最新Z-CARB-HPR五刃粗铣刀技术解决钛合金加工难题
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钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。切削加工钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发，选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料，通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。最常见是球头铣刀 四刃平头铣刀，圆鼻铣刀，钨钢合金铣刀，钛合金专用铣刀三刃铣刀，四刃铣刀钛合金铣刀，关键要锋利.前刀面的光洁度要好.而且刀子又要刚性好塑性优.这就决定了钛合金专用铣刀必须要用韧性优硬度高的硬质合即钨钢合金，并且要更优良的涂层。另外更精准的刃磨不可缺少，刀具稳定性好，刀具的同心度高，才可以对付比较难切削的钛合金，开粗要用开粗的铣刀，精修要用精密精修刀具，使用最广泛的钛合金和工业纯钛。为解决当前全球钛合金加工难点并进一步提高钛合金加工能效，SGS刀具公司正式向全球市场推广最新的技术结晶Z-Carb HPR粗加工铣刀。&最新的Z-CARB-HPR五刃粗铣刀是一款具有高效金属去除率的全新理念产品，可变的刀具结构比对称型在抑制振颤体现更佳效果。最新的Ti-NAMITE-M涂层具有耐磨、减小摩擦、保护刀刃、提高切削效率、提高刀具寿命等特点。Z-CARB-HPR 产品线涵盖了300多种规格，常备标准品库存，提供不同的长度、刀尖圆角、内冷却孔/无内冷却孔、圆柱/侧固柄等选项，并能提供非标设计及生产，满足不同客户的加工需求。中国市场对高效金属切削刀具及整体加工方案的需求日益增加，具有独特设计理念高品质 Z-CARB HPR 可以为客户提供极具针对性的高效加工解决方案，无论是不锈钢还是具有挑战性的钛合金材料，都能满足不同生产线的要求。
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Copyright (C)2014　　铣刀材料的种类及牌号　　1、铣刀切削部分材料的基本要求：　　1）高硬度和耐磨性：在常温下，切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨损，延长使用寿命。　　2）好的耐热性：刀具在切削过程中会产生大量的热量，尤其是在切削速度较高时，温度会很高，因此，刀具材料应具备好的耐热性，既在高温下仍能保持较高的硬度，有能继续进行切削的性能，这种具有高温硬度的性质，又称为热硬性或红硬性。　　3）高的强度和好的韧性：在切削过程中，刀具要承受很大的冲击力，所以刀具材料要具有较高的强度，否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动，因此，铣刀材料还应具备好的韧性，才不易崩刃，碎裂。　　2、铣刀常用材料：　　（1）高速工具钢（简称高速钢，锋钢等），分通用和特殊用途高速钢两种。其具有以下特点：　　a、合金元素钨、铬、钼、钒的含量较高，淬火硬度可达HRC62—70。在6000C高温下，仍能保持较高的硬度。　　b、刃口强度和韧性好，抗振性强，能用于制造切削速度一般的刀具，对于钢性较差的机床，采用高速钢铣刀，仍能顺利切削。　　c、工艺性能好，锻造、加工和刃磨都比较容易，还可以制造形状较复杂的刀具。　　d、与硬质合金材料相比，仍有硬度较低，红硬性和耐磨性较差等缺点。　　（2）硬质合金：是金属碳化物、碳化钨、碳化钛和以钴为主的金属粘结剂经粉未冶金工艺制造而成的。其主要特点如下：　　能耐高温，在800—10000C左右仍能保持良好的切削性能，切削时可选用比高速钢高4—8倍的切削速度。常温硬度高，耐磨性好。抗弯强度低，冲击韧性差，刀刃不易磨的很锋利。　　常用的硬质合金一般可以为三大类:　　① 钨钴类硬质合金（YG）　　常用牌号YG3、YG6、YG8，其中数字表示含钴量的百分率，含钴量愈多，韧性愈好，愈耐冲击和振动，但会降低硬度和耐磨性。因此，该合金适用于切削铸铁及有色金属，还可以用来切削冲击性大的毛坯和经淬火的钢件和不锈钢件。　　② 钛钴类硬质合金(YT)　　常用牌号有YT5、YT15、YT30，数字表示碳化钛的百分率。硬质合金含碳化钛以后，能提高钢的粘结温度，减小磨擦系数，并能使硬度和耐磨性略有提高，但降低了抗弯强度和韧性，使性质变脆，因此，该类合金适应切削钢类零件。　　③ 通用硬质合金　　在上述两种硬质合金中加入适量的稀有金属碳化物，如碳化钽和碳化铌等，使其晶粒细化，提高其常温硬度和高温硬度、耐磨性、粘接温度和抗氧化性，能使合金的韧性有所增加，因此，这类硬质合金刀具有较好的综合切削性能和通用性，其牌号有：YW1、YW2和YA6等，由于其价格较贵，主要用于难加工材料，如高强度钢、耐热钢、不锈钢等。　　第二节铣刀的种类及标记　　1、铣刀的种类： 　　按铣刀切削部分的材料分：　　a、高速钢铣刀：较复杂的刀具用此类　　b、硬质合金铣刀：大都是用焊接或机械夹固于刀体　　按铣刀的用途分：　　a、加工平面的铣刀：圆柱铣刀、端铣刀等　　b、加工沟槽（或阶台）的铣刀：立铣刀、盘形铣刀、锯片铣刀等　　c、特形面用的铣刀：成形铣刀等　　按铣刀的构造分：　　a. 尖齿铣刀：齿背的截形是直线或折线，制造和刃磨容易，刃口较锋利。　　b　　. 铲齿铣刀：齿背的截形是一条阿基米德螺旋线，这类铣刀刃磨后，只要前角不变，齿形也不变，适宜成形铣刀　　2、铣刀的标记（材料一般采用W18Cr4V）尺寸规格标记：　　圆柱铣刀、三面刃、锯片铣刀等以外径X宽度X内孔（X角度或圆弧半径），立铣刀和键槽铣刀一般只标注外圆直径。　　第三节铣刀的主要几何参数及作用　　1、铣刀的各部分名称　　① 基面：通过切削刀上任意一点并与该点切削速度垂直的平面　　② 切削平面：通过切削刃并与基面垂直的平面　　③ 前刀面：切屑流出的平面　　④ 后刀面：与加工表面相对的面　　2、圆柱铣刀的主要几何角度及作用　　① 前角γ0：前刀面与基面之间的夹角。作用是使刀刃锋利，切削时金属变形减小，切屑容易排出，从而使切削省力；　　② 后角α0：后刀面与切削平面之间的夹角。其主要作用是减少后刀面与切削平面之间的磨擦，减小工件的表面粗糙度；　　③ 旋角0：螺旋齿刀刃上的切线与铣刀轴线之间的夹角。作用是使刀齿逐步地切入和切离工件，提高切削平稳性。同时，对于圆柱铣刀，还有使切屑从端面顺利流出的作用　　3、端铣刀的主要几何角度及作用端铣刀多一个副切削刃，因此除了前角，后角外还有：　　① 主偏角Kr：主切削刃与已加工表面的夹角。其变化影响主切削刃参加切削的长度，改变切屑的宽度和厚度　　② 副偏角Krˊ：副切削刃与已加工表面的夹角。作用是减少副切削刃和已加工表面的磨擦，并影响副切削刃对已加工表面的修光作用　　③ 刃倾角λs：主切削刃与基面之间的夹角。主要起到斜刃切割的作用　　第四节成形铣刀　　成形铣刀是用于加工成形表面的专用铣刀，它的刀刃廓形需要根据被加工工件廓形进行设计计算，可在通用铣床上加工形状复杂的表面，能保证形状基本一致，且效率高，在成批生产和大量生产中被广泛应用。　　1、铲齿的基本概念：成形铣刀可分为尖齿和铲齿两种.　　尖齿成形铣刀的铣削和重磨需要专用靠模，制造和刃磨都较困难。　　铲齿成形铣刀齿背是在铲齿车床上铲削和铲磨而成，重磨时只磨前刀面，因为前刀面是平面，所以刃磨比较方便，目前成形铣刀主要采用铲齿齿背结构。铲齿齿背应满足两个条件：①重磨后切削刃形状不变；②获得所需后角。　　2、齿背曲线及方程：通过铣刀切削刃上任意点作垂直于铣刀轴线的端剖面，它与齿背表面的交线称为铣刀的齿背曲线。　　齿背曲线主要应满足两个条件：一是铣刀每次重磨后的后角基本不变；另一是制造简单。　　能满足后角不变的曲线只有对数螺旋线，但难以制造。阿基米德螺旋线能满足后角基本不变，制造简单，容易实现。所以在生产上广泛采用阿基米德螺旋线作为成形铣刀齿背曲线。　　由几何学知识，阿基米德螺旋线上各点的向量半径ρ值，随向量半径的转角θ值的增减而等比例地增减。。　　因此，只要由等速旋转运动与沿半径方向的等速直线运动两者组合，就可获得阿基米德螺旋线。　　用极坐标来表示：当θ=00时，ρ=R，（R为铣刀半径），当θ&00时,ρ&r,& p=""&&/r,&&　　铣刀齿背的一般方程式为:ρ=R-CQ　　假设铲刀不退回，则铣刀每转过一个齿间角ε=2π/z ，铲刀的铲齿量为K，与此相适应，凸轮的升高量也应为K。为了使铲刀能等速移动，凸轮上的曲线应为阿基米德螺旋线，故容易制造。此外，凸轮尺寸仅决定于铲销量K值，与铣刀直径齿数及后角无关。只要产销量相等，凸轮即可通用。这也是目前铲齿成形铣刀齿背广泛采用阿基米德螺旋线的原因。　　当铣刀半径R和铲削量K为已知时，既可求得C：　　当θ=2π/z 时 ρ=R-K　　则 R-K=R-2πC /z ∴ C= Kz/2π　　第五节铣刀钝化之后会出现的现象　　1、从切屑形状上看，切屑变得粗大，呈片状，由于切屑温度升高，切屑颜色发紫冒烟。　　2、工件加工表面的粗糙度很差，工件表面出现亮点有啃刀痕迹或波纹。　　3、铣削过程产生很严重的振动，且有不正常噪音。　　4、从刀口形状看，刀口有发亮的白点。　　5、当采用硬质合金铣刀铣钢件时，常飞出大量火雾。　　6、用高速钢铣刀铣钢件，如用油类润滑冷却时，会产生大量烟雾。
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　　终于上来了，此贴为技术贴，主要是加工方面刀具知识切磋。不定时更新，图片为主　　
　　刀具材料的发展简史　　 机工刀具世界　　从人类使用工具开始，便开始了人类发展的历史，最初人们懂得将存在于身边的东西折断或弯曲，这已经是“变形加工”的雏形。不久，又有了物质的软硬的“概念”，知道用硬的东西可以切削软的东西。在远古时代所谓的“切削”，开始是“去除加工”。那时，硬的东西首先是石头，把石头弄碎、磨光作为工具。后来随着铁的发现，制作出比石头更锋利的刃具。良好的切削刃具，使人们能更容易制造出生产工具和生活工具。可以说工具的发展是人类文明进步的永恒动力。　　碳素工具钢　　现代的切削刀具材料经历了从碳素工具钢到高速工具钢、硬质合金、陶瓷刀具和超硬刀具材料的一百多年的发展历史。18世纪后半叶，最初的刀具材料组要是碳素工具钢。因为在当时它是作为可以加工成切削刀具的最硬的材料，然而，由于其耐热温度很低（低于200℃）。碳素工具钢在高速切削时，存在由于切削热而理科完全变钝的缺点，切削范围受到限制。因此期待着出现在高速下也能切削的刀具材料。反映这一期待而出现的材料是高速钢。　　高速钢　　高速钢也称锋钢，是在1898年由美国的F.W.泰勒（F.W.Tayloe）和M.怀特（M.white）研制的。与其说它的含碳量比碳素工具钢少，不如说加入了钨。由于其中硬质碳化钨的作用，使之在高温条件下硬度也不降低，而且由于可以用远比碳素工具钢切削速度（切钢6~10m/min，切铸铁3~5m/min）高的速度进行切削，故命名为高速钢。最初的高速钢含钨8%、铬3.6%，切削速度达12m/min；1906年确定了高速钢的最佳成分为：C 6.7%；W 18.9%；Cr 5.47%；Mn 0.11%；V 0.29%；其余为Fe。从年，出现了添加钒和钴的高速钢，其耐热性提高到500~600℃。切钢的切削速度达到30~40m/min，提高了近6倍。此后，随其组成元素的系列变化，形成了钨系和钼系高速钢。直到目前它仍被广泛应用。高速钢的出现引起了切削加工的革命，大大提高了金属切削的生产率，并要求完全改变机床的机构，以适应这种新刀具材料的切削性能要求。新机床的出现和进一步发展，反过来又促进了更优良的刀具材料开发，刀具受到激发而得到发展，在新的制造技术条件下，高速钢刀具在高速切削时也存在由于切削热而限制刀具耐用度的问题。当切削速度达到700℃，高速钢刀尖就完全变钝，在切削温度高于此值的切削速度下，就完全不能进行切削。因而，出现了比上述更高切削温度条件下保持足够硬度、可在更高的切削温度下切削的硬质合金刀具材料。　　硬质合金　　硬质合金是1925年德国人K.史律太尔（K.Schroter）发明；1929年由德国克虏伯公司商品化推向市场。它是以钨为主要成分，将WC粉末以钴作为结合剂烧结而成的。最初研制的WC-Co合金，耐热性达到800℃，切削速度提高40m/min以上。这种硬质合金虽然具有高温下硬度不降低的有点，但存在冲击强度低、性脆易破碎等缺点。这些缺点在后台研制的添加碳化钛等其他碳化物以及带图层的硬质合金中得到了改善。1931年出现了在WC-Co合金中添加TiC合金，即WC-TiC-Co合金，其耐热性达到了900℃以上，切钢时的切削速度达到了220m/min。这就是说从高速钢发展到硬质合金的40年间，由于刀具材料的耐热性能的提高，切削速度提高了近40倍。之后由于制造质量的提高和添加了熔点更高的碳化物（TaC，NbC），如超细晶粒硬质合金，WC-TiC-TaC（NbC）-Co合金等，其耐热性提高到℃以上，使切削速度进一步得以提高。涂层硬质合金由于综合了TiC基硬质合金的高耐磨性和金属切除率以及WC基硬质合金高的韧性和使用的可靠性，使它在告诉切削刚件和铸铁时都获得了巨大的成功，特别是硬质合金机夹刀片的广泛使用，更增加了涂层硬质合金刀片的使用价值。因此硬质合金可转位刀具与涂层硬质合金刀具的出现与发展，进一步完成了从高速钢开始的金属切削加工的革命。它的重要意义在于刚才的切量在机械加工车间整个切削量中占据非常大的比重。　　陶瓷刀具　　然而人民是不会满足于此的，由于Al2O3硬度高且耐热性好，通常不容易与被切削材料粘附，已被广泛应用于砂轮磨削加工中。因此能耐高速度下切削热的材料--熔融氧化铝收到了广泛的关注，由此产生了陶瓷刀具材料。由于陶瓷刀具材料高硬度和高温硬度稳定性（1200℃以上），因而在告诉切削和对某些难加工材料的切削方面，是任何硬质合金刀具都无法比拟的；另外，由于世界方位内的W、Co、Ta等资源奇缺，价格昂贵，而陶瓷材料和多重碳化物资源比较丰富，对发展陶瓷刀具非常有利；特别是近年来可供陶瓷刀具使用的高刚性机床数量增加，因而，陶瓷刀具材料进入20世纪90年代以来得以迅速发展。陶瓷刀具材料性能得到很大的改善，其使用量也迅速增加，目前已形成了氧化铝系、氮化钛系、碳化物系、碳化硅纤维增强Al2O3等几种系列产品。　　超硬刀具　　用硬的材料可以切削软的材料，为了切削硬质材料，就必须使用比它更硬的材料。目前地球上嘴硬的物质是金刚石。尽管自然界天然金刚石早已被发现，且用他们作为切削工具也有很长的历史，人工合成金刚石也早在20世纪50年代初合成成功，但真正用金刚石广泛地制作工业切削刀具材料，还是近20多年的事。一方面，锁着现代空间技术和宇航技术的发展，现代工程材料的使用日益繁多，如有色金属及其合金、SiCp或SiCw增强铝基复合材料、玻璃钢、碳纤维增强材料、多层石英-聚醯乙酰胺或碳纤维-聚醯乙酰胺印刷电路板、中密与高密度复合纤维板，Al2O3强化复合地板、半导体硅、锗、砷化镓等。虽然改进的高速钢、硬质合金及新型陶瓷刀具材料在切削传统加工工件时，却邪速度和切削加工生产率成倍甚至十几倍的增加，但是，当用他们加工上述材料时，刀具的耐用度和切削加工效率仍然很低，且切削加工质量难以保证，有时甚至无法加工，需要用更锋利更耐磨的刀具材料。另一方面，随着现代机械制造与加工工业的迅猛发展，自动机床、计算机数控（CNC）加工中心、无人加工车间的广泛应用，为了进一步提高加工精度、减少换刀时间，提高加工效率，越来越迫切要求有耐用度更高、性能更稳定的刀具材料。在这种情况下，金刚石刀具迅速发展，同时也大大促进了金刚石刀具材料的发展。金刚石刀具材料具有一系列优异的性能，具有加工精度高，切削速度快，使用寿命长的特点。如用Compax（聚晶金刚石复合片）刀具可以保证加工上万件硅铝合金活塞环零件且其刀尖基本保持不变；用Compax大直径铣刀加工飞机铝制翼梁，其切削速度可高达3660m/min；这些都是硬质合金刀具无法媲美的。不仅如此，金刚石刀具材料的采用还可以扩大加工领域，改变传统的加工工艺。以前镜面加工只能用研磨抛光工艺，现在不仅可以用天然单晶金刚石刀具，而且在有的情况下还可以用PDC超硬复合刀具进行超精密切削，实现以车代磨。随着超硬刀具的应用，机加工领域出现了一些新的概念，如使用PDC道具后，限制车削速度的不再是刀具面是机床，并且当车削速度超过某一速度后，工件和刀具均不发热。这些突破性的概念的含义是很深刻的，它为现代机加工行业展示了无限的发展前景。　　
　　四大要素让难加工材料的加工降本增效！　　原创
张广华 金属加工　　随着科技的发展使得当今大量零部件的结构异形化、形状复杂化及型面多样化，如钛合金的整体叶轮、航空发动机的涡轮盘。难加工材料如奥氏体不锈钢、淬火钢、钛合金、高温合金和钛合金等材料，一方面由于难加工材料硬度高、熔点高、耐磨性好、抗氧化和抗腐蚀能力强等优点，所以其在航空航天和石油化工等领域应用广泛；另一方面难加工材料这些特性使得加工过程中切削力大、切削区温度高、切屑不容易折断、加工表面完整性差且刀具使用寿命短。　　传统材料的加工工艺、加工方法和加工刀具无法满足难加工材料结构件的加工要求，需要从难加工材料及其结构件的可加工性和加工工艺方法出发，提出合理的加工方法：采用相位图方法分析难加工材料的可加工性；选取适合的加工工艺方法--高压冷却方法，微量润滑切削（MQL）加工，加热（激光）辅助切削加工，低温冷却辅助切削加工；还有提高难加工材料切削效率的方法：刀具设计、刀具涂层和材料、刀具几何参数的合理选择、选取合理的切削用量和加工方式。针对难加工材料的加工可以参照一些厂家的加工方案。　　本文主要讨论难加工材料需要考虑的4个要点：用合理的刀具几何参数和切削参数来控制切削力、冷却润滑辅助工艺、合理的加工工艺和考虑刀具性价比的合理刀具效率。并列举几个提高难加工材料的加工效率和刀具使用寿命的解决方案。　　1.切削难加工材料的要素　　（1）适当地控制刀具的切削力　　切削力的方向和大小直接影响刀具的使用寿命及工件（尤其是薄壁件）的加工质量。切削参数对切削力的影响如图1所示，山高推出的计算主切削力的Kienzle定律，横向为进给量或切深，纵向为切削力。进给量比切削深度对切削力的影响更显着，如山高刀具公司整体合金铣刀研发出专用于高温合金、钛合金及不锈钢等材料的高效刀具，既提高了加工效率和刀具使用寿命，又能降低加工风险，保证零件的加工质量。　　图1
切削参数对切削力的影响　　（2）合理的辅助加工工艺措施　　加工难加工材料时，适当地提高加工线速度并实施充分的冷却，能够有效的断屑。如山高刀具公司推出的Jetstream Tooling飞流系统等，使切削液更充分地喷射到加工点上，能有效地降低切削热，对润滑刀具效果好，有利于切屑的折断，特别适用于不锈钢、钛合金及高温合金等难断屑材料的加工。　　（3）选用高效加工方法加工难加工材料　　目前常用的几种高效加工方法有：片皮法、层切法、摆线法及插铣法等。如采用片皮法大切深小切宽的方式，尽可能地使刀具少处在产生热量区域内而多处于散热区域，以提高刀具使用寿命。无论采用哪种方法，其目的都是在加工过程中减少加工热的产生。难加工材料的高效加工方法会显着地影响刀具的加工效率和刀具使用寿命。　　（4）刀具性价比的均衡　　很多人都很看重刀具的价格及使用寿命而往往忽视了刀具的效率问题，然而刀具效率的提升所节约下来的成本远远大于刀具自身的成本。图2所示是切削速度与刀具成本、机床成本、总加工成本和每小时加工零件数的关系图，从图2中可以看出，既保证加工效率（每小时加工零件数），又兼顾其他成本时，加工需要选取合理的加工速度。　　图2
切削速度对加工成本影响图　　2.难加工材料的加工实例　　实例1：采用刀具涂层和高压冷却进行钛合金的铣削。　　对Ti6Al4V材料机匣件在200 bar情况下的加工案例，加工条件如下：刀杆型号为 R220.69-，F40M涂层，其刀片型号为XOEX120416R-M07/XOMX120416R-ME08；切削参数： fz= 0.14mm/z， ap =2mm，ae= 15mm，10 bar高压冷却。机匣件如图3所示，材料为Ti6Al4V。刀具涂层如图4所示，包括有TiN、（Ti，Al）N、Ti(C，N)和TiN结合涂层。切削速度对刀具使用寿命的影响如图5所示，纵向为刀具连续切削时间，横向为切削线速度，从而可以看出采用涂层的刀具切削Ti6Al4V的切削速度在60～80m/min时，刀具使用寿命较短，为了保证该涂层的刀具使用寿命，可选切削速度为40～50m/min。　　图3
机匣件　　图4
刀具涂层示意图　　图5
切削速度对刀具寿命影响　　实例2：新型铣刀高进给铣削的应用。　　（1）采用较小的轴向切削深度，较大的每齿进给量（尤其对于加工大悬伸深模腔时，传统圆刀片铣刀轴向切深不大），实际金属切除率明显提高，比用传统圆刀片加工效率高。　　（2）新型铣刀与圆片铣刀的总切削力方向如图6所示，该种新型铣刀的总切削力的轴向分力较大，提高刀具切削刚性，尤其当加工大悬伸深模腔时，加工稳定性比传统圆刀片铣刀好。山高新产品轴向切削深度高达1.8mm。　　新型铣刀加工模具型腔如图7所示。加工要求、条件及状态：加工模具型腔，预硬模具钢56HRC；刀杠型号为R217.21-0.3 (Ф25 mm)；刀片型号：218.19-100T-T3-MD06，F15M；切削参数：Vc=195m/min， N=2 500r/min，fz=0.53mm/z，Vf = 4 000mm/min，ap=0.3mm。　　图6
新型铣刀与圆片铣刀的总切削力方向　　图7
新型铣刀加工模具型腔　　3.结论　　难加工材料的机械特性决定了其可加工性差的特点。可采用选配适合的刀具和加工参数降低切削力。采用高压冷却的辅助加工工艺，选用适合的高效加工方法，考虑刀具性价比均衡优化等要素，可提高难加工材料加工效率，降低刀具成本。　　内容摘自金属加工冷加工2015年第14期　　原标题：难加工材料的加工要素　　
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　　数控铣宏程序培训经典整理，太详细了。　　 数控达人　　点击数控达人关注我们哟　　一个高端人群的数控交流黄金平台，为您提供最便捷的数控资讯，打造数控行业必备平台。　　一. 什么是宏程序？　　用变量的方式进行数控编程　　二. 宏程序与普通程序的区别。　　普通程序　　宏程序　　只能使用常量　　可以使用变量，并给变量赋值　　常量之间不可以运算　　变量之间可以运算　　程序只能顺序执行，不能跳转　　程序可以跳转　　三. 变量　　#1~#33　　在宏程序中储存数据，在程序中对其赋值。赋值是将一个数据赋予一个变量。例如#1=0，表示#1的值就是0，其中#1代表变量，#是变量符号，0就是给变量#1赋的值。　　例如　　G0 X0 Y0；#1=100 ；#1=50；　　G01 X100 F500 ；G0 X0 Y0；#2=50；　　G01 X#1 F500；G0 X0 Y0 ；　　G01 X[#1+#2]F500；　　四. 变量之间的运算　　变量之间可以进行加，减，乘，除函数等各种运算　　例如　　#1=60；　　#2=SIN#1；　　运算顺序和一般数学上的定义相同　　例如　　#1=#2+3*SIN#4　　括号嵌套　　最里层的括号优先　　例如　　#6=COS[[[#5+#4]*#3+#2]*#1]　　比较难理解的一种情况　　#1=10；　　G0 X#1 Y0；　　#1=#1+1；　　G0 X#1 Y0；　　五. 转移和循环　　在程序中使用GOTO和IF可以改变程序执行顺序　　1.
GOTO 语句—--无条件转移　　例如　　G0 X0 Y0；　　G01 X100 Y100 F100；　　X500；　　GOTO 01；　　Y500；　　N01 X550；　　Y550；　　G0 Z200；　　2. IF语句　　1）.IF[条件表达式]GOTO n　　如果指定的表达式满足，则转移到标有顺序号n 的程序段，如果不满足指定的条件表达式，则顺序执行下一个程序段。　　例如　　IF[#1 GT 100] GOTO 01；　　G0 X0 Y0；　　N01 X200；　　运算符　　运算符　　含义　　EQ　　等于 =　　NE　　不等于 ≠　　GT　　大于 &　　GE　　大于或等于 ≥　　LT　　小于 &　　LE　　小于或等于 ≤　　典型例子　　#1=0；　　#2=1；　　N01 IF[#2 GT 100] GOTO 02；　　#1= #1+#2；　　#2= #2+#1；　　GOTO 01；　　N02 M30；　　3.循环（WHILE语句）　　在WHILE后制定一个条件表达式，当指定条件满足时，则执行从DO到END之间的程序，否则，转到END后的程序段　　例如　　#2=10；　　#3=20；　　WHILE[#2 LT #3]DO01；　　#2=#2-1；　　END01；　　实例运用　　O2012（螺旋铣孔）　　FANUCj加工中心宏程序　　#1=50；圆孔直径　　#2=40；圆孔深度　　#3=30；刀具直径　　#4=0；Z坐标设为自变量，赋值为0　　#17=1;Z坐标每次递增量　　#5=[#1-#3]/2；刀具回转直径　　S1000 M3;　　G54 G90 G00 X0 Y0 Z30;　　G00 X#5　　Z[-#4+1];　　G01 Z-#4 F200;　　WHILE[#4 LT #2]DO01;　　#4= #4+#17;　　G03 I-#5 Z-#4 F1000;　　END 01;　　G03 I-#5;　　G01 X[#5-1];　　G0 Z100;　　M30;　　O2013（群孔）　　FANUCj加工中心宏程序　　#1=40；最内圈孔圆心所在直径　　#2=30；每列孔间隔　　#3=12；孔的列数　　#4=10;
空间隔　　#5=6；每列孔个数　　S1000 M3;　　G54 G90 G00 X0 Y0 Z30　　G16;　　#6=1；　　WHILE[#6 LE #3]DO 01;　　#7=1；　　WHILE[#7 LE #5]DO 02;　　#8= #1/2+[#7-1]*#4　　#9= [#6-1]*#2;　　G98 G81 X#8 Y#9 Z-60 R3 F100;　　#7=#7+1；　　END 02;　　#6=#6+1;　　END 01;　　G80 Z30;　　G15;　　M30;　　O2013（可变式深孔钻）　　FANUCj加工中心宏程序　　#1=3；每次进给钱的缓冲高度　　#2=20；第一次钻深　　#3=0.5；递减比例　　#4=35；孔总深的　　#5=5.；R点　　M3 S1000;　　G54 X0 Y0;　　G0 Z#5;　　WHILE[#4 GT 0] DO 01;　　G01 Z-#2 F1000;　　G0 Z#5;　　Z[-#2+#1];　　#7=#2*#3;　　#2=#2+#7;　　#4=#4-#2;　　END 01;　　G0 Z100;　　M30;　　O2014（铣平面）　　FANUCj加工中心宏程序　　#1=1000；工件长度　　#2=1000；工件宽度　　#3=10；刀具直径　　#4=-#2/2；Y设为自变量，初始值赋值为-#2/2　　#14=0.8*#3;递增量　　#5=[#1+#3]/2+2.;开始X坐标　　S1000 M3;　　G54 G90 G00 X0 Y0 Z30;　　X#5 Y#4;　　Z0;　　WHILE[#4 LT #2/2] DO01;　　G01 X-#5 F1000;　　#4= #4+#14;　　Y#4;　　X#5;　　#4= #4+#14;　　Y#4;　　END 01;　　G0 Z30;　　M30;　　另一种编程方式　　#1=1000；工件长度　　#2=1000；工件宽度　　#3=10；刀具直径　　#4=-#2/2；Y设为自变量，初始值赋值为-#2/2　　#14=0.8*#3;递增量　　#5=[#1+#3]/2+2.;开始X坐标　　S1000 M3;　　G54 G90 G00 X0 Y0 Z30;　　X#5 Y#4;　　Z0;　　N01 G01 X-#5 F1000;　　#4= #4+#14;　　Y#4;　　X#5;　　#4= #4+#14;　　Y#4;　　IF [#4 LT #2/2] GOTO 01;　　G0 Z30;　　M30,　　O2015（铣三角形）　　FANUCj加工中心宏程序　　#1=1000;三角形高　　#2=0.;　　#3=1.X方向减增量　　#4=1.5;Z方向递减量　　G43 Z53 H01;　　WHILE [#1 GT 0] DO 01;　　G01 Z#1 F1000;　　X#2;　　Z[#1-#4];　　X[-#2-#3];　　#2=[#2+#3];　　#1=#1-2*#4；　　END 01;　　G0 Z300;　　M30;　　O2016（铣圆形）　　FANUCj加工中心宏程序　　基本数学知识　　圆的方程式;　　标准方程X2+Y2=R2　　参数方程X=R*COSA　　Y=R*SINA　　在宏程序中SQRT是平方根的意思，例如#12= #2，那么#1=SQRT#2　　所以则有X=SQRT[R2-Y2]　　Y=SQRT[R2-X2]　　#1=50;圆半径　　#4=1;每次下降深度　　#6=2500;半径的平方　　G43 Z60. H01;　　WHILE[#1 GT -50] DO 01;　　G01 Z#1 F2000;　　#7=SQRT[#6-#1*#1];　　X#7;　　#5= #1-#4;　　Z#5;　　#8=SQRT[#6-#5*#5];　　X-#8;　　#1=#1-2*#4；　　END 01;　　Z200;　　M30;　　O2017（铣椭圆）　　FANUCj加工中心宏程序　　基本数学知识　　椭圆方程　　标准方程 X2/A2+Y2/B2=1　　参数方程 X=A*COSα　　Y=B*SINα（中心在原点）　　其中A为长半轴B为短半轴　　#1=50；长半轴　　#2=30；短半轴　　#3=0.；　　G90 G1 X#1 Y0.;　　G43 Z0. H01;　　G01 Z-10.;　　WHILE[#3 GT 360] DO 01;　　#13= #1*COS#3;　　#14= #1*SIN#3;　　G01 X#13 Y#14 F1000;　　#3= #3+1.;　　END 01;　　G0 Z100.;　　M30;　　O2018（铣球）　　M3 S1000;　　G0 G54 G90 X0 Y0 ;　　#1=10;　　#4=90;　　G43 Z50 H21;　　Z[#1+1];　　WHILE[#4 GT -90] DO 01;　　#5= #1*SIN#4;　　#6= #1*COS#4;　　G0 X#6 Y0;　　GO Z#5 F1000;　　G03 I-#6;　　#4= #4-2;　　END 01;　　G0 Z200.;　　M30;　　O2019（两个圆柱垂直相接）　　FANUCj加工中心宏程序　　#1=35.；　　#10=1444;　　#11=3364　　#2=SQRT[#10-#1*#1];　　#3=SQRT[#11-#2*#2]；　　G54 G90 G80 X-#3 Y#2;　　G43 Z40 H12;　　G01 Z#1 F1000;　　WHILE[#1 GT 0] DO01;　　G01 Z#1;　　#2=SQRT[#10-#1*#1]；　　#3=SQRT[#11-#1*#1];　　G02 X-#3 Y-#2 R-58F1000;　　#1= #1-2;　　G01 Z#1 F1000;　　#2=SQRT[#10-#1*#1]；　　#3=SQRT[#11-#2*#2];　　G03 X-#3 Y#2 R-58 F1000;　　#1= #1-1；　　END 01;　　G0 Z100;　　M30;　　（文章部分图文来自网络编辑转载，转载目的在于传递更多信息。我们尊重作者，版权归原作者所有，如涉及作品版权问题，请与我们联系，我们将在第一时间删除内容！）　　↙↙点击「阅读原文」发现更多精彩　　
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　　揭秘手机金属外壳加工工艺及国内的生产厂家　　 前沿数控技术　　自iPhone5以全镁铝合金开启金属风潮之后以来，众多手机生产商开始了不同程度的采用金属外观件。一块金属铸件，需要经历多少工序，才能变成我们手中精美的手机外壳？　　乐视推出的手机乐Max采用全金属手机，每一个金属机身在生产流水线中超过100分钟。让我们揭秘它从一块重达357g的铝材，到最终37.5g的成品外壳，历经的16道精湛工艺。　　1　　铝挤　　第一步将柱形铝材进行切割并挤压，这个过程被称之为铝挤，会让铝材挤压之后成为10mm的铝板方便加工，同时更加致密、坚硬。　　2　　DDG　　使用CNC机床（高速钻攻中心），经过DDG环节将铝板精准地铣成152.2×86.1×10mm的规整三维体积，以方便之后的CNC精加工。　　3　　粗铣内腔　　为方便CNC加工，使用墙内夹具夹住金属机身。粗铣内腔，把内腔、以及与夹具结合的定位柱加工好，这对之后的加工环节至关重要。　　4　　铣天线槽　　对于全金属手机而言，最难解决的就是信号问题，当年iPhone 4刚上市时也遇到金属边框造成的信号差问题。同样金属铝也可以屏蔽(削弱)手机射频信号，所以必须经过开槽的方法，让信号可以有出入的路径。所以，铣天线槽是最重要、最难的一步，天线槽必须铣得均匀，并且保持必要的链接点以保证金属壳的强度和整体感。　　5　　T处理　　经过铣天线槽之后，就要使用“T处理”把铝材处理成可以与工程塑料相结合的表面。需要将金属机身置于特殊的T液等化学药剂中，使铝材表面形成纳米级(1纳米=10的-9次方米)孔洞，为下一步的纳米注塑做准备。　　6　　NMT纳米注塑　　“注塑”环节因为有了之前T处理过的金属机身，从而可以让NMT纳米注塑工艺得以实现。NMT纳米注塑是将高温高压状态下的特殊塑料挤入经过T处理的金属材料上，让塑料与金属表层的纳米级细小孔洞紧密结合，从而达到紧固天线的目的。　　7　　精铣弧面　　对于全金属手机而言，除了信号天线难以处理之外，还有就是金属机身的3D塑形，这恰好也是最费时的一道工序，耗时需1000秒以上。　　8　　精铣侧边　　细心的朋友可能会注意到，金属机身的3D弧面被CNC铣出来了，但是在边缘还保留一圈冗余，这时就需要精铣侧边，然后就能看到金属外壳的雏形了。　　9　　抛光　　之前使用顶级高速精密CNC机床，但也只能达到A1～A2级光洁度，要想达到后续加工需求，需要将其抛光至A0级光洁度，可呈镜面效果。　　10　　喷砂　　然而全金属手机并不是全光面的效果，而是呈现磨砂表面。这就需要通过“喷砂”工艺，将金属表面处理成磨砂效果。　　11　　一次阳极　　铝合金较为稳定，为了不被汗液等外界因素所干扰，就必须要对其进行阳极处理。同时这也是为手机上色的过程，通过阳极氧化让铝本色变为金色。为铝合金进行染色的过程中是非常难以控制的，控制不好就会出现色差、斑点等，这也会降低良品率。　　12　　高光处理　　极富光泽的切边设计，需要使用最高等级的超高速CNC机床对边角进行切削，这个过程也被称为钻切或高光处理。　　13　　精铣内腔　　经过12步的加工后，金属外壳已初见端倪，这时就要将用于夹具锁止的定位柱等多余料件去除，让金属外壳内完全整洁。　　14　　二次阳极　　已经被CNC处理好的外壳还需要第二次阳极处理，使表面被氧化，形成致密、坚硬的氧化膜，让其更加耐磨且不易沾污。　　15　　铣导电位　　经过阳极氧化后的铝合金外壳导电效果会变差，所以就需要将局部阳极氧化膜去掉，露出金属以获得良好的接地效果，也就还需要再经历一次铣导电位的CNC处理。　　16　　热熔螺母　　最后，利用机械手将装配螺母嵌入到已做好的塑料中，以保证未来的手机装配。　　以往的塑胶手机外壳，通过制造模具即可实现批量生产，生产成本相对较低，生产效率较高。而现在的金属手机外壳，完全是通过CNC精密机床一件一件加工出来的，生产成本要高得多，为了满足生产效率要求，制造企业不得不采购大批量的CNC钻攻加工中心机床。　　曾有制造企业经营者感叹“做这个手机金属外壳必须买大批量的CNC机床，否则没法满足生产周期要求。如果不买设备，没有那个实力肯定接不到单，我们只能咬紧牙关大把投钱购买CNC机床。事实上钱都被这些做设备的赚走了，到最后我们剩下一大堆的机床！”　　供参考：国内主要CNC加工厂及CNC数目　　CNC制造厂商　　CNC机器数量（台）　　富士康　　100000　　可成　　20000　　比亚迪　　19000　　米亚（联丰集团）　　11000　　无锡捷普　　10000　　长盈精密　　10000　　恒信　　9000　　崇州捷普　　5000　　钱大五金制品厂　　4500　　劲胜　　3000　　领胜　　2500　　宜安科技　　2000　　华茂　　2000　　通达集团　　1500　　天驰集团　　1365　　捷荣　　1000　　珠海光宝　　800　　
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