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随着绿色制造技术在切削加工中的应用，在高速铣削加工中采用压缩空气冷却取代切削液冷却已成为一种不错的选择。但是，对于具体的高速铣削加工任务，选用何种冷却方式更为恰当，则应根据不同的加工目的和被加工材料仔细加以权衡，以获得最佳的加工效果。以下是选择冷却方式时需要考虑的四个主要工艺因素。
1 工件材料的硬度
如果工件材料的硬度≥42HRC，选择压缩空气冷却通常可获得更佳的效果。高速铣削高硬度材料的加工特点为：①切削温度很高；②切屑在冷作硬化作用下会变得比母体材料更硬。切削此类材料时，如果采用切削液冷却，可能会使刀具承受间歇性升温－冷却造成的热冲击，温度的剧烈变化容易引起硬质合金切削刃碎裂。反之，如果采用压缩空气冷却，不仅可使刀具温度保持恒定，而且可将切屑吹离切削区，避免因高硬度切屑的二次切削（re-cutting）作用对刀具造成损坏。
2 工件材料的种类
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磷 化作为金属表面的最终处理和预处理已经应用发展了多年了，为了工作方便及学习，平时收集整理了一部分这方面的资料，大体上分为“基本原理”，“磷化分 类”，“磷化前的预处理”，“磷化工艺”，“磷化工艺与配方”五个部分，现将它发布在此，希望对大家的工作与学习有所帮助。
磷化的基本原理之一——基本原理
磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理：
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深冷处理工艺作为提高工模具寿命的一种有效手段，已在国内外得到广泛应用。试验表明，YW1硬质合金车刀片经深冷处理后，其耐磨损性能显著提高。本文对深冷处理提高刀片耐磨损性能的内在机理进行了试验分析和理论探讨。
1 YW1刀片耐磨损性能试验
采用某厂同一批次生产的YW1硬质合金三角形可转位车刀片进行切削试验。其中部分刀片在深冷处理设备中以70 ℃/h的速度降温至-184℃ ，保温18小时后，再以70 ℃/h的速度升至室温；另一部分刀片则未经深冷处理。在相同的切削条件下(切削速度vc=110m/min，切削深度ap=0.5mm，进给量f= 0.1mm/r)，分别用经过深冷处理和未经深冷处理的两种刀片在C6132车床上切削45钢，并通过测量后刀面平均磨损值VB，比较两种刀片的耐磨损性 能。根据试验结果绘出的两种刀片的磨损曲线如图1 所示。
图1 经过深冷处理和未经深冷处理的YW1刀片磨损曲线
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在 大型电站、矿山、重型和通用机械行业中，不少如机座、缸体、压力腔等零件需要进行大直径孔(螺孔)加工，有的孔大且深，精度也很高，这样就使加工周期大为 延长。用传统的高速钢钻、扩孔刀具加工一个大直径孔，往往需要4～6小时，甚至更长时间，这种落后的加工方式和刀具很容易成为生产的瓶颈。
为适应快速发展的生产形势，研发、应用高效大直径刀具已显得极为迫切，为此国内外刀具厂商和相关研究机构加快了大直径孔加工刀具的创新、研发步伐，几年来已取得可喜的成果。
目 前加工大直径孔(螺孔)的机床主要有两类：一类是大型数控镗、铣床，在这类机床上加工大直径孔，由于机床功率大、刚性好、精度高，一般可采用适于高速切削 的高效硬质合金刀具(特别是硬质合金可转位孔加工刀具)；另一类是普通大型摇臂钻床，该类机床虽然在功率、刚度、加工精度等方面都无法与大型数控镗、铣床 相比，但其最大优点是加工成本低廉。目前国内大部分重型机械制造厂仍将该类机床作为生产的主力，因而研制适应于大型摇臂钻床上使用的高效大直径孔加工(螺 孔)刀具同样具有重要意义。
1 数控镗、铣床上应用的大直径孔加工刀具
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油缸必须严格按按术要求安装牢固可靠，不得有任何松动。安装往复式油缸时，应做到以下几点：
1、安装前，必须仔细检查轴端、孔琐等处的加工质量，倒角并清除毛刺，然后用煤油或汽油清洗并吹干。
2、安装面与活塞的滑动面，应保持一定的平行度和垂直度。
3、油缸中心线应与负载力的作用线同心，以避免引起例向力。否则密封体或活塞易磨损。
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制造业的发展离不开切削刀具，现代切削刀具已经成为提升制造业技术水平的关键因素之一，切削加工的要求日趋提高，高速、高精度、高效、智能和环保成为切削加工的追求目标；被加工材料的能级不断提高；高强和超高强度材料、高韧性、难切削等材料层出不穷；新形势下对切削加工提出的特殊要求，如加工硬度50HRC以上的硬加工、微润滑和无润滑的干切削不断涌现。总之,切削加工中的个性化特点日见显现。
面对这些变化，若要求在刀具的设计和制造工艺或刀具材料的整体性能上来适应这些要求，技术上的难度是很大的，尤其对刀具材料而言，不仅在资源利用上极不经济，而且要求材料满足日趋复杂的综合切削性能，通常是难以做到的。
而纵观刀具切削失效的大量实例可见，绝大部分的失效往往与材料表面的物理、化学、力学等状态构成的表面性能分不开，亦即现代切削加工对刀具材料表面性能的要求愈来愈高，这就有力地推动了气相沉积技术等表面工程技术的研究。实验结果表明，可通过材料表面改性技术的方法来赋予切削刀具表面的综合切削性能，作为刀具材料表面改性技术之一的化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)工艺技术，已在现代切削刀具的应用方面取得了十分理想的效果。
目前，在作为切削刀具主流的硬质合金刀具中，涂层硬质合金刀具已占到80%以上，其中PVD技术，由于其工艺温度低，不会影响刀具基材的性能，且工艺方案变化多样，使得其应用日趋广泛。涂层技术已经成为构成现代切削刀具的三大核心技术之一。
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钛合金材料由于其密度小，比强度高，耐高温，抗氧化性能好等特点，应用广泛。但钛合金机械加工性能差，影响了该材料的广泛使用。
钛合金即在工业纯钛中加入合金元素，以提高钛的强度。钛合金可分三种：a钛合金，b钛合金和a＋b钛合金。a+b钛合金是由a和b双相组成，这类合金组织稳定，高温变形性能、韧性、塑性较好，能进行淬火、时效处理，使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在：
1) 比强度高。钛合金密度小(4.4kg/dm3)重量轻，但其比强度却大于超高强度钢。
2) 热强性高。钛合金的热稳定性好，在300～500℃条件下，其强度约比铝合金高10倍。
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数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是DNC系统微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。
目前，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。
因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。
一、数控加工常用刀具的种类及特点
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机械加工过程中经常会遇到一些难以用标准刀具进行加工的情况，因此，非标刀具的制作对机械切削加工十分重要。因为金属切削使用非标刀具多见于铣加工，故对铣加工中非标刀具的制作稍作介绍。
由于标准刀具的制作针对的是面广量大的普通金属件或非金属件的切削，当遇到工件进行过热处理而硬度增大，或工件为不锈钢等非常容易粘刀，也有一些工件的表面几何形状十分复杂，或被加工表面有较高的粗糙度要求等情况时，标准刀具就无法满足加工的需要。所以在加工过程中，需对刀具的材质、刀口的几何形状，几何角度等，进行针对性的设计，可分为不需要专门订制和需要专门订制两大类。不需要专门订制的刀具主要是解决两个问题，如尺寸问题和表面粗糙度问题。
如果是尺寸问题，可以选择一把尺寸与所需的尺寸相近的标准刀具，通过改磨就可以解决，但也需注意两点：
1. 尺寸相差不能太大，一般不要超过2mm，因为尺寸相差太大的话，会引起刀具的槽形发生变化，直接影响容屑空间和几何角度。
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模具寿命与模具本身质量有直接关系，这是大家共识的。而模具的寿命也与其它方面有关，这不是每个人都知道的。我公司生产的全液压四缸直锁二板式注塑机投放市场已经多年，有次我在访问用户时，开平某塑料厂有位老板对我说：在贵厂机器上使用的模具，寿命平均延长1/2以上，这是什么原因呢？当时我也不太在意，后来遇到这样的例子很多，这种特殊现象才引起了我的注意。后来经过探索研究，发现模具寿命除了与模具本身的质量有关外，还与所选用注塑机的锁模结构及工艺有关，下面分别加以叙述。
模具质量主要与设计、选材、加工、装配等有关，从设计角度上，主要考虑：1）模架的大小，模腔的壁厚；寿命与制造成本的关系，选用注塑机的大小对投资成本及生产成本的影响。2）内嵌件的强度及放置的可靠性。3）尽量避免个别零件或模腔中某个位置成为薄弱的环节。4）导柱在移模过程中起了很重要的作用，故应考虑其强度及耐磨性。其它选材、加工、装配，主要考虑成本与质量的矛盾关系，在此不多叙述。下面主要从各充模过程中，谈谈合模机构与模具寿命的关系。
一、 快速合模过程
在快速合模过程中，动模板的运动平稳性影响到模具导柱与导套的相对运动。如果动模板的导向长度太短，而模具太重，或者太高，就会因模板的倾斜而导致导柱与导套偏磨。最近国际上一些大型机采用拉杆（哥林柱）脱开定模板或脱开动模板的结构，动模板的导向完全依靠机座的导轨，导轨磨损后造成导向精度下降，又重又高的模具使动模板倾斜，加速模具导柱的磨损，这种设计不太合理。对于肘杆式（机铰式）来说，由于其导向套太短，如果两边肘杆长短不一，会使模板左右摆动，也同样加速导柱的磨损，对于我公司生产的四缸直锁二板式注塑机来说（如下图）， 4个油缸各有A、B、C三点定位，无疑大大增加导向长度，使动模板在运动中平稳，特别是加工一些深腔产品，优点更加突出。
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在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的主体机构有以下特点：1)由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3)为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4)为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求：
一、较高的机床静、动刚度
数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。
为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。
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中 国作为世界上最大的机床消费国，制造业已经发展成为一个支柱产业。由于汽车工业的发展，对机床的速度和效率都提出了新的更高的要求。据了解，目前中国机床 的数控化率发展很快。日本机床的数控化率从开始的40%提高到目前90%的水平，大约花了15年的时间，从中国现在发展的速度来看，如要达到目前日本的水 平，估计不需要花费这么多的时间，提高数控机床功能零部件的性能和质量已经成为中国机床工业发展的当务之急。
为实现其高性能，中国生产的机床在驱动上使用高精度滚珠丝杠的比率有了很大的提高。目前机床采用的滚珠丝杠，有价格较低的国产的，也有精度较高的日本和欧洲等进口产品。使用进口产品往往是在那些对加工速度、精度、寿命及稳定性方面有较高要求的机床。
随着机床速度的提高，导轨的使用也由滑动向滚动转化。在中国，由于机床速度较低及制造成本上的原因，滑动导轨的使用还占大多数，但使用滚珠导轨和滚柱导轨 的机床数量在急速上升。由于滚动导轨具有高速、长寿命、可加预压、安装方便等方面的优点，随着对机床性能及数控化要求的提高，滚动导轨使用比率的提高是必 然的趋势。
图1（1996年到2002年JIMT展会加工中心的移动速度 左竖轴 展出的台数，横轴机床移动速度)
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