車刀材料的選擇

常用的硬質(zhì)合金可根據(jù)其制造的合金元素不同，分為以下四類：

1．鎢鈷合金

      由碳化鎢和鈷組成，常溫時(shí)的硬度為HRA87～92，紅硬性為800--900，代號為YG，常用商標(biāo)為YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG8、YGll等。其中YG3X及YG6X歸于細(xì)顆粒碳化鎢合金。YA6則是我國試制成功的一種含有少數(shù)碳化鈷的細(xì)顆粒硬質(zhì)合金。

      鎢鈷合金冷硬性很高，耐性也較好，宜用于加工脆性資料，如金屬蝕口鑄鐵，也可車削沖擊性較大的工件。因?yàn)樗募t硬度較差，在600℃時(shí)，鎢鈷合金簡單和切屑粘結(jié)，使刀頭前面磨損，故不宜用于車削軟鋼等耐性金屬。

      YG6X細(xì)顆粒碳化鈷合金耐磨性較好，其強(qiáng)度近似YG6，因而車削冷硬合金鑄鐵、耐熱合金鋼及普通鑄鐵等都有杰出效果。

2．鎢鈦鉆合金

      由碳化鎢、碳化鈦及元素鉆組成，代號用YT表明，常用的有YT5、YTl4、YTl5、YT30等商標(biāo)。鎢鈷鈦合金的冷硬功能和紅硬功能比硬質(zhì)合金高。在高溫條件下比鎢鈷合金耐熱耐磨、抗粘性大，宜于加工鋼料及其他耐性金屬資料，但因?yàn)樾源?，不耐沖擊，故不宜加工脆性金屬。

3．鎢鈷鈦鈮合金

      它是鎢鈷鈦合金中的新產(chǎn)品，由碳化鎢、碳化鈦、鈷、少數(shù)碳化鈮組成，代號為YW，常用商標(biāo)為YWl、YW2。它的耐磨性和熱硬性都比較好，適用于切削各種鑄鐵和特殊合金鋼材，如不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼等較難加工的資料。

4．鎢鈷鈮類合金

      這是一種含有少數(shù)碳化鈮的細(xì)顆粒鎢鉆類硬質(zhì)合金，代號為YA，常用商標(biāo)為YA6。它的耐磨功能更高，適合于不銹鋼、耐熱鋼、特硬鑄鐵、鐵合金、硬塑料、玻璃和陶瓷等的加工。

      在選用硬質(zhì)合金時(shí)，應(yīng)根據(jù)硬質(zhì)合金本身功能特點(diǎn)、加工工件資料和切削條件等因素歸納考慮。

      除高速鋼和硬質(zhì)合金兩種常用車刀切削資料外，還有碳素工具鋼、合金工具鋼、金剛石、陶瓷等。碳素工具鋼、合金工具鋼的切削功能差，而金剛石價(jià)格高，以上三者都較少采用。

      因?yàn)樘沾少Y料比硬質(zhì)合金的紅硬性更高，耐磨性好，價(jià)格低，正成為一種使用廣泛的刀具資料，但因?yàn)樵摲N資料性脆、怕沖擊、刃磨困難，所以在使用時(shí)仍受到一定的限制。

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齒輪類零件加工

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。本文對齒輪類零件的加工工藝做歸納總結(jié)。

1

齒輪的功用、結(jié)構(gòu)

齒輪雖然由于它們在機(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。常見的圓柱齒輪有以下幾類(下圖)：盤類齒輪、套類齒輪、內(nèi)齒輪、軸類齒輪、扇形齒輪、齒條。其中盤類齒輪運(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)力過大，引起齒面過早磨損，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，以儲存潤滑油，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)簡單且對強(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)首要討論盤類齒輪齒坯的加工進(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”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)車床上粗精車外圓、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“車一拉一車”的工藝計(jì)劃

(1)以齒坯外圓或輪毅定位，精車外圓、端面和內(nèi)孔。

(2)以端面支承拉孔(或花鍵孔)。

(3)以孔定位精車外圓及端面等。

這種計(jì)劃可由臥式車床或轉(zhuǎn)塔車床及拉床實(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)齒坯孔有臺階或端面有槽時(shí)，能夠充分利用轉(zhuǎn)塔車床上的多刀來進(jìn)行多工位加工，在轉(zhuǎn)塔車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、結(jié)構(gòu)形狀、出產(chǎn)類型及出產(chǎn)條件，關(guān)于不同的精度等級的齒輪，常用的齒形加工計(jì)劃如下：

（1）8級精度以下齒輪

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—校對孔的加工計(jì)劃。但淬火前齒形加工精度應(yīng)進(jìn)步一級。

（2）6-7級精度齒輪

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—校對基準(zhǔn)—珩齒。

（3）5級精度以上齒輪

一般選用：粗滾齒—精滾齒—齒端加工—淬火—校對基準(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。

銑齒

齒輪精度等級：9級以下

齒面粗糙度Ra：6.3~3.2μm

適用范圍：單件修配出產(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：7級

齒面粗糙度Ra：1.6~0.4μm

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

滾齒

齒輪精度等級：8~7級

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

合理選擇與數(shù)控機(jī)床匹配的刀具

數(shù)控車床是一種、率的主動(dòng)化機(jī)床裝備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔，具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等雜亂工件，具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功用，并能在批量出產(chǎn)中發(fā)揮杰出的作用。它集通用性好的全能型車床、加工精度高的精密型車床和加工的專用型一般車床的特色于一身，能很好地滿意企業(yè)進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量、下降出產(chǎn)本錢、進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益的要求。所以數(shù)控車床是國內(nèi)運(yùn)用量蕞大、覆蓋面廣的一種機(jī)床。在數(shù)控車床加工中，產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)出產(chǎn)率在很大程度上遭到刀具的限制，盡管其車刀的切削原理與一般車床根本相同，可是如何依據(jù)加工零件的實(shí)際情況，合理選擇和運(yùn)用與數(shù)控車床匹配的刀具，是充分發(fā)揮數(shù)控車床功用和優(yōu)勢、確保加工精度、進(jìn)步勞動(dòng)效率以及操控加工本錢的關(guān)鍵。

1.零件剖析

 客戶要求加工的產(chǎn)品是輪軸蓋（見圖1），外形A、B兩處現(xiàn)已加工好，內(nèi)孔粗加工至90mm，產(chǎn)品的精度要求不是很高，形狀也不太雜亂，但批量較大（每月8 000件）。材料為灰鑄鐵HT200，毛坯直徑150mm，長40mm。技能要求：未注倒角為1×45°，未注公役按GB/T

1804―2000中m級加工。設(shè)備是用廣州機(jī)床廠的GSK980T經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，共6臺。

2.原加工中存在的問題

 原出產(chǎn)加工選用兩把焊接式合金車刀，分別進(jìn)行粗車、精車外圓、端面、內(nèi)孔的加工。焊接式合金刀易磨損，一般適合于粗車，輪軸蓋零件用的材料是鑄鐵，表皮較硬，刀具易磨損。刃磨精度得不到確保，且占用時(shí)刻長，還會(huì)使被加工輪軸蓋零件的外表精度大大下降。換刀需求整刀換，添加了刀具本錢。GSK98T刀架不能按加工要求主動(dòng)裝、卸刀，需求人工換刀。因定位銷釘受力不均勻等原因，螺紋也簡單損壞，并且是用兩把刀，精度得不到確保，費(fèi)時(shí)較多。加工過程中需求頻頻旋轉(zhuǎn)刀架換刀，導(dǎo)致刀架很簡單磨損，定位精度出現(xiàn)差錯(cuò)，還簡單出現(xiàn)毛?。ň鶆?天一臺）。機(jī)床廠的修理人員多次上門修理也不能處理問題，造成停產(chǎn)及修理費(fèi)用添加。由于換刀后需從頭對刀、試車、調(diào)試的輔助時(shí)刻添加，且兩把刀加工、刀架主動(dòng)換刀和空運(yùn)行行程時(shí)刻也較長，對加工效率造成很大的影響。硬質(zhì)合金刀具制造

3.改善刀具的依據(jù)

 經(jīng)過剖析、研討刀具結(jié)構(gòu)、工藝規(guī)劃、程序編寫等方面問題，以為本來所運(yùn)用的刀具非常需求改善，具體考慮如下。

（1）選用標(biāo)準(zhǔn)化刀具，改為機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀。由于輪軸蓋是批量出產(chǎn)，數(shù)控車刀應(yīng)選用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀，原因在于：①精度高。確保刀片重復(fù)定位精度高，便利定位，確保刀尖方位精度，這樣刀尖磨損不需求換整刀而只需換刀片就行。②可靠性高。結(jié)構(gòu)可靠的車刀，選用復(fù)合式夾緊結(jié)構(gòu)以習(xí)慣刀架快速移動(dòng)和換位以及整個(gè)主動(dòng)切削過程中不會(huì)松動(dòng)。迅速替換不同形式的切削部件，完結(jié)多種切削加工，進(jìn)步出產(chǎn)效率。③刀具本錢低。由于是批量出產(chǎn)，且刀片可替換，盡管機(jī)夾刀可轉(zhuǎn)位刀片貴一些，但刀具的本錢不會(huì)添加，反而下降，并且更經(jīng)用。

 （2）優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)。盡可能用少的刀具加工出工件上部分或大部分待加工外表，以減少裝夾差錯(cuò)，進(jìn)步加工外表的相互方位精度。在刀的結(jié)構(gòu)上假如能把加工輪軸蓋的兩把刀合并成裝在“一把刀”把上進(jìn)行加工，則①不旋轉(zhuǎn)刀架。只要“一把刀”在加工，那就不需求旋轉(zhuǎn)刀架，刀架就不會(huì)由于磨損而影響精度，更不會(huì)引發(fā)停產(chǎn)、修理等問題。②維護(hù)定位銷釘?！耙话训丁倍ㄎ恢恍枨笠唤M定位銷釘，并且假如用了標(biāo)準(zhǔn)化刀具，換刀只松、緊刀尖的定位螺絲，不必松、緊刀架的定位銷釘裝、拆刀桿，刀架的定位銷釘不會(huì)被損壞。

 （3）若將選用標(biāo)準(zhǔn)化刀具和優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)合二為一，則不會(huì)存在占機(jī)時(shí)刻長的問題。由于：①選用標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，當(dāng)?shù)镀系囊粋€(gè)切削刃磨鈍后，其刀片的裝拆和轉(zhuǎn)位都很便利、快捷，不需刃磨即可用新的切削刃持續(xù)加工，還大大進(jìn)步了刀桿的利用率。只需快速做簡單的對刀，編制程序時(shí)作恰當(dāng)?shù)奶幚砭湍軌蛄恕＂谶x用優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)方案，兩個(gè)刀尖相隔必定比本來兩把刀刀尖的距離近，換刀和空運(yùn)行的時(shí)刻大大縮短，再結(jié)合加工工藝、程序編寫，規(guī)劃短的空行、切削進(jìn)給道路，可有用進(jìn)步出產(chǎn)效率，下降刀具損耗。

4.改善后的刀具

 自己經(jīng)過以上剖析、研討，依據(jù)現(xiàn)有的認(rèn)識和加工條件，從刀具結(jié)構(gòu)的規(guī)劃、工藝處理、程序的編制等方面去處理了輪軸蓋零件加工中存在的問題，具體方法如下。

 （1）將兩把機(jī)加刀合為一把機(jī)夾刀。刀桿經(jīng)熱處理，用螺絲固定刀尖A、B，這樣“一把刀”相同能夠完結(jié)本來兩把刀的工作，并且裝、卸“一把刀”比本來兩把刀省時(shí)一半。

 （2）用改善后的刀具加工時(shí)無須轉(zhuǎn)化刀架，很好地處理了由于要頻頻旋轉(zhuǎn)刀架換刀所帶來的毛病和修理問題。

 （3）刀具磨損后只需求松開螺絲將不重磨刀片轉(zhuǎn)過恰當(dāng)視點(diǎn)或替換，做簡單的刀補(bǔ)行程修正即可持續(xù)加工，大大進(jìn)步了效率。

5.加工中的注意事項(xiàng)

 （1）將不重磨刀片A、B用螺絲固定在左、右兩邊，要確保兩刀片尖在同一平面上。

 （2）編寫程序時(shí)有必要要以A、B兩個(gè)刀尖為兩個(gè)獨(dú)立刀位點(diǎn)設(shè)兩組刀補(bǔ)（01、02），在轉(zhuǎn)化刀尖執(zhí)行時(shí)刀具要離開工件必定距離，避免刀具和工件發(fā)生碰撞。

 （3）刀具每班要轉(zhuǎn)動(dòng)一次，以確保刀架的鎖緊力。

6.程序的編寫

 編寫的程序及說明如附表所示。

 程序內(nèi)容及說明

程序內(nèi)容 程序說明

O1212     程序名

G00x100Z100 定位到起刀點(diǎn)

T0101M3S200 調(diào)用地一組刀補(bǔ)A號刀尖

G00x150Z0

加工端面

G01X80F80

G00x150Z5 定位到（150，5）

G71U1R0.5 加工φ145mm外圓及倒角

G71P1Q2U0W0F100

N1G00x143

G01Z0

X145Z-1

Z-16

G00x100Z100T0101 回到起刀點(diǎn)取消地一組刀補(bǔ)

T0102M3S250     調(diào)用第二組刀補(bǔ)B號刀尖

G00x80Z5

G71U1R0.5     粗加工φ112mm與φ98mm內(nèi)孔與倒角

G71P3Q4U-0.5W0F80

N3G00x114

G01Z0F50

X112Z-1

Z-11

X100

X98Z-11

N4Z-48

G70P3Q4         精加工N3-N4段內(nèi)容

G00x100Z100T0102 回到起刀點(diǎn)取消第二組刀補(bǔ)

M30         程序完畢