硬質合金刀具參數全國發貨

圣戈班磨料磨具是世界500強圣戈班集團旗下的分支機構，作為磨料磨具行業的創新者，圣戈班設計、制造和銷售NORTON?（諾頓?）、NORTON?WINTER?（諾頓?溫特?）、FLEXOVIT?（富來維特?）等三大品牌的產品，為相關制造領域提供專業、和人性化的綜合磨削解決方案。主要產品有固結磨具、涂附磨具、工業超硬磨具、樹脂切割打磨片及建筑工業用金剛石產品和設備，產品廣泛應用于汽車、鋼鐵、航空航天、軸承齒輪、鐵路、鑄造、機床工具、刀具、電子半導體、新能源及汽車售后等各種制造領域。

自1994年進入中國以來，圣戈班磨料磨具一直保持快速發展，目前已擁有5家生產工廠，1家磨削技術中心及700多名員工。憑借先進的磨削及切割技術的應用，圣戈班磨料磨具幫助工業制造領域的客戶提高生產力并呈現表現。

刀具目前正在向微精化發展，從小型、微型到毫微刀具，φ0.1mm的刀具已經不再稀奇，對刀具刃口的要求也越發嚴苛。刀具在粗開槽后，為達到更好的尺寸和精度，需要通過拋光工序來獲得更好的表面光潔度。拋光砂輪的粒度從D20、D10發展到D3、D1就是為了追求更的刃口質量。

圣戈班Flute Polish砂輪是一款德國研發的橡膠結合劑砂輪產品，主要應用于鉆頭類旋轉刀具的拋光應用。Flute Polish砂輪采用圣戈班公司研發、富有彈性的橡膠結合劑，能夠非常好的貼合工件表面，輕松應對各種較大拋光面積的工件表面；耐磨性好，能達到的鏡面拋光效果；能縮短拋光工序加工節拍，提高生產效率，進一步降低刀具加工的綜合成本。

應用案例：硬質合金刀具的開槽磨削

砂輪規格：開槽砂輪D54 Q-Flute2 拋光砂輪Flute Polish

磨床型號：Walter Helitronic Power

冷卻液：油

工件：硬質合金鉆頭 φ10mm

開槽磨削參數：

進給速率：Vf=100mm/min

開槽余量：Ae=3.5mm

砂輪線速度：Vc=18m/s

拋光加工參數：

進給速度：Vf=150mm/min

拋光余量：Ae=0.02mm

砂輪線速度：Vc=22m/s

價值體現：

·工件有非常好的刃口品質并達到鏡面拋光效果

·相比普通樹脂砂輪，拋光工序用時縮短50%以上

齒輪類零件加工

齒輪是能彼此符合的有齒的機械零件，齒輪傳動可完成減速、增速、變向等功能。它在機械傳動及整個機械領域中運用極其廣泛。本文對齒輪類零件的加工工藝做歸納總結。

1

齒輪的功用、結構

齒輪雖然由于它們在機器中的功用不同而規劃成不同的形狀和尺度，但總可劃分為齒圈和輪體兩個部分。常見的圓柱齒輪有以下幾類(下圖)：盤類齒輪、套類齒輪、內齒輪、軸類齒輪、扇形齒輪、齒條。其中盤類齒輪運用廣。

圓柱齒輪的結構方法

一個圓柱齒輪能夠有一個或多個齒圈。普通的單齒圈齒輪工藝性好；而雙聯或三聯齒輪的小齒圈往往會遭到臺肩的影響，約束了某些加工辦法的運用，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，一般將多齒圈齒輪做成單齒圈齒輪的組合結構。

2圓柱齒輪的精度要求

齒輪本身的制作精度，對整個機器的工作性能、承載能力及運用壽命都有很大影響。根據齒輪的運用條件，對齒輪傳動提出以下幾方面的要求：

1.

運動精度

要求齒輪能準確地傳遞運動，傳動比安穩，即要求齒輪在一轉中，轉角差錯不超越一定范圍。

2,

工作平穩性

要求齒輪傳遞運動平穩，沖擊、振蕩和噪聲要小。這就要求約束齒輪轉動時瞬時速比的改變要小，也就是要約束短周期內的轉角差錯。

3.

觸摸精度

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

4.

齒側空隙

要求齒輪傳動時，非工作齒面間留有一定空隙，以儲存潤滑油，補償因溫度、彈性變形所引起的尺度改變和加工、安裝時的一些差錯。

3齒輪的資料

齒輪應按照運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先熱處理正火或調質，其首要意圖是消除鑄造及粗加工引起的剩余應力、改善資料的可切削性和進步歸納力學性能。

2.

齒面熱處理

齒形加工后，為進步齒面的硬度和耐磨性，常進行滲碳淬火、高頻感應加熱淬火、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、結構簡單且對強度要求低的齒輪。當齒輪要求強度高、耐磨和耐沖擊時，多用鍛件，直徑大于400～600mm的齒輪，常用鑄造毛坯。

為了削減機械加工量，對大尺度、低精度齒輪，能夠直接鑄出輪齒；關于小尺度、形狀復雜的齒輪，可用精細鑄造、壓力鑄造、精細鑄造、粉末冶金、熱軋和冷擠等新工藝制作出具有輪齒的齒坯，以進步勞動出產率、節省原資料。

6齒坯的機械加工計劃的挑選

關于軸齒輪和套筒齒輪的齒坯，其加工進程和一般軸、套基本相似，現首要討論盤類齒輪齒坯的加工進程。齒坯的加工工藝計劃首要取決于齒輪的輪體結構和出產類型。

1 大批很多出產的齒坯加工

大批很多加工中等尺度齒坯時，多選用“鉆一拉一多刀車”的工藝計劃。

(1)以毛坯外圓及端面定位進行鉆孔或擴孔。

(2)拉孔。

(3)以孔定位在多刀半自動車床上粗精車外圓、端面、切槽及倒角等。

這種工藝計劃由于選用機床能夠組成流水線或自動線，所以出產。

成批出產的齒坯加工

成批出產齒坯時，常選用“車一拉一車”的工藝計劃

(1)以齒坯外圓或輪毅定位，精車外圓、端面和內孔。

(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。

這種計劃可由臥式車床或轉塔車床及拉床實現。它的特點是加工質量安穩，出產效率較高。

當齒坯孔有臺階或端面有槽時，能夠充分利用轉塔車床上的多刀來進行多工位加工，在轉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系作展成運動切出齒面的辦法，如滾齒、插齒、剃齒、磨齒和珩齒等。

齒形加工計劃的挑選，首要取決于齒輪的精度等級、結構形狀、出產類型及出產條件，關于不同的精度等級的齒輪，常用的齒形加工計劃如下：

（1）8級精度以下齒輪

調質齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。關于淬硬齒輪可選用：滾（插）齒—齒端加工—淬火—校對孔的加工計劃。但淬火前齒形加工精度應進步一級。

（2）6-7級精度齒輪

關于淬硬齒輪可選用：粗滾齒—精滾齒—齒端加工—精剃齒—外表淬火—校對基準—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—粗磨齒—精磨齒。磨齒是現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7級內齒輪，外齒輪拉刀制作復雜，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：各種批量出產中，加工中等質量外圓柱齒輪及蝸輪

插齒

齒面粗糙度Ra：1.6μm

適用范圍：各種批量出產中，加工中等質量的內、外圓柱齒輪、多聯齒輪及小型齒條

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

圓柱齒輪加工工藝進程常因齒輪的結構形狀、精度等級、出產批量及出產條件不同而選用不同的工藝計劃。下面列出兩個精度要求不同的齒輪典型工藝進程供剖析比較。

一、普通精度齒輪加工工藝剖析

（一）工藝進程剖析

 圖9－17所示為一雙聯齒輪，資料為40Cr，精度為7－6－6級，其加工工藝進程見表9－6。

 從表中可見，齒輪加工工藝進程大致要通過如下幾個階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準批改及齒形精加工等。

粗車外圓及端面，留余量1.5～2mm，鉆鏜花鍵底孔至尺度φ30H12

拉花鍵孔

鉗工去毛刺

上芯軸，精車外圓，端面及槽至要求

查驗

滾齒（z＝42），留剃余量0.07～0.10 mm

插齒（z＝28），留剃余量0.0,4～0.06 mm

倒角（Ⅰ、Ⅱ齒12°牙角）

剃齒（z＝42），公法線長度至尺度上限

剃齒（z＝28），選用螺旋視點為5°的剃齒刀，剃齒后公法線長度至尺度上限

齒部高頻淬火：G52

推孔

珩齒

總檢入庫

外圓及端面

φ30H12孔及A面

花鍵孔及A面

花鍵孔及B面

花鍵孔及端面

 加工的地一階段是齒坯初進入機械加工的階段。因為齒輪的傳動精度主要決定于齒形精度和齒距散布均勻性，而這與切齒時選用的定位基準（孔和端面）的精度有著直接的聯系，所以，這個階段主要是為下一階段加工齒形準備精基準，使齒的內孔和端面的精度根本到達規則的技術要求。在這個階段中除了加工出基準外，關于齒形以外的次要表面的加工，也應盡量在這一階段的后期加以完成。

 第二階段是齒形的加工。關于不需要淬火的齒輪，一般來說這個階段也就是齒輪的終加工階段，通過這個階段就應當加工出完全契合圖樣要求的齒輪來。關于需要淬硬的齒輪，有必要在這個階段中加工出能滿意齒形的終精加工所要求的齒形精度，所以這個階段的加工是確保齒輪加工精度的要害階段。應予以特別注意。

 加工的第三階段是熱處理階段。在這個階段中主要對齒面的淬火處理，使齒面到達規則的硬度要求。

 加工的終階段是齒形的精加工階段。這個階段的意圖，在于批改齒輪通過淬火后所引起的齒形變形，進一步進步齒形精度和降低表面粗糙度，使之到達終的精度要求。在這個階段中首先應對定位基準面（孔和端面）進行修整，因淬火以后齒輪的內孔和端面均會發生變形，如果在淬火后直接選用這樣的孔和端面作為基準進行齒形精加工，是很難到達齒輪精度的要求的。以修整過的基準面定位進行齒形精加工，可以使定位經確可靠，余量散布也比較均勻，以便到達精加工的意圖。

（二）定位基準的斷定

 定位基準的精度對齒形加工精度有直接的影響。軸類齒輪的齒形加工一般挑選鼎尖孔定位，某些大模數的軸類齒輪多挑選齒輪軸頸和一端面定位。盤套類齒輪的齒形加工常選用兩種定位基準。

 1）內孔和端面定位 挑選既是規劃基準又是丈量和安裝基準的內孔作為定位基準，既契合“基準重合”原則，又能使齒形加工等工序基準一致，只要嚴格操控內孔精度，在專用芯軸上定位時不需要找正。故出產率高，廣泛用于成批出產中。

 2）外圓和端面定位 齒坯內孔在通用芯軸上安裝，用找正外圓來決定孔中心方位，故要求齒坯外圓對內孔的徑向跳動要小。因找正功率低，一般用于單件小批出產。

（三）齒端加工

 如圖9－18所示，齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圓、倒尖后的齒輪，沿軸向滑動時容易進入嚙合。倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動中易崩裂。

   用銑刀進行齒端倒圓，如圖9－19所示。倒圓時，銑刀在高速旋轉的一起沿圓弧作往復搖擺（每加工一齒往復搖擺一次）。加工完一個齒后工件沿徑向退出，分度后再送進加工下一個齒端。

 齒端加工有必要安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。

（四）精基準批改

 齒輪淬火后基準孔發生變形，為確保齒形精加工質量，對基準孔有必要給予批改。

 對外徑定心的花鍵孔齒輪，通常用花鍵推刀批改。推孔時要避免歪斜，有的工廠選用加長推刀前引導來避免歪斜，已獲得較好作用。

 對圓柱孔齒輪的批改，可選用推孔或磨孔，推孔出產率高，常用于未淬硬齒輪；磨孔精度高，但出產率低，關于整體淬火后內孔變形大硬度高的齒輪，或內孔較大、厚度較薄的齒輪，則以磨孔為宜。

 磨孔時一般以齒輪分度圓定心，如圖9－20所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動較小，對以后磨齒或珩齒有利。為進步出產率，有的工廠以金剛鏜替代磨孔也獲得了較好的作用。

二、齒輪加工工藝特色（二）齒輪加工工藝特色

（1）定位基準的精度要求較高  

    由圖9－21可見，作為定位基準的內孔其尺度精度標示為φ85H5，基準端面的粗糙度較細，為Ra1.6μm，它對基準孔的跳動為0.014mm，這幾項均比一般精度的齒輪要求為高，因此，在齒坯加工中，除了要注意操控端面與內孔的筆直度外，需要留必定的余量進行精加工。精加工孔和端面選用磨削，先以齒輪分度圓和端面作為定位基準磨孔，再以孔為定位基準磨端面，操控端面跳動要求，以確保齒形精加工用的精基準的經確度。  （2）齒形精度要求高  圖上標示6－5－5級。為滿意齒形精度要求，其加工計劃應挑選磨齒計劃，即滾（插）齒－齒端加工－高頻淬火－批改基準－磨齒。磨齒精度可達4級，但出產率低。本例齒面熱處理選用高頻淬火，變形較小，故留磨余量可縮小到0.1 mm左右，以進步磨齒功率。

刀具是現代切削加工中極其關鍵的根底部件，其功能直接影響加工功率和已加工零件的表面質量。即使對刀具刃口進行細心的磨削，刀具刃區的描摹依然會存在細微缺點，然后降低刀具的壽數和加工質量。刀具刃口鈍化能夠延常刀具使用壽數50%-400%。因此，近年來刀具鈍化技能越來越受到重視。

國內外學者關于刀具刃口鈍化展開了大量的研討。Tugrul ozel選用切削軟件進行方真，研討了鈍化后的PCBN刀具切削鋁合金時的應力和切削力等的改變規則；P.I.Varela等研討了不同的刃口形狀對切削后的剩余應力及已加工零件的表面質量的影響，驗證了刀具刃口鈍化能夠有用提高加工表面質量；賈秀杰等選用切削實驗探究了鈍化后的刀具在不同的切削參數下切削工件時，產生的切削力和被加工零件的表面質量隨切削參數改變而改變的規則；朱曉雯選用了7種不同的鈍化工藝對硬質合金刀具進行鈍化處理，其間包含立式旋轉鈍化法，并經過實驗探究了不同鈍化方式對硬質合金刀具壽數的影響。

刀具鈍化刃口尺度歸于微米級，通常選用鈍圓半徑表征刃口概括。實際上，刀具鈍化的刃口概括并非規則的圓弧，僅僅選用鈍圓半徑不足以表征實際的鈍化概括。B.Denkena等提出了任何切削刃的非對稱問題K-factor方法，選用從極點刀尖1和刀尖2的比率Sa/Sγ即K因子來表示，邊緣的扁平度經過參數△γ和φ的比值來表示，這種方法相對簡單且可視化；C. F. Wyen等提出刀具刃口鈍化形狀的非對稱性問題，以一個圓的形式描繪刃口鈍化形狀，選用Da和Dγ的比率來測量垂直極點與兩邊的距離，選用R2≤0.9判定系數驗證。

目前通常選用K因子表示刀具鈍化非對稱刃口。當K=1時，刀具鈍化刃口為對稱刃口，即為鈍圓半徑。當K≠1時，刀具鈍化刃口為非對稱刃口。國內外關于刀具鈍化非對稱刃口機制的研討十分少C.E.H.Ventura等選用研磨法對CBN刀具進行鈍化，經過實驗驗證了不同的K因子對刀具刃口磨損的影響程度不同，選擇合適的K值以減少磨損；E.Bassett等選用磨料刷法對刀具進行鈍化，研討了不同K因子的非對稱刃口對涂層WC-Co刀具切削AISI1045的磨損和熱力散布的影響規則，經過實驗驗證了Sα值影響刀具壽數，主要是后刀面磨損。因此，對刀具非對稱刃口鈍化的研討是必要的。

本文選用刀具刃口鈍化進行正交實驗研討，對硬質合金刀具進行立式旋轉鈍化，經過對實驗成果進行數學回歸分析，研討了刀具鈍化非對稱刃口K因子隨不同鈍化參數的改變規則，為實現刀具鈍化刃口優化供給依據。

1  刀具刃口鈍化實驗

如圖1所示，在立式旋轉鈍化機上進行刀具鈍化處理。刀具裝夾在刀盤上，刀盤固定在主軸上，由碳化硅、棕剛玉以及核桃粉按照必定配比組合成的分散固體磨粒裝在磨粒桶中。成組刀具在磨粒中實現公轉及自轉，單個刀具實現公轉及自轉，達到鈍化的意圖。

刀具選用標準號為ZX040的硬質合金立銑刀。刀具前角14°，后角15°，刃長25mm，直徑10mm，柄長75mm。

選用Alicona光學三維刀具測量儀對鈍化后的刀具非對稱刃口進行檢測（見圖2）。刀具鈍化非對稱刃口檢測成果如圖3所示。

依據鈍化速度、鈍化時刻、磨粒配比和磨粒粒度規劃正交實驗。其間，磨粒由棕剛玉和碳化硅組成，磨粒配比為碳化硅與棕剛玉的比值。刀具鈍化正交實驗成果見表1。

圖1  刀具刃口鈍化機    圖2  光學三維刀具測量儀

圖3  刀具鈍化非對稱刃口檢測成果

表1  刀具鈍化正交實驗

實驗成果表明，不同的鈍化參數對刀具非對稱刃口的影響程度不同。鈍化時刻對刀具非對稱刃口K因子的影響蕞大，磨粒配比與主軸轉速次之，磨粒粒度對刀具非對稱刃口K因子的影響蕞小。

2  刀具鈍化非對稱刃口模型的樹立

選用數學回歸法樹立刀具非對稱刃口K因子的猜測模型，把刀具鈍化4個鈍化參數作為自變量，刀具鈍化非對稱刃口K因子為因變量。依據正交實驗成果進行數學回歸，獲得刀具鈍化非對稱刃口K因子的猜測模型。

Y=1.352-0.00003651A-0.024B 0.000007221AD 0.004BD-0.002CD    （1）

式中，Y為因子；A為主軸轉速(mm/min)；B為鈍化時刻(min)；C為磨粒粒度(目數)；D為磨粒配比。

為查驗數學回歸法構造的的刀具鈍化非對稱刃口K因子模型能否較好地體現各自變量與因變量之間的函數關系，選用F查驗法進行顯著性查驗，K因子模型的F法查驗，成果見表2。

查F散布表，當α=0.05 時，F=（4，4）=6.39，因為F比16.591>6.39，從刀具鈍化非對稱刃口K因子模型的F查驗法的查驗成果可知，該猜測模型能夠較好地反映刀具鈍化非對稱刃口K因子與主軸轉速、鈍化時刻、磨粒粒度和磨粒配比之間的關系。

表2  刀具鈍化非對稱刃口K因子模型的方差分析表

小結

選用立式旋轉鈍化法進行刀具刃口鈍化實驗，經過正交實驗研討刀具鈍化非對稱刃口K因子隨鈍化參數的改變規則，對刀具鈍化非對稱刃口K因子的影響蕞大的是鈍化時刻，其次是磨粒配比與主軸轉速，磨粒粒度對刀具鈍化非對稱刃口K因子的影響蕞小。選用數學回歸方法樹立了刀具鈍化非對稱刃口K因子的猜測模型，選用方差分析驗證了該模型的正確性。