數(shù)控加工編程的基本概念

數(shù)控加工編程的基本概念

2006-7-1915:40:28【文章字體：太史小】打印收藏關(guān)閉

1.數(shù)控編程

所謂數(shù)控編程就是把零件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及

刀具位移量等信息用數(shù)控語(yǔ)言記錄在程序單上，并經(jīng)校核的全過(guò)程。為了與

數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)部程序（系統(tǒng)軟件）及自動(dòng)編程用的零件源程序相區(qū)別，把從

外部輸入的直接用于加工的程序稱(chēng)為數(shù)控加工程序，簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控程序。

數(shù)控機(jī)床所使用的程序是按照一定的格式并以代碼的形式編制的。

數(shù)控系統(tǒng)的種類(lèi)繁多，它們使用的數(shù)控程序的語(yǔ)言規(guī)則和格式也不盡相同，

編制程序時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照機(jī)床編程手冊(cè)中的規(guī)定進(jìn)行。編制程序時(shí)，編程人

員應(yīng)對(duì)圖樣規(guī)定的技術(shù)要求、零件的幾何形狀、尺寸精度要求等內(nèi)容進(jìn)行分

析，確定加工方法和加工路線(xiàn)；進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，獲得刀具軌跡數(shù)據(jù)；然后按

數(shù)控機(jī)床規(guī)定的代碼和程序格式，將被加工工件的尺寸、刀具運(yùn)動(dòng)中心軌跡、

切削參數(shù)以及輔助功能（如換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、切削液開(kāi)關(guān)等）信息編制成

加工程序，并輸入數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床自動(dòng)地進(jìn)行加工。理想的

數(shù)控程序不僅應(yīng)該保證能加工出符合圖紙要求的合格工件，還應(yīng)該使數(shù)控機(jī)

床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機(jī)床能安全、可靠、高效

地工作。

2.數(shù)控加工程序編制的方法

數(shù)控編程大體經(jīng)過(guò)了機(jī)器語(yǔ)言編程、高級(jí)語(yǔ)言編程、代碼格式編程

和人機(jī)對(duì)話(huà)編程與動(dòng)態(tài)仿真這樣幾個(gè)階段。在上個(gè)世紀(jì)70年代，美國(guó)電子

工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）先后對(duì)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方

向、數(shù)控程序編程的代碼、字符和程序段格式等制定了若干標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范(我

國(guó)按照ISO標(biāo)準(zhǔn)也制定了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn))，從而出現(xiàn)了用代碼

和標(biāo)示符號(hào)，按照嚴(yán)格的格式書(shū)寫(xiě)的數(shù)控加工源程序一一代碼格式編程程

序。這種編寫(xiě)源程序技術(shù)的重大進(jìn)步，意義極為深遠(yuǎn)。在這種編程方式出現(xiàn)

后，凡是數(shù)控系統(tǒng)不論檔次高低，均具有編程功能。因?yàn)榫幊踢^(guò)程的大為簡(jiǎn)

化，使得機(jī)床操作者只要查閱、細(xì)讀系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)就有能力編程。從而使數(shù)控

機(jī)床走向大范圍、廣領(lǐng)域的應(yīng)用。

數(shù)控加工程序編制方法主要分為手工編程與自動(dòng)編程兩種：

(1)手工編程

手工編程是指從零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫(xiě)程序單、

直到程序校核等各步驟的數(shù)控編程工作均由人工完成的全過(guò)程。手工編程適

合于編寫(xiě)進(jìn)行點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工程序，以及程序坐

標(biāo)計(jì)算較為簡(jiǎn)單、程序段不多、程序編制易于實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合。這種方法比較簡(jiǎn)

單，容易掌握，適應(yīng)性較強(qiáng)。手工編程方法是編制加工程序的基礎(chǔ)，也是機(jī)

床現(xiàn)場(chǎng)加工調(diào)試的主要方法，對(duì)機(jī)床操作人員來(lái)講是必須掌握的基本功，其

重要性是不容忽視的。

(2)自動(dòng)編程

自動(dòng)編程是指在計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件系統(tǒng)的支持下，自動(dòng)生成數(shù)控

加工程序的過(guò)程。它充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)快速運(yùn)算和存儲(chǔ)的功能。其特點(diǎn)是采

用簡(jiǎn)單、習(xí)慣的語(yǔ)言對(duì)加工對(duì)象的幾何形狀、加工工藝、切削參數(shù)及輔助信

息等內(nèi)容按規(guī)則進(jìn)行描述，再由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、刀具中心運(yùn)動(dòng)

軌跡計(jì)算、后置處理，產(chǎn)生出零件加工程序單，并且對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬。

對(duì)于形狀復(fù)雜，具有非圓曲線(xiàn)輪廓、三維曲面等零件編寫(xiě)加工程序，采用自

動(dòng)編程方法效率高，可靠性好。在編程過(guò)程中，程序編制人可及時(shí)檢查程序

是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改。由于使用計(jì)算機(jī)代替編程人員完成了繁瑣的

數(shù)值計(jì)算工作，并省去了書(shū)寫(xiě)程序單等工作量，因而可提高編程效率幾十倍

乃至上百倍，解決了手工編程無(wú)法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。

CNC技術(shù)的發(fā)展相當(dāng)迅速，這大大提高了模具加工的生產(chǎn)率，其中運(yùn)

算速度更快捷的CPU是CNC技術(shù)發(fā)展的核心。CPU的改進(jìn)不僅僅是運(yùn)算速度

的提高，而且速度本身也涉及到了其它方面CNC技術(shù)的改進(jìn)。正因?yàn)榻鼛啄?/p>

CNC技術(shù)發(fā)生了如此大的變化，才值得我們對(duì)當(dāng)前CNC技術(shù)在模具制造業(yè)的

應(yīng)用情況作一個(gè)綜述。

程序塊處理時(shí)間及其它由于CPU處理速度的提高，以及CNC制造商

將高速度CPU應(yīng)用到高度集成化的CNC系統(tǒng)中，CNC的性能有了顯著的改善。

反應(yīng)更快、更靈敏的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的不僅僅是更高的程序處理速度。事實(shí)上，一

個(gè)能夠以相當(dāng)高的速度處理零件加工程序的系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中也有可能象

一個(gè)低速處理系統(tǒng)，因?yàn)榧词故枪δ芡陚涞腃NC系統(tǒng)也存在著一些潛在的問(wèn)

題，這些問(wèn)題有可能成為限制加工速度的瓶頸。

目前大多數(shù)模具廠(chǎng)都意識(shí)到高速加工需要的不僅僅是較短的加工程

序處理時(shí)間。在很多方面，這種情況和賽車(chē)的駕駛很相似。速度最快的賽車(chē)

就一定能贏得比賽嗎？即使是一個(gè)偶爾才觀看車(chē)賽的觀眾都知道除速度以

外，還有許多因素影響著比賽的結(jié)果。

首先，車(chē)手對(duì)于賽道的了解程度很重要：他必須知道何處有急轉(zhuǎn)彎,

以便能恰如其分地減速，從而安全高效地通過(guò)彎道。在采用高進(jìn)給速度加工

模具的過(guò)程中，CNC中的待加工軌跡監(jiān)控技術(shù)可預(yù)先獲取銳曲線(xiàn)出現(xiàn)的信息,

這一功能起著同樣的作用。

同樣的，車(chē)手對(duì)其他車(chē)手動(dòng)作以及不可確定因素的反應(yīng)靈敏程度與

CNC中的伺服反饋的次數(shù)類(lèi)似。CNC中伺服反饋主要包括位置反饋、速度反

饋和電流反饋。

當(dāng)車(chē)手駕車(chē)?yán)@賽道行駛時(shí)，動(dòng)作的連貫性，能否熟練地剎車(chē)、加速

等對(duì)車(chē)手的臨場(chǎng)表現(xiàn)有著非常重要的影響。同樣地，CNC系統(tǒng)的鐘形加速/

減速和待加工軌跡監(jiān)控功能利用緩慢加速/減速來(lái)代替突然變速，以保證機(jī)

床的平穩(wěn)加速。

除此以外，賽車(chē)和CNC系統(tǒng)還有其它相似的地方。賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功

率類(lèi)似于CNC的驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)，賽車(chē)的重量可以和機(jī)床中運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的重量

相提并論，賽車(chē)的剛度和強(qiáng)度則類(lèi)似于機(jī)床的強(qiáng)度和剛度。CNC修正特定路

徑誤差的能力與車(chē)手具備的將賽車(chē)控制在車(chē)道內(nèi)的能力極其相似。

另一個(gè)與目前CNC相似的情況是，那些速度不是最快的賽車(chē)往往需

要技術(shù)全面的車(chē)手。過(guò)去只有高檔的CNC才能在高速切削的同時(shí)保證較高的

加工精度。如今，中、低檔的CNC所具備的功能也有可能令人滿(mǎn)意地完成工

作。雖然高檔CNC具備目前所能獲得的最佳性能，但也存在著這種可能，即

你所使用的低檔CNC具有與同類(lèi)產(chǎn)品中高檔CNC一樣的加工特性。過(guò)去，限

制模具加工最高進(jìn)給速度的因素是CNC,今天則是機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在機(jī)床

已處于性能極限的情況下，更好的CNC也不會(huì)使性能再提高。

CNC系統(tǒng)的內(nèi)在特性

以下是目前模具加工過(guò)程中的一些基本的CNC特性:

曲線(xiàn)曲面的非均勻有理B樣條(NURBS)插補(bǔ)

該項(xiàng)技術(shù)采用沿曲線(xiàn)插補(bǔ)的方式，而不是采用一系列短直線(xiàn)來(lái)擬合

曲線(xiàn)。這一技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍。許多模具行業(yè)目前使用的CAM軟件都

提供了一個(gè)選項(xiàng)，即生成NURBS插補(bǔ)格式的零件程序。同時(shí)，功能強(qiáng)大的CNC

還提供了五軸插補(bǔ)功能以及與此相關(guān)的特性。這些性能提高了表面精加工的

質(zhì)量，改善了電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)度，提高了切削速度，并使零件加工程序更小。

更小的指令單位

大多數(shù)的CNC系統(tǒng)向機(jī)床主軸傳遞運(yùn)動(dòng)和定位指令的單位不小于1

微米。在充分利用CPU處理能力提高這一優(yōu)勢(shì)后，一些CNC系統(tǒng)的最小指令

單位甚至可達(dá)到1納米(0.000001mm)0在指令單位縮小1000倍后，可獲得

更高的加工精度，可使電機(jī)運(yùn)行得更平穩(wěn)。電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)使得一些機(jī)床能

夠在床身振動(dòng)不加大的前提下，以更高的加速度運(yùn)行。

鐘形曲線(xiàn)加速/減速

也稱(chēng)作為S曲線(xiàn)加速/減速，或爬行控制。與使用直線(xiàn)加速方式相比,

這種方式可使機(jī)床獲得更好的加速效果。與其它加速方式相比，也包括直線(xiàn)

方式和指數(shù)方式，采用鐘形曲線(xiàn)方式可獲得更小的定位誤差。

待加工軌跡監(jiān)控

這一技術(shù)已被廣泛使用，該技術(shù)具有眾多性能差異，使其在低檔控

制系統(tǒng)中的工作方式與高檔控制系統(tǒng)中的工作方式得以區(qū)別開(kāi)來(lái)?？偟膩?lái)

講，CNC就是通過(guò)加工軌跡監(jiān)控來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的預(yù)處理，以此來(lái)確保能獲得

更優(yōu)異的加速/減速控制。根據(jù)不同的CNC的性能，待加工軌跡監(jiān)控所需的

程序塊數(shù)量從兩個(gè)到上百個(gè)不等，這主要取決于零件程序的最短加工時(shí)間和

加速/減速的時(shí)間常數(shù)。一般而言，要想滿(mǎn)足加工要求，至少需要十五個(gè)待

加工軌跡監(jiān)控程序塊。

數(shù)字伺服控制

數(shù)字伺服系統(tǒng)的發(fā)展如此迅速，以至于大多數(shù)機(jī)床制造商都選擇該

系統(tǒng)作為機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)后，CNC能夠更及時(shí)地控制伺服

系統(tǒng)，而且CNC對(duì)機(jī)床的控制也變得更精確。

數(shù)字伺服系統(tǒng)的作用如下：

將提高電流環(huán)路的采樣速度，再加上電流環(huán)控制的改善，從而降低

電機(jī)溫升。這樣，不僅可以延長(zhǎng)電機(jī)的壽命，還可以減少傳遞到滾珠絲杠的

熱量，從而提高絲杠的精度。除此之外，采樣速度的加快還可以提高速度回

路的增益，這些都有助于提高機(jī)床的整體性能。

由于許多新的CNC使用高速序列與伺服回路相連，因此通過(guò)通訊鏈

路，CNC可獲得更多的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置的工作信息。這可提高機(jī)床的維護(hù)性

能。

連續(xù)的位置反饋允許在高速進(jìn)給的情況下進(jìn)行高精度的加工。CNC

運(yùn)算速度的加快使得位置反饋的速率成為制約機(jī)床運(yùn)行速度的瓶頸。在傳統(tǒng)

的反饋方式中，隨著CNC和電子設(shè)備的外部編碼器的采樣速度的變化，反饋

速度受到信號(hào)類(lèi)型的制約。采用串行反饋，這一問(wèn)題將得到很好的解決。即

使機(jī)床以很高的速度運(yùn)行，也可達(dá)到精密的反饋精度。

直線(xiàn)電機(jī)

近幾年來(lái)，直線(xiàn)電機(jī)的工作性能和歡迎度有了顯著的提高，所以很

多加工中心采用了這一裝置。至今，F(xiàn)anuc公司至少已經(jīng)安裝了1000臺(tái)直線(xiàn)

電機(jī)。GEFanuc的一些先進(jìn)技術(shù)使得機(jī)床上的直線(xiàn)電機(jī)的最大輸出力為

15,500N,最大加速度為30g。另一些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)床的尺寸得以減小,

重量得以減輕，冷卻效率大為提高。所有這些技術(shù)上的進(jìn)步使直線(xiàn)電機(jī)在與

旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比時(shí)，優(yōu)勢(shì)更強(qiáng)：更高的加/減速率；更準(zhǔn)確的定位控制，更高

的剛度；更高的可靠性；內(nèi)部的動(dòng)態(tài)制動(dòng)。

外部附加特性：開(kāi)放式CNC系統(tǒng)

采用開(kāi)放式CNC系統(tǒng)的機(jī)床發(fā)展非常迅速。目前可供選擇的通訊系

統(tǒng)的通訊速度都較高，因而出現(xiàn)多種類(lèi)型的開(kāi)放式CNC結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)的開(kāi)

放式系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)的開(kāi)放性與傳統(tǒng)CNC的功能相結(jié)合。這樣做最大的

好處在于：即使機(jī)床的硬件已經(jīng)過(guò)時(shí)，開(kāi)放式的CNC仍然允許其性能隨現(xiàn)有

技術(shù)和加工要求改變。借助于其它軟件，還可以向開(kāi)放式CNC中添加其它功

能。這些性能可以是與模具加工密切相關(guān)的，也可以是與模具加工關(guān)系不大

的。通常情況下，模具車(chē)間使用的開(kāi)放式CNC系統(tǒng)具有以下這些常用的功能

選擇：

價(jià)格低廉的網(wǎng)絡(luò)通訊；

以太網(wǎng)；

自適應(yīng)控制功能；

可供連接條形碼閱讀器、刀具序列號(hào)閱讀器和/或托盤(pán)序列號(hào)系統(tǒng)的

接口；

保存和編輯大量零件程序的功能；

存儲(chǔ)程序控制信息的采集；

文件處理功能;

CAD/CAM技術(shù)的集成和車(chē)間規(guī)劃；

通用的操作界面。

最后一點(diǎn)極為重要。因?yàn)槟＞呒庸?duì)操作簡(jiǎn)單的CNC的需求越來(lái)越

大。在這個(gè)概念中，最重要就是不同的CNC具有相同的操作界面。就一般情

況而言，不同機(jī)床的操作人員必須分開(kāi)培訓(xùn)，因?yàn)椴煌?lèi)型的機(jī)床，以及不

同制造商生產(chǎn)的機(jī)床使用的CNC界面都不相同。開(kāi)放式CNC系統(tǒng)為整個(gè)車(chē)間

使用同一個(gè)CNC控制界面創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

現(xiàn)在，機(jī)床的所有者即使不懂C語(yǔ)言，也可以為CNC操作設(shè)計(jì)自己

的界面了。此外，開(kāi)放式系統(tǒng)的控制器允許根據(jù)個(gè)人的需要，設(shè)定不同的機(jī)

器運(yùn)轉(zhuǎn)方式。這樣操作者、編程人員和維修者可按自己的要求進(jìn)行設(shè)置。在

使用時(shí)，屏幕上只出現(xiàn)他們需要的特定信息。采用這樣的方式可減少不必要

的頁(yè)面顯示，有助于簡(jiǎn)化CNC操作。

五軸加工

在制造復(fù)雜模具的過(guò)程中，五軸加工的應(yīng)用變得越來(lái)越廣。使用五

軸加工，可以減少加工一個(gè)零件所需的工裝或/和機(jī)床的數(shù)量，加工過(guò)程所

需的設(shè)備數(shù)量將被減至最低，與此同時(shí)也降低了總的加工時(shí)間。CNC的功能

越來(lái)越強(qiáng)，這使得CNC制造商能夠提供更多的五軸特性。

從前只有高檔CNC才具備的功能，如今也被用在中檔產(chǎn)品上。對(duì)于

那些從未使用過(guò)五軸加工技術(shù)的廠(chǎng)家而言，這些特性的應(yīng)用使得五軸加工變

得更簡(jiǎn)單。將目前的CNC技術(shù)用于五軸加工，使得五軸加工具備以下優(yōu)勢(shì)：

減少專(zhuān)用工具的需求;

允許在完成零件程序后再設(shè)定刀具的偏置；

支持通用程序的設(shè)計(jì)，這樣經(jīng)過(guò)后處理的程序可以在不同機(jī)床之間

互換使用；

提高精加工的質(zhì)量；

可用于不同結(jié)構(gòu)的機(jī)床，這樣就不必在程序中說(shuō)明是主軸還是工件

在繞中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)檫@將由CNC的參數(shù)來(lái)解決。

我們可以用球形銃刀的補(bǔ)償?shù)睦觼?lái)說(shuō)明為何五軸特別適用于模具

加工。在零件和刀具繞中樞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了準(zhǔn)確地補(bǔ)償球形銃刀的偏置，CNC

必須能夠在X、Y、Z三個(gè)方向動(dòng)態(tài)地調(diào)整刀具的補(bǔ)償量。保證刀具切觸點(diǎn)的

連續(xù)，有利于提高精加工的質(zhì)量。

此外，五軸CNC的用途還表現(xiàn)在：與繞主軸旋轉(zhuǎn)刀具相關(guān)的特性，

與繞主軸旋轉(zhuǎn)零件相關(guān)的特性，以及允許操作者采用手動(dòng)方式改變刀具矢量

的特性。

當(dāng)采用刀具的中軸線(xiàn)作為回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)時(shí)，原來(lái)Z軸方向的刀具長(zhǎng)度偏

置將被分成X、Y、Z三個(gè)方向的分量。另外，原來(lái)X、Y軸方向的工具直徑

偏置也被分為X、Y、Z軸三個(gè)方向的分量。由于在切削工程中，刀具可以沿

旋轉(zhuǎn)軸方向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所有這些偏置必須動(dòng)態(tài)更新，以便說(shuō)明連續(xù)變化的

刀具的方位。

CNC另一項(xiàng)被稱(chēng)為“刀具中心點(diǎn)編程”的特性，允許編程人員定義刀

具的路徑和中心點(diǎn)速度，CNC通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸和直線(xiàn)軸方向的命令來(lái)保證刀具按

照程序運(yùn)動(dòng)。這一特性使得刀具的中心點(diǎn)不再隨刀具的變化而變化，這也意

味著：在五軸加工中可以象三軸加工一樣直接輸入刀具的偏置，還可以通過(guò)

再一次后置程序來(lái)說(shuō)明刀具長(zhǎng)度的改變。這種通過(guò)使主軸旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的

運(yùn)動(dòng)特性簡(jiǎn)化了刀具的編程后置處理。

利用同樣的功能，使工件繞中樞軸旋，機(jī)床也可以獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

新研制的CNC能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)地調(diào)整固定偏置和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸來(lái)配合零件的運(yùn)

動(dòng)。當(dāng)操作人員采用手動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的慢速進(jìn)給時(shí)，CNC系統(tǒng)同樣起著

重要的作用。新研制的CNC系統(tǒng)同樣允許軸沿著刀具向量的方向緩慢進(jìn)給，

在沒(méi)有刀尖位置變化的前提下，還允許改變刀尖向量的方向（參看上面的插

圖）。

這些特性使得操作人員在使用五軸加工機(jī)床的過(guò)程中，能夠很容易

地使用目前在模具業(yè)廣泛使用的3+2編程法。然而，隨著新的五軸加工功能

的逐漸發(fā)展和這種功能逐浙被接受，真正的五軸模具加工機(jī)床可能會(huì)更普

遍。

1刀具材料的進(jìn)展

在當(dāng)今制造業(yè)快速發(fā)展中，切削加工起著十分重要的作用。制造經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為:

通過(guò)提高切削加工的效率，降低制造成本中固定費(fèi)用的比例，從而較大程度地降低

零件制造的總成本，是提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。

刀具材料的性能是提高刀具切削效率的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。本屆展覽會(huì)所展示

的刀具材料進(jìn)展的特點(diǎn)是，開(kāi)發(fā)刀具材料的新牌號(hào)，使之更加適應(yīng)被加工的材料和

切削的條件，從而達(dá)到提高切削效率的目的。

首先，新牌號(hào)的開(kāi)發(fā)有很強(qiáng)的針對(duì)性，面對(duì)復(fù)雜的多樣化的應(yīng)用場(chǎng)合和加工

條件，刀具制造商采取“對(duì)癥下藥”的做法，取得顯著效果。如肯納公司僅就車(chē)削

加工新推出可加工不同材料的牌號(hào)就有：加工鋼材的KC9110、加工不銹鋼的KC9225.

加工鑄鐵的KY1310、加工耐熱合金的KC5410、加工淬硬材料的KC5510、加工非鐵

材料的KY1615。新牌號(hào)比老牌號(hào)平均可提高切削效率15Q20九山高公司推出的加

工鑄鐵的TK1000、TK2000新牌號(hào)，比兩年前推出的TX100、TX150可提高切削速度

20%~30乳該公司為加工鋼件開(kāi)發(fā)的TP3000在重切削、斷續(xù)切削、大進(jìn)給的應(yīng)用中

有很好的可靠性。

鑄鐵和不銹鋼是目前兩種應(yīng)用較多的材料，提高這兩種材料的加工效率具有

普遍的意義，然而兩者的加工性有很大的差異，有很多公司展出了加工這兩種材料

的專(zhuān)用牌號(hào)。如株洲鉆石切削刀具股份有限公司展出的黑金剛刀片系列，是專(zhuān)門(mén)加

工鑄鐵的硬質(zhì)合金刀片，覆蓋了各種應(yīng)用場(chǎng)合，包括可干式高速加工灰鑄鐵的

YBD052、可高速加工球墨鑄鐵的YBD102、可用于中高速或銃削的YBD152及適用中

低速濕式銃削或斷續(xù)條件下車(chē)削的YBD252等牌號(hào)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，這些新牌號(hào)比現(xiàn)

有的牌號(hào)可提高切削速度30婷40%,使用壽命可提高將近40喧50版該公司的YC30T、

YC40T是專(zhuān)門(mén)加工不銹鋼的牌號(hào)，前者可用250m/min的高速加工lCrl8Ni9Ti,而后

者可大進(jìn)給大切深加工不銹鋼，提高加工效率，降低加工成本30機(jī)

其次，在新牌號(hào)的開(kāi)發(fā)中重視基體和涂層的優(yōu)化組合，只有這樣才能更好地

實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性開(kāi)發(fā)的目的。對(duì)于高速加工的牌號(hào)，其基體應(yīng)有較高抗塑性變形的能力

和富鉆的表層及抗月牙磨損的涂層；對(duì)用于有沖擊的斷續(xù)切削牌號(hào)，基體和涂層都

要有較好的韌性。山特維克公司車(chē)削鑄鐵的專(zhuān)用牌號(hào)GC3205、GC3210.GC3215,為

CVD涂層硬質(zhì)合金，分別用于灰鑄鐵的高速加工、球墨鑄鐵的高速加工、各種鑄鐵

的中低速斷續(xù)切削加工，這三種牌號(hào)分別采用不同的硬質(zhì)合金基體和不同厚度的

AI2O3、MT-TiCN涂層。日本三菱綜合材料公司車(chē)削鑄鐵用的UC5105、UC5115硬質(zhì)合

金CVD涂層牌號(hào)，前者用于灰鑄鐵或球墨鑄鐵的高速連續(xù)切削，采用高硬度的基體,

后者用于球墨鑄鐵的不穩(wěn)定條件加工，采用強(qiáng)韌的基體；兩者均涂覆微粒A1◎和微

粒且纖維狀的TiCN厚膜。藍(lán)幟集團(tuán)BOEHLERIT公司的車(chē)削鑄鐵牌號(hào)CasttecLC620H

采用強(qiáng)韌基體，可用于斷續(xù)切削，而A1203的表面涂層可減小月牙洼磨損，下面還

有一層互鎖的中間層提高結(jié)合強(qiáng)度，能以400m/min高速加工灰鑄鐵。

在加工不銹鋼方面，山特維克公司車(chē)削奧氏體不銹鋼的GC2015是具有梯度

區(qū)的抗塑性變形和改進(jìn)熱硬性的基體，加上專(zhuān)為此牌號(hào)而設(shè)計(jì)的TiN-TiN/A1203（多

層）-TiCN涂層，并對(duì)涂層表面進(jìn)行平滑處理，提高了抗磨料磨損、抗剝落、抗積屑

瘤的能力。而韓國(guó)K0RL0Y公司的PC9530為銃削不銹鋼的牌號(hào)，采用超細(xì)顆粒的基

體和PDV涂層。

涂層對(duì)新牌號(hào)開(kāi)發(fā)的作用還體現(xiàn)在開(kāi)發(fā)陶瓷、金屬陶瓷和PCBN的新牌號(hào)方

面，這類(lèi)材料通過(guò)適當(dāng)犧牲基體的硬度來(lái)提高韌性，然后再涂覆耐磨涂層找回耐磨

性，獲得韌而耐磨的綜合性能，成為新的牌號(hào)，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，如TaeguTec公司的

PV3010為金屬陶瓷基體的PVDTiAlN涂層牌號(hào)。又如肯納公司的KY315為PVD的

TiN/TiCN/TiN涂層金屬陶瓷刀片，擴(kuò)大了加工范圍，刀具壽命長(zhǎng)，加工表面質(zhì)量好。

第三，新牌號(hào)的開(kāi)發(fā)通常還包括相應(yīng)的槽形和幾何參數(shù)的改進(jìn)，以更好適應(yīng)

被加工材料的特性及不同工序?qū)嘈嫉囊?，并起到降低切削力、減小振動(dòng)等作用，

使切削更加輕快高效。三菱綜合材料公司為加工鋼材開(kāi)發(fā)的四種UE系列硬質(zhì)合金刀

片牌號(hào)所對(duì)應(yīng)的四種槽形。據(jù)CemeCon公司介紹，該公司與瑞士Fraise公司合作，

專(zhuān)門(mén)根據(jù)Fraise公司銃刀的材料、幾何角度、應(yīng)用場(chǎng)合開(kāi)發(fā)相應(yīng)的涂層，保證三者

最佳的組合，取得了很好的效果。

從展覽會(huì)所展示的新牌號(hào)開(kāi)發(fā)的強(qiáng)勁勢(shì)頭，顯現(xiàn)出一些具有材料、涂層等開(kāi)

發(fā)能力的大型刀具制造商在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上的明顯優(yōu)勢(shì)，它們利用在刀具材料和涂層

研發(fā)上的綜合實(shí)力，不斷研發(fā)新的制造工藝技術(shù)，改進(jìn)現(xiàn)有的牌號(hào)，提高切削加工

的效率，引領(lǐng)著切削技術(shù)的進(jìn)步，也在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利的地位。事實(shí)說(shuō)明，在

當(dāng)今硬質(zhì)合金成為主要刀具材料，與各種刀具材料全面進(jìn)步的態(tài)勢(shì)中，刀具材料和

涂層是一個(gè)刀具企業(yè)最核心的技術(shù)，不具備這個(gè)核心技術(shù)的刀具企業(yè)很難做強(qiáng)做大。

一些大公司所以能經(jīng)久不衰，韓國(guó)的TaeguTec、KORLOY、DINE所以能迅速崛起和它

們具備這項(xiàng)核心技術(shù)有著密切的關(guān)系。

類(lèi)似的情形也發(fā)生在高速鋼刀具領(lǐng)域，參展的DORMER公司的高速鋼銃刀，

采用了與高速鋼制造商合作開(kāi)發(fā)的新一代粉末冶金鉆高速鋼(HSCO-XP)?這種高速鋼

與一般方法制造的粉末冶金高速鋼比較，在冶煉過(guò)程中去除了90%以上的雜質(zhì)，強(qiáng)

度提高了20%,從而顯著減少了刀具的崩刃，提高了刀具的可靠性，減少停機(jī)時(shí)間。

該公司還與高等學(xué)校合作開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用于銃削的SuperR涂層，是一種復(fù)合涂層，底

層為T(mén)iN,上面是多層涂層，有很好的物理、機(jī)械綜合性能(硬度2800~3000Hv、結(jié)

合強(qiáng)度50~70N、耐氧化溫度450~500℃＞摩擦系數(shù)0.3~0.4)。

2刀具涂層的多樣化和系列化

在現(xiàn)代切削技術(shù)的發(fā)展中，涂層技術(shù)的貢獻(xiàn)及其對(duì)提高切削效率的作用越來(lái)

越突現(xiàn)，受到刀具制造商和刀具用戶(hù)的高度關(guān)注，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大。據(jù)肯納公司的

專(zhuān)家介紹，該公司涂層刀具的比例達(dá)85%。在本屆展覽會(huì)上既可看到專(zhuān)業(yè)涂層公司

為開(kāi)發(fā)新的PVD涂層技術(shù)和裝備所取得的進(jìn)展，也可看到刀具制造商在應(yīng)用涂層技

術(shù)開(kāi)發(fā)新的涂層牌號(hào)方面所取得的成績(jī)。在采訪(fǎng)中，CemeCon公司的專(zhuān)家介紹了該

公司CC800/9涂層設(shè)備有很好的柔性，從涂覆簡(jiǎn)單的TiN到Supernitride的系列涂

層和氧化物涂層，多達(dá)30種高性能涂層，用戶(hù)可根據(jù)所需要的特定的涂層性能，通

過(guò)對(duì)參與反應(yīng)的氣體、壓力、工件臺(tái)轉(zhuǎn)速及偏壓、磁場(chǎng)等參數(shù)的控制，生成不同成

分比例、不同組織與結(jié)構(gòu)的涂層。該公司提供開(kāi)放式的軟件，并對(duì)用戶(hù)進(jìn)行自我開(kāi)

發(fā)工作的培訓(xùn)。這也是參展的其它涂層公司設(shè)備的共同特點(diǎn)。

先進(jìn)的涂層設(shè)備使涂層產(chǎn)品的發(fā)展出現(xiàn)了兩個(gè)趨勢(shì)：

第一是出現(xiàn)了涂層產(chǎn)品的多樣化和系列化。在原有的TiN、TiCN、TiAlN涂

層的基礎(chǔ)上，展出了很多新的涂層，使涂層更好地適應(yīng)切削加工多樣性的需求，有

適應(yīng)高速切削、干切削、硬切削的耐磨、耐熱涂層，有適應(yīng)斷續(xù)切削的韌性涂層，

還有適用于干切削及需要降低摩擦系數(shù)的潤(rùn)滑涂層。如Balzers的CrAlN涂層，以

Cr元素代替Ti元素，具有3200Hv硬度和1100℃的氧化溫度的高性能，與TiAlN

比較，韌性更好，更適合用于斷續(xù)切削如銃削、滾削。又如日立公司開(kāi)發(fā)的9種涂

層，自成體系，除了常規(guī)的TiN、TiCN、TiAlN以外，還開(kāi)發(fā)了以Si元素代替Al

元素的涂層，有適用于硬切削的TiSiN涂層，有潤(rùn)滑性的CrSiN涂層（該公司稱(chēng)在

Cr中添加Si使涂層細(xì)微化，進(jìn)一步降低摩擦系數(shù)，更適用于鋁、不銹鋼等粘附性

強(qiáng)的材料的加工），有超強(qiáng)耐氧化能力的AlCrSiN涂層和在高溫下具有低摩擦系數(shù)的

TiBON涂層。這些有別于TiAlN的涂層，具有不同于TiAlN的特殊性能，為新涂層

的開(kāi)發(fā)打開(kāi)了更加寬廣的視野。由哈爾濱第一工具有限公司和德國(guó)PVT公司合資成

立的哈爾濱超硬鍍膜中心可提供系列化的涂層，滿(mǎn)足車(chē)、銃、鉆、攻絲等不同的工

序和各種被加工材料的需要。

PVD涂層發(fā)展的另一個(gè)特點(diǎn)是多種納米涂層的實(shí)用化，包括納米結(jié)晶、納米

層厚和納米結(jié)構(gòu)涂層，使涂層的性能得到更大的提高。如前面提到的日立公司的

TiSiN為5nm的結(jié)晶復(fù)合材料，涂層硬度可達(dá)3600Hv,開(kāi)始氧化溫度1100C,涂覆

的刀具可加工45飛OHRC的淬硬鋼，也適用于干切削。Balzers公司開(kāi)發(fā)的并已被一

些刀具制造商應(yīng)用的FUTUNANANO和FUTUNATOP是兩種TiAlN納米結(jié)構(gòu)涂層，涂層

硬度均為3300IIV,開(kāi)始氧化溫度900℃o又如PLATIT公司的nACo納米結(jié)構(gòu)涂層，

涂層硬度高達(dá)4500Hv,開(kāi)始氧化溫度1100C,顯著提高了涂層的性能。納米涂層的

開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用，將進(jìn)一步提高切削加工的效率。

與此同時(shí)，為了提高加工鋁合金等非鐵金屬和非金屬材料的效率，金剛石涂

層得到進(jìn)一步的應(yīng)用，產(chǎn)品覆蓋了可轉(zhuǎn)位刀具和整體硬質(zhì)合金刀具。廈門(mén)金鷺特種

材料有限公司展出了利用引進(jìn)的Balzers設(shè)備開(kāi)發(fā)的金剛石涂層整體硬質(zhì)合金球頭

立銃刀。OSG公司展出了超微粒結(jié)晶的金剛石涂層銃刀，結(jié)晶粒度為1W,使刀具的

刃口更加鋒利，減少切削中的粘結(jié)，降低了工件表面的粗糙度。

此外，提高涂層表面光潔度也是涂層技術(shù)發(fā)展的一個(gè)動(dòng)向，以提高涂層刀具

抗摩擦、抗粘結(jié)的能力。在CVD涂層中，通過(guò)晶粒細(xì)化技術(shù)，使涂層表面光滑，如

株洲鉆石公司用于鑄鐵精加工的YBD052黑金剛刀片，表層是細(xì)晶的A1203,刀片外

觀光亮平滑。三菱公司的UE系列加工鋼材的CVD涂層硬質(zhì)合金刀片，采用平滑氧化

鋁和平滑涂層技術(shù)，對(duì)微粒氧化鋁進(jìn)行平滑涂層處理，即在上層涂覆特殊鈦化物沉

積層，表面組織極其平滑且化學(xué)穩(wěn)定性好，可減少刀具粘結(jié)磨損。日本不二越公司

為GS立銃刀開(kāi)發(fā)的GS涂層，采用平滑化技術(shù)，涂層表面的粗糙度Ra=O.08碗，

Rz=l.iWn,顯著改善了涂層表面的特性。

3創(chuàng)新的刀具結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代刀具制造商已從脫離用戶(hù)、脫離使用、大批量生產(chǎn)千遍一律標(biāo)準(zhǔn)通用刀

具進(jìn)入到面向用戶(hù)、面向使用、研發(fā)新工藝、創(chuàng)新刀具結(jié)構(gòu)的發(fā)展新階段，其顯著

的特點(diǎn)是刀具結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新速度加快。肯納公司的專(zhuān)家在展覽會(huì)上告訴我們，該公司

2001年的銷(xiāo)售額中5年內(nèi)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品占17%,而到2004年這個(gè)比例上升至45%；

現(xiàn)在每廣2周就會(huì)有一種新品投放市場(chǎng)。他還說(shuō)，在推出的新產(chǎn)品中刀片牌號(hào)與刀

具結(jié)構(gòu)各占50%,可見(jiàn)刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新在刀具制造商心目中的重要地位。目前，刀具

制造商是制造技術(shù)體系中切削技術(shù)的專(zhuān)業(yè)化社會(huì)力量，在為制造業(yè)的服務(wù)過(guò)程中獲

得豐富的創(chuàng)新源泉。

當(dāng)前新品開(kāi)發(fā)的一個(gè)特點(diǎn)是面向制造業(yè)的需求。從國(guó)內(nèi)工具展商的展品看，

國(guó)內(nèi)的工具行業(yè)抓住當(dāng)前我國(guó)能源、交通高速發(fā)展的時(shí)機(jī)，為發(fā)電設(shè)備、機(jī)車(chē)、鐵

路、汽車(chē)、石油等工業(yè)部門(mén)開(kāi)發(fā)了一批高性能刀具。四平興工刃具有限公司面向發(fā)

電設(shè)備行業(yè)的需求，引進(jìn)數(shù)控設(shè)備，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了汽輪機(jī)的葉根槽銃刀、

梯槽拉刀等高檔刀具。成量工具公司針對(duì)不同行業(yè)開(kāi)發(fā)了特色的螺紋工具，展品中

有汽車(chē)行業(yè)用的帶導(dǎo)向的絲錐，有鐵道行業(yè)機(jī)車(chē)提速用的變牙形防松螺母絲錐，有

橋梁建設(shè)用的預(yù)應(yīng)力絲錐，并開(kāi)發(fā)了配套的板牙、量規(guī)；該公司還展出了加工鐵軌

焊縫的可轉(zhuǎn)位成形銃刀。哈爾濱第一工具有限公司展出的各種可轉(zhuǎn)位成形銃刀，包

括鐵軌道叉銃刀，石油抽油機(jī)專(zhuān)用銃刀，火車(chē)掛釣銃刀、模塊式曲軸銃刀及機(jī)床床

身可轉(zhuǎn)位組合銃刀等產(chǎn)品，顯示出該公司開(kāi)發(fā)可轉(zhuǎn)位銃刀的強(qiáng)大實(shí)力。成都工具研

究所工研科技股份有限公司依托該公司開(kāi)發(fā)高精度硬質(zhì)合金成形刀片成套技術(shù)的優(yōu)

勢(shì)，展出了新開(kāi)發(fā)的加工高強(qiáng)度石油管螺紋的硬質(zhì)合金梳刀、加工高壓鍋爐管的扒

皮刀、加工高速機(jī)車(chē)輪轂的可轉(zhuǎn)位刀片、加工曲軸的車(chē)?yán)兜镀凹庸ぽS承滾道的

可轉(zhuǎn)位成形刀片。漢江工具有限責(zé)任公司展出了為南京汽輪機(jī)廠(chǎng)開(kāi)發(fā)的雙切滾刀，

以及葉根銃刀、變速箱同步器筒形插齒刀、特形插齒刀等專(zhuān)用刀具。上海工具廠(chǎng)有

限公司展出了高精度PCD成形銃刀、HSK整體PCD組合像刀、波形刃葉根銃刀及整

體硬質(zhì)合金系列刀具。無(wú)錫瑞邦工具技術(shù)有限公司為加工制冷機(jī)散熱器孔板開(kāi)發(fā)的

內(nèi)冷卻齒冠式硬質(zhì)合金鉆頭，采用獨(dú)特的S刃形和溝槽形狀，刀具壽命長(zhǎng)達(dá)27m。

這樣的例子不勝枚舉，說(shuō)明我國(guó)工具行業(yè)在面向用戶(hù)需求的過(guò)程中，新品的開(kāi)發(fā)能

力得到發(fā)掘。

國(guó)外工具工業(yè)在刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上處在更加前沿的位置，緊跟著制造技術(shù)的發(fā)

展，又推動(dòng)了制造技術(shù)的進(jìn)步。復(fù)合加工是一種新的加工模式，適合多品種單件的

生產(chǎn)，工件在一次安裝中完成車(chē)、銃、鉆、攻絲甚至磨削等不同的工序。為了充分

發(fā)揮這種復(fù)合加工機(jī)床的效率，要求盡可能減少換刀的時(shí)間。山特維克公司展出的

用于復(fù)合加工機(jī)床的小型轉(zhuǎn)塔刀桿，可攜帶4個(gè)切削頭，根據(jù)加工需要轉(zhuǎn)位換刀，

節(jié)省了不同工序間的換刀時(shí)間，刀桿利用該公司的Capto接柄與機(jī)床連接，裝夾可

靠，為復(fù)合加工新技術(shù)提供了有力的支撐。又如Mapal公司為加工鋁合金變速箱殼

體開(kāi)發(fā)的4刃金剛石圓周銃刀，一把刀可加工該零件的9個(gè)部位，包括插補(bǔ)銃H8

的孔，有很高的加工效率和加工質(zhì)量。此外，如汽車(chē)行業(yè)的變速箱淬硬齒輪的加工,

采用CBN車(chē)刀的以車(chē)代磨，不僅提高加工效率，而且減少設(shè)備投資。山特維克公司

展出的CBN鑲塊的Safe-lok結(jié)構(gòu)，提高了加工的可靠性。藍(lán)幟集團(tuán)展出的加工汽車(chē)

等速萬(wàn)向節(jié)球籠的CBN成形銃刀，可加工65HRC,提高了球籠成形面的加工效率和

質(zhì)量。

模具工業(yè)是快速發(fā)展的新興工業(yè)，有著顯著的加工工藝特色，近年來(lái)，很多

創(chuàng)新的刀具都是圍繞著模具加工而開(kāi)發(fā)的，如插銃刀、每齒進(jìn)給量3.5mm的小吃深

大進(jìn)給銃刀、模具加工的工具系統(tǒng)等，現(xiàn)已成為大宗展品。此次，有美國(guó)MILLSTAR、

ISCAR、株洲鉆石等公司分別展出的圓角銃刀，兼有球頭銃刀和平頭銃刀的優(yōu)點(diǎn)，但

避免了球頭銃刀刀片在中心處切削速度為零的缺點(diǎn)，改善了平頭銃刀尖角處的強(qiáng)度

和散熱條件，相當(dāng)于兩把球頭銃刀在同時(shí)工作，大大加快了走刀的步距，而且獲得

較小的粗糙度，機(jī)夾式圓角銃刀，也有整體式的圓角銃刀。

從展出的眾多的創(chuàng)新刀具中一個(gè)共的特點(diǎn)是，都出自于對(duì)切削理論的科學(xué)應(yīng)

用。有的刀具加大前角，降低切削力，收到很好的效果。山高公司的Quattromill

平面銃刀，刀片槽是10°正前角，加上正前角的刀片，安裝后最大有效前角高達(dá)

35°,顯著降低切削力和功率消耗，也擴(kuò)大刀具的應(yīng)用范圍。如Walter公司的

Xtra.tec鉆頭，是機(jī)夾刀片硬質(zhì)合金鉆頭，較大的前角，較短的橫刃，以及對(duì)刀體

(槽)表面的硬化處理和可靠的定位裝夾方式，使鉆削輕快，排屑暢通，加上應(yīng)用了

該公司的Quartec的材質(zhì)和Tiger,tec的涂層技術(shù)，據(jù)稱(chēng)可提高切削效率100%。該

系列的臺(tái)肩銃刀、面銃刀的可轉(zhuǎn)位刀片都有較大的前角。改變切削圖形，也可降低

切削力。山特維克公司的CoroDrill880淺孔鉆，開(kāi)發(fā)了臺(tái)階形的中心刀片與4方

形的外周刀片，工作時(shí)兩個(gè)刃的切削圖形相互搭接，形成分屑的效果，從而降低切

削力，提高進(jìn)給速度；鉆頭切削負(fù)荷的分配還顧及到徑向力的平衡，加上外周刀片

很小的副偏角，產(chǎn)生修光作用，這樣，在高進(jìn)給率時(shí)仍能獲得較好的尺寸精度和表

面質(zhì)量。ISCAR公司的風(fēng)火輪銃刀配置的齒形刀片與圓刀片比較也具有分屑的效果，

不僅降低切削力，而且細(xì)小的切屑有利排屑。為了避免切削加工中的振動(dòng)，各公司

各顯神通，日立公司的四刃圓角銃刀，兩個(gè)被稱(chēng)為副刃的外徑略小于銃刀的公稱(chēng)尺

寸，使四刃處在橢圓形的截形上，副刃與端刃連接的“圓”弧也是橢圓的一部分；

切削時(shí)主刃與副刃分別切下不同長(zhǎng)度、厚度的切屑，改變了切削力的周期性，抑制

了刀具的振動(dòng)，可提高銃刀每齒進(jìn)給量(0.5~0.7mm/z),實(shí)現(xiàn)高效加工。

總之，刀具創(chuàng)新有著非常廣闊的天地，即使是最常見(jiàn)的麻花鉆，在刀具制造

商眼里仍然有巨大的開(kāi)發(fā)潛力和創(chuàng)新空間。Mapal公司展出了一把8棱帶的麻花鉆，

在麻花鉆的鉆背上又開(kāi)出了三條槽，形成三個(gè)新的棱帶，每個(gè)棱帶在端頭形成切削

刃，這樣，該麻花鉆除了原有的二個(gè)鉆削刃外，又新增四個(gè)擴(kuò)孔的切削刃和兩個(gè)較

孔的切削刃，成為一把鉆、擴(kuò)、錢(qián)復(fù)合刀具，H7的梢孔一次走刀完成。此次展會(huì)上

有多家公司展出了可鉆削20D、30D孔深的整體硬質(zhì)合金麻花鉆，加工鋼制曲軸，20D

或30D的深孔一次走刀“一氣呵成”，內(nèi)冷卻的結(jié)構(gòu)，特殊槽形和光滑的表面、修

磨的鉆尖、細(xì)顆粒的材質(zhì)、光滑的涂層表面，創(chuàng)造了提高切削效率15倍的優(yōu)異效果，

在麻花鉆上做成了大文章。

在現(xiàn)代刀具發(fā)展及創(chuàng)新的過(guò)程中，數(shù)控工具磨床的快速發(fā)展功不可沒(méi)。隨著

我國(guó)制造業(yè)對(duì)高檔刀具需求量的迅速增加，工具行業(yè)大力調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使高檔的

數(shù)控工具磨床在我國(guó)的銷(xiāo)售量大幅度上升。在此次展覽會(huì)上，國(guó)外著名的數(shù)控工具

磨床制造商均有產(chǎn)品參展，如WALTER、ANCA、EWAG等公司。瑞士Rollomatic公司

展出的620XS工具磨床，在原有磨削整體硬質(zhì)合金刀具功能的基礎(chǔ)上，增加磨削可

轉(zhuǎn)位刀片的附件，可高精度磨削硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位成形刀片，擴(kuò)大了機(jī)床的使用范圍。

意大利SAMPLTENSILI公司展出的S400GS剃齒刀磨床，是該公司的第三代剃齒刀磨

床產(chǎn)品，配置直線(xiàn)電機(jī)傳動(dòng)，在保證精度不變的條件下，循環(huán)時(shí)間可減少50%,并

自動(dòng)在線(xiàn)測(cè)量齒形、齒距、齒向誤差，可把需要修正的值反饋給CNC系統(tǒng)，提高了

刃磨的精度和效率。美國(guó)的N0RMAC公司展出了適合大批量生產(chǎn)的GT77CNC高速螺紋

磨床，每小時(shí)可生產(chǎn)M12絲錐110件，機(jī)床采用機(jī)械式凸輪鏟梢，工作可靠。德國(guó)

的Vollmer公司展出了QWD760/750型線(xiàn)電極金剛石工具磨床，該機(jī)床配置有

CAD-CAM系統(tǒng)和專(zhuān)家系統(tǒng)。美國(guó)Star公司展出的ETG+型號(hào)為經(jīng)濟(jì)型5軸CNC工具磨

床，除了常規(guī)的功能以外，還具備刃磨超長(zhǎng)刀具的能力，可磨削最長(zhǎng)達(dá)21英寸的刀

具。

4向刀柄及刀具裝夾要效率、要精度

現(xiàn)代切削技術(shù)把刀柄及刀具裝夾視為切削系統(tǒng)的重要組成部分，關(guān)系著刀具

加工效率的發(fā)揮和加工精度的好壞，使刀柄和刀具裝夾技術(shù)受到國(guó)內(nèi)外刀柄專(zhuān)業(yè)制

造商和刀具制造商越來(lái)越大的關(guān)注。

以HSK為代表的短錐柄兩面接觸刀柄和機(jī)床接口技術(shù)，顯著提高了連接的剛

性和精度，推動(dòng)著接口技術(shù)的不斷發(fā)展。首先是實(shí)現(xiàn)7:24錐柄的兩面接觸成為主攻

方向，上屆展會(huì)上有大昭和公司的BigPlus7:24兩面接觸刀柄，在本屆展會(huì)上有

日本的NTTOOL公司推出的AH07:24空心錐柄，拉緊時(shí)靠空心錐柄的收縮變形達(dá)到

端面的接觸，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)主軸錐孔擴(kuò)脹，錐柄恢復(fù)彈性變形，繼續(xù)保持錐面和端

面的接觸，應(yīng)用這樣的刀柄刀具的金屬切除率可提高50%,連接的精度也比一般的

BT柄有顯著的提高。標(biāo)準(zhǔn)的HSK柄的最小規(guī)格是25,再小的刀具怎么辦？Mapal公

司展出的HFS短錐工具系統(tǒng)，其法藍(lán)直徑系列在25以下還有14、12、10、8、6。

肯納公司為了把該公司的KM系統(tǒng)用于瑞士式加工機(jī)床，也推出了小規(guī)格的KM微型

車(chē)削工具系統(tǒng)。

山高公司推出的Accu-Fit靜壓膨脹式高精度銃刀刀柄，克服了傳統(tǒng)盤(pán)銃刀

在裝入刀柄心軸后，由于存在徑向間隙所帶來(lái)的一系列弊端，使銃刀的徑向跳動(dòng)量

控制在5微米以下，刀片的使用壽命提高20%以上，并改善了加工的表面質(zhì)量。

隨著高速切削的發(fā)展，對(duì)刀柄提出了動(dòng)平衡的要求。成都森泰英格公司全面

展示了刀柄系列包括HSK、BT、熱裝柄、ER夾頭等，不僅制造精度高外觀精美，而

且對(duì)刀柄都做了預(yù)平衡。為了抑制加工中的振動(dòng)，日研公司展出了一種內(nèi)裝彈簧的

7:24刀柄，對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生阻尼作用，可提高加工質(zhì)量，延長(zhǎng)刀具壽命，據(jù)稱(chēng)可分別提

高整體硬質(zhì)合金立銃刀的壽命3倍和高速鋼立銃刀壽命1.5倍，很適合系統(tǒng)剛性較

差的薄壁件加工和懸伸較長(zhǎng)的獴孔加工。

為了提高加工螺紋的效率，采用高速攻絲和剛性攻絲，EMUGE公司展出了一

種“軟同步(Soft-Syncro)”攻絲夾頭，可在拉伸或壓縮方向提供0.5mm的補(bǔ)償量,

以減小由于同步誤差引起的軸向切削力(可高達(dá)1300N),提高刀具壽命。該公司還

展出了ARTIS公司的攻絲監(jiān)控夾頭，可測(cè)量軸向力和扭矩，信號(hào)可傳輸至CNC系統(tǒng),

對(duì)絲錐的折斷、崩齒、磨損等不正?，F(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控。

5努力求索的中國(guó)工具工業(yè)

俗話(huà)說(shuō)，“不怕不識(shí)貨，就怕貨比貨?！眱赡暌粚玫腃IMT又一次把國(guó)內(nèi)外

的刀具產(chǎn)品放在同臺(tái)進(jìn)行比較。展覽會(huì)讓我們既看到了國(guó)內(nèi)刀具產(chǎn)品所取得的進(jìn)步,

也感受到與國(guó)外產(chǎn)品存在的顯而易見(jiàn)的差距，以及產(chǎn)品后面存在的深層次的差距。

我們?cè)诓稍L(fǎng)山特維克（中國(guó)）有限公司產(chǎn)品經(jīng)理段彥先生和肯納公司的專(zhuān)家

Greenfield先生時(shí)，不僅了解到它們巨額的科研投入、強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)隊(duì)伍和核心競(jìng)爭(zhēng)

力，也了解到世界一流大公司的科研創(chuàng)新與現(xiàn)有產(chǎn)品升級(jí)、改制并存的開(kāi)發(fā)機(jī)制；

一方面通過(guò)科研開(kāi)發(fā)全新的產(chǎn)品，另一方面通過(guò)老產(chǎn)品的升級(jí)或?qū)?biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的特殊

訂貨不斷推出改型產(chǎn)品。它們善于自主開(kāi)發(fā)，能不斷從制造業(yè)重要工業(yè)部門(mén)的需求

中和市場(chǎng)信息反饋中洞察產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的方向，利用刀具材料、涂層、設(shè)計(jì)的綜合優(yōu)勢(shì),

開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新的產(chǎn)品，繼而又全力推向市場(chǎng)。山特維克公司在本屆展覽會(huì)上重點(diǎn)推出

的CoroDrill880淺孔鉆，是該公司繼在車(chē)削領(lǐng)域推出CoroTurnRC、銃削領(lǐng)域推

出CoroMiH300等新系列以后，向鉆削領(lǐng)域進(jìn)軍的信號(hào)和戰(zhàn)略舉措。學(xué)習(xí)國(guó)外的做

法和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提高我國(guó)工具工業(yè)自主開(kāi)發(fā)的能力，將為我國(guó)工具工業(yè)的發(fā)展注入

新的活力，提高產(chǎn)品的檔次。

在此次的展覽會(huì)上，我們同樣感受到國(guó)內(nèi)工具企業(yè)為縮小技術(shù)上和經(jīng)營(yíng)管理

上的差距正在努力探索發(fā)展的途徑。就在展會(huì)期間，先有上海工具廠(chǎng)有限公司與意

大利SU公司就合資成立上優(yōu)機(jī)床工具（上海）有限公司舉行了新聞發(fā)布會(huì)，接著又有

漢江工具有限公司與Balzers涂層公司合資成立涂層中心舉行簽字儀式和哈爾濱第

一工具有限公司與美國(guó)格里遜公司草簽合資協(xié)議。在此之前已有哈爾濱第一工具有

限公司與德國(guó)PVT涂層公司合資成立了涂層中心、哈量集團(tuán)收購(gòu)德國(guó)Kelch公司的

消息，說(shuō)明國(guó)內(nèi)的工具企業(yè)已從合資入手加快提高企業(yè)素質(zhì)的步伐。

我們?cè)揭殉闪⒌纳┯⒏窈腺Y公司的展臺(tái)采訪(fǎng)公司的總經(jīng)理王虹女士，當(dāng)

我們問(wèn)到合資后企業(yè)的變化時(shí)，這位長(zhǎng)期從事刀具技術(shù)工作的企業(yè)家的回答竟然是

“真真知道怎樣做刀具了?！彼f(shuō)合資后企業(yè)最大的變化是人的認(rèn)識(shí)的提高，是企

業(yè)上下對(duì)刀具產(chǎn)品有了新認(rèn)識(shí)，對(duì)如何制造刀具也有了新的理念，整個(gè)企業(yè)確立了

嚴(yán)格的科學(xué)的態(tài)度，提出了“一點(diǎn)一滴精鑄，一絲一毫細(xì)礪”踏踏實(shí)實(shí)做事的精神。

精神變物質(zhì)，在不到二年的時(shí)間里，人還是這些人，產(chǎn)品還是這些產(chǎn)品，可是產(chǎn)品

從內(nèi)到外整個(gè)變了樣。公司新推出的車(chē)刀系列，剛性、排屑、定位、裝夾都作了精

心的設(shè)計(jì)，加工、熱處理、外觀、刻字每道工序嚴(yán)格把關(guān)，硬是把一般人看不起的

普通車(chē)刀做成了精品。公司另一個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)品工具系統(tǒng)，不僅品種多而且制造精度高

使用性能好?？巳R斯勒公司采購(gòu)經(jīng)理在考察以后，把森泰英格列入了供應(yīng)商名單。

有位外商第一次訂貨就要5萬(wàn)個(gè)ER夾頭的螺帽。王總對(duì)公司的前景充滿(mǎn)著信心，要

努力成為世界一流的工具企業(yè)。

我們確實(shí)需要一批一流的工具企業(yè)，推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展。但是，我

們離這個(gè)目標(biāo)還有很長(zhǎng)的距離，縮短這個(gè)距離既需要我國(guó)工具制造商自身的努力，

更需要政府政策的支持和引導(dǎo)。我們相信，中國(guó)工具工業(yè)振興之日也將是制造強(qiáng)國(guó)

建成之時(shí)。

電火花線(xiàn)切割加工(WirecutElectricalDischargeMachining,簡(jiǎn)稱(chēng)WEDM),

有時(shí)又稱(chēng)線(xiàn)切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲(稱(chēng)為電極絲)作電

極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。

它主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、

凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各

種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線(xiàn)等，具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制

造成本低等突出優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)外的電火花線(xiàn)切割機(jī)

床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60%以上。

根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同，電火花線(xiàn)切割機(jī)床通常分為兩類(lèi)：一類(lèi)是高速走

絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床(WEDM-HS),其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為8?

lOm/s,電極絲可重復(fù)使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動(dòng)和反向

時(shí)停頓，使加工質(zhì)量下降，是我國(guó)生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，也是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的電火花

線(xiàn)切割加工模式；另一類(lèi)是低速走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床(WEDM-LS),其電極絲作低

速單向運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度低于0.2m/s,電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、

抖動(dòng)小、加工質(zhì)量較好，但加工速度較低，是國(guó)外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種。

根據(jù)對(duì)電極絲運(yùn)動(dòng)軌跡的控制形式不同，電火花線(xiàn)切割機(jī)床又可分為三種：一

種是靠模仿形控制，其在進(jìn)行線(xiàn)切割加工前，預(yù)先制造出與工件形狀相同的靠模，

加工時(shí)把工件毛坯和靠模同時(shí)裝夾在機(jī)床工作臺(tái)上，在切割過(guò)程中電極絲緊緊地貼

著靠模邊緣作軌跡移動(dòng)，從而切割出與靠模形狀和精度相同的工件來(lái)；另一種是光

電跟蹤控制，其在進(jìn)行線(xiàn)切割加工前，先根據(jù)零件圖樣按一定放大比例描繪出一張

光電跟蹤圖，加工時(shí)將圖樣置于機(jī)床的光電跟蹤臺(tái)上，跟蹤臺(tái)上的光電頭始終追隨

墨線(xiàn)圖形的軌跡運(yùn)動(dòng)，再借助于電氣、機(jī)械的聯(lián)動(dòng)，控制機(jī)床工作臺(tái)連同工件相對(duì)

電極絲做相似形的運(yùn)動(dòng)，從而切割出與圖樣形狀相同的工件來(lái)；再一種是數(shù)字程序

控制，采用先進(jìn)的數(shù)字化自動(dòng)控制技術(shù)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床按照加工前根據(jù)工件幾何形狀參

數(shù)預(yù)先編制好的數(shù)控加工程序自動(dòng)完成加工，不需要制作靠模樣板也無(wú)需繪制放大

圖，比前面兩種控制形式具有更高的加工精度和廣闊的應(yīng)用范圍，目前國(guó)內(nèi)外95%

以上的電火花線(xiàn)切割機(jī)床都已采用數(shù)控化。

切割屬電加工范疇，是由前蘇聯(lián)人發(fā)明的，我國(guó)是第一個(gè)用于工業(yè)生產(chǎn)的國(guó)家,

當(dāng)時(shí)由復(fù)但大學(xué)和蘇州長(zhǎng)風(fēng)機(jī)械廠(chǎng)合作生產(chǎn)的這是最早的機(jī)型叫復(fù)旦型，我們國(guó)內(nèi)

在此基礎(chǔ)上發(fā)展了快走絲系統(tǒng)(HS).歐美和日本發(fā)展了慢走系統(tǒng)(LS),

主要區(qū)別是：

1,電極絲我國(guó)采用鴇鋁合金絲，國(guó)外采用黃銅絲；

2,我國(guó)采用皂化工作液，國(guó)外采用去離子水；

3,我國(guó)的走絲速度為11米/秒左右，國(guó)外為3~5米/分；

4,我們的電極絲是重復(fù)利用的直到斷絲為至，國(guó)外是走過(guò)后不再重用；

5,我們的精度不如國(guó)外高。

1、塑料的概念

?聚合物(polymer),又可稱(chēng)為高分子或巨分子(macromolecules),也是一般

所俗稱(chēng)的塑料(plastics)或樹(shù)脂(resin)。所謂塑料，其實(shí)它是合成樹(shù)脂中的一種，

形狀跟天然樹(shù)脂中的松樹(shù)脂相似，但因又經(jīng)過(guò)化學(xué)的力量來(lái)合成，而被稱(chēng)之為塑

料。

?根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)所下的定義，塑料乃是一種以高分子量有機(jī)物質(zhì)為主

要成分的材料，它在加工完成時(shí)呈現(xiàn)固態(tài)形狀，在制造以及加工過(guò)程中，可以借流

動(dòng)(flow)來(lái)造型。

因此，經(jīng)由此說(shuō)明我們可以得到以下幾項(xiàng)了解：

?它是高分子有機(jī)化合物

?它可以多種型態(tài)存在例如液體固體膠體溶液等

?它可以成形(moldable)

?種類(lèi)繁多因?yàn)椴煌膯误w組成所以造成不同之塑料

?用途廣泛產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化

?具有不同的性質(zhì)

?可以用不同的加工方法(processingmethod)

2、塑料的分類(lèi)

聚合物是由許多較小而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小分子(monomer),借共價(jià)鍵來(lái)組合而成的。

聚合物的種類(lèi)繁多，一般若是以對(duì)熱之變化來(lái)分類(lèi)，它可以分為兩大類(lèi)：

?熱固性塑料(ThermosetPlastics):指的是加熱后，會(huì)使分子構(gòu)造結(jié)合

成網(wǎng)狀型態(tài)。一旦結(jié)合成網(wǎng)狀聚合體，即使再加熱也不會(huì)軟化，顯示出所謂的非可

逆變化，是分子構(gòu)造發(fā)生變化(化學(xué)變化)所致。

?熱塑性塑料(Therm。plastics)：指加熱后會(huì)熔化，可流動(dòng)至模具冷卻后

成型，再加熱后又會(huì)熔化的塑料；即可運(yùn)用加熱及冷卻，使其產(chǎn)生可逆變化(液態(tài)一

一固態(tài))，是所謂的物理變化。

?按照塑料的應(yīng)用情況，熱塑性塑料又可分為通用塑料、工程塑料、高性能工

程塑料等三類(lèi)。

通用的熱塑性塑料其連續(xù)的使用溫度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙

烯、聚苯乙烯并稱(chēng)為四大通用塑料。

工程塑料一般是指工作應(yīng)力大于150MPa,連續(xù)工作溫度能超過(guò)150℃以上的塑

料。通常把聚酰胺（尼龍）、聚碳酸脂、聚甲醛、聚苯酸和熱塑性聚酯稱(chēng)為五大工

程塑料。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的日常維護(hù)及保養(yǎng)注意事項(xiàng)

2006-9-1315:41:48【文章字體：大史小】打印收藏關(guān)閉

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)做為一種精密的測(cè)量?jī)x器，如果維護(hù)及保養(yǎng)做得及時(shí),

就能延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，并使精度得到保障、故障率降低。為使客戶(hù)更好

地掌握和用好測(cè)量機(jī)，現(xiàn)列出測(cè)量機(jī)簡(jiǎn)單的維護(hù)及保養(yǎng)規(guī)程。如果要詳細(xì)了

解，請(qǐng)參加Brown&sharpe前哨公司組織的定期硬件培訓(xùn)。

一.開(kāi)機(jī)前的準(zhǔn)備

1.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)環(huán)境要求比較嚴(yán)格，應(yīng)按合同要求嚴(yán)格控制溫

度及濕度；

2.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)使用氣浮軸承，理論上是永不磨損結(jié)構(gòu)，但是如

果氣源不干凈，有油.水或雜質(zhì)，就會(huì)造成氣浮軸承阻塞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成氣

浮軸承和氣浮導(dǎo)軌劃傷，后果嚴(yán)重。所以每天要檢查機(jī)床氣源，放水放油。

定期清洗過(guò)濾器及油水分離器。還應(yīng)注意機(jī)床氣源前級(jí)空氣來(lái)源，（空氣壓

縮機(jī)或集中供氣的儲(chǔ)氣罐）也要定期檢查；

3.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的導(dǎo)軌加工精度很高，與空氣軸承的間隙很小，

如果導(dǎo)軌上面有灰塵或其它雜質(zhì)，就容易造成氣浮軸承和導(dǎo)軌劃傷。所以每

次開(kāi)機(jī)前應(yīng)清潔機(jī)器的導(dǎo)軌，金屬導(dǎo)軌用航空汽油擦拭（120或180號(hào)汽油）,

花崗巖導(dǎo)軌用無(wú)水乙醇擦拭。

4.切記在保養(yǎng)過(guò)程中不能給任何導(dǎo)軌上任何性質(zhì)的油脂;

5.定期給光桿、絲桿、齒條上少量防銹油；

6.在長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)時(shí)，在開(kāi)機(jī)前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作:

控制室內(nèi)的溫度和濕度（24小時(shí)以上），在南方濕潤(rùn)的環(huán)境中還應(yīng)該定期把電

控柜打開(kāi)，使電路板也得到充分的干燥，避免電控系統(tǒng)由于受潮后突然加電

后損壞。然后檢查氣源、電源是否正常；

7.開(kāi)機(jī)前檢查電源，如有條件應(yīng)配置穩(wěn)壓電源，定期檢查接地，

接地電阻小于4歐姆。

二.工作過(guò)程中：

1.被測(cè)零件在放到工作臺(tái)上檢測(cè)之前，應(yīng)先清洗去毛刺，防止在

加工完成后零件表面殘留的冷卻液及加工殘留物影響測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度及

測(cè)尖使用壽命；

2.被測(cè)零件在測(cè)量之前應(yīng)在室內(nèi)恒溫，如果溫度相差過(guò)大就會(huì)影

響測(cè)量精度；

3.大型及重型零件在放置到工作臺(tái)上的過(guò)程中應(yīng)輕放，以避免造

成劇烈碰撞，致使工作臺(tái)或零件損傷。必要時(shí)可以在工作臺(tái)上放置一塊厚橡

膠以防止碰撞；

4.小型及輕型零件放到工作臺(tái)后，應(yīng)緊固后再進(jìn)行測(cè)量，否則會(huì)

影響測(cè)量精度；

5.在工作過(guò)程中，測(cè)座在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（特別是帶有加長(zhǎng)桿的情況下）一

定要遠(yuǎn)離零件，以避免碰撞；

6.在工作過(guò)程中如果發(fā)生異常響聲或突然應(yīng)急，切勿自行拆卸及

維修，請(qǐng)及時(shí)與我公司聯(lián)系，本公司會(huì)安排經(jīng)過(guò)嚴(yán)格培訓(xùn)的人員前往，并承

諾以最快的速度幫助客戶(hù)解決問(wèn)題。

三、操作結(jié)束后

1.請(qǐng)將Z軸移動(dòng)到下方，但應(yīng)避免測(cè)尖撞到工作臺(tái);

2.工作完成后要清潔工作臺(tái)面；

3.檢查導(dǎo)軌，如有水印請(qǐng)及時(shí)檢查過(guò)濾器。如有劃傷或碰傷也請(qǐng)

及時(shí)與本公司聯(lián)系，避免造成更大損失；

4.工作結(jié)束后將機(jī)器總氣源關(guān)閉。

隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和表面安裝技術(shù)的發(fā)展，CNC系統(tǒng)硬件模塊及安裝方式不

斷改進(jìn)。從CNC系統(tǒng)的總體安裝結(jié)構(gòu)看，有整體式結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)兩種。

所謂整體式結(jié)構(gòu)是把CRT和MDI面板、操作面板以及功能模塊板組成的電路

板等安裝在同一機(jī)箱內(nèi)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝，但有時(shí)可能造成

某些信號(hào)連線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)。分體式結(jié)構(gòu)通常把CRT和MDI面板、操作面板等做成一個(gè)部

件，而把功能模塊組成的電路板安裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，兩者之間用導(dǎo)線(xiàn)或光纖連接。

許多CNC機(jī)床把操作面板也單獨(dú)作為一個(gè)部件，這是由于所控制機(jī)床的要求不同，

操作面板相應(yīng)地要改變，做成分體式有利于更換和安裝。

CNC操作面板在機(jī)床上的安裝形式有吊掛式、床頭式、控制柜式、控制臺(tái)式

等多種。

從組成CNC系統(tǒng)的電路板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)看，有兩種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，即大板式結(jié)

構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。大板式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，一個(gè)系統(tǒng)一般都有一塊大板，稱(chēng)為主板。

主板上裝有主CPU和各軸的位置控制電路等。其他相關(guān)的子板（完成一定功能的電

路板），如ROM板、零件程序存儲(chǔ)器板和PLC板都直接插在主板上面，組成CNC系

統(tǒng)的核心部分。由此可見(jiàn)，大板式結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可靠性高，價(jià)格低，有很高

的性能/價(jià)格比，也便于機(jī)床的一體化設(shè)計(jì)，大板結(jié)構(gòu)雖有上述優(yōu)點(diǎn)，但它的硬件

功能不易變動(dòng)，不利于組織生產(chǎn)。

另外一種柔性比較高的結(jié)構(gòu)就是總線(xiàn)模塊化的開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是將

CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制分別做成插件板（稱(chēng)為硬件模塊），甚至將CPU、存儲(chǔ)

器、輸入輸出控制組成獨(dú)立微型計(jì)算機(jī)級(jí)的硬件模塊，相應(yīng)的軟件也是模塊結(jié)構(gòu)，

固化在硬件模塊中。硬軟件模塊形成一個(gè)特定的功能單元，稱(chēng)為功能模塊。功能模

塊間有明確定義的接口，接口是固定的，成為工廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，彼此可以進(jìn)行

信息交換。于是可以積木式組成CNC系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性,

試制周期短，調(diào)整維護(hù)方便，效率高。

從CNC系統(tǒng)使用的CPU及結(jié)構(gòu)來(lái)分，CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)一般分為單CPU和

多CPU結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。初期的CNC系統(tǒng)和現(xiàn)在的一些經(jīng)濟(jì)型CNC系統(tǒng)采用單CPU結(jié)構(gòu)，

而多CPU結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床高進(jìn)給速度、高加工精度和許多復(fù)雜功能的要求，

也適應(yīng)于并入FMS和CIMS運(yùn)行的需要，從而得到了迅速的發(fā)展，它反映了當(dāng)今數(shù)控

系統(tǒng)的新水平。

刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱(chēng)切削工具。廣義的切削工具既包括刀

具，還包括磨具。

絕大多數(shù)的刀具是機(jī)用的，但也有手用的。由于機(jī)械制造中使用的刀具基本

上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材

用的刀具則稱(chēng)為木工刀具。

刀具的發(fā)展在人類(lèi)進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。中國(guó)早在公元前28?前

20世紀(jì)，就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國(guó)后期（公元前三世

紀(jì)），由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時(shí)的鉆頭和鋸，與現(xiàn)代的扁鉆和

鋸已有些相似之處。

然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期，伴隨蒸汽機(jī)等機(jī)器的發(fā)展而來(lái)的。

1783年，法國(guó)的勒內(nèi)首先制出銃刀。1792年，英國(guó)的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)

麻花鉆的發(fā)明最早的文獻(xiàn)記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。

那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868

年，英國(guó)的穆舍特制成含鴇的合金工具鋼。1898年，美國(guó)的泰勒和.懷特發(fā)明高速

鋼。1923年，德國(guó)的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。

在采用合金工具鋼時(shí)，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時(shí)，

又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時(shí)，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的

工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。

由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴，刀具出現(xiàn)焊接和機(jī)械夾固式結(jié)構(gòu)。

1949~1950年間，美國(guó)開(kāi)始在車(chē)刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片，不久即應(yīng)用在銃刀和其他刀

具上。1938年，德國(guó)德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專(zhuān)利。1972年，美國(guó)通用電氣

公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具

以更高的速度切削。

1969年，瑞典山特維克鋼廠(chǎng)取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)

合金刀片的專(zhuān)利。1972年，美國(guó)的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合

金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強(qiáng)

度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來(lái)，從而使這種復(fù)合材料具有更好的切

削性能。

刀具按工件加工表面的形式可分為五類(lèi)。加工各種外表面的刀具，包括車(chē)刀、

刨刀、銃刀、外表面拉刀和鏗刀等；孔加工刀具，包括鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鑲刀、較刀

和內(nèi)表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動(dòng)開(kāi)合螺紋切頭、螺紋車(chē)刀

和螺紋銃刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；

切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車(chē)刀和鋸片銃刀等等。此外，還有

組合刀具。

按切削運(yùn)動(dòng)方式和相應(yīng)的刀刃形狀，刀具又可分為三類(lèi)。通用刀具，如車(chē)刀、

刨刀、銃刀（不包括成形的車(chē)刀、成形刨刀和成形銃刀）、鋒刀、鉆頭、擴(kuò)孔鉆、較

刀和鋸等；成形刀具，這類(lèi)刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形

狀，如成形車(chē)刀、成形刨刀、成形銃刀、拉刀、圓錐較刀和各種螺紋加工刀具等；

展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類(lèi)似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐

齒輪刨刀和錐齒輪銃刀盤(pán)等。

各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和

工作部分都做在刀體上；鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分（刀齒或刀片）則鑲裝在刀體上。

刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類(lèi)。帶孔刀具依*內(nèi)孔套裝在機(jī)床的主軸或

心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，如圓柱形銃刀、套式面銃刀等。

帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車(chē)刀、刨刀等一般為矩形

柄；圓錐柄*錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的

麻花鉆、立銃刀等刀具，切削時(shí)借助夾緊時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。很多帶

柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對(duì)焊而成。

刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏

的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲(chǔ)切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。有的刀具的工作部分

就是切削部分，如車(chē)刀、刨刀、鏈刀和銃刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部

分和校準(zhǔn)部分，如鉆頭、擴(kuò)孔鉆、較刀、內(nèi)表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是

用刀刃切除切屑，校準(zhǔn)部分的作用是修光已切削的加工表面和引導(dǎo)刀具。

刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式和機(jī)械夾固式三種。整體結(jié)構(gòu)是在刀

體上做出切削刃；焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上；機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種，

一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質(zhì)合金刀

具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)；瓷刀具都采用機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)。

刀具切削部分的兒何參數(shù)對(duì)切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。

增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時(shí)的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，

從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時(shí)會(huì)降低切削刃的強(qiáng)度，減小刀頭的散

熱體積。

在選擇刀具的角度時(shí)，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、

加工性質(zhì)（粗、精加工）等，必須根據(jù)具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指

制造和測(cè)量用的標(biāo)注角度在實(shí)際工作時(shí)，由于刀具的安裝位置不同和切削運(yùn)動(dòng)方向

的改變，實(shí)際工作的角度和標(biāo)注的角度有所不同，但通常相差很小。

制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊

韌性和化學(xué)惰性，良好的工藝性（切削加工、鍛造和熱處理等），并不易變形。

通常當(dāng)材料硬度高時(shí)，耐磨性也高；抗彎強(qiáng)度高時(shí)，沖擊韌性也高。但材料

硬度越高，其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌

性，以及良好的可加工性，現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。

聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切

削不含鐵的