齒輪類(lèi)零件加工

齒輪是能彼此符合的有齒的機(jī)械零件，齒輪傳動(dòng)可完成減速、增速、變向等功能。它在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中運(yùn)用極其廣泛。本文對(duì)齒輪類(lèi)零件的加工工藝做歸納總結(jié)。

1

齒輪的功用、結(jié)構(gòu)

齒輪雖然由于它們?cè)跈C(jī)器中的功用不同而規(guī)劃成不同的形狀和尺度，但總可劃分為齒圈和輪體兩個(gè)部分。常見(jiàn)的圓柱齒輪有以下幾類(lèi)(下圖)：盤(pán)類(lèi)齒輪、套類(lèi)齒輪、內(nèi)齒輪、軸類(lèi)齒輪、扇形齒輪、齒條。其中盤(pán)類(lèi)齒輪運(yùn)用廣。

圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)方法

一個(gè)圓柱齒輪能夠有一個(gè)或多個(gè)齒圈。普通的單齒圈齒輪工藝性好；而雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪的小齒圈往往會(huì)遭到臺(tái)肩的影響，約束了某些加工辦法的運(yùn)用，一般只能選用插齒。假如齒輪精度要求高，需求剃齒或磨齒時(shí)，一般將多齒圈齒輪做成單齒圈齒輪的組合結(jié)構(gòu)。

2圓柱齒輪的精度要求

齒輪本身的制作精度，對(duì)整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力及運(yùn)用壽命都有很大影響。根據(jù)齒輪的運(yùn)用條件，對(duì)齒輪傳動(dòng)提出以下幾方面的要求：

1.

運(yùn)動(dòng)精度

要求齒輪能準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比安穩(wěn)，即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)角差錯(cuò)不超越一定范圍。

2,

工作平穩(wěn)性

要求齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊、振蕩和噪聲要小。這就要求約束齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速比的改變要小，也就是要約束短周期內(nèi)的轉(zhuǎn)角差錯(cuò)。

3.

觸摸精度

齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)，為了不致因載荷分布不均勻使觸摸應(yīng)力過(guò)大，引起齒面過(guò)早磨損，這就要求齒輪工作時(shí)齒面觸摸要均勻，并確保有一定的觸摸面積和符合要求的觸摸位置。

4.

齒側(cè)空隙

要求齒輪傳動(dòng)時(shí)，非工作齒面間留有一定空隙，以儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，補(bǔ)償因溫度、彈性變形所引起的尺度改變和加工、安裝時(shí)的一些差錯(cuò)。

3齒輪的資料

齒輪應(yīng)按照運(yùn)用的工作條件選用適宜的資料。齒輪資料的挑選對(duì)齒輪的加工性能和運(yùn)用壽命都有直接的影響。

一般齒輪選用中碳鋼(如45鋼)和低、中碳合金鋼，如20Cr、40Cr、20CrMnTi等。2要求較高的重要齒輪可選用38CrMoAlA氮化鋼，非傳力齒輪也能夠用鑄鐵、夾布膠木或尼龍等資料。

4齒輪的熱處理

齒輪加工中根據(jù)不同的意圖，組織兩種熱處理工序：

毛坯熱處理

在齒坯加工前后組織預(yù)先熱處理正火或調(diào)質(zhì)，其首要意圖是消除鑄造及粗加工引起的剩余應(yīng)力、改善資料的可切削性和進(jìn)步歸納力學(xué)性能。

2.

齒面熱處理

齒形加工后，為進(jìn)步齒面的硬度和耐磨性，常進(jìn)行滲碳淬火、高頻感應(yīng)加熱淬火、碳氮共滲和滲氮等熱處理工序。

5齒輪毛坯

齒輪的毛坯方法首要有棒料、鍛件和鑄件。棒料用于小尺度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且對(duì)強(qiáng)度要求低的齒輪。當(dāng)齒輪要求強(qiáng)度高、耐磨和耐沖擊時(shí)，多用鍛件，直徑大于400～600mm的齒輪，常用鑄造毛坯。

為了削減機(jī)械加工量，對(duì)大尺度、低精度齒輪，能夠直接鑄出輪齒；關(guān)于小尺度、形狀復(fù)雜的齒輪，可用精細(xì)鑄造、壓力鑄造、精細(xì)鑄造、粉末冶金、熱軋和冷擠等新工藝制作出具有輪齒的齒坯，以進(jìn)步勞動(dòng)出產(chǎn)率、節(jié)省原資料。

6齒坯的機(jī)械加工計(jì)劃的挑選

關(guān)于軸齒輪和套筒齒輪的齒坯，其加工進(jìn)程和一般軸、套基本相似，現(xiàn)首要討論盤(pán)類(lèi)齒輪齒坯的加工進(jìn)程。齒坯的加工工藝計(jì)劃首要取決于齒輪的輪體結(jié)構(gòu)和出產(chǎn)類(lèi)型。

1 大批很多出產(chǎn)的齒坯加工

大批很多加工中等尺度齒坯時(shí)，多選用“鉆一拉一多刀車(chē)”的工藝計(jì)劃。

(1)以毛坯外圓及端面定位進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔。

(2)拉孔。

(3)以孔定位在多刀半自動(dòng)車(chē)床上粗精車(chē)外圓、端面、切槽及倒角等。

這種工藝計(jì)劃由于選用機(jī)床能夠組成流水線或自動(dòng)線，所以出產(chǎn)。

成批出產(chǎn)的齒坯加工

成批出產(chǎn)齒坯時(shí)，常選用“車(chē)一拉一車(chē)”的工藝計(jì)劃

(1)以齒坯外圓或輪毅定位，精車(chē)外圓、端面和內(nèi)孔。

(2)以端面支承拉孔(或花鍵孔)。

(3)以孔定位精車(chē)外圓及端面等。

這種計(jì)劃可由臥式車(chē)床或轉(zhuǎn)塔車(chē)床及拉床實(shí)現(xiàn)。它的特點(diǎn)是加工質(zhì)量安穩(wěn)，出產(chǎn)效率較高。

當(dāng)齒坯孔有臺(tái)階或端面有槽時(shí)，能夠充分利用轉(zhuǎn)塔車(chē)床上的多刀來(lái)進(jìn)行多工位加工，在轉(zhuǎn)塔車(chē)床上一次完成齒坯的加工。

7輪齒加工辦法

齒輪齒圈的齒形加工是整個(gè)齒輪加工的中心。齒輪加工有許多工序，這些都是為齒形加工服務(wù)的，其意圖在于終究獲得符合精度要求的齒輪。

按照加工原理，齒形可分為成形法和展成法。成形法是用與被切齒輪齒槽形狀相符的成形刀具切出齒面的辦法，如銑齒、拉齒和成型磨齒等。

展成法是齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合關(guān)系作展成運(yùn)動(dòng)切出齒面的辦法，如滾齒、插齒、剃齒、磨齒和珩齒等。

齒形加工計(jì)劃的挑選，首要取決于齒輪的精度等級(jí)、結(jié)構(gòu)形狀、出產(chǎn)類(lèi)型及出產(chǎn)條件，關(guān)于不同的精度等級(jí)的齒輪，常用的齒形加工計(jì)劃如下：

（1）8級(jí)精度以下齒輪

調(diào)質(zhì)齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。關(guān)于淬硬齒輪可選用：滾（插）齒—齒端加工—淬火—校對(duì)孔的加工計(jì)劃。但淬火前齒形加工精度應(yīng)進(jìn)步一級(jí)。

（2）6-7級(jí)精度齒輪

關(guān)于淬硬齒輪可選用：粗滾齒—精滾齒—齒端加工—精剃齒—外表淬火—校對(duì)基準(zhǔn)—珩齒。

（3）5級(jí)精度以上齒輪

一般選用：粗滾齒—精滾齒—齒端加工—淬火—校對(duì)基準(zhǔn)—粗磨齒—精磨齒。磨齒是現(xiàn)在齒形加工中精度蕞高，外表粗糙度值蕞小的加工辦法，蕞可達(dá)3-4級(jí)。

銑齒

齒輪精度等級(jí)：9級(jí)以下

齒面粗糙度Ra：6.3~3.2μm

適用范圍：?jiǎn)渭夼涑霎a(chǎn)中，加工低精度的外圓柱齒輪、齒條、錐齒輪、蝸輪

拉齒

齒輪精度等級(jí)：7級(jí)

齒面粗糙度Ra：1.6~0.4μm

適用范圍：大批量出產(chǎn)7級(jí)內(nèi)齒輪，外齒輪拉刀制作復(fù)雜，故少用

滾齒

齒輪精度等級(jí)：8~7級(jí)

齒面粗糙度Ra：3.2~1.6μm

適用范圍：各種批量出產(chǎn)中，加工中等質(zhì)量外圓柱齒輪及蝸輪

插齒

齒面粗糙度Ra：1.6μm

適用范圍：各種批量出產(chǎn)中，加工中等質(zhì)量的內(nèi)、外圓柱齒輪、多聯(lián)齒輪及小型齒條

5.

滾（或插）齒—淬火—珩齒

齒面粗糙度Ra：0.8~0.4μm

適用范圍：用于齒面淬火的齒輪

刀具的涂層技術(shù)

刀具的涂層技能，有用，要轉(zhuǎn)發(fā)收藏！

1.刀具涂層的特點(diǎn)

　?。?）力學(xué)和切削功用好。涂層刀具將基體資料和涂層資料的優(yōu)良功用結(jié)合起來(lái)，既堅(jiān)持了基體良好的韌性和較高的強(qiáng)度，又具有涂層的高硬度、高耐磨性和低沖突系數(shù)。因而，涂層刀具的切削速度與未涂層的相比，切削速度可進(jìn)步2~5倍，運(yùn)用涂層刀具能夠獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

　?。?）通用性強(qiáng)。涂層刀具通用性廣，加工范圍明顯擴(kuò)展，一種涂層刀具能夠替代數(shù)種非涂層刀具運(yùn)用，因而能夠大大削減刀具的品種和庫(kù)存量，簡(jiǎn)化刀具管理，下降刀具和設(shè)備本錢(qián)。

2.涂層的分類(lèi)

　　依據(jù)涂層辦法不同，涂層刀具可分為化學(xué)氣相堆積涂層刀具、物理氣相堆積,涂層刀具及混合工藝及組合技能。CVD涂層原理如圖1a所示，PVD涂層原理如圖1b所示?；旌瞎に囀堑入x子輔助CVD技能與傳統(tǒng)的PVD技能進(jìn)行有用的結(jié)合。比如先堆積傳統(tǒng)的CrN硬質(zhì)涂層，再在上面堆積一層用于削減沖突的DLC涂層。組合技能是涂層前對(duì)東西或零部件的外表層進(jìn)行氮化，能夠進(jìn)步涂層的成效。

　　CVD能夠涂覆耐磨損性優(yōu)異的TiCN、耐熱性非常優(yōu)異的Al2O3厚膜，因而在發(fā)生高溫的高速、率切削加工中能顯示出長(zhǎng)壽命，CVD涂層如圖2a所示。

　　PVD一般用在與無(wú)涂層硬質(zhì)合金、高速鋼相同或較高速的切削速度條件下，以延常刀具壽命為方針。對(duì)基體制約少、損傷小，因而特別適合用于要求耐磨損性、耐崩刃性的刀具，也適用于要求鋒利刃口的低進(jìn)給加工與精加工或螺紋加工東西等，PVD涂層如圖2b所示。

　　依據(jù)涂層刀具基體資料的不同，涂層刀具可分為硬質(zhì)合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具以及在陶瓷和超硬資料（金剛石和立方氮化硼）上的涂層刀具等。涂層硬質(zhì)合金刀具一般選用化學(xué)氣相堆積法，堆積溫度在1 000℃左右。涂層高速剛刀具一般選用物理氣相堆積法，堆積溫度在500℃左右。

　　金剛石涂層選用CVD（化學(xué)蒸鍍法）在硬質(zhì)合金基體上組成。組成的涂層具有與天然金剛石相匹敵的硬度與導(dǎo)熱系數(shù)，在非鐵資料的加工中發(fā)揮著優(yōu)異的功用。金剛石涂層刀具由于其良好的切削功用，在切削加工范疇具有廣闊的使用前景，是加工石墨、金屬基復(fù)合資料、高硅呂合金及許多其他耐磨蝕資料的理想刀具，目前其主要使用范疇是轎車(chē)和航空航天工業(yè)。金剛石涂層刀具的組織如圖3所示。

　　依據(jù)涂層資料的性質(zhì)，涂層刀具又可分為兩大類(lèi)，即“硬”涂層刀具和“軟”涂層刀具?！坝病蓖繉拥毒邔で蟮闹饕结樖歉叩挠捕群湍湍バ?，其主要長(zhǎng)處是硬度高、耐磨性好，典型的是TiC和TiN涂層，各種涂層刀具如圖4所示?！败洝蓖繉拥毒呤沁x用固體潤(rùn)滑劑如MoS2、WS2等制備的刀具，“軟”涂層尋求的方針是低沖突系數(shù)，也稱(chēng)為自潤(rùn)滑刀具，它與工件資料的沖突系數(shù)很低，只有0.1左右，可減小粘、減輕沖突、下降切削力和切削溫度。

　　對(duì)刀具進(jìn)行涂層處理是進(jìn)步刀具功用的重要途徑之一，涂層刀具的出現(xiàn)，使刀具切削功用有了較大的進(jìn)步，使用范疇不斷擴(kuò)展，涂層刀具在數(shù)控加工范疇有巨大潛力，將是往后數(shù)控加工范疇中重要的刀具品種。目前國(guó)外硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的涂層份額在70%以上，歐洲齒輪刀具的涂層份額高達(dá)90%。涂層技能已使用于立銑刀、鉸刀、復(fù)合孔加工東西、齒輪滾刀、剃齒刀、成形拉刀及各種機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片，滿意高速切削加工各種鋼和鑄鐵、耐熱合金和有色金屬等資料的需求。

3.涂層刀具的制備

　　精密東西、零部件和功用件的新式高功用涂層都是由涂層爐出產(chǎn)出來(lái)的。由于不同的使用需求不同品種的涂層，且需求快速的交貨期，因而涂層爐有必要要有滿足的靈活性，以保證出產(chǎn)不同系列的涂層都能有蕞佳的本錢(qián)效益?，F(xiàn)代化的涂層設(shè)備能夠在金屬、陶瓷乃至是塑料的外表進(jìn)行快速、穩(wěn)定且全自動(dòng)的涂層?，F(xiàn)代涂層設(shè)備有必要滿意以下原則：①單爐時(shí)間短。②日常運(yùn)營(yíng)本錢(qián)低。③靈活性高。④設(shè)備保養(yǎng)和備件費(fèi)用本錢(qián)規(guī)劃低。⑤出產(chǎn)可靠性高。⑥全自動(dòng)操作。⑦CE認(rèn)證，工作安全標(biāo)準(zhǔn)高。

4.涂層的選用

　　為了更好地挑選和開(kāi)展刀具及零部件的蕞佳成效，需求辨別其主要及特定的磨損性和失效機(jī)理。磨損、粘附、腐蝕和疲憊都視為磨損機(jī)理，而且都取決于實(shí)踐的使用。經(jīng)歷指出，資料的沖突和磨損都不是資料的原因，而是整個(gè)系統(tǒng)的原因。因而，在挑選涂層前就有必要分析整個(gè)沖突系統(tǒng)，包括零部件的技能功用、抗壓力范圍以及磨損機(jī)理的類(lèi)型。

5.結(jié)語(yǔ)

　　正確選用涂層是合理運(yùn)用涂層刀具和充分發(fā)揮涂層功用的前題。現(xiàn)在的涂層主要是以TiN和CrN為主。當(dāng)然DLC涂層和用于鋁壓鑄模具的新式微合金涂層的使用也越來(lái)越廣泛。在曩昔幾十年間，為了滿意對(duì)功用涂層不斷的要求，工業(yè)等離子外表技能獲得了十分迅猛的開(kāi)展。面向未來(lái)，新的挑戰(zhàn)也會(huì)推進(jìn)現(xiàn)行的涂層技能和新涂層概念及其使用向更先進(jìn)的方向開(kāi)展。經(jīng)過(guò)使用新的蒸發(fā)設(shè)備和濺射理念以及脈沖技能，電弧PVD和濺射工藝也將愈加先進(jìn)。經(jīng)過(guò)選用超高密度的等離子體和優(yōu)化的電弧蒸發(fā)技能能夠生成微合金涂層和專(zhuān)用規(guī)劃的多結(jié)構(gòu)涂層。涂層的納米規(guī)劃也將成為東西開(kāi)展方向之一。

機(jī)械加工進(jìn)程中，孔的加工一向都是整個(gè)加工工程中的要點(diǎn)和難點(diǎn)，通常會(huì)用到鉆頭、鉆夾頭、鉸刀，珩磨棒等加工刀具，起浮夾具一般業(yè)界說(shuō)的比較少，但常常聽(tīng)工人師傅說(shuō)起浮夾頭，那么什么是起浮夾具呢？

起浮夾具（Floating holder)是指東西可以沿平行于東西軸線的軸向起浮或沿筆直空間內(nèi)角度搖擺或一起具有這2種起浮。

為什么要運(yùn)用起浮夾具？

在機(jī)械零部件制造進(jìn)程中經(jīng)常有很多的、高外表質(zhì)量的孔加工需求，而孔加工一向都是機(jī)械加工中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，鉆孔，鉸孔后運(yùn)用高精密珩磨加工無(wú)疑是一種重要和常見(jiàn)的加工辦法。

在單沖程珩磨工藝中，對(duì)精度保持高水準(zhǔn)加工的一起，還要在單次往復(fù)中完成包括外表粗糙度，圓柱度等一系列精度的加工，其本身對(duì)主軸和工件的直線度要求也較為高。如果是采用珩磨專(zhuān)用機(jī)，由于專(zhuān)用機(jī)特殊的起浮主軸和追隨馬達(dá)的裝配，所以一般情況下運(yùn)用高品質(zhì)的萬(wàn)向節(jié)即可實(shí)現(xiàn)率單沖程珩磨。

加工中心的功能提升

雖然國(guó)產(chǎn)機(jī)床的制造商們?cè)诓粩嗯M(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量和精度以滿意各種精度的需求，但機(jī)床的主軸和待珩磨的孔之間的直線性仍是很難到達(dá)，由于這涉及到廠商幾十年的研發(fā)水準(zhǔn)，以及機(jī)床中任何一個(gè)零件的上下游供應(yīng)鏈水準(zhǔn)問(wèn)題。我們不行能要求一臺(tái)國(guó)產(chǎn)十幾萬(wàn)的機(jī)床或加工中心，到達(dá)它們?nèi)妒蹆r(jià)的進(jìn)口機(jī)床相同水準(zhǔn)；所以要使內(nèi)孔到達(dá)很高的圓心度、圓柱度仍然是個(gè)非常扎手的問(wèn)題。

另外，導(dǎo)致主軸與工件直線性差的另一個(gè)重要的也是難處理的原因是機(jī)床軸承的發(fā)熱導(dǎo)致主軸的同心度誤差，這幾乎是個(gè)不行消除的要素。要獲得孔和機(jī)床主軸的的同心度，就要使珩磨棒很的伸進(jìn)孔中而且保證不受任何徑向力，起浮夾具正是為此類(lèi)情況規(guī)劃的，一起起浮夾具還補(bǔ)償工件裝置、珩磨棒等在水平軸向或在筆直空間內(nèi)的差錯(cuò)。所以無(wú)論是國(guó)產(chǎn)機(jī)床仍是進(jìn)口高精密數(shù)控機(jī)床，起浮夾具對(duì)孔的直線度和圓柱度的進(jìn)步都是決定性的。

起浮夾具的特點(diǎn)

? 徑向振幅按捺在5μm以下；

? 出資少卻能進(jìn)行比曾經(jīng)更的加工；

? 東西替換時(shí)刻減少，進(jìn)步出產(chǎn)效率；

? 消除因切削抵抗發(fā)生的誤差；

? 按捺品質(zhì)不穩(wěn)定，減少不良品和修正工件；

? 糾正前工序的孔加工誤差。起浮夾具的使用

起浮夾具使用加工機(jī)械：鉆床、立式加工中心、珩磨機(jī)等。

使用東西：金剛石珩磨棒、鉸刀、絲錐、滾光刀等。

使用領(lǐng)域包括：轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、船只發(fā)動(dòng)機(jī)以及液壓、衣療、動(dòng)力、航空等各個(gè)領(lǐng)域的機(jī)械零部件制造中。

加工（High Performance Machining，HPM）是在確保零件精度和質(zhì)量的前提下，通過(guò)對(duì)加工進(jìn)程的優(yōu)化和進(jìn)步單位時(shí)間資料切除量來(lái)進(jìn)步加工效率和設(shè)備使用率、下降生產(chǎn)成本的一種高功用加工技能。在某些程度上，可以以為加工涵蓋了高速加工。

在加工體系中，刀具是完結(jié)切削加工的東西，直觸摸摸工件并從工件上切去一部分資料，使工件得到契合技能要求的形狀、尺度精度和外表質(zhì)量。在整個(gè)加工進(jìn)程中，刀具直接與工件觸摸，會(huì)呈現(xiàn)嚴(yán)重的刀具磨損現(xiàn)象，因而刀具也是加工進(jìn)程中的一大消耗品。刀具技能的內(nèi)在包含刀具資料技能、刀具結(jié)構(gòu)規(guī)劃和成形技能、刀具外表涂層技能等，也包含了上述單項(xiàng)技能歸納交叉構(gòu)成的高速刀具技能、刀具可靠性技能、綠色刀具技能、智能刀具技能等。刀具作為機(jī)械制作工藝配備中重要的一類(lèi)根底部件，其技能開(kāi)展又構(gòu)成智能制作、精細(xì)與微納制作、仿生制作等根底機(jī)械制作技能，以及液密氣密、齒輪、軸承、模具等根底部件技能的支撐技能。

刀具在切削進(jìn)程中承受深重的負(fù)荷，包含高的機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力、沖擊和振蕩等，如此惡劣的工作條件對(duì)刀具功用提出了高要求。在現(xiàn)代切削加工中，率的尋求以及大量難加工資料的呈現(xiàn)，對(duì)刀具功用提出了進(jìn)一步的應(yīng)戰(zhàn)。因而，挑選刀具資料、規(guī)劃刀具結(jié)構(gòu)、開(kāi)展刀具涂層和高功用刀具技能成為進(jìn)步切削加工水平的要害環(huán)節(jié)。

加工刀具

刀具資料

刀具資料對(duì)刀具壽數(shù)、加工效率和加工質(zhì)量等有著重要影響。目前，刀具資料首要有高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬資料等。

高速鋼（HSS）是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的東西鋼，其熱處理工藝較為雜亂，有必要通過(guò)淬火、回火等一系列進(jìn)程。高速鋼合金元素含量較多，總量可達(dá)10%~25%。

按所含合金元素不同可分為：鎢系高速鋼、鎢鉬系高速鋼、高鉬系高速鋼、釩高速鋼和鈷高速鋼。含鈷高速鋼一般是在通用高速鋼的根底上參加5%~8% 鈷，可顯著進(jìn)步鋼的硬度、耐熱性和耐性。粉末冶金高速鋼安排均勻，晶粒細(xì)微，消除了熔鑄高速鋼難以避免的偏析，因而比相同成分的熔鑄高速鋼具有更高的耐性和耐磨性，一起還具有熱處理變形小、鍛軋功用和磨削功用良好等優(yōu)點(diǎn)。高速鋼資料首要用于制備各種成形拉刀（整體式、組合式）、高速滾刀、剃（插）齒刀、輪槽刀等，大量應(yīng)用在轎車(chē)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電設(shè)備等制作職業(yè)，加工高強(qiáng)度、高硬度鑄鐵（鋼）合金。

陶瓷資料首要是離子鍵和共價(jià)鍵結(jié)合，其結(jié)合力是比較強(qiáng)的正負(fù)離子間的靜電引力或共用電子對(duì)，所以熔點(diǎn)高、硬度高，具有優(yōu)異的絕緣性和化學(xué)安穩(wěn)性。

按化學(xué)成分，淘瓷刀具資料可分為氧化物基陶瓷、碳化物基陶瓷、碳氮化物基陶瓷和硼化物基陶瓷。因?yàn)榫哂懈叩挠捕?、?qiáng)度與耐磨性，淘瓷刀具可用來(lái)加工淬火鋼、高強(qiáng)度鋼、不銹鋼以及各種合金鋼和碳鋼，還可以加工各種高硬度的合金鑄鐵?？墒翘源傻毒呔哂幸粋€(gè)共性，就是易崩刃，故而應(yīng)用規(guī)模比較局限。

聚晶金剛石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN）、立方氮化硼（CBN）、單晶金剛石等超硬資料具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦系數(shù)、高彈性模量、高熱導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)，以及與非鐵金屬親和力小等優(yōu)點(diǎn)，已敏捷應(yīng)用于高硬度、高強(qiáng)度、難加工有色金屬（合金）及有色金屬- 非金屬?gòu)?fù)合資料零部件的高速、、干（濕）式機(jī)械切削加工職業(yè)中。

天然金剛石作為超精細(xì)加工刀具不行代替的資料，應(yīng)用于各種精細(xì)儀器透鏡、反射鏡、計(jì)算機(jī)磁盤(pán)等工件的精細(xì)（超精、納米級(jí)）車(chē)削加工。

PCD 刀具與天然金剛石刀具功用挨近，具有優(yōu)異的耐磨性，可用來(lái)加工有色金屬和非金屬資料，還可用來(lái)精加工難加工資料，如硬質(zhì)合金和歸呂合金。

立方氮化硼（CBN）是硬度僅次于金剛石的超硬資料。它不但具有金剛石的許多尤秀特性，而且有更高的熱安穩(wěn)性和對(duì)鐵族金屬及其合金的化學(xué)惰性，可用于加工金剛石刀具不能加工的黑色金屬及其合金資料。

刀具結(jié)構(gòu)規(guī)劃

刀具結(jié)構(gòu)包含刀具自身及各功用部件外部形狀、裝夾辦法、切削刃區(qū)幾許角度和截形。

刀具許規(guī)劃首要針對(duì)刀刃強(qiáng)度，刀具的容屑、斷屑，刀具可靠性、安全性等基本刀具幾許功用，也是刀具規(guī)劃的首要打破方向。

未來(lái)開(kāi)展中，在結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)了針對(duì)難加工資料的變螺旋角規(guī)劃、變齒距規(guī)劃以及可下降切削振蕩的消振棱規(guī)劃技能，而刃口鈍化處理技能和負(fù)倒棱規(guī)劃技能可顯著進(jìn)步刀刃強(qiáng)度，且隨著微納制作研討領(lǐng)域的打破逐步構(gòu)成產(chǎn)業(yè)化技能。

刀具物理規(guī)劃方面目前以刀具資料功用的改進(jìn)為主，并逐步開(kāi)端朝著針對(duì)特定加工條件、工件資料進(jìn)行定制化規(guī)劃刀具物理功用的方向開(kāi)展。

現(xiàn)代刀具技能的開(kāi)展，應(yīng)一起滿足刀具功用和綠色、低耗的要求，刀具幾許規(guī)劃和物理規(guī)劃都趨于精細(xì)化、專(zhuān)用化、智能化、柔性化。在確保刀具功用的前提下，有利于完成刀具收回再使用的規(guī)劃與成形技能將受到重視。

刀具涂層

刀具外表涂層以增效和延壽為意圖，是將耐高溫、耐磨損的資料涂覆在刀具基體資料外表。涂層作為一個(gè)化學(xué)屏障和熱屏障，減少了刀具與工件間的擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)，然后減少了刀具的月牙槽磨損。涂層刀具具有外表硬度高、耐磨性好、化學(xué)功用安穩(wěn)、耐熱耐氧化、摩擦因數(shù)小和熱導(dǎo)率低等特性。

目前，常用的刀具涂層辦法有化學(xué)氣相堆積法（CVD）、物理氣相堆積法（PVD）、等離子體化學(xué)氣相堆積法（PCVD）、熱噴涂法和離子束輔佐堆積法（IBAD），其間以PVD 和CVD 應(yīng)用為廣泛。

刀具的涂層技能目前現(xiàn)已成為進(jìn)步刀具功用的要害技能。在涂層工藝方面，CVD 仍然是可轉(zhuǎn)位刀片的首要涂層工藝，開(kāi)發(fā)了中溫CVD、厚膜Al2O3 等新工藝，在基體資料改進(jìn)的根底上，使CVD 涂層刀具的耐磨性和耐性都得到進(jìn)步。CVD涂層技能的未來(lái)開(kāi)展方向是高功用CVD 刀具涂層工藝技能及配備制作技能，包含制備厚膜α-Al2O3 的要害工藝技能、微粒潤(rùn)滑的Al2O3 膜的制備技能；防腐真空獲得體系及氣體輸入體系的研討開(kāi)發(fā)；潔凈反應(yīng)源的研討及廢棄（氣）物后處理技能。PVD 同樣取得了重大進(jìn)展，開(kāi)發(fā)了適應(yīng)高速切削、干切削、硬切削的耐熱性更好的涂層，如納米、多層結(jié)構(gòu)等，從早的TiN 涂層到TiCN、TiAlN、A l2O3、C r N、Z r N、C r A l N、T i S i N、TiAlSiN、AlCrSiN 等硬涂層及超硬涂層資料。PVD 涂層技能的未來(lái)開(kāi)展方向是類(lèi)金剛石涂層、CBN 涂層、大面積等離子涂層技能。等離子體化學(xué)氣相堆積法（PCVD）是將高頻微波導(dǎo)入含碳化物氣體發(fā)生高頻高能等離子，或許通過(guò)電極放電發(fā)生高能電子使氣體電離成為等離子體，由氣體中的活性碳原子或含碳基團(tuán)在合金的外表堆積的一種涂層制備辦法。等離子體對(duì)化學(xué)反應(yīng)有促進(jìn)作用，使等離子體化學(xué)氣相堆積法可以把堆積溫度降至600℃以下。在該溫度下，刀具基體與涂層資料之間不會(huì)發(fā)生擴(kuò)散、交換反應(yīng)或相變，刀具基體可以堅(jiān)持原有的強(qiáng)耐性。

刀具涂層技能向物理涂層附加大功率等離子體方向開(kāi)展；功用薄膜向著多元、多層膜的方向開(kāi)展；并研討集硬度、化學(xué)安穩(wěn)性、抗癢化性于一體且具有低內(nèi)應(yīng)力和高附著力的薄膜制備技能。圖5（a）為多層涂層，其內(nèi)層的TiCN 與基體有較強(qiáng)的結(jié)合力和強(qiáng)度，中心的Al2O3 作為一種有用的熱屏障可答應(yīng)有更高的切削速度，外層的TiCN 確?？骨暗睹婧秃蟮睹婺p能力，外一薄層金黃色的TiN 使得簡(jiǎn)單區(qū)分刀片的磨損狀態(tài)；圖5（b）中納米涂層與傳統(tǒng)涂層相比，具有超硬度、超模量和高紅硬性效應(yīng)，而且顯微硬度可超過(guò)40GPa ；圖5（c）納米復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層（nc-Ti1-xAlxN）/（α-Si3N4）在強(qiáng)等離子體作用下，納米TiAlN 晶體被鑲嵌在非晶態(tài)的Si3N4 體內(nèi)，當(dāng)TiAlN晶體尺度小于10nm 時(shí)，位錯(cuò)增殖源難于啟動(dòng)，而非晶態(tài)相又可阻止晶體位錯(cuò)的搬遷，即便在較高的應(yīng)力下，位錯(cuò)也不能穿越非晶態(tài)晶界。這種結(jié)構(gòu)薄膜的硬度可以到達(dá)50GPa 以上，并可堅(jiān)持相當(dāng)優(yōu)異的耐性，且當(dāng)溫度到達(dá)900~1100℃時(shí)，其顯微硬度仍可堅(jiān)持在30GPa 以上。

C