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?刀具偏移应用与含义

刀具偏移的含义

硬质合金刀具偏移是用来补偿假定刀具长度与基准刀具长度之长度差的功能。车床数控系统规定X轴与Z轴可同时实现刀具偏移。刀具几何偏移：由于刀具的几何形状不同和刀具安装位置不同而产生的刀具偏移。刀具磨损偏移：由刀具刀尖的磨损产生的刀具偏移。

刀具偏移的应用

利用刀具偏移功能，可以修整因对刀不正确或刀具磨损等原因造成的工件加工误差。在加工的过程中，如果零件轮廓尺寸与图纸尺寸有差别，就可以通过修正存储器Dxx中的半径补偿值，再重新运行程序以达到要求。例如：加工外圆表面时，如果外圆直径比要求的尺寸大了0.2mm，此时只需将刀具偏移存储器中的X值减小0.2，并用原刀具及原程序重新加工该零件，即可修整该加工误差。同样，如出现Z方向的误差，则其修整办法相同。

切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配

具有不同物理性能的机械刀具，如，高导热和低熔点的高速钢、高熔点和低热胀的ceramic刀具、高导热和低热胀的金刚石刀具等，所适合加工的工件材料有所不同。在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。加工导热性差的工件时，应采用导热较好的刀具材料，以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。金刚石由于导热系数及热扩散率高，切削热容易散出，不会产生很大的热变形，这对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说尤为重要。

① 各种刀具材料的耐热温度：金刚石刀具为700～8000C、PCBN刀具为13000～15000C、ceramic刀具为1100～12000C、TiC(N)基硬质合金为900～11000C、WC基超细晶粒硬质合金为800～9000C、HSS为600～7000C。根据涂层刀具基体材料的不同，涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金刚石和立方氮化硼)上的涂层刀具等。

② 各种刀具材料的导热系数顺序：PCD>PCBN>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷。

③ 各种刀具材料的热胀系数大小顺序为：HSS>WC基硬质合金>TiC(N)> A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。

④ 各种刀具材料的抗热震性大小顺序为：HSS>WC基硬质合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬质合金>A1203基陶瓷。

目前，生产中所用的机械刀具材料以高速钢和硬质合金居多。因此，当要求刀具有较高的耐热性及耐磨性时，应选用TiC含量较高的牌号。碳素工具钢（如T10A、T12A）、工具钢（如9SiCr、CrWMn）因耐热性差，仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。有较高的热稳定性，较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；其制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。高速钢按用途分为通用型高速钢和高速钢；按制造工艺不同分为熔炼高速钢和粉末高速钢。

硬质合金由难熔金属化合物（如WC、TiC）和金属粘结剂（Co）经粉末冶金法制成。

因含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好的金属碳化物，硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都很高。而机内手动对刀时同一把刀加工不同工件编程原点的零件时也有不同的长度补偿值，这些不同的补偿值可以分别寄存在不同的长度补偿号H里面,以备机床运行时程序随时调用。硬度可达HRA89～93，在800～1000 °C还能承担切削，耐用度较高速钢高几十倍。当耐用度相同时，切削速度可提高4～10倍。唯抗弯强度较高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。碳化物含量较高时，硬度高，但抗弯强度低；粘结剂含量较高时，抗弯强度高，但硬度低。硬质合金以其切削性能优良被广泛用作刀具材料（约占50％）。如大多数的车刀、端铣刀以至深孔钻、铰刀、齿轮刀具等。

硬质合金刀具退涂研究进展

1.化学退涂

在对硬质合金刀具(Ti,Cr)N多组元硬质膜系退涂工艺进行研究后，得到所用的退涂液浓度（wt%）为：葡萄糖酸钠1.5%-3.5%，NaOH6.5%-10%，含30% H2O2的(wt%)20%-25%，十二***磺酸钠0.2%-0.4%，三磷酸钠0.2%-0.4%，剩余为蒸馏水，NaOH(wt%)：含30% H2O2的(wt%)为1∶3.5-1∶2，且二者之和必须为29%-33%(wt%)，同时要求十二***磺酸钠(wt%)：三磷酸钠(wt%)为1∶1-1∶0.7，且二者之和必须为0.4%-0.8%(wt%)。（1）P:选择的特殊偏置，由于P是跟随在L后面的选项，在不同的L种类中P的含义不同。研究发现(Ti, Cr)N三组元硬质膜的退除是沿着缺陷处以脱落方式退除，并且后退除的膜层是沿着先退除的膜层边缘继续脱落，直到膜层退除干净。对于(Ti,Al,Zr,Cr)N多组元硬质膜、(Ti,Al,Cr)N四组元硬质膜。

在关于电化学氮化铬涂层剥离的研究文献中，确定了一种三电极电解池中剥离单一涂层或复合涂层在碱性溶液中的方法，采用SCE电极、铂电极、工作电极三个电极，氮化物涂层在电流的作用下具有较强的表面活性，产生更多的可溶成分，电解过程简单易于控制，当电流突然升高时，涂层完全剥离基体表面。碳化钨基硬质合金包括钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)、添加稀有碳化物类(YW)三类，它们各有优缺点，主要成分为碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)、碳化铌(NbC)等，常用的金属粘接相是Co。此法退涂的表面均匀无点蚀。退涂的工件为阳极，室温下在由磷酸、***、丙三醇及去离子水混合组成的酸性电解液中进行电解，直至类金刚石涂层退涂尽为止。该方法不仅能够快速退除表面的类金刚石薄膜涂层，同时不对基体表面产生***性腐蚀，对工件尺寸及形状改变微小，涂层退除之后能够重新涂覆使用。

3.蚀刻退涂

主要利用离子束对硬质涂层进行照射蚀刻来进行退涂。纯机械的祛除硬质涂层，不与基体和涂层发生化学反应，因此不必考虑化学腐蚀引起的表面脆化等问题，但缺点是退涂速度缓慢、退涂效率低。