数控刀具
用小直径可转位刀具替换整体硬质合金刀具
长期以来，整体硬质合金旋转刀具主控着直径小于20mm的刀具市场。人们对整体硬质合金刀具产生这一由来已久的认知，往往出于为刀具的可靠性做出保险的选择。可转位刀具的制造商们甚至没有能成功地渗入占领这一整体硬质合金刀具的堡垒。
下面列举人们在做出选择时考虑的两个重要因素：其一，从获取加工的角度来看，整体硬质合金刀具比可转位刀具更有优势，直径越小，整体硬质合金刀具的优势就越明显。然而，随着整体硬质合金刀具直径的减小，刀具精度降低（如跳动精度），这将对刀具寿命带来显著的影响。其二，可转位刀具由可转位刀体、可转位刀片以及装配用机械夹紧部件组成，夹紧螺钉或楔块之类的夹紧部件用以确保刀片安置于刀体定位槽内。意欲缩减刀具直径，减小装配组件尺寸很有必要。然而，紧固零部件尺寸的缩小会导致其强度减弱，使得刀具不能承受常规切削参数下的切削载荷。这会严重限制刀具的应用范围；进而使得刀具整体装配结构变弱甚至失效。
事实上，相比于可转位刀具的概念，小直径整体硬质合金刀具的价格往往更高，这使大家进一步意识到小直径范围内可转位刀具的重要性。
提供可转位刀具作为选择
在上述直径范围内使用可转位刀具有几个显著的优势，这在用户眼里非常具有吸引力。在许多案例中，特别是粗加工切削刃失效时，采用可转位刀具时仅需对刀片进行简单的转位操作，非常经济合算；而采用整体硬质合金刀具时则需用全新的刀具替换已报废的刀具。采用可转位刀具还带来额外的好处，那就是免除了对失效的整体硬质合金刀具进行既浪费时间也浪费资源的重磨及重涂层操作。
刀具制造商们迎接来自整体硬质合金刀具概念的挑战并取得了显著的进展，开发出基于可靠设计且具有商业化可行性的小直径可转位刀具。在这一方向的努力已经有了成果，夹持可转位刀头或可转位刀片的铣刀及钻头已能用于替代整体硬质合金刀具。
颇具竞争力的性能
可换硬质合金刀头式刀具的推出昭示着关注焦点的转变。例如，伊斯卡就推出了两种基于这一理念的刀具，那就是变形金刚立铣刀（MULTI-MASTER）系列及变色龙钻（CHAMDRILL）系列。
新式刀具凭借其性能及精度特性在功能上能与整体硬质合金刀具设计相匹敌。这类系列的共性是，一个刀头能装夹于不同的刀体；反之一个刀体能装夹不同的刀头，有助于生成丰富多样的装配组合，促成刀具库存件数的减少。
另一重要的设计—“快换刀头，无停机时间”，也是可换头式刀具的特征之一，因无需浪费时间在重新装夹调试刀具上，能实现刀体夹持于机床主轴上就能在机更换失效的刀头。这能消减加工周期，并进而降低生产成本。与此相反，当整体硬质合金铣刀或钻头失效，新一轮的刀具装卸周期则不可避免。
另外，这一概念确保继承了整体硬质合金刀具的所有相关优点。在所探讨的直径范围内，“可换刀头式”硬质合金刀具凭借其原理在刀具设计方面具有更明显的优势和特点。变形金刚立铣刀系列（MULTI-MASTER）小直径为5mm；束魔变色龙钻（SUMOCHAM）小直径为6mm；变形金刚立铣刀还能用于加工沉头螺钉孔，中心钻小直径为1mm。
LOGIQ系列带来全新的视角
伊斯卡全新逻辑·智胜LOGIQ系列推出了小规格的可转位旋转刀具。公司推出好几个系列的名义直径不大于20mm的刀具。接下来扼要地回顾这些系列以更清晰地理解这些新式刀具是否能打破整体硬质合金刀具的壁垒。
让人感兴趣的是新系列可转位铣刀，直径范围为8-16mm。这些系列推荐用于方肩铣或大进给铣削。具有几个共性的特点：夹持带3个切削刃的三角形刀片，紧固刀片的机械部件为夹紧螺钉。然而，看上去相似的结果却来自于不同的设计思路。HELI3MILL 及 MICRO3FEED系列铣刀直径范围为10-16mm，采用了经典的刀片锁紧设计，即夹紧螺钉通过刀片中心孔对刀片进行夹紧；而NANMILL 及NANFEED系列铣刀直径范围为8-10mm，采用了以下概念的夹紧方式。在如此小的直径范围内，如前所提的过刀片中心孔夹紧螺钉，无法提供可被接受可实操的解决方案。在新的概念中，螺钉置放于刀片前刀面上方，夹紧螺钉头充当了楔块的角色。这提供了可靠的刚性夹紧，刀片因无中心孔的结构而均质耐用，使得刀片转位简捷。
按预计，这些系列将用于紧凑部件的制造，不同工业领域如模具工业的小尺寸型腔铣、挖槽加工以及小型零部件的铣削加工，也用于小型零部件的生产制造。
小改变带来大冲击
1mm的改变是多还是微不足道？对于小直径范围内的可转位刀具而言，这将带来大大的不同。伊斯卡新推出直径为5mm的束魔变色龙钻（SUMOCHAM）刀头，标志着为可换头式钻头应用范围带来了重大的进步。
在小直径范围内，可换头式刀具能提供及的优势，使得其成为传统的整体硬质合金刀具的有力的竞争对手。可转位刀具正在切入金属切削实践领域，这值得引起大家的关注。
CNC加工中常用的螺纹加工方法
CNC加工中几种常用的螺纹加工方法：
1. 丝锥加工法
1.1 丝锥加工的分类及特点
选用丝锥加工螺纹孔是常用的加工办法，它首要适用于直径较小(Dlt;30)，孔方位精度要求不高的螺纹孔。
在20世纪80年代，螺纹孔均选用柔性攻丝办法，即选用柔性攻丝夹头夹持丝锥，攻丝夹头可做轴向补偿，补偿机床轴向进给与主轴转速不同步形成的进给差错，确保正确螺距。柔性攻丝夹头结构杂乱，本钱较高，简略损坏，加工功率较低。近年来，cnc加工中心的功能逐步提高，刚性攻丝功能成为cnc加工中心的根本配置。
因而，刚性攻丝成为目前螺纹加工的首要办法。
即用刚性绷簧夹头夹持丝锥，主轴进给与主轴转速由机床操控保持一致。
绷簧夹头相关于柔性攻丝夹头来说，结构简略，价格便宜，用途广泛，除夹持丝锥外，还可夹持立铣刀、钻头等刀具，能够下降刀具本钱。一起，选用刚性攻丝，能够进行高速切削，提高加工中心运用功率，下降制作本钱。
1.2 攻丝前螺纹底孔的断定
螺纹底孔的加工关于丝锥的寿数、螺纹加工的质量等方面有较大影响。一般，螺纹底孔钻头直径挑选挨近螺纹底孔直径公差的上限，
例如，M8螺纹孔的底孔直径为Ф6.7 0.27mm，挑选钻头直径为Ф6.9mm。这样，可削减丝锥的加工余量，下降丝锥的负荷，提高丝锥的运用寿数。
1.3 丝锥的挑选
挑选丝锥时，首要，必须按照所加工的资料挑选相应的丝锥，刀具公司依据加工资料的不同生产不同型号的丝锥，挑选时要特别留意。
因为丝锥相关于铣刀、镗刀来说，对被加工资料非常敏感。例如，用加工铸铁的丝锥来加工铝件，简略形成螺纹掉牙、乱扣乃至丝锥折断，导致工件报废。其次，应留意通孔丝锥与盲孔丝锥的区别，通孔丝锥前端引导较长，排屑为前排屑。盲孔前端引导较短，排屑为后排屑。用通孔丝锥加工盲孔，不能确保螺纹加工深度。再者，若选用柔性攻丝夹头，还应留意丝锥柄部直径及四方的宽度，应与攻丝夹头相同;刚性攻丝用丝锥柄部直径应与绷簧夹套直径相同。总归，只有合理的挑选丝锥，才干确保加工的顺利进行。
1.4 丝锥加工的数控编程
丝锥加工的编程较为简略。现在加工中心一般都固化了攻丝子程序，只需将各个参数赋值即可。但要留意，数控系统不同，子程序格局不同，一些参数表示的含义是不同的。
例如，SIEMEN840C操控系统，它的编程格局为：G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_。编程时只需将这12个参数赋值。
2. 螺纹铣削法
2.1 螺纹铣削的特点
螺纹铣削是选用螺纹铣削刀具，加工中心三轴联动，即X、Y轴圆弧插补，Z轴直线进给的铣削办法加工螺纹。
螺纹铣削首要用于大孔螺纹及难加工资料的螺纹孔的加工。它首要有以下特点：
⑴ 加工速度快，功率高，加工精度高。刀具资料一般为硬质合金资料，走刀速度快。刀具的制作精度高，因而铣削的螺纹精度高。
⑵ 铣削刀具适用范围大。只要是螺距相同，无论是左旋螺纹仍是右旋螺纹，均可运用一把刀具，有利于下降刀具本钱。
⑶ 铣削加工易于排屑、冷却，相对丝锥来讲切削状况较好，特别适用于铝、铜、不锈钢等难加工资料的螺纹加工，
尤其适合大型零部件及贵重资料的零部件的螺纹加工，能够确保螺纹加工质量和工件的安全。
⑷ 因没有刀具前端引导，适用于加工螺纹底孔较短的盲孔及没有退刀槽的孔。
2.2 螺纹铣削刀具的分类
螺纹铣削刀具可分为两种，一种是机夹式硬质合金刀片铣刀，另一种是整体式硬质合金铣刀。机夹式刀具适用范围广，既可加工螺纹深度小于刀片长度的孔，也可加工螺纹深度大于刀片长度的孔。整体式硬质合金铣刀一般用于加工螺纹深度小于刀具长度的孔。
2.3 螺纹铣削的数控编程
螺纹铣削刀具的编程与其它刀具的编程不同，假如加工程序编制过错，易形成刀具损坏或螺纹加工过错。编制时应留意以下几点：
⑴ 首要应将螺纹底孔加工好，对小直径孔用钻头加工，对较大的孔应选用镗削加工，确保螺纹底孔的精度。
⑵ 刀具切入切出时应选用圆弧轨道，一般为1/2圈进行切入或切出，一起Z轴方向应行进1/2螺距，以确保螺纹形状。刀具半径补偿值应在此时带入。
⑶ X、Y轴圆弧插补一周，主轴沿Z轴方向应行进一个螺距，不然，会形成螺纹乱扣。
⑷ 详细举例程序：螺纹铣刀直径为Φ16，螺纹孔为M48×1.5，螺纹孔深度为14。
加工程序如下：
(螺纹底孔程序略，该孔应采纳镗削底孔)
G0 G90 G54 X0 Y0
G0 Z10 M3 S1400 M8
G0 Z-14.75 进刀至螺纹深处
G01 G41 X-16 Y0 F2000 移至进刀方位，参加半径补偿
G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 切入时选用1/2圈圆弧切入
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 切削整个螺纹
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切出时选用1/2圈圆弧切出G01 G40 X0 Y0 回至中心，撤销半径补偿
G0 Z100
M30
3. 挑扣法
3.1挑扣法的特点
箱体类零件上有时也能遇到大螺纹孔，在没有丝锥和螺纹铣刀的状况下，可选用类似车床挑扣的办法。
在镗刀杆上装置螺纹车刀，进行镗削螺纹。
公司从前加工一批零件，螺纹是M52x1.5，方位度是0.1mm(见图1)，因为方位度要求较高，螺纹孔较大，无法运用丝锥进行加工，且没有螺纹铣刀，经过试验，选用挑扣办法确保了加工要求。
3.2 挑扣法的留意事项
⑴ 主轴启动后，应有岩时时刻，确保主轴到达额外转速。
⑵ 退刀时，假如是手磨的螺纹刀具，因为刀具不能刃磨对称，不能选用反转退刀，必须选用主轴定向，刀具径向移动，然后退刀。
⑶ 刀杆的制作必须晶确，尤其是刀槽方位必须保持一致。如不一致，不能选用多刀杆加工。不然就会形成乱扣。
⑷ 即使是很细的扣，挑扣时也不能一刀挑成，不然会形成掉牙，表面粗糙度差，至少应分两刀。
⑸ 加工功率低，只适用于单件小批、特殊螺距螺纹和没有相应刀具的状况。
3.3 详细举例程序
N5 G90 G54 G0 X0 Y0
N10 Z15
N15 S100 M3 M8
N20 G04 X5 岩时，使主轴到达额外转速
N25 G33 Z-50 K1.5 挑扣
N30 M19 主轴定向
N35 G0 X-2 让刀
N40 G0 Z15 退刀
4.总结
综上所述，cnc加工中心加工螺纹的办法首要有丝锥加工、铣削加工和挑扣法，以丝锥加工、铣削加工为首要加工办法，挑扣法仅仅临时应急选用的一种办法。
只有正确挑选螺纹加工办法和加工刀具，才干有效提高螺纹加工功率和质量，提高cnc加工中心运用功率，下降加工本钱，每个数控加工工艺人员都应熟练掌握。
粉末冶金
粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制作金属资料、复合资料以及各种类型制品的工艺技能。广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性资料以及粉末冶金制品等。狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。
工艺特点
1、 制品的致密度可控，如多孔资料、好密度资料等；
2、 晶粒细小、显微安排均匀、无成分偏析；
3、 近型成形，原资料利用率＞95%；
4、 少无切削，切削加工仅40~50%;
5、 资料组元可控，利于制备复合资料；
6 、制备难溶金属、陶瓷资料与核资料。
工艺基本流程
1、制粉
制粉是将原料制成粉末的进程，常用的制粉办法有氧化物还原法和机械法。
2、混料
混料是将各种所需的粉末按必定的比例混合，并使其均匀化制成坯粉的进程。分干式、半干式和湿式三种，分别用于不同要求。
3、成形
成形是将混合均匀的混料，装入压模重约束成具有必定形状、尺寸和密度的型坯的进程。成型的办法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中运用多的是模压成型。
4、烧结
烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯经过烧结使其得到所要求的终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特别的烧结工艺。
5、后处理
烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采纳多种方法。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也运用于粉末冶金资料烧结后的加工，获得较理想的效果。
首要运用
粉末冶金产品的运用规模非常广泛，从普通机械制作到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制作；从民用工业到军事工业；从一般技能到高技能，均能见到粉末冶金工艺的身影.
gt;gt;gt;gt;典型运用-轿车行业
轿车上很多运用了粉末冶金零部件
1.发动机部件
为了提高燃油经济性与控制排放，轿车发动机的工作条件变得愈加严格。运用粉末冶金的阀座、阀导向、VCT和链轮等，可以具备高强度、高耐磨损性和尤秀的耐热性。
进、排气门座
齿轮
2.变速器部件
将近终成形的同步器齿环与两层冲突资料和高强度资料相结合，制作了世界上地一个离合器毂。此外，经过高温烧结的办法，制作了高强度的零部件，如手柄式换挡齿轮和换挡拨叉。
轿车中粉末冶金变速器部件首要有：同步器轮毂、同步器环、泊车部件、列移位部件和控制杆等
同步器锥环
3、减振器部件
轿车、摩托车的减振器中，活塞杆及活塞导向阀等都是重要的零部件。考虑到减振器的安稳阻尼力，运用粉末冶金零件，具有高精密薄板表面，可以削减冲突，确保操作的安稳性，提高乘坐舒适性。
减震器零件
一个视频简略的介绍了传统粉末冶金全进程 从车材变粉末然后约束烧结加工终成为轿车零件，由GKN制作。
gt;gt;gt;gt;典型运用-航空航天工业
航空工业中所运用的粉末冶金资料，一类为特别功用资料，如冲突资料、减磨资料、密封资料、过滤资料等等，首要用于飞机和发动机的辅机、仪表和机载设备。另一类为高温高强结构资料，首要用于飞机发动机主机上的重要结构件。
航空刹车副-BY2-1587
航空过滤器
航空发动机用高压涡轮粉末盘（航空报图片）
gt;gt;gt;gt;典型运用-家用电器
有些家用电器资料和零件只能用粉末冶金办法来制作，如冰箱压缩机洗衣机、电风扇等中的多孔自润滑轴承；有些家用电器资料和零件用粉末冶金办法来制作质量更好、价格更低，如家用空调排风扇和吸尘器中的杂乱形状齿轮和磁体等。
家用电器粉末冶金零件
典型运用-消费电子
gt;gt;gt;gt;典型运用-电动工具
电动、电气工具零件
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金属切削加工时利用刀具切除被加工零件剩余资料然后获得合格零件的加工办法，它是机械制作业中根本的办法。而在金属切削加工中，刀具是必不可少的一部分，而刀具资料的挑选更是重要的一部分。 在现代机械制作业中，机械加工的切削刀具关于前进生产效率，改善产品质量起到关键的效果。因为现在国家各工厂所运用的刀具资料非常杂乱，又因为刀具资料的功能优劣可以影响加工零件外表的切削效率，刀具寿数等，而在金属切削过程中刀具切削部分在高温下承受着很大的切削力与剧烈摩擦，所以为了前进工件外表质量，刀具寿数及切削效率因而刀具资料应具有以下功能： ①高的硬度和耐磨性；
②足够的强度和耐性；
③高的耐热性；
④杰出的工艺性与经济性；
⑤好的导热性和小的膨胀系数。
因而面临刀具所应具有的功能，刀具资料挑选时很难找到各方面的功能都是蕞佳的，因为各种资料功能之间有的是相互限制的，面临如此状况只能依据工艺的需求保证首要需求功能。
当前运用的刀具资料首要分为四大类：东西钢（包含碳素东西钢、合金东西钢、高速钢）、硬质合金、陶瓷、超硬质刀具资料，一般的机加工运用多的是高速钢与硬质合钢。
1、东西钢
用来制作刀具的东西钢首要有三种即碳素东西钢，合金东西钢和高速钢。东西钢的首要特点是耐热性差但抗弯强度高，价格便宜焊接与刃磨功能好故广泛用于中低速切削的成形刀具，不宜高速切削。
⑴碳素东西钢 碳素东西钢按化学成分分类，碳素东西钢负归于非合金钢，按首要质量等级和首要功能及运用特性分类，碳素东西钢归于特别质量非合金钢，碳素东西钢常用于制作刀具、模具和量具的碳素钢，其加工性杰出价格低廉，运用规模广泛所以它在东西钢中用量较大。因为碳素东西钢生产成本极低，原资料来历方便易于冷热加工，在热处理后可获得适当高的硬度，因为碳素东西钢在切削温度高于250～300℃时，马氏体要分化，使得硬度下降，碳化物散布不均匀，淬火后变形较大，易产生裂纹，淬透性差，淬硬层薄所以只适于用于切削速度很低的刀具，如锉刀、手用锯条等。⑵合金东西钢 合金东西钢是在碳素东西钢基础上加热铬、钨、钒等合金元素，以前进淬透性，耐性，耐磨性和耐热性的一类钢种，它首要用于制作量具、刀具、耐冲击东西和冷热模具及一些特别用途的东西。因为合金东西钢热硬性达325～400℃，允许切削速度为10～15m/min，所以其现在首要用于低速东西如丝锥、板牙等⑶高速钢 高速钢是含有W、Mo、Cr、V等元素较多，具有高硬度，高耐磨性的东西钢，又称高速东西钢为白钢或锋钢。高速钢的综合功能较好，运用规模广的一种刀具资料，因而首要用来制作杂乱的薄刃和耐冲击的金属切削刀具也可制作高温轴承和冷挤压模具等，高速钢经过热处理后硬度达62～66HRC，抗弯强度约为3.3GPa，耐热性为600℃左右，此外还具有热处理变形小，能铸造，易磨出较尖利的刃口等长处，他常用于制作结构杂乱的成形刀具，孔加工刀具，如铣刀，拉刀。切齿刀具等。
2、硬质合金
硬质合金有难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工业制成的一种合金资料，硬质合金具有耐热性好，切削，强度和耐性较好的，耐磨，耐腐蚀等功能。常用的硬质合金中含有大量的WC，TiC，因而硬度，耐热性均高于东西钢，硬质合金是当今首要的刀具资料之一，硬质合金广泛用作刀具资料如车刀、铣刀、钻头、镗刀等
硬质合金刀具比高速钢切削速度高4～7倍，刀具寿数高5～80倍但硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状杂乱的全体刀具，因而常制成不同形状的刀片，选用焊接，粘接，机械夹持等办法安装在刀体或模具上运用，因而大多数车刀，端铣刀和部分立铣刀等均已选用硬质合金制作。
3、陶瓷
跟着新技术革命的开展要求不断前进切削加工生产率和下降生产成本，特别是数控机床的开展，要求开发比硬质合金刀具切速更高、更耐磨的新型刀具。近几年来，跟着对高温结构陶瓷范畴研究的不断深入，使氮化硅陶瓷的功能有了很大前进，然后使氧化硅淘瓷刀具在我国迅速开展起来。
淘瓷刀具是以氧化铝或以氮化硅为基体再加入少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具资料。蕞佳具具有高硬度、耐磨性、耐热性、化学稳定性、摩擦系数低、强度与耐性低和热导率低一级特点，由此淘瓷刀具一般适用于在高速下精细加工硬资料。
4、超硬质刀具
超硬质刀具是现代工程资料的加工在硬度方面提出的更高的要求而应运而生的，超硬资料的化学成分及其形成硬度的规则或其他刀具资料不同。现代刀具资料高速钢、硬质合金、陶瓷的首要硬质成分是碳化物、氧化物、氮化物这些化合物的硬度高达3000HV，加上粘结物质其总体硬度在2000HV以下，关于现代工程资料的加工在某些状况下，上述刀具资料的硬度已无法满意需求，于是就产生了超硬质刀具资料。
超硬质刀具资料有很多种如金刚石、立方氮化硼等，它具有优异的机械功能，物理功能和其他功能，其间有些功能适合于刀具，具有很高的硬度，杰出的导热性，较高的杨氏模量，热膨胀很小，较小的密度和较低的断裂耐性。
其间立方氮化硼具有较高硬度，高热和稳定性，对铁族元素呈惰性故适合制作切削各种淬硬质钢（碳素东西钢、合金东西钢、高速钢等）各种铁基、镍基、钴基和其他热喷涂（焊）零件。
金刚石具有较高的硬度及其他优异性，他制作的刀具运用规模更广泛，可以加工各种难加工的资料，非难加工资料，但天然金刚石价格昂贵，首要用于有色金属及非金属的精密加工。超硬质资料因为功能优越，运用规模不断扩大，现已从金属加工开展到光学玻璃加工，石材加工，陶瓷加工等传统加工难进行的范畴对各种工业的开展将起到巨大推进效果。
跟着现代社会的前进和科学技术的日新月异，机械资料加工对刀具的资料要求也越来越高，因而，熟练掌握了解各种刀具的运用及资料的特点，才干更好的挑选和正确运用刀具，制作出愈加经确的零件。
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