数控刀具用小直径可转位刀具替换整体硬质合金刀具长期以来，整体硬质合金旋转刀具主控着直径小于20mm的刀具市场。人们对整体硬质合金刀具产生这一由来已久的认知，往往出于为刀具的可靠性做出***的选择。可转位刀具的制造商们甚至没有能成功地渗入占领这一整体硬质合金刀具的堡垒。下面列举人们在做出选择时考虑的两个重要因素：其一，从获取加工的角度来看，整体硬质合金刀具比可转位刀具更有优势，直径越小，整体硬质合金刀具的优势就越明显。然而，随着整体硬质合金刀具直径的减小，刀具精度降低（如跳动精度），这将对刀具寿命带来显著的影响。其二，可转位刀具由可转位刀体、可转位刀片以及装配用机械夹紧部件组成，夹紧螺钉或楔块之类的夹紧部件用以确保刀片安置于刀体***槽内。意欲缩减刀具直径，减小装配组件尺寸很有必要。然而，紧固零部件尺寸的缩小会导致其强度减弱，使得刀具不能承受常规切削参数下的切削载荷。这会严重限制刀具的应用范围；进而使得刀具整体装配结构变弱甚至失效。事实上，相比于可转位刀具的概念，小直径整体硬质合金刀具的价格往往更高，这使大家进一步意识到小直径范围内可转位刀具的重要性。提供可转位刀具作为选择在上述直径范围内使用可转位刀具有几个显著的优势，这在用户眼里非常具有吸引力。在许多案例中，特别是粗加工切削刃失效时，采用可转位刀具时仅需对刀片进行简单的转位操作，非常经济合算；而采用整体硬质合金刀具时则需用全新的刀具替换已报废的刀具。采用可转位刀具还带来额外的好处，那就是免除了对失效的整体硬质合金刀具进行既浪费时间也浪费资源的重磨及重涂层操作。刀具制造商们迎接来自整体硬质合金刀具概念的挑战并取得了显著的进展，开发出基于可靠设计且具有商业化可行性的小直径可转位刀具。在这一方向的努力已经有了成果，夹持可转位刀头或可转位刀片的铣刀及钻头已能用于替代整体硬质合金刀具。颇具竞争力的性能可换硬质合金刀头式刀具的推出昭示着关注焦点的转变。例如，伊斯卡就推出了两种基于这一理念的刀具，那就是变形金刚立铣刀（MULTI-MASTER）系列及变色龙钻（CHAMDRILL）系列。新式刀具凭借其性能及精度特性在功能上能与整体硬质合金刀具设计相匹敌。这类系列的共性是，一个刀头能装夹于不同的刀体；反之一个刀体能装夹不同的刀头，有助于生成丰富多样的装配组合，促成刀具库存件数的减少。另一重要的设计—“快换刀头，无停机时间”，也是可换头式刀具的特征之一，因无需浪费时间在重新装夹调试刀具上，能实现刀体夹持于机床主轴上就能在机更换失效的刀头。这能消减加工周期，并进而降低生产成本。与此相反，当整体硬质合金铣刀或钻头失效，新一轮的刀具装卸周期则不可避免。另外，这一概念确保继承了整体硬质合金刀具的所有相关优点。在所探讨的直径范围内，“可换刀头式”硬质合金刀具凭借其原理在刀具设计方面具有更明显的优势和特点。变形金刚立铣刀系列（MULTI-MASTER）小直径为5mm；束魔变色龙钻（SUMOCHAM）小直径为6mm；变形金刚立铣刀还能用于加工沉头螺钉孔，中心钻小直径为1mm。LOGIQ系列带来全新的视角伊斯卡全新逻辑·智胜LOGIQ系列推出了小规格的可转位旋转刀具。公司推出好几个系列的名义直径不大于20mm的刀具。接下来扼要地回顾这些系列以更清晰地理解这些新式刀具是否能打破整体硬质合金刀具的壁垒。让人感兴趣的是新系列可转位铣刀，直径范围为8-16mm。这些系列推荐用于方肩铣或大进给铣削。具有几个共性的特点：夹持带3个切削刃的三角形刀片，紧固刀片的机械部件为夹紧螺钉。然而，看上去相似的结果却来自于不同的设计思路。HELI3MILL及MICRO3FEED系列铣刀直径范围为10-16mm，采用了经典的刀片锁紧设计，即夹紧螺钉通过刀片中心孔对刀片进行夹紧；而NANMILL及NANFEED系列铣刀直径范围为8-10mm，采用了以下概念的夹紧方式。在如此小的直径范围内，如前所提的过刀片中心孔夹紧螺钉，无法提供可被接受可实操的解决方案。在新的概念中，螺钉置放于刀片前刀面上方，夹紧螺钉头充当了楔块的角色。这提供了可靠的刚性夹紧，刀片因无中心孔的结构而均质耐用，使得刀片转位简捷。按预计，这些系列将用于紧凑部件的制造，不同工业领域如模具工业的小尺寸型腔铣、挖槽加工以及小型零部件的铣削加工，也用于小型零部件的生产制造。小改变带来大冲击1mm的改变是多还是微不足道？对于小直径范围内的可转位刀具而言，这将带来大大的不同。伊斯卡新推出直径为5mm的束魔变色龙钻（SUMOCHAM）刀头，标志着为可换头式钻头应用范围带来了重大的进步。在小直径范围内，可换头式刀具能提供及的优势，使得其成为传统的整体硬质合金刀具的有力的竞争对手。可转位刀具正在切入金属切削实践领域，这值得引起大家的关注。PVD刀具涂层技能开展趋势PVD刀具涂层技能开展趋势刀具是切削加工体系中活跃的一项要素。跟着科技的开展，涂层刀具的进给速度和切削速度得到进步，一起其运用寿数也得到了延长。因而，在加工技能飞速开展的今天，刀具的功能得到了人们注重，其间涂层技能是刀具制作中的一项关键技能。PVD是一种外表处理的标准称谓，是经过物理进程完结物质搬运，将分子或原子搬运到基材表而上，从而使基材具有高强度、耐磨性、散热性等特别功能。1涂层刀具的首要特色涂层刀具具有以下特色:(1)外表涂层资料具有较强的耐磨性、高硬度、耐高温等特色。(2)涂层刀具具有很好的归纳功能，这也使涂层刀具的通用性得到了进一步进步，使其可以具有愈加广泛的运用规模。(3)跟着科技的高速开展，涂层技能也得到了开展，涂层刀具的抗痒化功能和抗高温功能将会变得愈加杰出，完结高速切削加工，进步切削的作业效率。2PVD涂层技能的开展PVD法的堆积温度一般维持在500°C，涂层的厚度应当维持在2-5um之间；而且该办法的堆积温度没有超越钢本身的回火温度，因而在刀具涂层进程中常常运用PVD办法。PVD涂层首要分为三类:(1)真空蒸发镀膜。该技能的开展时刻较少，在涂改进程中所运用的设备相对说比较简单，而且涂层非常精密。详细堆积进程中需求运用一种靶材，绕射性相对较差，因而在详细运用中无法满意超硬资料在镀膜上的需求，这使得该办法的运用受到了必定的约束，近几年其运用规模也正在逐步缩小。(2)离子镀膜。该办法的运用需求在电场环境下完结，只有在具有电场的状况下，才能使镀膜资料的离子可以附着在工件的外表，不只***细密，而且膜的粘结功能很好。现在，在镀膜进程中比较常用的办法有活化反应离子镀膜和空心阴极离子镀膜法，从实际运用状况来看也取得了不错作用。(3)溅射镀膜法。该办法首要在真空室内进行，经过荷能离子对靶材的外表进行不断地炮击，粒子的运动量传递将靶资料的个各种粒子炮击出来，然后在基体上构成堆积。3PVD涂层技能的在刀具出产中的详细运用二十年前机械加工行业中所有运用的涂层东西以“全能型东西”为主，也就是可以运用多种不同的场合下。现在则发作了改动，跟着人们对东西功能的要求的进步，一般针对详细加工状况挑选具有针对性的东西。从现在刀具的开展状况来看，刀具资料的开展将会围绕着快、硬、干三方面进行。因而，在对刀具进行涂层进程中可以选用多层超硬涂层方式使热防护作用达到蕞佳，从而延常刀具寿数。在钻削和铣削领域内，PVD涂层到与CVD涂层刀具相比，具有更好的适应性。导致这状况发作的首要原因是，在详细运用进程中，CVD涂层铣刀无法持续运用并不是涂层磨损过度造成的，而是由于刀片在运用进程中出现了严峻的损坏，从而导致刀具无法持续运用。而在涂层进程中选用PVD涂层办法中的溅射镀膜技能可以使这一问题得到很好的处理。某工厂出产的切削刀具商标有:SUPERTIN.TINALOX.ALOX.ALUSPEED.plusC对应的涂层资料分别为:TiN.TiAlN.TiaAlN.TiB2.TiCN.TiAINC。在晶确操控状况下进行大规模工业化出产，要求每批刀具资料表而涂层厚度都应当操控在士1um规模内，即便在详细出产进程中，体系高负荷运转，显微结构的密度也很高。除此之外，沿切削刀涂层厚度分布并不会出现改变，因而切削刀在详细运用中始终都会坚持尖利状况，满意运用需求。***lusC所出产的铣刀结合了TiAlN碳软涂层的低冲突功能和抗磨损功能，因而涂改层可以起到必定的抗磨损性，而且外涂层非常均匀功能，很好的操控了切削导刃时所构成的冲突，有时在加工干式钻削时，由于温度的升高，将会导致崩刀或磨损状况的发作，而在出产进程中对TiAlN的热稳定性和高硬度记性充分利用，可以确保刀具的可靠性。现代刀具常常被运用于高速切削中，为了满意这一需求，运用PVD办法所出产的TiAlN涂层切削刀具得到了广泛运用，并得到了快速推行。经过PVD办法在TiN的晶体各间内植入Al原子，终究构成无间隙、完好的晶体组合。现在，蕞新型的TiAlN涂层可以使铝的含量超越50%，这使得TiAlN涂层具有了新特性。经过分析可知，当铝含量超越50%时，将会有一层细密的Al2O3出现在涂层的顶端，而当遭受A12O3磨损之后，存在与TiAlN中的Al将会再一次氧化而构成新的A12O3层，这样刀具即便在高温、高速环境下作业，TiAlN涂层也可以起到维护刀具的作用。4PVD刀具涂层功能的发挥若使PVD刀具涂层功能得到充分发挥，就必须要对详细出产进程中涉及到的各项出产条件进行优化。清理干净基体外表，这一点对悉数外表设备都一样，涂层粘结程度受基体外表状况的影响。因而，在详细涂层进程中必须要铲除基体外表的氧化物以及其它物质。一般来说，对基体表而的油污、锈斑的清洗可以经过喷砂或清洗的方式完结。假如在外表处理进程中选用的为喷砂法，需求时刻注意，在基体的外表不能存在油污，假如存在油污，吹砂无法将外表的油污除掉，而且会导致油污渗透到构建内部，影响涂层质量。在实际运用进程中需求首要的要素有以下两方面:(1)刀具本身，从结构、刃口质量、精度等多个方而进行挑选。(2)从工件、机床、切削参数等多方面内容进行挑选。在详细运用刀具进程中，应当遵守“类型、商标匹配”原则，每一种涂层资料都有适合运用的规模，在详细运用中应当依据实际状况而定，从而使刀具的功能达到蕞佳。5结语刀具PVD涂层可以使刀具的切削功能得到进步，一起可以进步加工质量，降低成本。因而，在未来应当加强对刀具PVD涂层技能的研究，使其可以更好的为机械加工服务。键槽铣刀向心角对加工质量的影响航天壁板产品是选用数控铣削的方法，在铝板上加工各种规格关闭平底下陷而成。因为下陷多为关闭结构，且尺度较小，加工中选用端面切削刃过刀具中心的两刃键槽铣刀，以方便沿刀具轴向进给直接下刀进行加工。可是键槽铣刀端面切削刃一般具有向心角，在铣削关闭下陷时会形成加工底面残留，影响产品质量。本文经过切削实验和理论剖析，研究键槽铣刀向心角对加工底面的影响、键槽铣刀向心角受关闭下陷尺度的影响，终究制定了键槽铣刀加工关闭下陷的选刀准则，有效处理了航天壁板关闭下陷加工底面残留问题，提高了产品质量。1.键槽铣刀根本结构键槽铣刀是一种铣削刀具，主要用于加工键槽和关闭下陷。为了克服径向切削力的影响，键槽铣刀规划为两个相互对称刀刃。铣削时两个刀刃上的切削力矩构成力偶，径向力相互抵消。键槽铣刀柱面和端面上都有切削刃，端面切削刃过刀具中心，因而能沿刀具轴向进给铣削，具有插钻功能，可以直接加工关闭下陷。而立铣刀一般具有3个以上刀刃，端面中心一般带中心孔，因而不能沿刀具轴向进行铣削，不能直接加工关闭下陷，主要用于半关闭或开放式的加工。键槽铣刀实际上属于一种特殊的立铣刀。键槽铣刀做径向进给铣削时，柱面切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃；做轴向进给铣削时，端面切削刃为主切削刃，柱面切削刃为副切削刃。为了下降轴向进给时切削抗力、减小径向进给时切削刃与已加工外表的冲突，键槽铣刀一般规划有1.5°～3°的端面切削刃向心角。图1所示为SANDVIKCoromant键槽铣刀的向心角。键槽铣刀的向心角在进行半关闭或开放式加工时不会对加工底面形成影响，可是在进行关闭加工时因为沿刀具轴向进给铣削会对加工底面形成影响。2.向心角对加工底面影响剖析（1）向心角对加工底面影响。经过选用φ20mm向心角键槽铣刀和φ20mm平底键槽铣刀别离铣削关闭平底下陷，经过实验比照来验证端面切削刃向心角对加工底面的影响。所用键槽铣刀如图2所示。在帕莱克对刀仪上对向心角键槽铣刀的端面切削刃向心角进行丈量，端面切削刃均匀向心角为5°。选用φ20mm向心角键槽铣刀和φ20mm平底键槽铣刀别离铣削边长L1=25mm、L2=25mm、深h=3mm的关闭平底下陷，实验成果如图3所示。图3左边为向心角键槽铣刀铣削后的成果，可见加工底面中心方位存在显着的锥塔状残留。图3右侧为平底键槽铣刀铣削后的成果，可见加工底面光整无残留。经过实验成果可见向心角键槽铣刀铣削关闭下陷时会在加工底面构成显着的切削残留，且无法经过优化走刀轨道来消除残留；而平底键槽铣刀铣削关闭下陷时加工底面光整无残留。（2）下陷尺度对加工底面影响。选用图2中的5°向心角的φ20mm键槽铣刀别离铣削不同尺度的平底关闭下陷，经过剖析实验成果来取得底面残留与下陷尺度的关系。选用5°向心角的φ20mm键槽铣刀别离铣削两个平底关闭下陷：边长L1=30mm、L2=30mm、深h=3mm；边长L1=30mm、L2=25mm、深h=3mm。实验成果如图4所示。图4左边为L1=30mm、L2=30mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面中心方位存在显着的锥塔状残留。图4右侧为L1=30mm、L2=25mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面中心方位相同存在显着的锥塔状残留。综上可见在L1=30mm（L1≥L2）的情况下，选用5°向心角的Φ20mm键槽铣刀铣削后底面存在残留现象，且无法经过优化走刀轨道来消除残留。选用5°向心角的Φ20键槽铣刀别离铣削两个平底关闭下陷：边长L1=40mm、L2=40mm、深h=3mm；边长L1=40mm、L2=25mm、深h=3mm。实验成果如图5所示。图5左边为L1=40mm、L2=40mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面光整无残留。图5右侧为L1=40mm、L2=25mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面相同光整无残留。综上可见在L1=40mm（L1≥L2）的情况下，选用5°向心角的Φ20mm键槽铣刀铣削后底面不存在残留现象。3.实验总结键槽铣刀端面切削刃向心角使铣刀端面呈向心凹型，刀具中心是凹型的蕞低点。在铣削关闭下陷时，铣刀需***行轴向进给，再进行径向进给。因为铣刀端面呈凹型，轴向进给时会在铣刀中心方位的加工底面构成残留。径向进给时，跟着铣刀的移动，端面切削刃及刀尖会逐步切削铣刀中心方位的底面残留。可是当关闭下陷尺度较小时，铣刀径向进给受下陷尺度限制，在有限的走刀轨道中，铣刀端面凹型区域会存在必定堆叠，而且切削刃刀尖无法切削到堆叠区域，终究在加工底面构成残留，如图6所示。当L1≥2D时（其中L1为关闭下陷长边，L2为关闭下陷短边，L1≥L2，D为键槽铣刀直径），刀具径向进给时，经过优化走刀轨道，可以使端面切削刃及刀尖充沛切削刀具中心方位的底面残留，从而消除加工底面残留。因而，当L1≥2D时，较大的键槽铣刀端面切削刃向心角不会对加工底面形成影响。当L1＜2D时，较大的键槽铣刀端面切削刃向心角会对加工底面形成影响，铣刀端面凹型区域会存在必定无法消除的堆叠，在加工底面构成残留，且切削残留无法经过完善走刀轨道来消除。所以在L1＜2D时，应考虑更换小直径的键槽铣刀或较小向心角的键槽铣刀，也可选用具有足够长度修光刃的键槽铣刀来加工关闭下陷，以避免加工底面发生残留。4.结语经过对键槽铣刀端面切削刃的向心角进行理论剖析，得出形成加工底面残留的原因。在剖析下陷尺度对加工底面残留影响的基础上，选用比照切削实验验证了理论剖析成果。终究得出定论：当L1≥2D时，键槽铣刀端面切削刃向心角不会对加工底面形成影响，可经过完善走刀轨道的方法处理加工底面残留问题。在此定论基础上总结出L1＜2D时选用键槽铣刀铣削关闭下陷的选刀准则。经过将研究成果应用到航天壁板产品的加工中，有效提高了选刀功率，同时处理了壁板关闭下陷加工底面残留问题，提高了产品质量和加工功率，可广泛用于各类关闭平底下陷的铣削加工。)