数控刀片-数控刀片定做-数控刀片标准

加工high performance machining，hpm是在---零件精度和的前提下，通过对加工进程的优化和进步单位时间资料切除量来进步加工效率和设备使用率、下降生产成本的一种高功用加工技能。在某些程度上，可以以为加工涵盖了高速加工。

在加工体系中，刀具是完结切削加工的东西，直触摸摸工件并从工件上切去一部分资料，使工件得到契合技能要求的形状、尺度精度和外表。在整个加工进程中，刀具直接与工件触摸，会呈现---的刀具磨损现象，因而刀具也是加工进程中的一大消耗品。刀具技能的内在包含刀具资料技能、刀具结构规划和成形技能、刀具外表涂层技能等，也包含了上述单项技能归纳交叉构成的高速刀具技能、刀具---性技能、绿色刀具技能、智能刀具技能等。刀具作为机械制作工艺配备中重要的一类根底部件，其技能开展又构成智能制作、精细与微纳制作、仿生制作等根底机械制作技能，以及液密气密、齿轮、轴承、模具等根底部件技能的支撑技能。

刀具在切削进程中承受深重的负荷，包含高的机械应力、热应力、冲击和振荡等，如此---的工作条件对刀具功用提出了高要求。在现代切削加工中，率的寻求以及大量难加工资料的呈现，对刀具功用提出了进一步的应战。因而，挑选刀具资料、规划刀具结构、开展刀具涂层和高功用刀具技能成为进步切削加工水平的要害环节。

加工刀具

刀具资料

刀具资料对刀具寿数、加工效率和加工等有着重要影响。目前，刀具资料首要有高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬资料等。

高速钢hss是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的东西钢，其热处理工艺较为杂乱，有---通过淬火、回火等一系列进程。高速钢合金元素含量较多，总量可达10%~25%。

按所含合金元素不同可分为：钨系高速钢、钨钼系高速钢、高钼系高速钢、钒高速钢和钴高速钢。含钴高速钢一般是在通用高速钢的根底上参加5%~8% 钴，可---进步钢的硬度、耐热性和耐性。粉末冶金高速钢安排均匀，晶粒细微，消除了熔铸高速钢难以避免的偏析，因而比相同成分的熔铸高速钢具有更高的耐性和耐磨性，一起还具有热处理变形小、锻轧功用和磨削功用---等优点。高速钢资料首要用于制备各种成形拉刀整体式、组合式、高速滚刀、剃插齿刀、轮槽刀等，大量应用在轿车、航空发动机、发电设备等制作职业，加工高强度、高硬度铸铁钢合金。

陶瓷资料首要是离子键和共价键结合，其结合力是比较强的正负离子间的静电引力或共用电子对，所以熔点高、硬度高，具有优异的绝缘性和化学安稳性。

按化学成分，淘瓷刀具资料可分为氧化物基陶瓷、碳化物基陶瓷、碳氮化物基陶瓷和硼化物基陶瓷。因为具有高的硬度、强度与耐磨性，淘瓷刀具可用来加工淬火钢、高强度钢、不锈钢以及各种合金钢和碳钢，还可以加工各种高硬度的合金铸铁。可是淘瓷刀具具有一个共性，数控刀片标准，就是易崩刃，故而应用规模比较局限。

聚晶金刚石pcd、聚晶立方氮化硼pcbn、立方氮化硼cbn、单晶金刚石等超硬资料具有---的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点，已敏捷应用于高硬度、高强度、难加工有色金属合金及有色金属- 非金属复合资料零部件的高速、、干湿式机械切削加工职业中。

天然金刚石作为超精细加工刀具不行代替的资料，应用于各种精细仪器透镜、反射镜、计算机磁盘等工件的精细超精、纳米级车削加工。

pcd 刀具与天然金刚石刀具功用挨近，具有优异的耐磨性，可用来加工有色金属和非金属资料，还可用来精加工难加工资料，如硬质合金和归吕合金。

立方氮化硼cbn是硬度仅次于金刚石的超硬资料。它不但具有金刚石的许多尤秀特性，而且有更高的热安稳性和对铁族金属及其合金的化学惰性，可用于加工金刚石刀具不能加工的黑色金属及其合金资料。

刀具结构规划

刀具结构包含刀具自身及各功用部件外部形状、装夹办法、切削刃区几许角度和截形。

刀具许规划首要针对刀刃强度，刀具的容屑、断屑，刀具---性、安全性等基本刀具几许功用，也是刀具规划的首要---方向。

未来开展中，在结构上呈现了针对难加工资料的变螺旋角规划、变齿距规划以及可下降切削振荡的消振棱规划技能，而刃口钝化处理技能和负倒棱规划技能可---进步刀刃强度，且随着微纳制作研讨领域的---逐步构成产业化技能。

刀具物理规划方面目前以刀具资料功用的改进为主，并逐步开端朝着针对特定加工条件、工件资料进行定制化规划刀具物理功用的方向开展。

现代刀具技能的开展，应一起满足刀具功用和绿色、低耗的要求，刀具几许规划和物理规划都趋于精细化、---化、智能化、柔性化。在---刀具功用的前提下，有利于完成刀具收回再使用的规划与成形技能将受到重视。

刀具涂层

刀具外表涂层以增效和---为意图，是将耐高温、耐磨损的资料涂覆在刀具基体资料外表。涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，然后减少了刀具的月牙槽磨损。涂层刀具具有外表硬度高、耐磨性好、化学功用安稳、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性。

目前，常用的刀具涂层办法有化学气相堆积法cvd、物理气相堆积法pvd、等离子体化学气相堆积法pcvd、热喷涂法和离子束辅佐堆积法ibad，其间以pvd 和cvd 应用为广泛。

刀具的涂层技能目前现已成为进步刀具功用的要害技能。在涂层工艺方面，cvd 仍然是可转位刀片的首要涂层工艺，开发了中温cvd、厚膜al2o3 等新工艺，在基体资料改进的根底上，使cvd 涂层刀具的耐磨性和耐性都得到进步。cvd涂层技能的未来开展方向是高功用cvd 刀具涂层工艺技能及配备制作技能，包含制备厚膜α-al2o3 的要害工艺技能、微粒润滑的al2o3 膜的制备技能；防腐真空获得体系及气体输入体系的研讨开发；洁净反应源的研讨及废弃气物后处理技能。pvd 同样取得了重大进展，开发了适应高速切削、干切削、硬切削的耐热性---的涂层，如纳米、多层结构等，从早的tin 涂层到ticn、tialn、a l2o3、c r n、z r n、c r a l n、t i s i n、tialsin、alcrsin 等硬涂层及超硬涂层资料。pvd 涂层技能的未来开展方向是类金刚石涂层、cbn 涂层、大面积等离子涂层技能。等离子体化学气相堆积法pcvd是将高频微波导入含碳化物气体发生高频高能等离子，或许通过电极放电发生高能电子使气体电离成为等离子体，由气体中的活性碳原子或含碳基团在合金的外表堆积的一种涂层制备办法。等离子体对化学反应有促进作用，使等离子体化学气相堆积法可以把堆积温度降至600℃以下。在该温度下，刀具基体与涂层资料之间不会发生扩散、交换反应或相变，刀具基体可以坚持原有的强耐性。

刀具涂层技能向物理涂层附加大功率等离子体方向开展；功用薄膜向着多元、多层膜的方向开展；并研讨集硬度、化学安稳性、抗痒化性于一体且具有低内应力和高附着力的薄膜制备技能。图5a为多层涂层，其内层的ticn 与基体有较强的结合力和强度，中心的al2o3 作为一种有用的热屏障可答应有更高的切削速度，外层的ticn ---抗前刀面和后刀面磨损能力，外一薄层金黄色的tin 使得简单区分刀片的磨损状态；图5b中纳米涂层与传统涂层相比，具有超硬度、超模量和高红硬性效应，而且显微硬度可超过40gpa ；图5c纳米复合结构涂层nc-ti1-xalxn/α-si3n4在强等离子体作用下，纳米tialn 晶体被镶嵌在非晶态的si3n4 体内，当tialn晶体尺度小于10nm 时，位错增殖源难于启动，而非晶态相又可阻止晶---错的搬迁，即便在较高的应力下，位错也不能穿越非晶态晶界。这种结构薄膜的硬度可以到达50gpa 以上，并可坚持相当优异的耐性，且当温度到达900~1100℃时，其显微硬度仍可坚持在30gpa 以上。

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在批量加工如图1所示的高温合金球形轴承内球面时，原编制工艺道路为：粗加工***去应力***精车内球面***内球面开安装槽***探伤***查验***油封。

为验证工艺，实验选用如图2所示高速钢尖刀假定刀尖圆弧半径为零，前角为0o，刃倾角为0o，调整刀尖与车床主轴反转中心线等高，在新购精细数控车床上编程精车3件45钢制内球面φ19.15+0.0130   mm。

由于通用内径量具无法实施在线丈量内球面φ19.15+0.0130   mm，所以在车床上选用改制---测具见图3检测，直径合格，经三坐标丈量机复检，直径合格，球面概括度差错为0.005mm小于直径公役一半，合格。

但将零件材料改为高温合金gh605，刀具改为yw1硬质合金尖刀后，用与高速钢尖刀同样的切削条件试车3件，经三坐标查验全部不合格，原因是球面概括度差错为0.03～0.05mm，经仔细观察发现刀尖已磨损，且编程时没有选用刀尖圆弧半径补偿程序。为此，改用如图4所示sandevik菱形可转位机夹硬质合金刀具vcmw070204加工，刀尖圆弧半径为rε=0.4mm，前角为0o，刃倾角为0o，调整刀尖与车床主轴中心线等高，选用刀尖圆弧半径补偿程序编程，加工了3件，经三坐标丈量查验，3件全部不合格，原因是球面概括度差错为0.015～0.02mm。至此，证明原工艺是不现实的。为了、经济批量加工，改用了如下工艺道路：粗加工***去应力***精车内球面***内球面开装配槽***用外球面形状研磨具研磨内球面达图样要求***探伤***查验***油封。工艺改进后已成功加工出一批合格产品。

2.精车内球面概括度超差问题

早在数控车床没有普及的时代，用成型车刀精车之后再研磨的工艺办法成功地加工出如图5所示的球面上色量规其技术要求是：环规按塞规上色修合，上色面积100%。现在数控车床替代了一般车床，数字程序替代了原来成型车刀，却没有加工出图1所示的零件。现剖析如下：

1精细球面加工工艺基础。精细球面能够看作是精细半圆见图6绕经过该半圆圆心的剖分线反转一周构成的反转体。

在一般车床上用圆弧构成型样板刀加工时见图7，样板刀圆弧半径是所车球的半径，样板刀圆弧刃的圆心有---准确调整到车床主轴反转轴线上，且圆弧刃地点平面与车床主轴反转中心线等高共面，才干车出精细圆球面。为了完成以上条件，照顾到加工对刀便利，通常调整圆弧样板切削刃安装高度，使圆弧刃地点平面与车床主轴反转轴线等高共面，再经过车削丈量车出球面直径，---圆弧切削刃圆心坐落车床主轴反转中心线上。

当圆弧刃地点平面与车床主轴反转中心线共面但圆弧刃圆心与车床反转中心间隔不为零时，车出的球面就不圆，而是椭球见图8。

当圆弧刃平面平行于车床主轴反转中心线，但高于或低于车床反转轴线即不共面时，只要直径大于所车球面的水平截面圆直径，与圆弧刃构成的圆位置重合时，才有或许车成圆球，但此刻所车球面直径已大于要求直径见图9。

当圆弧构成型切削刃或数控刀尖车出的轨道圆弧以下简称母线圆弧地点平面平行于车床主轴反转中心线，但高于或低于车床主轴反转中心线以下简称车床轴线时，即便母线圆弧半径---确且其圆心位置也准确坐落包括车床轴线的铅垂面内，假定图样要求球面半径为r，母线圆弧地点平面与车床轴线间隔为h，则车出的球面半径为r2+h20.5mm，若为了---球面半径r持续进刀，则车成椭球见图10。

总归，有------母线圆弧半径和母线圆弧圆心准确调整到车床轴线上，且母线圆弧与车床轴线等高共面，才干车出预订半径的精细圆球，三者缺一不可。

2数控车床加工精细内球面。首要调整车刀安装高度使刀尖与数控车床轴线等高，当运用刀尖圆弧半径为零假定理想刀尖的车刀编程时，使刀尖走过的圆弧轨道半径等于球面半径；当运用刀尖圆弧半径不等于零的圆弧刀尖车刀加工时，运用刀尖圆弧半径补偿程序编程。对不具备刀尖圆弧半径主动补偿功用的经济型数控车床，假定图样要求球面半径为r，刀尖圆弧半径为rε，可选用刀尖圆弧圆心轨道编程，刀尖圆弧圆心编程半径为r－rε。这样切削球面时，圆弧切削刃逐点参加切削，母线圆弧半径r相当于半径为r－rε的圆等距rε后得出的见图11。

当刀尖与数控车床轴线不等高时，假如按母线圆弧圆心和车床轴线坐落同一铅垂面准则进刀，在不考虑其他原因的状况下车出的球面直径差错由公式1核算：

δr=(r2+h2)0.5－r 1

式中，r为所车球面半径，h为刀尖走过的母线圆弧平面高于或低于车床轴线的间隔。当r=19.15÷2＝9.575mm，δr=0.013÷2=0.006 5mm。由公式1核算出h=0.35mm。也就是说，当刀尖高于或低于车床轴线0.35mm时，车出的球面就超出公役带。在批量生产高温合金零件时，遍及运用可转位不重磨机夹刀片，---阅sandevik刀具手册，精度等级为m的刀片厚度公役为±0.13mm，假定地一次将切削刃调整到与车床轴线等高，那么，当替换刀片时，如不调整刀尖高度，坏的状况是刀尖与车床轴线间隔为0.26mm，其小于0.35mm，可见独自由刀尖高度引起的球面差错不会超出公役带。

当刀尖高度与车床轴线等高时，在不考虑机床进给空隙影响时，刀尖圆弧半径差错是影响球面加工的直接要素。肯定的尖刀是不存在的，假定刀尖圆弧半径为零的车刀---度很低，不适合批量加工高温合金零件，选用刀尖圆弧半径补偿程序编程时，有---输入刀尖圆弧半径数值，---阅sandevik刀具手册，仿形加工用圆弧切削刀具刀尖圆弧直径2rε公役为±0.02mm。而sandevik刀片vcmw070204，刀尖圆弧半径为rε=0.4mm，没有给出公役，查---gb2078—87，刀片vcmw070204刀尖圆弧半径为rε=0.4±0.10mm，数控系统主动将理想刀尖圆弧半径补偿到母线圆弧加工中，刀尖圆弧半径差错以1﹕1倍率影响到加工球面半径差错。经过作图与理论核算，能够算出，在图1所示轴向长度14mm范围内，包括在公役为0.006 5mm圆度公役带内理想圆弧半径为r=9.575±0.013 9mm，当不考虑其他要素影响，按刀尖圆弧圆心r=9.575－0.4mm编程时，刀尖圆弧半径有---控制在rε=0.4±0.013 9mm。由此可推理，尖刀加工，刀尖磨损后刀尖圆角半径有---是rε≤0.013 9mm才有或许车出符合公役要求的内球面，当刀尖磨损至rε＞0.013 9mm时，将车出z向偏长的椭圆形球面；假如运用圆弧刀尖刀具加工，刀具半径有---控制在rε=0.4±0.013 9mm，而刀片vcmw070204的刀尖rε=0.4±0.10mm，不符合球面的精度加工要求。可见，独自由刀尖圆弧半径引起的球面加工直径差错已超出球形轴承内球面φ19.15+0.0130   mm的加工要求，假如运用刀片vcmw070204加工，有---精修刀尖圆弧半径精度，使得rε＜0.013 9mm。

3进给丝杠螺母副空隙对加工球面的影响。现代数控车床遍及选用滚珠丝杠螺母副作为伺服进给执行元件，尽管滚珠丝杠螺母副进行了预紧，在受载及运转中不可避免会发生回程空隙。在编程时有---引起注意，避免回程空隙引起形位差错。在加工图4所示零件时，能够选用一段程序从a点车到c点，但车刀在经过b点时，x轴进给由正向转换为反向，反向脉冲使丝杠反转，消除空隙所需的反转没有使车刀得到应有的x反向进给，形成ab段与bc段形状不对称见图12，形成球面不圆。当回程空隙---0.065mm时，车出的球面就超出

公役带。因此，数控刀片，当车削精细球面时，假如车床回程空隙---零件公役1/3，有---编两段程序，一段从a到b，另一段从c到b。这样避免了图12所示形状差错，但会发生如图13所示由z轴进给反向形成的形状差错，尽管左右是对称的，但晦气于球形研磨东西定心。

为此，在编程时选用积极补偿的办法，使圆弧ab段、cb段z向各少进给0.005mm沿x向少进给0.000 001 3mm，即便ab、cb两端圆弧在b点相交，数控刀片 型号，b点不再是圆的象限点，而是脱离象限点的圆上点，精车后椭球形状如图14所示。