【正文】 藍(lán)幟集團(tuán)的BOEHLERIT公司的車削鑄鐵牌號(hào)Casttec LC620。Sandvik公司車削鑄鐵的專用牌號(hào)GC320GC32GC3215為CVD涂層硬質(zhì)合金，分別用于灰鑄鐵的高速加工、球墨鑄鐵的高速加工、各種鑄鐵的中低速的斷續(xù)切削加工，這三種牌號(hào)分別采用不同的硬質(zhì)合金基體和不同厚度的Al2OMTTiCN涂層。而韓國KORLOY公司的PC9530為銑削不銹鋼的牌號(hào)，采用超細(xì)顆粒的基體和PVD涂層。這些新牌號(hào)比原有的牌號(hào)可提高切削速度30%～40%，使用壽命可提高將近40%～50%。 中國熱點(diǎn)模具網(wǎng)鑄鐵和不銹鋼是目前兩種應(yīng)用較多的工件材料，然而兩者的可加工性有很大的差異，很多公司都開發(fā)出了加工這兩種材料的專用牌號(hào)。 在硬質(zhì)合金基體方面 （1）硬質(zhì)合金新牌號(hào)的開發(fā)越來越具有很強(qiáng)的針對(duì)性 如美國Kennametal公司僅針對(duì)不同被加工材料的車削加工牌號(hào)就有：加工鋼材的KC91加工不銹鋼的KC922加工鑄鐵的KY13加工耐熱合金的KC54加工淬硬材料的KC55加工非鐵材料的KY1615，新牌號(hào)比原牌號(hào)平均可提高切削效率15%～20%。刀具產(chǎn)品已發(fā)展成為高附加值、高科技含量的產(chǎn)品，包含著當(dāng)代材料、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)、微電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中的最新成果。大量高速、高效、柔性、復(fù)合、環(huán)保的數(shù)控加工刀具及應(yīng)用新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)發(fā)生了根本的變化。對(duì)比傳統(tǒng)制造技術(shù)，其重要的特征就是數(shù)控加工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，這一發(fā)展的原動(dòng)力來自于制造業(yè)對(duì)產(chǎn)品制造效率的強(qiáng)烈追求。 下一篇：切削刀具與加工對(duì)象的匹配研究 數(shù)控加工刀具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 文章來源： 文章作者：成都工具研究所 王瑚 發(fā)布時(shí)間：19700101 高速切削技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用將為我國制造技術(shù)水平的提高發(fā)揮更大作用。但KM刀柄的應(yīng)用主要在美國市場，就德國的HSK刀柄而言，不僅生產(chǎn)量大，應(yīng)用普遍，而且得到了國際上的廣泛認(rèn)可，世界各國大部分機(jī)床公司在生產(chǎn)高速機(jī)床時(shí)都將HSK作為首選刀柄，國內(nèi)在開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用高速刀柄的過程中也基本與此趨勢相一致。 Sandvik公司是國際刀具制造業(yè)大亨，他們對(duì)刀具平衡問題也做了相當(dāng)深入的研究，并指出現(xiàn)在在機(jī)床上執(zhí)行的ISO19401標(biāo)準(zhǔn)具有不合理性，一是該標(biāo)準(zhǔn)原先是針對(duì)電廠渦輪機(jī)的剛性轉(zhuǎn)子而制定的，并不是針對(duì)機(jī)床主軸和刀具系統(tǒng)制定的；二是該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)床來說過于嚴(yán)格，執(zhí)行起來并不經(jīng)濟(jì)。 在使用過程中，一定要注意并不是平衡等級(jí)越高越好，還要考慮到經(jīng)濟(jì)性成本問題，更好的平衡是與加工精度相當(dāng)。 對(duì)不同機(jī)床的動(dòng)平衡要求：；；；；6000rpm以上的高速切削刀具和刀柄系統(tǒng)必須使動(dòng)平衡≤。G后面的數(shù)字越小，平衡等級(jí)越高。 根據(jù)牛頓第二定律，由于不平衡量的存在，在旋轉(zhuǎn)過程中將產(chǎn)生與速度平方成正比的離心力F。一般在6000 r/min 以上就必須平衡，以保證安全。 圖7 CAPTO刀柄承受彎矩的情形 熱點(diǎn)模具網(wǎng) 圖8 CAPTO刀柄承受扭矩的情形 中國熱模網(wǎng)首發(fā) 高速刀柄的平衡技術(shù) 由于刀體里存在缺陷，或刀具設(shè)計(jì)不對(duì)稱，或刀具進(jìn)行過新的調(diào)節(jié)，都有可能引起刀具系統(tǒng)的不平衡。見圖圖8。 圖6 Sandvik公司的CAPTO刀柄 熱點(diǎn)模具網(wǎng)由于三棱錐的表面比較大，所以刀具的表面壓力低、不易變形、精度保持性比較好。它們的結(jié)構(gòu)及性能比較見表1。由于配合錐度比較短，且刀柄設(shè)計(jì)成中空結(jié)構(gòu)，在拉桿軸向拉力的作用下，短錐可徑向收縮，所以有效地解決了端面與錐面同時(shí)定位而產(chǎn)生的干涉問題。隨著轉(zhuǎn)速增加，徑向剛度將有所降低，見圖4。 圖3 HSK結(jié)構(gòu)形式 熱點(diǎn)模具網(wǎng)國內(nèi)采用DIN6989b－1中的A型和C型標(biāo)準(zhǔn)，如HSK50A、HSK63A、HSK100A等。在整個(gè)速度范圍內(nèi)，HSK錐柄比BT（7：24）具有更大的動(dòng)、靜徑向剛度和良好的切削性能。 圖2 HSK的雙重定位結(jié)構(gòu) 熱點(diǎn)模具網(wǎng)博客平面夾緊定位防止刀柄的軸向竄動(dòng)。刀柄與主軸錐孔間將出現(xiàn)明顯的間隙（見圖1），嚴(yán)重影響刀具的切削特性，因此BT刀柄一般不能用于高速切削[3]。 中國熱模網(wǎng)首發(fā)典型的刀柄結(jié)構(gòu)及其特性 一般切削最常用的是BT刀柄，而高速切削用得比較多的是HSK刀柄。 高速切削技術(shù)主要分為兩方面，一方面是高速切削刀具技術(shù)，包括刀具材料、刀柄和刀夾系統(tǒng)、刀具動(dòng)平衡技術(shù)、高速切削數(shù)據(jù)庫技術(shù)、檢測與監(jiān)控系統(tǒng)等；另一方面是高速數(shù)控機(jī)床技術(shù)，包括機(jī)床整機(jī)結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)熱態(tài)特性、電主軸、直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)、數(shù)控與伺服系統(tǒng)的高速及高加速度性能、軸承潤滑系統(tǒng)、刀具冷卻系統(tǒng)等。近年來，雖然對(duì)高速切削技術(shù)已有比較深的認(rèn)識(shí)，進(jìn)口的部分?jǐn)?shù)控機(jī)床和加工中心中也能達(dá)到高速切削加工的要求，但由于刀具等原因，高速切削技術(shù)應(yīng)用也較少。刀具以高速鋼、硬質(zhì)合金為主，切削速度大多在100～200 m/min，高速鋼在40 m/min以內(nèi)。加工鋼和鑄鐵及其合金可達(dá)到500～1500 m/min，加工鋁及其合金可達(dá)到3000～4000 m/min[3]。 國外對(duì)高速切削技術(shù)的研究比較早，可以追溯到20世紀(jì)60年代。 熱點(diǎn)模具網(wǎng)論壇研究表明：隨著切削速度的提高，切削力會(huì)降低15～30％以上，切削熱量大多被切屑帶走，加工表面質(zhì)量可提高1～2級(jí)，生產(chǎn)效率的提高，可降低制造成本20％～40％。而根據(jù)ISO—1940，高速主軸的轉(zhuǎn)速至少要超過8000r/min。也可以根據(jù)被加工材料來確定高速切削的范圍，如加工鋼材達(dá)到380m/min以上、鑄鐵700m/min以上、銅材1000m/min以上、鋁材1100m/min以上。一般認(rèn)為高速切削或超高速切削的速度為普通切削加工的5～10倍。對(duì)高速旋轉(zhuǎn)所帶來的特殊的動(dòng)平衡問題及其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也作了敘述。今切削刀具與加工對(duì)象的匹配研究發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸高效加工技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)高效加工在飛機(jī)機(jī)翼整體壁板加工上鋁合金加工硬質(zhì)合金高速立銑刀的分現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)刀具應(yīng)用的“現(xiàn)代”思維高速切削加工技術(shù)在航空薄壁結(jié)構(gòu)中高進(jìn)給圓弧角銑刀ASR多刃型機(jī)夾刀具的單螺釘防松楔緊和防松微日導(dǎo)讀摘要：高速切削技術(shù)是近十多年來發(fā)展最為迅速的先進(jìn)制造技術(shù)之一。 字體： [大 中 小] 高速銑削是為了滿足航空中大型整體零件的加工和模具行業(yè)高硬度腔體加工要求而發(fā)展起來的。3在鉆削中采用刀具中心通切削液是比較好的一種方法，一方面更好的冷卻、潤滑，另一方面也有利于排屑，特別是在鉆較深的孔時(shí)，效果更好。然而鉆得越深排屑越難，因此產(chǎn)生的切削熱不容易散出去，一部分傳到刀柄，一部分傳給工件。刀具和陶瓷刀具. 以上.． 隨著刀具材料技術(shù)、涂層技術(shù)的發(fā)展和高速切削技術(shù)的需求，用于高速鉆、鉸和攻螺紋的新型刀具越來越多，主要有高速鋼涂層刀具、整體硬質(zhì)合金刀具、硬質(zhì)合金涂層刀具、整體硬質(zhì)合金涂層刀具，鑲金剛石刀具、硬質(zhì)合金基體和金剛石共同燒結(jié)而成的復(fù)合刀具、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、多層涂覆刀具、/所對(duì)應(yīng)的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速要求達(dá)到/的孔時(shí)，要求切削速度達(dá)到5提供高主軸轉(zhuǎn)速的機(jī)床。改進(jìn)加工工藝，優(yōu)化加工參數(shù)． 刀具材料、形狀、幾何參數(shù)的選擇等問題； ①傳遞給工件的熱量少，減少零件的熱變形和熱應(yīng)力。大幅度提高材料切除率，提高生產(chǎn)率（2）高速鉆、鉸和攻螺紋 高速鉆、鉸和攻螺紋也是高速切削技術(shù)的重要組成部分就目前的應(yīng)用情況，高速硬車削的加工尺寸精度還達(dá)不到磨削的水平，但在一精度范圍內(nèi)，硬車削具有非常大的優(yōu)越性，而且，隨著硬車削技術(shù)的提高和普及，采用這種新工藝的加工精度也會(huì)逐漸提高.零件整體加工精度高高速硬車削中產(chǎn)生的大部分熱量被切屑帶走，不會(huì)像磨削加那樣容易產(chǎn)生表面燒傷和裂紋，可以得到更好的加工精度、表面質(zhì)量和加工的位置精度，特減少了零件的裝夾次數(shù). 與磨削加工相比，硬車削能更好地應(yīng)多品種、短周期、小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)。減少設(shè)備有利于柔性生產(chǎn)和敏捷生產(chǎn)。一方面，硬車削是過使剪切部分材料變軟退火而形成切屑，冷卻速率過高會(huì)降低這種效果，加大機(jī)械磨損，縮刀具壽命；另一方面，高速切削所使用刀具的抗熱沖擊能力差，在高速下切削，切削液不容易 達(dá)切削表面，而使刀具溫度變化決，容易使刀具碎裂。 ②倍．床一次裝夾，可完成多工序加工，如粗、精加工在一臺(tái)設(shè)備上一次完成；多表面加工，如精切圓、內(nèi)孔、切槽外圓、內(nèi)孔、切槽等，加工位置精度高 一加工效率高采用高轉(zhuǎn)速、大切深切削，金屬切除率通常是磨削加工的 淬硬鋼加工的傳統(tǒng)方法主要是磨削1 隨著各類高速切削機(jī)床的開發(fā)，高速切削藝范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，高速切削將涵蓋所有的傳統(tǒng)加工范疇，包括從粗加工到精加工，從鉆到徨削、拉削、欽削、攻絲、滾齒等。 687mmx25m可加工規(guī)格達(dá)公司生產(chǎn)的機(jī)床tlonMarwm倍，并可節(jié)省經(jīng)費(fèi)，降低制造成本。采用高速切削加工，可大幅度提高生產(chǎn)效率，切削效率是傳統(tǒng)切削的％為鋁合金，而且絕大多數(shù)坯料的去除需要切削加工，零件通常采用“整體去除”法制造，即在整塊毛坯上去除大量材料后形成高精密度的鋁合金復(fù)雜構(gòu)件，其切削時(shí)間占整個(gè)零件制造總工時(shí)的比例很大。% 飛機(jī)機(jī)體材料汽車制造業(yè)將更加積極地采用高速切削加工中心，完成高效高精度生產(chǎn)。 由于高速切削具備一系列顯著優(yōu)點(diǎn)，因而首先受到航空航天、模具、汽車等行業(yè)的青睞航空部門大型整體薄壁飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工將普遍采用高速銑削工藝，減輕整機(jī)重量，提高飛機(jī)整機(jī)性能。 2這一點(diǎn)在高速機(jī)床使用中應(yīng)特別加以注意. 高速切削工藝研究是一項(xiàng)很有意義的工作。NuRBs樣條 目前采用的補(bǔ)償技術(shù)有：溫度補(bǔ)償、象限補(bǔ)償、絲杠誤差補(bǔ)償、使用非均勻有理54所列。2切削刀具材料與加工對(duì)象的化學(xué)性能匹配主要是指刀具材料與工件材料化學(xué)親和性、化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散和溶解等化學(xué)性能相匹配。高速干切削、高速硬切削和高速加工黑色金屬的最高切削速度主要受限于刀具材料的耐熱性，要求刀具材料熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性能好、氧化溫度高、耐熱性好、抗熱沖擊性強(qiáng)。加工導(dǎo)熱性差的工件時(shí)，應(yīng)采用導(dǎo)熱較好的刀具材料，以使切削熱得以迅速傳出而降低切削溫度。 ② 具有優(yōu)良高溫力學(xué)性能的刀具尤其適合高速切削加工。基陶瓷?；沾桑?）基硬質(zhì)合金）(基超級(jí)晶粒硬質(zhì)合金）) 斷裂韌性的大小順序?yàn)?基陶瓷＞．基陶瓷＞基超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金＞合金＞刀具材料的抗彎強(qiáng)度的大小順序?yàn)椋篐SsWCNTICsi3NAIOPCBNPCD切削刀具材料與加工對(duì)象的力學(xué)性能匹配，主要指刀具與工件材料的強(qiáng)度、韌性和硬度等力學(xué)性能相匹配 刀具材料的合理選擇遵循以下原則: 3 柔性加減速和斷刀的幾率。刀位軌跡生成按照刀位路徑盡可能簡化，盡量走直線，路徑盡量光滑的要求選擇加工策略，選擇合適的插補(bǔ)方法，保證加工面殘留高度的要求，采用過渡圓弧的方法處理加工干涉區(qū)，這樣在加工時(shí)就不需要減速，提高加工效率。走刀方向的優(yōu)化在走刀方向的選擇上，以曲面平坦性為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，確定不同的走刀方向選取方案；對(duì)于曲率變化大的曲面以最大曲率半徑方向?yàn)樽顑?yōu)進(jìn)給方向，對(duì)曲率變化小的面，以單條刀軌平均長度最長為原則選擇走刀方向。 切削路徑優(yōu)化的目的是提高刀具耐用度，提高切削效率，獲得最小的加工變形，提高機(jī)床走刀利用率，充分發(fā)揮高速加工的優(yōu)勢。2）切削參數(shù)的選擇 (高速切削工藝技術(shù)包括切削參數(shù)、切削路徑、刀具材料及刀具幾何參數(shù)的選擇等。 加工工藝是成功進(jìn)行高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。高速切削工藝進(jìn)入論壇慧聰網(wǎng)在我國高速切削加工技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用還處于初步階段，還有大量研究、開發(fā)工作需要進(jìn)行。高速切削過程的機(jī)床、刀具和工件質(zhì)量的智能監(jiān)控技術(shù)將得到更加重視和發(fā)展。 側(cè)銑和面銑復(fù)合加工刀具 鉆鏜復(fù)合的多功能刀具葉根輪專用槽銑刀涂層刀具在高速切削加工技術(shù)領(lǐng)域具有巨大潛力，通過深入研究涂層技術(shù)和涂層物質(zhì)，如高強(qiáng)度的硬質(zhì)合金粉末表面涂層、CBN涂層，納米涂層等進(jìn)一步提高其性能，可望成為高速切削加工最具有誘人吸引力的刀具材料。 金剛石刀具領(lǐng)域，人工合成單晶金剛石和金剛石厚膜涂層刀具具有更好的優(yōu)越性，隨技術(shù)日益成熟和成本降低，可望成為高速切削有色金屬和非金屬材料比較理想的刀具材料。 現(xiàn)有高速切削刀具材料PCD、CBN、陶瓷刀具、金屬陶瓷、涂層刀具和超細(xì)硬質(zhì)合金刀具等仍將起主導(dǎo)作用，并將得到新的發(fā)展。在高速加工機(jī)床領(lǐng)域，具有小質(zhì)量、大功率的高速電主軸、高加速度的快速直線電機(jī)和高速精密數(shù)控系統(tǒng)，以及配套的高速軸承及其潤滑技術(shù)、刀庫技術(shù)和自動(dòng)換刀裝置及監(jiān)控技術(shù)等正在迅速發(fā)展，可望達(dá)到更高的加工水平。進(jìn)給速度目標(biāo)20～50m/min，～。 銑加工鋁及其合金10000m/min；銑加工鑄鐵5000m/min；銑加工普通鋼2500m/min。切削速度目標(biāo)： 高速切削加工技術(shù)必將沿著安全、清潔生產(chǎn)和降低制造成本的方向繼續(xù)發(fā)展，而成為21世紀(jì)切削技術(shù)的主流 其應(yīng)力水平的高低是由切削力決定的。φ10mm立銑刀（三齒）僅受離心力作用的應(yīng)力圖(n=10,000r/min)分析結(jié)果表明：從安全性看，對(duì)可轉(zhuǎn)位面銑刀刀具，旋轉(zhuǎn)離心力造成刀片夾緊，螺釘?shù)钠茐暮偷扼w的變形有最主要的影響，立裝銑刀優(yōu)于平裝銑刀。 旋轉(zhuǎn)速度對(duì)刀具變形的影響金屬去除率對(duì)螺釘最大等效應(yīng)力的影響不同裝夾方式下的螺釘極限轉(zhuǎn)速高速切削刀具破壞實(shí)例：在5000 rpm時(shí)刀片甩出的面銑刀 在36700 rpm時(shí)爆碎的面銑刀36000 rpm時(shí)彎曲與折斷的直徑12 mm的帶柄立銑刀 （2）可轉(zhuǎn)位刀具安全性 （a）立裝可轉(zhuǎn)位銑刀 （b）平裝可轉(zhuǎn)位銑刀螺釘分析 可轉(zhuǎn)位面銑刀刀片外移和螺釘彎曲 ω－角速度（r/s）M－刀體質(zhì)量（Kg）要求G≤, G為平衡品質(zhì)(mm/s)，即反映刀具平衡量與轉(zhuǎn)速關(guān)系的參數(shù)。高速切削旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)必須平衡，但