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平面铣刀[04-17]

铣刀是一种具有一个或多个齿的旋转刀具,用于铣削加工。工作时,每一刀齿依次切断工件的备用量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、槽、成形面和工件。根据工作需要,铣刀可分为圆柱铣刀、面铣刀、端铣刀等。表面铣刀主要用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上的平面加工,端面和圆周上有铣刀齿。

然而,在对现有平面铣刀盘进行加工时,需要立即改变叶片的一个角或一侧,工序繁琐,在快速加工过程中,叶片和被加工工件的铣削摩擦产生大量热量,现有的铣刀散热条件不够好,影响加工精度,导致叶片加工能力下降,叶片易振动,影响加工精度。这将导致加工工件精加工精度的降低,同时也会导致叶片加工能力的下降,导致叶片的损坏。

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对螺纹铣刀的分类及优点进行详细说明[06-28]

螺纹铣刀主要为采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比, 在加工精度、加工效率方面具有极大优势,且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制,如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。对于不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹,采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工,但采用数控铣削却十分容易实现。此外,螺纹铣刀的耐用度是丝锥的十多倍甚至数十倍,而且在数控铣削螺纹过程中,对螺纹直径尺寸的调整方便,这是采用丝锥、板牙难以做到的。由于螺纹铣削加工的诸多优势,目前发达国家的大批量螺纹生产已较广泛地采用了铣削工艺。

螺纹铣刀分类:

1.整体式:适用于钢、铸铁和有色金属材料的中小直径螺纹铣削,切削平稳,耐用度高。加工不同的材料用不同涂层的螺纹刀。

2.焊接式:用于加工深孔或者特别工件,把螺纹铣刀刀头焊于另一工具之上的DIY式螺纹铣刀。该刀强度、挠性差,其安全系数视工件材料与螺纹铣刀制作者技术。

3.可换刀片式:由铣刀杆及刀片组成,其特点是刀片易于制造,价格较低,有的螺纹刀片可双面切削,但抗冲击性能较整体螺纹铣刀稍差。因此,该刀具常推荐用于加工铝合金材料。

螺纹铣刀优点:

1.螺纹铣刀的加工效率远高于丝攻。

2.盲孔螺纹铣刀可以铣到底部,丝攻不可以。

3.光洁度好,螺纹铣刀铣出来的牙比丝攻漂亮。

4.一把螺纹铣刀可加工不同旋向的内外螺纹,丝攻不行。

5.螺纹铣刀非全齿接触切削,机床负载和切削力都比丝攻小。

6.在加工较大螺纹孔时,丝攻效率低下,螺纹铣刀可瞬时实现。

7.一把可舍式螺纹铣刀杆可更换公制.美制.英制等刀片,经济型好。

8.加工高硬度螺纹时,丝攻磨损严重,甚至无法加工,螺纹铣刀可轻松实现。

9.螺纹铣刀切削为粉末状短屑,无缠刀可能,丝攻加工为螺旋状铁屑,容易缠刀。

10.装夹简单,丝攻需要柔性攻丝刀柄,螺纹铣刀可用ER.HSK.液压.热涨等刀柄。

11.针对部分材料,螺纹铣刀可以钻孔.铣牙.倒角一次成型,丝攻不可以。

12.相同螺距不同尺寸的螺纹孔,丝攻需要更换几支,螺纹铣刀可以通用。

13.成本更低,虽然单支螺纹铣刀贵过丝攻,但是算到单个螺纹孔的成本比丝攻。

14.精度更高,螺纹铣刀以刀补实现精度,客户随意选择自己需要的螺纹精度。

15.寿命长,螺纹铣刀的寿命是丝攻的十多倍甚至数十倍,减少换刀和调机的时间。

16.不怕折断,丝攻折断后可能会造成工件的报废,螺纹铣刀即使人为折断也容易取出,工件不会报废。

17.检测螺纹孔次不过时,螺纹铣刀可以通过刀补修正,丝攻则不行,工件只有报废。


数控铣刀锯片维护和齿数选择[06-28]

数控铣刀是模具加工的主要刀具,其加工量约占模具切削加工总量的80%-90%,从而成为模具加工刀具的开发重点。

在用数控铣刀进行铣床加工的过程中,想要发挥出加工的大效率,铣刀齿数的正确选择显得十分重要。例如直径为lOOmm的疏齿铣刀只有6个齿,而直径为lOOmm的密齿铣刀却可有8个齿。刀齿的密集与否会影响生产效率的高低和产品质量的好坏。如果刀齿密集,生产的效率就会提高,加工工件的质量也越好,但是刀齿密集也会导致切屑的排出不便。根据刀齿的直径大小,可以分为疏齿、细齿、密齿。 锯片齿数的选择必须使得切屑适当卷曲并容易离开切削区,切屑容屑空间不当将导致憋屑,损坏刀刃并可能损坏工件。同时,锯片又应有足够的密度以保证在切削期间的任何时候不少于一把刀片在切削,如果不能保证这一点则会引起剧烈的冲击,

这将导致刀刃的破裂、刀具的损坏和机床的超负荷等严重后果。

随着数控技术的进步、自动化程度的普遍提高,加工中心类机床、数控车床、数控铣床的生产和应用日益广泛,对高精度、率的数控铣刀的需求也越来越大。三面刃铣刀是其中比较受欢迎的一种,它的锯片也是多种多样,下面赛默小编就来简

单介绍下相关的一些基础知识和使用要注意的事项:

三面刃铣刀锯片基础知识点:

齿 型:无齿,粗齿,中齿,细齿

齿 形:尖齿,圆弧齿,

开齿方式:铣齿,磨齿,全磨齿

表面涂层:本色,镀钛涂层,氮化涂层,七彩涂层。

用 途:主要用于铁,铝,铜等中硬以下金属材料窄而深的槽加工或切断。也可用于塑料、木材等非金属的铣削加工。超硬材料锯片铣刀,硬质合金锯片主要用于难切削材料(耐热钢,不锈钢等高强度钢)的铣削加工。高速钢圆锯片适合切割:铁管、铜管、铝管、角钢、不锈钢等材料。细齿一般用于加工钢和铸铁,及用于加工较浅的槽或切割;齿数较少,较粗的铣刀一般用于加工铝,铜等累金属,及用于加工较深的槽或切割。高速钢圆刀可用于切割布匹,塑料,橡胶,各种纸制品,还可切割肉及骨头。

三面刃铣刀锯片在使用时必须注意以下事项:

1)必须确定被切材料已经确实固定住。

2)要根据被削材来设定切断条件。

3)安装锯片时,必须将夹具部分的废屑清干净,然后注意转动方向,将锯片确实固定。

    4)在开始切削及停止切削时,不要进刀酞快,否则可能会造成断齿及破损。

    5)充分使用切削油。(希望配合被削材选择切削油)


玉米铣刀片相关知识你了解多少?[06-01]

了解铣刀,就要先了解铣削知识 在优化铣削效果时,铣刀的刀片是另一个重要因素,在任何一次铣削时如果同时参加切削的刀片数多于一个是优点,但同时参加切削的刀片数太多就是缺点,在切削时每一个切削刃不可能同时切削,所要求的功率和参加切削的切削刃多少有关,就切屑形成过程,切削刃负载以及加工结果来说,铣刀相对于工件的位置起到了重要作用。在面铣时,用一把比切削宽度约大30%的铣刀并且将铣刀位置在接近于工件的中心,那么切屑厚度变化不大。在切入切出的切屑厚度比在中心切削时的切削厚度稍稍薄一些。

主偏角为45度的铣刀其径向切削力和轴向大致是相等的,所以产生的压力比较均衡,对机床功率的要求也比较低,特别适合于铣削产生崩碎切屑的短屑材料工件。 圆形刀片的铣刀意味着主偏角从0度到90度连续变化,这主要取决于切削深度。这种刀片切削刃强度非常高,由于沿长切削刃方向产生的切屑比较薄,所以适合大的进给量,沿刀片径向切削力的方向在不断改变,而且在加工过程中所产生的压力将取决于切削深度。现代刀片几何槽形的研制使圆形刀片具有平稳的切削效应、对机床功率需求较低、稳定性好等优点。今天,它已不再是一种有效的粗铣刀,在面铣和立铣中都有广泛的应用。

和铣削的切屑厚度有关的还有面铣刀的主偏角,主偏角是刀片主切削刃和工件表面之间的夹角,主要有45度、90度角和圆形刀片,切削力的方向变化随着主偏角的不同将发生很大的变化:主偏角为90度的铣刀主要产生径向力,作用在进给方向,这意味着被加工表面将不承受过多的压力,对于铣削结构较弱的工件是比较可靠。 


可转位铣削刀片的使用情况介绍[12-12]

铣刀磨损的基本规律与车刀相似。高速钨钢铣刀的切削厚度较小,尤其在逆铣时,刀齿对工件表面挤压、滑行较严重,所以铣刀磨损主要发生在后面上。用钨钢面铣刀铣削钢件时,因切削速度高,切屑沿前面滑动速度大,故后面磨损同时,前面也有较小的铣刀磨损。 钨钢面铣刀进行高速断续切削,使刀齿经受着反复的机械冲击和热冲击,产生裂纹而引起刀齿的疲劳破损。铣削速度愈高,产生这种铣刀磨损就愈早和愈严重。大多数钨钢面铣刀因疲劳破损而失去切削能力。如果铣刀几何角度选择不合理或使用不当,刀齿强度差,则刀齿在承受很大的冲击力后,会产生没有裂纹的铣刀磨损。

当铣刀轴心线和工件边缘线重合或接近工件的边缘线时,情况将很严重。 1.检查机床的功率和刚度,以保证所需要的铣刀直径能够在 铣刀 铣刀 机床上使用。 2.主轴上刀具的悬伸量尽可能达到最短,减小铣刀轴线与工件位置对冲击载荷的影响。 3.采用适合于该工序的正确的铣刀齿距,以确保在切削时没有太多的刀片同时和工件啮合而引起振动,另一方面,在铣削狭窄工件或铣削型腔时要确保有足够的刀片和工件啮合。 4.确保采用每刀片的进给量,以便在切屑足够厚时能获得正确的切削效果,从而减小刀具磨损。采用正前角槽形的可转位刀片,从而获得平稳的切削效果以及的功率。 5.选用适合于工件宽度的铣刀直径。 6.选用正确的主偏角。 7.正确的放置铣刀。 8.仅仅在必要时使用切削液。 9.遵循刀具保养及维修的规则,并且监控刀具磨损。

模具铣刀用于加工模具型腔或凸模成形表面。模具铣刀是由立铣刀演变而成的,按工作部分外形可分为圆锥形平头、圆柱形球头、圆锥形球头三种。硬质合金模具铣刀用途非常广泛,除可铣削各种模具型腔外,还可代替手用锉刀和砂轮磨头清理铸、锻、焊工件的毛边,以及对某些成形表面进行光整加工等。该铣刀可装在风动或电动工具上使用,生产效率和耐用度比砂轮和锉刀提高数十倍。 可转位铣削刀片的适用范围你了解了吗?


硬质合金铣刀的优点及其硬度的检测方法[11-30]

硬质合金铣刀的优点:硬质合金铣刀具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性,被誉为“工业牙齿”,用于切削加工高硬度的材料,广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域,伴随下游产业的发展,硬质合金铣刀市场需求不断加大。并且未来高新技术武器装备制造、尖端科学技术的进步以及核能源的快速发展,将大力提高对高技术含量和高质量稳定性的硬质合金铣刀产品的需求。

硬质合金铣刀硬度的检测方法:硬质合金铣刀硬度检测主要采用洛氏硬度计,测试HRA硬度值。PHR系列便携式洛氏硬度计十分适于测试硬质合金铣刀的硬度。仪器重量精度与台式洛氏硬度计相同,使用和携带都十分方便。

硬质合金是一种金属,通过硬度试验可以反映硬质合金材料在不同的化学成分、组织结构及热处理工艺条件下机械性能的差异,因此硬度试验广泛应用于硬质合金性能的检验、监督热处理工艺的正确性及新材料的研究。

它属于非破坏性试验,试验方法比较简单。硬质合金的硬度检测对其试件的形状及尺寸适应性较强,试验效率高。另外,硬质合金材料硬度与其它物理特性之间存在一定的对应关系。例如,硬质合金硬度试验和拉伸试验基本上都是检测金属抵抗塑性变形的能力,这两种试验在某种程度上都是检测金属相似的特性。所以,其检测结果是完全可以相互比较的。硬质合金拉伸试验设备庞大、操作复杂、要制备试样、试验效率低,对于许多金属材料,都有一硬度试验和拉力试验的换算表可查。因此,在检测硬质合金材料力学性能时,人们越来越多地采用硬度试验,而较少采用拉伸试验。

硬质合金硬度一般用洛氏硬度计HRA标尺或维氏硬度计来检测,实用中人们主要采用洛氏硬度计测试HRA硬度。PHR系列便携式洛氏硬度计十分适于测试硬质合金的硬度。这种仪器重量只有0.7kg,精度与台式洛氏硬度计相同。在测量硬质合金硬度时,天星公司生产的PHR系列便携式洛氏硬度计可以测试厚度或直径在50mm以下的硬质合金工件,可以测试直径小到2.0mm的硬质合金工件,可以测试内径小于30mm的管状硬质合金工件。还可以在生产现场、销售现场或材料仓库使用。这种仪器用于测试硬质合金工件简便、快速、无损,可对成批的成品或半成品硬质合金工件做逐件的硬度检测。


螺旋立铣刀与车刀有什么区别呢?[11-20]

从以下几个方面区分螺旋立铣刀与车刀的不同:

1.名称:这一点当然是最明显的,一个叫螺旋立铣刀,而另一个却叫车刀

2.产品结构:

a、螺旋立铣刀有四种结构:整体式、整体焊齿式、镶齿式、可转位式;

b、车刀也有四种结构,但不尽相同:整体式、焊接式、机械夹固式和焊接-机械夹固式。

3.螺旋立铣刀是没有刀片的,只是在下端面有主切削刃侧面有副切削刃,型状像钻头,但是铣刀的下端面不是尖的而是平的。

4.用途:

a、螺旋立铣刀可做粗铣去除大量毛坯,还可精铣细平整面(相对于陡峭面)小倒角,常用来加工园圆柱形孔,有时也用来加工锥形孔;

b、车刀用于各种车床上,加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。


用于特殊钻削的非标刀具[01-09]

    目前,由于各种大型复合材料中要求加工的紧固件孔越来越多,机床面临的挑战就越来越变为大量的很深的和复杂的孔加工。这是两个完全不同的应用领域,但其共同点是,为了获得令人满意的加工结果和具有竞争力的加工性能,必须使用定制化的刀具。

  非标刀具

  非标刀具是指最适用于对零件进行完全切削或部分切削的刀具,是基于已经得到验证的标准概念,例如已有的刀片、夹紧装置、刀柄和接口;它可能是配有多个标准刀片的专用刀柄,能作为两个或多个标准刀具使用;也可能是用特殊的硬质合金材质和/或槽形制成的可转位刀片,其使用效率最大且能够提供更长、更稳定的刀具寿命。与非标刀具相关的还包括不完全标准,作为标准刀具的备选,具有偏差很小的特点。

  当需要加工更加复杂的零件时,零件的各种特征要求采用专门的非标刀具解决方案。这一点同样适用于加工简洁的零件,因为非标解决方案可以消除所遇到的生产瓶颈。把非标刀具作为最佳解决方案的场合很多,包括绝大部分的加工范围、材料和行业类型,其最多的是能代表大部分非标刀具的组合式刀具解决方案。这些解决方案通常以标准刀片、刀卡、刀具接口、钻槽、防振系统或刀座夹紧装置的各种组合为基础。具有独特性能的纯粹非标刀具占非标刀具总数近四分之一,而类似标准刀具的非标刀具占四分之三。

  加工领域为深孔加工和由复合材料制成的零件的加工是被认为主要使用非标刀具的地方,这类复合材料主要为碳纤维增强塑料(CFRP)以及通过金属的堆叠对复合材料进行支撑的材料。

  深孔加工广泛应用于各种不同的行业,最主要是能源业和航空工业。一些深孔零件通常看起来很难加工或者说很难开始进行加工,但是使用定制的非标刀具解决方案就可以通过一种高效且安全的方法轻松解决这一难题。

  适用于深孔加工的非标刀具

  涉及深孔加工的零件通常要求钻出非常深的孔,且加工复杂性也各有不同,例如包括孔的表面精度、腔室、孔径变化、形状、凹槽、螺纹及不断变化的中心线方向。深孔加工的成功主要取决于标准刀具和非标刀具的混合运用,需要根据非标刀具方面的经验进行设计。切削刃的槽形和材质以及有效的冷却液和排屑共同作用,实现了以最高的穿透率和加工安全性达到所要求的最理想加工结果。

  直径小于1mm的孔通过硬质合金枪钻完成,但是对于直径大于等于15mm的孔,使用带焊接切削刃的钻头以及在18mm直径以上的孔应用机夹可转位刀片的钻头,将使深孔加工变得更加高效。可转位刀片和现代钻管系统为深孔加工提供了使用新型非标刀具的可能性。

  全球深孔加工中心为各行业提供可用的开发、设计和测试资源,以促进零件加工的工艺。除了小批量零件应用之外,该中心还与需要较高零件产量和大量高质量孔的钻削行业进行合作,例如热交换器和胚料的生产。该应用中心拥有已经验证的应用跟踪记录以及成功应用于航空工业、能源业和普通工程领域中的复杂孔的高效加工的解决方案。

  除了利用单管或双管系统进行比较简单的深孔钻削外,还有一些刀具适用于在各种复杂和受限条件下对孔进行加工。该中心主要是为所需的工艺进行规划、为深孔加工刀具设计最合适、效率最高且安全的支撑的刀具,扩充刀具可以完成的切削特征以及提供技术支持。

  需要进行深孔加工的零件,首先要钻出一个非常深的孔,然后再进行不同复杂程度的切削工序。深孔加工的成功主要取决于标准刀具和非标刀具的混合运用,可根据非标刀具方面的经验进行设计。基于T-Max钻头424.10的非标刀具是单管系统应用的一部分。

  示例

  山特维克可乐满全球深孔加工中心制造的专用深孔加工刀具为能源行业的零件加工提供了非标解决方案。示例中,精心设计的深孔加工非标刀具能够对石油勘探零件进行加工。要加工的零件将近2.5m长,需要在上面先钻出底孔然后加工一个比较复杂的形腔。使用非标刀具解决方案的目的是获得紧密公差和实现优良的表面质量,这意味着需要钻出一个直径为90mm的孔,并用浮动铰刀对其进行精加工;之后,需要在深度为1.5m的地方,通过扩孔和铰削工序加工出一个直径为115mm的孔;在孔中较浅深度的地方同样通过扩孔和铰削工序加工并形成一个倒角;再可通过镗削和扩孔形成两个带倒角的内腔,随后经过铰削处理至最终尺寸。

  若采用传统加工方法,则该零件的加工时间将超过30个小时。若使用非标刀具的深孔加工解决方案,则加工时间将缩短至7.5小时。

  复合材料的加工

  在某一工序中,将特定复合材料切削至最理想结果以及与机床或设备完全匹配需用到大量非标刀具。事实上,专用刀具的需求量相当大,约80%的刀具均针对特殊用途而设计,用于提供最佳性能和加工效果。这是对具有通用和特殊性能的标准刀具的补充。

  碳纤维增强塑料(CFRP)是复合材料加工领域中用到的主要材料。任何复合材料的特征和可加工性都是不同的。CFRP是加工业所面临的一大挑战,通常很难将其加工至具有竞争力的完美水平。当CFRP中堆叠有金属(例如铝合金或钛合金)时,利用切削刀具进行的优化加工便成为一个非标刀具专家考虑的问题。

  复合材料加工中的装夹刀具也悄然发生着变化,从最初的手持刀具到电动自动进给刀具、机器人再到CNC机床。一致性、稳定性和机床性能等因素会根据不同的应用场合而有所变化,从而对切削刀具的要求也会不同。

  质量在复合材料加工方面越来越受到人们的关注,且与切削刀具的性能直接相关。即使是非常小的变化都很有可能在零件表面造成不达标的瑕疵。非标刀具的加工工艺制定对于孔加工非常关键。

  钻削复合材料意味着需要对两种完全不同特征的材料——各种成分不同的纤维复合材料进行切削。新增的堆叠金属(例如钛)对材料增加了一种切削特质。采用直接压制烧结技术的聚晶金刚石(PCD)切削刃或PCD涂层硬质合金的孔加工刀具经设计后通常能够提供令人满意的钻削质量和较高的效率。在航空工业,有很多工序都需要钻削大量的孔,基于山特维克可乐满大量的标准产品,可以通过将各种不同的特殊槽形和材质相互组合,以消除分层、纤维碎裂和过多的毛刺,并为高效率加工的钻头提供适当的耐磨性和韧性。采用vein烧结技术能够产生锋利的、更耐冲击的切削刃,从而在所有的加工应用中实现最佳的加工结果。即使在手工操作的电动钻机或手进给钻机常因操作者的不同而产生切削力的变化,这种刀具也可以适应,但此时,使用PCD涂层钻头是最合适的。

  示例

  非标钻削刀具和工艺专用于切削大量不同的复合材料,以实现最佳的加工结果,以及根据所用机床类型的不同使用合适的非标刀具。碳纤维增强塑料(CFRP)是航空工业的复合材料加工领域中用到的主要材料。复合材料加工中的装夹刀具也悄然发生着变化,从最初的手持刀具到电动刀具、机器人再到CNC机床。山特维克可乐满的航空工业应用中心为航空工业的复合零件制造商提供最合适的解决方案和技术支持。

  示例为航空工业选择使用配有电动刀具的钻头,该刀具专用于堆叠有钛合金和铝合金的碳纤维增强塑料(CFRP)。此应用中的要求是保持孔的尺寸和表面质量,尽可能减少退出毛刺,同时实现很长的刀具寿命,以及针对两种不同的堆叠材料运用最大的切削参数。孔的直径范围为6-10mm。

  在这种情况下,最佳的解决方案是采用具有特别设计的槽形的直接压制烧结PCD钻头,该槽形的设计是在切削刃上有两个刃带,从而提高使用手持刀具(需要超高强度)进行钻削时孔的圆度,钻尖设计可以为手持应用提供额外的强度,并且允许钻头立刻进行自对中,同时操作员只需要使用最小的进给力。当使用导向套时,该非标钻头将在堆叠材料之间生成尺寸差异最小的孔。

  当加工复合材料时使用非标金刚石直接压制烧结钻头进行优化之后,刀具的使用寿命将从15孔增加至100孔,同时,将需要的钻头数量从79减至25个。除此之外,它还缩短了预设置、装载和换刀所需要的时间。加工结果令人满意,操作过程安全可靠。


硬质合金刀具中锯片铣刀使用方式[08-05]

关于团体硬质合金在刀具中锯片铣刀在举行干切削时,只要不影响铣刀铣削深度,若有较大径向跳动或轴向跳动易引起破坏,团体硬质合金锯片铣刀越薄,利用时对振动和拉伸应力越敏感,以是铣床应在最佳状态下运行,即机床精度高,刀杆刚性好,传动安稳、每齿进刀量恒定,冷却充实。    

团体硬质合金刀具锯片铣刀有许多好处,但由于硬质合金本身比高速钢韧性差,以是当切削工艺选择不妥或机床精度较差时容易崩刃。因此,这里就有一个怎样精确利用的问题。   

铣刀安置在刀杆上的精度一样平常应餍足径向跳动量。尽大概用大的法兰盘将刀片两侧面夹紧在刀杆上。 目的是消除振动克制侧向受压。应选择合理的铣削线速度:一样平常在划一条件下团体硬质合金锯片铣刀可选择比高速钢锯片铣刀更快的Vc,但每齿进刀量应低于高速钢的进刀量,具体数值应由利用者根据铣床的转速、被铣削质料性质、铣刀的外径、厚度、齿数、铣削深度等因素选择而决定。

随着技能的开辟改革,硬质合金锯片铣刀也在不停地更新,并且具有良好的性能。别的,在举行干切削时,内冷却气流可以减轻切屑乱飞和克制切屑被重切,从而去除倒霉于后序加工和使锯片铣刀耐用度低沉的因素,淘汰切屑在后刀面的刮擦,包管外貌加工质量。


刀具涂层技术[08-04]

 切削刀具(涂层硬质合金和涂层高速钢刀具)表面涂层技术是近几十年来应巿场需求发展起来的材料表面改性技术。采用涂层技术可有效延长切削刀具的使用寿命,赋予刀具优良的综合机械性能,从而大幅提高机械加工效率。也正因为此,涂层技术与切削材料、切削加工工艺一起并称为切削刀具制造领域的三大关键技术。

    切削刀具涂层是指在机械切削刀具的表面上涂覆一层硬度和耐磨性很高的物质。为满足现代机械加工对高效率、高精度、高可靠性的要求,世界各国制造业对涂层技术的发展及其在刀具制造中的应用日益重视,在工业发达国家的工厂中,实施了涂层的刀具在总体中的占比近60%。

    目前涂层技术方法主要有气相沉积法、溶胶-凝胶法、热喷涂法等。其中,气相沉积法的应用较多,且制备涂层的质量较高。气相沉积技术通常可分为物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)和化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)。

    通过气相沉积法制备切削刀具表面涂层的方法主要包括以下几种:磁控溅射沉积涂层、电弧离子镀沉积涂层、高温化学气相沉积涂层、中温化学气相沉积涂层、等离子增强化学气相沉积涂层。这当中最常用的为高温化学气相沉积、磁控溅射沉积和电弧离子镀,下文将结合各类涂层技术的不同机理,阐述其优缺点。 磁控溅射沉积技术 磁控溅射沉积涂层(magnetron sputtering)技术属于辉光放电范畴,利用阴极溅射原理进行镀膜。膜层粒子来源于辉光放电中氩离子对阴极靶材产生的阴极溅射作用。氩离子将靶材原子溅射下来后,沉积到工件上形成所需膜层。因为在溅射装置的靶材部分引入磁场,磁力线将电子约束在靶材表面附近,延长其在等离子体中的运动轨迹,从而提高其在参与气体分子碰撞和电离过程的程度。

    磁控溅射沉积具有如下优点:(1)沉积速率高、维持放电所需靶电压低;(2)电子对于衬底的轰击能量小;(3)膜层组织细密,由于磁控溅射沉积涂层是靠阴极溅射方式得到的原子态粒子,携带着从靶面获得的较高能量到达工件,利于形成细小核心、长成非常细密的膜层组织;(4)磁控溅射沉积涂层能够获得大面积薄膜,可获得广泛应用。

    但是这一方法也存在以下一些问题:(1)靶材刻蚀不均匀。由于磁场强度分布不均匀,使靶材利用率低。这可以通过合理设计靶材结构、配加电磁场来促成靶面磁场强度的变化,实现放电扫描,从而有效提高靶材利用率。(2)金属离化率低。针对此,可按要求加大(或减少)靶中心的磁体体积,造成部分磁力线发散至距靶较远的衬底附近,达成非平衡磁控溅射(unbalanced magnetron sputtering)。 值得一提的是,磁控溅射方法也可用于制备多层膜和纳米膜,而随着高新技术和新兴加工业的迅速发展,沉积具有更高性能的多层膜和纳米膜的需求日渐增多。因此,磁控溅射技术值得进一步的深入研究和发展,其应用前景优越。


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