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）。在冶金實驗室對質(zhì)料進行的檢驗檢測后，對其進行攪拌混合，直至達到所要求的濃度，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，因為刀片脫?；蛟S比較困難（或許完全無法脫模）。Horn公司這臺壓坯機采用了機器人自動裝料/卸件設(shè)備（見壓坯機左側(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上成型。該機推擠原資料經(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)計圖）。該工藝所用的打針成型機能夠設(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，打針速度為6m/sec，打針壓力蕞大可達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、壓坯機和擠出成型機相鄰的工區(qū)（見圖7）專門擔任為硬質(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床、車床、三軸和五軸銑床、平面磨床和坐標磨床等機床，以及微噴砂體系、激光測量儀和三坐標測量機等設(shè)備。

圖7

用擠出成型機或打針成型機成型的刀片生坯經(jīng)過清潔后，還必須進行預(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，即可進入燒結(jié)階段（用軸向壓坯機成型的毛坯無需預(yù)燒結(jié)，可直接進行燒結(jié)）。經(jīng)過在1，350℃－1，550℃的高溫文可達100bar的氣體壓力下進行燒結(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)廠的加工機床總數(shù)超過200臺，這些機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，準備對其進行清潔和噴砂處理。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）。

刀具的長度補償和半徑補償

數(shù)控加工中，刀具實踐地點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，刀具補償?shù)母拍罹蛻?yīng)運而生。所謂刀具補償就是用來補償?shù)毒邔嵺`安裝方位與理論編程方位之差的一種功用。運用刀具補償功用后，改動刀具，只需求改動刀具方位補償值即可，而不用修正數(shù)控程序。

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

一、刀具長度補償

1、刀具長度補償?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系，而此坐標系僅僅一個工件坐標系，零點一般在工件上。長度補償僅僅和Z坐標有關(guān)，它不象X、Y平面內(nèi)的編程零點，因為刀具是由主軸錐孔定位而不改動，關(guān)于Z坐標的零點就不一樣了。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，此刻機床現(xiàn)已設(shè)定工件零點，當換上絲錐攻絲時，假設(shè)兩把刀都從設(shè)定零點開端加工，絲錐因為比鉆頭長而攻絲過長，損壞刀具和工件。此刻假設(shè)設(shè)定刀具補償，把絲錐和鉆頭的長度進行補償，此刻機床零點設(shè)定之后，即使絲錐和鉆頭長度不同，因補償?shù)拇嬖?，在調(diào)用絲錐工作時，零點Z坐標現(xiàn)已主動向Z （或Z）補償了絲錐的長度，保證了加工零點的正確。

2、刀具長度補償指令

通過履行含有G43（G44）和H指令來實現(xiàn)刀具長度補償，硬質(zhì)合金刀具參數(shù)，一起咱們給出一個Z坐標值，這樣刀具在補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，其實咱們不用運用這個指令，因為每把刀具都有自己的長度補償，當換刀時，運用G43（G44）H指令賦予了自己的刀長補償而主動撤銷了前一把刀具的長度補償。

G43表明存儲器中補償量與程序指令的結(jié)尾坐標值相加，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)尾坐標值為72mm。

3、刀具長度補償?shù)膬煞N辦法

（1）用刀具的實踐長度作為刀長的補償（推薦運用這種辦法）。運用刀長作為補償就是運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償寄存器中，作為刀長補償。

運用刀具長度作為刀長補償，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)標牌上的刀長數(shù)值作為刀具長度補償而不需再進行丈量。

運用刀具長度作為刀長補償還能夠讓機床一邊進行加工運轉(zhuǎn)，一邊在對刀儀上進行其他刀具的長度丈量，而不用因為在機床上對刀而占用機床運轉(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坐標點時，就是主軸坐標加上（或減去）刀具長度補償后的Z坐標數(shù)值。

（2）運用刀尖在Z方向上與編程零點的距離值（有正負之分）作為補償值。這種辦法適用于機床只要一個人操作而沒有足夠的時刻來運用對刀儀丈量刀具的長度時運用。這樣做當用一把刀加工別的的工件時就要從頭進行刀長補償?shù)脑O(shè)置。運用這種辦法進行刀長補償時，補償值就是主軸從機床Z坐標零點移動到工件編程零點時的刀尖移動距離，因而此補償值總是負值而且很大。

二、 刀具半徑補償

1、刀具半徑補償概念

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

因為數(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償值核算出刀心軌道。依據(jù)刀具補償指令，數(shù)控加工機床可主動進行刀具半徑補償。特別是在手藝編程時，刀具半徑補償尤為重要。手藝編程時，運用刀具半徑補償指令，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。盡管運用CAD/CAM主動編程，手藝核算量小，生成程序的速度快，但當?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，仍需作恰當調(diào)整，而運用了刀具半徑補償后，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)控機床上對刀具補償參數(shù)做恰當修正即可。既簡化了編程核算，又添加了程序的可讀性。

刀具半徑補償有B功用（Basic）和C功用（Complete）兩種補償方式。因為B功用刀具半徑補償只依據(jù)本段程序進行刀補核算，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后或許呈現(xiàn)的間斷點和交叉點，并進行人為處理，明顯添加編程的難度；而C功用刀具半徑補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)控機床幾乎都采用C功用刀具半徑補償。這時要求樹立刀具半徑補償程序段的后續(xù)至少兩個程序段必須有值定補償平面的位移指令（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償。

2、刀具半徑補償指令

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

G41是刀具左補償指令（左刀補），即順著刀具前進方向看(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。

G42是刀具右補償指令（右刀補），即順著刀具前進方向看(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。

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

出產(chǎn)刃口處理機床的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)合金刀具進行鈍化處理，將充分體現(xiàn)鈍化帶來的好處。因為沒有尖銳角或毛刺，倒圓刃口可使涂層更加嚴密地與刀具外表結(jié)合。涂層可下降沖突，添加切削刃與工件的接觸面積，進步刀具刃口強度。假如不在涂層前進行鈍化處理，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。這是因為此刻刃口處沒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行可視化測量。一起，也可選用圖畫剖析軟件來進行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。因為使用場合的不同，為得到蕞佳的刃口鈍化尺度，蕞好的方法是通過反復(fù)試驗來確定。

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