算公式和方法：
首先，按原则（l）可得
V坯= V锻（l＋δ）％（l）
式中，V锻是锻造后的模块体积，也就是模具零件的外形尺寸加上加工余量后的体积。V坯是原材料的下料体积。
按原则（3）有L/D=l.5～2.5，即L=(l.5～2.5)D。这里D为一个估计值，设其为D估，其计算按下式进行。

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
またまた、？？の事があるのですがf^_^;
切削速度についてです。NC旋盤で、切削速度と送り量等についての、資料を渡されたのですが、いまいち理解できません。
切削速度は、回転数？の事でしょうか？主軸回転数の意味もわかりませんでした。送り量は1回転でﾊﾞｲﾄが進む距離ですよね？
切削速度とはどういった意味でしょうか？一分間に回転する長さ？でしょうか？
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑを見た時に、
S1500 S1200 S1000とか加工する内容で入力されていました。
これが主軸回転数なのでしょうか？
材質やその他の条件で割り出す計算式もありましたが、どう当てはめたのかもわかりませんでした。
樹脂素材加工が多いのですが、ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑを見て
M3 （S1200）
G1 W-30. （F0.1）
と（）内の数字入力されたヶ所、類似数字が多々あります。
何故それがわかるのかが、わからない状態です。
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ入力する際に、計算式で割り出すには、（切削速度、切り込み量、送り量、時間、の意味がわからないので、）どういった計算をするのでしょうか？

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
※勃氏硬度試驗 (HB)
勃 氏硬度試驗主要是利用直徑10mm的鋼球加上不同的荷重，進行硬度性能之測試。對於鋼鐵材料通常使用3000Kgf的荷重，簡記成HB (10/3000)；對於銅、鋁等合金材料通常使用1000Kgf的荷重，簡記成HB(10/1000)；對於輕合金及軟金屬則使用500Kgf的荷重， 簡記成HB(10/500)。勃氏硬度試驗會在試片表面造成一個極為明顯的壓痕，因此亦常被視為破壞性試驗；然而，它的硬度值試驗結果較不受鋼材表面銹片 的影響，因此硬度值頗具代表性。
※洛氏硬度試驗
洛氏硬度試驗應用範圍極廣，從極薄的薄片（HRA）至相當大的工件、從較 軟的鋁銅合金材料（HRB）至淬火回火鋼材（HRC）均可使用。常用的HRB刻度 係使用直徑1/16吋鋼球壓痕器加上100Kg的荷重（10kg的小荷重加上90kg的大荷重）；HRC刻度係使用頂角120°尖端半徑0.2mm的金鋼 石圓錐加上150Kg的荷重（10kg的小荷重加上140kg的大荷重）；至於HRA刻度則使用與HRC相同之壓痕器，但荷重為60Kg的荷重（10kg 的小荷重加上50kg的大荷重）。
※維氏硬度試驗 (HV)
維氏硬度試驗使用對角136°金鋼石方錐當作壓痕器，可藉由 壓痕器所造成的壓痕對角線來量測材料硬度值。維氏硬度試驗使用的荷重，依試片軟硬、厚薄之不同 從1kg至120kg間選用適當之荷重，但最常用者有10kg、30kg及50kg三種。此種硬度試驗尤其適用在厚度很薄、表面硬化或電鍍等材料。
※蕭氏硬度試驗 (HS)
蕭 氏硬度試驗不同於前三種硬度試驗方法，係使用下端嵌有金鋼石之圓形小鎚由一定高度落下，衝擊水平式片之表面，以其落下後反彈之高度來決定材料之硬度值。 此種試驗法之優點為幾乎不在試片表面留下痕跡、輕巧方便、易於攜帶使用，可應用在大型鑄件等工件；缺點則為鎚端易變形，需隨時注重校正之工作。

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
众所周知,在自动车床这个领域里,不锈钢切削要属比较难的,我今天就谈谈不锈钢的切削. 一、刀具材料的选择 正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。根据不锈钢的切削特点，刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度和高耐磨性且与不锈钢的粘附性要小。 常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。对于 较简单的车刀类刀具，刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。常用的硬质合金材料有：钨钴类（YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X），钨钴钛类（YT30、YT15、YT14、YT5），通用类（YW1、YW2）。YG类硬质合金的韧性和导热性较好，不易与切屑粘结，因此适用于不锈钢粗车加工；而YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好，适合于不锈钢的精车加工。加工1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢时，不宜选用YT类硬质合金，由于不锈钢中的Ti和YT类硬质合金中的Ti产生亲合作用，切屑容易把合金中的Ti带走，促使刀具磨损加剧。

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
有机玻璃材料是塑料大家族的一员，学名聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），是一种硬度大，韧度好，既可粘合，又能网印的热塑性塑料。它不仅在广告制作业中身价百倍，而且还是工业、军事等领域不可替代的零部件制造材料。其颜色特点以及主要用途见表一。 一、网印有机玻璃标牌应注重的几个环节 1. 印刷油墨应选用高光泽、耐摩擦有机玻璃油墨，特别是表面印刷时不可使用哑光墨，因为此油墨不耐摩擦，色泽也不艳丽。用于户外的灯箱与标牌，还应使用进口耐晒性好的油墨，以抵抗强光的照射，延长其使用寿命。 2．晒版软片不能用激光打印稿或硫酸纸稿代替，一定要专业厂家输出的正阳或反阳软片，每次输出时，要多输出一张空白带有定位十字线的软片。晒版时，先把空白十字线软片用透明胶带固定在玻璃板上，其它颜色的软片都应以此为依据，这样，晒出的网版位置才能保持一致。 3．精细网版制作，必须选用高解像力的进口感光胶和高张力低拉伸率的进口丝网。如日本村上公司生产的SBQ单液感光胶、NBC丝网等名牌产品，虽然价格较 国产贵一些，但制作出来的网版清晰、图文边缘整齐，同时，也保证了多色套印或四色加网印刷时位置的准确性。如文字过小，线条很细，可采用350目丝网，同 时，还应配备研磨细滑的进口油墨或光固化油墨。 4．网印配色，一般是凭借印刷工的经验来进行，由于每一批活用的丝网目数不同，感光胶膜厚薄也不一样，往往造成印品的偏色，"桶中油墨色不准，上版刮后见 真颜"正说明了这个道理。所以，每一批活必须用晒制好的网版进行试印打出样品，客户确认与原稿颜色一致后，才能进入正式印刷。 5． 大幅面画必须用网版印刷机印刷，小幅面可用吸气印台印刷。印刷过程中，应保持六个一致：a. 多色网版网距应保持一致；b．刮印速度保持一致；c．刮印压力保持一致；d．油墨粘稠度保持一致；e．手工刮印时大小刮刀的硬度保持一致；f．印刷车间的 温湿度保持一致。

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

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

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

Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
缸 盖是内燃机的重要部件，它的加工精度直接影响到发 动机的工作性能。发动机工作时，由于可燃气体是在缸盖燃烧室压缩后进行点燃，致使气门阀座承受很高的热负荷和机械负荷。这既要求阀座有很高的耐磨性，还要 有很好的密封性。如果阀杆工作时中心发生偏移除了会导致有害的热传导和阀杆及导管孔的很快磨损外，还会造成耗油量的增加。因此，对气门阀座和导管孔的加工 精度提出了很高的要求，特别是对气门阀座工作锥面与导管孔的相互间的同轴度规定了很严的公差。
对 于汽油发动机，同轴度允差规定为0.015- 0.025mm，而对于柴油机则仅为0.01-0.015mm（在燃烧室中，柴油可燃气体的压缩比要比汽油大2-2.5倍）。在大批量生产中，要稳定的保 持这样的公差，除需要优化加工工艺外，定位基准的选择，专用刀具和精镗头的合理结构及其精度均具有重要的意义。
气 门阀座和导管孔的加工是缸盖加工的关键技术。长期以来，国内外许多组合机床和刀具制造厂，如大连组合机床研究所、Ex-Cell-O、Alfing、 Grob、Hüler Hille、Ernst Krause & Co等机床厂和Komet、Plansee、Beck、Mapal等刀具厂都十分重视这类技术设备及专用刀具的开发。近几年来，特别是在专用刀具开发方面 取得了长足进步，这对提高加工精度、刀具耐用度和加工效率起着积极作用。

气门阀座和导管孔的底孔加工

图1：装有硬质合金樘杆的专用刀具

图2：精樘气门阀座和导管孔（左），精加工气门阀座工作锥面和导管孔（右）

气门阀座和导管孔的底孔精度是直接影响气门阀座和导管孔终加工精度的重要因素。因为底孔的同轴度误差（一般应低于0.02-0.05mm）会造成气门阀座和导管孔精加工余量的分配不均，从而影响到终加工精度。
为 保证阀座和导管孔底孔的同轴度公差，许多厂家采用 专用复合刀具，并分钻扩、半精镗、和精镗三道工序进行加工。在精镗时，为增强细长镗杆的刚性，大多数采用硬质合金镗杆（图1），但也有采用背导向支承的方 式（图2）。由于硬质合金的弹性模数（E＝500000N/mm?-630000N/mm?）比钢（E＝200000N/mm?）约大3倍，因此，选用硬 质合金制作的镗杆可获得较好的刚性（R＝3EI/L?）。采用背导向支承方式，同样也可增强镗杆的刚性，但为确保支承效果，背导向的支承导套与镗杆中心应 保持足够高的同轴度，在结构上也比较复杂。

缸盖的定位

精 加工气门阀座工作锥面和导管孔时，多数是以与缸体 的接合面和该平面上的两个定位销孔进行定位。这种曾被普遍应用的一面二销的定位方式，由于夹具定位销与阀座、导管孔之间的位置误差以及相邻阀座（和相邻导 管孔）之间的位置误差均会造成加工余量的偏移，在最终精加工时，导致刚性差的铰刀也随之产生加工偏移，所以采用这种定位方式并非总能达到规定的精度。
因此，为确保加工精度，必须要减少定位误差以提高加工余量的均匀性，否则阀座和导管孔应分两次加工才是比较合理的。
缸 盖采用平面和导管孔外圆进行定位，可以显著减少上 述的定位误差（图2右）。采用这种定位方式，夹具的定位导套与机床主轴应保持很严的同轴度，以确保加工余量的均布。这样，阀座和导管孔只需进行一次性加工 就能达到规定的公差。但是，缺点是在一个工位上只能加工一个阀座及导管孔。与采用一面两销定位方式相比，生产率要低一些，也就是，在保持同样生产率的情况 下，需要增加一定数量的加工工位，从而增加了生产线的长度。

加工气门阀座和导管孔的专用刀具

图3：气门阀工作锥面的加工

图4：加工气门阀座和导管孔专用的刀具

采 用一把专用刀具同时加工气门阀座和导管孔有利于提 高同轴度。加工阀座的工作锥面，一般是采用锪削和车削两种成型工艺。锪削的刀刃倾斜角要与气门阀座工作锥面的半锥角相等。加工时，由于阀座是淬硬材料 （HRC50-58），刀刃的磨损较快，而这种刀刃磨损的轮廓会复制在密封锥面上，从而影响到阀座工作时的密封性。但其优点是刀具的结构和刀具切削运动的 控制较为简单，加工效率也较高。
采 用车削工艺加工阀座工作锥面可避免锪削时出现的缺 陷。加工阀座时，一般需要加工阀座的端面，75°锥面和45°的工作锥面。前两个面的加工是为了获得一个宽度恒定的工作锥面。图4是加工阀座和导管孔的专 用刀具，在专用刀具上倾斜布置的滑板刀架用于车削阀座的工作锥面，附加固定安装的三把刀具则用来加工阀座的端面、45°和75°锥面。由装在专用刀具端面 处的导向套对加工导管孔的铰刀进行导向。为保证导向套与机床主轴的同轴度，在导向套装入刀体后可以再对导向套进行磨削，以消除构件的制造误差和装配误差。 专用刀具刀体的导轨是精确按阀座工作锥面的角度制造的，所以可保证工作锥面的加工精度和重复精度。
加 工开始前，分别推动滑板和铰刀运动的两个推杆位于 起始位置，以便使车刀和铰刀都处在加工的初始位置（铰刀仅伸出导向套几毫米）。加工开始时，固定安装的刀具首先锪阀座和端面（刀刃Ⅱ）和倒棱（刀刃Ⅲ和 Ⅳ）（图3）。接着这些刀具后退约0.2mm，使刀刃Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ脱离加工面，并使装在倾斜滑板上的车刀处于待加工位置，此时通过推动外层推杆使滑板实现进 给，对阀座工作锥面进行精车。加工完后在滑板移到终点位置时，按铰削速度调整专用刀具的转速，内推杆推动铰刀实现导管孔的铰削加工。当铰削结束后，内推杆 退回并使刀具退到起始位置。
如果采用CBN刀具车削阀座工作锥面时，由于要采用很高的转速（2000r/min-3600r/min），加工时产生的离心力会影响到加工精度，因此，对于这种专用刀具应采用平衡滑板。
随 着高速加工中心进入汽车生产领域，越来越多的缸盖 已转向采用加工中心来进行加工。由于加工中心难于在主轴后端设置推动铰刀实现进给的油缸，故只能寻求别的办法。Mapal和Beck公司已开发出利用离心 力控制的适合于加工中心使用的专用刀具（图5）。这种刀具在加工阀座和导管孔时，刀具先是以1000r/min的转速锪削阀座锥面，加工完毕后，刀具后退 约0.2mm，接着刀具转速提高到5000r/min，此时活塞依*所产生的离心力而径向外移，挤压油腔中的油，并借助于阀门的控制以恒定的进给速度推动 铰刀对导管孔进行加工。当导管孔加工完毕后，专用刀具的转速再降至1000r/min，铰刀自动退回到起始位置。

铰刀

图5：利用离心力推动铰削进给的专用刀具

图6：气门阀座和导管孔的综合精度测量

用于终加工导管孔的刀具既有采用单刃铰刀，也有采用多刃铰刀的。由于单刃铰刀在铰削过程中是依*布置在刀体上的两根导向条来导向和支承切削力，因此，它对加工余量的不均匀敏感程度较低，这有利于提高气门阀座工作锥面与导管孔加工的同轴度。
而采用多刃铰刀，由于可采用较高的进给速度，导管孔的加工时间一般可比单刃约缩短75％，但这种铰刀对不均匀的加工余量比较敏感，会影响到阀座工作锥面与导管孔加工的同轴度。目前，从组合机床自动线上的加工技术水平出发，采用单刃铰刀有利于确保加工精度。

主轴部件

根据经验，气门阀座和导管孔的加工精度在较大程度上与主轴部件的刚性和精度有关。所以，主轴部件的径向跳动应低于2mm，端面跳动不大于1.5mm。这些偏差的大小直接决定阀座工作锥面的加工圆度，也就影响到阀座工作时的密封性。
主轴部件多数采用三联（或双联）角接触球轴承为前轴承，采用双联角接触球轴承为后轴承，轴承的精度等级一般采用P4。

气门阀座和导管孔加工精度的自动检测

在 自动线上为对缸盖的加工质量进行监控，通常在精加 工工位后面设置测量工位。图6所示是缸盖气门阀座和导管孔综合精度的自动测量装置。该装置采用四个气动测量头同时对四个阀座和导管孔进行测量。在测量阀座 工作锥面的测量头上设有隙缝宽度约为50mm的环形喷嘴，测量导管孔的心棒同样设有测量喷嘴。当该心棒低速引入导管孔时，对阀座工作锥面自动定心和找正， 这是通过专门设计的滚动轴承来实现的。并借助于弹簧给测量阀座工作锥面圆度的测量头施加一定的贴合力，使测量头*在工作锥面上。当接通压缩空气进行测量 时，就可以通过从环形喷嘴中排出的气体量来测定：

• 
  
• 阀座工作锥面的圆度
  
• 导管孔的圆度
  
• 阀座工作锥面对导管孔的跳动误差

结束语

从对气门阀座和导管孔多种加工技术的分析中，可以提出提高其加工精度的下列途径：

1. 
   
2. 为提高阀座工作锥面与导管孔的加工同轴度，应确保导管孔加工余量的均布，这可以通过采用缸盖接合面和导管外圆进行定位的方法来达到。
   
3. 阀座工作锥面采用车削工艺可避免锪削工艺出现的一些缺陷。
   
4. 终加工导管孔采用单刃铰刀有利于克服加工余量偏移引起的加工误差。
   
5. 采用高速车削阀座工作锥面时，应用装有平衡滑板的专用刀具。
   
6. 主轴部件的轴向和径向跳动应分别低于0.0015mm和0.002mm。

随着刀具材料和专用刀具的不断发展和推广应用，特别是适合于加工中心用的专用刀具的不断开发和完善，将进一步提高气门阀座和导管孔的加工精度、加工效率和加工柔性。

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

在许多猜想、预测、希望中，时代终于跨入了21世纪。21世纪的社会、产业结构将向着循环经济型、节省能源型、高度信息型迅速变化发展。这就将会对机械加工提出更高的要求。也就意味着加工机器、加工工具也将迅速走向高精度化、高效率化，实现高度信息化、智能化，从而适应社会的保护环境、节省能源的要求。