一将鸵、與高速銑削和多功能車(chē)削中心相適應(yīng)的刀具及切削技術(shù)

在切削加工方面勉盅，寄希望于建立快捷生產(chǎn)體制的刀具產(chǎn)品，首推高速銑削刀具顶掉。目前草娜，加工中心等機(jī)床主軸與刀具的連接方式挑胸，在歐洲已普遍采用HSK刀柄，并已制定出ISO標(biāo)準(zhǔn)宰闰。日本國(guó)內(nèi)正在推廣采用這種工具系統(tǒng)茬贵。迄今為止，日本廠商已開(kāi)發(fā)出多種工具系統(tǒng)移袍，連接方式更是五花八門(mén)解藻，用戶(hù)在選購(gòu)時(shí)感到十分困惑。因此葡盗，日本機(jī)床生產(chǎn)廠和終端用戶(hù)都希望開(kāi)發(fā)一種適用于車(chē)削中心的HSK工具系統(tǒng)螟左。目前，日本共有16家工具企業(yè)和夾頭生產(chǎn)廠在聯(lián)合開(kāi)發(fā)此種產(chǎn)品觅够，不久即可進(jìn)行批量生產(chǎn)胶背。這對(duì)于提高加工效率、降低生產(chǎn)成本和提高加工質(zhì)量均可得到極為良好的效果尽由。

Sodick公司開(kāi)發(fā)出一種三軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)小型加工中心（工作臺(tái)尺寸400mm×600mm）爹蒋，這是一種適用于高速銑削加工的機(jī)型，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)到40000r/min野戏，與其他同類(lèi)機(jī)床相比遵非，成本降低至50%以下。為了在高速銑削條件下保證加工精度和刀具壽命哺挺，該機(jī)床采用了熱裝式工具夾持系統(tǒng)华媳。這種趨勢(shì)今后還將繼續(xù)發(fā)展下去。如MMC神鋼工具公司開(kāi)發(fā)的適用于熱裝式工具夾持系統(tǒng)的立銑刀系列產(chǎn)品撼柳，這些立銑刀盡可能保持最小程度的伸出量铺描，可進(jìn)行穩(wěn)定的高速銑削加工使义。許多生產(chǎn)熱裝式夾緊系統(tǒng)的企業(yè)推出的產(chǎn)品大都采用歐洲生產(chǎn)的電磁感應(yīng)加熱方式促壕。日本YES電子工業(yè)公司自行開(kāi)發(fā)的新型電磁感應(yīng)加熱裝置，商品名MEGAHEATER燥及。這是一種袖珍熱裝設(shè)備眷滤，它采用新型電磁感應(yīng)方式，克服了以往電磁感應(yīng)易受干擾的不良影響派阱，電源（稱(chēng)作mega加熱器）為盒式結(jié)構(gòu)诬留，可節(jié)省設(shè)備占用空間，而且設(shè)計(jì)新穎贫母，便于操作文兑。

為了簡(jiǎn)化生產(chǎn)程序，實(shí)現(xiàn)超短交貨期限腺劣，車(chē)削中心和五軸控制的加工中心需用大量多功能刀具绿贞。MAZAK公司就為車(chē)削中心開(kāi)發(fā)出一系列多功能刀具因块，這些刀具按照NC程序的指令進(jìn)行切削，一把刀具可完成內(nèi)外圓切削籍铁、內(nèi)外螺紋切削涡上、鏜削、立銑等多種加工拒名，從坯料到復(fù)雜形狀的工件吩愧，可由一道工序完成。牧野銑床制作所在立式加工中心上安裝分度裝置增显，利用機(jī)床自身的多軸控制功能慎瓮，可在一道工序內(nèi)完成多個(gè)部位的切削加工。

二伊丘、一般切削刀具的最新動(dòng)向

涂層處理是大幅度提高刀具性能的重要手段祸遮。目前，在硬質(zhì)合金（超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金）基體表面涂覆碳化物朦盲、氧化鋁木锈、氮化物的刀具使用已相當(dāng)廣泛。日立工具公司納米涂層技術(shù)的最新成果结款，是開(kāi)發(fā)出TiSiN和CrSiN涂層立銑刀肪才，兩種涂層材料的粒徑均為5nm，前者可高速加工50～70HRC的高硬度鋼昼薯，后者可高速高精度加工43HRC的軟鋼及預(yù)淬硬鋼网访。兩種涂層的硬度和抗氧化性能均優(yōu)于其他涂層，在延長(zhǎng)刀具壽命彪珠、縮短加工周期等方面质法，有著突出的效果。

住友電工公司開(kāi)發(fā)出了DLC（Diamond Like Carbon浸船，類(lèi)金剛石）涂層銑刀刀片妄迁，這種刀片最宜用于鋁合金等有色金屬的干式切削加工。采用DLC涂層的硬質(zhì)合金立銑刀李命、鉆頭等產(chǎn)品登淘，有著優(yōu)異的表面潤(rùn)滑性能，是干式切削的理想刀具品種封字。以往深孔加工是很難采用干式切削的黔州。不二越公司推出了一種長(zhǎng)鉆頭，可進(jìn)行半干式（MQL）深孔加工阔籽，加工孔深度為鉆頭直徑的20倍流妻，此種鉆頭也是經(jīng)過(guò)DLC涂層處理的。DUET公司開(kāi)發(fā)出一種金剛石與硬質(zhì)合全燒結(jié)成一體的Beam鉆頭，特點(diǎn)是不存在焊接缺陷绅这，使用壽命長(zhǎng)各薇，切削鋒利度優(yōu)異，可重磨君躺，并可制作φ0.4mm的小直徑鉆頭峭判。Beam鉆頭主要用于鋁合金、纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）痹埠、金屬基復(fù)合材料糠管、工程陶瓷等材料的高速孔加工。

刀具材料的開(kāi)發(fā)極為活躍仙尔，除上述涂層產(chǎn)品外罐葫，還有增大涂層厚度以提高切削性能的涂層刀片T9000系列（東芝Tungaoy公司）、具有優(yōu)異抗破損性能的陶瓷刀片HW2系列（日本特殊陶瓷公司）等编撵，這些刀片都超過(guò)了以往的同類(lèi)產(chǎn)品屋迄，具有良好的切削性能。

除了上述適用于干式切削的刀具品種外易仍，還開(kāi)發(fā)出了許多可提高加工效率的刀具產(chǎn)品答海。如MMC神鋼工具公司開(kāi)發(fā)的多功能立銑刀MRALE ORBIT，這是一種仿形加工專(zhuān)用短刃型刀具绵盔，特點(diǎn)是刀尖圓弧R的尺寸精度非常高壁万，可進(jìn)行大進(jìn)給量切削，應(yīng)用范圍十分廣泛璃璧。三菱綜合材料公司開(kāi)發(fā)出一種可轉(zhuǎn)位式立銑刀荔鸵，刀片形狀獨(dú)特，切削主分力作用于軸向踊跟，側(cè)刃不進(jìn)行切削踩验，由靠近底部的切削刃進(jìn)行切削，因此商玫，切削十分平穩(wěn)箕憾。這種立銑刀的切削深度為1.5～2.Omm，每齒進(jìn)給量為3.5mm决帖，與其他立銑刀相比厕九，進(jìn)給量大幅度提高。京瓷公司推出一種多功能立銑刀地回，類(lèi)似刀具早已在市場(chǎng)上出售，但京瓷公司在刀片形狀上作了較大改進(jìn)俊鱼，可有效降低切削力刻像，刀片底刃部分為橫向平置。此種立銑刀可進(jìn)行切槽、切側(cè)壁细睡、鉆孔谷羞、傾斜沉腔銑削等多種加工。ISCAR公司2002年新開(kāi)發(fā)的蝶形銑刀刀片簿馍，該刀片帶8個(gè)切削角脯黎，厚度較大，沿切向安裝忆帐，可進(jìn)行大進(jìn)給量的穩(wěn)定切削加工兵正，生產(chǎn)效率提高2.5～3.8倍，現(xiàn)已被汽車(chē)行業(yè)大量采用梢纫。

為了減輕銑刀刀體重量窖硝，提高切削效率，許多廠家開(kāi)發(fā)出鋁合金刀體高速面銑刀汤浊，如Sandvik公司的Coromant 590面銑刀邓晃、住友公司的RF型面銑刀等產(chǎn)品。這些鋁合金刀體面銑刀在高速回轉(zhuǎn)帥80mm的刀具轉(zhuǎn)速為17000r/min時(shí)砚皆，具有很高的抗離心力特性纤票，刀片夾緊牢固，不易脫落和甩出旦良，刀片槽較大盛惩，刀片和刀體均不易被切屑擦傷。

另外鹃唯，OSG公司推出一種硬質(zhì)合金絲錐爱榕，將其安裝在加工中心上，利用機(jī)床三軸控制功能形成行星運(yùn)動(dòng)坡慌，一把絲錐即可完成內(nèi)螺紋黔酥、外螺紋、右旋螺紋洪橘、左旋螺紋等多種攻絲加工跪者，此種絲錐對(duì)攻絲加工合理化作用極大。

三熄求、引人注目的微小直徑刀具

目前渣玲，日本國(guó)內(nèi)制造業(yè)為了擺脫經(jīng)濟(jì)不景氣的困境，采取的有效措施之一弟晚，便是生產(chǎn)附加值高的產(chǎn)品忘衍。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是許多零件必須經(jīng)過(guò)微細(xì)形狀加工，而且卿城，為了提高這些產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力枚钓，幾乎在所有制造領(lǐng)域都要求進(jìn)行高效率高精度加工馅块。

隨著加工形狀微細(xì)化的迅速發(fā)展，對(duì)刀具的要求也必然是直徑更加微小喳卫，精密程度更加嚴(yán)格吨争，使用壽命更加延長(zhǎng)。如三菱綜合材料公司開(kāi)發(fā)出一批小直徑立銑刀系列產(chǎn)品硫红，其中绊蚯，球頭立銑刀、方頭立銑刀的最小直徑為φ0.2mm综姜，刀頭最大長(zhǎng)度為1.5mm箭堆，均為涂層硬質(zhì)合金制品。日進(jìn)工具公司推出一種直徑為φ50μm的硬質(zhì)合金立銑刀羡逃，主要用來(lái)進(jìn)行深度為50μm的細(xì)槽加工痒跌，據(jù)稱(chēng)，這是當(dāng)前立銑刀中直徑最小的品種硬白。利用小直徑立銑刀進(jìn)行微細(xì)形狀加工牍猫，盡管效率很高，但對(duì)切削后的加工面進(jìn)行修整卻非常困難畴栖，用戶(hù)希望能夠用一把立銑刀完成最終的加工工序随静。在通常情況下，高精度形狀加工耗用的切削時(shí)間往往需要數(shù)小時(shí)吗讶。因此燎猛，對(duì)微細(xì)形狀加工所用刀具也就提出了更高的要求，即切削性能（刃尖振擺精度照皆、加工表面粗糙度等）和刀具壽命都應(yīng)比一般刀具更為優(yōu)異重绷。日進(jìn)工具公司的φ1mm CBN立銑刀，當(dāng)加工條件為轉(zhuǎn)速120000r/min膜毁，進(jìn)給速度5000mm/min昭卓，切削深度0.02mm時(shí)，刀具壽命達(dá)到10小時(shí)以上瘟滨，加工表面粗糙度達(dá)Ry1μm以?xún)?nèi)候醒。該立銑刀前角為負(fù)值，切削刃形狀經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)杂瘸，在高速回轉(zhuǎn)時(shí)倒淫，具有良好的抗沖擊性能。

鉆頭的小直徑化進(jìn)展很快败玉。住友電工公司推出一種MDSS型硬質(zhì)合金鉆頭祭静，最小直徑僅為φ30μm，最大加工深度為2D智础。該公司還生產(chǎn)一種φ0.2mm的硬質(zhì)合金鉆頭士到，最大加工深度高達(dá)1OD （D為鉆頭直徑）留绞。

隨著印刷電路板配線的高密度化和微型化助安，超小直徑PCB鉆頭的開(kāi)發(fā)得到進(jìn)一步重視辰诱。目前φ0.1～φ0.2mm的PCB鉆頭使用已較廣泛，有一部分特小直徑PCB鉆頭（φ0.075～φ0.05mm）已開(kāi)始使用莽裤。眾所周知拱缆，人的頭發(fā)粗細(xì)大致為φO.1mm，注射針頭的內(nèi)經(jīng)約為0.4mm店烛，互相對(duì)比可知谢奕，φ0.05mm的PCB鉆頭比頭發(fā)絲還細(xì)小。

在微小直徑鉆削加工中辱甫，除必須選擇適宜的機(jī)床外遍送，還應(yīng)特別注意以下問(wèn)題：導(dǎo)向孔的形狀與精度、高速回轉(zhuǎn)（φ0.2mm鉆頭的轉(zhuǎn)速在30000r/min以上）條件下工具的振擺精度店诗、間斷進(jìn)給次數(shù)及重復(fù)精度等裹刮。這些因素都是進(jìn)行穩(wěn)定切削所必須具備的條件，在微細(xì)鉆削加工中庞瘸，稍有疏忽捧弃，便會(huì)嚴(yán)重影響加工效果。

預(yù)計(jì)擦囊，今后對(duì)微細(xì)形狀加工所用刀具的需求將迅速增長(zhǎng)违霞，隨之，對(duì)此類(lèi)刀具及相關(guān)設(shè)備的開(kāi)發(fā)也會(huì)受到高度重視瞬场。已開(kāi)發(fā)出一種高速主軸頭买鸽，將其裝配在加工中心等機(jī)床上，即可實(shí)現(xiàn)高速回轉(zhuǎn)贯被，這對(duì)微細(xì)形狀切削加工是極為有利的眼五，目前，這類(lèi)主軸頭已批量投放市場(chǎng)刃榨。UNION公司推出一種測(cè)量刀具刃尖振擺精度的隨機(jī)測(cè)量裝置弹砚，該裝置可在刀具回轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行測(cè)量，這對(duì)判斷切削過(guò)程中刀具的振擺精度極為方便寺斟。這些相關(guān)裝置的開(kāi)發(fā)與利用虫棚，為高效率高精度微細(xì)形狀切削加工的有效進(jìn)行，提供了更為便捷的途徑溪胖。

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