2 几种新型双面夹紧工具柄

1. 德国
   经过大量实验研究及生产验证，一种全新的HSK( Hohlschaftekegel)空心短锥柄于九十年代初在德国开发成功。这种工具柄部结构(如

   1. 金属陶瓷
      TiC基、TiN基和TiCN基三类金属陶瓷刀具可在300～500m/min切削速度范围内高速精车钢和铸铁。国内研制的TiCN基金属陶瓷刀片FD22适用于精加工淬硬钢，其耐磨性和允许切削速度均大大提高。
   2. 陶瓷
      陶瓷刀具主要包括氧化铝基和氮化硅基两大类，可在200～1,000m/min的切削速度范围内高速切削软钢、淬硬钢、铸铁及其合金等。陶瓷刀具的切削寿命可比普通硬质合金刀具提高2～10倍。氮化硅基陶瓷刀具耐热性极佳，其切削速度可比硬质合金刀具提高3～10倍，在加工灰铸铁时具有明显优势。复合氮化硅陶瓷刀片FD03的强度虽稍有降低，但耐磨性却显著增强，因此非常适合用于高速切削；据有关资料报导，陶瓷刀具在日本、德国等工业发达国家的汽车工业中应用十分广泛，已达刀具总消耗量的10%～15%以上，某些工厂甚至高达40%以上。据专家评估，我国陶瓷刀具的研发水平已达到国际先进水平，但应用水平相对滞后，与国外的差趾主要表现在制造工艺水平较低，高精度陶瓷刀片和某些品种陶瓷的质量较差。
   3. 立方氮化硼(CBN)
      立方氮化硼具有极高的硬度和红硬性，是高速精加工、半精加工淬硬钢、冷硬铸铁和高温合金的理想刀具材料。
   4. 聚晶金刚石(PCD)
      聚晶金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数等优良特性，适用于高速、高精度加工有色金属及耐磨非金属材料(如铣削硅铝合金)，切削速度范围可达300～3,500m/min。

   5 适用于高速切削的刀具涂层

   适用于高速切削刀具的涂层材料主要有：

   1. TiN涂层
   2. TiN涂层是目前应用最为广泛且工艺最为成熟的刀具涂层材料。在工业发达国家，TiN涂层在高速钢刀具上的使用率己达全部高速钢刀具的50%～70%，在复杂刀具上的使用率则已超过90%。但由于TiN涂层耐氧化性能较差，当使用温度超过500℃ 时，涂层表面将明显氧化而被烧损，加上TiN涂层硬度较低，已难以适应切削高速化对刀具涂层提出的更高要求。为此，国外投入了大量人力物力研究开发新型涂层材料和涂覆工艺，许多性能更为优良的新型涂层已投人生产应用。
   3. TiCN涂层
      TiCN涂层刀具的切削性能较TiN涂层刀具有很大提高。由于TiCN涂层具有更好的化学稳定性和抗氧化磨损性，因此在加工高合金钢、不锈钢、铁合金和镍合金时，刀具寿命可比TiN涂层刀具提高3～4倍。为提高刀片的耐磨性和抗崩刃性，日本住友公司在焊有CBN刀尖的可转位车刀片上涂覆了TiCN+TiN+陶瓷复合涂层，使这种刀片可切削60HRC以上的高硬度材料，且切削平稳，可获得光滑的加工表面。
   4. TiAlN涂层
      新开发的TiAlN涂层热稳定性优异，在相同切削温度下可保持比TiN涂层更高的硬度值，其维氏硬度高达3500HV，最高工作温度可达800℃ 。在切削加工时，涂层表面会生成一层极薄的硬质惰性保护膜——非晶态Al₂O₃。因此，TiAIN 涂层刀具对高速切削加工(尤其是高速车削、干式铣削、小直径孔的深孔钻削等高速干式切削)具有更好的适应性。
   5. 掺氧的氮碳化钦TiCNO涂层
      TiCNO涂层具有很高的显微硬度和化学稳定性，据资料介绍，这种涂层可起到相当于TiC+Al₂O₃复合涂层的作用。
   6. 金刚石涂层
      在工业发达国家，金刚石涂层技术工艺已日趋成熟，各种金刚石涂层的硬质合金刀具大量涌现，并进入实用化阶段。如日本OSG公司开发的超微细金刚石涂层的硬质合金立铣刀，在加工高硅铝合金时具有优异的切削性能、抗粘附性以及较高的加工精度、刀具寿命和涂层韧性，加工表面粗糙度可达R_y0.66µm，明显优于粗颗粒金刚石涂层的高速钢立铣刀的加工表面质量(R_y4～10µm) ，甚至优于未徐层硬质合金立铣刀的加工表面质量(R_y0.78µm)。

   6 高速切削刀具的动平衡

   刀具系统(刀柄—刀具—刀头)的不平衡量U可用动平衡机测得，它等于系统的不平衡质量m与其偏心距e的乘积，即