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車刀材料的選擇

常用的硬質合金可根據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，常溫時的硬度為HRA87～92，紅硬性為800--900，代號為YG，常用商標為YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG8、YGll等。其中YG3X及YG6X歸于細顆粒碳化鎢合金。YA6則是我國試制成功的一種含有少數碳化鈷的細顆粒硬質合金。

      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。因為它的紅硬度較差，在600℃時，鎢鈷合金簡單和切屑粘結，使刀頭前面磨損，故不宜用于車削軟鋼等耐性金屬。

      YG6X細顆粒碳化鈷合金耐磨性較好，其強度近似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。鎢鈷鈦合金的冷硬功能和紅硬功能比硬質合金高。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，但因為性脆，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品，由碳化鎢、碳化鈦、鈷、少數碳化鈮組成，代號為YW，常用商標為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

      這是一種含有少數碳化鈮的細顆粒鎢鉆類硬質合金，代號為YA，常用商標為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。

      在選用硬質合金時，應根據硬質合金本身功能特點、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，而金剛石價格高，以上三者都較少采用。

      因為陶瓷資料比硬質合金的紅硬性更高，耐磨性好，價格低，正成為一種使用廣泛的刀具資料，但因為該種資料性脆、怕沖擊、刃磨困難，所以在使用時仍受到一定的限制。

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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

合理選擇與數控機床匹配的刀具

數控車床是一種、率的主動化機床裝備多工位刀塔或動力刀塔，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、圓弧插補各種補償功用，并能在批量出產中發揮杰出的作用。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，能很好地滿意企業進步產品質量、下降出產本錢、進步經濟效益的要求。所以數控車床是國內運用量蕞大、覆蓋面廣的一種機床。在數控車床加工中，產品質量和勞動出產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，可是如何依據加工零件的實際情況，合理選擇和運用與數控車床匹配的刀具，是充分發揮數控車床功用和優勢、確保加工精度、進步勞動效率以及操控加工本錢的關鍵。

1.零件剖析

 客戶要求加工的產品是輪軸蓋（見圖1），外形A、B兩處現已加工好，內孔粗加工至90mm，產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。設備是用廣州機床廠的GSK980T經濟型數控車床，共6臺。

2.原加工中存在的問題

 原出產加工選用兩把焊接式合金車刀，分別進行粗車、精車外圓、端面、內孔的加工。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，且占用時刻長，還會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，費時較多。加工過程中需求頻頻旋轉刀架換刀，導致刀架很簡單磨損，定位精度出現差錯，還簡單出現毛?。ň鶆?天一臺）。機床廠的修理人員多次上門修理也不能處理問題，造成停產及修理費用添加。由于換刀后需從頭對刀、試車、調試的輔助時刻添加，且兩把刀加工、刀架主動換刀和空運行行程時刻也較長，對加工效率造成很大的影響。硬質合金刀具制造

3.改善刀具的依據

 經過剖析、研討刀具結構、工藝規劃、程序編寫等方面問題，以為本來所運用的刀具非常需求改善，具體考慮如下。

（1）選用標準化刀具，改為機夾可轉位車刀。由于輪軸蓋是批量出產，數控車刀應選用機夾可轉位車刀，原因在于：①精度高。確保刀片重復定位精度高，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。結構可靠的車刀，選用復合式夾緊結構以習慣刀架快速移動和換位以及整個主動切削過程中不會松動。迅速替換不同形式的切削部件，完結多種切削加工，進步出產效率。③刀具本錢低。由于是批量出產，且刀片可替換，盡管機夾刀可轉位刀片貴一些，但刀具的本錢不會添加，反而下降，并且更經用。

 （2）優化刀具結構。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，進步加工外表的相互方位精度。在刀的結構上假如能把加工輪軸蓋的兩把刀合并成裝在“一把刀”把上進行加工，則①不旋轉刀架。只要“一把刀”在加工，那就不需求旋轉刀架，刀架就不會由于磨損而影響精度，更不會引發停產、修理等問題。②維護定位銷釘。“一把刀”定位只需求一組定位銷釘，并且假如用了標準化刀具，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被損壞。

 （3）若將選用標準化刀具和優化刀具結構合二為一，則不會存在占機時刻長的問題。由于：①選用標準化機夾可轉位刀具，當刀片上的一個切削刃磨鈍后，其刀片的裝拆和轉位都很便利、快捷，不需刃磨即可用新的切削刃持續加工，還大大進步了刀桿的利用率。只需快速做簡單的對刀，編制程序時作恰當的處理就能夠了。②選用優化刀具結構方案，兩個刀尖相隔必定比本來兩把刀刀尖的距離近，換刀和空運行的時刻大大縮短，再結合加工工藝、程序編寫，規劃短的空行、切削進給道路，可有用進步出產效率，下降刀具損耗。

4.改善后的刀具

 自己經過以上剖析、研討，依據現有的認識和加工條件，從刀具結構的規劃、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）將兩把機加刀合為一把機夾刀。刀桿經熱處理，用螺絲固定刀尖A、B，這樣“一把刀”相同能夠完結本來兩把刀的工作，并且裝、卸“一把刀”比本來兩把刀省時一半。

 （2）用改善后的刀具加工時無須轉化刀架，很好地處理了由于要頻頻旋轉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過恰當視點或替換，做簡單的刀補行程修正即可持續加工，大大進步了效率。

5.加工中的注意事項

 （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）編寫程序時有必要要以A、B兩個刀尖為兩個獨立刀位點設兩組刀補（01、02），在轉化刀尖執行時刀具要離開工件必定距離，避免刀具和工件發生碰撞。

 （3）刀具每班要轉動一次，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。

 程序內容及說明

程序內容 程序說明

O1212     程序名

G00x100Z100 定位到起刀點

T0101M3S200 調用地一組刀補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 回到起刀點取消地一組刀補

T0102M3S250     調用第二組刀補B號刀尖

G00x80Z5

G71U1R0.5     粗加工φ112mm與φ98mm內孔與倒角

G71P3Q4U-0.5W0F80

N3G00x114

G01Z0F50

X112Z-1

Z-11

X100

X98Z-11

N4Z-48

G70P3Q4         精加工N3-N4段內容

G00x100Z100T0102 回到起刀點取消第二組刀補

M30         程序完畢