Le blog de willy

即使在不需重磨刃刀具普及的現在，焊接刀具仍廣泛用於切削、建築礦山、耐磨損刀具等多方面。焊接作業的好與壞對刀具性能有很大的影響。焊接時內部殘留的變形，有時是磨削時出現裂紋的原因。即使磨削時未出現裂紋，因內部變形的影響，刀具在使用初期有時也會破損。 焊接作業需要常常考慮隨刀具毛坯和焊接材料加熱、冷卻時發生的特性及動態的變化，焊接後的可磨性及作為刀具使用特性這三者之間的相互關係。

焊接作業的主要特性因素

• 刀片和刀柄(材http://blog.tool-tool.com/?p=697&preview=true質、形狀尺寸、連接部形狀)
• 焊接材料(種類、焊接強度、焊接屬厚度、熔劑)
• 加熱裝置(火焰吸附式、爐內插入式、電阻式、高頻式)
• 焊接作業(前處理、加熱溫度、加熱時間、後處理)

焊接作業流程

焊接銑刀鈍化處理的目標值(切削鋼材時)

焊接銑刀鈍化處理的目標值(切削鋼材時)

故障內容		主要原因	措施說明
焊接變形		鎢鋼刀片厚度入刀柄材料厚度薄 刀片和刀柄的熱膨脹系數差別大	盡可能加厚刀片 填充墊片 緩慢冷卻 選擇和刀片的熱膨脹系數差別小的刀柄
焊接裂紋		刀片和刀柄的熱脹系數差別大 刀片厚度比刀柄材料厚度薄	使用低溫銀焊 填充墊片 緩慢冷卻 加大刀尖圓弧半徑R或者倒角 在刀柄上切縫或切槽
焊接斷裂		焊接表面受污染 存在異物 焊接老化 焊接量不夠 基體和刀片的連接面緊密性不好 焊接表面粗糙度大	仔細清掃焊接表面 使用與焊接表面大小相應的焊接材料 避免快速加熱，應緩慢加熱 開通氣孔時施加適量熔劑 一旦洗淨立即焊接 使焊接面的表面粗糙度良好

焊接狀態的檢查方法

• 放大鏡檢查方法:GC或者金剛石砂輪磨削後，用放大鏡(×20倍)觀察焊接層有無斷裂及刀片有無裂紋。
• 敲擊檢查方法:例如銑刀等，將銑刀反向放在刀墊上面，用錘子敲打刀柄上面，觀察刀片有無脫落。
• 熒光探傷法
• 比色檢驗法檢查

目前客戶加工時以白鋼刀寬面平貼加工物，因白鋼刀磨耗快，尺寸不好掌控，表面光滑度問題，碧威工程師到加工現場了解客戶加工方式及參數...因素，進而剖析原因，針對發現問題作了建議：

1. 橡膠圓柱要切割v型深溝槽尺寸如何控制？？橡膠圓柱表面有特殊耐磨材料造成刀具容易磨損，該如何解決？？

   先瞭解鑽石切割線製程如何製造，鑽石選擇奈米微粒鑽石，鑽石經過酸洗鍍鎳，再經過化學鍍液附著再彈簧鋼絲線上，再把鑽石切割線放在橡膠圓柱v型溝內，因橡膠有彈簧性質可增加磨差力，但是橡膠軟性無法成受鑽石切割線銳利磨差能力，所以外層再附著氧化鋁、二氧化矽等耐磨材料。

2. 加工橡膠圓柱刀具如何選擇？？橡膠圓柱如何做粗加工與精加工？粗加工如何控制表面細膩度？精加工如何控制尺寸精度？

   刀具如何選擇要分為粗加工與精加工

   粗加工：
   選擇普通碳鋼熱處理到HRC65以上材料做成刀具，因橡膠表面有耐磨材質，容易造成刀具破損，所以便宜刀具降低成本為主要課題，然後再針對刀具如何降低磨耗及刀刃散熱等問題做改善，降低刀刃散熱與磨損分面可加裝油霧渦流管槍來加強散熱與降低磨損，亦可增加表面細膩，渦流管槍可調整冷風溫度改變橡膠特性，刀刃因橡膠改變材料性質，使刀刃磨損散熱改變後容易加工。

   精加工：
   應選擇高速cnc車銑複合加工機-尺寸控制精準，刀具選擇應該以PCD鑽石刀具為主，因PCD材料刀具高硬度高密度特性，使用再橡膠切割有如神兵力器。

白鋼刀(1cm X 1cm)及替換式刀片及刀架

為加工物,表層為切割晶片的砂漿(二氧化矽)底部為像膠 硬度HRC大約在90度

不管刀具設計得如何，或用什麼材料製成，刀具的製造商都應該提供切削速度和每齒進給量的初始值。如果沒有這些資料，就應該向製造廠家的技術部門諮詢。廠商 應該熟知他們的產品在進行全寬度開槽銑削、外廓銑削、插銑或斜坡銑削時的能力如何，因為許多標準銑刀大多數不能完成這樣多的加工工序。比如，如果銑刀沒有 足夠大的第二後角，則斜坡銑削的斜角就要減小。

很明顯，如果超出刀具的加工能力，將導致刀具的損壞。插銑也是一樣，如果不能將切屑及時地從槽底排出，切屑將會受到擠壓，之後刀具也將損壞。總之，銑削加工高溫合金時，這些情況對刀具壽命都是不利的。

如果認為減慢進給速度可延長刀具壽命，事實證明是錯誤的。典型的例子就是在切第一刀時，會發現材料相當硬。如果把進給量減小 ( 如可轉位銑刀的每齒進給量減至 0.025~0.5 mm ) ，刀具切削刃將強烈地摩擦工件，結果是刀具很快或是立即損壞。摩擦能引起工件表面的加工硬化，為避免加工硬化，切第一刀時應保持一定的切削負荷 ( 0.15~0.2 mm/ 每齒進給量 )。

切削深度取決於多種因素，如刀具設計，刀片高度、刀具剛性、刀具總長、機床馬力等。但當刀具的後角和前角為 5°~11° 正值時，最適於加工粘度大的材料。立銑刀的螺旋角應該在 35°~50° 之間。這些銑刀的傾斜刀刃有鋸削作用，能形成理想的切屑並帶走切削熱。

當然，難切削材質時，適當的切削速度也非常重要。它決定了在切削區產生熱量的多少。推薦的速度範圍從較低的 12~15 m/min ( 對高速鋼銑刀 ) 到 23~37 m/min ( 對硬質合金銑刀 )，再到180~245 m/min 或更高( 對陶瓷銑刀 )。增加進給量和切削深度也會增加切削熱，因相應地增加了切削力和刀具與工件的接觸面積。

根據銑削難切削材質時的應力和切削力，應選擇由K40~K50硬質合金作為銑刀刀片的基體，並採用帶有耐熱性能高的氮鋁鈦塗層。使用這類硬質合金牌號的刀片進行銑削 加工，可取得很好的加工效果。在較低的切削速度下，採用碳氮化鈦塗層進行加工，其效果也不錯。

如果在加工中，刀具使用不當，即使用最好的基體和塗層，也不會取得好的加工效果。比如，在零件上要銑出一個深度為 2~5mm 的槽，想分三次走刀加工出來。一般在這個加工過程中 CAM 系統將顯示為三次切深都一樣。由於工件重複地接觸刀具上同一部位，最終相同的切深將使塗層上產生一個缺口，一旦這個缺口劃穿了塗層，就會損傷基體，致使刀 具損壞。

因此在銑削加工中，選取適當的切削深度 ( 一般在 0.5~0.60mm ) ，在銑削時，防止工件重複接觸刀片同一部位，這樣才能延長刀具的壽命。

          <p><img title="刀具在銑削鎳基合金時破損較快?" alt="刀具在銑削鎳基合金時破損較快?" src="http://tw.tool-tool.com/news/201307/milling-nickel-based-alloys/images/milling-nickel-based-alloys-b.jpg"></p>

          <p>鎳系合金中<strong>鎳</strong>和<strong>鉻</strong>是兩個主要添加成分，增加<strong>鎳能增加材料韌性</strong>，加入<strong>鉻可提高材料的硬度</strong>，再加上其他成分的平衡，據此就可以預測刀具的磨損情況。加工鎳基合金，其刀具費用較高，其費用為銑削一般鋼材的5~10倍。</p>

          <p> 毋庸質疑，在<strong>銑削鎳基合金</strong>時，熱量是影響<a title="刀具磨耗與壽命" href="http://tw.tool-tool.com/news/201201/tool-wear-and-life">刀具壽命</a>的最重要的因素，因為即使最好的<a title="鎢鋼材質刀具適性與特性" href="http://tw.tool-tool.com/news/201202/tungsten-steel-tool-suitable-and-features">硬質合金刀具</a>，也會被過高的<strong>切削熱</strong>所毀壞。產生極高的切削熱，不僅僅是銑削鎳合金才遇到的問題。所以銑削這些合金時，需要對熱量加以控制。</p>

          <p>另外，瞭解應用<a title="常見切削刀具材料" href="http://tw.tool-tool.com/news/201202/common-cutting-tool-material/">各種形式的刀具</a> ( <a title="切削刀具" href="http://tw.tool-tool.com/cutting-tool.html">高速鋼刀具、硬質合金刀具</a>或<a title="金屬陶瓷刀具" href="http://tw.tool-tool.com/cutter-mc.htm">陶瓷刀具</a> ) 加工時所產生的熱量值，也是非常重要的。 許多<strong>刀具</strong>的損壞還與其他因素有關，不合格的<a title="刀具切削於車床夾爪的夾持長度該如何計算決定之?" href="http://tw.tool-tool.com/news/201109/lathe-gripper-length-calculation">夾具和刀柄</a>都可能縮短刀具壽命。當夾緊的工件剛性不足，切削時產生移動時，可能會引起硬質合金基體的斷裂。有時 會沿切削刃產生小的裂縫，有時還會從硬質合金刀片上崩裂，無法繼續進行<strong>切削</strong>。</p>

          <p>當然，這種崩裂刃具也可能是因為硬質合金太硬或切削負荷太大所致。這時應考慮採用高速鋼刀具進行加工，以減少崩裂。當然，高速鋼刀具又不能像硬質合金那 樣承受較高的熱量。</p>

          <p>在加工開始前，加強夾具的剛性，不僅延長了刀具的壽命，而且還提高了工件表面質量，減少了加工誤差。 同樣刀柄選擇不當，也會縮短刀具壽命。如把柄徑為 3.175mm 的立銑刀裝在銑刀刀柄裏，由於緊固螺釘的作用，使刀具和刀柄之間的配合間隙偏到一邊，刀具中心偏離刀柄回轉中心，使銑刀工作時的徑向 跳動增加，致使銑刀每個刀齒的切削負荷不均衡。這種切削狀態對刀具很不利，特別是在銑削鎳基合金與含有添加到材料中的其他元素可能有：矽、錳、鉬、鉭、鎢等，值得注意的是鉭和鎢也是用來製造硬質合金的主要成分，它們能有效地提高硬質合金的性能，但是這些元素加入到工件材料中，就使它變地難以銑削加工時更加突出。</p>

          <p>通過使用改善了<strong>刀具</strong>裝卡偏心度的刀柄，如液壓卡頭、熱裝卡頭，能使切削作用更均衡、更平穩，減少了刀具磨損，提高了表面質量。<strong>選擇刀柄時應遵循一個原則，就是刀柄要盡可能的短。這些對刀具和工件的夾持要求，對銑削任何材料都適用。</strong></p>

Milling is one of the most common and most widely used processing methods, and for roughing milling of the various structural components and fine milling is almost by end milling. There are two ways, clockwise and anticlockwise milling, according to the cutting direction. The movement of the cutting edge and work piece is in the opposite direction or same direction, divided into the two kinds of conventional milling and climb milling.

Anticlockwise Milling:

Milling direction and feed in the opposite direction (milling against the feed) is anticlockwise milling; chip caused from the bottom into upper, so we also call it as up milling; Since the traditional processing and milling mostly used this way, so we also called it as conventional milling.

Characteristics of anticlockwise milling:

1. Chip shape is from thin to thick, and cutter afford force from light into heavy, which may prevent the cutter fracture by the impact.
2. Suitable for milling casting black surface.
3. Can be used in the old milling machine, no screw invalid gap movement.
4. More friction, the blade is easy to blunt, short life.
5. Easy shaken, the machined surface is rough, poor machining accuracy.
6. The device is not easy to settle, which is not suitable for milling thin parts.
7. More energy consumption.

Clockwise milling:

The milling and feed in the same direction (milling with the feeds) called clockwise milling; Due to cutting action is from no-machining face of work piece into down place (chips from thick into thin), so it is called down milling or climb milling.

Characteristics of climb milling:

1. Chip is from thick into thin, cutter affords force from heavy into light, easy to cause fracture by impact.
2. Not suitable for milling castings, forgings, and the surface of the work piece with fish scale shape.
3. The milling machine shall have a gap eliminator, or easy to produce screw invalid gap movement.
4. Processing less friction, longer life of the cutter edge.
5. Easy chucking, no vibration, and high accuracy of the machined surface.
6. The device is easy to settle, it’s suitable for milling long thin work pieces.
7. Less feed consumption.

In most of the milling case, in addition to the casting of the first milling and old milling Lo-gap chopping device need to use the anticlockwise milling, down milling is better than conventional milling.