在德國刀具制作商Horn公司每兩年舉辦一次的“技術(shù)開放日”上，媒體記者獲邀參觀了該公司坐落德國圖賓根市的硬質(zhì)合金刀片毛坯生產(chǎn)線，親眼見證了用包含多種不同成分的混合粉料生產(chǎn)可轉(zhuǎn)位刀片的全進(jìn)程。

Horn公司生產(chǎn)的各種刀具產(chǎn)品（如銑刀、車刀、拉刀、鉸刀等）廣泛采用了可轉(zhuǎn)位刀片。圖1中的旋轉(zhuǎn)展臺展示了該公司蕞新開發(fā)的一些立異產(chǎn)品，包含圓柄和削柄25A端面切槽體系、用于S100內(nèi)冷卻車削刀片的新式刀夾等。

圖1

Horn公司在世界各地的刀具生產(chǎn)廠都能夠?qū)Y(jié)而成的刀片進(jìn)行刃磨成形加工，但一切的刀片毛坯都來自坐落圖賓根的Horn

Hartstoffe硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠。制坯工藝的地一步是將不同配比的碳化物、結(jié)合劑資料（如鈷和鉭）以及后續(xù)加工所需的添加劑經(jīng)精密稱量后制成混合粉料（圖2）。在冶金實(shí)驗(yàn)室對質(zhì)料進(jìn)行的檢驗(yàn)檢測后，對其進(jìn)行攪拌混合，直至達(dá)到所要求的濃度，然后送至下一道工序，用三種成型辦法（軸向壓制成型、擠出成型或打針成型）之一進(jìn)行毛坯成型加工。

圖2

如果刀片的形狀比較簡單，一般可采用如圖3所示的電動軸向壓坯機(jī)壓制成型。這種常用的刀片壓制辦法是將粉料放入模具之中，經(jīng)過單向或雙向加壓，壓制出終究形狀。雖然該辦法比其他成型辦法更簡潔（如在燒結(jié)前無需參加添加劑），但卻不適合壓制較雜亂的刀片形狀，因?yàn)榈镀撃；蛟S比較困難（或許完全無法脫模）。Horn公司這臺壓坯機(jī)采用了機(jī)器人自動裝料/卸件設(shè)備（見壓坯機(jī)左側(cè)）。

圖3

形狀較雜亂的刀片一般是在如圖4所示的活塞式擠出成型機(jī)上成型。該機(jī)推擠原資料經(jīng)過一個模具而取得所需的形狀。值得注意的是，利用浮動芯軸銷，能夠在刀片毛坯內(nèi)部構(gòu)成內(nèi)冷卻通道。在擠出成型機(jī)下部能夠看到，構(gòu)成的生坯呈長條狀，還需要將其切成所需長度，經(jīng)過清潔后再送去進(jìn)行預(yù)燒結(jié)和燒結(jié)。

圖4

用于擠出成型的粉料中含有各種蠟和其他添加劑，這些添加劑可使加工出的刀片生坯具有延展性并呈橡膠狀（見圖5），這些長條形生坯還要切成所需尺度，并在后續(xù)工序中成型。隨后，這些添加劑將在預(yù)燒結(jié)工序中予以去除。

圖5

Horn公司還開發(fā)了一種用于大批量生產(chǎn)雜亂形狀刀片毛坯的金屬打針成型工藝（圖6所示為兩個裝在流道上的刀片的3D設(shè)計(jì)圖）。該工藝所用的打針成型機(jī)能夠設(shè)置超過5000種不同的工藝參數(shù)和變量。注入資料的體積范圍為0.2－20 cm3，打針?biāo)俣葹?m/sec，打針壓力蕞大可達(dá)2，淮安硬質(zhì)合金刀具，200bar，模具重量范圍為150－200kg。

圖6

與打針成型機(jī)、壓坯機(jī)和擠出成型機(jī)相鄰的工區(qū)（見圖7）專門擔(dān)任為硬質(zhì)合金刀片生產(chǎn)線制作東西和夾具。為此，Horn公司裝備了電火花加工機(jī)床、車床、三軸和五軸銑床、平面磨床和坐標(biāo)磨床等機(jī)床，以及微噴砂體系、激光測量儀和三坐標(biāo)測量機(jī)等設(shè)備。

圖7

用擠出成型機(jī)或打針成型機(jī)成型的刀片生坯經(jīng)過清潔后，還必須進(jìn)行預(yù)燒結(jié)。這道工序耗時2－4天，生坯要在氫氣氛爐中逐步加熱到850℃左右，使其中的各種添加劑受熱揮發(fā)，并使生坯預(yù)固化。刀片毛坯經(jīng)過預(yù)燒結(jié)后，即可進(jìn)入燒結(jié)階段（用軸向壓坯機(jī)成型的毛坯無需預(yù)燒結(jié)，可直接進(jìn)行燒結(jié)）。經(jīng)過在1，350℃－1，550℃的高溫文可達(dá)100bar的氣體壓力下進(jìn)行燒結(jié)，刀片資料即可取得其終究的物理性能。在燒結(jié)進(jìn)程中，資料部分呈液相狀況，碳化物以相同的方法重新排列，構(gòu)成無孔隙的同質(zhì)結(jié)構(gòu)。此外，燒結(jié)后刀片的體積大約會比燒結(jié)前縮小20％－22％（見圖8）。整個燒結(jié)進(jìn)程大約需要持續(xù)20小時才干完結(jié)。

圖8

經(jīng)過一系列計(jì)量室測試和質(zhì)量控制程序（包含掃描電鏡檢測、維氏硬度檢測、密度檢測、磁飽和度檢測等）之后，各批制品刀片毛坯將從硬質(zhì)合金工廠運(yùn)送到同樣坐落Horn工業(yè)園區(qū)的刀具生產(chǎn)廠，并在那里的專用磨床（見圖9）上刃磨出刀片的終究形狀。DMG/森精機(jī)公司專門為Horn公司提供的銑床渠道也能夠滿意其刀具刃磨的特定需求。Horn刀具生產(chǎn)廠的加工機(jī)床總數(shù)超過200臺，這些機(jī)床均按所加工的刀片類型分組。

圖9

圖10所示為Horn公司員工將刃磨好的刀片置于夾具上，準(zhǔn)備對其進(jìn)行清潔和噴砂處理。處理完畢后，再將這些夾具移至涂層爐中（Horn公司共有8臺涂層爐）進(jìn)行PVD或CVD涂層。完結(jié)涂層工序后，制品刀片就能夠包裝發(fā)貨了。

圖10

圖11所示為Horn公司生產(chǎn)夾持刀片的刀體和刀夾的加工車間。

圖11

Horn公司從事各種刀片生產(chǎn)任務(wù)的許多員工都曾參加過企業(yè)自己的學(xué)徒訓(xùn)練計(jì)劃。圖12中正在操作五軸加工中心的學(xué)徒已處于訓(xùn)練的高及階段。在參與手動和數(shù)控加工之前，學(xué)徒們先要學(xué)習(xí)一些基本技能（如整理文檔）。

刀具的長度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償

數(shù)控加工中，刀具實(shí)踐地點(diǎn)的方位往往和編程時刀具理論上應(yīng)在的方位不同，這是咱們需求從頭依據(jù)刀具方位來修正程序，然而正如咱們知道的，修正程序是一件多么繁雜而易錯的環(huán)節(jié)，因而，刀具補(bǔ)償?shù)母拍罹蛻?yīng)運(yùn)而生。所謂刀具補(bǔ)償就是用來補(bǔ)償?shù)毒邔?shí)踐安裝方位與理論編程方位之差的一種功用。運(yùn)用刀具補(bǔ)償功用后，改動刀具，只需求改動刀具方位補(bǔ)償值即可，而不用修正數(shù)控程序。

刀具補(bǔ)償中咱們經(jīng)常用的有長度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償，一般初入數(shù)控職業(yè)的人很難嫻熟的運(yùn)用這兩種補(bǔ)償，下面咱們就這兩種補(bǔ)償辦法詳細(xì)講解一下。

一、刀具長度補(bǔ)償

1、刀具長度補(bǔ)償?shù)母拍?/p>

首先咱們應(yīng)了解一下什么是刀具長度。刀具長度是一個很重要的概念。咱們在對一個零件編程的時分，首先要質(zhì)定零件的編程中心，然后才能樹立工件編程坐標(biāo)系，而此坐標(biāo)系僅僅一個工件坐標(biāo)系，零點(diǎn)一般在工件上。長度補(bǔ)償僅僅和Z坐標(biāo)有關(guān)，它不象X、Y平面內(nèi)的編程零點(diǎn)，因?yàn)榈毒呤怯芍鬏S錐孔定位而不改動，關(guān)于Z坐標(biāo)的零點(diǎn)就不一樣了。每一把刀的長度都是不同的，例如，咱們要鉆一個深為50mm的孔，然后攻絲深為45mm，分別用一把長為250mm的鉆頭和一把長為350mm的絲錐。先用鉆頭鉆孔深50mm，硬質(zhì)合金刀具價格，此刻機(jī)床現(xiàn)已設(shè)定工件零點(diǎn)，當(dāng)換上絲錐攻絲時，假設(shè)兩把刀都從設(shè)定零點(diǎn)開端加工，絲錐因?yàn)楸茹@頭長而攻絲過長，損壞刀具和工件。此刻假設(shè)設(shè)定刀具補(bǔ)償，把絲錐和鉆頭的長度進(jìn)行補(bǔ)償，此刻機(jī)床零點(diǎn)設(shè)定之后，即使絲錐和鉆頭長度不同，因補(bǔ)償?shù)拇嬖?，在調(diào)用絲錐工作時，零點(diǎn)Z坐標(biāo)現(xiàn)已主動向Z （或Z）補(bǔ)償了絲錐的長度，保證了加工零點(diǎn)的正確。

2、刀具長度補(bǔ)償指令

通過履行含有G43（G44）和H指令來實(shí)現(xiàn)刀具長度補(bǔ)償，硬質(zhì)合金刀具參數(shù)，一起咱們給出一個Z坐標(biāo)值，這樣刀具在補(bǔ)償之后移動到離工件表面距離為Z的地方。別的一個指令G49是撤銷G43（G44）指令的，其實(shí)咱們不用運(yùn)用這個指令，因?yàn)槊堪训毒叨加凶约旱拈L度補(bǔ)償，當(dāng)換刀時，運(yùn)用G43（G44）H指令賦予了自己的刀長補(bǔ)償而主動撤銷了前一把刀具的長度補(bǔ)償。

G43表明存儲器中補(bǔ)償量與程序指令的結(jié)尾坐標(biāo)值相加，G44表明相減，撤銷刀具長度偏置可用G49指令或H00指令。程序段N80 G43 Z56 H05與中，假設(shè)05存儲器中值為16，則表明結(jié)尾坐標(biāo)值為72mm。

3、刀具長度補(bǔ)償?shù)膬煞N辦法

（1）用刀具的實(shí)踐長度作為刀長的補(bǔ)償（推薦運(yùn)用這種辦法）。運(yùn)用刀長作為補(bǔ)償就是運(yùn)用對刀儀丈量刀具的長度，然后把這個數(shù)值輸入到刀具長度補(bǔ)償寄存器中，作為刀長補(bǔ)償。

運(yùn)用刀具長度作為刀長補(bǔ)償，能夠避免在不同的工件加工中不斷地修正刀長偏置。這樣一把刀具用在不同的工件上也不用修正刀長偏置。在這種情況下，能夠依照一定的刀具編號規(guī)矩，給每一把刀具作檔案，用一個小標(biāo)牌寫上每把刀具的相關(guān)參數(shù)，包含刀具的長度、半徑等材料。這關(guān)于那些專門設(shè)有刀具管理部門的公司來說，就用不著和操作工面對面地通知刀具的參數(shù)了，一起即使因刀庫容量原因把刀具取下來等下次從頭裝上時，只需依據(jù)標(biāo)牌上的刀長數(shù)值作為刀具長度補(bǔ)償而不需再進(jìn)行丈量。

運(yùn)用刀具長度作為刀長補(bǔ)償還能夠讓機(jī)床一邊進(jìn)行加工運(yùn)轉(zhuǎn)，一邊在對刀儀上進(jìn)行其他刀具的長度丈量，而不用因?yàn)樵跈C(jī)床上對刀而占用機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時刻，這樣可充分發(fā)揮加工中心的效率。這樣主軸移動到編程Z坐標(biāo)點(diǎn)時，就是主軸坐標(biāo)加上（或減去）刀具長度補(bǔ)償后的Z坐標(biāo)數(shù)值。

（2）運(yùn)用刀尖在Z方向上與編程零點(diǎn)的距離值（有正負(fù)之分）作為補(bǔ)償值。這種辦法適用于機(jī)床只要一個人操作而沒有足夠的時刻來運(yùn)用對刀儀丈量刀具的長度時運(yùn)用。這樣做當(dāng)用一把刀加工別的的工件時就要從頭進(jìn)行刀長補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置。運(yùn)用這種辦法進(jìn)行刀長補(bǔ)償時，補(bǔ)償值就是主軸從機(jī)床Z坐標(biāo)零點(diǎn)移動到工件編程零點(diǎn)時的刀尖移動距離，因而此補(bǔ)償值總是負(fù)值而且很大。

二、 刀具半徑補(bǔ)償

1、刀具半徑補(bǔ)償概念

在概括加工時，刀具中心運(yùn)動軌道（刀具中心或金屬絲中心的運(yùn)動軌道）與被加工零件的實(shí)踐概括要偏移一定距離，這種偏移稱為刀具半徑補(bǔ)償，又稱刀具中心偏移。

因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)控制的是刀具中心軌道，因而數(shù)控系統(tǒng)要依據(jù)輸入的零件概括尺度及刀具半徑補(bǔ)償值核算出刀心軌道。依據(jù)刀具補(bǔ)償指令，數(shù)控加工機(jī)床可主動進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。特別是在手藝編程時，刀具半徑補(bǔ)償尤為重要。手藝編程時，運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償指令，就能夠依據(jù)零件的概括值編程，不需核算刀心軌道編程，這樣就大大減少了核算量和出錯率。盡管運(yùn)用CAD/CAM主動編程，手藝核算量小，生成程序的速度快，但當(dāng)?shù)毒哂猩倭磕p或加工概括尺度與規(guī)劃尺度稍有偏差時或者在粗銑、半精銑和精銑的各工步加工余量變化時，仍需作恰當(dāng)調(diào)整，而運(yùn)用了刀具半徑補(bǔ)償后，不需修正刀具尺度或建模尺度而從頭生成程序，只需求在數(shù)控機(jī)床上對刀具補(bǔ)償參數(shù)做恰當(dāng)修正即可。既簡化了編程核算，又添加了程序的可讀性。

刀具半徑補(bǔ)償有B功用（Basic）和C功用（Complete）兩種補(bǔ)償方式。因?yàn)锽功用刀具半徑補(bǔ)償只依據(jù)本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)核算，不能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件概括處理成圓角過渡，因而工件尖角處工藝性不好。而且編程人員必須事前估量出刀補(bǔ)后或許呈現(xiàn)的間斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)，并進(jìn)行人為處理，明顯添加編程的難度；而C功用刀具半徑補(bǔ)償能主動處理兩程序段刀具中心軌道的轉(zhuǎn)接，可徹底依照工件概括來編程，因而現(xiàn)代CNC數(shù)控機(jī)床幾乎都采用C功用刀具半徑補(bǔ)償。這時要求樹立刀具半徑補(bǔ)償程序段的后續(xù)至少兩個程序段必須有值定補(bǔ)償平面的位移指令（G00、G01，G02、G03等），硬質(zhì)合金刀具制造，否則無法樹立正確的刀具補(bǔ)償。

2、刀具半徑補(bǔ)償指令

依據(jù)ISO規(guī)則，當(dāng)?shù)毒咧行能壍涝诔绦蛞?guī)則的前進(jìn)方向的右邊時稱為右刀補(bǔ)，用G42表明；反之稱為左刀補(bǔ)，用G41表明。

G41是刀具左補(bǔ)償指令（左刀補(bǔ)），即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動)，刀具中心 軌道位于工件概括的左面，稱左刀補(bǔ)。

G42是刀具右補(bǔ)償指令（右刀補(bǔ)），即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動)，刀具中心軌道位于工件概括的右邊，稱右刀補(bǔ)。

刀具刃口鈍化帶來的好處包含改善刀具壽數(shù)、進(jìn)步工件外表光潔度、下降機(jī)床主軸載荷以及下降全體制造本錢。

出產(chǎn)刃口處理機(jī)床的Mutschler刃口技能公司（Mutschler Edge Technologies LLC）對鈍化的界說如下：在構(gòu)成刀具刃口的兩平面相交處，發(fā)生可控的半徑以及改善其外表光潔度。鈍化后的刃口有圓形、瀑布型或反向瀑布型。

鈍化機(jī)正在鈍化硬質(zhì)合金刀片刃口

鈍化對一切刀具都有好處，包含高速鋼和硬質(zhì)合金刀具。在涂層前對硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行鈍化處理，將充分體現(xiàn)鈍化帶來的好處。因?yàn)闆]有尖銳角或毛刺，倒圓刃口可使涂層更加嚴(yán)密地與刀具外表結(jié)合。涂層可下降沖突，添加切削刃與工件的接觸面積，進(jìn)步刀具刃口強(qiáng)度。假如不在涂層前進(jìn)行鈍化處理，刀具會崩刃并露出基體資料，導(dǎo)致縮段刀具壽數(shù)和下降切削功率。鈍化后刃口使刀具外表光潔度得以改善，可減小沖突并有利于排屑。

未涂層刀具也會因在刃口發(fā)生可控半徑而獲益。

刀具刃口處理效果（500×）　　

鈍化是一個干加工過程，通過含磨料的尼龍毛刷與刀具刃口的相互效果來鈍化。刷絲由尼龍基體與磨料一起限制而成。當(dāng)毛刷磨損時，會有新的磨料露出來與工件相互效果。彈性刷絲相當(dāng)于柔性銼刀，均勻地掩蓋并銼削刀片刃口。

選用毛刷鈍化，有兩種不同的切削力學(xué)：磨料的切削效果以及刷絲接觸刀具外表的效果力。鈍化效果受許多要素影響，如速度、方向、周期時間、接觸深度及中心線位置。

尼龍毛刷可有多種型式。刷絲可呈直線或彎曲型，其截面可所以圓形或矩形，并依據(jù)使用的不同，可選擇多種刷絲直徑。針對不同的使用場合，毛刷中選用的磨料改變也很大，可所以碳化硅、氧化鋁、陶瓷和金剛石。

當(dāng)刃口很尖利時，磨削砂輪脫離刃口時會因磨屑效果使刃口發(fā)生鋸齒形。這是因?yàn)榇丝倘锌谔帥]有推力支撐使磨屑被剪切而去除去。假如砂輪沒有磨削到刃口，刃口就會十分尖利，導(dǎo)致在加工時刃口將很快磨損和崩掉。

當(dāng)鈍化工藝確定時，不同零件的鈍化精度可以控制在0.0001"。

刃口可通過幾種不同方法來測量。常用顯微鏡和輪廓儀來進(jìn)行可視化測量。一起，也可選用圖畫剖析軟件來進(jìn)行2D和3D檢測。

就像刀具種類相同，刀具刃口鈍化尺度也改變多樣。一般原則是，工件資料越硬，刀具刃口的鈍化尺度也就越大。因?yàn)槭褂脠龊系牟煌?，為得到蕞佳的刃口鈍化尺度，蕞好的方法是通過反復(fù)試驗(yàn)來確定。

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