木匠刀具涂层技能研讨“木匠刀具涂层技能研讨”化学气相堆积法（CVD)和物***相堆积法(PVD)将较硬的资料涂到硬质合金、髙速刚刀具外表，提髙刀具耐磨性、化学稳定性等性能已在金属切削刀具中得到了充分的证实。现在在发达***，数控刀具铣刀，涂层高速刚刀具的使用率已占金属切削髙速刚刀具的50p%，涂层硬度合金刀片已占硬质合金转位刀片的60p%。我国从八十年代初开端研究涂层技能，八十年代中期涂层逐渐在工业生产中得到了使用，并开端从工业发达***引入***的涂层设备和技能。1.涂层高速钢由于CVD是一种高温工艺，高速刚刀具经涂层后需求从头热处理，这样就会发作变形，降低刀具的精度。因此.高速钢涂层常选用PVD涂层。PVD法的堆积温度低于髙速钢回火温度，可使预先经热处理的髙速刚刀具机械性能不受影响，还可防止刀具变形。高速刚刀具选用的PVD涂层办法包括多弧离子涂、空心阴极离子涂和阴极等离子涂技能。髙速刚刀具常用涂层资料有TiN和TiC，实际使用证实TiN涂层性能较为明显，而TiC是金属成型东西、螺纹滚压成型模具等作业外表的理想涂层。除此之外，还在研讨开发TiCN、CrCN涂层材料及TiC-TiCN、Ti-TiC-TiN等复合涂层。我国开发研讨的（Ti，Ai)N新型涂层资料，其硬度和耐磨性均高于TiN涂层，由于（Ti，Ai)N与基体之间有一过渡层（a—TiFeTD，因此使涂层与基体之间具有较强的结合强度，提髙了涂层的耐磨性。髙速刚刀具涂层目的是提髙刀具耐磨性和化学稳定性。但TiN和TiC化学稳定性并不令人满意，TiC涂层在300400C时就开端氧化，TiN涂层在450C以上时也开端氧化。2.涂层硬质合金硬质合金是由硬度和熔点都很髙的碳化物和金属粘结剂组成，用粉末冶金工艺制成的。硬质合金的硬度很高，可达HRC7482，耐磨性也较好，特别是耐热性，它所答应的作业温度可达800‰1000C。因此，硬质合金涂层既可选用CVD技能，也可选用PVD技能。等离子辅佐化学气相堆积(PCVD)利用CVD和PVD的利益，成功地用于硬质合金涂层。由于涂层温度（450650C)低，在硬质合金基体与涂层资料之间不会发作分散、相变或交流反响，因此基本上坚持了刀片原有的韧性，具有良好的切削性能。此外，硬质合金刀具还可以采用CVD和PVD联合涂层办法：经CVD涂层后又进行PVD涂层。其间CVD涂层资料为TiC和TiN，主要目的是提髙刀片刃口的尖利性。3.涂层木匠刀具近来研讨标明TiN涂层高速刚刀具在切削山毛榉、栋木、云杉和翠柏时，刀具耐磨性都有不同程度的提高。但是，关于硬质合金刀具而言，涂层后的耐磨性，其成果比较复杂。在用TiN涂层硬质合金锯齿时，锯齿的耐磨性仅有轻微的改进。用A12Os-TiC复合涂层（CVD法）时，也只有轻微的提髙（涂在锯齿的前刀面，切削柏树）。另一研讨发现，在铣削刨花板时，TiN涂层硬质合金刀具（CVD法）的耐磨性改进甚微；TiN涂层锯齿前刀面，耐磨性有些改进。以上研讨显示?木匠刀具耐磨性和涂层的关系并不能阐明涂层的真实价值。在用PVD法涂层木匠刀具进行切削试验时，发现T!N涂层的碳化钨硬质合金锯片（涂覆前齿面）锯切硬质纤维板时，锯齿磨损量降低了，但锯切刨花板、胶合板时，却没有明显的优越性。硬质合金刀具通过涂层后，耐磨性之所以改进不明显，是因为刀具刃口邻近的涂层资料过早地脱落。CVD法涂层温度较髙，导致在基体和涂层之间构成脆性的粘结相。在涂层剩余应力及切削热、切削力作用下，刃口上的涂层很快地脱落。和CVD法相比，PVD法涂层温度低得多。因此，PVD法涂层的刀具，可获得较好涂层结构和髙的涂层硬度，刀具刃口尖利度也改进了。此外，PVD法涂层刀具有较好抗龟裂的能力。九十年代中期，常用数控刀具，研讨人员在用PVD法涂层木匠刀具方面进行了一些研讨，从硬质合金碳化物尺寸、粘结剂含量和涂层资料等方面进行研讨。碳化物颗粒尺寸分别为0.8pm，1.7;im和1.7fxm，对应的钴含量分别为3%，4%，6%和10%。涂层资料为TiN，TiN-TiCN-TiN和TiAlN2，对应的涂层厚度为3.5/xm，5.5pm和3/im。涂在刀具的前刀面上。试验成果标明三种涂层资料均出现涂层剝落，但TiN和TKN、CN)要比TiAlN2小得多，并且细颗粒和低含钴量的刀具，耐磨性提髙了10%至30%。但关于含钴量髙的刀具，涂层反而降低了耐磨性。研讨还指出涂层粘结强度是涂层脱落的致命因素。PCD刀具加工有色金属是大规模工业生产的，不同的铝合金其加工效果也不尽相同。PCD刀具一般采用锋利切削刃，在刀具使用初期出现表面质量差的现象，随着刀具使用时间的增加，其加工质量越来越好，这是由于PCD刀具在切削过程中锋利刃口的逐渐钝化所致。在切削加工中，刃口钝化是影响刀具性能和寿命的重要因素。刀具经刃磨后刃口会存在毛刺和微缺口，这种微缺口会影响刀具寿命和加工工件表面质量。刃口钝化能有效去除小的毛刺和微缺口，得到光滑均匀的切削刃，从而提高工件表面质量。刃口光滑性的提高能有效预防积屑瘤的产生。钝化能够提高和改善刀具的抗拉强度和刃口韧性，增加刀具强度，从而提高刀具寿命，减小因峰刃缺陷而引起的初期不稳定磨损。刀具在涂层之前需经过钝化处理，提高刀具表面光洁度，从而使涂层牢固。图1刀具钝化实验装置目前关于钝化的研究主要针对硬质合金，淮安数控刀具，而对于PCD刀具钝化的研究较少。本文探索一种PCD刀具的钝化方法及其对铝合金加工表面粗糙度的影响。通过国产小型钝化机对PCD刀片进行钝化，并研究了钝化加工参数对钝化后刃口的影响，为选择合理的钝化加工参数提供参考。通过单因素试验探究了钝化对表面粗糙度的影响，研究分析了不同切削参数下钝化刀具对车削1060铝合金表面粗糙的影响规律。刃口钝化试验研究如图1所示，本试验钝化设备为2MQ6712D小型可转位刀片刃口钝化机，用含金刚石磨料的盘刷对PCD刀具进行钝化。采用特殊的装夹方式进行钝化，可以使钝化后的刃口成倒圆形。钝化后的刀片垂直于切削刃磨一个端面，从图中可以看出钝化后的刃口呈倒圆形（见图2）。图2钝化后切削刃的剖面图小型可转位刀片刃口钝化机主要利用刀具与磨料刷的相对运动形成磨损，从而达到钝化的目的。磨料刷对切削刃的磨损形式主要为磨料磨损，去除过程中切削刃的加工质量和加工效率取决于尼龙丝对切削刃的碰撞作用。随着转速的提高和磨料颗粒的增大，磨料颗粒的动能增大，碰撞过程越剧烈。但过大的转速和磨料颗粒在钝化过程中会导致切削刃崩刃或者崩块，降低了切削刃的表面质量。通过试验发现，选择合适的转速和磨料颗粒在保证加工效率的同时有利于提高切削刃的钝化质量。因此本试验选用丝径4mm含800目金刚石磨料的磨料刷，转速800r/min，切削刃和磨料刷接触长度为2mm，在该条件下能够得到较好表面质量的切削刃。图2为切削刃钝化后的微观形貌，从图中可以看出选择上述钝化加工参数得到的钝化后的刃口很光滑均匀，随着钝化时间的改变可以得到不同大小的钝化半径。通过图2和图3可以看出，利用国产小型可转位刀片刃口钝化机，采用特殊的装夹方式并选用合理的钝化加工参数对PCD刀片进行钝化，可以得到光滑均匀的倒圆刃。图3钝化后的切削刃的形貌单因素切削试验在相同的切削条件下，采用相同切削参数对比钝化与未钝化的PCD刀具车削1060铝合金材料对表面粗糙度的影响规律。为了进一步研究切削深度对钝化刀具所形成表面粗糙度的影响，选用较小切削深度参数分析切削深度对表面粗糙度的影响。1.试验条件机床参数：SK50P/750型数控车床；工件材料：1060铝合金，工件尺寸Φ70mm×250mm圆棒；刀杆型号：SDJCR2525M11；刀片参数：PCD刀片型号DCMW11T304，粒度约10μm。测量仪器：车削后工件的表面粗糙度的测量采用触针式表面粗糙度仪（时代TR200），取样长度2.5mm，取样数量5，在不同位置取5次样计算平均值。PCD刀具的主要几何参数如表1所示。表1PCD车刀的主要几何参数2.试验方案采用钝化和未钝化两种PCD车刀车削工件外圆，选取的刀具钝化值约为18μm。冷却方式为乳化液冷却，切削参数及测量结果如表2和表3所示，钝化和未钝化刀具均采用此组参数。试验结果分析1.不同切削参数下PCD刀具钝化对表面粗糙度的影响分析表2切削参数及实验结果根据表2中所得的试验结果绘制各参数对表面粗糙度影响图，图4为钝化和未钝化两种刀具切削速度对表面粗糙度的影响，可见，钝化刀具加工工件表面粗糙度总体低于未钝化刀具。钝化和未钝化刀具加工工件表面粗糙度都随切削速度的增大而增大，但增大幅度很小。图4钝化和未钝化刀具切削速度对表面粗糙度的影响图5为钝化和未钝化两种刀具进给量对表面粗糙度的影响。从图中可以看出，钝化和未钝化刀具随着进给量的增加表面粗糙度呈增大趋势，且增大的幅度较大。在进给量较小时，钝化和未钝化刀具车削所形成表面粗糙度区别不大；随着进给量的增大，钝化对表面粗糙度的影响越来越明显，在进给较大时钝化刀具车削所形成表面粗糙度明显小于未钝化刀具。图5钝化和未钝化两种刀具进给量对表面粗糙度的影响图6为钝化和未钝化两种刀具切削深度对表面粗糙度的影响。从图中可以看出，钝化刀具加工工件表面粗糙度总体低于未钝化刀具。在0.1-06mm切削深度范围内，切削深度对表面粗糙度影响不大。图6钝化和未钝化两种刀具切削深度对表面粗糙度的影响由上述分析可知，PCD刀具车削1060铝合金时进给量对表面粗糙度的影响，速度和切削深度对表面粗糙度的影响较小。在不同切削参数下钝化后的刀具所形成表面粗糙度低于未钝化刀具，随着进给量的增大钝化对表面粗糙度的影响越来越大。这是由于钝化后的刀具在刃口处形成了一个光滑均匀的倒圆刃，消除了刃磨后的微缺口，同时由于钝化半径的存在对已加工表面起挤压修光作用，因此钝化后的刀具车削所形成的工件表面质量更高。2.钝化刀具在小切削深度时对表面粗糙度的影响通过分析可知，在所选的切削深度范围内，切削深度对表面粗糙度基本没有影响。为了进一步研究切削深度对钝化刀具车削形成的表面粗糙度的影响规律，采用小切削深度，研究钝化对车削所形成的表面粗糙度的影响。测量结果见表3。表3小切削深度参数对表面粗糙度的影响根据表3中实验结果绘制切削深度对表面粗糙度影响规律如图7所示。从图中可以看出，在切削深度为20μm时，钝化刀具所形成表面粗糙度比同一条件下其他切削深度所形成的表面粗糙度低，未钝化刀具没有此现象。可见，当切削深度约为20μm时，钝化半径对表面粗糙度的影响比较明显。图7小切削深度对表面粗糙度的影响小结（1）采用特殊的装夹方式，在合理的加工参数下通过国产小型钝化机作钝化处理后，可以得到光滑均匀的正倒圆切削刃。（2）PCD刀具车削1060铝合金时，进给量对表面粗糙度的影响，切削速度和切削深度对表面粗糙度的影响较小。在相同切削条件下，使用相同切削参数钝化刀具车削1060铝合金所获得的表面粗糙度低于未钝化刀具。随着进给量的增大，钝化对表面粗糙度的影响越来越大，在进给量较大时钝化刀具车削所形成表面粗糙度明显小于未钝化刀具。刀具经钝化后消除了刃口毛刺和微刃口，同时在刃口处形成一个倒圆形刃口半径。刃口半径的存在对工件已加工表面起到了挤压修光作用，提高了工件表面质量。（3）钝化刀具在切削深度为20μm时加工获得的表面粗糙度低于其他切削深度，钝化对表面粗糙度的影响比较明显。铰孔加工1孔径增大、差错大依据具体情况恰当减小铰刀外径；下降切削速度；恰当调整进给量或削减加工余量；恰当减小主偏角；校直或报废曲折的不能用的铰刀；用油石细心修整到合格；操控摆差在允许的范围内；挑选冷却性能较好的切削液；安装铰刀前必须将铰刀锥柄及机床主轴锥孔内部油污擦净，锥面有磕碰处用油石修光；修磨铰刀扁尾；调整或替换主轴轴承；重新调整浮动卡头，并调整同轴度。2孔径缩小替换铰刀外径尺度；恰当进步切削速度；恰当下降进给量；恰当增大主偏角；挑选润滑性能好的油性切削液；定时互换铰刀，正确刃磨铰刀切削部分；规划铰刀尺度时，应考虑上述因素，或依据实际情况取值；作试验性切削，取适宜余量，将铰刀磨尖利。3铰出的内孔不圆刚性缺乏的铰刀可选用不等分齿距的铰刀，铰刀的安装应选用刚性联接，增大主偏角；选用合格铰刀，操控预加工工序的孔方位公差；选用不等齿距铰刀，选用较长、较精细的导向套；选用合格毛坯；选用等齿距铰刀铰削较精细的孔时，应对机床主轴空隙进行调整，导向套的合作空隙应要求较高；选用恰当的夹紧方法，减小夹紧力。4孔的内表面有明显的棱面减小铰孔余量；减小切削部分后角；修磨刃带宽度；挑选合格毛坯；调整机床主轴。5内孔表面粗糙度值高下降切削速度；依据加工资料挑选切削液；恰当减小主偏角，正确刃磨铰刀刃口；恰当减小铰孔余量；进步铰孔前底孔方位精度与质量或添加铰孔余量；选用合格铰刀；修磨刃带宽度；依据具体情况削减铰刀齿数，加大容屑槽空间或选用带刃倾角的铰刀，使排屑顺利；定时替换铰刀，刃磨时把磨削区磨去；铰刀在刃磨、运用及运送过程中，应采纳保护措施，防止碰伤。6铰刀的运用寿命低依据加工资料挑选铰刀资料，可选用硬质合金铰刀或涂层铰刀；严格操控刃磨切削用量，防止稍伤；常常依据加工资料正确挑选切削液；常常清除切屑槽内的切屑，用足够压力的切削液，通过精磨或研磨到达要求。7铰出的孔方位精度超差定时替换导向套；加长导向套，进步导向套与铰刀空隙的合作精度；及时修理机床、调整主轴轴承空隙。8铰刀刀齿崩刃修正预加工的孔径尺度；下降资料硬度或改用负前角铰刀或硬质合金铰刀；操控摆差在合格范围内；加大主偏角；注意及时清除切屑或选用带刃倾角铰刀；注意刃磨质量。9铰刀柄部折断修正预加工的孔径尺度；修正余量分配，合理挑选切削用量；削减铰刀齿数，加大容屑空间或将刀齿空隙磨去一齿。10铰孔后的孔中心线不直添加扩孔或镗孔工序校正孔；减小主偏角；调整适宜的铰刀；调换有导向部分或加长切削部分的铰刀。数控刀具店-淮安数控刀具-昂迈工具由常州昂迈工具有限公司提供。常州昂迈工具有限公司（www.onmy-）在刀具、夹具这一领域倾注了无限的热忱和热情，昂迈工具一直以客户为中心、为客户创造价值的理念、以品质、服务来赢得市场，衷心希望能与社会各界合作，共创成功，共创辉煌。相关业务欢迎垂询，联系人：黄明政。)