钨合金在电子工业的运用

在电子工业钨合金常被用作重要的电子管材料。电子管是一种电信号放大器件,主要包括阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极、阳极(屏极)四大部分。对于大功率的阴极电子发射部分其主要材料就是钨合金。在使用大功率的电子管是会产出大量的热,一般在使用中,电子管要有良好的通风散热,温度的过热必然缩短电子管寿命。但是钨是一种耐高温材料熔点3410°C,所以对于大功率的电子管来说用钨制造阴极可以延长其使用寿命。

高功率微波管用的大表面积钨阴极

 

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白炽灯钨丝

白炽灯泡,白炽灯丝或者白炽灯球通过高温加热金属丝使灯发光。热灯丝因一个玻璃球而被保护,它会充满惰性气体或会被疏散开。在卤素灯中,一个化学反应过程 使得金属返回到灯丝中,并延长其使用寿命。通过端子或导线镶嵌在玻璃灯泡会提供电流,大多数灯泡要在插座中使用。(一个住房提供机械支持的灯泡,在电流端 子与电源的接触保持其终端)

荧光灯、高强度气体放电灯、LED灯和其他一些设备正在逐步取代白炽灯泡使用,因为这些在相同的电能输入应用 中给了更多可见光。有些司法管辖区正试图禁止使用有利于更多的高效节能照明的白炽灯。低能量光球重定向于紧凑型荧光灯。荧光灯是一种由激发氩气和汞蒸气创 建发光的电灯。 IMAX放映机在高强度放电(HID)灯中使用的15千瓦氙短弧灯。包括以下这些电器灯具类型:汞蒸气、金属卤化物(HQI)、高压钠灯(SON)、低压 钠灯(SOX )和较少见的氙短弧的灯。

不管白炽灯泡如何发展,钨丝仍然在其耐高温、惰性气体以及高熔点的性能下用于更新的灯泡。

 

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充气钨丝灯

充气灯的灯光是通过白炽灯灯丝在惰性气体制成的。此外惰性气体抑制蒸发的钨丝,从而增加了灯泡的寿命或允许较高的工作温度。正常气体的使用是指氮,氩,氪 和氙。稀有气体的使用成本显著上升,特别是氙,因为其自然丰度很低。较高的原子量气体的优势是他们抑制钨丝比低体重气体蒸发更有效。这使充满气体灯的灯丝 运行在温度高达3200开氏度,并有了固定的使用时间。这些灯泡的光有蓝含量高和纯白色的外观。

充气灯需要更多的功率才能达到与真空灯相同的灯丝温度。周围的气体冷却钨丝,同时抑制蒸发和减少蒸发的钨迁移到墙上的灯。工作温度较高的充气灯每瓦输入功率,这证明他们在关键应用中能产生更多的光。

当插入如氮、氩、氪、氙气等的气体时,充气灯的表面会更亮。并且这些气体可以延长钨丝的使用寿命。

 

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真空钨丝灯

真空白炽灯的钨丝加热发出的可见光是由电阻加热时发出的。灯丝充当电阻电气,应用倍的电流通过灯丝电压与消耗功率成正比。功率水平提高超过1000开氏度 的温度是足够的,会产生可见光。由于功率损耗和光的增加,峰值波长的光的数量转移到蓝色。典型的真空灯丝的温度在1800到2700开氏度范围之间。低温 灯的光会出现红黄色,而高温灯的外观是白色的。

钨丝蒸发的速度会随灯丝温度的升高而加速。蒸发的钨颗粒倾向于沉积在玻壳上,导致随着时间 的推移,光吸收速度加快。根据不同的应用,光输出梗阻可能不够高,从而缩短了灯泡的使用寿命。最终灯丝会蒸发,并且破裂,使得灯泡报废。这些都取决于灯丝 的温度,这也是为什么使用寿命长的真空灯,往往在低端的温度范围内操作并且外观上的光是黄色的。

在室温下的钨丝的电阻相当低。当电力首次 应用于灯,大的浪涌电流会造成快速加热灯丝。灯丝的电阻值提高五到十倍的抗寒性,从而导致电流量制定稳定并且灯光的输出稳定。根据丝的大小,在繁忙的时 期,可以从几十毫秒到几百毫秒。这在繁忙的现行规定中应考虑到在一个特定的灯的应用中的电源的选择。

总而言之,钨丝可提高灯泡的使用寿命,在真空环境中,可以防止氧化钨丝,减少钨丝的热膨胀,提高的灯泡的亮度,并降低功率损耗。

 

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卤素灯钨丝

钨丝使用在卤素灯中不仅可以增加钨丝的使用寿命,而且可以保持其美丽的外观和效果,因为钨是惰性气体,所以玻璃的内部可以保持很长一段时间的照明。

卤 素灯与一个充满惰性气体的灯相似,它除了含有少量活跃的卤素气体,例如溴。惰性气体抑制钨丝蒸发,而卤素气体的作用是减少钨灯和板内墙的数量。卤素气体与 钨反应会蒸发,向外迁移,并会堆放在灯墙中。当灯壁温度足够时,卤素反应形成溴钨,而墙上的灯会被释放和迁移回至灯丝。钨溴化合物反应灯丝灯泡和沉积物的 钨灯丝被释放再次重复循环。不幸的是,钨不是存放在同一区域,蒸发后会使灯丝变得更薄。

由于灯玻壳上的卤素气体的净化作用,一盏卤素灯的 光输出比非卤素气体灯更稳定。这些灯具有光的色温高,使用寿命长的特点。其中,寿命长的特点使这些灯在许多工业和科学应用中非常有效。要求足够的温度维持 在灯玻壳启动卤素周期的占空比的限制是不利的。然而,在连续工作的应用中相对来说比较容易提供良好的通风,以确保适当的工作温度。

卤素灯 是用钨丝制成的,但它却是被包在一个更小的石英玻壳内。因为玻壳离灯丝很近,如果是玻璃制成的它就会很容易融化。玻壳内的气体也不同--气体组成了卤素灯 组。这些气体有一个非常有趣的特性:他们与钨蒸气相结合。如果温度不够高,卤素气体结合的钨原子蒸发和灯丝上再沉积。这个循环过程,使灯丝持续了很多时 间。此外,它现在可以运行热灯丝,这意味着你得到更多的光能源。你仍然得到了大量的热量,但由于石英的玻壳是如此接近灯丝,因此它与一个正常的灯泡相比更 热。

卤素灯泡中含有卤素的痕迹。根据大互联网灯泡的图书,在一个灯泡中的卤素实际上会随着部分蒸发的钨分子一起返回到钨丝。这“卤周期”被称为增加了灯泡的使用寿命,如卤素灯泡。

 

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钨钢刀具硬度对比表

钨钢刀具硬度对比表

Rm[N/mm²]

HV10

HB

HRC

240

75

71

 

255

80

76

 

270

85

81

 

285

90

86

 

305

95

90

 

320

100

95

 

335

105

100

 

370

115

109

 

385

120

114

 

400

125

119

 

415

130

124

 

430

135

128

 

450

140

133

 

465

145

138

 

480

150

143

 

495

155

147

 

510

160

152

 

530

165

157

 

545

170

162

 

560

175

166

 

575

180

171

 

595

185

176

 

610

190

181

 

625

195

185

 

640

200

190

 

660

205

195

 

675

210

199

 

690

215

204

 

705

220

209

 

720

225

214

 

740

230

219

 

755

235

223

 

770

240

228

 

785

245

233

 

800

250

238

22

850

255

242

23

835

260

247

24

860

268

255

25

870

272

258

26

900

280

266

27

920

287

273

28

940

293

278

29

970

302

287

30

995

310

295

31

1020

317

301

32

1050

327

311

33

1080

336

319

34

1110

345

328

35

1140

355

337

36

1170

364

346

37

1200

373

354

38

1230

382

363

39

1260

392

372

40

1260

403

383

41

1330

413

393

42

1360

423

402

43

1400

434

413

44

1440

446

424

45

1480

358

435

46

1530

473

449

47

1570

484

460

48

1620

497

472

49

1680

514

488

50

1730

527

501

51

1790

544

517

52

1845

560

632

53

1910

578

549

54

1980

596

567

55

2050

615

584

56

2140

639

607

57

 

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钨钢刀具铣削牌号

P钢

基本牌号:

GC4030(HC)–P25(P10–P40):涂层钨钢牌号,用于中等到高速度下的硬度最高为HB300的非合金钢和低合金钢的轻到重载铣削(湿和干)。

GC4040(HC)–P40(P25–P50):涂层钨钢牌号,用于韧性要求很高的钢铣削工序。也非常适合混合材料的小批量生产。在低到中等切削速度下有无冷却液都工作良好。

GC1025(HC)–P10(P05–P20):PVD涂层钨钢牌号,用于钢的轻铣削。与周边磨削了的刀片的结合是低碳钢等粘性料的首选。

CT530(HT)–P20(P05–P30):主要是无冷却液的轻铣削工序的金属陶瓷牌号,高抗塑性变形性和抗粘结/积屑瘤性使它可适用于很宽的切削速度范围。是Wiper刀片的理想牌号。

SM30(HW)–P30(P20–P40):非涂层钨钢牌号,用于低到中等切削速度的半精加工和粗加工铣削。在硬材料中和在不稳定条件下具有良好的切削刃安全性。

GC4020(HC)–P15(P05–P25):涂层钨钢牌号,用于钢高温下轻载到重载铣削(例如在淬硬钢或很高的切削速度切削)可获得最高生产率。

补充牌号:

P10A(HC)–P10(P05–P15):PVD涂层牌号,用于钢的轻铣削。与高精度磨削刃结合,是仿形铣精加工的首选。

P20A(HC)–P15(P10–P20):与高精度磨削刃结合,是用于钢铣削的PVD涂层牌号。半精加工和仿形铣削应用的首选,也是用刀片中心进行切削(零vc)的所有应用的首选。适用于转速受限的机床。

GC2030(HC)–P25(P15–P35):PVD涂层钨钢牌号,用于容易产生积屑的低碳钢的铣削。也很适合混合材料的90度铣削。

GC2040(Hq–P40(P30–P50):涂层钨钢牌号,在低速切削并需韧性牌号时,结合锋利的切削刃用于钢的铣削。极适合于混合材料的小批量生产。

GC3040(HC)–P20(P10–P30):涂层钨钢牌号,具有很好的耐磨料磨损性,这是钢的中等到高速度粗铣削所需的性能。

M奥氏体/铁素体/马氏体不锈钢

基本牌号:

C1025(HC)–M15(M10–M20):PVD涂层钨钢牌号,用于不锈钢的轻铣削。与周边磨削了的刀片的结合,粘性和加工硬化材料的首选。

GC2030(HC)–M25(M15–M35):PVD涂层牌号,用于不锈钢(主要是奥氏体型)中等到高速度铣削。如结合正前角槽形也适用于耐热材料和钛。

GC2040(HC)–M30(M20–M40):涂层钨钢牌号,用于易产生磨料磨损的不锈钢(例如铸件)、铁素体/马氏体不锈钢和PH钢中等速度的铣削。也可用于混合材料的小批量生产。

补充牌号:

P10A(HC)–M10(M05-M15):PVD涂层牌号,用于不锈钢的轻铣削。与高精度磨削刃结合,是仿形铣精加工的首选。

P20A(HC)–M15(M10-M20):与高精度磨削刃结合,是用于钢铣削的PVD涂层牌号。半精加工和仿形铣削应用的首选,也是用刀片中心进行切削(零VC)的所有应用的首选。适用于转速受限的机床。

GC4040(HC)–M40(M20–M40):涂层钨钢牌号,用于不锈钢铸件的中到重载工序。非常适合混合材料的小批量生产。

CT530(HT)–M20(M10–M30):奥氏体/双相不锈钢轻铣削的金属陶瓷牌号。高抗塑性变形性和抗粘结/积屑瘤性使它可适用于干切削的很宽的切削速度范围。

SM30(HW)–M30(M25–M35):非涂层钨钢牌号,用于低到中等切削速度的半精加工和粗加工铣削。在不稳定工况下具有良好的切削刃安全性。

GC4030(HC)–M15(M10–M25):涂层钨钢牌号,用于马氏体不锈钢的轻载到重载铣削。

K铸铁

基本牌号:

GC3020(HC)–K20(K10–K30):灰口铸铁半精加工和粗加工铣削用的涂层钨钢牌号,主要用于干切削条件下。在中到高切削速度时,可预测刀具寿命。

GC3040(HC)–K30(K20–K40):涂层钨钢牌号,用于要求高韧性的铸铁铣削,例如球墨铸铁的铣削,湿条件铣削或高拉伸强度铸铁铣削。在低到中等切削速度时,可预测刀具寿命。

CB50(BN)–K05(K01–K10):CB50是立方氮化硼镶尖牌号。它结合了高切刃安全性与良好的耐磨性。CB50极适合用于工况良好时的铸铁加工。

CC6090(CN)–K10(K05–K15):氮化硅陶瓷牌号,用于灰口铸铁高切削速度轻粗加工到半精加工。

K20W(Hq–K25(K15-K35):涂层钨钢牌号,用于湿条件下灰口铸铁的中到粗加工铣削。可用于低到中等切削速度。

K20D(HC)–K20(K10–K30):涂层钨钢,在硬度和和韧性之间具有良好的平衡。干切削条件下,在铸铁的中等到粗加工铣削中表现良好。

补充牌号:

P10A(HC)–K10(K05-K15):PVD涂层牌号,用于铸铁的轻铣削。与高精度磨削刃结合,是仿形铣精加工的首选。

P20A(HC)–K15(K10-K20):与高精度磨削刃结合,是用于铸铁铣削的PVD涂层牌号。半精加工和仿形铣削应用的首选,也是用刀片中心进行切削(零vc)的所有应用的首选。适用于转速受限的机床。

H1P(HW)–K05(K01–K10):涂层钨钢牌号,用于铸铁、青铜和黄铜的精加工。也适合于修光刃刀片。

H13A(HW)–K25(K15–K30):有良好的耐磨性和韧性的非涂层牌号,用于中等切削速度的轻载到中载铣削。铁素体球墨铸铁铣削的理想选择。

GC4020(HC)–K25(K15–K30):涂层钨钢牌号,用于中等速度轻载到重载铣削。薄涂层具有优势的工序中可代替GC3000牌号。

GC4030(HC)–K30(K25–K35):涂层钨钢牌号,用于球墨铸铁的轻载到重载铣削。

GC4040(HC)–K35(K30–K40):涂层钨钢牌号,用于要求高韧性的低速中载到重载工序。

N有色金属、塑料、木材

基本牌号:

CDlO(Dp)-N05(N01–N10):聚晶金刚石镶尖牌号,用于有色金属和非金属材料的切削。可提供长刀具寿命、清洁的切削和良好的表面质量。

H10(HW)–N10(N05–N15):非涂层细晶粒钨钢牌号,可提供优良的切削刃锋利性,用于铝的铣削。

补充牌号:

CT530(HT)-N15(N10–N25):金属陶瓷牌号,由于它不易产生积屑瘤和刀片的重量轻,主要推荐用于高转速铝切削。

GC1025(HC)–N15(N10–N25):PVD涂层钨钢牌号,用于铝合金的粗铣削,使用磨削的切削刃。

H10F(HW)–N20(N15–N25):非涂层钨钢牌号,结合"锋利"的切削刃用于铝合金的铣削。

H13A(HW)–N15(N10-N20):非涂层钨钢牌号,结合"锋利"的切削刃用于铝合金的铣削。

S耐热合金和钛合金。

基本牌号:

GC1025(HC)–S15(S10–S20):PVD涂层钨钢牌号,用于耐热优质合金中等速度铣削。良好的抗积屑瘤性和抗塑性变形性。

H10F(HW)–S30(S25–S35):非涂层细晶粒钨钢牌号。高耐沟槽磨损性使它适用于航天材料(例如钛合金)的铣削。

GC2030(HC)–S25(S15–S25):PVD涂层钨钢牌号,用于耐热优质合金低速半精加工到轻粗加工

补充牌号:

H13A(HW)–S20(S15–S25):非涂层钨钢牌号,具有良好耐磨料磨损性和韧性,用于耐热优质合金使用中等切削速度和进给的铣削。

GC2040(HC)–S30(S20–S40):涂层钨钢牌号,用于铸造耐热合金的铣削。

H淬硬钢

基本牌号:

CB50(BN)–H05(H01–H10):CB50是立方氮化硼镶尖牌号。它结合了高切削刃安全性与良好的耐磨性。CB50极适合用于工况好时淬硬钢的切削。

CC6090(CN)–H10(H05–H15):氮化硅陶瓷牌号,适用于冷硬铸铁的中到高速半精加工铣削。

C4020(HC)–H25(H15–H30):涂层钨钢牌号,用于不利条件下最高硬达HRC60的淬硬钢的轻粗加工。能够承受高温。

补充牌号:

P10A(HC)–H10(H05–H15):PVD涂层牌号,用于淬硬钢的轻铣削。与高精度磨削刃结合,是仿形铣精加工的首选。

CT530(HT)–H25(H10–H25):金属陶瓷牌号,用于低到中等速度下的淬硬钢零件的精加工铣削。

GC3020(HC)–H15(H10–H20):涂层钨钢牌号,用于工况好和中等速度下淬硬钢的粗加工铣削。

GC3040(HC)–H25(H20–H30):涂层钨钢牌号,于良好工况下钢的低到中等速度粗铣削。

C1025(HC)–H15(H10–H20):PVD涂层牌号,用于淬硬零件低到中等速度的铣削。

H1P(HW)–H10(H05–H15):非涂层钨钢牌号,用于冷硬铸铁的中等切削速度精加工。

 

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钨钢牌号及性能

钨钢牌号及性能

ISO应用分组

牌号

WC

CO

平均粒度

密度

抗弯强度

维氏硬度

洛氏硬度

%

%

μm

g/cm3

N/mm2

HV30

HRA

K10

K10-1

 

8.0

0.7

14.9

2000

1710

93.0

K10-2

 

 

 

 

 

 

 

K20/K30

K30-1

 

 

 

14.5

4300

 

92.1

K30-2

90.5

12.0

0.7

14.6

3200

1610

92.2

K30-3

 

 

 

14.9

2500

 

91.5

K30-4

 

 

 

 

 

 

 

K40

K40-1

86.7

 

 

14.5

3600

 

91.7

 

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钨钢刀具铣削易出现的问题和可能的解决方案

钨钢刀具铣削易出现的问题和可能的解决方案

振动过大

1.装夹较差

可能的解决方案。
评估切削力和支撑方向或改善装夹。
通过减小切削深度来降低切削力。
选择疏齿和不同齿距的钨钢铣刀可获得更积极的切削作用。
选择带小刀尖圆角半径和小平行面的L槽形。
选择细晶粒的非涂层或薄涂层刀片

2.工件不牢固

考虑具有正前角槽形的方肩钨钢铣刀(90度主偏角)。
选择具有L槽形的刀片
降低轴向切削力—使用低切深,小刀尖圆角半径和小平行面。
选择具有不同齿距的疏齿钨钢铣刀。

3.使用了大悬伸刀具

悬伸尽可能小。
使用具有不同齿距的疏齿钨钢铣刀。
平衡径向和轴向切削力-使用45度主偏角,大刀尖圆角半径或圆刀片刀具。
增加每齿进给量
使用轻型切削刀片槽形-L/M

4.用不稳定主轴铣削方肩

选择尽可能小的刀具直径
选择正前角刀具和刀片
尝试进行逆铣
检查主轴偏差以确定机床是否可承受

5.工作台进给不规则
尝试进行逆铣
拧紧机床进给装置。

振动过大

表面质量差

振动过大

表面质量差

 

表面质量差

1.每转进给量过大

轴向调整刀具或分类刀片。用千分表检查中心高。
检查主轴跳动量和刀具安装表面。
将每转进给量减小到平行锻宽度的70%以内。
如有可能,使用修光刃刀片。

2.振动

3.刀片上形成积屑瘤

增加切削速度以提高加工温度。
中断冷却液供应。
使用具有平滑前倾面的锋利切削刃刀片。
使用正前角刀片槽形。
尝试使用更高切削参数的金属陶瓷牌号。

4.反向切削

检查主轴倾斜情况(倾斜约0.10mm/l000mm)。
整个精加工期间,主轴轴向跳动量不应超过7微米。
降低径向切削力(减小切深)
选择更小的刀具直径。
检查平行锻和所使用的修光刃刀片是否平行。(不应保持为"倾斜")
确保刀具不发生晃动—调整安装表面。

5.工件崩碎

降低每齿进给量。
选择密齿或超密齿刀具。
重新定位刀具以在刀具退出时获得更薄的切屑。
选择最合适的主偏角(45度)和轻型切削槽形。
选择锋利刀片。
监控后刀面磨损以避免过度磨损。

常规铣削时刀片崩裂

1.刀片退出时切屑厚度过大

通过改变刀具相对工件的位置,以便在刀片退出时降低切屑厚度。
采用顺铣。
降低每齿进给量。
选择更小的刀具直径。
使用坚固的刀片槽形(H)。

常规铣削时刀片崩裂

方肩铣削时刀片崩裂

常规铣削时刀片崩裂

方肩铣削时刀片崩裂

方肩铣削时刀片崩裂

1.逆铣时切屑附着刀片,使方肩和刃之间粘连。
改用顺铣。
使用压缩空气。
使用更锋利刀片以促进切屑再切削。
监控后刀面磨损以避免过度磨损。

2.顺铣需多次走刀。

考虑一次走刀就完成此工序。

3.切屑堵塞在方肩和切削刃之间。
尝试进行逆铣。
选择韧性牌号。
选择卧式铣床。

 

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钨钢刀具铣切时常见问题解决方案

钨钢刀具铣切时常见问题解决方案

问题 原因  解决方法
刀具断裂 •进料太快
•排屑量过高
•刃长过长或总长过长
•磨损过多   
•降低进料速度
•降低每齿的进给率,
•固定刀柄较深;使用较短的端铣刀
•早期研磨  
磨损 •速度过快
•较硬的工件
•切屑堆积在刃上
•不正确的进料及速度(太慢)
•不正确的切角
•主要隙角太小   
•降低速度:使用另一种润滑剂
•使用等级较高的工具材质和镀层
•改变进嵙辜及速度。改变切屑大小或是以润滑剂或空压机来清除切屑
•增加进料率和速度。试用下切的方式进刀
•改用正确的切角
•改用较大的隙角  
工具寿命短(刀刃钝化) •切削时的摩擦力太高
•工件较韧
•不正确的切角
•早期研磨
•使用高级工具钢(分子金属聚合物)
•改用正确的切角和隙角 
刀刃缺口  •进料太快
•初次切削时进料太快
•机器、工具或是固定具刚性不足
•工具固定不牢
•工件固定不牢
•缺乏刚性
•刀刃过于锐利  
•降低到适当的进料率
•初次切削时降速
•改用刚性较佳的机器、工具或固定具
•确实固定
•确实固定
•使鬲聂短的端铣刀,固定刀柄较深,试用下切方式进刀
•减少隙角及切角  
切屑堆积  •切屑移除过快
•排屑空间不足
•润滑不足  
•调整进料率或速度
•使用较少刀刃
•使用空压机  
毛边 •主要隙角过度磨损
•不正确的铣切设定
•不适当的切角  
•早期研磨
•更正铣切设定
•改用正确切角  
边缘无垂直度 •进料太快
•过度切削
•刃长或总长过长
•刃数太少  
•降低到正确的速度
•减低切削时的深度及宽度
•使用适当的工具长度,固定刀柄较深
•使用多刃端铣刀 
尺寸不够精准  •过度切削
•机器或固定具缺乏准度
•机器或固定具缺乏刚性
•刃数太少 
•减低切削时的深度及宽度
•修理机器及固定具
•改变机器、固定具或是切削设定
•使用多刃端铣刀 
嘈杂 •进料率及速度过快
•机器及固定具刚性不足
•隙角过大
•工件固定不良
•切削过深
•刃长或总长过长 
•更正进料率及速度
•使用较佳的机器或工具固定具或是改变设定
•减少隙角,作边缘处理(以油石涂主要隙角)
•确实固定工件
•减少切削深度
•固定刀柄较深,使用较短的端铣刀或是试着改用下切方式进刀 
粗糙的
表面细铣
•进料太快
•速度太慢
•过度磨损
•切屑堆积在刃口形成切削作用
•端刃未作排屑曲面 
•降低到正确的进料速度
•使用较高的速度
•早期研磨
•减少排屑量
•于刀刃底部研磨曲面 

 

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