首頁 » CNC 切削刀具研究
2007/02/01

鑽石的特徵

鑽石》的含義
鑽石,學名金剛石或寶石級金剛石,英文為《diamond》,法文為《diamant》,源於 拉丁文adamasadamantis。鑽石是由碳元素組成的單質晶體,極硬(摩氏硬度1到10中的10)。從詞源上講鑽石意味著《不可戰勝》,極高的硬度使人們幾乎不會對 它的這個含義有什麼吃驚。鑽石的特性決定了它在眾多寶石中不可替代的位置。
 
 
特徵
 家族:金剛石
 化學組成:C ,純碳
 硬度:10
 解理:具有
 比重:3.51 ~ 3.53
 折射率:2.417 ~ 2.419(單折射)
 雙折射:
 多色性:
 色散:0.044
 
顏色:無色藍色綠色黃色玫瑰色紅色橙色褐色黑色
           
Ref: http://www.diamond-infos.com/zuanshi_jiagong/tezheng_zuanshi.html

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2007/03/28

綠色切削中的MQL技術 www.li-fung.biz

分類:切削刀具
2007/03/24 17:38

ref: http://tw.myblog.yahoo.com/beeway-tool/article?mid=3316&prev=3317&next=3315 

綠色切削中的MQL技術

在機械製造領域,切(磨)削加工中使用的切削液對提高加工效率與加工質量具有重要作用, 但切削液在製造、使用、處理和排放的各個時期均會對環境造成嚴重污染,而在加工過程完成以後,清除零件表面切削液附著物時還會產生所謂的「二次效應」污染。   據統計, 切削液的使用成本相當昂貴,把切削液和有關設備的費用、能耗費、處理費、人工費、維修費及材料費加在一起達到了全部製造費用的7%~17%,而全部刀具費用僅為總製造費用的2%~4%。   1996年,國際標準化協會頒布了關於環境管理的ISO14000 系列標準,德國、美國、加拿大和日本等國家也相繼制定出更加嚴格的工業排放標準, 進一步限制了切削液的使用。   面對降低生產成本, 改善生產條件和可持續發展對環境保護的要求,更迫於有關法律的壓力,合理利用製造資源、廢棄物少、環境污染小、可進行良性循環的「綠色製造」技術必將會成為21 世紀製造領域的主要發展趨勢。 1 綠色加工技術的原理與特點    人們在尋找替代原有切削液澆注方法的綠色加工技術過程中,進行了多方面有益的嘗試,創造出多種具有代表性的切削潤滑冷卻技術) 生物穩定型切削液、噴霧冷卻、液氮冷卻、低溫風冷切削、MQL及干切削等。從優質、高效、經濟以及環保的角度出發,上述各種技術各有其自身的特點和優越 性。


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2007/04/02

超硬磨料砂輪的合理使用 www.li-fung.biz

 


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2007/04/14

金剛石刀具的製造方法 www.li-fung.biz

Reference source from the internet. 隨 著汽車、航空和航天技術的飛速發展,對材料性能及加工技術的要求日益提高。新型材料如碳纖維增強塑料、顆粒增強金屬基複合材料(PRMMC)及陶瓷材料得 到廣泛應用。這些材料具有強度高、耐磨性好、熱膨脹係數小等特性,這決定了對它們進行機加工時刀具的壽命非常短。開發新型耐磨且穩定的超硬切削刀具是許多 高校、科研院所和企業研究的課題。 金剛石集力學、光學、熱學、聲學、光學等眾多優異性能於一身,具有極高的硬度,摩擦係數小,導熱 性高,熱膨脹係數和化學惰性低,是製造刀具的理想材料。本文對近年來金剛石刀具製造方法的發展作一概述。

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2007/04/14

刀具是模具精度的精髓

Reference source from the internet.    如 果说到加工中心的选择,在几年前,若是选择了具有高速ATC(自动刀具交换装置)和高速APC(自动工作台交换装置)功能的设备,是个非常明智的决定,因 为当时追求的是无人化、自动化的功能。但是,对於一台机器,如果只需要触动一下操作键就可以工作,那无论是谁都可以操作。归根到底,只是工具的差别而已。 高速加工并不一定是主轴转速在几万转以上,而是回转速度可以使刀具刃部负荷降低。根据工 件的种类及刀具的选择方法,就算用转速为几千转的加工中心也是完全可以实现的。 因此,即使使用小直径刀具,也可以进行高效率化的高速加工。一提到小直径刀具,我们的第一印象是慢,可是小直径刀具在必要形状的加工中,比大直径刀具的加工要快得多。而且加工海绵状等软材料时,小直径刀具比大直径刀具更容易实现没有飞边和毛刺加工。
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2007/07/06

逆向工程

現今一般工業產品之設計流程是由構想發展開始,等構想確認後,就經由CAD(電腦輔助設計)軟體繪製出3D 模擬模型,再經由電腦輔助製造(CAM)軟體,進行產品檢驗,如果達到要求,即可產生最終產品,這種開發工程稱為順向工程。然而,在逆向工程的設計流程中,是在概念設計大致確定後,先製作實體模型,經過3D 數位掃瞄裝備掃瞄量測,將所得到的原型資料進行3D 模型的修改與建構如果達到要求,即可傳至電腦輔助製造系統生產製造而產生最終產品。

 

        逆向工程最基本的技術特徵,就是能將實體模型的表面資料藉3D 量測儀器直接量測並建構出來,如此便可省略順向工程所需要的實際模型繪製工作,此對幾何外形複雜不易實際繪製之造形工件尤其適合換句話說,此技術可以使模型建構速度加快,以及產品週期縮短。


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2007/07/29

精密製造技術 www.li-fung.biz

一、技術概述

精密製造技術是指零件毛坯成形後余量小或無餘量、零件毛坯加工後精度達亞微米級的生產技術總稱。它是近淨成形與近無缺陷成形技術、超精密加工技術與超高速加工技術的綜合集成。

近 淨成形與近無缺陷成形技術改造了傳統的毛坯成形技術,使機械產品毛坯成形實現由粗放到精化的轉變,使外部質量作到無餘量或接近無餘量,內部質量作到無缺陷 或接近無缺陷,實現優質、高效、輕量化、低成本的成形。該項技術涉及到鑄造成形、塑性成形、精確連接、熱處理改性、表面改性、高精度模具等專業領域。

超精密加工技術是指被加工零件的尺寸精度高於0.1μm,表面粗糙度Ra小於0.025μm,以及所用機床定位精度的分辨率和重複性高於0.01μm的加工技術,亦稱之為亞微米級加工技術,且正在向納米級加工技術發展。

超精密加工技術主要包括:超精密加工的機理,超精密加工的設備製造技術,超精密加工工具及刃磨技術,超精密測量技術和誤差補償技術,超精密加工工作環境條件。

超高速加工技術是指採用超硬材料的刀具,通過極大地提高切削速度和進給速度來提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代加工技術。

超 高速加工的切削速度範圍因不同的工件材料、不同的切削方式而異。目前,一般認為,超高速切削各種材料的切速範圍為:鋁合金已超過1600m/min,鑄鐵 為1500m/min,超耐熱鎳合金達300m/min,鈦合金達150~1000m/min,纖維增強塑料為2000~9000m/min。各種切削工 藝的切削速度範圍為:車削700~7000m/min,銑削300~6000m/min,鑽削200~1100m/min,磨削250m/s以上等等。

超高速加工技術主要包括:超高速切削與磨削機理,超高速主軸單元製造技術,超高速進給單元製造技術,超高速加工用刀具與磨具製造技術,超高速加工在線自動檢測與控制技術等。


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2007/10/14

切削加工表面的形成及切削液的分類 www.li-fung.biz

 

在研究各種因素影響已加工表面質量的規律之前,應該先瞭解已加工表面形成的過程。下文介紹高速切削鋼件時已加工表面的形成過程。

在第三章裡已經著重介紹了切削變形過程中三個變形區(圖91)的第一變形區。在第一變形區裡,切削層的金屬經受塑性變形而成為切屑。第一變形區擴展到切削層下方的金屬,使這部分金屬將成為已加工表面表層的一部分。由此可見,第一變形區的塑性變形,對巳加工表面質量是有影響的。但是,第三變形區與加工表面的形成關係更為密切。

實際的切削刃並非一條直線,而是近似於半徑為rn的圓柱表面。高速鋼刀具,rn=1215μm,硬質合金刀具rn=1829μm。後刀面毗鄰切削刃的那部分,一經切削便被磨損,成為一條後角αoc0o的稜面。

在第三變形區裡,後刀面施加法向力FαN和摩接力Fα於工件。法向力FαN使工件產生徑向的塑性變形和彈性變形。摩擦力Fα使加工表面產生切向的塑性變形和彈性變形。

如果把刀具連同三個變形區看作靜止的,那麼,切削層將朝著刀具運動,其速度為Vc; 當切削層的金屬進入第一變形區時,便開始發生塑性變形,使晶粒伸長。切削刃前方的金屬繼續運動並逐漸接近切削刃時,它的晶粒伸得更長,成為纖維狀,最後成 為包圍切削刃的纖維。O點以上的那部分沿前刀面流出,成為切屑的底層。由於構成切屑底層的纖維狀金屬晶粒沿著前刀面流動,故纖維的方向與前刀面平行,亦即 與切屑底面平行。包圍切削刃的金屬纖維在0點以下的那部分,將繞過切削刃沿後刀面流出,這條纖維越伸越長,越來越細,最後被扭斷,成為已加工表面的表層。 由於這表層的金屬纖維曾經沿後刀面流動,因而纖維的方向平行於α。=0o的稜面,也就是平行於已加工表面。0點可以看作切削層金屬的分流點。


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2007/10/14

高強度鋼和超高強度鋼的切削加工 www.li-fung.biz

什麼是高強度鋼和超高強度鋼?

所謂高強度鋼,是指那些在強度和韌性方面結合很好的鋼種。低合金結構鋼,經調質處理後,具有很好的綜合力學性能。其抗拉強度σb>1200MPa時,叫高強度鋼;其抗拉強度σb>1500MPa時,稱為超高強度鋼。

超高強度鋼,視其合金含量的多少,可分為低合金超高強度鋼(合金含量不大於6%)、中合金超高強度鋼和高合金超高強度鋼。

含一種合金元素的高強度合金鋼有鉻鋼、鎳鋼、錳鋼等;含兩種合金元素的合金鋼有鉻鎳鋼、鉻錳鋼、鉻鉬鋼等;含三種以上合金元素的高強度合金鋼有鉻錳硅鋼、鉻鎳鎢鋼、鉻鎳鉬鋼、鉻錳鈦鋼、鉻錳鉬釩鋼等。

高強度鋼和超高強度鋼的原始強度和硬度並不高,但是經過調質處理後可獲得較高的強度,硬度在HRC30~50之間。

鋼 的抗拉強度與硬度之間存在一定的關係。一般來說,硬度提高強度也隨之增高,但不能說高強度鋼就是高硬度鋼。所謂高強度鋼和超高強度鋼,是指綜合性能而言 的。淬火鋼的硬度很高,但不能稱為高強度鋼和超高強度鋼,其原因是它的綜合性能不好,幾乎沒有塑性,韌性也很差,只能作耐磨零件和工具。

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2007/11/23

微晶材料 www.li-fung.biz

microcrystalline material

通 過快速冷凝工藝獲得的晶粒尺寸小於5微米(μm )的金屬和非金屬材料。其冷卻速度大於103 開/秒(K/s) ,故又稱快冷微晶材料。微晶材料與一般材料相比,具有以下特點:①增大溶質原子在基體中的固溶極限,從而導致附加固溶強化和時效強化效果,使材料強度增 加。②使第二相質點細化,材料的晶粒度比常規材料細小1~2個數量級,材料的強度和塑韌性提高,抗蝕性、耐磨性和抗疲勞斷裂能力得到改善,並可產生細晶超 塑性,有利於加工成形。③可形成新的亞穩相,並減少或消除材料中的偏析(材料凝固後其截面上不同部位或晶粒內部產生的化學成分不均勻現象)。

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2008/01/02

單晶金剛石刀具的新型加工方法

1 引言

採用傳統的機械研磨方法製造金剛石刀具時,因研磨線速度高,局部壓力大,對刀具表面及刃口衝擊劇烈,不可避免地會導致刀具表面產生微小溝紋和較厚的加工變質層,且刀刃鋸齒度較大,從而限制了刀具質量的進一步提高。試驗表明,採用機械方法研磨金剛石的表面粗糙度極限值約為3nm,刀刃鋸齒度最小只能達到幾十納米的數量級,表面加工變質層厚度約為200nm。

隨著超精密加工技術的不斷發展以及加工精度的不斷提高,對金剛石刀具的精度及質量要求也更為苛刻。研究還發現,刀具表面變質層厚度將直接影響刀具的壽命與零件的加工質量。因此,開發新型的金剛石刀具加工方法無疑是突破機械研磨方法對刀具質量限制的有效途徑。

此 外,如高精度輪廓儀、隧道掃瞄顯微鏡、原子力顯微鏡等儀器中使用的金剛石探針的前端球頂圓弧半徑要求達到或小於1~2μm,精度要求高於0.1μm;加工 光通信用光柵表面的微細溝紋時,需要使用刀尖圓弧半徑為0.1~3μm,並具有相當高的尺寸與形狀精度的金剛石雕刻刀具。對於此類特殊要求,採用傳統的機 械研磨方法或者無法達到,或者加工成本極高,因此也迫切需要開發新型的金剛石工具加工方法。

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2008/01/02

聚晶金剛石刀具 www.li-fung.biz

PCD刀具的發展

金 剛石作為一種超硬刀具材料應用於切削加工已有數百年歷史。在刀具發展歷程中,從十九世紀末到二十世紀中期,刀具材料以高速鋼為主要代表;1927年德國 首先研製出硬質合金刀具材料並獲得廣泛應用;二十世紀五十年代,瑞典和美國分別合成出人造金剛石,切削刀具從此步入以超硬材料為代表的時期。二十世紀七十 年代,人們利用高壓合成技術合成了聚晶金剛石(PCD),解決了天然金剛石數量稀少、價格昂貴的問題,使金剛石刀具的應用範圍擴展到航空、航天、汽車、電 子、石材等多個領域。

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2008/03/25

高速干切削技術及其實現

0 前言
高速切削加工因具有增進生產效率、減少切削力、提高加工精度和表面質量、降低生產成本,且可加工高硬材料等諸多優點,已在航空、汽車、模具等製造業界得到 廣泛應用,並取得了顯著的經濟效益。在高速加工中,通常都大量使用切削液,以發揮其潤滑、冷卻、排屑作用。但隨著綠色製造、清潔製造等生產理念的成熟,人 們越來越清醒地意識到大量使用切削液所帶來的負面影響:①零件的生產成本大幅度提高。有統計數據表明,在零件加工總成本中,切削液費用約占16%,而刀具 費用只佔總成本的4%。②造成對環境的嚴重污染,破壞生態環境,不利於可持續 發展戰略的實施。③直接危害車間工人的身體健康。
為提高產品競爭力,實現經濟效益與社會效益的統一,本研究探討將高速切削加工和干切削技術有機結合的高速干切削技術,對於實現綠色製造及指導業界的生產,具有重要的現實意義。

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2008/03/25

高速干切削技術的研究現狀與發展趨勢

高速切削(HSC)加工作為一種先進的切削技術,自二十世紀八十年代以來得到了日益廣泛的應用。高速加工採用遠高於常規加工的切削速度和進給速度,不僅可 提高加工效率,縮短加工工時,同時還可獲得很高的加工精度。隨著高速主軸技術的發展,與其配套的新型刀具不斷出現,同時對高速加工工藝參數的優化研究也在 不斷深人,使得高速切削技術的理論研究和應用都得到了長足的發展。

高速加工的主要優點有:1、切削力降低03%左右,特別適合剛性差的零件,2、由於加工時對刀具和工件進行了冷卻潤滑,減少了切削熱對工件的影響,特別適 合加工易熱變形的工件;3、激振頻率遠遠高於機床和工藝系統的固有頻率,加工平穩,振動小,加工表面質量好4;、能極大地提高生產效率。但是,高速切削采 用的高壓大流量冷卻方式會增加環境污染、提高生產成本、減少刀具的耐用度、加大機床腐蝕等一系列問題。

為了解決上述問題,目前採用的方法一種是改變切削液的使用參數和用量,研製新型的無污染的綠色切削液;另一種是在切削過程中停止使用切削液,採用干切削, 它能從根本上徹底解決切削液帶來的問題。干切削技術是上世紀九十年代為適應全球日益高漲的環保要求和可持續發展戰略而發展起來的一項綠色切削加工技術,目 前歐美、日本等工業發達國家非常重視干切削的研究,干切削技術已經成功應用到了生產領域,並且取得了良好的經濟效益。

高速切削因具有降低切削力,工件熱變形小等特點,為實現干切削提供了有利條件,高速干切削的目標不僅要限制或停止使用切削液,而且要保證高的加工效率和加 工質量。但在高速干切削中,因缺乏切削液的冷卻潤滑和排屑作用,會導致切削區刀具與工件的摩擦加劇,切削力增大,切削溫度上升,切削振動增強以及排屑不暢 等情況,會影響機床加工性能和刀具使用壽命,降低加工質量。因此,需要從刀具、機床和輔助工藝等方面來進行研究並優化,使高速干切削技術能得到更廣泛的應 用。

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2008/03/31

SiCp/Al多相材料的切削加工

Reference source from the internet.

1 引言

SiCp/Al 是一種新型的陶瓷/金屬系多相材料,由於它的比剛度和比強度高,膨脹係數小,耐熱性和尺寸穩定性好,因此在航空航天、汽車製造等行業得到日益廣泛的應用。 在汽車製造業中,SiCpAl材料最具潛力的應用前景之一是用於製造發動機活塞。採用SiCp/Al製造發動機活塞可減小活塞銷孔的磨損,避免因熱膨脹引 起的「咬死」現象,提高裝配精度,減少能耗,提高發動機功率。SiCp/Al材料在德、日、英、美等工業發達國家汽車製造業中的應用已取得了良好效果。我 國在這方面的研究開發工作也取得了一定成果。

在SiCp/Al材料中,引入了無機非金屬顆粒作為補強第二相,從而大幅度提高了材料的強 度、硬度和耐磨性能,但同時也使材料的機械加工性能變差。加工SiCp/Al材料時,刀具磨損嚴重,耐用度降低,工件尺寸精度和表面質量難以保證,這在一 定程度上阻礙了這種新型材料的推廣應用。為此,本文通過試驗研究,利用常規硬質合金刀具材料設計出一種可採用常規工藝和設備加工SiCp/Al材料的新型 刀具。使用證明,採用該刀具加工SiCp/Al材料,可提高刀具耐用度和工件表面質量,降低加工成本。


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